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物理化学(第五版)上册

傅献彩 编 / 高等教育出版社

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1、判断下列说法是否正确

(1) 反应级数等于反应分子数

(2) 反应级数不一定是简单的正整数

(3) 具有简单级数的反应是基元反应

(4) 不同反应若具有相同级数形式,一定具有相同反应机理

(5) 反应分子数只能是正整数,一般不会大于三

(6) 某化学反应式为A+B=C,则该反应为双分子反应

答:(1),(3),(4),(6)错;(2),(5)对

2、阿累尼乌斯经验式的适用条件是什么?实验活化能Ea对基元反应和复杂反应有何不同?

答:适用于温度区间不大的基元反应和具有明确反应级数和速率常数的复杂反应。

基元反应中Ea的物理意义是活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差。在复

杂反应中,Ea仅是各个基元反应活化能的代数和,无明确的物理意义。

E1E2AB,AC。E1>E2, 若B是所需的产品,从动力学角度定性的考3、平行反应

虑应采用怎样的反应温度?

答:适当提高反应温度。

4、对1—1级的平行反应,若要改变两产物的浓度[B]、[C]的比,采用改变反应时间的办法行否?为什么?

答:不行。∵k1/k2=[B]/[C],k与时间无关。

5、平行反应的速控步骤是快步骤;连串反应的速控步骤是慢步骤。对吗?

答:对。

6、阀能的物理意义是什么?它与阿累尼乌斯经验活化能在数值上的关系如何?

答:阀能Ec是两个相对分子的相对平动能在连心线上的分量必须超过的临界值,此时的碰撞才是有效碰撞。

Ea=Ec+1/2RT

7、为什么在简单碰撞理论中,要引入概率因子P?

答:为了校正计算值与实验值的偏差。

8、过渡态理论中势能垒值Eb与零点能差值Eo有何关系?

答:Eo=Eb+[1/2h

0-1/2h0(反应物)]L

Hrm9、有一气相反应A(g)+B(g)=C(g)+D(g),试求与经验活化能Ea之间的关系

答:Ea=rHm+2RT

10、一反应在一定条件下的平衡转化率为20%,当加入某催化剂后,保持其它反应条件不

变,反应速率增加了10倍,问平衡转化率将是多少?

答;平衡转化率不变。

11、某反应反应物反应掉5/9所需的时间是它反应掉1/3所需时间的2倍,该反应是几级反应?

答:一级反应。

12、半衰期为10天的某放射形元素8克,40天后其净重为多少克?

答:0.5克。

13、某反应速率常数的量纲是[浓度]-1[时间]-1,则该反应是几级反应?

答:二级反应。

14、两个活化能不同的反应,如E1<E2,且都在相同的升温区间内升温,则: (A)

(C) dlnk2>dlnk1dlnk2dT (B) <dlnk1dT dlnk2

dTlnk1d

dT (D)不能确定

答:(A)

15、在一连串反应A→B→C中,如果需要的是中间产物B,为得其最高产率应当采用下列

哪种做法?

(A) 增加反应物A的浓度 (B) 增加反应速率

(C) 控制适当的反应温度 (D) 控制适当的反应时间

答:(D)

-16.某反应的ΔH=100 kJ·mol1,则其活化能( ),

-- (1) 必小于 100kJ·mol1; (2) 必大于 100kJ·mol1;

-- (3) 可大于或小于 100kJ·mol1; (4) 只能等于 100kJ·mol1。

答:(2)

17.指出下列反应哪个的活化能最小,并请按其活化能大小排一顺序,

(1) Cl+Cl+MCl2+M; (2) HI+C2H4C2H5I;

(3) H+CH4H2+CH4; (4) N2+MN+N+M。

答:(1)反应活化能最小,从小到大次序为 (1)(3)(2)(4)。

18.气体反应碰撞理论的要点是( )全体分子可看作是钢球, (1) 一经碰撞便起反应;

(2) 在一定方向上发生了碰撞,才能引起反应; (3)分子迎面碰撞,便能反应;

(4) 一对分子具有足够能量的碰撞,才能引起反应。

答:(4)

19.化学反应的过度状态理论认为( ) (1)反应速率决定于活化络合物的生成速率;

(2) 反应速率决定于活化络合物分解为产物的分解速率;(3) 用热力学方法可以算出速

率常数;

(4) 活化络合物和产物间可建立平衡。

答:(2)

20.温度升高,反应速率增大,这一现象的最佳解释是( )

(1) 反应分子的碰撞频率增加; (2) 阈能或能垒降低;

(3) 能量超过活化能的分子的百分含量增加; (4) 反应历程改变。

答:(3)

21.何为分子笼和偶遇? 据此设想的溶液反应模型怎样?

