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物化课后习题,第10章,化学动力学

第八章化学动力学* ——课后习题解答

难度级别：基础★，基础2★，综合3★，综合4★，超纲5★

关于作业：公式有必要牢记，但是平时作业时最好是自己动手推导出比较简单的公式，而不是直接翻书，找到公式，套公式，这样的解题方式不值得提倡。 1．（基础★）气体反应SO 2Cl 2 = SO 2 + Cl 2为一级反应。在593K 时的k = 2.20×10-5 s -1。求半衰期和反应2h 后分解的百分比。解：1/25

ln 20.693

315002.2010

t s k -=

==?（计算有点误差31507 s ）， 510

0ln

2.21023600 1.58410c kt c x

--==???=?- 0000

1 1.17161

1.1716100%14.65%1.17161c x x c x c c -===?=--，

2．（基础★）镭原子蜕变成一个Rn 和一个α粒子。它的半衰期是1622年，反应是一级。问1g 无水溴化镭RaBr 2在10年内能放出多少Rn ？Rn 的量用0℃，标准压力下的体积（cm 3）来表示。

解：41

1/2ln 2/0.692/1622 4.27310k t a --===?，

430

0ln

4.2731010 4.27310c kt c x

--==??=?-， 0

0 1.00428c c x

∴

=- 1g 无水溴化镭的物质的量为1

0.00259386

mol =，也就是溴离子物质的量在同一个密闭的容器中

50.00259

1.00428 1.105100.00259x mol x

-=?=?-

故1g 无水溴化镭在10年内能放出在0℃，标准大气压下Rn 的体积为

V = 1.105×10－

5×22.4×103 = 0.248 cm 3

【讨论】（1）元素周期表应该作为一个常用的工具备在身边，Ra 的原子量为226，溴的原子量为80；（2）单位是灵活的，可以根据具体的情况而定，目的则是为了方便计算；（3）无水溴化镭RaBr 2不是气体？这样在浓度表达上有问题吗？ 4．（基础★★）某二级反应在a = b 时，经过500s 原始物作用了20％，问原始物作用60％时须经过多少时间？

*马鞍山，尹振兴，2007，zhenxingyin@https://www.docsj.com/doc/1712545726.html,

解：000000.20.2

(0.2)5000.8500

c k c c c c =

=-?

作用60％需用的时间为

000000.60.2(0.6)0.8500c kt t c c c c ==-?， ∴t = 000.8500

0.630000.40.2

c c ??=s

【讨论】（1）有a = b 这样的化学反应吗？除了原子衰变/蜕变？（2）这个题目有什么实际意义？（3）建议在解题的过程中自己动手推导二级反应的c-t 关系式，并且最好在开始就写出二级反应的c-t 公式来。 5．（综合3★）“一个反应进行完全所需时间是2t 1/2”这种说法对吗？反应物浓度降低75％所需时间，对（1）零级反应；（2）一级反应；（3）二级反应各为t 1/2的几倍？

答：这种说法不正确，因为半衰期是反应物消耗一半所需的时间，不是一个反应进行完全的一半时间，所

以一个反应进行完全所需的时间不可能是简单的2个半衰期的时间。（那么推测一下，反应完全的时间是大于还是小于2t 1/2，或者不一定？）

（1）零级反应：001/20.752c c

t t k k

==，，∴1/2/ 1.5t t =，反应物降低75％所需的时间为其t 1/2的1.5倍；

（2）一级反应：00001111ln 4ln ln ln 0.250.25c c t k c x k c k k =

===- ，1/2ln 2t k

=， ∴1/2/ln 4/ln 22t t ==，反应物降低75％所需时间为其t 1/2的2倍；（3）二级反应：0000110.753()0.25x t k c c x k c kc =

==-g g ，1/20

1t kc =， ∴1/2/3t t =，反应物降低75％所需时间为其t 1/2的3倍

【讨论】这道题非常好，挺有启发性，可以帮助我们加深对半衰期的理解，对比三类反应的特征，下面作

一个简单的归纳（建议同学们都自己动手完成）：（1）零级反应：x kt =，半衰期 0

1/22c t k

=，与起始浓度有关，且成正比；（2）一级反应：00ln

c kt c x =-，半衰期 1/2ln 2

t k =，与起始浓度无关；（3）二级反应：

00()

kt c c x =-，半衰期 1/20

t kc =

，与起始浓度有关，且成反比；这里关键的问题是，我们能否对此给出一个解释，帮助理解为什么级数不同的反应，半衰期的特征不同呢？反应的级数在不同的条件下是否会发生变化？ 6．（基础★★）证明一级反应完成99.9％所需时间是其半衰期的10倍。证： 0000111ln ln ln10000.001c c t k c x k c k =

==-，1/2ln 2

t k

=，

∴1/2/ln1000/ln 29.96610t t ==≈，

∴一级反应完成99.9％所需时间为其t 1/2的10倍【讨论】有人采用如下方法证明，大家分析是否合理——

证：设原始浓度为1，则体系经过一个半衰期反应了12，经过两个半衰期反应了2

1122??

+ ???

，

依此类推，经过10个半衰期反应了21010

11111110.99922221024??????

+++=-=-= ? ? ???????

L ，

也就是说经过10倍半衰期的时间，一级反应完成了99.9％，

以上每步都是可以反推的，因此命题得证。

8．（基础★★）在760℃加热分解N 2O 。当N 2O 起始压力p 0 = 38.66 kPa 时，半衰期为255s ，p 0 = 46.66 kPa 时，半衰期为212s 。求反应级数和时p 0 = 101.3 kPa 的半衰期。解：利用公式1200lg()lg(255212)1110.9822lg()lg(46.6638.66)

t t n p p '''=+

=+=+≈'''， ∴反应为2级反应 ∵1/201t kc =

，∴1/2001/200t c p t c p '''''==''''，∴ 01/

21/2038.66255

97.62101.325

p t t p ''?'''==≈' s 【讨论】（1）通常不是分数级数的时候，可以直接利用各级反应半衰期的特征来判断反应的级数。以本题

为例，我们不考虑分数级数，那么根据半衰期的特征可以直接判断是二级反应，因为t 1/2与p 0成反比关系；（2）我认为最好了解N 2O 的分解反应方程。 9．（应用★★）过氧化氢稀溶液在催化剂KI 的存在下按下式分解：

