物理化学第十一章模拟试卷B

 

班级                 姓名                               分数                

 

一、选择题 ( 共10题  20分 )

1.  2 分

    催化剂能极大地改变反应速率，以下说法不正确的是：                     (      )

    (A) 催化剂改变了反应历程

    (B) 催化剂降低了反应的活化能

    (C) 催化剂改变了反应的平衡，以致使转化率大大地提高了

    (D) 催化剂能同时加快正向和逆向反应速率

 

2.        2 分

    如果碰撞理论正确，则双分子气相反应的指前因子的数量级应当是：         (    )

      (A)  10-8 -10-9 dm3·mol-1·s-1

      (B)  1023 -1024 dm-3·s-1

      (C)  1010 -1011 dm3·mol-1·s-1

      (D)  1010 -1011 dm-3·s-1

 

3.  2 分

    稀溶液反应 CH2ICOOH + SCN-  CH2(SCN)COOH + I-属动力学控制反应， 按照原盐效应，反应速率k与离子强度I的关系为下述哪一种？                      (    )

      (A) I 增大 k 变小

      (B) I 增大 k 不变

      (C) I 增大 k 变大

      (D) 无法确定关系

 

4.  2 分

    已知   ECl-Cl = 243 kJ/mol，E= 436 kJ·mol-1，用光照引发下面反应：

           H2+ Cl2  2HCl

所用光的波长约为：                                                       (    )

      (A) 4.92×10-4 m

      (B) 4.92×10-7 m

      (C) 2.74×10-7 m

      (D) 1.76×10-7 m

 

5.  2 分

    在 T = 300 K，如果分子A和B要经过每一千万次碰撞才能发生一次反应，这个反应的临界能将是：                                                          (    )

    (A) 170 kJ·mol-1

    (B) 10.5 kJ·mol-1

    (C) 40.2 kJ·mol-1

    (D) -15.7 kJ·mol-1

 

6.  2 分

    D+B产物，从各物理量均以基本单位计算所得之kN ，换算为以mol·dm-3为量纲的kc ， 它们的关系为：                                                    (      )

(A)  kc =LkN     (B)  kc=106L2

(C)  kc=103LkN   (D)  kc=10-3LkN

 

7.  2 分

    Lindemann 单分子反应机理是假定多原子分子被振动激发后                 (    )

      (A) 立即分解

      (B) 有一时滞

      (C) 发出辐射

      (D) 引发链反应

 

8.  2 分

某双原子分子分解反应的临界能为83.68 kJ•mol-1，在300 K时活化分子所占的分数是：

                                                                    (    )

    (A) 6.17×1013 %

    (B) 6.17×10-13 %

    (C) 2.68×1013 %

    (D) 2.68×10-13 %

 

9.  2 分

设气体A和B都是单原子分子，它们发生化合A + B = C，已知一维平动配分函数

ft = 108，一维转动配分函数 fr= 10。按过渡态理论，在温度 T 时，反应的频率因子为：

                                                                       (    )

     (A) 10-22kBT/h

     (B) 10-21kBT/h

     (C) 10-23kBT/h

     (D) 1023kBT/h

 

*.  2 分

    设某基元反应在500 K时实验活化能为83.14 kJ·mol-1，则此反应的临界能为：

                                                                         (    )

    (A) 81.06 kJ·mol-1

    (B) 2.145 kJ·mol-1

    (C) 162.1 kJ·mol-1

    (D) 4.291 kJ·mol-1

 

二、填空题 ( 共 9题  18分 )

11.  2 分

溶液中非离子间的扩散控制反应速率与溶剂粘度系数的关系为________________________________，已知h(乙醇)>h(水)，则同一反应在两种不同溶剂中的速率大小关系应为________________________。

 

12.  2 分

某化学反应需激发的能量为126 kJ·mol-1， 该能量相当于入射光的波数

w／cm-1＝_______________。

 

13.  2 分

    在波长为214 nm的光照下，发生下列反应  NH3＋H2O＋hn N2＋NH2OH

当吸收光的强度Ia＝1.00×10-7 Einstain·dm-3·s-1，照射39.38 min后，测得

[N2]＝[NH2OH]＝24.1×10-5 mol·dm-3，则量子效率F为__________。

 

14.  2 分

    今测定了过硫酸离子与碘离子在不同离子强度下的反应速率常数， 现取其中二点，数据如下：

            I/10-3mol·dm-3        2.45    12.45

            k/dm3·mol-1·s-1      1.05     1.39

则ZA ， ZB值为________________________。[A=0.51(mol·dm-3)]

 

15.  2 分

    Br的复合反应 Br+BrBr2*，Br2*+MBr2+M，作为第三体的M，复杂分子较简单分子更有效 ，因为_________________________。

 

16.  2 分

    Na光谱的黄线n ＝5.090×1014 Hz，则相当于光能E=__________________。

 

17.  2 分

对于液相反应，如k=Aexp(－Ea/RT)，则A的过渡态理论表达式应为______________________________

______________。

 

18.  2 分

因为在分子反应动力学领域创造性的成就而获得诺贝尔化学奖的科学家为__________________，_______________，________________。

 

19.  2 分

反应F+D2®DF+D，由交叉分子束实验绘制了通量-速度-角度分布图，产物分子处于振动激发，且DF在F原子的后向出现，且在“赤道”附近通量很大，说明____________能更有利于促进反应，F原子是与D2迎头碰撞，因此过渡态的优势构型为___________________。

