反应动力学 习题
一、判断题：
1、催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的热效应。.........................（ ）
2、质量作用定律适用于任何化学反应...............................................（ ）
3、反应速率常数取决于反应温度，与反应物、生成物的浓度无关。................（ ）
二、选择题：
1.若 反 应：A + B → C 对 A 和 B 来 说 都 是 一 级 的， 下 列 叙 述 中正 确 的 是....（ ）。
(A) 此 反 应 为 一 级 反 应；
(B) 两 种 反 应 物 中， 当 其 中 任 一 种 的 浓 度 增 大 2 倍， 都 将 使 反 应 速 率 增 大 2 倍；
(C) 两 种 反 应 物 的 浓 度 同 时 减 半， 则 反 应 速 率 也 将 减 半；
(D) 该 反 应 速 率 系数 的 单 位 为 s -1。
2. 反 应 A + B → 3D 的 E a ( 正 ) = m kJ·mol -1，E a ( 逆 ) = n kJ·mol -1， 则 反 应 的△r H m = ............ （ ）。
(A) (m -n ) kJ·mol -1； (B) (n -m ) kJ·mol -1； (C) (m -3n ) kJ·mol -1； (D) (3n -m ) kJ·mol -1。
3. 下 列 关 于 催 化 剂 的 叙 述 中， 错 误 的 是................................................（ ）。
(A) 在 几 个 反 应 中， 某 催 化 剂 可 选 择 地 加 快 其 中 某 一 反 应 的 反 应 速 率；
(B) 催 化 剂 使 正、 逆 反 应 速 率 增 大 的 倍 数 相 同；
(C) 催 化 剂 不 能 改 变 反 应 的 始 态 和 终 态；
(D) 催 化 剂 可 改 变 某 一 反 应 的 正 向 与 逆 向 的 反 应 速 率 之 比。
4. 当速率常数的单位为mol -1·dm 3·s -1时，反应级数为.............................................（ ）
（A ）一级; （B ）二级; （C ）零级; （D ）三级
5. 对于反应2A + 2B → C ，下列所示的速率表达式正确的是.............................（ ）
（A ）⊿[A]⊿t =23 ⊿[B]⊿t
(B) ⊿[C]⊿t =13 ⊿[A]⊿t (C) ⊿[C]⊿t =12 ⊿[B]⊿t (D) ⊿[B]⊿t =⊿[A]⊿t
6. 反应2A + B → D 的有关实验数据在表中给出，此反应的速率常数k/mol -2·dm 6·min -1约为 ...............................................................................................................................（ ）
初始浓度 最初速率
[A]/mol· dm -3 [B]/mol·dm -3 v/mol·dm -3·min -1
0.05 0.05 4.2×10-2
0.10 0.05 8.4×10-2
0.10 0.10 3.4×10-1
(A) 3.4×102 (B) 6.7×102 (C) 3.4×103 (D) 6.7×103
7. 催化剂是通过改变反应进行的历程来加速反应速率。这一历程影响.....................（ ）
（A ） 增大碰撞频率; （B ）降低活化能;
（C ） 减小速率常数; （D ）增大平衡常数值。
8.下列叙述中正确的是..........................................................................................................（ ）
（A ）化学反应动力学是研究反应的快慢和限度的;
（B ）反应速率常数大小即是反应速率的大小;
（C ）反应级数越大，反应速率越大;
（D ）活化能的大小不一定总能表示一个反应的快慢，但可表示反应速率常数受温度影响的大小。
9. 当反应A 2 + B 2 → 2AB 的速率方程为v=k[A 2][B 2]时，则此反应.........................（ ）
(A) 一定是基元反应; （B ）一定是非基元反应;
（C ）不能肯定是否是基元反应; （D ）反应为一级反应。
10. 某化学反应进行30min 反应完成50％，进行60min 反应完成100％，则此反应是（ ）
（A ）三级反应; （B ）二级反应; （C ）一级反应; （D ）零级反应。
11. 某一级反应的速率常数为9.5×10-2min -1。则此反应的半衰期为........................（ ）
（A ）3.65min; （B ）7.29min; （C ）0.27min; （D ）0.55min 。
12. 放射性衰变过程是一级反应。某同位素的半衰期为104年，问此同位素试样由100g 减少到1g 约需 ............................................................................................（ ）
（A ）4×104年; （B ）5×104年; （C ）6×104年; （D ）7×104年。
13. 某反应的速率方程式是v=kc x (A)c y (B)，当c(A)减少50％时，v 降低至原来的14
，当c(B)增大2倍时，v 增大1.41倍，则x,y 分别为.......................................................（ ）
（A ）x=0.5， y=1; （B ）x=2，y=0.7;
（C ）x=2 ,y ＝0.5; （D ）x=2，y=2。
14. 下列叙述中正确的是..................................................................................（ ）
（A ）溶液中的反应一定比气相中的反应速率大;
（B ）反应活化能越小，反应速率越大;
（C ）加入催化剂，使正反应活化能和逆反应活化能减小相同数;
（D ）增大系统压力，反应速率一定增大。
15. 某基元反应 2A + B = C + D ，若其反应速率表示式可以是：
(1) d(C)/dt =k1 (A)2 (B)
或 (2) －d(A)/dt =k2 (A)2 (B)
或 (3) 加催化剂后 d(C)/dt =k3 (A)2 (B)
则这些速率常数k 之间的关系是 ( )
(A) k 1 =k 2 =k 3 (B) k 1 ≠k 2 ≠k 3 (C) k 1 =k 2 ≠k 3 (D) k 1 =k 3 ≠k 2
16. 对于一个给定条件下的反应，随着反应的进行 ( )
(A)速率常数k 变小 (B)平衡常数K 变大
（C ）正反应速率降低 (D)逆反应速率降低
17. 当反应速率常数 k 的量纲为 dm3 .mol －1 .s －1 时，反应是 ( )
(A) 2 级反应 (B) 1 级反应 (C) 1/2 级反应 (D) 1.5 级反应
18. 某化学反应的速率常数的单位是mol.dm －3.s －1时,则该化学反应的级数是 ( )
(A) 3/2 (B) 1 (C) 1/2 (D) 0
19. 对三级反应，其速率常数的单位是 ( )
(A)(浓度)(时间)－1 (B) (时间)－1 (C) (浓度)－1 (时间)－1 (D) (浓度)－2 (时间)－1
20. 某化学反应的速率常数的单位是（时间）－1 ，则反应是 ( )
(A) 零级反应 (B) 三级反应 (C) 二级反应 (D) 一级反应
21. 速率常数 k 是 ( )
(A) 无量纲的参数 (B) 量纲为 mol.dm －3 .s －1 的参数
(C) 量纲为 mol2 .dm －3.s －1的参数 (D) 量纲不定的参数
22. 某一化学反应: 2A + B → C 是一步完成的。A 的起始浓度为 2 mol.dm －3 ，
