兰州交通大学：《工程化学》课程教学资源（试卷习题）第2章 化学动力学基础（含参考答案）

工程化学习题（第二章） 1.当速率常数的单位为moLs,反应级数为（) “级 B C零级 2.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减小速率常鞋 D增大平有常数估 3.下列势能一反应历程中，属放热反应的是( ) 势 势 能 能 (1)反应历程 (2)反应历程 势 势 能 (3)反应历程 (4)反应历程 A1和3 B2和3 C1和4 D2和4 4.下列叙述中正确的是( A化学反应动力学是研究反应的快慢和限度的： B反应速率常数大小即是反应速率的大小反应： C反应级数越大，反应速率越大： D活化能大小不一定总能表示 个反应的快慢，但可表示反应速率常数受温度影响的大小。 5.当反应A+B 2AB的速率方程式D-kAB]时，则此反应() A一定是基元反应 B一定是非基元反应 C不能肯定是否基元反应 D反应是一级反应 6.某化学反应进行30min反应完成50%，进行60min反应完成100%，则此反应是() A 三级反应B二级反应C 后应求级后成 7.某一级反应的速率常数为9.5X102mim,则此反应的半衰期为（) A 3.65min B 7.29min C0.27min D0.55min 8.某温度下，反应S02(g)+1202(g)=S03(g)平衡常数K=50:在同一温度下反应2S03(g)= 2S02(g)+O2(g)的K值应() A2500 B100 C4×104 D2×10-2 9.在某温度下平衡A+B -G+F 的△H〈0，升高温度平衡逆向移动的原因是( Av(正)域小，v(逆)增大 Bk(正)减小，k(逆)增大 Cv(正)和v(逆)都减小Dv(正)减加的倍数小于v(逆)增加的倍数。 10.合成氨反应3H(g)+N:(g)=2NH(g)在恒压下进行时，若向系统中引入氩气，则氨的产率()

工程化学习题（第二章） 一．选择题 1．当速率常数的单位为 mol-1·L·s-1 , 反应级数为（ ） A 一级· B 二级 C 零级 D 三级 2．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 3．下列势能—反应历程中，属放热反应的是（ ） 势 势 能 能 (1)反应历程 （2）反应历程 势 势 能 能 （3）反应历程 （4）反应历程 A 1 和 3 B 2 和 3 C 1 和 4 D 2 和 4 4．下列叙述中正确的是（ ） A 化学反应动力学是研究反应的快慢和限度的； B 反应速率常数大小即是反应速率的大小反应； C 反应级数越大，反应速率越大； D 活化能大小不一定总能表示一个反应的快慢，但可表示反应速率常数受温度影响的大小。 5．当反应 A2+B——→2AB 的速率方程式 D=k[A2][B2]时，则此反应（ ） A 一定是基元反应 B 一定是非基元反应 C 不能肯定是否基元反应 D 反应是一级反应 6．某化学反应进行 30min 反应完成 50% ，进行 60min 反应完成 100% ，则此反应是（ ） A 三级反应 B 二级反应 C 一级反应 D 零级反应 7．某一级反应的速率常数为 9.5×10-2 min-1 ，则此反应的半衰期为（ ） A 3.65min B 7.29min C 0.27min D 0.55min 8．某温度下，反应 SO2（g）+1/2 O2（g）== SO3（g）平衡常数 K =50；在同一温度下反应 2SO3（g）== 2SO2（g）+ O2（g）的 K 值应（ ） A 2500 B 100 C 4×10-4 D 2×10-2 9．在某温度下平衡 A + B == G + F 的△H < 0，升高温度平衡逆向移动的原因是（ ） A v（正）减小，v（逆）增大 B k（正）减小，k（逆）增大 C v（正）和 v（逆）都减小 D v（正）减加的倍数小于 v（逆）增加的倍数。 10．合成氨反应 3H2（g）+N2（g）== 2NH3（g）在恒压下进行时，若向系统中引入氩气，则氨的产率（ ）