 

三、计算题 ( 共 5题  40分 )

20. 10 分

实验测得气相反应 C2H6(g) = 2 CH3(g) 的速率常数k的表达式为

k / s-1 = 2.0×1017exp( - 363 800 / RT)，试求1000 K时的以下各值(设普适常数值

k0T / h = 2×1013 s-1)：

(甲) 反应的半衰期；

(乙) 分解反应的活化熵。

 

21. 10 分

    反应  HIn-H++ In2- ， HIn-为溴甲酚绿、弛豫时间与反应浓度间关系如下：

       t-1/ (106s-1)                  1.01      1.16     3.13

 ( [H+] + [In2-] )/( 10-6 mol·dm-3)      4.30      6.91     38.94

求 k1、k2及 K 。

 

22. 10 分

    用l＝313 nm的单色光照射丙酮蒸气，发生下面的反应 ：

 (CH3)2CO ==C2H6＋CO

入射光的91.5%被丙酮吸收，反应池体积V=59 cm3，T=329.9 K，起始压力pi=102.16 kPa，

照射7 h后，终压pf =104.42 kPa，入射光强度I=48.1×10-4 J·s-1，求量子产率F。

 

23.  5 分

反应  HN3+ H2O + hn N2 + NH2OH ，在l= 214 nm的光作用，吸收光强为

Ia= 1.00×10-7 mol·dm-3·s-1，经 39.38 min 后，[N2] = [NH2OH]= 24.1×10-5 mol·dm-3，求量子产率F。

 

24.  5 分

反应Ar+O2®Ar+O+O，实验测得不同温度下之速率常数为：

T/K

15000

18000

k/mol-1·dm3·s-1

5.09×1012

8.60×1012

(1)求反应活化能Ea；

(2)已知解离能ED(O2)=495 kJ·mol-1，讨论为什么Ea<ED？

 

四、问答题 ( 共 3题  20分 )

25. 10 分

试从总包反应、基元反应、态-态反应三个层次论述活化能的概念及其意义。

 

26.  5 分

    反应物 A 的光二聚反应历程为

 A + hn A*，  A*A + hn f，  A*+ AA2

推导 F(A2) 及 Ff (荧光量子效率)的表达式。

 

27.  5 分

    已知两个非线性分子 A 和 B 反应生成非线性活化络合物 AB≠，反应的穿透系数为1，设 kBT/h = 1013 s-1，所有自由度中，每个平动自由度的配分函数都为108 cm-1，每个转动自由度配分函数为10，每个振动自由度的配分函数为1.1，A、B 和 AB 的电子态配分函数都为1，求证该反应的速率常数为：k = 9.7×109exp (-△E≠/RT) cm3·mol-1·s-1

已知：玻耳兹曼常数kB=1.3806×10-23 J·K-1，普朗克常数 h = 6.6262×10-34 J·s 。

 

参考答案

 

一、选择题 ( 共10题  20分 )

1.  2分

    [答] (C)

 

2.  2 分

    [答]  (C)

 

3.  2 分 (6352)

6352

    [答]  (B)

 

4.  2 分

    [答]  (B)  因为 Cl2+ hn  2Cl，   l = Lhc/e

 

5.  2 分

    [答]  (C)

 

6.  2 分

    [答] (C)

 

7.  2 分

    [答]  (B)

 

8.  2 分

    [答]  (D)

 

9.  2 分

    [答]  (A)

 

*.  2 分

    [答]  (A)

 

二、填空题 ( 共 9题  18分 )

11.  2 分

[答]   kµh -1(速率与粘度系数成反比)  kw>kE 或r(水)>r(乙醇)                      （2分）

 

12.  2 分

    [答] 10 530 cm-1

        E =Lhn =Lhc/l =Lhcw

 

13.  2 分

    [答] 设以1 dm3为计算基础， 则每秒生成产物为[24.1×10-5/(39.38×60)] mol·dm-3·s-1

         =1.02×10-7 mol·dm-3·s-1

      所以 F=1.02×10-7/1.00×10-7=1.02                                   (各1分)

 

14.  2 分

    [答] 2

       据lgk =lgk0+1.02ZAZB

         ZAZB=[lg(k2/k1)]/[1.02()] =0.122/[1.02×(0.1116-0.0495)]

                                        =1.93≈2

 

15.  2 分

    [答] 复杂分子具有更多的振动自由度， 转移能量更有效

 

16.  2 分

    [答] 3.373×10-19 J

        E =hn =(6.626×10-34×5.090×1014) J =3.373×10-19 J

 

17.  2 分

[答]                                                  （2分）

 

18.  2 分

[答]   赫希巴赫（Herschbach），波兰尼（Polanyi），李远哲                           （2分）

 

19.  2 分

[答]   平动，直线型                                                                （2分）

 

三、计算题 ( 共 5题  40分 )

20. 10 分

    [答](甲) 1000 K 时， k = 1.98×10-2 s-1                                    (2分)

            t1/2 = ln2/k = 35.0 s                                             (3分)

       (乙) A = (kBT/h)eexp(DS/ R )

           DS= 68.3 J·K-1·mol-1                                      (5分)

 

21. 10 分

    [答] 先推导得 t -1= k2( [H+] + [In2-] ) + k1