B 的起始浓度是4 mol.dm －3 .1 s 后，A 的浓度下降到 1 mol.dm －3 ，
该反应的反应速率为( )
(A) 0.5 mol.dm－3 .s－1 (B) - 0.5 mol.dm－3 .s－1
(B)- 1 mol.dm－3 .s－1 (D) 2 mol.dm－3 .s－1
23. 反应2O3 3O2，其速率方程式若为d(O3)/dt =k(O3)2 (O2)－1或d(O2)/dt=k'(O3)2 (O2)－1，则速率常数k 和k' 的关系是( )
(A) 2k= 3k' (B) k=k' (C) 3k= 2k' (D) -1/2k= 1/3k'
24. NO2二聚反应的速率定律为-d[NO2]/dt=k[NO2]2，会使速率常数发生变化的条件是( )
(A) 将体系的总压力加倍(B) 在反应混合物中加O2气
(C) 反应混合物中加过量NO2 (D) 在CCl4溶液中进行反应而不在气相反应
25. 若浓度的单位为mol.dm－3，时间的单位为min，则三级反应的速率的单位为( )
(A) mol.dm－3 .min－1 (B) dm6.mol－2 .min－1
(C) dm3 .mol－1 .min－1 (D) min－1
26. 下列说法中正确的是- ( )
(A) 反应速率常数的大小即反应速率的大小
(B) 反应级数和反应分子数是同义词
(C) 反应级数越大，反应速率越大
(D) 从反应的速率常数的单位可以推测该反应的反应级数
27. 反应H2 (g) + I2(g) → 2HI(g) ，k = 0.16 dm3 .mol－1 .s－1，
在781K时反应物的起始浓度:c(H2 )= 0.040 mol.dm－3，c(I2)= 0.050 mol.dm－3 . 当c(H2 ) 减少一半时，反应速率是起始反应速率的( )
(A) 0.30 倍(B) 0.50 倍(C) 0.60 倍(D) 0.40 倍
28. 某一可逆反应达平衡后，若反应速率常数k发生变化时，则平衡常数K ( )
(A) 一定发生变化(B) 不变(C) 不一定变化(D) 与k无关
29. 25℃时，氢氟酸的电离常数为10－3.15，基元反应H＋(aq)+F－(aq)＝HF(aq)的速率常数为1011.00 dm3.mol－1.s－1,
因此电离反应HF(aq)＝H＋(aq)+F－(aq)的速率常数为( )
(A)1014.15 s－1 (B) 107.85 s－1 (C) 10－7.85 s－1 (D) 10－3.15 s－1
三、填空题：
1.某气相反应：2A (g) + B (g) → C (g) 为元反应，实验测得当A、B 的起始浓度分别为0.010 mol·L-1和0.0010 mol·L-1 时，反应速率为 5.0 ×10-9
mol·L-1·s-1，则该反应的速率方程式为_______，反应速率系数k =
_________。
2. 对于_________反应，其反应级数一定等于反应物计量数_________，速率系数的单位由_________决定。若某反应速率系数k的单位是mol-2·L2·s-1，则该反应的级数是_________。
3. 反应A(g) + 2B(g) → C(g)的速率方程为v=c(A)c2(B)。该反应_________为基元反应，反应级数为_________。当B的浓度增加2倍时，反应速率将增大_________倍;当反应容器的体积增大到原体积的3倍时，反应速率将增大_________倍。
4. 在化学反应中，加入催化剂可以加快反应速率，主要是因为_________了反应活化能，活化分子_________增加，速率系数k_________。
5. 某温度下反应2NO(g) + O2→ 2NO2(g)的速率常数k=8.8×10-2dm6·mol6·s-1，已知反应对O2来说是一级反应，则对NO为_________级，速率方程为_________;当反应物浓度都是0.05moldm-3时，反应的速率是_________。
6. 反应A + B → C的速率方程为v=k[A][B]1/2，其反应速率的单位是_________，速率常数的单位是_________。
7. 反应A → 2B + 1/2C
如对Ａ来说，反应是一级反应，其速率方程表达式为_____________。
如d(B)/dt = 1.0 mol.dm－3 .min－1，
则－d(A)/dt = ________________;d(C)/dt = ___________________。
8. 基元反应2NO + Cl2→ 2NOCl 是_______分子反应，是_______级反应，其速率方程为_____________________________________。
9. 时间用秒(s)作单位，浓度用mol.dm－3作单位，则二级反应的速率常数k的单位为_________________________________。
10. 若浓度的单位是mol.dm－3，时间的单位是s，一个服从速率定律、
速率为k[A][B]1/2的反应，其速率的单位是___________;速率常数的单位是__________________________。
11. 若反应2H2+ CO(g) + O2(g) → 2CO(g) + 2H2 O(g) 进行过程中，
容器的体积不变，各种中间产物的浓度均为常数，该反应的反应速率的四种表示式是:______________________，_______________________，_______________________，____________________________。
12. 一氧化碳被二氧化氮氧化反应的推荐机理是:
步骤1 NO2 + NO2→ NO3 + NO 慢反应
步骤2 NO3+ CO → NO2 + CO2 快反应
则(1)此反应的总的方程式为__________________________________________;
(2)反应的速率方程式为____________________________________________。
13. 测定NO2热分解速率，初始浓度为0.0455 mol.dm－3时，
初速率为0.01 32 mol.dm－3.s－1，若初始浓度变为0.0324 mol.dm－3时，
初速率是0.0065 mol.dm－3 .s－1，则反应开始时的级数为___________级。
14. 根据病毒浓度的变化确定病毒失去活性的过程为一级反应过程，
并求得此过程的k 为 3.3×10－4 s－1 ，
求75 % 病毒失去活性所需要的时间是多少?
15. 化学反应CO(g) + Cl2 (g) → COCl2 (g)，
实验测得速率方程为n = k(Cl2 )n (CO)，
当维持温度和CO 的浓度不变时，Cl2 浓度增大到3倍，
反应速率是原来的5.2倍，则反应对Cl2 的级数n 为___________级。
16. 在二级反应中，以1/c 对t 作图，其图形为_________，图形的______为速率常数k。
17. 活化能与反应速率的关系是______________________________________________。
18. 某一放热反应A + B → C，在绝热箱中反应时，反应速率______________，
而在非绝热箱中，反应速率____________________。当此放热反应达平衡时.
在绝热箱中的产量___________________，在非绝热箱中的产量_______________。
19. 反应H2 (g) + I2 (g) = 2HI(g) 的速率方程为n =k[H2 ][I2 ] ，
根据该速率方程，能否说它肯定是基元反应___________________________________;
能否说它肯定是双分子反应___________________________________________。
20. 若反应2ICl(g)+H2 (g)→ 2HCl(g)+I2 (g) 的速率方程为n =kc ICl cH2 ，
其反应历程为:
(1) ICl + H2 ? HI + HCl ，(2) ICl + HI ? HCl + I2 .
则此历程中的慢反应为_________________________。
21. 催化剂之所以能加速化学反应，是由于______________________________________.