2222()12

g H O H O O ??→+

25℃，101.3 kPa 下，测得不同时间内产生O2的体积如下表。（1）试证明此反应为一级；（2）求该反应在25℃时的半衰期和速率常数。

t/min 0 5 10 20 32 54 74 84 V O2/cm 3 0 21 40.6 62.4 74.2 83.1 85.9 85.9 解：利用一级反应的公式0

c k t

c x

=-，c o ∝V ∞－V o ，c o - x ∝V ∞－V t ，所以0

1ln

V V k t

V V ∞∞-=-，V o = o ，V ∞ = 85.9 cm 3，利用题目数据，

t/min 0 5 10 20 32 54 74 84 V O2/cm 3 0 24 40.6 62.4 74.2 83.1 85.9 85.9 k/min -1 0.0655 0.0640 0.0648 0.0623 0.0634

可以看出k 基础上为一常数，k = 0.0640 min -1，为一级反应，

（2）该反应在25℃时的半衰期：1/2ln 2

10.83min t k

= 【讨论】（1）1mol 气体，从0℃变为25℃，体积变化多少？（2）这是非常典型的例子，可以作为实验素材；（3）本题值得研究，例如，书本就没有关于本习题的例子，怎么解？还要时间间隔怎么确定？ 11．（综合应用4★）反应A B C +→在一定温度下反应速率的数据如下：第一次实验（p 0,A = 100kPa ，p 0,B = 0.4kPa ）

t/min 0 34.5 69.0 138 ∞ p c /kPa 0 0.2 0.3 0.375 0.4

第二次实验（p 0,A = 400kPa ，p 0,B = 0.4kPa ）

t/min 0 34.5 69.0 ∞ p c /kPa 0 0.3 0.375 0.4

求（1）此反应的速率方程a b

C A B dp dt kp p =g 中的a 和b 值；（2）反应比速k 。

解：（某学生作业中的解答）

由第一次实验图及数据可得：0.241000.440a b

a b c A B dp kp p k dt ==?=

① 由第二次实验图及数据可得：0.051000.45

a b a b

c A B dp kp p k dt ==?= ②

②/①得，4a = 1.6667 ? a = 0.3685 ≈ 0.5 ? b = 1（这个过程实在是看出来其逻辑线路，似乎只是

为了凑答案，这样做很不好）故k = 0.00201 min -1·kPa -1/2

解：（参考答案）

首先认真分析反应的条件，p 0,A 与p 0,B 相比，可以发现两次实验p 0,A ?p 0,B ，因此，可以认为在反应过程中p 0,A 始终不变，作为一个常量来处理

a b c A B dp kp p dt =就可以改写为b

c B

dp k p dt

'= 对于第一次实验，速率方程为100a b

c B dp kp dt

=，于是现在必须根据提供的实验数据来确定b 的值，方

法就是首先观察数据的特征，然后用尝试法，试探着确定反应的级数。首先排除是零级反应的可能性，把数据进行处理

t/min 0 34.5 69.0 138 ∞ -ln(0.4-p c ) /kPa 0.916 1.609 2.303 0.375

∞

以-ln(0.4-p c )为纵坐标，以t 为横坐标，可得一条直线，故b = 1

因此，在实验条件下，反应变为了一级反应，但是两次反应有所区别第一次实验的速率方程为0.4

1000.4a c

kt p =-，

第二次实验的速率方程为0.4

4000.4a c

kt p =-，

把两组数据（34.5, 0.2）、（34.5, 0.3）分别代入上面的式子，并除，得a = 0.5

所以反应的速率方程a b

C A B dp dt kp p =g 中a = 0.5，b = 1；

（2）把（34.5, 0.2）和a = 0.5，代入0.4

1000.4a c

kt p =-，得k = 0.002 kPa -1/2·min -1

【讨论】

（1）认真观察条件，找出特征，并做一些近似处理。

（2）近似处理是我们在科技研究当中经常要用到的方法，经常能够解决很多复杂的问题。这一点希望大家慢慢习惯，并掌握它。

（3）当然，在做了近似处理得到一些重要结论之后，一般还需要实验来验证它们，如果无法用实验来验证，那么就不是绝对可信的。 12． 13．（综合题3★）反应A B C +→分下列二步进行：

2A D ?

D B A C +→+

第一步速率很快，可达到平衡，平衡常数为K c 。求dc c /dt 与浓度关系的速率方程。解：2

2D c D c A A

c K c K c c =

?= 22

C c A B A B c dc dt k K c c kc c k k K ''===，其中

【讨论】（1）这样的解题过程过于简单，有些象是为了应付了事的味道，不利于从解题中加深对前面理论知识的理解；（2）题目给出的两个分步反应，根据题意都是基元反应，故此可以根据反应方程直接写出速率方程。（3）所谓的解题技巧是根据具体的情况应用所学知识，有时还需要创造性地应用。

解：由于第一步速率很快，故此在一定的时间范围内可以认为反应处在平衡态中，dc D = 0，既可以根据反应方程来求出的c D 表达式，也可以根据平衡条件来求，故

D c D c A A

c K c K c c =

?=，又22C c A B A B c dc dt k K c c kc c k k K ''===，其中 14．活化能的大小与反应速率有什么关系？反应速率随温度的变化与活化能有什么关系？

答：活化能愈大，则速率常数k 愈小，反应速率愈慢；反应速率随温度的变化与活化能的关系有

ln d k E

dT RT

=（这样的回答显然过于简单，要求解读这个公式）。【讨论】活化能E 是反应进行的障碍，E 愈大，则k 愈小，故反应速率愈慢；由公式

ln d k E

dT RT =

可知，随着温度升高，k 增大，反应速率加快，但是对于E 较大的反应，温度对其影响不如E 较小的反应那么明

显。

18．（综合题3★）反应222H I HI +=在不同温度下速率常数k 值如下：

（1）试用作图法求活化能

（2）求频率因子A 。

（3）求442℃时的速率常数。

解：首先求出各温度下的1/T 和lgk ：

T/K 556 576

629

666

700

781 k/(mol -1·L·s -1) 4.45×10－5 1.32×10－

4 2.52×10－

3 1.41×10－

2 6.43×10－

2 1.34 T -1×103/K -1 1.7986 1.7361 1.5898 1.5015 1.4286 1.2804 lg[k/( mol -1·L·s -1)] -4.3516 -3.8794 -2.5986 -1.8508 -1.1918 0.1271

