第十一章 动力学 答案
第十一章化学动力学一、选择题
1. 在反应A k1
B
k2
C，A
k3
D 中，活化能E1> E2> E3，C 是
所需要的产物，从动力学角度考虑，为了提高 C 的产量，选择反应温度时，应选择：( C )
(A) 较高反应温度(B) 较低反应温度
(C) 适中反应温度(D) 任意反应温度
2. 某反应物反应掉7/8 所需的时间恰好是它反应掉1/2 所需时间的3 倍，则该反应的级数是：( B )
(A) 零级(B) 一级反应(C) 二级反应(D) 三级反应
3. 二级反应的速率常数的单位是：( D )
(A) s-1(B) dm6·mol-2·s-1(C) s-1·mol-1(D) dm3·s-1·mol-1
4. 某反应在指定温度下，速率常数k为4.62×10-2 min-1，反应物初始浓度为
0.1 mol·dm-3 ，该反应的半衰期应是：( B )
(A) 150 min (B) 15 min (C) 30 min (D) 条件不够，不能求算
5. 连串反应A k1
B
k2
C 其中k1= 0.1 min-1，k2= 0.2 min-1，假定反
应开始时只有A，且浓度为 1 mol·dm-3，则 B 浓度达最大的时间为：( C )
(A) 0.3 min (B) 5.0 min (C) 6.93 min (D) ∞
6. 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0.5mol×dm-3所需时间是：B
(A)0.2min；(B)0.1min；(C)1min；(D)以上答案均不正确。
7. 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
(A)零级；(B)一级；(C)二级；(D)以上答案均不正确。
8. 在指定条件下，任一基元反应的分子数与反应级数之间的关系为
(A) 二者必然是相等的；
(B) 反应级数一定小于反应分子数；
(C) 反应级数一定大于反应分子数；
(D) 反应级数可以等于或少于其反应的分子数，但绝不会出现反应级数大于反应分子数的情况。
9. 基元反应的分子数是个微观的概念，其值 C
(A) 只能是0,1,2,3
(B) 可正、可负、可为零
(C) 只能是1,2,3这三个正整数
(D) 无法确定
10. 在化学动力学中，质量作用定律只适用于 C
(A) 反应级数为正整数的反应
(B) 恒温恒容反应
(C) 基元反应
(D) 理想气体反应
11．络合催化属于 A
(A) 单相催化
(B) 多相催化
(C) 既是多相催化，又是单相催化
(D) 以上都不对
12．不属于简单碰撞理论模型的要点的说法是： D
A. 反应物分子在反应前须先发生碰撞；
B. 动能达到并超过某一阈值E C的碰撞才是有效的碰撞；
C. 有效碰撞次数乘以有效碰撞分数即反应速率；
D. 总碰撞次数乘以有效碰撞分数即反应速率。
?2Y，则在动力学研究中： C 13．对于任意给定的化学反应A＋B?→
A. 表明它为二级反应；
B. 表明了它是双分子反应；
C. 表明了反应物与产物分子间的计量关系；
D. 表明它为元反应。
14．在一定温度和压力下进行的化学反应A + B Y，E+为正反应的活化能，E-为逆反应的活化能，则：A
A．E+ －E-=?r U m；
B ．E - －E +=?r U m ；
C ．E + －E -=?r H m ；
D ．
E - －E +=?r H m ；
15．反应A 1?→?Y 23?→??→?Z(P 产物)
，已知反应的活化能E 2 < E 3 ，为利于产
物Z 的生成，原则上选择： B
A. 升高温度；
B. 降低温度；
C. 维持温度不变；
D. 及时移走副产物P 。
二、判断题
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. 阿伦尼乌斯方程适用于所有的反应。×
6. 若同时存在几个反应，则高温对活化能高的反应有利，低温对活化能低的反应有利。√
7. 对于反应：A 2 + B 2?→?2AB ，若其速率方程为r =kC A 2C B 2，则可以断定这是一基元反应。×
8. 质量作用定律和反应分子数概念只能适用于基元反应。√
三、填空题
1. 放射性元素201Pb 的半衰期为8h ，1g 放射性201Pb 在24h 后还剩下 1/8 g 。
2. 某一级反应在300K 时的半衰期为50min ，在310K 时半衰期为10min ，则此反应的活化能Ea= 124.4 kJ ·mol-1。