四、计算题：
1.反 应：H 2PO 3- + OH - → HPO 32- + H 2O ，100℃ 时， 反 应 物 浓 度 和 反 应 速 率 关 系 如 下：
c (H 2PO 3- ) /( mol·L -1 ) c (OH - ) / (mol·L -1 ) v / (mol·L -1·s -1 )
0.10 1.0 3.2 ×10-5
0.50 1.0 1.6 ×10-4
0.50 4.0 2.56 ×10-3
(1) 求 反 应 级 数； (2) 计 算 反 应 速 率 系 数； (3) 若 H 2PO 3-、OH - 的 浓 度 均 为 1.0 mol·L -1 时 反 应 速 率 为 多 少？
2. 反 应： A (aq) + B (aq) → C (aq) 在 不 同 的 起 始 浓 度 下 测 得 的 反 应 速 率 如 下：
c (A) /( mol·L -1 ) 0.10 0.10 0.20 c (B) /(mol·L -1 ) 0.10 0.20 0.10 v /( mol·L -1·s -1 ) 0.0020 0.0080 0.0040
(1) 求 反 应 级 数； (2) 计 算 反 应 速 率 系 数； (3) 若 A 、B 的 浓 度 均 为 0. 50 mol·L -1， 反 应 速 率 为 多 少？
3. 800K 时，实验测得反应CH 3CHO(g) → CH 4(g) + CO （g ）的速率方程式为v=kc 2(CH 3CHO)2，反应速率系数k=9.00×10-5mol -1·L·s -1，计算当CH 3CHO(g)的压力为26.7kPa 时，CH 3CHO 的分解速率是多少。
4. 反应C 2H 6 → C 2H 4 + H 2，开始阶段反应级数近似为3/2级，910K 时速率常数为
1.13dm 3/2·mol -1/2·s -1。试计算C 2H 6(g)的压强为1.33×104Pa 时的起始分解速率v 0。
5. 反应2NO(g) + 2H 2(g) → N 2(g) + 2H 2O(g)，其速率方程式中对[NO]是二次幂，对[H 2]是一次幂。
（1）写出N 2生成的速率方程;
（2）求出反应速率常数k 的单位;
（3）写出NO 浓度减小的速率方程及k(NO)与k(N 2)关系。
6. 已知水解反应HOOCCH 2CBr 2COOH + H 2O → HOOCCH 2COCOOH + 2HBr
为一级反应，实验测得数据如下：
t/min 0 10 20 30
反应物质量m/g 3.40 2.50 1.82 1.34
试计算水解反应的平均速率常数。
7. 某反应的速率常数k 为1.0×10-2min -1，若反应物的初始浓度为1.0mol·dm -3，求反应的半衰期。
8. 反应2NO + 2H 2 → N 2 + 2H 2O 的反应机理为。
（1）NO + NO 11
k k -??→←?? N 2O 2（快） （2）N 2O 2 + H 2
2k ??→ N 2O + H 2O （慢） （3）N 2O + H 2 3k ??→ N 2 + H 2O （快）
试推导总反应速率方程。
9. 2NO(g) + O 2(g) ＝ 2NO 2(g) 的 k 为 8.8×10－2 dm6.mol －2 .s －1 ，
已知此反应对 O 2 来说是一级的，当反应物浓度都是 0.050 mol.dm －3 时，
此反应的反应速率是多少?
反应动力学 答案
一.1对2错3对
二1B 2A 3D 4B 5D 6A 7B 8D 9C 10D 11B 12D 13C 14C 15A 16B 17A 18D 19D 20D 21D 22A 23D 24D 25B 26D 27B 28D 29D
三. 1. V =kC A 2C B 0.05mol -2L2S -1
2.元 之和 三级
3.不一定 三 4 1/27
4.减小 分数 增大
5.二 V =C 2(NO)C(O 2) 1.1?10-5mol.dm -3
6. mol -0.5L 0.5s -1
7. 0.5 mol,dm -3min -1
8. 三 三 V =kC 2(NO)C(Cl 2)
9 mol -1 dm 3 s -1
10. mol.dm -3 mol -0.5 dm 1..5 s -1
11 dt O H dp )
2(21- dt O dp )
2(- dt O dp 2)
(
dt O H dp 2)2( 12 NO 2+CO→NO+CO 2
V =kC 2(NO2)
13 二
14 4.2?103s
15 1.5
16 直线 斜率
17 k =k 0e -Ea/RT
18 快 慢 低 高
19 不能 不能
20.(1)
四.1.(1) 3级
(2) V =C 2( H 2PO 3-)C 2(OH -)
k = 3.2?10-4 mol -2 dm 6 s -1
(3) V =3.2?10-4 mol dm -1s -1
2.(1) 5级
(2) k =2?102mol dm-3 s -1
(3) v=6.25mol.dm -3 s -1
3. k =k p (RT )n-1 k p =k/RT =1.35?10-8Kpa -1.s -1
V= k p P 2=9.62?10-6 Kpa.s -1
4. k =1.13mol 0.5 dm 0.5 s -1
kp=k/RT=0.013Kpa -0.5.s -1
V = k p P 1..5=0.63 Kpa.s -1
5. (1)V =kC 2(NO)C (H2)
(2) mol-2 dm6 s-1
(3) V NO =k NO C 2(NO)k ON=k N2
6.提示:先判断是一级反应
k =3.07?10-2min-1
7. t1/2=ln2/k=6931min
8.提示:(2)为速控步
9. V =kC2(NO)C (O2)=1.1?10-5 mol.dm-3 s-1
第十章化学动力学基础（一） 返回上一页 1. 298 K时N2O5(g)分解反应半衰期t1/2为5.7 h,此值与N2O5的起始浓度无关,试求: (1) 该反应的速率常数. (2) 作用完成90%时所须的时间. 2. 某人工放射性元素放出α粒子,半衰期为15 min ,试问该试样有80%分解,需时若干? 3. 把一定量的PH3(g)迅速引入温度为950 K的已抽空的容器中,待反应物达到该温度时开始计时(此时已有部分分解),测得实验数据如下: t/s 0 58 108 ∞ P/kPa 35.00 36.34 36.68 36.85 已知反应 4pH3(g) P4(g) + 6H2(g) 为一级反应,求该反应的速率常数k值(设在t=∞时反应基本完成) 4. 在某化学反应中随时检测物质A的含量,1小时后,发现A已作用了75%,试问2小时后A还剩余多少没有作用?若该反应对A 来说是: (1) 一级反应. (2) 二级反应(设A与另一反应物B起始浓度相同) (3) 零级反应(求A作用完所用时间) 5. 在298 K时, NaOH与CH3COOCH3皂化作用的速率常数k2与NaOH与CH3COOC2H5皂化作用的速率常数k2' 的关系为k2=2.8k2' .试问在相同的实验条件下,当有90% CH3COOCH3被分解时, CH3COOC2H5的分解百分数为若干?
6. 对反应2NO(g) +2H2(g)---> N2(g) +2H2O(l) 进行了研究,起始时NO与H2的物质的量相等.采用不同的起始压力相应的有不同的半衰期,实验数据为: p0 /kPa 47.20 45.40 38.40 33.46 26.93 t1/2/min 81 102 140 180 224 求该反应级数为若干? 7. 反应A+B P的动力学实验数据如下, [A]0/(mol·dm-3) 1.0 2.0 3.0 1.0 1.0 [B]0/(mol·dm-3) 1.0 1.0 1.0 2.0 3.0 r0/(mol·dm-3·s-1) 0.15 0.30 0.45 0.15 0.15 若该反应的速率方程为 ,求x和y的值. 8. 碳的放射性同位素在自然界树木中的分布基本保持为总碳量的 1.10×%.某考古队在一山洞中发现一些古代木头燃烧的灰烬,经分析的含 量为总碳量的9.87×%,已知的半衰期为5700年,试计算这灰距今约有多少年? 9. 某抗菌素在人体血液中呈现简单级数的反应,如果给病人在上午8点注射一针抗菌素,然后在不同时刻t测定抗菌素在血液中的浓度c(以mg/100 cm3表示),得到以下数据 t/h 4 8 12 16 c /(mg/100 cm3） 0.480 0.326 0.222 0.151 (1) 确定反应的级数. (2) 求反应的速率常数k和半衰期t1/2.
