第11章动力学练习题
第十一章动力学练习题
一、是非题（对的画√错的画×）
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、一级反应肯定是单分子反应。（ ）
4、对二级反应来说，反应物转化为同一百分数时，若反应物的初始浓度越低，则所需时间越短。（ ）
5、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。（ ）
6、阿累尼乌斯活化能的定义是dT
k
d RT Ea ln 2
=。（ ） 7、对于元反应，反应速率系数部随温度的升高而增大。（ ） 8、若反应A →Y ，对A 为零级，则A 的半衰期 A
A k C t 20,2
1=
.。（ ）
9、设对行反应正方向是放热的，并假定正逆都是元反应，则升高温度更利于增大正反应的速率系数。（ ）
10、连串反应的速率由其中最慢的一步决定，因此速率控制步骤的级数就是总反应的级数。（ ） 11、鞍点是反应的最低能量途径上的最高点，但它不是势能面上的最高点，也不是势能面上的最低点。（ ）
12、过渡态理论中的活化络合物就是一般反应历程中的活化分子。（ ） 13、催化剂只能加快反应速率，而不有改变化学反应的标准平衡常数。（ ）
14、复杂反应是由若干个基元反应组成的，所以复杂反应的分子数是基元反应的分子数之和.。（ ）
15、质量作用定律只适用于元反应。（ ）
16、某反应，若其反应速率方程式为υA =κA c A 2c B ，则当c B,0>>c A,0时，反应速率方程可约化为假二级反应。（ ）
17、若反应 A+B ?→?Y +Z 的速率方程为 υ= kc A c B , 则该反应是二级反应，且肯定是双分子反应。
（ ）
18、对于反应 2NO + Cl 2 ?
→? 2NOCl ，只有其速率方程为：υ=k {c (NO)}2
c (Cl 2)，该反应才有可能为元反应。其他的任何形式，都表明该反应不是元反应。（ ）
19、 知道了反应物和产物可写出化学反应方程式, 但不能由配平的化学反应式直接写出反应级数
和反应分子数。（ ）
20、在温度不太高时，阿仑尼乌斯活化能Ea 与碰撞理论的临界能Ec 近似相等。（ ） 21、阿仑尼乌斯活化能是反应物中活化分子的平均摩尔能量与反应物分子的平均摩尔能量之差。
（ ）
22、当某反应对物质A 的反应级数为负值时，该反应的速率随物质A 的浓度升高而减少。（ ） 23、设反应2A
Y+Z ，其正向反应速率方程为：-d d A
c t
=kc A 则其逆向反应速率方程一定为 υ= k’c Y c Z 。（ ）
24、过渡状态理论中的活化熵有与碰撞理论中的方位因子相近的含义。（ ） 25、某些化学反应的反应速率随温度升高而减小。（ ）
26、过渡态理论认为：整个反应的速率是由活化络合物的形成速率所决定的。（ ） 27、对一级反应，若其速率系(常)数为k ，则当反应物反应掉1/N 时，所需时间是1
1k ln N N -?? ?
?
?。
（ ） 28、在反应坐标(即反应的最低能量途径)上，鞍点的势能是最高的。（ ）
29、催化剂加速反应到达平衡是由于它提高了正反应的速率，同时降低了逆反应的速率 。（ ） 30、判断是否为链反应的一个简单实验方法是，微量的含未配对电子化合物（如 NO ）的加入能否对反应产生显著的阻滞作用。（ ）
31、活化能数据在判断反应机理时的作用之一是，在两状态之间若有几条能峰不同的途径，从统计意义上来讲, 过程总是沿着能峰最小的途径进行。（ ）
32、若反应I 的活化能小于反应II 的，则相同温度下反应I 的反应速率常数一定大于反应II 的，（ ）
33、在势能面上，鞍点的势能是最低的。（ ）
34、简单碰撞理论可以说明质量作用定律及温度对速率系(常)数的影响，但它不能从理论上算出活
化能。（ ）
35、硬球碰撞理论可以从理论上计算活化能 Ea ，但不能计算阿仑尼乌斯方程式中的指前因子A 。
（ ）
36、对所有的化学反应，都可以指出它的反应级数。（ ）
37、对于一个在定温定压条件下不做非体积功的化学反应来说，△G 越负，反应速率越快。（ ） 38、在任意条件中，任意一基元反应的活化能不会小于零，但对于非基元反应，活化能可以是正值，也可以是负值，甚至为零。（ ） 39、单分子反应一定是一级反应。（ ） 40、阿仑尼乌斯方程适用于一切化学反应。（ ）
41、某反应在一定条件下的平衡转化率为48%，但在该条件下反应进行了较长时间，转化率只有
8.5%，合适的催化剂可提高转化率，但不会超过48%。（ ）
42、凡是反应级数为分数的反应都是复杂反应，凡是反应级数为1、2、3的反应都是基元反应。（ ）
43、破坏臭氧层的反应机理 NO+ O 3→NO 2+O 2，反应NO 2+O 2→NO+ O 2中，NO 是反应的中间体。（ ） 44、某反应是放热的，活化能较高，在没有找到合适催化剂的情况下，要提高反应的效率，反应应该在较低温度下进行。（ ）
45、某一反应A →B ，A 的半衰期为30 min ，那么该反应进行完全所需要的时间为60 min 。（ ） 二、选择题
1、对元反应A+2B→C，若将其反应速率方程式写为下列形式，B A A A C C k dt dC =-
，B A B B
C C k dt
dC =-，B A C C
C C k dt
dC =-
，则A k 、B k 、C k 间的关系为 （ ） (1)A k =B k =C k (2) A k =2B k =C k (3) A k =1/2B k =C k
2、某反应A→Y，其速率系数1min 93.6-=A k ，则该反应物A 的浓度从3.0.1-dm mol 变到3.5.0-dm mol 所需时间是（ ）
(1)min 2.0 (2) min 1.0 (3) min 1
3、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（ ）
(1)零级 (2) 一级 (3) 二级
4、元反应：Cl HCl Cl H +→+2的反应分子数是（ ）
(1)单分子反应 (2) 双分子反应 (3) 四分子反应
5、下列双分子反应：
ⅰ2Br Br Br →+
ⅱ3223323CH COOCH CH CH COOH CH OH CH CH →+ ⅲHBr Br CH Br CH +→+324
碰撞理论中的概率因子P 的大小顺序为（ ）
(1) P （ⅰ）>P （ⅲ）> P （ⅱ） (2) P （ⅰ）
6、某反应速率系数与各元反应速率系数的关系为2
/14
1
22???
? ??=k
k k k ，则该反应的表观活化能与各元反
应活化能的关系是（ ）
(1)4122/1E E E Ea -+= (2) 4122/1E E E Ea -+= (3) ()
2
/14122E E E Ea -+=
7、有两个都是一级的平行反应A 下列哪个关系式是错误的（ ）
(1)12k k k +=总 (2) 12E E E +=总 (3)
Z
Y c c k k =
21 (4) 212/12
ln k k t +=
8、 平行反应A
若指前因子 211,02,0E E k k >=且,当升高反应温度时，对提高Z 的产率有利，请提出，下
述解释中何者正确:（ ）
(1) 升高温度可使 21k k > (2) 升高温度可使反应①加快，使反应②减慢
(3) 升高温度，可使21/k k 增加
9、光气热分解的总反应 2Cl CO COCl +→ ,该反应分为三步完成:
ⅰCl CO COCl 22+? 快速可逆 ⅱ22Cl CO COCl Cl +→+ 慢 ⅲCl Cl Cl +?23 快速可逆 总反应速率方程2/12
22
Cl c
kc dt
dc COCl COCl =-
，则此总反应为（ ）
(1)1.5级，双分子反应 (2) 1.5级，不存在反应分子数 (3) 不存在反应级数与分子数
10、光化学反应的初级反应产物→+νh A ，其反应速率应当（ ）
(1)与反应物A 的浓度无关 (2) 与反应物A 的浓度有关 (3)与反应物A 的浓度和νh 有关
11、催化剂的中毒是指催化剂（ ）
(1)对生物体有毒 (2) 活性减少
(3) 选择性消失 (4) 活性或选择性减少或消失
12、反应CO(g) + Cl 2(g)
COCl 2(g) 实验测得其反应速率方程为
Y
Z
k 1
k 2
Y （所需产物） 反应 ①
Z 反应 ②
k 1
k 2
d c(COCl2) / d t= k c(Cl2)n·c(CO)。当温度及CO浓度维持不变而使Cl2浓度增至原来的3倍时，反应速率加快到原来的5.2倍，则Cl
2
的分级数n为：( )。
(1) 1 ； (2) 2 ； (3) 3 ； (4) 1.5 。
13、已知某复合反应的反应历程为 A B ；B + D k2
?→
?Z则 B的浓度随时间的变化率d
d
B
c
t
是：
（）。
（1）k1c A－k2c D c B；（2）k1c A－k-1c B－k2c D c B；
（3）k1c A－k-1c B＋k2c D c B；（4）－k1c A＋k-1c B＋k2c D c B。
14、对 H
2和 O
2
的爆炸反应的研究表明存在压力的爆炸下限，这是由于：（）。
（1）发生热爆炸；（2）链传递物与器壁碰撞而销毁；
（3）链传递物的气相销毁；（4）杂质存在的影响。
15、在下列各速率方程所描述的反应中，那一个无法定义其反应级数。（）
（1）d HI
d H I
c t kc c
()
()() =?
