物理化学练习(动力学2)

2026/1/21 6:14:52

21. 溴乙烷的分解反应为一级反应,已知反应速率常数为: k = 3.8×1014exp(-Ea/RT) (s-1) 已知:

Ea= 229 kJ·mol-1,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。 (A) 求每秒钟分解率为 1% 时的温度;

$ (B) 计算773 K时的?H$m,?Sm。

答] (A) ln(c0/c) = kt 得 k = ln (100/99) s-1

代入 k = 3.8×1014 exp(-229×103/RT) 得 T = 722.5 K (4分)

-1

(B) ?H$m = Ea- RT = 222.6 kJ·mol (3分)

A =(kBT/h)eexp(?S$m/R) 得

-1-1 ?S$m = 18 J·K·mol (3分)

22. T-跳跃法研究反应 H2O = H++ OH- ,25℃时驰豫时间 ? = 40 ?s,Kw= [H+][OH-] = 10-14(mol·dm-3)2 ,计算此反应的正、逆向反应的速率常数 k1和 k2。 23.

[答] K = {( [H+]/c?)([OH-]/c?)}/([H2O]/c?) = 10-14/ 55.5

= 1.8×10-16 = k1/k2 (2分) ? = 1/(k1+ 2k2 xe) = 40×10-16 (4分) 得 k1= 2.3×10-5 s-1

k2= 1.3×1011 dm3·mol-1·s-1 (各2分)

三、问答题

23. Michaelis-Menten酶催化反应历程为:

E + S

k1k-1ES,ESk2E + P

(1) 推导反应速率方程;

(2) 求最大反应速率rmax及r=rmax/2时的底物浓度; (3) 若已知K1=k1/k-1,设计一实验方法测定k1, k-1, k2 。

24. 荧光-淬灭的机理可写为 : F?F* F*

k1F+h? f Q+F*

k2F+Q*

F是发荧光的分子,Q是淬灭分子,kf常可由吸收光谱测定,试提出一个测定kq的实验方案(必需有定量的关系式)。

25. 光气合成反应Cl2(g) + CO(g) ? COCl2(g)的反应机理如下,高活性中间物为Cl和COCl。

Clk12 + M

2Cl + M Cl + CO + Mk2COCl + M COCl + Mk3Cl + CO + M COCl + Clk42COCl2 + Cl COClk52 + ClCOCl + Cl2

2Cl + M

k6Cl2 + M

M为第三体分子,k为速率常数。

(1) 写出以COCl2生成速率表示的反应速率; (2) 写出诱导期过后反应的初速表达式;

(3) 机理中哪个元反应速率常数最大?哪个最小?

26.已知某反应有如下机理:

(1) H3AsO3H2AsO?+3 + H 快速平衡,平衡常数K1 (2) H2O + I?3H2OI+ + 2I- 快速平衡

(3) H? + Hk12AsO32OI+H2AsO3I + H2O (4) Hk22AsO3I + H2OH2AsO?3 + H2OI+

(5) Hk32AsO3I

P(产物)

(a) 若反应(3)为控制步骤,请推导出速率方程表达式;

(b) 若反应(5)为控制步骤,且反应(3)与反应(4)为一快速平衡,推导速率方程表达式; (c) 分别写出(a),(b)表观活化能与各元反应活化能间关系。

[答] (1) r=k[H?3AsO[I1[H2AsO?+33]3][H2OI]=k1K1K2[H+][I?]2 (2) r=k[H?3AsO3[I3]3[H2AsO3I]=k3K1K2K3[H+][I?]2 (3) 对 (1) Ea=E1+?H1+?H2 对 (2) Ea=E3+?H1+?H2+?H3 (?H=E正 - E逆)

4分)4分)1分)1分) (

( ( (


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