【考研类试卷】考研物理化学（化学动力学）模拟试卷2及答案解析.doc

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1、考研物理化学（化学动力学）模拟试卷 2 及答案解析(总分：60.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：4，分数：8.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_2.两个活化能不相同的反应，如果 E 1 E 2 ，且都在相同的升温区内升温，则 （分数：2.00）_3.反应 AY+Z 中，反应物 A 的初始浓度为 1 mo.dm 3 ，初始速率为 001 mol.dm 3 .s 1 ，假定该反应为二级反应，则其速率系数 k 为_，半衰期为_。（分数：2.00）_4.丁二烯的液相聚合反应，实验已确定对丁二烯为一级，并测得在 323 K 时的速率系数为 3

2、310 2 min 1 ，当丁二烯的转化率为 80时，反应时间为_。（分数：2.00）_二、单项选择题(总题数：14，分数：28.00)5.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_6.反应 2O 3 3O 2 ，其反应速率方程式为 （分数：2.00）A.2k 1 =3k 2B.k 1 =k 2C.3k 1 =2k 2D.7.某化学反应的反应物消耗 所需的时间是它消耗掉 （分数：2.00）A.零级B.一级C.二级D.三级8.反应 CO(g)+Cl 2 (g)COCl 2 (g)，实验测得其速度方程式为： （分数：2.00）A.1B.2C.3D.159.对于反应

3、AB，当实验测得反应物 A 的浓度 c A 与时间 t 成线性关系时，该反应为( )（分数：2.00）A.一级反应B.二级反应C.分数级反应D.零级反应10.反应 （分数：2.00）A.提高反应温度B.延长反应时间C.加入适当的催化剂D.降低反应温度11.已知反应： （分数：2.00）A.升高温度B.降低温度C.维持温度D.及时移走副产物 G12.描述平行反应 （分数：2.00）A.k 1 和 k 2 的比值不随温度变化B.反应的总速度等于两个平行的反应速度之和C.反应产物 B 和 D 的量之比等于两个平行反应的速度比D.反应物消耗的速度主要决定于反应速度较大的那一个反应13.若某反应的反应热

4、 r H m 为 100 kJ.mol 1 ，则该反应的活化能( )（分数：2.00）A.必定等于或小于 100 kJ.mol 1B.必定等于或大于 100 kJ.mol 1C.可能大于或小于 100 kJ.mol 1D.只能小于 100 kJ.mol 114.平行反应 （分数：2.00）A.813810 3B.122810 2C.15510 5D.64710 415.温度对化学反应速度影响很大，温度变化主要改变( )（分数：2.00）A.活化能B.指前因子C.物质浓度或分压D.速度常数16.反应 CH 3 CHOCH 4 +CO 的活化能为 190 kJ.mol 1 ，当加入催化剂碘蒸气后，

5、活化能降为 136 kJ.mol 1 ；若加入催化剂后反应的频率因子不变，则在 500时加入催化剂后，反应速度增大( )倍。（分数：2.00）A.2310 6B.43810 5C.44610 3D.22410 417.气体反应的碰撞理论的要点是( )（分数：2.00）A.气体分子可看成钢球，故一经碰撞就能引起化学反应B.反应分子必须互相碰撞且限于一定方向才能引起化学反应C.反应物分子只有互相迎面碰撞才引起化学反应D.一对反应分子具有足够的能量的迎面碰撞才引起化学反应18.过渡状态理论的速度常数的计算式是( ) （分数：2.00）A.B.C.D.三、计算题(总题数：6，分数：24.00)19.在

6、 500 K 时，将 0012 2 mol 的 A(g)引入容积为 076 dm 3 的真空容器中，发生如下反应： A(g)=B(g)+C(g) 经 1000 s 后，测得容器内总压力为 1200 kPa。实验发现 A(g)的半衰期与它的起始压力无关。试计算在该温度下，反应的速率系数和半衰期。（分数：2.00）_20.某一均相催化反应机理可以表示为： 设反应物和催化剂的起始浓度分别为 c S0 和 c K0 而且 c S0 c K0 ，假设 k 1 k 2 ，试证明反应有下列表达式： （分数：2.00）_有一个涉及一种反应物(A)的二级反应，此反应的速率常数表达式为 （分数：6.00）(1).