22；（2）{}
d HCl
d
H Cl
c
t
kc c
()
()()
=?
22
1
2；
（3）
{}
d HBr
d
H Br
HBr
Br
2
c
t
kc c
k
c
c
()()()
'
()
()
=
?
+
2
1
2
2
1
；（4）{}
d CH
d
C H H
2
c
t
k c c
()
()()
4
6
1
22
=?。
16、若某反应的活化能为80 kJ·mol-1，则反应温度由20℃增加到30℃，其反应速率系(常)数约为原来的：（）。
( 1 ) 2倍； ( 2 ) 3倍； ( 3 ) 4倍； ( 4 ) 5倍。
17、若反应速率系(常)数k的单位为浓度·时间－1，则该反应为：（）。
（1）三级反应；（2）二级反应；（3）一级反应；（4）零级反应。
18、元反应 A?→
?2Y，k A是与A的消耗速率相对应的速率系(常)数，则有：（）。
（1）d
d Y
A A
c t
k c
=；（2）
d
d
Y
c
t
= 2k A c A；
（3）d
d Y
c t = 1
2
k
A
c
A
；（4）d
d
Y
c
t
=k A c A2。
19、某反应的速率系(常)数k=5.0×10－5 dm3·mol－1·s－1，若浓度单位改为mol·cm－3，时间单位改为min，则k的数值是：（）。
（1）3；（2）8.33×10－10；（3）8.33×10－4；（4）3×10－3。
20、低温下，反应 CO(g) + NO
2(g) ==CO
2
(g)+ NO(g) 的速率方程是υ= k{c(NO2) }2试问下列
机理中，哪个反应机理与此速率方程一致：（）。
(1) CO + NO
2?→
?CO2 + NO ；
(2) 2NO
2 N
2
O
4
（快）, N
2
O
4
+2CO ?→
?2CO2 + 2NO （慢）；
(3) 2NO
2 ?→
? 2NO + O2（慢）, 2CO + O2?→
?2CO2 （快）。
21、某反应的速率系(常)数k=2.31×10－2 dm3·mol－1·s－1，当反应物初浓度1.0 mol·dm－3时反应的半衰期为：（）。
（1）43.29 s；（2）15 s；（3）30 s；（4）21.65 s。
22、活化络合物理论可以从理论上计算k A=A e-E a/RT中的哪些量？（）
（1）只能计算A；（2）只能计算E a ;
（3）既可以计算A，又能计算E a ; （4）A和E a都不能计算。
23、某双原子分子分解反应的临界能为 83.68 kJ-mol-1(阈能)，在300 K时活化分子所占的分数是：（）。
（1）6.17×1013 % ；（2）6.17×10－13 % ；
（3）2.68×1013 % ；（4）2.68×10－13 % 。
24、反应A Y当实验测得反应物A的浓度[c A]与时间t成线性关系时则该反应为：（）。
（1）一级反应；（2）二级反应；（3）分数级反应；（4）零级反应。
25、零级反应A→B的半衰期t1/2与A的初浓度c A,0及速率系(常)数k的关系是：（）。
（1）T1/2=2k/c A,0；（2）T1/2=2kc A,0；（3）T1/2=c A,0/(2k)；（4）T1/2=1/(2kc A,0)。
26、下列元反应中哪一个反应的活化能为零。（）
（1）A
2 +B
2
?→
?2AB （2）A- + BC ?→
? AB +C-
（3）A
2 + M ?→
? 2A- + M （4）A- + A- + M ?→
? A2 + M 。
27、HI生成反应的?U m（生成）< 0，而HI分解反应的?U m(分解) > 0，则HI分解反应的活化能：（）。
（1）E < ?U m（分解）；（2）E < ?U m（生成）；
（3）E > ?U m（分解）；（4）E = ?U m（分解）。
28、二级反应2A Y其半衰期：（）。
（1）与A的起始浓度无关；（2）与A的起始浓度成正比；
（3）与A的起始浓度成反比；（4）与A的起始浓度平方成反比。
29、某反应的等压反应摩尔焓变?H m = －100 kJ·mol-1，则其活化能：( )。
(1) 必定等于或小于100 kJ·mol-1；
(2) 必定等于或大于100 kJ·mol-1；
(3) 可以大于或小于100 kJ·mol-1；
(4) 只能小于100 kJ·mol-1。
30、基元反应的活化能：( )。
(1) 一定大于0； (2) 一定小于0；
(3) 一定等于0； (4) 可能大于0也可能小于0；
31、非基元反应的活化能：( )。
(1) 一定大于0； (2) 一定小于0；
(3) 一定等于0； (4) 可能大于0也可能小于0；
32、连串反应实验测得中间物B非常活泼，当反应稳定之后，则( )。
(1) B的生成速率大于B的消耗速率；
(2) B的生成速率小于B的消耗速率
(3) B的生成速率等于B的消耗速率
(4) 因条件不够，无法确定。
33、对于一个反应，下列说法正确的是( )。
(1) △S越负，反应速率越快；
(2) △H越负，反应速率越快；
(3) 活化能越大，反应速率越快；
(4) 活化能越小，反应速率越快。
34、气相双分子反应碰撞理论的要点是( )。
(1) 反应分子在碰撞截面相碰就能引起反应；
(2) 反应分子可看作硬球，只要碰撞就能反应；
(3) 相碰分子对的能量达到或超过某一定值时才能引起反应；
(4) 具有一定速率的分子相碰就能反应。
35、对于任一反应，反应级数( )。
(1) 只能是正整数； (2) 只能是正数；
(3) 只能是整数； (4) 可以是负分数。
36、在一个连串反应A Y Z中，如果我们需要的是中间产物Y，那么为了得到产品的最高产率，我们应当：（）。
（1）控制适当的反应时间；（2）控制适当的反应温度；
（3）增加反应物A的浓度。
37、某一级反应的半衰期在27℃时为5000 s，在37℃时为1000 s，则此反应的活化能为：（）。
( 1 ) 125 kJ·mol-1； ( 2 ) 519 kJ·mol-1； ( 3 ) 53.9 kJ·mol-1； ( 4 ) 62 kJ·mol-1。
38、
k
1
Y
物质A发生两个平行的一级反应A 的指前因子(参量)相近且与温度无关，
k
2
Z
若E1 > E2，则有：( )。
( 1 ) k1 > k2； ( 2 ) k2 > k1； ( 3 ) k1 = k2； ( 4 ) 无法确定。
39、反应2O
33O
2
的速率方程d c(O3)/d t=k[c(O3)]2[c(O2)]－1或d c(O2)/d t=k’[c(O3)]2[c(O2)]－1速
率系(常)数k与k＇的关系是：（）。
（1）2k=3k＇；（2）k=k＇；（3）3k=2k＇；（4）－k/2=k＇/3。
40、若反应的历程为 CH
3COCH
3
k1
?→
?CH3·+ CH3CO·
CH
3CO·k2
?→
?CH3·+ CO·
CH
3·+ CH
3
COCH
3
k3
?→
?CH4 + ·CH2COCH3
·CH
2COCH
3
k4
?→
?CH3·+ CH2CO
CH
3·+·CH
2
COCH
3
k
5
?→
?C H COCH
253
则 CH
3
CO·的生成速率可表示为: （）。
（1）k1c(CH3COCH3) －k2c(CH3CO·)
（2）k1c(CH3COCH3) +k2c(CH3CO·)
（3）k1c(CH3COCH3) +k3c(CH3COCH3)c(CH3·)
（4）k1c(CH3COCH3) －k3c(CH3COCH3)c(CH3·)
41、对于三级反应，其反应速率系(常)数的单位是：（）。
（1）[浓度]·[时间]－1；（2）[时间]－1；
（3）[浓度]－1·[时间]－1；（4）[浓度]－2·[时间]－1。
42、已知某反应机理为： A B ； A + 2C k2
?→
?Y，则 Y 的浓度随时间的变化率d
d
Y
c
t
为：（）。
（1）k2c A c C2；（2）k1c B+ k-1c A；
（3）k2c A c C－k1c A；（4）k-1c B+ k2c A c C2。
43、以下复合反应由若干元反应所组成：
A
k
k
1
2
2?→
?
?→
?
