结构工程师普通化学:化学动力学初步练习题
3.1 在高空中的冰晶会催化臭氧分解,造成臭氧层空洞。这是均相还是异相催化反应的实例?试解释它。
3.2 硫化氢(H2S)是工业废水常见污染物。一个除去H2S的常用方法是用氯水处理废水,这时发生如下化学反应:
H2S(aq) + Cl2(aq) = S(s) + 2H+(aq) + 2Cl-(aq)
如果每个反应物的反应级数都是一级,而且
3.3 许多金属催化剂,特别是贵金属催化剂,经常要沉积在高比表面(比表面:单位质量物质的表面积)的物质(如矾土,Al2O3,或硅胶,SiO2)上形成很薄的一层薄膜。为什么这样做可以提高催化剂的效率?
3.4 在催化剂存在下,D2与乙烯(C2H4)反应,得到CH2D-CH2D。(氘,D,氢的质量为2的同位素)。但是很少有两个氘同时连到一个碳上,如CH3-CHD2。按照反应进行的顺序解释上述结果。
3.5 在没有催化剂的情况下,某反应的活化能为85 kJ/mol。加入催化剂后,反应的活化能下降到55 kJ/mol。若碰撞因子保持不变,在下面两个温度下,催化剂可以使反应的速率分别提高多少倍?
(a)
3.6 脱氧核糖核酸(DNA)是生物遗传信息的基本载体。DNA的双螺旋链打开时就会失去活性,这个过程是一个活化能约为400kJ/mol的一级反应。在
3.7 碘离子催化过氧化氢的分解。据认为这个催化反应具有如下两步机理:
H2O2(aq) + I-(aq) = H2O(l) + IO-(aq)
IO-(aq) + H2O2(aq) = H2O(l) + O2(g) + I-(aq)
(a) 若第一步反应为决速步骤,请写出整个反应的速率公式;
(b) 写出总反应方程式;
(c) 指出反应的中间体(如果有的话)。
3.8 酶与其它催化剂不同,它的催化性能对于温度非常敏感。酶活性与温度的关系为一个典型的抛物线型,即存在一个最大值(与最佳温度对映)。在较低温度时,酶的活性通常随温度上升而增加,在达到最大值后开始随温度上升而下降。请解释酶的这种性质。(提示:酶的形状是由分子间作用力维持的)
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