A减小 B增大 C不变 D无法判断 二，填空题 1.某温度下反应2N0(gH0(g)=2N0(g)的速率常数k=88X102P·mo2g,已知反应 对O上来说来说是一级反应，则对NO为 级，速率方程为 ：当反 应物的浓度都是0.05molL时，反应速率是 2.反应A+B一一 一C的速率方程为vk·C(A)·C(B)2,其反应速率的单位是 速率常数的单位是 3.催化剂改 ,降低了 从而增加了 ,使 反应速率加快 4.由阿仑尼乌斯公式InK=EaRT+lnA可以看出，升高温度，反应速率常数k将】 使用催化剂时，反应速率常数k将 :而改变反应物或生成物浓度时，反应速率常数k将 5.在常温常压下，HC1(g的生成热为-92.3J·mo1生成反应的活化能为113kJ·mo, 则其逆反应的活化能为 6.加入催化剂可以改变反应速率，而化学平衡常数 一原因是 7.反应2NO+2H2 ·N2+2HO的反应机理为 (D NO+NO +NO2(快) (2)N2O+H →N2O+HO(慢) (3)NO+H N2+H,O(快) 试确定总反应速率方程 三，是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”） 1.反应A+B一C为放热反应，达平衡后，如果升高体系的温度，则生成C的产量减少，反应速率减慢。() 2.升高温度，使吸热反应的反应速率增大，放热反应的反应速率减小。 3.任何可逆反应，在一定温度下，不论参加反应的物质浓度如何不同，反应到达到平衡时，各物质的平 衡浓度都相同 4.对于所有的零级反应来说，反应速率常数均为零。 5.反应的活化能越大，反应速率越大：反应的活化能减小，反应速率常数也随之减小。（) 6.升高温度，反应速率加快的原因是由于反应物活化分子的百分数增加的缘故。() 7.某可逆反应，△H<0,当温度升高时，正反应速率常数增大的倍数比逆反应速率增大的倍数小。() 8.反应级数和反应分子数是同 一个概念。 9.反应速率常数的大小即反应速率的大小。() 10在反应历程中，定速步靡是反应最慢的一步。 11由反应速率常数的单位可以知道该反应的反应级数。 12.重水是核工业中最常用的中子减速剂，重氧水是研究化学反应特别是水解反应的机理的示踪物。() 13.在化学反应体系中加入催化剂将增加平衡时产物的浓度 14.将过氧化氧装在棕色瓶中，加入一些焦磷酸钠，并将其放在阴凉处，即可防止过氧化氢的分解。() 15.对于A+3B-2C的反应，在同一时刻，用不同的反应物或产物(A或B或C)的浓度变化来表示该反 应的反应速率时，其数值是不同的。但对于A+B=C这类反应，在同一时刻用不同的反应物或产物的浓度变 化来表示反应速率，其数值是相同的。 四、计算思 1.某反应的活化能为180kJ·mol1,800K时反应速率常数为k1,求k2=2k1时的反应温度。 2.反应C2H+h2→C2H6在300K时k1=1.3x103 mol-L-,s,400K时k2=45×10 mol-L-:s,求该反应的