B
C
用质量作用定律写出反应中
d d B
c t
与各物浓度关系为： （ ）。 （1）
d d B c t = 2k 1c A +2k 4c Y －12k 3c B 2； （2）d d B c t
=k 1c A +k 4c Y －k 3c B 2
； （3）d d B
c
t
=2k 1c A + 2k 4c Y －2k 3c B 2； （4）d d B
c t
= k 1c A + k 4c Y －2k 3c B 2。 44、气相双分子反应过渡状态理论的要点是( )。 (1) 反应分子具有足够能量迎面相碰就能反应；
(2) 反应沿势能曲线进行，正反应活化能等于活化络合物分子的平均能量与反应物分子平
均能量之差；
(3) 反应物首先要形成活化络合物，反应速率决定活化络合物分解为产物的速率； (4) 该理论是根据反应物和活化物络合物的宏观性质，借助统计力学速率常数的方法。 45、某反应在一定条件下平衡的转化率为25%，当有催化剂存在时，其转化率应当( )。 (1) 大于25%； (2) 小于25%； (3) 等于25%； (4) 大于或小于25%。 三、填空题
1、某化学反应经证明是一级反应，它的速率系数在298K 时是()301.1,3600/303.2--==dm mol c s k ①
该反应初始速率V 0为 ②该反应的半衰期
=2
1t ③设反应进行了1h ，在这一时刻反应速率V 1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、若反应A+2B →Y 是元反应，则其反应的速率方程可以写成dt
dC A
-
= 。 4、链反应的一般步骤是 ， ， 。 5、理想气体反应A+BC （ABC ）++→产物，若设Ea 为阿累尼乌斯活化能，+
+?,θm
H r 表示活化
络合物与反应物在标准状态下的摩尔焓差，则Ea 与++?,θm H r 的关系为 。
6、反应A →Y+Z 中，反应物A 初始浓度30,.1-=dm mol c A ，初始速率130,.01.0--=s dm mol v A ，假定该反应为级，则其速度系数k A 为 ，半衰期2
1t 为 。
7、反应活化能Ea=250KJ.mol -1,反应温度从300K 升高到310K 时，速率系数K
增加 倍。
8、催化剂的定义是
。
9、催化剂的共同特征是
。
10、固体催化剂一般由 ， ， 等部分组成。
11、某反应A+B →Y+Z ，加催化剂后正反应速率系数K ′1与不加催化剂时正反应速率系数K 1比值K ′
1
/ K 1=104，则逆反应速率系数比值K ′1/ K 1= 。
12、将反应物A 和B 置于抽空密闭容器中于等温等容下进行气相反应 3 A + B
2Y ，此反应的
-
=d d d Y d p t
p t
(总）
（）
（）
。 13、1 mol 反应物分子有效碰撞时相对移动能在分子中心联线上的分量所必须达到的阈值，称为 。
14、 k 1 Y
平行反应A ，反应1和反应2的指前因子(参量)相同，活化能分别为100kJ ·mol -1 k 2 Z
和70 kJ ·mol -1，当反应在1000 K 进行时，两个反应的反应速率系(常)数之比
k k 1
2
= 。 15、反应 CO(g) + Cl 2(g) =COCl 2(g) 的动力学方程式为υ=kc (CO)c (Cl 2) α；当温度及CO 的浓
度保持不变而使Cl 2的浓度增至原来的3倍时，反应速率增至原来的5.2倍，则α= 。
16、 k 1 Y
平行反应 A 两个反应有相同的级数，且反应开始时Y,Z 的浓度均为零，则 k 2 Z 它们的反应速率系(常)数之比
k k 1
2
= 。若反应的活化能E 1 > E 2，则提高反应温度对获得
产物Y 。(选填有利或不利)
17、当温度由27℃升高到37℃时，某反应的反应速率系(常)数增加一倍，则该反应的活化能E a = 。
18、影响反应速率的主要因素有??????? 、???????、???????。
E 1 Y
19、 反应 A ，Y 为所需的产物，若反应的活化能E 1 > E 2 ，
E 2 Z
则 温度有利于Y 的生成。(选填升高或降低) 20、质量作用定律只适用于 反应。 21、硬球碰撞理论可以从理论上计算k A =A
e a -E RT
中的 ，但不能从理论上计算 。
22、在下列反应历程中 （P 是最终产物，Y 是活性中间产物 ）
A +
B k 1?→?
Y ； Y k 2?→? A + B ； Y k 3?→? P 。 如果 k 2>>k 3, 则生成 P 的反应速率方程 d c P /d t = 。 23、爆炸有两种类型，即 爆炸与 爆炸。
24、单链反应的定义是 ，而支链反应的定义是 ，影响爆炸反应的主要因素是 ， ， 。
25、某化学反应中，反应物消耗7/8所需的时间是它耗掉3/4所需时间的1.5倍，该反应的级数为 级。
26、某反应的速率系数k=4.62×10-2min -1，则反应的半衰期为 。 27、某反应A + 3B
2Y ，其经验速率方程为－d c A /d t =k A c A c B 2。当c A,0/c B,0 =1/3时，速率方程可简
化为－d c A /d t =k ’
c A 3
，则k ’
= k A 。 28、反应 2O 3
3O 2的动力学方程式可写成-
d O d c t
()
3=k (O 3)[c (O 3)]2[c (O 2)]-1或 d O d c t
()
2=k (O 2)[c (O 3)]2[c (O 2)]-1。则k (O 3)/ k (O 2)=??????????。 29、 k 1 Y
平行反应A ， 反应1和反应2的指前因子(参量)A 分别为1×1013 s -1，反应的活 k 2 Z
化能分别为120 kJ ·mol -1和80 kJ ·mol -1,当反应在1000K 进行时, 两个反应的反应速率系(常)
数之比 k k 1
2
= 。
30、一级反应的三个动力学特征是 ， ， 。 四计算题
1、某物质按一级反应进行分解，已知反应完成40%需时50min ，试求:⑴以S 为单位的速率常数；⑵完成80%反应所需时间。
2、反应SO 2Cl 2
SO 2 + Cl 2是一级的气相反应。在320℃时，k =2.2×10－5 s －1。问反应经过90 min
后SO 2Cl 2的分解百分数是多少？
3、等容气相反应A →Y 的速率系(常)数k 与温度T 具有如下关系式：
()19622ln /s 24.00/K k T -=-
( 1 ) 计算此反应的活化能；
( 2 ) 欲使A 在10min 内转化率达到90%，则反应温度应控制在多少？ 4、反应 CO 2 + H 2O H 2CO 3，已知k 1(298 K) = 0.0375 s -1，k -1(273 K) = 0.0021 s -1，试求正
反应的活化能。
5、已知反应CCl 3COOH→CO 2+CHCl 3 在90℃时速率常数为3.11×10-4s -1，70℃时为1.71×10-5s -1，求该反应的活化能及50℃时的速率常数。
6、某药物的分解为一级反应，速率常数与温度的关系为
(1)求303K 时速率常数；
(2)此药物分解30%即无效，问在303K 保存，有效期为多少？ (3)欲使有效期延长2年以上，保存温度不能超过多少？
7、 H 2(g)+ I 2(g)?
→? 2HI (g) 过去被认为是双分子反应, 在1967年有人提出以下反应机理： I 21
1
k k -??→←??
2I ·； 2I ·+H 2 k 2
?→?
2HI 。 当 k 2<< k 1和;k －1时，试根据稳定态处理法建立 HI 生成速率的动力学方程式。
8、反应A+B ?
→?P 为二级反应。A, B 的初始浓度均为0.01 mol ?dm -3，25℃时10 min 内有转化率为39%的A 发生反应，35℃时10 min 内有转化率为55%的A 发生反应，试计算15℃时10 min 内有多少A 发生反应。 9、 反应 NH 4CNO
CO(NH 2)2 ,已知NH 4CNO 的初始浓度c A,0与半衰期T 1/2的数据如下:
试求反应的级数。 10、 气相反应 A
P + Y + Z 反应速率系(常)数k A 与温度的关系为：
ln(k A / min -1) = －
12030
/K
T + 11.800 求：( 1 ) 该反应的活化能E a ；
( 2 ) 在504℃把A 充入等容真空容器内，初始压力为30 kPa ，计算容器内总压力达到60 kPa 时所需要的时间。
11、环氧乙烷的热分解是一级反应，活化能为218.0 kJ ·mol －1，在378.5℃时的半衰期为363 min ，试估计在450℃时分解75%的环氧乙烷所需的时间。
12、 恒定温度下，某化合物在溶液中分解，测得化合物的初始浓度c A,0与半衰期的关系如下：
试求反应的级数。
13、在等温300 K 的密闭容器中，发生如下气相反应：A(g)+B(g)
Y(g)测知其反应速率方程为
-
=d d A
A B p t
kp p ，假定反应开始只有A(g)和B(g)（初始体积比为1∶1）
，初始总压力为200 kPa ，设反应进行到10 min 时，测得总压力为150 kPa ，则该反应在300 K 时的反应速率系(常)数为多少？再过10 min 时容器内总压力为多少？
14、在30℃，初始浓度为0.44 mol ·dm -3的蔗糖水溶液中含有2.5 mol ·dm -3的甲酸，实验测得蔗糖水解时旋光度α随时间变化的数据如下：
试求此一级反应的反应速率系(常)数。 15、已知等温下对行反应A
Y 的k 1=0006 min -1，k -1=0.002 min -1。若开始时只有反应物A ，其
浓度为0.01 mol dm -3。试求反应进行100 min 后产物Y 的浓度。
16、某溶液含有NaOH 和CH 3COOC 2H 5，浓度均为0.01 mol ?dm -3，25℃时，反应经过10 min 有转化率达39%的A 发生反应，而在35 ℃时，10 min 有转化率达55%的A 发生反应，若该反应对A 和NaOH 均为一级，估算15℃，10 min 内，有多少的A 发生了反应？
17、 ()Co NH F 352++H O 2H
+
?→?