3. 在一定T 、V 下，反应 2A(g)→A 2(g)的速率系数k A =2.5×10-3 mol -1·dm 3·s -1，A(g)的初始浓度c A,0= 0.02 mol ·dm -3，则此反应的反应级数n= 2 ，反应物A(g)
的半衰期t 1/2(A)= 2×104 s 。
4. 在一定T 、V 下，反应 A(g) → B(g) + D(g)反应前系统中只有A(g)，起始浓度为c A,0；反应进行到1min 时，c A =3c A,0/4；反应进行到3min 时，c A =c A,0/4。此反应为 零 级反应。
5. 在恒温、恒容下，某反应的机理为 则dc C /dt= ；-dc A /dt= 。
D C B A k k k 3
11→?+-C
B A A c k c c k dt dc 11--=-
C C B A C c k c k c c k dt dc 311--=-C
D c k dt dc 3=
第十一章 动力学(一)习题解答
第十一章 习题解答 1、298K 时N 2O 5(g)分解反应其半衰期2 1t 为5.7h ，此值与N 2O 5的起始浓度无关，试求： （1）该反应的速率常数。 （2）作用完成90%时所需时间。 解 半衰期与起始浓度无关的反应为一级反应，代入一级反应公式即可求 (1) 1 2 11216.07.52 ln 2ln -=== h h t k (2) h h y k t 94.189 .011 ln 1216.0111ln 11=-=-=- 例、某气相反应的速率表示式分别用浓度和压力表示时为：r c =k c [A]n 和r p =k p p A n ，试求k c 与k p 之间的关系，设气体为理想气体。 解 因设气体为理想气体。所以 p A V=n A RT , p A =c A RT=[A]RT 设气相反应为 aA(g)→P(g) 则 n A p A p p k dt dp a r =-=1 将上面结果代入 n p p RT A k dt RT A d a r )]([)]([1=-= 化简 c n c n n p r A k A RT k dt A d a ===--][][)(}[11 k c 与k p 之间的关系为 1 )(-=n p c RT k k 3、对于1/2级反应 k R P ??→试证明： （1） 112 2 01 [][] 2 R R kt -=； （2） 证 （1）2 1][][R k dt R d r =-=， ?? =- t R R kdt R R d 0 2 10 ] [][
积分 kt R R =-)][]([22 12 1 ， 所以 kt R R 2 1] [][2 1 2 10= - （2）当 2 1t t =时，0][21 ][R R =，代入（1）式 2102 102102102 1 ])[12(2])[211(2)][21(][2R R R R kt -=-=?? ? ??-= 所以 2102 1 ])[12(2 R k t -= 例、某人工放射性元素放出α粒子，半衰期为15min ，试问该试样有80%分解，需时若干？ 解 放射性元素分解为一级反应， 11min 0462.0min 152ln 2ln -===t k m in 8.3480 .011ln m in 0462.0111ln 11 =-=-=-y k t 例、把一定量的PH 3(g)迅速引入温度为950K 的已抽空的容器中，待反应物达到该温度时开始计时（此时已有部分分解），测的实验数据如下： 已知反应 4PH 3(g)?→?k P 4(g)+6H 2(g) 为一级反应，求该反应的速率常数k 值（设在t=∞时反应基本完成）。 解 对一级反应，其积分式为kt c c A A =0,ln ，下面找出总压 p 与反应物浓度c A 间的关系，设c A =Mp+N ， (1) 当t=0时，c A = c A,0，p=p 0，c A,0=M p 0+N (2) 当t=∞时，c A =0，p= p ∞，0= M p ∞+N (3) (2)－(3)式，得c A,0=M （p 0－p ∞） (4) (1)－(3)式，得c A =M （p －p ∞） (5)
第十一章 化学动力学
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
第十一章 化学动力学基础(一)习题
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
4第十一章化学动力学分析
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