7、求在 600 K，当反应物 A 的初始浓度为 01 mol.dm 3 时，此反应的半衰期；（分数：2.00）_(2).求此反应在 300 K 时的阿伦尼乌斯活化能；（分数：2.00）_(3).如果上面的反应是通过下述历程进行的： （分数：2.00）_有一理想气体反应为 2A(g)=2B(g)+C(g)。已知反应物的半衰期与反应物起始浓度成反比。测得如下两组实验数据： （分数：6.00）(1).分别计算两个温度下的速率系数；（分数：2.00）_(2).在 1 000 K 时，将反应物 A(g)放入抽空容器中，始压力 5333 kPa。请计算总压达 6400 kPa 时所需的时间；（分数：2.00

8、）_(3).若将反应物 A(g)放人抽空容器中，始压为 5333 kPa，系统总压为 6400 kPa 时所需的时间是 100 s，计算应控制的反应器的温度。（分数：2.00）_21.正、逆反应各为一级的对峙反应 （分数：2.00）_已测得丁二烯的气相二聚反应的活化能 E a =10025 kJ.mol 1 ，其速率系数与温度的关系式为 （分数：6.00）(1).用过渡态理论计算反应在 600 K 时的指前因子 A，已知活化熵 r S m =一 607 9J.mol 1 .K 1 ；（分数：2.00）_(2).用简单碰撞理论计算反应在 600 K 时的指数前因子 A，假定有效碰撞直径 d AA

9、 =05 nm；（分数：2.00）_(3).比较所得结果，并加以说明。（分数：2.00）_考研物理化学（化学动力学）模拟试卷 2 答案解析(总分：60.00，做题时间：90 分钟)一、填空题(总题数：4，分数：8.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00）_解析：2.两个活化能不相同的反应，如果 E 1 E 2 ，且都在相同的升温区内升温，则 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：)解析：解析：3.反应 AY+Z 中，反应物 A 的初始浓度为 1 mo.dm 3 ，初始速率为 001 mol.dm 3 .s 1 ，假定该反应为二级反应，则其速率系数 k

10、为_，半衰期为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：001 dm 3 .mol 1 .s 1 ，100 s)解析：解析： 将初始浓度 1 mol.dm 3 ，初始速率 001 mol.dm 3 .s 1 代入 v=k A c A 2 ，解得 k A =001 dm 3 .mol 1 .s 1 ， 4.丁二烯的液相聚合反应，实验已确定对丁二烯为一级，并测得在 323 K 时的速率系数为 3310 2 min 1 ，当丁二烯的转化率为 80时，反应时间为_。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：4877 s)解析：解析：二、单项选择题(总题数：14，分数：28.00)5.单项选择题下列

11、各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。（分数：2.00）_解析：6.反应 2O 3 3O 2 ，其反应速率方程式为 （分数：2.00）A.2k 1 =3k 2B.k 1 =k 2C.3k 1 =2k 2 D.解析：解析： 7.某化学反应的反应物消耗 所需的时间是它消耗掉 （分数：2.00）A.零级B.一级 C.二级D.三级解析：解析：反应物消耗 所需的时间是它消耗掉8.反应 CO(g)+Cl 2 (g)COCl 2 (g)，实验测得其速度方程式为： （分数：2.00）A.1B.2C.3D.15 解析：解析： 9.对于反应 AB，当实验测得反应物 A 的浓度 c A 与时间 t 成线性关系时，