()Co NH H O F 3523+-+ ，是一个酸催化反应，设反应的速率方程为：()
-
=+d d H A
A A c t
k c c 实验数据如下：
求25℃，35℃时的反应速率系数和反应的活化能。
18、某药物分解30%即为失效,若放置在3℃的冰箱中保存期为两年,某人购回此新药物,因故在室温(25℃)下搁置了两周,试通过计算说明此药物是否已经失效?已知该药物分解百分数与初始浓度无关,且分解活化能Ea =130.0KJ.mol -1
19、某乳制品在28℃时6 h 就开始变酸，在4℃的冷藏箱中可保鲜10天，估算该酸败过程的活化能。
20、溴乙烷分解反应在650K 时速率常数为2.14×10-4s -1，若要在10 min 使反应完成60%，应在什么温度下进行反应？已知活化能Ea =229.3 KJ.mol -1，指前因子A=5.73×1014s 。
21、某一级反应600K 时半衰期为370 min ，活化能Ea =277 KJ.mol -1，求该反应在650K 时的速率常数的反应物消耗75%所需的时间。
22、在518℃，对于乙醛气相热分解反应的半衰期为与乙醛起始压力
P 之间的关系，实验测得数据如下：
试计算该反应的速率常数。
23、某反应在40℃进行时转化率达到20%所需时间为15 min ，初始浓度相同，反应在60℃进行时，达到与上述相同的转化率所需时间为3 min ，计算该反应的活化能。
24、二丙酮左罗糖酸?→?1
k 抗坏血酸
2k ??→分解产物，这是一个在酸性溶液中水解分解的连串反应，一定条件下测得50℃时210.4210k -=? min -1，420.2010k -=? min -1，试求50℃时生成抗坏血酸最适宜的反应时间及相应的最大产率。
25、放射性同位素 3215P 的蜕变 3232
1516P S β??→+，现有一批该同位素的样品，经测定其活性在10
天后降低了38.42%。求蜕变速率常数、半衰期及经多长时间蜕变99.0%？ 第十24、一章动力学习题答案
一、 判断题答案:
1×2×3×4×5√6√7√8√9×10√11√12√13√14×15√
16√17×18√19√20√21√22√23×24√25√26√27√28√29×30√
31√32×33√34√35×36√37×38×39×40×41√42×43×44×45× 二、选择题答案:
1、(3)
2、(2)
3、(1)
4、(2)
5、(1)
6、(2)
7、(2)
8、(3)
9、(2) 10、(1)
11、(4)12、(4) 1 3、(2) 14、(2) 15、(3) 16、(2) 17、(4)18、(2) 19、(1)20、(3) 21、(1)22、(3) 23、(4) 24、(4)25、(3) 26、(4) 27、(3) 28、(4) 29、(2) 30、(1) 31、(4) 32、(3) 33、(4) 34、(3) 35、(4)
36、(1)37、(1)38、(2) 39、(3)40、(1) 41、(4)42、(1) 43、(3)44、(3) 45、(3) 三、填空题答案
1、 6.40×10-4 13.--s dm mol ，1083.3s, 6.40×10-5 13.--s dm mol
2、A
A k C t 0,2
11=
3、2
B A A A
C C k dt
dC =-
4、链的引发, 链的传递, 链的终止
5、 RT H Ea m
r 2,+?=+
+θ
6、k A =0.0113.--s dm mol S t 1002
1= 7、
()()
36.25300310=K k K k 8、存在少就能显著加快反应而本身最后并无损耗的物质称为该反应的催化剂.
9、催化剂不有改变反应的平衡规律(方向与限度),催化剂参与了化学反应、为反应开辟了一条途径、一原途径同时进行，催化剂具有选性 10、主催化剂 助催化剂 载体 11、 104
12、解： ＋1 13、解： 阈能 14、0.027 15、解： 1.5 16、解：
c c Y
Z
有利 17、解： 53.6 kJ ·mol -1
18、 温度、浓度、催化剂 19、升高 20、基元
21、解： A E a 22、解：
B A
C C k k k 2
3
1
23、解： 支链 热
24、解：消耗一个活性传递物的同时，再生一个新的活性传递物。消耗一个活性传递物的同时，再生两个或两个以上新的活性传递物。温度、压力、原料的组成。 25、解：一
26、 解： min 152
1=t
27、解： 9 28、解： 2/3 29、解： 0.814
30、解： 速率系数的单位为〔时间〕-1 ； 半衰期与反应物的初始浓度无关； ln A c t -作图是直线。 四、计算题答案 1、 1ln
1k t x 1=- ()1ln 506010.4k s 1=?- 41.710k s 1-=? 41ln 1.71010.8
s t -=??- 39.4710t s =? 2、解：ln 1
1-x
=kt =2.2×10－5 s －1×90 min ×60 s ·min －1 = 0.1188
1
1-x
=1.1261 x =0.112=11.2% 3、解：(1)据Arrhenius 公式：
110ln(/s )ln(/s )a
E k k RT
--=-
+与经验式对比，得E a=9622K ? R = 80.0kJ ?mol-1 (2)求T ，t =10min ，转化率x A=0.9
31A
11
()ln 3.83810s 1k T t x --==?- 1
9622K 325.5K 24.00ln(/s )T k -==-
4、解：
a 221
121
a ()ln
()()0.0375298273ln
()
0.00218.314298273
E k T T T k T R T T E -=-=?
E RT T T T k T k T a,ln ()()
121211211=- =77.983 kJ mol -1
5、解：由Arrhenius 公式
所以该反应的活化能为E=1.50×105J ·mol -1
当反应温度为50℃时，
所以k(50℃)=6.58×10-7s -1。
6、解：（1）
18938
ln /20.4009.098303
k h -=-
+=- k 1 = 1.12×10-4h -1 (2)因此反应为一级反应故
1
ln
1A
kt x =-
-41
ln
1.121010.7
t =?-
33
3
3.1810 3.18103.1810132.7
4.4242430
t h ??=?====?天月
此药的有效期为4.4月
(3) 21
ln
1A
k t x =-
21
ln
23652410.7
k =???-
K 2 = 2.04×10-5h -1
58938
ln 2.041020.400T
-?=-
+ T=286.5K t=13℃ 7、证明题。( 本题7分 )
解：d (I )d c t
-=2k 1c (I 2)－2k -1-[c (I -)]2－2k 2-[c (I -)]2c (H 2)=0
所以 [c (I -)]2=k c k k c 112(I )
(H )
22-+
d (HI d c t
)
=2k 2[c (I -)]2c (H 2)= 21212k k c c k k c (H )(I )(H )222-+
当 k 2c (H 2)< d (HI) d c t ≈ 2121 k k k -c (H 2)c (I 2)=kc (H 2) c (I 2) 8、解：298 K 时，k (T 1)=10 tc A,· x x A A 1-=1100010391039??-????? ?...=6.39 dm 3·mol -1·min -1 308K 时，k (T 2) =1100010551055??-??? ?? ?...=12.22 dm 3·mol -1·min -1 E a =RT T T T 21 21-ln k T k T ()()21=()831430829830829812226391.ln ..J K mol K K K dm mol min dm mol min 13-1-13-1-1???-????????? ?-?- =49.47×103 J ?mol -1 288 K 时，ln k T k T ()()21=-E R T T a 111-?? ??? = -494710831412881298311..???-?? ? ? ?--?-J mol J K mol K K 1= -0.6933 k T k T () () 21=0.500，则 k (T )=3.20 dm 3·mol -1·min -1 x x A A 1-=k (T )tc A,0=3.20 dm 3·mol -1·min -1×10 min ×0.01 mol ·dm -3 = 0.320 故 x A =0.242 9、解： n = 1 + lg lg /'/",",'T T c c 121200 ?? ????? ? ? ??A A n = 1 +()() lg lg ..3703010= 1.95 n = 1 +()() lg lg ..19150 20= 2.02 则 n = 2 10、解：( 1 ) E a = 12 030 K ×8.314 J ·mol -1·K -1= 100.02 kJ ·mol -1 ( 2 ) 把T = (504 + 273.15) K = 777.15 K ，代入ln(k A / min -1)~T 关系式中 , 得： k A = 2.52×10-2 min -1 由k A 的单位知该反应为一级反应，故 (6分) ln p p A,O A = k A t 由化学计量方程式，知： A P + Y + Z t =0 p A,O 0 0 0 t =t p A p A,0-p A p A,0-p A p A,0-p A 则 p A,0 = 30 kPa ，p A + 3(p A,0－p A ) = 60 kPa ，p A =15 kPa (10分) p A = 15 kPa ；代入式(1)中，得t = 27.5 min 。 