第十一章 化学动力学(1)
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 化学动力学概念题及解答
§11.2 概 念 题 11.2.1 填空题 1. 反应23B k B D ??→其速度方程可以表示为3/2/B c t B B d d k c -=，也可以表示为3/2/D c t D D d d k c =，则/B c t d d -与/D c t d d -之间的关系为( ).效率常数B k 和D k 的比 为（ ）。 2. 反应2B k A B ??→为基元反应，是A k 与A 的消耗效率相对应的效率常数。若用B 的生成效率及B k 表示反应的反应效率时，则其效率方程（ ）。 3. 反应()3(g)2()A g B C g +??→，反应开始时反应物按计量比混合而且无产物C 存在（即,0C o p =） ，若将以B 的压力变化来表示的消耗率/B p t d d -换成以总压p 表示/p t d d -时，则（/B p t d d -）/（/p t d d -）=（ ） 4. 在温度一定下，反应A B C →+的反应物A 反应掉其起始浓度,0A C 的87.5%时，需时 3min 。在同一温度下，上述反应的反应物A 的起始浓度改为' ,0A C ，且' ,0 ,01 2 A A C C =，当反应掉' ,0A C 的一半时，需时1min ，则此反应级数为（ ） 5. 已知某反应的反应物无论其起始浓度为多少，反应掉,0A C 的2/3时所需时间均相同，所以该反应为（ ）级反应。 6. 某基元反应B C D →+,测得反应的半衰期12 10t h =。经30h 后，所余下的反应浓度B C 与反应起始浓度,0B C 之比为（ ）。（填入具体数值） 7. 在温度T 下，气相基元反应()()()A g B g C g →+的以压力（a P ）表示的速率常数120p k s -=，若将k 改为以浓度（3mol dm -?）表示（即c k ）时，则c k =（ ）。（填入具体数值与单位） 8. 一直反应（1）和（2）具有相同的指前因子，测得在相同温度下温度下升高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,1a E （ ）反应（2）的活化能,2a E ，而且同一温度下，反应（1）的1k （ ）反应（2）的2k 。
物理化学第十一章化学动力学基础练习题.doc
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基础1试题
第十一章化学动力学基础1试题
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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：
物理化学课后答案 第十一章 化学动力学
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：
最新11第十一章结构动力学
11第十一章结构动力 学
第十一章结构动力学 ？？？本章的问题： A.什么是动力荷载？ B.结构动力计算与静力计算的主要区别在哪？ C.本章自由度的概念与几何组成分析中的自由度概念有何不同？ D.建立振动微分方程的方法有几种？ E.什么是体系的自振频率、周期？ F.什么是单自由度体系的自由振动？ G.什么是单自由度体系的受迫振动？ H.什么是多自由度体系的自由振动？ I.什么是多自由度体系的受迫振动？ J.什么叫动力系数？动力系数的大小与哪些因素有关？ K.单自由度体系位移的动力系数与内力的动力系数是否一样？ L.在振动过程中产生阻尼的原因有哪些？ §11—1 概述 前面各章都是结构在静力荷载作用下的计算，在实际工程中往往还遇到另外一类荷载，即荷载的大小和方向随时间而改变，这一章我们将讨论这类荷载对结构的反应。 荷载分： 静力荷载：是指施力过程缓慢，不致使结构产生显著的加速度，因而可以略去惯性力影响的荷载。在静力荷载作用下，结构处于平 衡状态，荷载的大小、方向、作用点及由它所引起的结构的 内力、位移等各种量值都不随时间而变化。