A 减小 B 增大 C 不变 D 无法判断 二．填空题 1．某温度下反应 2NO (g)+O2 (g) == 2NO2 (g)的速率常数 k = 8.8×10-2 L 2·mol-2·s-1 ,已知反应 对 O2 来说来说是一级反应，则对 NO 为_________ 级，速率方程为_____________ ；当反 应物的浓度都是 0.05mol·L-1 时，反应速率是_____________ 。 2．反应 A+ B ——→ C 的速率方程为 v=k·C（A）·C（B）1/2，其反应速率的单位是 __________，速率常数的单位是___________ 。 3.催化剂改变了______________，降低了____________ ，从而增加了__________ ，使 反应速率加快。 4. 由阿仑尼乌斯公式 lnK=-Ea/RT+lnA 可以看出，升高温度，反应速率常数 k 将 ______， 使用催化剂时，反应速率常数 k 将_________ ；而改变反应物或生成物浓度时，反应速率常数 k 将_______。 5.在常温常压下，HCl (g) 的生成热为 -92.3kJ· mol-1 生成反应的活化能为 113 kJ· mol-1， 则其逆反应的活化能为_______ kJ·mol-1。 6.加入催化剂可以改变反应速率，而化学平衡常数_______，原因是_______________________________。 7．反应 2NO + 2H2 ——→ N2+2H2O 的反应机理为 （1） NO + NO ——→ N2O2(快) （2） N2O2+ H2 ——→ N2O+H2O（慢） （3） N2O+ H2 ——→ N2+H2O(快) 试确定总反应速率方程_______________________________。 三． 是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”） 1．反应A+B→C 为放热反应，达平衡后，如果升高体系的温度，则生成C 的产量减少，反应速率减慢。（ ） 2．升高温度，使吸热反应的反应速率增大，放热反应的反应速率减小。 （ ） 3．任何可逆反应，在一定温度下，不论参加反应的物质浓度如何不同，反应到达到平衡时，各物质的平 衡浓度都相同。 （ ） 4．对于所有的零级反应来说，反应速率常数均为零。 （ ） 5．反应的活化能越大，反应速率越大；反应的活化能减小，反应速率常数也随之减小。 （ ） 6．升高温度，反应速率加快的原因是由于反应物活化分子的百分数增加的缘故。 （ ） 7．某可逆反应，ΔrHm θ< 0，当温度升高时，正反应速率常数增大的倍数比逆反应速率增大的倍数小。（ ） 8. 反应级数和反应分子数是同一个概念。 （ ） 9. 反应速率常数的大小即反应速率的大小。 （ ） 10. 在反应历程中，定速步骤是反应最慢的一步。 （ ） 11. 由反应速率常数的单位可以知道该反应的反应级数。 （ ） 12. 重水是核工业中最常用的中子减速剂，重氧水是研究化学反应特别是水解反应的机理的示踪物。 （ ） 13. 在化学反应体系中加入催化剂将增加平衡时产物的浓度。 （ ） 14. 将过氧化氧装在棕色瓶中，加入一些焦磷酸钠，并将其放在阴凉处，即可防止过氧化氢的分解。 （ ） 15. 对于A+3B=2C 的反应，在同一时刻，用不同的反应物或产物（A 或B 或C）的浓度变化来表示该反 应的反应速率时，其数值是不同的。但对于A+B=C这类反应，在同一时刻用不同的反应物或产物的浓度变 化来表示反应速率，其数值是相同的。 （ ） 四、计算题 1. 某反应的活化能为180k J·mol-1，800K时反应速率常数为k1，求k2 = 2k1时的反应温度。 2. 反应C2H4 + H2 → C2H6 在300K时 k1 = 1.3×10-3 mol·L-1·s-1，400K时k2 = 4.5×10-3 mol·L-1·s-1，求该反应的

活化能Ea。 3、A、B两种物质混合后，发生如下反应：Ae,+2Be一D,50OK时在一密闭容器中反应达到平 衡时，Cw-0.60mol/L,C=1.20mol/L,C=2.16mol/L。计算该反应500时的平衡常数K:A、B 两物种的开始分压以及A的平衡转化率各是多少？ ::::::第二章选择和填空题答案： 选择题 1.B2.B3.C4.D5.C6.D7.B8.C9.D10.A 填空题 1.二、=k·C(N0)2·C(C02)2、1.1X105 mol-L--s 2.mol-Ls、mol-/2L2s 3.反应历程、反应所需的活化能、活化分子百分数 4.增大、增大、不变 5.205.3 6.不变：△rHm°=E(正)-E(逆)，只与始终态有关，而lnk°=△rHm°RT+△rSm°R 7.v=k·C(NO)2·C(Hh) 三是非题 1.(×)2(×)3(×)4(×)5(×) 6(√)7（√）8(×)9(×)10（√） 11(√) 12(√)13（√）14（√）15（√） 四、计算题 1.某反应的活化能为180kJ·mol1,800K时反应速率常数为k1,求k2=2k1时的反应温度。 解： mk=2=180x105-800 8.314800T2 4610T2-180000T2=-144000000 T2=821K 2.反应C2H+H→CH6在300K时k1=1.3×103 mol-Ls,400K时k2=45×103 mol Ls1,求该反应的 活化能Ea 解C高品漂 E,400-300 玉-Cx 100 E,=123710·mol)=12.37kJ·mor) 3、K=1.5×1031.15×10kPa2.3×10'kPa 三、习题选解 1、对于下列反应： C.H;Cl(g)-CzH4(g)+HCl(g) 其频率因子A=1.6×10s，E。=246.9k小mo,求700.15K、710.15K、80015K时的速度常数k 解：根据阿累尼无乌斯公式 lgk=lg 4-2303RT E