11、解：k T T ()ln ln min .min /112312236319110= ==?-- ln ()()..(.)..k T k T E R T T T T 21212131218010831445037857232 6517=?-=????? -?---a 11J mol J K mol K K K =3.978 k(T 2)=53.4×1.91×10－3 min －1=0.102 min －1 则t k c c = =????? ?11010210250ln .ln .min ,A A =13.6 min 12、 解：n = 1 + ) lg( ) lg( ,A " ,A "2 /1 2/1O O c c T T n = 1 + ()() lg lg ..4280885110050 = 3.00 n = 1 + ()() lg lg ..885174248110 = 3.00 则 n = 3 13、解： A （g ） + B （g ） Y （g ） t =0： p A,0 p B,0 0 t =t ： p A p B p A,0－ p A 则时间t 时的总压力为 p t = p A + p B + p A,0 － p A = p B + p A,0 因为 p A,0= p B,0 符合化学计量系数比，所以 p A = p B 则 p t = p A + p A,0 故 p A = p B = p t －p A,0 代入微分反应速率方程，得 -=-d d A A p t k p p t (),02 积分上式，得 11 000 p p p p kt t t ---=A A ,,, 已知p t ,0=200 kPa ，p A,0=100 kPa ，即 1100p kt t --=kPa 1 100kPa 代入t =10 min 时，p t =150 kPa ，得 k =0.001 kPa －1·min －1 当 t =20 min 时，可得 p t =133 kPa 14、解：k t c c t t A A A ==--∞∞ 1100ln ln ,αααα 第十一章化学动力学 一．填空题 1．反应2A →B 为基元反应， k A是与A的消耗速率相对应的速率常数。若用B的生成速率及k A表示反应的反应速率时，则其速率方程（）。 2．已知某反应的反应物无论其起始浓度c A0为多少，反应掉c A0的2/3时所需的时间均相同，所以该反应为（）级反应。 3．已知反应（1）和（2）具有相同的指前因子，测得在相同温度下升高20K时,反应（1）和（2）的反应速率分别提高2倍和3倍，说明反应（1）的活化能E a1（）反应（2）的活化能E a2，而且同一温度下，反应（1）的k1（）反应（2）的k2. 4．某复合反应由以下的基元反应组成： 2B D C B物质的净速率dc B/dt与各物质浓度的关系，即dc B/dt=（）；及A物质的净速率-dc A/dt与各物质浓度的关系，即-dc A/dt=（）。 5．半衰期为10天的某放射性元素净重8g，40天后其净重为（）g。 6．某基元反应mA → P，c A的单位是mol·dm-3,时间的单位是s，则速率常数k的单位是（）。 二．单项选择题 1．反应A→B，若开始时c B,0=0，A的起始浓度为c A,0，当反应物A完全转化为B时，需时为t，而反应掉A的起始浓度c A,0之一半时，所需时间为t1/2，测得t/ t1/2=2，则此反应的级数为（）。 （A）零级（B）一级（C）3/2级（D）二级 2．反应2A→3B，其速率方程可表示为 -dc A/dt=k A c A2c B-1或dc B/dt=k B c A2c B-1 则两者的速率常数之比，即k A/k B=（）。 （A）2 （B）2/3 （C）3/2 （D）3 3．反应A+B →C+D其活化能E a= 30 kJ·mol-1。在500K下，升高温度1K时，得k(501K)/ k(500K)；若同一反应在1000K下，升高温度1K时，也得k(1001K)/ k(1000K)，那么k(501K)/ k(500K)（）k(1001K)/ k(1000K)。 （A）小于（B）等于（C）大于（D）无法确定 4．对于反应A→B，如果起始浓度减少一半，半衰期缩短一半，则该反应级数为：（） （A）零级（B）一级 （C）二级（D）三级 5. 某反应的活化能Ea为80kJ.mol-1，则该反应温度由20℃增加到30℃时，其反应速率常数约为原来的： ( ) （A）二倍（B）三倍 （C）四倍（D）五倍 思考题： 1. 已知在氧气存在的情况下，臭氧的分解反应： 2332O O →，其速率方程为： 122333)]([)]()[() (-=- O c O c O k dt O dc ①该反应的总级数n=? 解释臭氧的分解速率与氧的浓度的关系。 ②若以 dt O dc ) (2表示反应速率，)(2O k 表示相应的反应速率系数，写出该反应的速率方程。 ③指出dt O dc )(3- 与dt O dc ) (2之间的关系，以及)(3O k 和)(2O k 的关系。 ④该反应是否为基元反应？为什么？ 2. 阿伦尼乌斯方程RT E a e k k -=0中RT E a e -一项的含义是什么？1>-RT E a e ，1<-RT E a e ， 1=-RT E a e ，那种情况是最不可能出现的？那种情况是最可能出现的？ 3. 总级数为零的反应可能是基元反应么？解释原因。 答: 不可能，因为基元反应的总级数等于反应分子数。由于反应分子数一定大于零，故总级数也一定大于零，不可能为零。 选择题： 1. 关于下列反应，说法正确的是 （D ） ① 2NH 3 = N 2 + 3H 3 ② Pb(C 2H 5)4 = Pb + 4C 2H 5· ③ 2H + 2O = H 2O 2 ④ 2N 2O 5 = 4NO 2 + O 2 ⑤ 2HBr = H 2 + Br 2 A ．都是基元反应 B ．⑤是基元反应 C. ①②④是基元反应 D. 都不是基元反应 2. 反应2O 3 = 3O 2的速率方程为12 2 33-??=- O O O c c k dt dc 或 1 223 2-??'=O O O c c k dt dc ，则k 与k ’的关系为（?） A ． k = k ’ B ． 3k = 2k ’ C. 2k = 3k ’ D. -k/2 = k ’ /3 3. 某反应速率常数的量纲为（浓度）-1·（时间）-1，该反应为（B ） A ．一级反应 B ．二级反应 C. 三级反应 D. 零级反应 4. 某反应的速率常数为0.099 min -1，反应物初始浓度为0.2 mol ·L -1，则反应的半衰期为 （A ） A ．7 min B ．1.01 min C. 4.04 min D. 50.5 min 5. 某反应的反应物消耗掉3/4的时间是其半衰期的2倍，则该反应的级数为（A ） A ．一级 B ．二级 C. 三级 D. 零级 6. 基元反应的级数（?） A ．总是小于反应分子数 B ．总是大于反应分子数 C. 总是等于反应分子数 D. 有可能与反应分子数不一致 7. 已知某反应历程 A + M = A* + M ； A* = B + C ，则该反应是（? ） A ．二级反应 B ．双分子反应 C. 基元反应 D. 复杂反应 工程力学结构动力学复习题 一、简答题 1、结构的动力特性主要指什么？对结构做动力分析可分为哪几个阶段？ 2、何谓结构的振动自由度？它与机动分析中的自由度有何异同？ 3、何谓动力系数？简谐荷载下动力系数与哪些因素有关？ 4、动力荷载与静力荷载有什么区别？动力计算与静力计算的主要差别是什么？ 5、为什么说结构的自振频率和周期是结构的固有性质？怎样改变他们？ 6、简述振型分解法是如何将耦联的运动方程解耦的． 7、时域法求解与频域法求解振动问题各有何特点？ 8、什么叫动力系数，动力系数大小与哪些因素有关？单自由度体系位移动力系数与内力动力系数是否一样？ 答：动力放大系数是指动荷载引起的响应幅值与动荷载幅值作为静荷载所引起的结构静响应之比值。简谐荷载下的动力放大系数与频率比、阻尼比有关。当惯性力与动荷载作用线重合时，位移动力系数与内力动力系数相等；否则不相等。原因是：当把动荷载换成作用于质量的等效荷载时，引起的质量位移相等，但内力并不等效，根据动力系数的概念可知不会相等。 9、振型正交性的物理意义是什么？振型正交性有何应用？ 答：由振型关于质量、刚度正交性公式可知，i 振型上的惯性力在j 振型上作的虚功为0。由此可知，既然每一主振型相应的惯性力在其他主振型上不做功，那么它的振动能量就不会转移到别的主振型上去。换句话说，当一个体系只按某一主振型振动时，不会激起其他主振型的振动。这说明各个主振型都能单独出现，彼此线性无关。这就是振型正交的物理意义。一是可用于校核振型的正确性；二是在已知振型的条件下，可以通过折算质量与折算刚度计算对应的频率。而更主要的是任一同阶向量均可用振型的线性组合来表示，在受迫振动分析 结构动力学思考题 made by 李云屹 思考题一 1、结构动力学与静力学的主要区别是什么？结构的运动方程有什么不同？ 主要区别为： (1)动力学考虑惯性力的影响，静力学不考虑惯性力的影响； (2)动力学中位移等量与时间有关，静力学中位移等量不随时间变化； (3)动力学的求解方法通常与荷载类型有关，静力学一般无关。 运动方程的不同： 动力学的运动方程包括位移项、速度项和加速度项；静力学的平衡方程只包括位移项。 2、什么是动力自由度？什么是静力自由度？区分动力自由度和静力自由度的意义是什么？