利用所求数据作图：（略）

（1）lgk 对1/T 作图，得一直线，斜率为：

( 1.8508)( 3.8794)

86472.303(1.5015 1.7361)10

E R -----

==--?，1165566E J mol -∴=g 3

( 2.5000)( 3.8794)8836.642.303(1.5800 1.7361)10

E R -----

==--?，1

169196E J mol -∴=g 1167381E J mol -∴=v

g （2）lg lg lg E

E k A e k A e RT -=?=-

Q g

，lg lg lg 11.3121E A k e RT

∴=+= 11112.051610A L mol s --∴=?g g

（3）16738111

118.314715

2.0516100.12186E

k A e e

L mol s -

--?==?=g

g g

【讨论】要习惯利用图形来得到有用的信息或数据，而不是仅仅通过计算来解决问题。

21. 两个具有相同频率因子的二级反应为

2A→B （1） 2C→D （2）

反应（1）的活化能比反应（2）的活化能大10.46kJ·mol －

1。100℃时，反应（1）从初始浓度为0.1mol·l -1反应30％需60min 。问在相同温度下，反应（2）从初始浓度为0.05 mol·l -1反应70％需时多少？解：（某生的解答，过程过于简单，这是许多同学范的同样的毛病；）

已知E

k A e -

，211046010460

8.3148.314122

E E T T RT

k e e k k e k ---==∴=g ， ①，由二级反应公式知：

00(1)

x c kt c x c =- ②

①代入②得：104600

8.314200(1)

x c k e t c x c -=-g g ，

10460118.31420.30

60 2.0833min 0.1(10.30)

T k e L mol ---??∴=

?= ??-??

g g

又由式子②得：20.70

22.40min 0.05(10.70) 2.0833

t =

=?-?

22. 有一平行反应：

在916℃时，k 1 = 4.65s -1，k 2 = 3.74s -1。（1）求A 转化90％所用时间。（2）证明对A 消耗的反应，活化能1122

k E k E E k k +=

+。

（3）已知反应的活化能1120E kJ mol -=g

，1226E kJ mol -=g ，求总反应的表观活化能。解：（1）121

ln ()1a k k t x a x a

==+--，

121111

ln ln 0.2744()4.65 3.7410.901t s x k k a ∴===++--

（2）对第一个反应：11111

122

ln B A dc d k E dk k E

k c dt dT RT dT RT =∴=?= 对第二个反应：22222

222

ln C A dc d k E dk k E k c dt dT RT dT RT

=∴=?= 对总反应：12()C A B A dc dc dc k k c dt dt dt -=+=+，122

ln()d k k E

dT RT +=

12122()()d k k k k E dT RT ++?=，又1212

()d k k dk dk dT dT dT

+=+

Q 1211221122

22212

()k k E k E k E k E k E E RT RT RT k k ++∴

=+∴=+

（3）14.6520000 3.7426000

226754.65 3.74

E J mol -?+?=

=+g

【讨论】（1）数学计算时应当注意哪些问题？例如，书写格式的问题，符号使用的问题，取精确值的问题，这些都是一些小问题，又经常遇到，但是大家都不重视，也不知道有什么标准，也不知所从，因此也就比较随便；（2）应当好好研究一下几种重要的反应类型，而不是简单地记住公式了事。（3）可逆反应的表观活化能与单向反应的活化能的关系？

23．臭氧分解反应3223O O →可能的反应机理为：

32k k

O O O -+垐垎噲垐快 (1) 2322k O O O +??→ 慢 (2)

C K 2

（1）用稳态近似法导出2

31231223[]2[][][]

d O k k O dt k O k O --=

+ （2）当[O 2]较大时，由上式导出21332[]

[][]d O k O O dt

=，式中1212k k k k -=。

（3）已知臭氧分解反应的表观活化能为119.2 kJ·mol -1，O 3和O 的标准生成焓△f H θ分别为142.3和247.4

kJ·mol -1，并且不随温度变化，求速控步（2）的活化能E 2。假设△H ≈△U 。解：（1）

131223[]

[][][][][]0d O k O k O O k O O dt

-=--=，131223[][][][]k O O k O k O -=

+ 2

3213231223[]2[]2[][][][]d O k k O k O O dt k O k O -∴-==

+ ① ② （2）①式可以写成：23213122312[]2[]/[]1[]/[]

d O k k O k O dt k O k O ---=

+ 当[O 2]较大时，2312[]

11[]

k O k O -+

≈，故有：

2133213212[][]2[][][]

d O O k k k O O dt k O ---==g ，式中2112k k k k -=

（3）对k 取对数211ln ln 2ln ln ln k k k k -=++-，211

ln ln ln ln d k d k d k d k dT dT dT dT

-∴

=+-

211E E E E

RT RT RT RT

-=+-，211E E E E -∴=+- 3

11247.4142.3105.1/f O f O E E U H H H kJ mol θθ

--=?≈?=?-?=-= 2119.2105.114.1/E E H kJ mol ∴=-?=-=

【讨论】 24．（综合题4★）乙烯在汞蒸气存在下的氢化反应是：

24226C H H C H +→

此反应的一个可能的机理是：

22k Hg H Hg H *+??→+ 22425k H C H C H *+??→ 325226k C H H C H H *+??→+

2k H H H **+??→

H *和C 2H 5可按稳态法处理。试证明速率方程是：

1/21/226224[]

[][][]d C H k Hg H C H dt

= 证：由于H *

和C 2H 5可按稳态法处理（二者为活化分子），故

25[]

[]0d C H d H dt dt

*==，由第三个反应，得

263252[]

[][]d C H k C H H dt

= ①，由第二、三个反应，得252243252[]

[][][][]0d C H k H C H k C H H dt

*=-= ②，

由题干给出的四个反应，得

21222432254[]