活化能Ea。 3、A、B 两种物质混合后，发生如下反应：A（g） + 2B（g） D（g） ，500K 时在一密闭容器中反应达到平 衡时，C（A）=0.60 mol/L，C（B）=1.20 mol/L，C（D）=2.16mol/L。计算该反应 500K 时的平衡常数 K 0；A、B 两物种的开始分压以及 A 的平衡转化率各是多少？ ∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷第二章选择和填空题答案∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷ 选择题 1. B 2. B 3. C 4. D 5. C 6. D 7. B 8. C 9. D 10. A 填空题 1．二、v=k·C（NO）2·C（CO2）2 、 1.1×10-5 mol·L-1·s-1 2．mol·L-1·s-1、mol·-1/2L 1/2·s-1 3．反应历程、反应所需的活化能、活化分子百分数。 4．增大、增大、不变。 5. 205.3 6. 不变；△rHm = E（正）—E（逆），只与始终态有关，而 lnK =△rHm /RT+△rSm /R 7． v=k·C（NO）2·C（H2） 三. 是非题 1．（×） 2（×） 3（×） 4（×） 5（×） 6 （√） 7（√） 8（×） 9（×） 10（√） 11（√） 12（√） 13（√） 14（√） 15（√） 四、计算题 1. 某反应的活化能为180k J·mol-1，800K时反应速率常数为k1，求k2 = 2k1时的反应温度。 2. 反应C2H4 + H2 → C2H6 在300K时 k1 = 1.3×10-3 mol·L-1·s-1，400K时k2 = 4.5×10-3 mol·L-1·s-1，求该反应的 活化能Ea。 3、K 0 =1.5×10-3 1.15×104 kPa 2.3×104 kPa 三、习题选解 1、对于下列反应： C2H5Cl(g)→C2H4(g)+HCl(g) 其频率因子 14 1 1.6 10 − A =  s ， 1 246.9 − E = kJ  mol a ，求 700.15K、710.15K、800.15K 时的速度常数 k。 解：根据阿累尼无乌斯公式 RT E k A a 2.303 lg = lg −

将已知条件代入可得 2469×1000 gk=g1.6×10“ 2303x8314×70.15421 k=6.2x10-5 用同样的方法可以计算出温度710.15K和800.15K时的k k0=1.1×10s k30=12×10-2s- 由计算表明，温度升高1OK时，反应速度约增加为原来的2倍：温度升高10OK时，反应速度约增加 为原来的200倍。 2、下列反应： 2NOCI(g)-2NO(g)+Clz(g) 经实验测得在300.15K时的反应速度常数为2.8×105dm3·mol·s,400.15K时的反应速度常数为 7.0×10'dm3·mo1·s',求反应的活化能。 解：根据公式(413)并整理得 代入已知条件：R=8.314·mo1·K,T=400.15K,T1=300.15K,k=2.8×10-5,k2=7.0×101,可得 =1.01X105(J·mo1)=101kJ·mo1) 3、下列反应 2H →(g+H 在503.15K时，在没有催化剂时反应的活化能为184.1·mo若以Au为催化剂时，反应的活化能降低 为104.6kJ·mo'。问用催化剂时反应速度常数比原来大约增加多少倍（对同一个反应，加催化剂前、后 的频率因子A相近)？ 解：根据式(410)，在加催化剂前、后H分解的反应速度常数分别为 k=Ae-EdlaT (加催化剂前) K'=A'e-E时R (加催化剂后) 因为A三A',两式相除得 k' Ae-EaRTe 已知条件Ea=-104.6×103Jmol1 Ea=184.1×103J-mol

将已知条件代入可得 4.21 2.303 8.314 700.15 246.9 1000 lg lg1.6 1014 = −    k =  − 5 1 6.2 10− − k =  s 用同样的方法可以计算出温度 710.15K 和 800.15K 时的 k： 4 1 710 1.1 10− − k =  s 2 1 800 1.2 10− − k =  s 由计算表明，温度升高 10K 时，反应速度约增加为原来的 2 倍；温度升高 100K 时，反应速度约增加 为原来的 200 倍。 2、下列反应： 2NOCl(g) →2NO(g)+Cl2(g) 经实验测得在 300.15K 时的反应速度常数为 2.8×10-5dm3·mol-1·s -1，400.15K 时的反应速度常数为 7.0×10-1dm3·mol-1·s -1，求反应的活化能。 解：根据公式（4-13）并整理得 1 2 2 1 1 2 2.303 lg k k T T T T Ea R         − = 代入已知条件：R=8.314J·mol-1·K-1，T2=400.15K，T1=300.15K，k1=2.8×10-5，k2=7.0×10-1，可得 5 1 2.8 10 7.0 10 lg 400 300 300 400 2.303 8.314 − −         −  Ea =  =1.01×105（J·mol-1）=101(kJ·mol-1 ) 3、下列反应 2HI(g) →H2(g)+I2(g) 在 503.15K 时，在没有催化剂时反应的活化能为 184.1kJ·mol-1；若以 Au 为催化剂时，反应的活化能降低 为 104.6kJ·mol-1。问用催化剂时反应速度常数比原来大约增加多少倍（对同一个反应，加催化剂前、后 的频率因子 A 相近）？ 解：根据式（4-10），在加催化剂前、后 HI 分解的反应速度常数分别为 Ea RT k Ae− = （加催化剂前） E a RT k A e −   =  （加催化剂后） 因为 A  A ，两式相除得 RT E a Ea Ea RT E a RT e Ae A e k k  − − − −    =  已知条件 3 1 104.6 10 − E a =  J  mol 3 1 184.1 10 − Ea =  J  mol