动力自由度：确定结构体系质量位置的独立参数； 静力自由度：确定结构体系在空间中的几何位置的独立参数。 意义：通过适当的假设，当静力自由度数大于动力自由度数时，使用动力自由度可以减少未知量，简化计算，提高计算效率。 3、采用集中质量法、广义坐标法和有限元法都可以使无限自由度体系简化为有限自由度体系，它们所采用的手法有什么不同？ 4、在结构振动的过程中引起阻尼的原因有哪些？ (1)材料的内摩擦或材料变形引起的热耗散； (2)构件连接处或结构构件与非结构构件之间的摩擦； (3)结构外部介质的阻尼。 5、在建立结构运动方程时，如考虑重力的影响，动位移的运动方程有无改变？ 如果满足条件： (1)线性问题； (2)重力的影响预先被平衡； 则动位移的运动方程不会改变，否则会改变。 思考题二 1、刚度系数k ij和质量系数m ij的直接物理意义是什么？如何直接用m ij的物理概念建立梁单元的质量矩阵[M]？ k ij：由第j自由度的单位位移所引起的第i自由度的力； m ij：由第j自由度的单位加速度所引起的第i自由度的力。 依次令第j（j=1,2,3,4）自由度产生单位加速度，而其他的广义坐标处保持静止，使用平衡方程解出第i自由度上的力，从而得到m ij，集成得到质量矩阵[M]。 物化第十一章 化学动力学 习题 一、名词解释 1.反应机理 2. 基元反应 3. 反应级数 4. 反应分子数 5. 反应速率常数 6. 半衰期 二、简答题 1. 反应级数和反应分子数有何区别？ 2. 简述零级反应的主要特征有哪些？ 3. 简述一级反应的主要特征有哪些？ 4. 简述二级反应的主要特征有哪些？ 5. 已知气相反应2HI=H 2+I 2之正、逆反应都是二级反应： （1）问正、逆反应速率常数k 、k '与平衡常数K 的关系是什么？ （2）问正、逆反应的活化能与正反应恒容反应热的关系是什么？ 6. 阈能的物理意义是什么？它与阿累尼乌斯经验活化能E a 在数值上的关系如何？ 7. 对于连串反应A ?→? 1k B ?→?2k C ，若E 1 化学动力学基础（一） 一、简答题 1.反应Pb(C 2H 5)4=Pb+4C 2H 5是否可能为基元反应？为什么？ 2.某反应物消耗掉50％和75％时所需要的时间分别为t 1/2和 t 1/4，若反应对该反应物分别是一级、二级和三级，则t 1/2： t 1/4的比值分别是多少？ 3.请总结零级反应、一级反应和二级反应各有哪些特征？平行反应、对峙反应和连续反应又有哪些特征？ 4.从反应机理推导速率方程时通常有哪几种近似方法？各有什么适用条件？ 5.某一反应进行完全所需时间时有限的，且等于k c 0（C 0为反应物起始浓度），则该反应是几级反应？ 6. 质量作用定律对于总反应式为什么不一定正确？ 7. 根据质量作用定律写出下列基元反应速率表达式: （1）A+B→2P （2）2A+B→2P （3）A+2B→P+2s （4）2Cl 2+M→Cl 2+M 8.典型复杂反应的动力学特征如何? 9.什么是链反应?有哪几种? 10.如何解释支链反应引起爆炸的高界限和低界限? 11.催化剂加速化学反应的原因是什么? 二、证明题 1、某环氧烷受热分解，反应机理如下： 稳定产物?→??+?+??→??++??→??? +??→?432134 33k k k k CH R CH R CH RH CO CH R H R RH 证明反应速率方程为()()RH kc dt CH dc =4 2、证明对理想气体系统的n 级简单反应，其速率常数()n c p RT k k -=1。 三、计算题 1、反应2222SO Cl SO +Cl →为一级气相反应，320℃时512.210s k --=?。问在320℃ 加热90min ，22SO Cl 的分解百分数为若干？[答案：11.20%] 2、某二级反应A+B C →初速度为133105---???s dm mol ，两反应物的初浓度皆为 32.0-?dm mol ，求k 。[答案：11325.1---??=s mol dm k ] 3、781K 时22H +I 2HI →，反应的速率常数3-1-1HI 80.2dm mol s k =??，求2H k 。[答 案：113min 1.41---??=mol dm k ] 4、双光气分解反应32ClCOOCCl (g)2COCl (g)→可以进行完全，将反应物置于密 闭恒容容器中，保持280℃，于不同时间测得总压p 如下： [答案： 1.1581a =≈;-14-12.112h 5.8710s k -==?] 5、有正逆反应均为一级反应的对峙反应： D-R 1R 2R 32L-R 1R 2R 3CBr 已知半衰期均为10min ，今从D-R 1R 2R 3CBr 的物质的量为1.0mol 开始，试计算10min 之后，可得L-R 1R 2R 3CBr 若干？[答案：0.375mol] 6、在某温度时，一级反应A →B ，反应速率为0.10mol ·dm -3·s -1时A 的转化率 为75%，已知A 的初始浓度为0.50mol ·dm -3，求(1)起始反应初速率；(2)速率常数。[答案：r 0=0.40s -1 ; k = 0.80 dm 3·mol -1·s -1 ] 7、在某温度时，对于反应A+B →P ，当反应物初始浓度为0.446和0.166mol ·dm -3 时，测 得反应的半衰期分别为4.80和12.90min ，求反应级数。[答案：2] 8、某二级反应，已知两种反应物初始浓度均为0.1mol ·dm -3，反应15min 后变 一．是非题（将判断结果填入括弧：以O 表示正确，X 表示错误）（本大题分4小题，共 11分） 1 . (本小题 3分) 图示结构中DE 杆的轴力F NDE =F P /3。（ ）. 2 . (本小题 4分) 用力法解超静定结构时，只能采用多余约束力作为基本未知量。 （ ） 3 . (本小题 2分) 力矩分配中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比，它与外因无关。（ ） 4 . (本小题 2分) 用位移法解超静定结构时，基本结构超静定次数一定比原结构高。 （ ） 二．选择题（将选中答案的字母填入括弧内）（本大题分5小题，共21分） 1 （本小题6分） 图示结构EI=常数，截面A 右侧的弯矩为：（ ） A ．2/M ； B ．M ； C ．0； D. )2/(EI M 。 2. （本小题4分） 图示桁架下弦承载，下面画出的杆件内力影响线，此杆件是：（ ） Ａ.ch; B.ci; C.dj; D.cj. 2 3. (本小题 4分) 图a 结构的最后弯矩图为： A. 图b; B. 图c; C. 图d; D.都不对。（ ） ( a) (b) (c) (d) 4. (本小题 4分) 用图乘法求位移的必要条件之一是： A.单位荷载下的弯矩图为一直线； B.结构可分为等截面直杆段； C.所有杆件EI 为常数且相同； D.结构必须是静定的。 ( ) 5. （本小题3分） 图示梁A 点的竖向位移为（向下为正）：( ) Ａ．F P l 3 /(24EI); B. F P l 3 /(!6EI); C. 5F P l 3 /(96EI); D. 5F P l 3 /(48EI). 三（本大题 5分）对图示体系进行几何组成分析。 F P =1 第十六章结构动力学 【例16-1】不计杆件分布质量和轴向变形，确定图16-6 所示刚架的动力自由度。 图16-6 【解】各刚架的自由度确定如图中所示。这里要注意以下两点： 1．在确定刚架的自由度时，引用受弯直杆上任意两点之间的距离保持不变的假定。根据这个假定并加入最少数量的链杆以限制刚架上所有质量的位置，则刚架的自由度数目即等于所加链杆数目。 2．集中质量的质点数并不一定等于体系的自由度数，而根据自由度的定义及问题的具体情形确定。 【例16-2】 试用柔度法建立图16-7a 所示单自由度体系，受均布动荷载)t (q 作用的运动方程。 【解】本题特点是，动荷载不是作用在质量上的集中荷载。对于非质量处的集中动荷载的情况，在建立运动方程时，一般采用柔度法较为方便。 设图a 质量任一时刻沿自由度方向的位移为y （向下为正）。把惯性力I 、阻尼力R 及动荷载)(t P ，均看作是一个静荷载，则在其作用下体系在质量处的位移y ，由叠加原理（见图b 、c 、d 及e ），则 )(R I y P D I P +δ+?=?+?+?= 式中，)t (q EI 38454P λ=?，EI 483 λ=δ。将它们代入上式，并注意到y m I &&-=，y c R &-=，得 )(48)(38453 4y c y m EI t q EI y &&&λλ--+= 图16-7 经整理后可得 )(t P ky y c y m E =++&&& 式中，3EI 481k λ=δ= ，)(8 5)(t q k t P P E λ=?= )(t P E 称为等效动荷载或等效干扰力。其含义为：)(t P E 直接作用于质量上所产生的位移和 实际动荷载引起的位移相等。图a 的相当体系如图f 所示。 【例16-3】 图16-8a 为刚性外伸梁，C 处为弹性支座,其刚度系数为k ，梁端点A 、D 处分别有m 和 3 m 质量，端点D 处装有阻尼器c ，同时梁BD 段受有均布动荷载)t (q 作用，试建立刚性梁的运动方程。 【解】 因为梁是刚性的，这个体系仅有一个自由度，故它的动力响应可由一个运动方程来表达，方程可以用直接平衡法来建立。 这个单自由度体系可能产生的位移形式如图b 所示，可以用铰B 的运动)t (α作为基本 第十一章 化学动力学 11.1 反应SO 2Cl 2（g ）→SO 2Cl （g ）+ Cl 2（g ）为一级气相反应，320 ℃时k =2.2×10-5s -1。 问在320℃加热90 min SO 2Cl 2（g ）的分解分数为若干？ 