活性污泥法的反应动力学原理及其应用 活性污泥法反应动力学可以定量或半定量地揭示系统内有机物降解、污泥增长、耗氧等作用与各项设计参数、运行参数以及环境因素之间的关系。 它主要包括：① 基质降解的动力学，涉及基质降解与基质浓度、生物量等因素的关系；② 微生物增长动力学，涉及微生物增长与基质浓度、生物量、增长常数等因素的关系；③ 还研究底物降解与生物量增长、底物降解与需氧、营养要求等的关系。 在建立活性污泥法反应动力学模型时,有以下假设：① 除特别说明外，都认为反应器内物料是完全混合的，对于推流式曝气池系统，则是在此基础上加以修正；② 活性污泥系统的运行条件绝对稳定；③ 二次沉淀池内无微生物活动，也无污泥累积并且水与固体分离良好；④ 进水基质均为溶解性的，并且浓度不变，也不含微生物；⑤ 系统中不含有毒物质和抑制物质。 一、活性污泥反应动力学的基础——米—门公式与莫诺德模式 1、米—门公式 Michaelis—Menton 提出酶的“中间产物”学说，通过理论推导和实验验证，提出了含单一基质单一反应的酶促反应动力学公式，即米—门公式： S K S v m += m ax ν 式中：v ——酶促反应中产物生成的反应速率； m ax v ——产物生成的最高速率； m K ——米氏常数（又称饱和常数，半速常数）； S ——基质浓度。
中间产物学说：P E ES S E +??+ 米门公式的图示： 2、莫诺德模式 ① 莫诺德模式的基本形式： Monod 于1942年和1950年曾两次进行了单一基质的纯菌种培养实验，也发现了与上述酶促反应类似的规律，进而提出了与米门公式想类似的表达微生物比增殖速率与基质浓度之间的动力学公式，即莫诺德模式： S K S s +?= m ax μ μ 式中： ( )x dt dx /=μ——微生物的比增殖速率，d kgVSS kgVSS ?/； m ax μ——基质达到饱和浓度时，微生物的最大比增殖速率， S ——反应器内的基质浓度，mg/l ； s K ——饱和常数，也是半速常数。 随后发现，用由混合微生物群体组成的活性污泥对多种基质进行微生物增殖实验，也取得了符合这种关系的结果。 可以假定：在微生物比增殖速率与底物的比降解速率之间存在下列比例关系： v max v=v max O K m
第十一章 化学动力学 主要公式及其适用条件 1．化学反应速率的定义 t V v d d 1ξ= 式中：V 为体积，ξ 为反应进度，t 为时间。 若反应在恒容下进行时，则上式可改写为 B B B B d d 1d d n c v V t t νν== νB 为反应方程式中的化学计量数，对反应物取负值，对产物取正值。例如 a A + b B → f F + e E 当取反应物或产物分别表示上述反应的反应速率时，则有 t e c t f c t b c t a c v d d d d d d d d E F B A ==-=- = (1) 在实际应用时，常用A d d c t - ，B d d c t -或F d d c t ，E d d c t 来表示反应的反应速率。A d d c t - ，B d d c t -称为反应物的消耗速率；F d d c t ，E d d c t 则称为产物的生成速率。用参加反应的不同物质之消耗速率或生成速率来表示一反应的反应速率时，其数值是不同的，它们之间的关系见式(1)。 2．反应速率方程及反应级数 若反应的反应速率与参加反应物质的浓度之间存在以下关系，即 γ βαC B A c c kc v = 则称此关系式为反应的速率方程。式中的α，β，γ 分别称为A, B, C 物质的反应分级数，α + β + γ = n 便称为反应总级数。α，β，γ 的数值可为零、分数和整数，而且可正可负。k 称为反应的速率常数。 应指出：若速率方程中的v 及k 注有下标时，如v B ，k B ，则表示该反应的速率方程是用物质B 表示反应速率和反应速率常数。
化学动力学基础(习题课) 1. 某金属的同位素进行β放射，经14d（1d=1天后，同位素的活性降低6.85%。求此同位素的蜕变常数和半衰期；要分解 90.0%，需经多长时间？ 解：设反应开始时物质的质量为100%，14d后剩余未分解者为100%-6.85%，则 代入半衰期公式得 一、是非题 下列各题中的叙述是否正确？正确的选“√”，错误的选“×”。 √× 1.反应速率系数k A与反应物A的浓度有关。 √× 2.反应级数不可能为负值。 √× 3.对二级反应来说，反应物转化同一百分数时，若反应物的初始浓度愈低，则所需时间愈短。 √× 4.对同一反应，活化能一定，则反应的起始温度愈低，反应的速率系数对温度的变化愈 敏感。 √× 5. Arrhenius活化能的定义是。
√× 6.若反应A?Y，对A为零级，则A的半衰期。 二、选择题 选择正确答案的编号： 某反应，A → Y，其速率系数k A=6.93min-1，则该反应物A的浓度从1.0mol×dm-3变到0.5 mol×dm-3所需时间是： (A)0.2min；(B)0.1min；(C)1min；(D)以上答案均不正确。 某反应，A → Y，如果反应物A的浓度减少一半，它的半衰期也缩短一半，则该反应的级数 为： (A)零级；(B)一级；(C)二级；(D)以上答案均不正确。 三、填空题 在以下各小题的“ 1.某化学反应经证明是一级反应，它的速率系数在298K时是k=( 2.303/3600)s-1，c0=1mol×dm-3。 (A)该反应初始速率u0为 (B)该反应的半衰期t1/2 (C)设反应进行了1h，在这一时刻反应速率u1为 2.只有一种反应物的二级反应的半衰期与反应的初始浓度的关系为 3.反应A → B+D中，反应物A初始浓度c A,0=1mol×dm-3，初速度u A,0=0.01mol×dm-3×s-1，假定该反 应为二级，则其速度常数k A为t1/2为。 4.某反应的速率系数k=4.62′10-2min-1，则反应的半衰期为 5.反应活化能E a=250kJ×mol-1，反应温度从300K升高到310K时，速率系数k增加
第二章 反应动力学基础 一、填空题 1. 生成主产物的反应称为 主反应 ，其它的均为 副反应 。 2. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数f K ，则C K =n f K 。 3. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用气体摩尔分率表示的速率常数y K ， 则C K = n p RT ???? ?? y K 。 4. 化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数P K ，则C K =____)()(βα+RT ___P K 。 5. 反应A + B → C ，已知115.0-=s k ，则反应级数n= 1 。 6. 反应3A → P ，已知s l mol k ?=/15.0，则反应级数n=___0____。 7. 活化能的大小直接反映了 反应速率 对温度的敏感程度。 8. 对于一非恒容均相化学反应B A B A αα?，反应组分A 的化学反应速率=-A r Vdt dn r A A -=- 。（ V d t dn r A A -=-、 Vdt dn r B A -=-、dt dC r A A -=-、dt dC r B A -=-） 9. 气相反应A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以1∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=____2___。 10. 气相反应3A + B → P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=___-2/3____ 11. 在一间歇恒容反应器中进行如下平行反应12k k A P A S ??→??→，P 为目的产物，已知0A c 的单位为[]/mol L ，1k 的单位为1s -????，2k 的单位为[]/L mol s ?，活化能12E E >。则R A = )(221A A C k C k +- 。目的产物P 的瞬时选择性P S = 1212A A A k c k c k c + ，为了提高P S ，A c 要控制得较 低 ，T 要控制得较 高 。