R=8.314J-mo1.K- =503.15K 代入上式，得 =esa=1.79x10 k 1046-841x10 反应速度常数K比k大约增加1.79×10倍 4、在1133k时，与某恒容容器中，C0与出混合并发生如下反应： C0(g)+3H(g)=CH4(g)+H0(g) 已知开始时p(CO)=0.1010Mpap(:)=0.2030Mpa平衡时，p(CH4)0.0132Mpa.假定没有其他反应发生， 求该反应1133K时的平衡常数K° 解：因为在恒温恒容条件下，各气体的分压正比与各物质的量，所以各气体的分压变化关系也是也是有 计量方程式中的计量系数决定的。 C0(g)+3H(g)=CH(g)+H0(g) 开始时分压Npm0.1010 0.2030 0 0 分压变化MpaX -3x 平衡时分压Mpm0.1010-x0.2030-3x0.01320.0132 平衡时， P(CH)=0.0132MPa pH,O)=p(CH)=0.0132MP pC0)=0.1010-0.0132×30.1634MPa 0.0132MPa 101.325kpa k”3) 0.0878MPaY0.1634MPa 101.325kpa八101.325kpa =4.67×103 5、计算1.0 mol Cac0(S)在298K,101.325kPa条件下分解成CaO(s)和C0(g)的标准△s°。 解：CaC0(s)→CaO(s)+C02(g) △s=y(Ca0ys°(Ca0,sry(Co2)-s°(C02,gtv(CaC0)s”(CaC0,s) =38.2×1.0+213.7×1.0-92.9×1.0 =159J-mol-1.K-

1 1 8.314 − − R = J  mol  K T = 503.15K 代入上式，得 8.314 503.15 8 (104.6 184.1) 10 1.79 10 3 = =    −  − e k k 反应速度常数 k 比 k 大约增加 1.79×108 倍 4、 在 1133k 时，与某恒容容器中，CO 与 H2 混合并发生如下反应： CO（g）+ 3H2 (g) = CH4 (g) + H2O (g) 已知开始时 p（CO）=0.1010 Mpa, p(H2)=0.2030 Mpa;平衡时，p(CH4)=0.0132 Mpa.假定没有其他反应发生， 求该反应 1133K 时的平衡常数 K  . 解：因为在恒温恒容条件下，各气体的分压正比与各物质的量，所以各气体的分压变化关系也是也是有 计量方程式中的计量系数决定的。 CO (g) + 3H2 (g) = CH4 (g) + H2O (g) 开始时分压/Mpa 0.1010 0.2030 0 0 分压变化/Mpa -x -3x x x 平衡时分压/Mpa 0.1010-x 0.2030-3x 0.0132 0.0132 平衡时， p(CH4) = 0.0132 MPa p(H2O) = p(CH4) = 0.0132 MPa p(CO) =0.1010-0.0132  3=0.1634MPa ( ) 3 2 1133 101.325 0.1634 101.325 0.0878 101.325 0.0132                         = kpa MPa kpa MPa kpa MPa k k  =4.67  10-3 5、计算 1.0 mol CaCO3(s) 在 298K，101.325kPa 条件下分解成 CaO(s)和 CO2(g)的标准熵  S  。 解：CaCO3(s) → CaO(s)+CO2(g)  S  =  (CaO)· S  (CaO,s)+  (CO2) ·S  (CO2,g)+  (CaCO3)· S  (CaCO3,s) =38.2  1.0+213.7  1.0-92.9  1.0 =159J·mol-1·K-1