物理化学第04章化学动力学

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1、第四章化学动力学复习思考题1.化学反应速率如何表示?2.化学反应速率的测定原理如何?3.什么是元反应?复杂反应?4.如何建立反应速率与浓度的关系式?5.什么是反应级数?反应分子数?二者有何区别?6.各种简单反应级数的反应动力学有什么特征?7.什么是速率控制步骤或最慢步骤?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.阿累尼乌斯公式有何意义?12.活化能的物理意义?它对反应速率的影响作用如何?13.化学反应的活化能如何

2、测定?14.碰撞理论与过渡状态理论的基本要点是什么?它们各有什么不完善的地方?15.多相反应与均相反应有何差别?多相反应速率与哪些因素有关?16.扩散步骤控制的多相反应的动力学特征如何?17.界面化学反应步骤控制的多相反应动力学特征如何?18.在多相反应动力学中是如何应用扩散理论和兰缪尔吸附理论的?19.多相反应的收缩核动力学模型是如何建立的?20.什么是催化作用、均相催化和多相催化?21.催化剂加速化学反应的原因是什么?22.催化剂会不会影响化学平衡?23.为什么在碰撞理论中要引入几率因

3、子P?定性地比较下述三个反应的几率因子Ｐ的大小：⑴Br＋BrBr2；⑵CH4＋Br2CH3Br+HBr；⑶C2H5OH＋CH3COOH====C2H5COOCH3＋H2O。习题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：=(nNH3-nNH3,0)/(-2)=(NN2-nN2,0/1)=(nH2-nH2,0)/3d/dt=(-1/2)×dnNH3/dt=dnN2/dt=(1/3)×dnH2/dt)∴d

4、nNH3/dt=-2×d/dtdNN2/dt=d/dtdnH2/dt=3×d/dt2．甲醇的合成反应如下：CO＋2Ｈ2=====CH3OH，已知＝2.44　mol·L-1·h-1，求－，－各为多少?（答案：2.44，4.88mol·dm-3·h-1）解：dCco/dt=dCCH3OH/dt=2.44mol·dm-3·h-1-dCH2/dt=2×dCCH3OH/dt=4.88mol·dm-3·h-1AGDk1k43．下列复杂反应由所示若干简单反应组成，试根据质量作用定律写出以各物质为准的速率方程式。CGk2k

5、3(1)ADk1k2D+CGk3(2)A2Dk1k2(3)2ADk2k1A+CGk3(4)解：(1)-dCA/dt=k1CA+k4CAdCG/dt=k1CA-k2CG+k3CcdCD/dt=k4CAdCc/dt=k2CG-k3Cc(2)-dCA/dt=k1CA-k2CDdCD/dt=k1CA-k2CD-k3CDCcdCG/dt=k3CDCcdCc/dt=-k3CDCc(3)-dCA/dt=k1CA-k2dCD/dt=2(k1CA-k2)(4)-dCA/dt=2(k1-k2CD)-k3CACcdCD/dt=k1

6、-k2CDdCc/dt=-k3CACcdCG/dt=k3CACc4．理想气体反应2N2O5→4NO2＋O2，在298.15K的速率常数k是1.73×10-5ｓ-1，速率方程为＝ｋｃ(N2O5)。(1)计算在298.15K、ｐ(N2O5)＝101325Pa、12.0dm3的容器中，此反应的和(N2O5)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）CN2O5=n/V

7、=P/RT=10132.5/(8.314×298.2)=4.087×10-3mol·dm-3=kCN2O5=1.73×10-5CN2O5=1.73×10-5×4.087×10-3=7.1×10-8mol·dm-3·s-1∴N2O5=-2=-1.4×10-7mol·dm-3·s-1（2）1.4×10-7×12.0×6.022×1023=1.01×1018个分子5．已知每克陨石中含238U6.3×10-8ｇ，He为20.77×10-6cm3(标准状态下)，238U的衰变为一级反应：238U→206Pb＋84He

8、由实验测得238U的半衰期为＝4.51×109y，试求该陨石的年龄。（答案：2.36×109年）解：每克陨石中含He：nHe=PV/RT=101325×20.77×10-6×10-6×10-6/(8.314×273.2)=9.265×10-10mol最开始每克陨石中含238U的量：nU,0=nU+nHe/8=6.3×10-8/238+9.276×10-10/8=3.805×10-10mol现在每