解：根据一级反应速率方程的积分式 1 ln 1-kt x = 即有：51 ln 2.21090601-x -=??? x = 11.20% 11.2某一级反应A →B 的半衰期为10 min 。求1h 后剩余A 的分数。 解：根据一级反应的特点 -2-11/21/2ln 2ln 2ln 2==6.9310min 10 t k k t = =?，即有 又因为：1 ln 1-kt x = 即有：-21 ln 6.93101601-x =??? 1-x = 1.56% 11.3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 1 ln 1-kt x = 当t =10min 时：-2-1111 ln 10 = ln = 3.5710min 1-30%101-30% k k =?，即有： 当x =50%时：-21 ln 3.5710= 19.4min 1-50% t t =?，即有： 11.4 25℃时，酸催化蔗糖转化反应 ()()() 12221126126126C H O H O C H O6+C H O +→ 蔗糖 葡萄糖 果糖 的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c 0为1.0023 mol·dm -3，时刻t 的浓度为c ） （1）使用作图法证明此反应为一级反应。求算速率常数及半衰期； （2）问蔗糖转化95%需时若干？ 解：（1）将上述表格数据转化如下： 对0ln c t c ?? ??? ～作图如下 080160 -0.6 -0.3 0.0 ln(c /c 0)=-0.00358t -0.0036 l n (c /c 0) t /min 30ln 3.5810-0.0036c t c -?? =-? ??? 则：k = 3.58×10-3min -1 1/23 ln 2ln 2 193.6min 3.5810t k -= =?= （2）3 1111 =ln =ln = 836.8min 1-1-95% 3.5810 t k x -? t /min 0 30 60 90 120 180 （c 0-c ）/ mol·dm -3 0.1001 0.1946 0.2770 0.3726 0.4676 t /min 0 30 60 90 120 180 c / mol·dm -3 1.0023 0.9022 0.8077 0.7253 0.6297 0.5347 ln （ c / c 0） -0.1052 -0.2159 -0.3235 -0.4648 -0.6283 第十一章化学动力学基础1试题 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 第十一章 化学动力学基础(1)练习题 一、判断题： 1．在同一反应中各物质的变化速率相同。 2．若化学反应由一系列基元反应组成，则该反应的速率是各基元反应速率的代数和。 3．单分子反应一定是基元反应。 4．双分子反应一定是基元反应。 5．零级反应的反应速率不随反应物浓度变化而变化。 6．若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物浓度的一次方成正比。 7．一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。 8．一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。 9．若反应 A + B Y + Z 的速率方程为：r =kc A c B ，则该反应是二级反应，且肯定不 是双分子反应。 10. 下列说法是否正确： (1) H 2+I 2=2HI 是2 分子反应；(2) 单分子反应都是一级反应，双分子反应都是二级反应。； (3) 反应级数是整数的为简单反应 (4) 反应级数是分数的为复杂反应。 11．对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应，温度越高，反应速率越快，因此升高温 度有利于生成更多的产物。 12．若反应(1)的活化能为E 1，反应(2)的活化能为E 2，且E 1 > E 2，则在同一温度下k 1一 定小于k 2。 13．若某化学反应的Δr U m < 0，则该化学反应的活化能小于零。 14．对平衡反应A Y ，在一定温度下反应达平衡时，正逆反应速率常数相等。 15．平行反应C B A 21?→??→?k k ┤，k 1/k 2的比值不随温度的变化而变化。 16．复杂反应的速率取决于其中最慢的一步。 17．反应物分子的能量高于产物分子的能量，则此反应就不需要活化能。 18．温度升高。正、逆反应速度都会增大，因此平衡常数也不随温度而改变。 二、单选题： 1．反应3O 2 2O 3，其速率方程 -d[O 2]/d t = k [O 3]2[O 2] 或 d[O 3]/d t = k '[O 3]2[O 2]，那 么k 与k '的关系是： (A) 2k = 3k ' ； (B) k = k ' ； (C) 3k = 2k ' ； (D) ?k = ?k ' 。 2．有如下简单反应 a A + b B dD ，已知a < b < d ，则速率常数k A 、k B 、k D 的关系为： (A) d k b k a k D B A ＜＜ ； (B) k A < k B < k D ； (C) k A > k B > k D ； (D) d k b k a k D B A ＞＞ 。 3．关于反应速率r ，表达不正确的是： (A) 与体系的大小无关而与浓度大小有关 ； (B) 与各物质浓度标度选择有关 ； (C) 可为正值也可为负值 ； (D) 与反应方程式写法无关 。 4．进行反应A + 2D 3G 在298K 及2dm 3容器中进行，若某时刻反应进度随时间变 化率为0.3 mol·s -1，则此时G 的生成速率为(单位：mol·dm －3·s -1) ： (A) 0.15 ； (B) 0.9 ； (C) 0.45 ； (D) 0.2 。 5．基元反应体系a A + d D g G 的速率表达式中，不正确的是： (A) -d[A]/d t = k A [A]a [D]d ； (B) -d[D]/d t = k D [A]a [D]d ； (C) d[G]/d t = k G [G]g ； (D) d[G]/d t = k G [A]a [D]d 。 6．某一反应在有限时间内可反应完全，所需时间为c 0/k ，该反应级数为： (A) 零级 ； (B) 一级 ； (C) 二级 ； (D) 三级 。 7．某一基元反应，2A(g) + B(g)E(g)，将2mol 的A 与1mol 的B 放入1升容器中混 合并反应，那么反应物消耗一半时的反应速率与反应起始速率间的比值是： 第十一章 化学动力学(1) 练习题 一、填空题 1.某反应物的转化率分别达到 50%，75%，87.5% 所需时间分别为t 1/2，2t 1/2，3t 1/2，则反应对此物质的级数为 。 2.某二级反应，反应消耗1/3需时间10min ，若再消耗1/3还需时间为 分钟。 3.两个活化能不相同的反应，如果E 1 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） 使用作图法证明此反应为一级反应。求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化95%需时若干？ 解：数据标为 利用Powell-plot method判断该反应为一级反应， 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： 计算速率常数，以表示之。。 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， 作图 。 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： 结构力学习题及答案 一．是非题（将判断结果填入括弧：以O表示正确，X表示错误）（本大题分4小题，共11分） 1 . (本小题3分) 图示结构中DE杆的轴力F NDE =F P/3。（）. 2 . (本小题4分) 用力法解超静定结构时，只能采用多余约束力作为基本未知量。（） 3 . (本小题2分) 力矩分配中的传递系数等于传递弯矩与分配弯矩之比，它与外因无关。（） 4 . (本小题2分) 用位移法解超静定结构时，基本结构超静定次数一定比原结构高。（） 二．选择题（将选中答案的字母填入括弧内）（本大题分5小题，共21分） 1 （本小题6分） 图示结构EI=常数，截面A 右侧的弯矩为：（ ） A ．2/M ； B ．M ； C ．0； D. )2/(EI M 。 2. （本小题4分） 图示桁架下弦承载，下面画出的杆件内力影响线，此杆件是：（ ） Ａ.ch; B.ci; C.dj; D.cj. 3. (本小题 4分) 图a 结构的最后弯矩图为： A. 图 b; B. 图c; C. 图d; D.都不对。（ ） ( a) (b) (c) (d) 4. (本小题 4分) 用图乘法求位移的必要条件之一是： A.单位荷载下的弯矩图为一直线； 2 =1 l B.结构可分为等截面直杆段； C.所有杆件EI 为常数且相同； D.结构必须是静定的。 ( ) 5. （本小题3分） 图示梁A 点的竖向位移为（向下为正）：( ) Ａ．F P l 3/(24EI); B. F P l 3/(!6EI); C. 5F P l 3/(96EI); D. 5F P l 3/(48EI). 三（本大题 5分）对图示体系进行几何组成分析。 四（本大题 9分）图示结构B 支座下沉4 mm ，各杆EI=2.0×105 kN·m 2，用力法计算并作M 图。 