化学动力学基础（一） 一、简答题 1.反应Pb(C 2H 5)4=Pb+4C 2H 5是否可能为基元反应？为什么？ 2.某反应物消耗掉50％和75％时所需要的时间分别为t 1/2和 t 1/4，若反应对该反应物分别是一级、二级和三级，则t 1/2： t 1/4的比值分别是多少？ 3.请总结零级反应、一级反应和二级反应各有哪些特征？平行反应、对峙反应和连续反应又有哪些特征？ 4.从反应机理推导速率方程时通常有哪几种近似方法？各有什么适用条件？ 5.某一反应进行完全所需时间时有限的，且等于k c 0（C 0为反应物起始浓度），则该反应是几级反应？ 6. 质量作用定律对于总反应式为什么不一定正确？ 7. 根据质量作用定律写出下列基元反应速率表达式: （1）A+B→2P （2）2A+B→2P （3）A+2B→P+2s （4）2Cl 2+M→Cl 2+M 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.催化剂加速化学反应的原因是什么? 二、证明题 1、某环氧烷受热分解，反应机理如下： 稳定产物?→??+?+??→??++??→??? +??→?432134 33k k k k CH R CH R CH RH CO CH R H R RH
证明反应速率方程为()()RH kc dt CH dc =4 2、证明对理想气体系统的n 级简单反应，其速率常数()n c p RT k k -=1。 三、计算题 1、反应2222SO Cl SO +Cl →为一级气相反应，320℃时512.210s k --=?。问在320℃ 加热90min ，22SO Cl 的分解百分数为若干？[答案：11.20%] 2、某二级反应A+B C →初速度为133105---???s dm mol ，两反应物的初浓度皆为 32.0-?dm mol ，求k 。[答案：11325.1---??=s mol dm k ] 3、781K 时22H +I 2HI →，反应的速率常数3-1-1HI 80.2dm mol s k =??，求2H k 。[答 案：113min 1.41---??=mol dm k ] 4、双光气分解反应32ClCOOCCl (g)2COCl (g)→可以进行完全，将反应物置于密 闭恒容容器中，保持280℃，于不同时间测得总压p 如下： [答案： 1.1581a =≈;-14-12.112h 5.8710s k -==?] 5、有正逆反应均为一级反应的对峙反应： D-R 1R 2R 32L-R 1R 2R 3CBr 已知半衰期均为10min ，今从D-R 1R 2R 3CBr 的物质的量为1.0mol 开始，试计算10min 之后，可得L-R 1R 2R 3CBr 若干？[答案：0.375mol] 6、在某温度时，一级反应A →B ，反应速率为0.10mol ·dm -3·s -1时A 的转化率 为75%，已知A 的初始浓度为0.50mol ·dm -3，求(1)起始反应初速率；(2)速率常数。[答案：r 0=0.40s -1 ; k = 0.80 dm 3·mol -1·s -1 ] 7、在某温度时，对于反应A+B →P ，当反应物初始浓度为0.446和0.166mol ·dm -3 时，测 得反应的半衰期分别为4.80和12.90min ，求反应级数。[答案：2] 8、某二级反应，已知两种反应物初始浓度均为0.1mol ·dm -3，反应15min 后变
化学动力学练习题 一. 选择题 1. 若反应速率k的量纲是：[浓度]([时间]-1，则该反应是 A. 三级反应 B. 二级反应 C. 一级反应 D. 零级反应 2．对于一级反应，反应物浓度C与时间t的关系是 A. 以1/c对t作图为直线 B. 以C对t作图为直线 C. 以LnC对t作图为直线 D. 以C对1/t作图为直线 3. 对于反应A Y，如果反应物A的浓度减少一半，A的半衰期也缩短一半，则该反应的级数为：（）。 A. 零级； B. 一级； C. 二级。 D. 三级 4. 某放射性同位素的半衰期为5天，则经15天后所剩的同位素的物质的量是原来同位素的物质的量的：（）。 A. 1/3； B. 1/4； C. 1/8； D. 1/16。 5. 对于基元反应反应级数与反应分子数 A. 总是相同的 B. 总是不相同 C. 不能确定 6.反应2N2O5(g) → 2 N2O4(g)＋O2(g) 当N2O5消耗掉3/4所需时间是半衰期的2倍，则此反应为 。 A.0级 B.1级 C.2级 D. 3级 7. 基元反应 A → P+ ……其速度常数为k1,活化能 E a1= 80KJ.mol-1，基元反应 B → P+ ……其速度常数为k2,活化能 E a2= 100KJ.mol-1，当两反应在25℃进行时，若频率因子 A1= A2,则。 A. k1= k2 B. k1＞k2 C. k1＜k2 8. 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,这个反应是 A. 一级 B. 二级 C. 零级 D. 三级 9．已知某化学反应速率常数的单位是s-1则该化学反应的级数为 （A）零级（B）一级（C）二级（D）三级 10. 某一反应在一定条件下的平衡转化率为25%，当加入合适的催化剂后，反应速率提高10倍，其平衡转化率将（） A. 大于25% B. 小于25% C. 不变 D. 不确定 11.乙酸高温分解时，实验测得CH3COOH(A)、CO(B)、CH=CO(C) 的 浓度随时间的变化曲线如下图，由此可以断定该反应是：。 (A) 基元反应； (B) 对峙反应； (C) 平行反应； (D) 连串反应。 12.一个基元反应，正反应的活化能是逆反应活化能的2倍，反应时吸热 120 kJ·mol-1，则正反应的活化能是(kJ·mol-1)：。 (A) 120 ； (B) 240 ； (C) 360 ； (D) 60 。 13. 反应3O2 2O3，其速率方程 -d[O2]/d t = k[O3]2[O2] 或 d[O3]/d t = k'[O3]2[O2]，那么k 与k'的关系是：。 A．2k ＝ 3kˊ B. k ＝ kˊ C．3k ＝ 2kˊ D. 1/2k ＝ 1/3kˊ 14.低温下，反应CO(g) + NO2(g) ==CO2(g)+ NO(g) 的速率方程是υ= k{c(NO2) }2试问
化学动力学的研究及其应用 1110712 胡景皓 摘要: 化学动力学研究的对象包括化学反应进行的条件（温度、压强、浓度、介质）对化学过程速率的影响，反应的历程（反应机理），物质的结构与化学反应能力之间的关系。 关键词：放射性测定，蜕变速率，半衰期，放射性同位素 1.化学动力学的研究领域 化学动力学作为物理化学学科的一个分支已有很久的历史,并概括为研究化学反应的机理与速率的科学。化学动力学的发展经历了从现象的观察到理论的分析,从宏观的测量到微观的探索,因而它又分为宏观化学动力学和微观反应动力学,后者又称分子反应动力学。1928年M. Polanyi研究Na_2+Cl_2反应的机理,相继建立了多维势能面来研究反应的进程,被誉为微观反应动力学诞生的里程碑。七十年代以来,分子束和激光技术的发展并在动力学研究中广泛应用,促使反应动力学的研究得到长足进步。1986年诺贝尔化等奖授予这个领域的三位著名化学家D. R. Herschbach,Y. T. Lee和J. C. Polanyi,标志着化学反应动力学的重要性,以及目前已经取得的进展和达到的水平。 2.化学动力学的研究方法 2.1.唯象动力学研究方法 也称经典化学动力学研究方法，它是从化学动力学的原始实验数据──浓度c与时间t的关系──出发，经过分析获得某些反应动力学参数──反应速率常
数k、活化能E a、指前因子A。用这些参数可以表征反应体系的速率特征，常用的关系式有： 式中r为反应速率；A、B、C、D为各物质的浓度；α、β、γ、δ称为相对于物质A、B、C、D的级数；R为气体常数；T为热力学温度。 化学动力学参数是探讨反应机理的有效数据。20世纪前半叶，大量的研究工作都是对这些参数的测定、理论分析以及利用参数来研究反应机理。但是，反应机理的确认主要依赖于检出和分析反应中间物的能力。20世纪后期，自由基链式反应动力学研究的普遍开展，给化学动力学带来两个发展趋向：一是对元反应动力学的广泛研究；二是迫切要求建立检测活性中间物的方法，这个要求和电子学、激光技术的发展促进了快速反应动力学的发展。对暂态活性中间物检测的时间分辨率已从50年代的毫秒级变为皮秒级。 2．1.1分子反应动力学研究方法 从微观的分子水平来看，一个元化学反应是具有一定量子态的反应物分子间的互相碰撞，进行原子重排，产生一定量子态的产物分子以至互相分离的单次反应碰撞行为。用过渡态理论解释，它是在反应体系的超势能面上一个代表体系的质点越过反应势垒的一次行为。原则上，如果能从量子化学理论计算出反应体系的正确的势能面，并应用力学定律计算具有代表性的点在其上的运动轨迹，就能计算反应速率和化学动力学的参数。