12、该反应为( )（分数：2.00）A.一级反应B.二级反应C.分数级反应D.零级反应 解析：10.反应 （分数：2.00）A.提高反应温度B.延长反应时间 C.加入适当的催化剂D.降低反应温度解析：解析：升高温度有利于活化能高的反应，降低温度有利于活化能低的反应；加入催化剂，由于催化剂对两个反应的选择性不同，可增大其中一个反应的速率，改变产物的比例；而延长反应时间，既不能改变活化能，又不能改变速率常数，B 和 C 的比例不变。11.已知反应： （分数：2.00）A.升高温度 B.降低温度C.维持温度D.及时移走副产物 G解析：解析：升高温度有利于活化能高的反应，并且可行性好。12.描述平行反应

13、（分数：2.00）A.k 1 和 k 2 的比值不随温度变化 B.反应的总速度等于两个平行的反应速度之和C.反应产物 B 和 D 的量之比等于两个平行反应的速度比D.反应物消耗的速度主要决定于反应速度较大的那一个反应解析：解析：反应速率常数随温度而发生变化，其余是对于平行反应的正确描述。13.若某反应的反应热 r H m 为 100 kJ.mol 1 ，则该反应的活化能( )（分数：2.00）A.必定等于或小于 100 kJ.mol 1B.必定等于或大于 100 kJ.mol 1 C.可能大于或小于 100 kJ.mol 1D.只能小于 100 kJ.mol 1解析：解析：根据活化焓与活化能的

14、关系 E a = r H m +nRT，可得 B。14.平行反应 （分数：2.00）A.813810 3B.122810 2 C.15510 5D.64710 4解析：解析：15.温度对化学反应速度影响很大，温度变化主要改变( )（分数：2.00）A.活化能B.指前因子C.物质浓度或分压D.速度常数 解析：解析：在一定温度范围内，活化能、指前因子可视为常数，浓度和分压的改变不大，但是温度改变时，速率常数改变较大。16.反应 CH 3 CHOCH 4 +CO 的活化能为 190 kJ.mol 1 ，当加入催化剂碘蒸气后，活化能降为 136 kJ.mol 1 ；若加入催化剂后反应的频率因子不变，则

15、在 500时加入催化剂后，反应速度增大( )倍。（分数：2.00）A.2310 6B.43810 5C.44610 3 D.22410 4解析：解析：17.气体反应的碰撞理论的要点是( )（分数：2.00）A.气体分子可看成钢球，故一经碰撞就能引起化学反应B.反应分子必须互相碰撞且限于一定方向才能引起化学反应C.反应物分子只有互相迎面碰撞才引起化学反应D.一对反应分子具有足够的能量的迎面碰撞才引起化学反应 解析：解析：简单碰撞理论认为气相中的双分子反应是两个硬球分子相撞的结果，并且在质心连线上的平动能大于临界能的碰撞才是有效的。18.过渡状态理论的速度常数的计算式是( ) （分数：2.00）A

16、.B. C.D.解析：解析：记忆准确即可，大部分学校不会考到这个知识点。三、计算题(总题数：6，分数：24.00)19.在 500 K 时，将 0012 2 mol 的 A(g)引入容积为 076 dm 3 的真空容器中，发生如下反应： A(g)=B(g)+C(g) 经 1000 s 后，测得容器内总压力为 1200 kPa。实验发现 A(g)的半衰期与它的起始压力无关。试计算在该温度下，反应的速率系数和半衰期。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： 式中 p 为总压，则 p=2p A 0 一 p 0 p A =2p A 0 一p=(266731200)kPa=1346 kPa 代入一级反

17、应的定积分式 )解析：20.某一均相催化反应机理可以表示为： 设反应物和催化剂的起始浓度分别为 c S0 和 c K0 而且 c S0 c K0 ，假设 k 1 k 2 ，试证明反应有下列表达式： （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： =k 2 X =k 1 SKk 1 Xk 2 X=k 1 S 0 XK 0 Xk 1 Xk 2 X 由于 S 0 K 0 根据稳态假定 (1)k 1 c S0 k 1 为零级反应。 (2)k 1 c S0 k 1 )解析：有一个涉及一种反应物(A)的二级反应，此反应的速率常数表达式为 （分数：6.00）(1).求在 600 K，当反应物 A 的初始浓度为