F P 6 4 =4 mm 第一章 单自由度系统 1、1 总结求单自由度系统固有频率的方法与步骤。 单自由度系统固有频率求法有:牛顿第二定律法、动量距定理法、拉格朗日方程法与能量守恒定理法。 1、 牛顿第二定律法 适用范围:所有的单自由度系统的振动。 解题步骤:(1) 对系统进行受力分析,得到系统所受的合力; (2) 利用牛顿第二定律∑=F x m && ,得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 2、 动量距定理法 适用范围:绕定轴转动的单自由度系统的振动。 解题步骤:(1) 对系统进行受力分析与动量距分析; (2) 利用动量距定理J ∑=M θ &&,得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 3、 拉格朗日方程法: 适用范围:所有的单自由度系统的振动。 解题步骤:(1)设系统的广义坐标为θ,写出系统对于坐标θ的动能T 与势能U 的表达式;进一步写求出拉格朗日函数的表达式:L=T-U ; (2)由格朗日方程 θθ ??- ???L L dt )(&=0,得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 4、 能量守恒定理法 适用范围:所有无阻尼的单自由度保守系统的振动。 解题步骤:(1)对系统进行运动分析、选广义坐标、写出在该坐标下系统的动能T 与势能U 的表达式;进一步写出机械能守恒定理的表达式 T+U=Const (2)将能量守恒定理T+U=Const 对时间求导得零,即 0) (=+dt U T d ,进一步得到系统的运动微分方程; (3) 求解该方程所对应的特征方程的特征根,得到该系统的固有频率。 1、2 叙述用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法与步骤。 用衰减法求单自由度系统阻尼比的方法有两个:衰减曲线法与共振法。 方法一:衰减曲线法。 求解步骤:(1)利用试验测得单自由度系统的衰减振动曲线,并测得周期与相邻波峰与波谷的幅值i A 、1+i A 。 (2)由对数衰减率定义 )ln( 1 +=i i A A δ, 进一步推导有 2 12ζ πζδ-= , 第十一章化学动力学(请认真完成，答案过几天发) 1．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？ 2. 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： 计算速率常数，以表示之。。 3．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？ 4．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。 5．现在的天然铀矿中。已知的蜕变反应的速率常数为，的蜕变反应的速率常数为。问在20亿年()前，等于多少？(a是时间单位年的符号。) 6．溶液反应 的速率方程为 20 oC，反应开始时只有两反应物，其初始浓度依次为， ，反应20 h后，测得，求k。 7．在500 oC及初压为101.325 kPa时，某碳氢化合物的气相分解反应的半衰期为2 s。若初压降为10.133 kPa,则半衰期增加为20 s。求速率常数。 8．某溶液中反应，开始时反应物A与B的物质的量相等，没有产物C。1 h后A的转化率为75%，问2 h后A尚有多少未反应？假设： （1）对A为一级，对B为零级； （2）对A、B皆为1级。 9．65 oC时气相分解的速率常数为，活化能为，求80 oC时的k及。 10．乙醛(A)蒸气的热分解反应如下 518 oC下在一定容积中的压力变化有如下两组数据： (1)求反应级数，速率常数； (2)若活化能为，问在什么温度下其速率常数为518 oC下的2倍： 11．在80 % 的乙醇溶液中，1-chloro-1-methylcycloheptane的水解为一级反应。测得不同温度t下列于下表，求活化能和指前因子A。 12. 在气相中，异丙烯基稀丙基醚(A)异构化为稀丙基丙酮(B)是一级反应。其速率常数k于热力学温度T的关系为 150 oC时，由101.325 kPa的A开始，到B的分压达到40.023 kPa，需多长时间。 13．对于两平行反应： 若总反应的活化能为E，试证明： 第11章 化学动力学 思考题： 1. 已知在氧气存在的情况下，臭氧的分解反应： 2332O O →，其速率方程 为：1 22333)] ([)]()[()(-=- O c O c O k dt O dc ①该反应的总级数n=? 解释臭氧的分解速率与氧的浓度的关系。 ②若以 dt O dc )(2表示反应速率，)(2 O k 表示相应的反应速率系数，写出该反 应的速率方程。 ③指出dt O dc )(3- 与 dt O dc )(2之间的关系，以及)(3 O k 和)(2 O k 的关系。 ④该反应是否为基元反应？为什么？ 2. 阿伦尼乌斯方程RT E a e k k -=0中RT E a e -一项的含义是什么？1 >-RT E a e ， 1<-RT E a e ，1=-RT E a e ， 那种情况是最不可能出现的？那种情况是最可能出现的？ 3. 总级数为零的反应可能是基元反应么？解释原因。 选择题： 1. 关于下列反应，说法正确的是 （） ① 2NH 3 = N 2 + 3H 3 ② Pb(C 2H 5)4 = Pb + 4C 2H 5· ③ 2H + 2O = H 2O 2 ④ 2N 2O 5 = 4NO 2 + O 2 ⑤ 2HBr = H 2 + Br 2 A ．都是基元反应 B ．⑤是基元反应 C. ①②④是基元反应 D. 都不是基元反应 2. 反应2O 3 = 3O 2的速率方程为12 2 3 3-??=- O O O c c k dt dc 或 1 22 32-??'=O O O c c k dt dc ， 则k与k’的关系为（） A．k = k’B．3k = 2k’ C.2k = 3k’ D. -k/2 = k’ /3 3.某反应速率常数的量纲为（浓度）-1·（时间）-1，该反应为（） A．一级反应B．二级反应 C.三级反应 D. 零级反应 4.某反应的速率常数为0.099 min-1，反应物初始浓度为0.2 mol·L-1，则 反应的半衰期为（） A．7 min B．1.01 min C. 4.04 min D. 50.5 min 5.某反应的反应物消耗掉3/4的时间是其半衰期的2倍，则该反应的级数 为（） A．一级B．二级 C.三级 D. 零级 6.基元反应的级数（） A．总是小于反应分子数B．总是大于反应分子数 C. 总是等于反应分子数 D. 有可能与反应分子数不一致 7.已知某反应历程 A + M = A* + M；A* = B + C，则该反应是（）A．二级反应B．双分子反应 C.基元反应 D. 复杂反应8.某反应的速率常数k=0.214 min-1，反应物浓度从0.21 mol·L-1变到0.14 mol·L-1的时间为t1；从0.12 mol·L-1变到0.08 mol·L-1的时间为t2，那么t1:t2等于（） A．0.57 B．0.75 C. 1 D. 1.75 9.某等容反应的正向活化能为E f，逆向活化能为E b，则E f—E b等于（）A．-Δr H m B．Δr H m C. -Δr U m D.Δr U m 10.下面活化能为0的反应是（） 《结构力学》课程习题集 一、单选题 1.弯矩图肯定发生突变的截面是（D ）。 A.有集中力作用的截面； B.剪力为零的截面； C.荷载为零的截面； D.有集中力偶作用的截面。 2.图示梁中C截面的弯矩是（ D ）。 4m2m 4m A.12kN.m(下拉)； B.3kN.m(上拉)； C.8kN.m(下拉)； D.11kN.m(下拉)。 3.静定结构有变温时，（C）。 A.无变形，无位移，无内力； B.有变形，有位移，有内力； C.有变形，有位移，无内力； D.无变形，有位移，无内力。 4.图示桁架a杆的内力是（D）。 A.2P； B.－2P； C.3P； D.－3P。 5.图示桁架，各杆EA为常数，除支座链杆外，零杆数为（A）。 A.四根； B.二根； C.一根； D.零根。 l= a6 6.图示梁A点的竖向位移为（向下为正）（C）。 A.) 24 /( 3EI Pl； B.) 16 /( 3EI Pl； C.) 96 /( 53EI Pl； D.) 48 /( 53EI Pl。 P EI EI A l/l/22 2 7. 静定结构的内力计算与（ A ）。 A.EI 无关； B.EI 相对值有关； C.EI 绝对值有关； D.E 无关，I 有关。 8. 图示桁架，零杆的数目为：（ C ）。 A.5； B.10； C.15； D.20。 9. 图示结构的零杆数目为（ C ）。 A.5； B.6； C.7； D.8。 10. 图示两结构及其受力状态，它们的内力符合（ B ）。 A.弯矩相同，剪力不同； B.弯矩相同，轴力不同； C.弯矩不同，剪力相同； D.弯矩不同，轴力不同。 P P 2EI EI EI EI 2EI EI l l h l l 11. 刚结点在结构发生变形时的主要特征是（ D ）。 A.各杆可以绕结点结心自由转动； B.不变形； C.各杆之间的夹角可任意改变； D.各杆之间的夹角保持不变。 12. 若荷载作用在静定多跨梁的基本部分上，附属部分上无荷载作用，则（ B ）。 A.基本部分和附属部分均有内力；第十一章 化学动力学
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