变化，因而其计算与静力荷载作用下有所不同，二者的主要 差别就在于是否考虑惯性力的影响。 有时确定荷载是静荷载还是动荷载要根据对结构的反应情况来确定，若在荷载作用下将使结构产生不容忽视的加速度，即动力效应，就应按动荷载考虑。 在工程结构中，除了结构自重及一些永久性荷载外，其他荷载都具有或大或小的动力作用。当荷载变化很慢，其变化周期远大于结构的自振周期时，其动力作用是很小的，这时为了简化计算，可以将它作为静力荷载处理。在工程中作为动力荷载来考虑的是那些变化激烈、动力作用显著的荷载。 如风荷载对一般的结构可当做静荷载，而对一些特殊结构往往当做动荷载考虑。荷载按动力作用的变化规律，又可分为如下几种： (1) 简谐周期荷载这是指荷载随时间按正弦(或余弦)规律改变大小的周期性荷 载，例如具有旋转部件的机器在等速运转时其偏心质量 产生的离心力对结构的影响就是这种荷载。这类荷载在 工程中见的较多。 (2) 冲击荷载这是指荷载很快地全部作用于结构，而作用时间很短即行消失 的荷载，例：如打桩机的桩锤对桩的冲击、车轮对轨道接 头处的撞击等。 (3) 突加荷载在一瞬间施加于结构上并继续留在结构上的荷载，例如粮食口 袋卸落在仓库地板上时就是这种荷载。这种荷载包括对结构的
第十一章 化学动力学 习题
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：
第十一章化学动力学答案
物化第十一章 化学动力学 习题答案 一、名词解释 1. 反应机理：反应物转变为产物所经历的具体途径称为反应机理或反应历程。 2. 基元反应：由反应物微粒（分子、原子、离子、自由基等）以一步直接实现的反应称为基元反应，也称为简单反应。 3. 反应级数：当反应速率方程是幂乘积的形式时， B A n B n A A A c c k t c =- d d ，式中各浓度的方次n A 和n B 等，分别称 为反应组分A 和B 的级数，即对A 为n A 级，对B 为n B 级，总反应级数n=n A +n B +…。 4. 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。 5. 反应速率常数：速率方程中的比例常数k ，称为反应速率常数。 6. 半衰期：转化率达到50%所需时间，称为半衰期2/1t 。 二、简答题 1. 反应级数和反应分子数有何区别？ 反应分子数和反应级数是两个不同的概念。反应分子数是理论上的概念，是对微观上的基元反应而言的。而反应级数是对宏观化学反应而言的，反应级数必须从实验上确定。 反应分子数和反应级数所取的数值也不相同。反应级数的数值可以是有理数，而反应分子数却只能是正整数。简单反应必然是级数为正整数的反应，但级数为正整数的反应却不一定是简单反应。 只有符合式υ＝k [A]α[B]β[C]δ…形式的速率方程的反应才有反应级数。 分级数和反应级数必须由速率实验确定。 对于指定的反应，反应级数可随实验条件而变化。若在某些反应中，作为催化剂的组分，作为溶剂的组分以及个别反应活性物质的浓度―恒定‖时，从而使实验测得的反应级数降低，则以这种方式所得的表观反应级数为"准 n 级"反应 2. 简述零级反应的主要特征有哪些？ （1）速率系数 k 的单位为[浓度][时间]-1 （2）c A 与t 呈线性关系 （3）,0 1/22A c t k = 3. 简述一级反应的主要特征有哪些？ （1）速率系数 k 的单位为[时间]-1 ，表示的是单位时间内反应物A 反应掉的分数。（2）lnc A 与 t 呈线性关系。 （3）半衰期是一个与反应物起始浓度无关的常数，1/2ln 2t k = 4. 简述二级反应的主要特征有哪些？ （1）速率系数 k 的单位为[浓度] -1 [时间] -1 （2）A c 1与 t 成线性关系。 （3）半衰期与起始浓度成反比1/2,0 1A t kc = 5.（1） '/k k K = （2）U E E ?=--+ 6. Ec 是指两个相撞分子的相对平动能在质心连心线上的分量必须超过的临界值，这时碰撞才是有效的。（3分） RT E E a c 2 1- = 7. Ae k =RT k 1ln =RT T 较高，1/T 较小时，第一步反应为速率控制步骤。 T 较低，1/T 较大时，第二步反应为速率控制步骤。
第11章 化学动力学
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（）
大气动力学第11章复习思考题