[][][][][][][]0d H k Hg H k H C H k H C H k H dt

***=-+-= ③ 又由②式，得2243252[][][][]k H C H k C H H *

=，把它代入③式，解得

[]H *=

上式代入②式中，解得

1/21/2325222424224[][][][]]][][]k C H H k H C H k C H Hg H C H *

===

结合①式，最后得1/21/2

26224[][][][]d C H k Hg H C H dt

，其中k =

【讨论】（1）速率方程与化学反应方程式系数之间的关系？（2）例如，对于反应

22k Hg H Hg H *

+??→+，求[]d H dt *？得

1/21/212[][][]d H k Hg H dt *=或121

[][]2

k Hg H ？都不是，就是12[]

[][]d H k Hg H dt

*=；基元反应中不能出现分数系数，即不能出现这样的方程式，如12111222k Hg H Hg H *+??→+。又如对于42k H H H **+??→，能写成4

212

k H H *??→吗？显然是不行

的。（3）花费了约60min ，这样显然是有问题的。 25．（应用题，★★★）根据H 2和Cl 2反应的下列机理，试推导出生成HCl 的速率方程：

22k Cl Cl *??→ 2

2k Cl H HCl H **+??→+ 32k H Cl HCl Cl **+??→+

2k Cl Cl M Cl M **++??→+

对活泼质点Cl *和H *可按稳态法处理。解：HCl 的生成方程为 222H Cl HCl +→，

不能直接由方程写出

22[]

[][]d HCl k H Cl dt

=，而是由题干提供的反应机理，得到 2232[]

[][][][]d HCl k Cl H k H Cl dt

**=+ 由于Cl *和H *可按稳态法处理，故

[][]

0d H d Cl dt dt

**==， 2232[]

[][][][]0d H k Cl H k H Cl dt

***=-=?2232[][][][]k Cl H k H Cl **= ① 又

21222324[]

[][][][][][]0d Cl k Cl k Cl H k H Cl k Cl dt ****=-+-=，结合①式可得 2124[][]k Cl k Cl *=，又进一步变形得到

[]Cl *=

故

222[]

2[][]2]d HCl k Cl H k H dt *==，变形得

1/222[]][]d HCl H Cl dt = 当然也可以求出[]H *

的表达式，但在此已没有意义了。

【讨论】注意把Cl *和H *称呼为活泼质点，有别于活化分子。

27．多相反应在高温时温度对反应速率的影响往往比较小，这如何解释？

答：这道题大家都能从书上找到答案，但是要真正理解，还是要结合实例，多思考。例如，一氧化碳还原

铁矿石就是一个典型的冶金类反应，方程一般表达式为

232332CO Fe O CO Fe +???→+高温

又如氢气还原氧化铜。金属氧化物的还原，一般都是多相反应。

首先大家可以计算上述反应开始的标准温度。在达到高温以后，反应速率受温度的影响已较小，除非发生重大变化，例如固体熔化变为液体等相变。

28．从气－固相反应的吸附平衡解释零级反应的物理意义。试推导出零级反应半衰期的公式。

29．NH3

最后一题：

【讨论】已有实验数据，那么证明的方法就可采用验证法，简单而有效。要在学生头脑里树立，“实验先于理论”的观念，实验数据是至关重要的！

物理化学课后答案

第一章气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下： 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解：对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1—2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl ）气体300m 3 ，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（14618.623÷1441。153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。解：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1—4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13。33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25。0163g 。试估算该气体的摩尔质量。解：先求容器的容积33 ) (0000.1001 0000.100000 .250000.1252 cm cm V l O H == -= ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气.若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气的压力。解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+ =+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1

化学反应动力学习题

化学动力学基础(习题课) 1. 某金属的同位素进行β放射，经14d（1d=1天后，同位素的活性降低6.85%。求此同位素的蜕变常数和半衰期；要分解 90.0%，需经多长时间？解：设反应开始时物质的质量为100%，14d后剩余未分解者为100%-6.85%，则代入半衰期公式得一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的选“√”，错误的选“×”。 √× 1.反应速率系数k A与反应物A的浓度有关。 √× 2.反应级数不可能为负值。 √× 3.对二级反应来说，反应物转化同一百分数时，若反应物的初始浓度愈低，则所需时间愈短。 √× 4.对同一反应，活化能一定，则反应的起始温度愈低，反应的速率系数对温度的变化愈敏感。 √× 5. Arrhenius活化能的定义是。

√× 6.若反应A?Y，对A为零级，则A的半衰期。二、选择题选择正确答案的编号：某反应，A → Y，其速率系数k A=6.93min-1，则该反应物A的浓度从1.0mol×dm-3变到0.5 mol×dm-3所需时间是： (A)0.2min；(B)0.1min；(C)1min；(D)以上答案均不正确。某反应，A → Y，如果反应物A的浓度减少一半，它的半衰期也缩短一半，则该反应的级数为： (A)零级；(B)一级；(C)二级；(D)以上答案均不正确。三、填空题在以下各小题的“ 1.某化学反应经证明是一级反应，它的速率系数在298K时是k=( 2.303/3600)s-1，c0=1mol×dm-3。 (A)该反应初始速率u0为 (B)该反应的半衰期t1/2 (C)设反应进行了1h，在这一时刻反应速率u1为 2.只有一种反应物的二级反应的半衰期与反应的初始浓度的关系为 3.反应A → B+D中，反应物A初始浓度c A,0=1mol×dm-3，初速度u A,0=0.01mol×dm-3×s-1，假定该反应为二级，则其速度常数k A为t1/2为。 4.某反应的速率系数k=4.62′10-2min-1，则反应的半衰期为 5.反应活化能E a=250kJ×mol-1，反应温度从300K升高到310K时，速率系数k增加

