2025年大学《化学》专业题库—— 光化学反应机理与动力学.docxVIP

2025年大学《化学》专业题库——光化学反应机理与动力学

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题只有一个选项符合题意。）

1.在紫外-可见光区域，下列哪种分子结构通常不表现出光吸收？A.含有π→π*跃迁的共轭体系B.含有n→π*跃迁的体系C.具有d-d跃迁的金属配合物D.简单的sp3杂化碳氢化合物

2.光化学第一定律的内容是：A.光照强度越大，反应速率越快B.只有被分子吸收的光子才能引发光化学反应C.光化学反应遵循热力学定律D.所有物质都能吸收可见光

3.比尔定律（光化学第二定律）通常适用于：A.所有光化学反应B.所有热化学反应C.单色光照射下的光化学反应D.有催化剂参与的光化学反应

4.某光敏剂M在吸收光后，将其能量传递给底物S，使S激发，该过程称为：A.感应光效应B.光致变色C.光敏化作用D.光分解

5.对于一级光化学反应，其量子产率φ与反应速率常数k的关系是：A.φ=kB.φ=1/kC.φ=2kD.φ=k/2

6.光化学反应中，涉及活性中间体生成、消耗和转化的反应步骤称为：A.直链步骤B.链终止步骤C.链转移步骤D.光吸收步骤

7.在典型的支链光化学反应机理中，哪个步骤通常释放能量，使反应链得以持续？A.活性物种的生成B.活性物种的消耗C.噪声分子的产生D.链转移步骤

8.若一个光化学反应的量子产率φ小于1，则意味着：A.反应历程复杂B.有副反应发生C.分子未吸收光子D.激发态寿命极短

9.测定量子产率φ的相对法中，需要使用已知量子产率的物质作为：A.起始反应物B.惰性添加剂C.标准物质D.催化剂

10.影响光化学反应量子产率φ的主要因素之一是：A.反应物浓度B.溶剂极性C.温度D.反应压力

二、填空题（每空2分，共20分。）

1.激发态分子主要通过______、______和______三种主要途径去活化。

2.光化学反应动力学研究的是反应物浓度或产物浓度随______的变化规律。

3.描述光吸收程度的最常用参数是______，其定义为吸光物质浓度、光程长度和______的乘积。

4.对于一个吸收系数为ε、浓度为C、光程为b、光强为I?的物质，其透射率T与吸光度A的关系为______，与光强I?与I的关系为______。

5.在光催化反应中，催化剂通常以______形态存在，并参与反应循环。

三、简答题（每小题5分，共20分。）

1.简述光化学第二定律（比尔定律）的内容及其适用条件。

2.什么是光敏化作用？请简述其基本过程。

3.写出光化学反应中常见的三种链式反应机理类型，并简要说明其特点。

4.列举至少三个影响光化学反应量子产率φ的因素，并简述其影响机制。

四、机理推导与分析题（每小题10分，共30分。）

1.某光化学反应涉及以下基元步骤（单位时间单位浓度）：

(1)A+hv→A*

(2)A*+B→P+X

(3)X+A→2Y

其中，(1)为光吸收步骤，(2)、(3)为链传播步骤。请推导该反应的总速率方程（假设A*的初始速率由步骤(1)决定，且A和B的初始浓度分别为[A]?和[B]?）。

2.已知某光敏化反应机理的一部分如下：

(1)M+hv→M*

(2)M*+S→P+M

(3)M*+Q→R+M（Q为杂质或溶剂分子）

假设M*的生成速率为I?εbC_M/hc，其中I?为入射光强，ε为M的吸光系数，b为光程，C_M为M的浓度，h为普朗克常数，c为光速。请分析M*的消耗途径及其对量子产率φ的影响。若杂质Q大量存在，对反应有何影响？

3.对于一个简单的直链光化学反应，机理如下：

(1)A+hv→A*

(2)A*+A→P+A*

(3)A*+B→P+B*

请写出A*和P的积分速率方程，并说明各步速率常数与总速率的关系。

五、计算题（每小题10分，共20分。）

1.在某实验中，测定了某光敏化反应的量子产率φ=0.6。已知在该条件下，入射单色光的光强为5×10?photons/cm2/s，光敏剂M的吸光系数ε=5000L/(mol·cm)，光程b=1cm，反应溶液中M的初始浓度为0.01mol/L。请计算：

a.M吸收的光子通量（单位时间单位面积或单位体积的光子数）。

b.如果该反应为单