答:和气态相比,液态分子是紧密排列的,反应物分子在液态溶剂里,必然处于周围溶剂分子的紧密包围中。人们把这种状态形象地比喻为分子笼,即认为反应物分子在溶剂中的运动, 是在紧邻分子所组成的笼中的一种振动。我们把在一个笼中的反复碰撞,称为一次偶遇。溶 液中反应的模型为:A+BA∶Bp,A与B形成偶遇对,该过程快速达平衡,偶遇对分解成产物,该过程为慢过程。

22.溶剂对反应速率的影响,有些属于物理作用,其具体内容是什么?

答:溶剂介电常数的影响属于物理效应,溶剂化影响属于化学效应,离子强度的影响既有化学效应也有物理效应。

23.链反应和光反应有何特征? 激光化学反应有何特征?

答:链反应的特性是,反应一旦开始⒙,如不加控制,就会自动地发展下去,其发展方式好象链锁一样。链的引发可以是光照,也可以是加热或加入引发剂。光化反应是在可见光的作用下激活分子而发生化学反应。所发生的反应中有些Φ很大,则是链反应,如 H2+Cl2,但多数光化反应的Φ较小,是非链反应。激光化学反应是由于高强度单色光( 激光 )的照射,激光的频率与化合物中某一健的振动频率相匹配,从而使该特定的键发生断裂,而化合物中的其它键不断,使得用普通方法不能进行的反应而得到进行。

24. Franck-Condon原理具体内容是什么? 对研究光化学反应有何意义?

-答:Franck-Condon原理∶相对于双原子分子的振动周期(约1013秒)而言电子跃迁所需时

-是极短的(约1015秒),故在电子跃迁的瞬间,原子的核间距可以认为没有变化。从基态S0

的振动能级v=0到激发态S1的振动能级v=0 的跃迁(即 0→0 )的几率最大,振动谱线强度最大,其余跃迁,如0→1,0→2 等则较弱。根据这一原理可解释为什么化合物的振动谱线有些强,有些弱,从而可以推测哪些跃迁能使分子产生强烈振动而发生离解。

25.比较荧光和磷光的异同。

答:萤光和磷光都是冷光,从单重态到基态(S*S)的跃迁产生的光为萤光,其特征为波长短,强度强,辐射寿命短,从三重态到基态(T*S)的跃迁产生的光为磷光,其特征为波长长,强度弱,发射寿命长。

26.催化作用有哪些特征? 酶催化与一般催化有何异同?

答:催化作用特征:

1. 催化剂参与反应生成中间产物。

2. 对于热力学认为可以自发进行的反应,催化剂只能缩短达到平衡的时间,不能改变平衡位置。

3. 催化剂改变反应途径,降低决定速率步骤的活化能。

4. 催化剂具有选择性。

酶催化与一般催化比较,不同点为:高度专一性;高度催化活性;特殊的温度效应 。

27.催化剂为什么不会改变化学平衡位置?

答:因为根据热力学原理,反应物是反应体系的初态,产物是终态,始终态已经确定,其状态函数改变值 ΔGm,ΔGΔ

G

变平衡位置。反之如果改变平衡位置,则将可设计出第二类永动机而违反热力学第二定律。

28.吸附和催化有什么关系?

答:多相催化在表面上进行,因此吸附便是表面反应的必要条件。

29.物理吸附和化学吸附有什么区别? 在什么情况下,二者可以相互转换?

答:化学吸附与物理吸附比较:吸热大,有选择性,单分子层,吸附活化能较高,在较高温度下进行。当随着吸附条件的改变,特别是温度升高,有些物理吸附会转变为化学吸附,但化学吸附总是伴物理吸附。

30.郎格缪尔等温式的推导和应用有什么条件?

答:必须是等温条件,除了等温以外,该式适用于θ较小,表面均匀,被吸附分子间没有相互作用的单分子层吸附。

31.化学动力学和化学热力学所解决的问题有何不同? 举例说明。

答:化学热力学解决某一反应在一定条件能否会自发进行的判据,进行到什么程度为止(化学平衡态),而动力学却要解决反应进行得快慢与反应机理,计算某一反应在一定温度下经过一段时间转化率为多少?热力学解决可能性,动力学解决现实性。例如:合成NH3反应,H2与O2点燃反应。

32.合成氨的生产条件为什么要选择高温,高压如压力选为(1~3)×104 kpa,温度选为723~823K。

答:合成氨 N2 +3H2 2NH3 是分子数减少的反应,增加压力可以提高转化率。合成氨用 Fe 催化剂,Fe 催化剂要在高温才有活化。在 723-823k时 Fe活性大,并在较高温度下,反应快,单位时间内产率高。

33.硫酸工业中,二氧化硫的转化塔为什么要采用四段转化?

答:因 SO2+O2 SO3 ΔH<0,放热反应

根据平衡移动原理,降低温度有利于平衡向右移动,提高 SO2的转化率,但温度低又会减慢反应速率,因而工业生产中采用塔顶第一段催化温度最高,以便快速达到平衡然后进入温度渐次减低的第二段、第三段、第四段催化段,使平衡位置逐渐向右移动,以便提高 SO2的转化率,这样的装置能达到既快,转化率又高的目的。

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