第2章化学反应速率1.选择题（1）反应3H2(g)+N2(g)=2NH3(g）的△rHe<0,欲增大正反应速率，下列措施中无用的是（C）(A)增加 H2的分压(B)升温(C)减小NH3的分压(D)加正催化剂（2）已知化学反应2H2(g）+2NO(g)=2H2O(g）+N2(g)速率方程式为V=KPH2P2No.则该反应的级数为（C）(A)1(B) 2(C) 3(D) 4（3）A+B=C+D是吸热的可逆反应,其中正反应的活化能为Ea(正),逆反应的活化能为Ea(逆)，则下列表述正确的是（A）(A)Ea(正)>Ea(逆)(B) Ea(正)=Ea(逆)(D)无法确定(C)Ea(正)<Ea(逆)(4)般说温度升高，反应速率明显增加，主要原因在于（D一(A）反应物浓度增大(B)反应物压力增加(C)活化能降低(D）活化分子百分率增加)(5）对于一个确定的化学反应来说.下列说法正确的是（D（A）△rGm2越负，反应速率越快(B）△rHm2越负,反应速率越快(C）活化能越大，反应速率越快（D）活化能越小，反应速率越快（6）下列叙述正确的是（A）（A）非基元反应是由若干个基元反应组成的(B）凡速率方程中各物质浓度的指数等于反应式中其计量系数时，反应必为基元反应(C）反应级数等于反应物在方程式中计量系数之和(D）反应速率与反应物浓度成正比2.已知反应N204(g)=2NO2(g)在总压为101.3kPa和温度为325K时达平衡，N4O4(g)的转化率为50.2%。试求：（1）该反应的K；（2）相同温度、压力为5×101.3kPa时，N204(g)的平衡转化率α。解：(1)设反应起始时，n(N204)=1mol，N204(g)的平衡转化率为a.。2 NO2(g)N204(g)起始时物质的量nB/mol102a平衡时物质的量nB/mol1-a平衡总物质的量n总/mol1-a + 2a = 1+a平衡分压pB / kPa[(1-a)/(1+α) ]×101. 3[2a/(1+a)|×101. 3标准平衡常数 k9= [p(NO2)/p9P2 / [p(N204)/p9]4α22α101.3101.3101.3-α100]=1-α2× 100（1+αx100）/（1+α)x= 1.37(2)温度不变，K9 不变。14
第 2 章 化学反应速率 1. 选择题 （1） 反应 3H2(g) +N2(g) = 2NH3(g) 的△rHθ < 0 ,欲增大正反应速率, 下列措施中无用的是（ C ） (A) 增加 H2 的分压 (B)升温 (C) 减小 NH3 的分压 (D)加正催化剂 （2）已知化学反应 2H2(g) ＋2NO(g) = 2H2O(g) ＋ N2(g) 速率方程式为 V=KPH2P2NO. 则该反应的 级数为（ C ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 （3） A＋B =C＋D 则下列表述正确的是（ 是吸热的可逆反应,其中正反应的活化能为 Ea(正), 逆反应的活化能为 Ea(逆), A ） (A) Ea(正) > Ea(逆) (B) Ea(正) = Ea(逆) (C) Ea(正) <Ea(逆) (D) 无法确定 （4） 一般说温度升高,反应速率明显增加,主要原因在于（ D ） (A) 反应物浓度增大 (B) 反应物压力增加 (C) 活化能降低 (D) 活化分子百分率增加 （5） 对于一个确定的化学反应来说.下列说法正确的是（ D ） (A) △rGm θ 越负, 反应速率越快(B) △rHm θ 越负,反应速率越快 (C) 活化能越大, 反应速率越快 (D) 活化能越小, 反应速率越快（6） 下列叙述正确的是（ A ） (A) 非基元反应是由若干个基元反应组成的 (B) 凡速率方程中各物质浓度的指数等于反应式中其计量系数时,反应必为基元反应 (C) 反应级数等于反应物在方程式中计量系数之和 (D) 反应速率与反应物浓度成正比 2. 已知反应 N2O4(g) 2NO2(g)在总压为 101.3kPa 和温度为 325K 时达平衡，N4O4(g)的转化 率为 50.2％。