物理化学第五版下册习题答案

第七章电化学 7、1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A,经过15min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu?(2)在的27℃,100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2(g)？解:电极反应为:阴极:Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极: 2Cl - －2e - → Cl 2(g) 则:z= 2 根据:Q = nzF =It ()22015Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 因此:m (Cu)=n (Cu)× M (Cu)= 9、326×10-2×63、546 =5、927g 又因为:n (Cu)= n (Cl 2) pV (Cl 2)= n (Cl 2)RT 因此:3223Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?（）（） 7、2 用Pb(s)电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1、66×10-2g 。通电一定时间后,测得与电解池串联的银库仑计中有0、1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62、50g,其中含有PbNO 31、151g,计算Pb 2+的迁移数。解法1:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液就是电中性的)。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下: n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(12 Pb 2+) 则:n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(12 Pb 2+) n 电解(1 2Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 223162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 12331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 12331.22 n +-==??解后电 n 迁移(12 Pb 2+)=6、150×10-3+1、537×10-3-6、950×10-3=7、358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710(Pb )2n t n +-+-+?==?移解（）=迁电

物理化学动力学试题2

物理化学动力学试卷2 一、选择题( 共16题26分) 1. 298 K时两个级数相同的反应Ⅰ、Ⅱ，活化能EⅠ= EⅡ，若速率常数kⅠ= 10kⅡ，则两反应之活化熵相差：( ) (A) 0.6 J·K-1·mol-1 (B) 10 J·K-1·mol-1 (C) 19 J·K-1·mol-1 (D) 190 J·K-1·mol-1 2. 实验活化能E a，临界能E c，势垒E b，零度活化能E0概念不同，数值也不完全相等，但在一定条件下，四者近似相等，其条件是：( ) (A) E0很小(B) E b很小 (C) 温度很低(D) 基态振动频率大 3. 根据微观可逆性原理，反应物分子能量消耗的选择性和产物能量分配的特殊性有对应关系，因此对正向反应产物主要是平动激发，则对逆向反应更有利于促进反应进行的能量形式应为：（） (A)振动能(B)转动能 (C)平动能(D)能量形式不限，只要足够高 4. 双分子反应的速率常数k以cm3·s-1为量纲换算为以mol-1·dm3·s-1为量纲时，应乘以因子（） (A) L(B) 103L (C) 106L2(D) 10-3L 5. 2 分(6037)6037 分子的数密度若以cm-3计，浓度以mol·dm-3计，则k N与k c之关系应为：( ) (A) k c＝103Lk N(B) k c=10-3Lk N (C) k c=106L2k N(D) k c=10-6L2k N 6. 2 分(6531)6531 酶催化作用有很多特征，但其主要的缺点是：（） (A) 对温度反应迟钝(B) 选择性不高 (C) 催化活性低(D) 极易受酶杂质影响 7. 2 分(6479)6479 光化学反应Ａ2＋hν→２Ａ的反应历程为：Ａ2＋hν→Ａ2*Ａ2*k1 ２ＡＡ 2 *＋Ａ 2 k2 ２Ａ2 可得：r＝k1I a／(k1＋k2[Ａ2])则该反应之量子产率Φ为( ) (A) 1 (B) 2 (C) k1／(k1＋k2[Ａ2]) (D) k2／(k1＋k2[Ａ2])·２ 8. 2 分(6409)6409 下面四种说法中不正确的是：( ) (A)在具有速控步的反应历程中，达到稳态后，速控步后的各个步骤的反应速率都等于速控步的反应速率，速控步前的各步骤均处于平衡状态 (B) 根据微观可逆性原理，在反应历程中不可能出现2A →C + 3D 这样的基元反应 (C) 在光化学反应中，体系的Gibbs自由能总是在不断地降低 (D) 在采用温度跃变的驰豫法来研究溶液中的快速反应时，该反应必须是放热

物理化学课后习题答案

四．概念题参考答案 1．在温度、容积恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ，问A p 和A V 的变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变，A V 变小 (D) A p 变小，A V 不变答：(C)。这种情况符合Dalton 分压定律，而不符合Amagat 分体积定律。 2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p 。试判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答：(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3．已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。有一氢气钢瓶，在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?，这时氢气的状态为（） (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定答：(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界区域，这时仍为气相，或称为超临界流体。在这样高的温度下，无论加多大压力，都不能使氢气液化。 4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水，不留一点空隙，这时水的饱和蒸汽压（）（A ）等于零（B ）大于 kPa （C ）小于 kPa （D ）等于 kPa 答：（D ）。饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关，只要温度定了，其饱和蒸气压就有定值，查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。

关于物理化学课后习题答案

关于物理化学课后习题答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

第一章两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100 C，另一个球则维持 0 C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。标准状态：因此，如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H2 3dm3 P(H2） T N2 1dm3 P(N2) T （1）两种气体混合后的压力；（2）计算混合气体中H2和N2的分压力；（3）计算混合气体中H2和N2的分体积。第二章 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，下全部凝结成液态水，求过程的功。假设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃，的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，在恒容升温至℃，。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。容积为 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 C，4 mol的Ar(g)及150 C，2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度

t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为及，且假设均不随温度而变。解：图示如下假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计则该过程可看作恒容过程，因此假设气体可看作理想气体，，则冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水（H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 C时反应的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25 C的标准摩尔生成焓数据；