一、 选择题 1. 某反应的计量方程和速率方程分别为 2A+B=2D [][][][][]1122d A d B d D r k A B dt dt dt =-=-== 则该反应的分子数为 ( D ) （A ）单分子反应 （B ）双分 子反应 （C ）三分子反应 （D ）不能 确定 2. 某反应进行完全的时间是有限的,且 0/t c k =,该反应级数为 ( D ) (A)一级 （B ）二级 (C)三级 (D)零级 3. 当某一反应物的初始浓度为时30.04mol dm -?， 消耗一半所需时间为360s 。初始浓度为 3 0.024mol dm -?时，消耗一半需600s 。则反应的 级数为 ( C ) (A)零级 （B ）1.5级 (C)二级 (D)一级
4．有一个起始物浓度相等的二级反应，当 反应物消耗1/3时的时间为10min ，若再 消耗1/3所需的时间为 ( C ) (A)10min （B ）20min (C)40min (D)50min 5*．某一级反应，反应物转化99.9%所需的 时间是半衰期的 ( C ) (A) 2倍 (B)5倍 (C)10倍 (D)20倍 说明：99.9% equals to 1023/1024, 1/2→3/4 →7/8→……→1023/1024,要经历10个半衰 期。 6．某反应在起始物浓度下降一半时，其半 衰期也缩短一半，则该反应的级数为 ( D ) (A)一级 （B ）1.5级 (C)二级 (D)零级 7．有一平行反应（1）1 k A B ??→，（2）2K A D ??→，已知反应（1）的活化能大于反应（2）的活 化能，如下措施哪种不能改变产物B 和D
4-化学动力学典型例 题
一、 选择题 1. 某反应的计量方程和速率方程分别为 2A+B=2D [][][][][]1122d A d B d D r k A B dt dt dt =-=-== 则该反应的分子数为 ( D ) （A ）单分子反应 （B ）双分子反应 （C ）三分子反应 （D ）不能确定 2. 某反应进行完全的时间是有限的,且 0/t c k =,该反应级数为 ( D ) (A)一级 （B ）二级 (C)三级 (D)零级 3. 当某一反应物的初始浓度为时3 0.04mol dm -?，消耗一半所需时间为360s 。初始浓度为 3 0.024mol dm -?时，消耗一半需600s 。则反应 的级数为 ( C ) (A)零级 （B ）1.5级 (C)二级 (D)一 级 4．有一个起始物浓度相等的二级反应，当 反应物消耗1/3时的时间为10min ，若 再消耗1/3所需的时间为 ( C )
(A)10min （B ）20min (C)40min (D)50min 5*．某一级反应，反应物转化99.9%所需 的时间是半衰期的 ( C ) (A) 2倍 (B)5倍 (C)10倍 (D)20倍 说明：99.9% equals to 1023/1024, 1/2→ 3/4→7/8→……→1023/1024,要经历10个半 衰期。 6．某反应在起始物浓度下降一半时，其半 衰期也缩短一半，则该反应的级数为( D ) (A)一级 （B ）1.5级 (C)二级 (D)零 级 7．有一平行反应（1）1 k A B ?? →，（2）2K A D ??→，已知反应（1）的活化能大于反 应（2）的活化能，如下措施哪种不能改变 产物B 和D 的比例？ （ C ） (A)提高反应温度 （B ）加入合适催化 剂 (C)延长反应时间 (D)降低反应温度
5202 反应 2O 3→ 3O 2的速率方程为 - d[O 3]/d t = k [O 3]2[O 2]-1 ， 或者 d[O 2]/d t = k '[O 3]2[O 2]-1，则速率常数 k 和 k ' 的关系是： ( ) (A) 2k = 3k ' (B) k = k ' (C) 3k = 2k ' (D) -k /2 = k '/3 5203 气相反应 A + 2B ─→ 2C ，A 和 B 的初始压力分别为 p A 和 p B ，反应开始时 并无 C ，若 p 为体系的总压力，当时间为 t 时，A 的分压为： ( ) (A) p A - p B (B) p - 2p A (C) p - p B (D) 2(p - p A ) - p B 5204 对于反应 2NO 2= 2NO + O 2，当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时，其相互关系为：( ) (A) -2d[NO 2]/d t = 2d[NO]/d t = d[O 2]/d t (B) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = d ξ /d t (C) - d[NO 2]/d t = d[NO]/d t = d[O 2]/d t (D) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = 1/V d ξ /d t 5207 气相基元反应 2A k 1 B 在一恒容的容器中进行，p 0为 A 的初始压力, p t 为时间 t 时反应 体系总压，此反应速率方程 d p t / d t = 。 - k (2p t - p 0)2 5208 有一反应 mA → nB 是一简单反应，其动力学方程为 -d c A / d t = kc A m ， c A 的单位为 mol ·dm -3， 时间单位为 s ，则： (1) k 的单位为 ___________ mol 1- m ·dm 3( m -1)·s -1 (2) 以d c B /d t 表达的反应速率方程和题中给的速率方程关系为 B A A A 1d 1d 'd d m m c c k c k c n t m t m =-== 5209 反应 2N 2O 5─→ 4NO 2+ O 2 在328 K 时，O 2(g)的生成速率为0.75×10-4 mol ·dm -3·s -1。 如 其间任一中间物浓度极低, 难以测出, 则该反应的总包反应速率为 _______________mol ·dm -3·s -1, N 2O 5 之消耗速率为__________ mol ·dm -3·s -1，NO 2之生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1 。0.75×10-4, 1.50×10-4, 3.00×10-4 5210 O 3分解反应为 2O 3─→3O 2 ，在一定温度下, 2.0 dm 3容器中反应。实验测出O 3每秒消耗1.50× 10-2 mol, 则反应速率为_______________mol ·dm -3·s -1氧的生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1, d ξ /d t 为_______________ 0.75×10-2, 2.25×10-2, 1.50×10-2.。 5211 2A ＋B ＝2C 已知反应某一瞬间, r A ＝12.72 mol ·dm -3·h -1, 则 r B ＝ , r C ＝_____________r B ＝6.36 mol ·dm -3·h -1, r C ＝12.72mol ·dm -3·h -1 5212分别用反应物和生成物表示反应A ＋3B ＝2C 的反应速率, 并写出它们间关系为： 。 r A ＝13r B ＝12 r C 5222 有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的： ( ) (A) 基元反应的级数一定是整数 (B) 基元反应是“态－态”反应的统计平均结果 (C) 基元反应进行时无中间产物，一步完成 (D) 基元反应不一定符合质量作用定律 5223 400 K 时，某气相反应的速率常数k p = 10-3(kPa)-1·s -1，如速率常数用 k C 表示，则 k C 应为： (A) 3.326 (mol ·dm -3)-1·s -1 k C = k p (RT ) (B) 3.0×10-4 (mol ·dm -3)-1·s -1 (C) 3326 (mol ·dm -3)-1·s -1 (D) 3.0×10-7 (mol ·dm -3)-1·s -1 5224 如果反应 2A + B ＝ 2D 的速率可表示为：