试求： （1）该反应的 K θ ； （2）相同温度、压力为 5×101.3kPa 时，N2O4(g)的平衡转化率 α。 解：(1)设反应起始时，n(N2O4)＝1mol，N2O4 (g)的平衡转化率为 α。 N2O4(g) 2 NO2 (g) 起始时物质的量 nB/mol 1 0 平衡时物质的量 nB/mol 1－ α 2α 平衡总物质的量 n 总/mol 1－α ＋ 2α ＝ 1＋α 平衡分压 pB／kPa [ ( 1－α)/( 1＋α) ]×101.3 [2α/( 1＋α) ]×101.3 标准平衡常数 K Ө = [p(NO2)/p Ө] 2 / [p(N2O4)/p Ө] 2 101.3 2 1 − 101.3 4 2 101.3 = （ 1＋ 100 ）/[（ 1+ ） 100 ]＝ 1－ 2 100 = 1.37 (2)温度不变，K Ө 不变。 14
4α25x101.3KO=1.371001-α2解得α=0.251=25.1%计算结果表明：增加总压，平衡向气体计量数减少的方向移动。3.在298K时，测得反应2NO+O2>2NO2的反应速率及有关实验数据如下：初始浓度/mol-L-1初始速率/molL-1.s-1实验序号C(NO)c(02)1.6x10-210.0100.0103.2×10-220.0100.0206.4x10-20.0200.010求：（1）该反应的速率方程式和反应级数；（2）298.15K时的反应的速率常数。（3）c(NO)=0.030mol-L-l，c(O2)=0.020mol·L-l，298.15K时的反应速率。解：（1)设该反应的速率方程式为："-kc*(NO)c(02)根据表格的实验验数据有：(0.0203.2×10 -22/1:2得y=l(0.0101.6 ×10( 0.0206.4 ×10-2得 x=23/11.6 ×10-2(0.010故该反应的速率方程为：V=kc2(NO)c(O2)； 总反应级数为 3（2）将第1组数据代入速率方程，即有：k=1.6×104L2mor2.s-11.6x10-2= kx(0.010)2×0.010(3) v=kc2(NO)c(02)=1.6x104×(0.030)2x0.020 = 0.29mol-L-1.s-14.臭氧的热分解反应：203302的历程是：(1) 03 —02+0(快反应)(2) 0+03→202(慢反应)试证明：2(03)±(03)=k c(O2)dt证：因反应0为慢反应，故总反应速率由该反应控制。+03+202dc(o所以，=kic(0)c(0:)(1)dt又因为反应 03O2+0为快反应，故瞬间可达平衡：c(0)c(02)K.c(O, )(2)Kc即 c(O)=c(03 )c(02 )将（2）式代入（1）式有：dc(03)=kK (0)° c(02)dt15
K Ө = 42 5 101.3 = 1.37 1－ 2 100 解得 α = 0.251 = 25.1％ 计算结果表明：增加总压，平衡向气体计量数减少的方向移动。 3. 在 298K 时，测得反应 2NO+O2 2NO2 的反应速率及有关实验数据如下： 实验序号 初始浓度/mol·L-1 初始速率/ mol·L-1·s-1 c(NO) c(O2) 1 0.010 0.010 1.6×10-2 2 0.010 0.020 3.2×10-2 3 0.020 0.010 6.4×10-2 求：（1）该反应的速率方程式和反应级数； （2）298.15K 时的反应的速率常数。 （3）c(NO)＝0.030 mol·L-1，c(O2)＝0.020 mol·L-1，298.15K 时的反应速率。 解：（1）设该反应的速率方程式为：v=kcx (NO)c y (O2) 根据表格的实验验数据有： 0.020 y 3.2 10 −2 2/1： = = 2 得 y =1 0.010 1.6 10 −2 0.020 x = 6.4 10−2 3/1： = 4 得 x =2 0.010 1.6 10−2 故该反应的速率方程为：v=kc2 (NO)c(O2)； 总反应级数为 3 （2） 将第 1 组数据代入速率方程，即有： 1.6×10-2 = k×(0.010)2×0.010 k = 1.6×104L 2·mol-2·s-1 （3）v=kc2 (NO)c(O2) =1.6×104×(0.030)2×0.020 = 0.29mol·L-1·s-1 4. 