18、01 mol.dm 3 时，此反应的半衰期；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：600 K 时 )解析：(2).求此反应在 300 K 时的阿伦尼乌斯活化能；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案： )解析：(3).如果上面的反应是通过下述历程进行的： （分数：2.00）_正确答案：(正确答案： 根据稳态假定 当 k 2 k 3 A时 )解析：有一理想气体反应为 2A(g)=2B(g)+C(g)。已知反应物的半衰期与反应物起始浓度成反比。测得如下两组实验数据： （分数：6.00）(1).分别计算两个温度下的速率系数；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：已知反应物的半衰期与反应物起

19、始浓度成反比，这是二级反应的特征，所以反应为二级反应， 有 )解析：(2).在 1 000 K 时，将反应物 A(g)放入抽空容器中，始压力 5333 kPa。请计算总压达 6400 kPa 时所需的时间；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：列出不同时刻各物的压力的变化，有 p=2(p t 一 p A 0 )=2(64005333)kPa=2134 kPa p A =p A 0 p=(53332134)kPa=3199 kPa 根据二级反应的定积公式 ，则在 1 000 K 时 )解析：(3).若将反应物 A(g)放人抽空容器中，始压为 5333 kPa，系统总压为 6400 kPa 时

20、所需的时间是 100 s，计算应控制的反应器的温度。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：根据二级反应的定积公式，在温度 T 时的速率系数为 根据阿伦尼乌斯公式 解得 E a =1322 kJ.mol 1 注意：这是没有将 k p 换算成 k c ，这是因为温度很高，引用阿伦尼乌斯定积分式已经是很近似的计算，所以忽略了这些差别。另外这样做的目的是为了计算下一步的温度，在下一步都有 k p 的计算，得到的温度是一样的，而且计算要容易一点。再将 k p (T)和活化能的数值代入积分式，计算所需的温度 T。 )解析：21.正、逆反应各为一级的对峙反应 （分数：2.00）_正确答案：(正确答案：不

21、同时刻参与反应各物质的浓度变化关系为 从物料恒算，可得 a+b=c A +c B =c A =a+cc A r= =k f c A k b c B =k f c A k b (a+bc A ) =(k f +k b )c A k b (a+b) 进行定积分 将 t=10 s 代入，并代入其他已知值，求得在 t=10 s 时的浓度为 c A =020 mol.dm 3 ，c B =a+bc A =035 mol.dm 3 平衡浓度就是 t时的浓度，将上面积分式改写为 当 t时，系统达到平衡，exp一(k f +k b )t0，所以 )解析：已测得丁二烯的气相二聚反应的活化能 E a =10025

22、 kJ.mol 1 ，其速率系数与温度的关系式为 （分数：6.00）(1).用过渡态理论计算反应在 600 K 时的指前因子 A，已知活化熵 r S m =一 607 9J.mol 1 .K 1 ；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：因为是双分子气相反应，所以 E a = r H m +2RT，将过渡态理论计算速率系数的公式与阿伦尼乌斯公式相比较，得指前因子 A 的计算式为 )解析：(2).用简单碰撞理论计算反应在 600 K 时的指数前因子 A，假定有效碰撞直径 d AA =05 nm；（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：阈能与活化能的关系为 ， 因为是相同分子的碰撞，所以用简单碰撞理论计算反应的指前因子 A 的公式为 )解析：(3).比较所得结果，并加以说明。（分数：2.00）_正确答案：(正确答案：比较两种结果，用简单碰撞理论计算的指前因子 A 的值大，这主要是模型与实际分子有差距，要用方位因子 P 加以校正。)解析：