化学动力学练习题

化学动力学练习题一. 选择题 1. 若反应速率k的量纲是：[浓度]([时间]-1，则该反应是 A. 三级反应 B. 二级反应 C. 一级反应 D. 零级反应 2．对于一级反应，反应物浓度C与时间t的关系是 A. 以1/c对t作图为直线 B. 以C对t作图为直线 C. 以LnC对t作图为直线 D. 以C对1/t作图为直线 3. 对于反应A Y，如果反应物A的浓度减少一半，A的半衰期也缩短一半，则该反应的级数为：（）。 A. 零级； B. 一级； C. 二级。 D. 三级 4. 某放射性同位素的半衰期为5天，则经15天后所剩的同位素的物质的量是原来同位素的物质的量的：（）。 A. 1/3； B. 1/4； C. 1/8； D. 1/16。 5. 对于基元反应反应级数与反应分子数 A. 总是相同的 B. 总是不相同 C. 不能确定 6.反应2N2O5(g) → 2 N2O4(g)＋O2(g) 当N2O5消耗掉3/4所需时间是半衰期的2倍，则此反应为。 A.0级 B.1级 C.2级 D. 3级 7. 基元反应 A → P+ ……其速度常数为k1,活化能 E a1= 80KJ.mol-1，基元反应 B → P+ ……其速度常数为k2,活化能 E a2= 100KJ.mol-1，当两反应在25℃进行时，若频率因子 A1= A2,则。 A. k1= k2 B. k1＞k2 C. k1＜k2 8. 某反应，反应物反应掉5/9所需的时间是它反应掉1/3所需时间的2倍,这个反应是 A. 一级 B. 二级 C. 零级 D. 三级 9．已知某化学反应速率常数的单位是s-1则该化学反应的级数为（A）零级（B）一级（C）二级（D）三级 10. 某一反应在一定条件下的平衡转化率为25%，当加入合适的催化剂后，反应速率提高10倍，其平衡转化率将（） A. 大于25% B. 小于25% C. 不变 D. 不确定 11.乙酸高温分解时，实验测得CH3COOH(A)、CO(B)、CH=CO(C) 的浓度随时间的变化曲线如下图，由此可以断定该反应是：。 (A) 基元反应； (B) 对峙反应； (C) 平行反应； (D) 连串反应。 12.一个基元反应，正反应的活化能是逆反应活化能的2倍，反应时吸热 120 kJ·mol-1，则正反应的活化能是(kJ·mol-1)：。 (A) 120 ； (B) 240 ； (C) 360 ； (D) 60 。 13. 反应3O2 2O3，其速率方程 -d[O2]/d t = k[O3]2[O2] 或 d[O3]/d t = k'[O3]2[O2]，那么k 与k'的关系是：。 A．2k ＝ 3kˊ B. k ＝ kˊ C．3k ＝ 2kˊ D. 1/2k ＝ 1/3kˊ 14.低温下，反应CO(g) + NO2(g) ==CO2(g)+ NO(g) 的速率方程是υ= k{c(NO2) }2试问

物理化学动力学试题3

物理化学动力学试卷3 一、选择题( 共16题26分) 1. 2 分(6453)6453 除多光子吸收外，一般引起化学反应的光谱，其波长范围应是： (A) 可见光(400 - 800 nm) 及紫外光(150 - 400 nm) (B) X射线(5 - 10-4 nm) (C) 远红外射线 (D) 微波及无线电波 2. 2 分(6181)6181 单原子分子A与双原子分子B生成非线性过渡态时，据A(TST)=(k B T／h)[q≠／(q A q B)] 计算A时，q≠为 (A) f t3f r2f v3(B) f t3f r2f v4 (C) f t3f r3f v3(D) f t3f r3f v2 3. 2 分(6104)6104 在过渡态理论的速率方程中，因数RT /Lh或k B T/h对所有反应都是一样的。其值约为∶ (A) 103 s-1 (B) 1013 s (C) 1013 s-1 (D) 103 s 4. 2 分(6109)6109 设气体A和B都是单原子分子，它们发生化合A + B = C，已知一维平动配分函数 f t = 108，一维转动配分函数f r= 10。按过渡态理论，在温度T时，反应的频率因子为： (A) 10-22k B T/h (B) 10-21k B T/h (C) 10-23k B T/h (D) 1023k B T/h 5. 下列双分子反应中： (1) Br + Br →Br2 (2) CH3CH2OH + CH3COOH →CH3CH2COOCH3+ H2O (3) CH4+ Br2→CH3Br + HBr 碰撞理论中方位因子P的相对大小是∶ (A) P(1) > P(2) > P(3) (B) P(1) > P(3) > P(2) (C) P(1) < P(2) < P(3) (D) P(1) < P(3) < P(2) 6. D+B→产物，从各物理量均以基本单位计算所得之k N ，换算为以mol·dm-3为量纲的k c，它们的关系为： (A) k c =Lk N(B) k c=106L2 (C) k c=103Lk N(D) k c=10-3Lk N 7. 理想气体反应A + BC[ABC]≠→产物，若设E a为阿累尼乌斯活化能，?≠H m$表示活化络合物与反应物在标准状态下的焓差，则 $+ RT (A) E a= ?≠H m

物理化学第五版下册习题答案

第七章电化学 7.1 用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20A ，经过15min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu?（2）在的27℃，100kPa 下阳极上能析出多少体积的的Cl 2（g ）？解：电极反应为：阴极：Cu 2+ + 2e - → Cu 阳极： 2Cl - －2e - → Cl 2（g ）则：z= 2 根据：Q = nzF =It ()22015 Cu 9.32610mol 296500 It n zF -?= ==?? 因此：m （Cu ）=n （Cu ）× M （Cu ）= 9.326×10-2×63.546 =5.927g 又因为：n （Cu ）= n （Cl 2） pV （Cl 2）= n （Cl 2）RT 因此：3 223 Cl 0.093268.314300Cl 2.326dm 10010 n RT V p ??===?（）（） 7.2 用Pb （s ）电极电解PbNO 3溶液。已知溶液浓度为1g 水中含有PbNO 3 1.66×10-2g 。通电一定时间后，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区的溶液质量为62.50g ，其中含有PbNO 31.151g ，计算Pb 2+的迁移数。解法1：解该类问题主要依据电极区的物料守恒（溶液是电中性的）。显然阳极区溶液中Pb 2+的总量的改变如下： n 电解后(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 迁移(1 2Pb 2+) 则：n 迁移(12Pb 2+)= n 电解前(12Pb 2+)+ n 电解(12Pb 2+)- n 电解后(1 2 Pb 2+) n 电解(12 Pb 2+)= n 电解(Ag ) = ()()3Ag 0.1658 1.53710mol Ag 107.9 m M -==? 2 23162.501.1511.6610(Pb ) 6.15010mol 1 2331.22 n -+--??==??解前（）电 2311.151(Pb ) 6.95010mol 1 2331.22 n +-==??解后电 n 迁移(1 2 Pb 2+)=6.150×10-3+1.537×10-3-6.950×10-3=7.358×10-4mol () 242321Pb 7.358102Pb 0.4791 1.53710 (Pb )2 n t n + -+ -+?==?移解（）=迁电

物理化学第五版课后习题答案

第七章电化学 7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ？ (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解：(1) m Cu ＝ 201560635462.F ???＝5.527 g n Cu ＝201560 2F ??＝0.09328 mol (2) 2Cl n ＝2015602F ??＝0.09328 mol 2Cl V ＝00932830015 100 .R .??＝2.328 dm 3 7－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10－2g 。通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098 考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝262501151166103312098(..)..--??－11513312098..＋01658 21078682 ..? ＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+ )＝4 4 36823107685310..--??＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前＝1151 3312098 ..－262501151166103312098(..)..--??＝4.0030×10－3 mol t －(3 NO -)＝4 4 40030107658310..--??＝0.5209 7－3．用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为23.376g ，其中含AgNO 3 0.236 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。解：考虑Ag +： n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝3233760236739101698731(..)..--??－023********..＋00781078682 .. ＝1.007×10－ 3－1.3893×10－ 3＋7.231×10－ 4

(整理)4-化学动力学典型例题.