臭氧的热分解反应：2O3 3O2 的历程是： （1）O3 O2+O (快反应) （2）O+O3→ 2O2 (慢反应) 试证明： dc ( O 3 ) c 2 ( O3 ) − dt = k c( O2 ) 证： 因反应 O + O3 →2O2 为慢反应，故总反应速率由该反应控制。 所以， − dc(O 3 ) = k1c(O)c(O3 ) dt 又因为反应 O3 O2+O 为快反应，故瞬间可达平衡： KC = c(O)c(O2 ) 即 c(O)= K c c(O3 ) c(O3 ) c(O2 ) 将（2）式代入（1）式有： − dc(O3 ) = k K c 2 (O3 ) c dt 1 c(O2 ) （1） （2） 15
如k-kiKcc (0)dc(o)dt =k c(02)>C，在1.20L溶液中，c(A)=4.0molL-l，c(B)=3.0molL-l时，v=4.20×105.某基元反应A+B--3molL-l.s-l，写出该反应的速率方程式，并计算其速率常数。解：=kc(A)c(B)4.20×10-3=kx4.0×3.0即有：k=3.5×10-L-morl.s-16.某人发烧至40℃时，体内某一酶催化反应的速率常数为正常体温(37℃)的1.25倍，求该酶催化反应的活化能。：In解：R.Tk1Ea =(RT,T, Jnk_8.314×310×313)im125=60. 0 Jmol:T2-Tiki313-3107.298K时，反应2N2O(g)→2N2(g)+O2(g)，△rHm9=-164.1kJmol-l，Ea=240kJmol。该反应用Cl2催化，催化反应的Ea140kJ·mol-l。催化后反应速率提高了多少倍？催化反应的逆反应活化能是多少？.Ea解：： k=AeRT(40-240)x103(Ea 2-Eat )k2= 3.4 x1017=e=e8.314x298RTRt:4,Hm=Ea(正)-Ea (逆)Ea (逆)= Ea (正)- 4rH m2=140- (-164.1)= 304.1kJ·mol-1
令 k=k1Kc 则 − dc(O ) = k c 2 (O ) 3 3 dt c(O2 ) 5. 某基元反应 A＋B C，在 1.20 L 溶液中，c(A)= 4.0 mol·L-1，c(B)= 3.0 mol·L-1 时，υ＝ 4.20×10 －3 mol·L-1·s-1，写出该反应的速率方程式，并计算其速率常数。 解： v=kc(A)c(B) ∵ 4.20×10-3= k×4.0×3.0 即有：k =3.5×10-4 L·mol-1·s-1 6. 某人发烧至 40℃时，体内某一酶催化反应的速率常数为正常体温(37℃)的 1.25 倍，求该酶催化 反应的活化能。 k 2 E a 1 1 解： ∵ ln = − k1 R T 1 T 2 ∴ Ea = ( RT 1 T 2 ) ln k 2 = 8.314( 310 313) ln1.25 = 60 .0 kJ·mol-1 T2 − T1k1313 − 310 7. 298K 时，反应 2N2O(g) 2N2(g)+O2(g), △rHm Ө＝－164.1 kJ·mol-1，Ea＝240 kJ·mol-1。该反应 用 Cl2 催化，催化反应的 Ea＝140 kJ·mol-1。催化后反应速率提高了多少倍？催化反应的逆反应活化能 是多少？ − Ea 解：∵ k= Ae RT k2 = e − (Ea 2 −Ea1 ) = e − (140−240)1 0 3 ∴ RT 8.314298 = 3.4 1017 k 1 ∵r H m = Ea (正)− Ea (逆) ∴ Ea (逆) = Ea (正)− r H m = 140 − (−164.1) = 304.1kJ·mol-1