反应动力学习题 一、判断题： 1、催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的热效应。.........................（） 2、质量作用定律适用于任何化学反应...............................................（） 3、反应速率常数取决于反应温度，与反应物、生成物的浓度无关。................（） 二、选择题： 1.若反应：A + B → C 对A 和B 来说都是一级的，下列叙述中正确的是....（）。 (A) 此反应为一级反应； (B) 两种反应物中，当其中任一种的浓度增大2 倍，都将使反应速率增大2 倍； (C) 两种反应物的浓度同时减半，则反应速率也将减半； (D) 该反应速率系数的单位为s-1。 2. 反应A + B → 3D 的E a ( 正) = m kJ·mol-1，E a ( 逆) = n kJ·mol-1，则反应的 △r H m = ............ （）。 (A) (m-n) kJ·mol-1；(B) (n-m) kJ·mol-1；(C) (m-3n) kJ·mol-1；(D) (3n-m) kJ·mol-1。 3. 下列关于催化剂的叙述中，错误的是................................................（ ）。 (A) 在几个反应中，某催化剂可选择地加快其中某一反应的反应速率； (B) 催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同； (C) 催化剂不能改变反应的始态和终态； (D) 催化剂可改变某一反应的正向与逆向的反应速率之比。 4. 当速率常数的单位为mol-1·dm3·s-1时，反应级数为.............................................（）（A）一级; （B）二级; （C）零级; （D）三级 5. 对于反应2A + 2B → C，下列所示的速率表达式正确的是.............................（） （A）⊿[A] ⊿t= 2 3 ⊿[B] ⊿t(B) ⊿[C] ⊿t= 1 3 ⊿[A] ⊿t (C) ⊿[C] ⊿t = 1 2 ⊿[B] ⊿t (D) ⊿[B] ⊿t = ⊿[A] ⊿t 6. 反应2A + B → D的有关实验数据在表中给出，此反应的速率常数k/mol-2·dm6·min-1约为...............................................................................................................................（）初始浓度最初速率 [A]/mol· dm-3 [B]/mol·dm-3v/mol·dm-3·min-1 0.05 0.05 4.2×10-2 0.10 0.05 8.4×10-2 0.10 0.10 3.4×10-1 (A) 3.4×102(B) 6.7×102(C) 3.4×103(D) 6.7×103 7. 催化剂是通过改变反应进行的历程来加速反应速率。这一历程影响.....................（） （A）增大碰撞频率; （B）降低活化能; （C）减小速率常数; （D）增大平衡常数值。
第六章 生物反应动力学基础（张婷婷） 请对发现的文字错误及格式等进行修订，同时对我蓝色标出的要求进行补充完善。。注意此章节中公式编辑器所编辑的公式均可正常显示并编辑，所以不用更改为word 格式。辛苦了，谢谢！孔秀琴 一、底物降解速率 底物降解速率即每天每公斤活性污泥能降解多少公斤的BOD 5,其单位为： d kgVSS kgBOD ?/5，是反映生物反应器处理能力的重要参数。生物反应系统中，反应器 容积等重要参数是根据系统的底物降解速率（污泥负荷）来确定的。底物降解速率的函数关系式如下： S k S v Xdt dS s +=max （6-1） 式中： Xdt dS —比降解速率，单位 d -1 m a x v —最大比底物降解速率，即单位微生物量利用底物的最大速率 K S —饱和常数 X —微生物浓度 S —底物浓度 环境工程中，一般S 较小，当S K S ≤≤时，分母略去S ，并令 2max k k s =υ，,即可得下式： S k Xdt dS 2= （6-2） 上式积分可得：错误！未找到引用源。 t X t S S ??-=2k 0e （6-3） 那么已降解的底物含量为： ）（t X k t S S S S ??-?=-=2e -100 （6-4） 式中：?S —降解的有机底物浓度
0S —初始的有机底物浓度 t S —t 时刻剩余的有机底物浓度 上式中，因一般生物系统活性污泥浓度x 为定值，所以可令12k X k =，同时把已降解的底物浓度用BOD t 浓度代替，初始底物浓度用BOD U 代替,，即得下式： )1(1t k u t e BOD BOD ?-= （6-5） 即得5日生化需氧量和总需氧量之间的换算关系式： （6-6） 因C o 20时，23.01 =k ，则可得到： u BOD BOD 68.05= 环境工程中，用污泥负荷来表示有机物（底物）的降解速率，是特定工艺处理能力的度量参数。在工程设计中，在确定生物反应器的容积及排泥量等关键数据时，污泥负荷是重要的设计参数，其值的选取直接关系到整个工程的造价。根据工程参数所确定的污泥负荷定义式如下： Xt S S XV S S Q N e e ) ()(00-=-= （6-7） 式中：N —污泥负荷，单位kg/kgVSS ﹒d V —反应器的有效容积，单位m 3 污泥负荷即底物比降解速率，其函数关系式也可写作 S k S k S N s 2max =+=υ （6-8） 二、微生物增殖 有机底物经过微生物降解作用后，其中一部分经氧化产能代谢为H 20和CO 2、小分子的有机物等，一部分则通过微生物合成作用转变为新的细胞物质，表现为微生物的增殖，同时微生物还通过内源呼吸作用而不断衰亡，表现为污泥的衰减。所以底物降解和微生物增殖之间存在着必然联系。生物反应系统需要根据微生物的增殖速率来确定泥龄、进而确定剩余污泥排放量等重要数据，所以其相互之间的关系可用下式表示： d K Xdt dS Y Xdt dX -= （6-9）
第六章 化学反应动力学 思考题解答 一、是非题（判断下列说法是否正确，并说明理由） 1. 错 2. 对 3. 错 4. 错 5. 错 6. 错 7. 对 8. 对 9.错 10. 对 二、选择题 1. B 2. A. 3. B. 4. D. 5 .C 6.D. 7. A. 8. B 9. B. 10. C. 习题解答 1.请根据质量作用定律，写出下列各基元反应或复合反应中 A d d c t 与各物质浓度的关系。 （1）2A + B 2P k ?? → （2）A + 2B P + 2S k ??→ （3）22A + M A M k ??→+ （4）2A B （5）2A 2B+D B+A 2D （6） 解： （1）2A A B d 2d c kc c t - = （2）2A A B d d c kc c t -=（3）2 A A M d 2d c kc c t -= （4）2A 2 B 1A d 2+2d c k c k c t -=- （5）222 A 1 B D 1A 2A B 2D d 2+2+d c k c c k c k c c k c t ---=-- （6）A 1A 2A 3C d d c k c k c k c t -=+- 2.某人工放射性元素放出α粒子，半衰期为15min 。试问多长时间后该试样能分解掉80%。 解：由题意得该反应为一级反应，符合一级反应的条件，则 11 2 ln 2 t k = 得 1k = ln 2 15 =0.0462mol -1 由积分定义式 1ln a k t a x =- 令 0.8x y a ==得 11ln 1k t y =- 则 t=34.84min k 1 k-1 k 1 k- k k