1、稳定度的研究有何意义？一般研究稳定度有哪些方法？ 答：大气运动的稳定度（也称稳定性）问题是动力气象学的一个基本理论问题，稳定度问题的研究能够揭示天气系统发生发展的物理机制。可使我们更加全面地认识大气变化过程的物理本质，而且其得出的稳定度的判据也可为实际天气预报提供理论依据。 流体运动稳定性的研究归结为偏微分方程的求解和定性分析。第一种方法是正交模方法，第二种方法是整体方法，它包括能量法和JIanyHOB 方法。正交模方法是将线性化的方程组的解设为()i kx wt Ae -的形式，考察在一定的条件下ω是实数还是复数，这样就将稳定度的问题处理为以ω作为本征值的本征值问题。正交模方法可以提供稳定或不稳定应满足的条件，比较直观，但它只能解决线性问题。整体方法将偏微分方程化为常微分方程，再建立常微分方程组稳定性的分析方法，从稳定的最初概念出发，既能分析线性问题，又能分析非线性问题。 2、层节稳定度、惯性稳定度、波的稳定度三者有何异同？ 答：三者产生不稳定的原因不同，当温度的垂直减温率大于感绝热过程温度垂直减温率时，层结是不稳定的，否则，层结是稳定的。惯性不稳定如单摆是在重力和张力平衡受到破坏后形成的不稳定。大气中流动的稳定性是论述波动的稳定性，若在某些条件下，小扰动不发展或随时间衰减，称波是稳定的，小扰动随时间增强，称波是不稳定的，波的稳定和不稳定统称为波的稳定度。 3、用线性化的方程组讨论稳定度有何局限性？ 答：用线性化的方程组讨论稳定度只会说明平衡态是稳定的还是不稳定的，绝不会有新的状态出现。实际的物理状态的演化是各种因素相互作用，整个系统的状态不断交替，新的状态不断出现。用线性化处理，不能表现状态的变化。 4、非线性稳定度会出现哪些现象？ 答：线性理论只能在扰动发展的初始阶段才成立，一旦扰动发展到有限振幅时，非线性项就不能忽略了，所以非线性稳定度是关于非线性扰动的振幅随时间是是否增长的问题，由于非线性的作用，扰动振幅随时间不能够无限的增长。 5、说明风速切变(,)u u y z ????、重力g ，层结参数N 2 ，Rossby 参数对波的稳定与不稳定各起什么作用？ 答：重力g 起稳定的作用，风速垂直切变起不稳定的作用。一般重力内波不稳定的一必要条件11.68，稳定的充分条件11.71，一般惯性重力内波的不稳定判据11.180。Rossby ：正压大气中的不稳定判据，斜压大气中的不稳定判据11.237。由以上的不稳定判据判据可以得到风速切变，重力，层结参数，Rossby 参数对波的稳定和不稳定的作用。 6、什么是正压不稳定、斜压不稳定？两者在能源供给上有何不同？ 答：正压大气中，由于平均纬向气流的水平切变引起的大气长波扰动发展的动力机制，称为正压不稳定。长波正压不稳定发展的能源来自于基本气流的动能。 由基本气流的垂直切变所引起的罗斯贝波不稳定，即由于基本场的南北向温度梯度所造成的长波不稳定。由斜压不稳定产生的斜压长波发展的能源主要来自于基本气流的有效位能，也可部分来自基本气流的动能。
第十一章动力学答案
第十一章化学动力学一、选择题 1. 在反应A k1 B k2 C，A k3 D 中，活化能E1> E2> E3，C 是 所需要的产物，从动力学角度考虑，为了提高 C 的产量，选择反应温度时，应选择：( C ) (A) 较高反应温度(B) 较低反应温度 (C) 适中反应温度(D) 任意反应温度 2. 某反应物反应掉7/8 所需的时间恰好是它反应掉1/2 所需时间的3 倍，则该反应的级数是：( B ) (A) 零级(B) 一级反应(C) 二级反应(D) 三级反应 3. 二级反应的速率常数的单位是：( D ) (A) s-1(B) dm6·mol-2·s-1(C) s-1·mol-1(D) dm3·s-1·mol-1 4. 某反应在指定温度下，速率常数k为×10-2 min-1，反应物初始浓度为mol·dm-3 ，该反应的半衰期应是：( B ) (A) 150 min (B) 15 min (C) 30 min (D) 条件不够，不能求算 5. 连串反应A k1 B k2 C 其中k1= min-1，k2= min-1，假定反应 开始时只有A，且浓度为 1 mol·dm-3，则 B 浓度达最大的时间为：( C ) (A) min (B) min (C) min (D) ∞ 6. 某反应，A → Y，其速率系数k A=，则该反应物A的浓度从×dm-3变到×dm-3所需时间是：B (A)；(B)；(C)1min；(D)以上答案均不正确。 7. 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 (A)零级；(B)一级；(C)二级；(D)以上答案均不正确。 8. 在指定条件下，任一基元反应的分子数与反应级数之间的关系为 (A) 二者必然是相等的； (B) 反应级数一定小于反应分子数； (C) 反应级数一定大于反应分子数；
第十一章化学动力学基础1练习题
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：