一、选择题 1. 某反应的计量方程和速率方程分别为 2A+B=2D [][][][][]1122d A d B d D r k A B dt dt dt =-=-== 则该反应的分子数为 ( D ) （A ）单分子反应（B ）双分子反应（C ）三分子反应（D ）不能确定 2. 某反应进行完全的时间是有限的,且 0/t c k =,该反应级数为 ( D ) (A)一级（B ）二级 (C)三级 (D)零级 3. 当某一反应物的初始浓度为时30.04mol dm -?，消耗一半所需时间为360s 。初始浓度为 3 0.024mol dm -?时，消耗一半需600s 。则反应的级数为 ( C ) (A)零级（B ）1.5级 (C)二级 (D)一级

4．有一个起始物浓度相等的二级反应，当反应物消耗1/3时的时间为10min ，若再消耗1/3所需的时间为 ( C ) (A)10min （B ）20min (C)40min (D)50min 5*．某一级反应，反应物转化99.9%所需的时间是半衰期的 ( C ) (A) 2倍 (B)5倍 (C)10倍 (D)20倍说明：99.9% equals to 1023/1024, 1/2→3/4 →7/8→……→1023/1024,要经历10个半衰期。 6．某反应在起始物浓度下降一半时，其半衰期也缩短一半，则该反应的级数为 ( D ) (A)一级（B ）1.5级 (C)二级 (D)零级 7．有一平行反应（1）1 k A B ??→，（2）2K A D ??→，已知反应（1）的活化能大于反应（2）的活化能，如下措施哪种不能改变产物B 和D

物理化学第七章动力学

第十一章化学动力学 §11.1化学反应的反应速率及速率方程 1.反应速率的定义非依时计量学反应: 若某反应不存在中间物，或虽有中间物，但其浓度甚微可忽略不计，则此类反应将在整个反应过程中符合一定的计量式。那么，这类反应就称为非依时计量学反应某反应的化学计量式：B B 0B ν=∑ 对非依时计量学反应，反应进度ξ定义为：B B d d /n ξν= 转化速率为：B B d /d (1/)(d /d )t n t ξξν== 反应速率为：B B /(1/)(d /d )r V V n t ξν== 即用单位时间单位体积内化学反应的反应进度来定义反应速率。对非依时计量学反应，此定义与用来表示速率的物质B 的选择无关，与化学计量式的写法有关。对于恒容反应，反应速率可表示为：B B (1/)(d /d )r c t ν= 对任何反应： E F G H e f g h +=+ G E F H d d d d 1111d d d d c c c c r e t f t g t h t =- =-== 2.基元反应定义：如果一个化学反应，反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子，这种反应称为基元反应。基元反应为组成一切化学反应的基本单元。例如： 2222C +M =2C +M C + H =HC +H H +C =HC +C 2C +M =C +M

化学反应方程，除非特别注明，一般都属于化学计量方程，而不代表基元反应。反应机理：反应机理又称为反应历程。在总反应中，连续或同时发生的所有基元反应称为反应机理，在有些情况下，反应机理还要给出所经历的每一步的立体化学结构图。3. 基元反应的速率方程--质量作用定律、反应分子数（1）反应分子数：基元反应方程式中各反应物分子个数之和，称为反应分子数。（2）质量作用定律：对于基元反应，反应速率与反应物浓度的幂乘积成正比。幂指数就是基元反应方程中各反应物的系数。这就是质量作用定律，它只适用于基元反应。例如：单分子反应：A ?? →产物，A A d /d c t kc -= 双分子反应：A B +?? →产物，A A B d /d c t kc c -= A A +??→产物，2A d /d A c t kc -= （3）说明：速率方程中的比例常数k ，叫做反应速率常数。温度一定，反应速率常数为一定值，与浓度无关；它是反应本身的属性。同一温度下，比较几个反应的k ， k 越大，则反应越快。基元反应按反应分子数可划分为：单分子反应、双分子反应和三分子反应。对于非基元反应，只有分解为若干个基元反应时，才能对每个基元反应逐个运用质量作用定律。 4. 化学反应速率方程的一般形式、反应级数对于化学计量反应 A B Y Z a b y z ++?????→???++由实验数据得出的经验速率方程，一般形式为： A A A B d d c r kc c t αβ =- =??? 反应级数：速率方程中各反应物浓度项上的指数称为该反应物的级数。

物理化学课后(下册)部分习题答案

第十一章化学动力学 1. 反应为一级气相反应，320 oC时。问在320 oC加热90 min的分解分数为若干？解：根据一级反应速率方程的积分式答：的分解分数为11.2% 2. 某一级反应的半衰期为10 min。求1h后剩余A的分数。解：同上题，答：还剩余A 1.56%。 3．某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？解：根据一级反应速率方程的积分式答：反应掉50%需时19.4 min。 4． 25 oC时，酸催化蔗糖转化反应的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为1.0023 mol·dm-3,时刻t的浓度为c） 0 30 60 90 130 180 0 0.1001 0.1946 0.2770 0.3726 0.4676 解：数据标为 0 30 60 90 130 180 1.0023 0.9022 0.8077 0.7253 0.6297 0.5347 0 -0.1052 -0.2159 -0.3235 -0.4648 -0.6283

拟合公式蔗糖转化95%需时 5. N -氯代乙酰苯胺异构化为乙酰对氯苯胺为一级反应。反应进程由加KI溶液，并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。KI只与 A反应。数据如下： 0 1 2 3 4 6 8 49.3 35.6 25.75 18.5 14.0 7.3 4.6 解：反应方程如下根据反应式，N -氯代乙酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的二分之一， 0 1 2 3 4 6 8