5202 反应 2O 3→ 3O 2的速率方程为 - d[O 3]/d t = k [O 3]2[O 2]-1 ， 或者 d[O 2]/d t = k '[O 3]2[O 2]-1，则速率常数 k 和 k ' 的关系是： ( ) (A) 2k = 3k ' (B) k = k ' (C) 3k = 2k ' (D) -k /2 = k '/3 5203 气相反应 A + 2B ─→ 2C ，A 和 B 的初始压力分别为 p A 和 p B ，反应开始时 并无 C ，若 p 为体系的总压力，当时间为 t 时，A 的分压为： ( ) (A) p A - p B (B) p - 2p A (C) p - p B (D) 2(p - p A ) - p B 5204 对于反应 2NO 2= 2NO + O 2，当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时，其相互关系为：( ) (A) -2d[NO 2]/d t = 2d[NO]/d t = d[O 2]/d t (B) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = d ξ /d t (C) - d[NO 2]/d t = d[NO]/d t = d[O 2]/d t (D) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = 1/V d ξ /d t 5207 气相基元反应 2A k 1 B 在一恒容的容器中进行，p 0为 A 的初始压力, p t 为时间 t 时反应 体系总压，此反应速率方程 d p t / d t = 。 - k (2p t - p 0)2 5208 有一反应 mA → nB 是一简单反应，其动力学方程为 -d c A / d t = kc A m ， c A 的单位为 mol ·dm -3， 时间单位为 s ，则： (1) k 的单位为 ___________ mol 1- m ·dm 3( m -1)·s -1 (2) 以d c B /d t 表达的反应速率方程和题中给的速率方程关系为 B A A A 1d 1d 'd d m m c c k c k c n t m t m =-== 5209 反应 2N 2O 5─→ 4NO 2+ O 2 在328 K 时，O 2(g)的生成速率为0.75×10-4 mol ·dm -3·s -1。 如其间任一中间物浓度极低, 难以测出, 则该反应的总包反应速率为 _______________mol ·dm -3·s -1, N 2O 5之消耗速率为__________ mol ·dm -3·s -1，NO 2之生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1 。0.75×10-4, 1.50×10-4, 3.00×10-4 5210 O 3分解反应为 2O 3─→3O 2 ，在一定温度下, 2.0 dm 3容器中反应。实验测出O 3每秒消耗1.50×10-2 mol, 则反应速率为_______________mol ·dm -3·s -1氧的生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1, d ξ /d t 为_______________ 0.75×10-2, 2.25×10-2, 1.50×10-2.。 5211 2A ＋B ＝2C 已知反应某一瞬间, r A ＝12.72 mol ·dm -3·h -1, 则 r B ＝ , r C ＝_____________r B ＝6.36 mol ·dm -3·h -1, r C ＝12.72mol ·dm -3·h -1 5212分别用反应物和生成物表示反应A ＋3B ＝2C 的反应速率, 并写出它们间关系为： 。r A ＝ 13r B ＝1 2 r C 5222 有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的： ( ) (A) 基元反应的级数一定是整数 (B) 基元反应是“态－态”反应的统计平均结果 (C) 基元反应进行时无中间产物，一步完成 (D) 基元反应不一定符合质量作用定律 5223 400 K 时，某气相反应的速率常数k p = 10-3(kPa)-1·s -1，如速率常数用 k C 表示，则 k C 应为： (A) 3.326 (mol ·dm -3)-1·s -1 k C = k p (RT ) (B) 3.0×10-4 (mol ·dm -3)-1·s -1 (C) 3326 (mol ·dm -3)-1·s -1 (D) 3.0×10-7 (mol ·dm -3)-1·s -1 5224 如果反应 2A + B ＝ 2D 的速率可表示为：
化学反应动力学 第二章习题 1、The first-order gas reaction SO 2Cl 2 → SO 2 + Cl 2 has k = 2.20 ? 10-5 s -1 at 593K, (1) What percent of a sample of SO 2Cl 2 would be decomposed by heating at 593K for 1 hour? (2) How long will it take for half the SO 2Cl 2 to decompose? 解：一级反应动力学方程为： t k e Cl SO Cl SO ?-?=ο][][2222 ? t k e Cl SO Cl SO ?-=ο ][] [2222 (1) 反应达1小时时：60 601020.222225][][???--=e Cl SO Cl SO ο =0.924=92.4% 已分解的百分数为：100%-92.4%=7.6% (2) 当 21][][2222=οCl SO Cl SO 时，7.315062 1 ln 1=-=k t s 5 21102.2693 .0-?= t = 31500 s = 8.75 hour 2、T-butyl bromide is converted into t-butyl alcohol in a solvent containing 90 percent acetone and 10 percent water. The reaction is given by (CH 3)3CBr + H 2O → (CH 3)3COH + HBr The following table gives the data for the concentration of t-utyl bromide versus time: T(min) 0 9 18 24 40 54 72 105 (CH 3)CBr (mol/L) 0.1056 0.0961 0.0856 0.0767 0.0645 0.0536 0.0432 0.0270 (1) What is the order of the reaction? (2) What is the rate constant of the reaction? (3) What is the half-life of the reaction? 解： (1) 设反应级数为 n ，则 n A k dt A d ][] [=- ? kt A A n n =---1 1][1][1ο 若 n=1，则 ] [][ln 1A A t k ο = t = 9 01047.00961.01056.0ln 91==k ， t = 18 01167.00856.01056 .0ln 181==k t = 24 01332.00767.01056.0ln 241== k ， t = 40 01232.00645 .01056.0ln 401==k t = 54 01256.0=k ， t = 72 01241.0=k ， t = 105 01299.0=k