4.930 3.560 2.575 1.850 1.400 0.730 0.460 0 -0.3256 -0.6495 -0.9802 -1.2589 -1.9100 -2.3719 。 6．对于一级反应，使证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。对于二级反应又应为多少？解：转化率定义为，对于一级反应，对于二级反应， 7．偶氮甲烷分解反应为一级反应。287 oC时，一密闭容器中初始压力为21.332 kPa，1000 s后总压为 22.732 kPa，求。解：设在t时刻的分压为p， 1000 s后，对密闭容器中的气相反应，可以用分压表示组成：

物理化学第五版课后习题答案

第十章界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”，根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应。 10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面力为0.4865 N ·m －1。解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ? ＝γ(A 2－A 1)＝4πγ·( N 22 r －21 r )＝4πγ·(3 12 r r －21r )

物理化学第三章课后答案完整版

第三章热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求（1）热机效率；（2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。解：卡诺热机的效率为根据定义 3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求：（1）热机效率；（2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出（2） 3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求（1）热机效率；（2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。解：（1）

(2) 3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。证：（反证法）设 r ir ηη> 不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。

3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。（1）可逆热机效率。（2）不可逆热机效率。（3）不可逆热机效率。解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义因此，上面三种过程的总熵变分别为。 3.7 已知水的比定压热容。今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水，求过程的。（1）系统与100℃的热源接触。（2）系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。（3）系统先与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此

物理化学下册习题测验答案(全部)

第七章化学反应动力学 1．以氨的分解反应2NH3==== N2＋3H2为例，导出反应进度的增加速率与，，之间的关系，并说明何者用于反应速率时与选择哪种物质为准无关。解： ∴，， 2．甲醇的合成反应如下： CO＋2Ｈ2 ===== CH3OH 已知，求，各为多少? （答案：2.44，4.88mol·dm-3·h-1）解：， 3．理想气体反应2N2O5→ 4NO2＋O2，在298.15 K的速率常数k是1.73×10-5ｓ-1，速率方程为。(1)计算在298.15K、、12.0 dm3的容器中，此反应的和即各为多少?(2)计算在(1)的反应条件下，1s内被分解的N2O5分子数目。（答案：（1）7.1×10-8，-1.14×10-7md·dm-3·s-1 （2）1.01×1018）解：（1）mol·dm-3

mol·dm-3·s-1 ∴mol·dm-3·s-1 （2）1.4×10-7×12.0×6.022×1023=1.01×1018个分子 4．已知每克陨石中含238U 6.3×10-8ｇ，He为20.77×10st1:chmetcnv UnitName="cm" SourceValue="6" HasSpace="False" Negative="True" NumberType="1" TCSC="0">-6cm3(标准状态下)，238U的衰变为一级反应：238U → 206Pb＋84He由实验测得238U的半衰期为＝4.51×109 y，试求该陨石的年龄。（答案：2.36×109年）解：每克陨石中含He： mol 最开始每克陨石中含238U的量： mol 现在每克陨石中含238U的量： mol 衰变速率常数： ∴ 5．303.01 K时甲酸甲酯在85%的碱性水溶液中水解，其速率常数为4.53 mol-1·L·s-1。 (1) 若酯和碱的初始浓度均为1×10-3mol·L-1，试求半衰期。 (2 )若两种浓度，一种减半，另一种加倍，试求量少者消耗一半所需的时间为多少。（答案：220.8，82.36s）解：(1) 甲酸甲酯的水解反应为二级反应，且当酯和碱的初始浓度相等时，其速率方程可化为纯二级反应速率方程形式：

反应动力学习题及答案

反应动力学习题一、判断题： 1、催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的热效应。.........................（） 2、质量作用定律适用于任何化学反应...............................................（） 3、反应速率常数取决于反应温度，与反应物、生成物的浓度无关。................（）二、选择题： 1.若反应：A + B → C 对A 和B 来说都是一级的，下列叙述中正确的是....（）。 (A) 此反应为一级反应； (B) 两种反应物中，当其中任一种的浓度增大2 倍，都将使反应速率增大2 倍； (C) 两种反应物的浓度同时减半，则反应速率也将减半； (D) 该反应速率系数的单位为s-1。 2. 反应A + B → 3D 的E a ( 正) = m kJ·mol-1，E a ( 逆) = n kJ·mol-1，则反应的 △r H m = ............ （）。 (A) (m-n) kJ·mol-1；(B) (n-m) kJ·mol-1；(C) (m-3n) kJ·mol-1；(D) (3n-m) kJ·mol-1。 3. 下列关于催化剂的叙述中，错误的是................................................（）。 (A) 在几个反应中，某催化剂可选择地加快其中某一反应的反应速率； (B) 催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同； (C) 催化剂不能改变反应的始态和终态； (D) 催化剂可改变某一反应的正向与逆向的反应速率之比。 4. 当速率常数的单位为mol-1·dm3·s-1时，反应级数为.............................................（）（A）一级; （B）二级; （C）零级; （D）三级 5. 对于反应2A + 2B → C，下列所示的速率表达式正确的是.............................（）（A）⊿[A] ⊿t= 2 3 ⊿[B] ⊿t(B) ⊿[C] ⊿t= 1 3 ⊿[A] ⊿t (C) ⊿[C] ⊿t = 1 2 ⊿[B] ⊿t (D) ⊿[B] ⊿t = ⊿[A] ⊿t 6. 反应2A + B → D的有关实验数据在表中给出，此反应的速率常数k/mol-2·dm6·min-1约为...............................................................................................................................（）初始浓度最初速率 [A]/mol· dm-3 [B]/mol·dm-3v/mol·dm-3·min-1 0.05 0.05 4.2×10-2 0.10 0.05 8.4×10-2 0.10 0.10 3.4×10-1 (A) 3.4×102(B) 6.7×102(C) 3.4×103(D) 6.7×103 7. 催化剂是通过改变反应进行的历程来加速反应速率。这一历程影响.....................（）（A）增大碰撞频率; （B）降低活化能; （C）减小速率常数; （D）增大平衡常数值。

物化课后习题,第10章,化学动力学

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