第三章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡問(wèn)題詳解

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1.1精彩文檔第三章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡習(xí)題 3-1 什么是反應(yīng)的速率常數(shù)？它的大小與濃度、溫度、催化劑等因素有什么關(guān)系？ 答：反應(yīng)的速率大都可以表示為與反應(yīng)物濃度方次的乘積成正比：u=kc(A) -c(B)，式中比例常數(shù)k就是速率常數(shù)。速率常數(shù)在數(shù)值上等于反應(yīng)物濃度 均為 1 mol - L-1時(shí)的反應(yīng)速率。k的大小與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān)，改變溫度或使用催化劑會(huì)使速 率常數(shù)k的數(shù)值發(fā)生變化。習(xí)題 3-2 什么是活化能？答：Arrhenius 總結(jié)了大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)，提出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式：速率常數(shù)k的對(duì)數(shù)與 1/T有線形關(guān)系：In k壬丄C式中E就是活化能，它表示活化分子具有的最低能量與反應(yīng)分

2、R T子平均能量之差。習(xí)題 3-3 什么是催化劑？其特點(diǎn)有哪些？答：某些物質(zhì)可以改變化學(xué)反應(yīng)的速率，它們就是催化劑。催化劑參與反應(yīng)，改變反 應(yīng)歷程，降低反應(yīng)活化能。催化劑不改變反應(yīng)體系的熱力學(xué)狀態(tài)，使用催化劑同樣影響正、 逆反應(yīng)的速率。不影響化學(xué)平衡，只能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間。習(xí)題 3-4 NOCl 分解反應(yīng)為 2NOCP2NO+C2實(shí)驗(yàn)測(cè)得 NOCI 的濃度與時(shí)間的關(guān)系如下:t/s01020304050-1c (NOCl) /mol - L2.001.420.990.710.560.48求各時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)的平均速率；用作圖法求t=25s 時(shí)的瞬時(shí)速率。解：t=0-10s 時(shí)，.= =2.001.

3、42= o.o58mol - L-1- sAt 10習(xí)題 3-5 660K 時(shí)反應(yīng) 2NO+ 2NO , NO 和 Q 的初始濃度c(NO)和c(O2)及反應(yīng)的初始速率u的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):c(NO)/mol-L-1-1c(O2)/mol-L-1 -1u/mol-L-s0.100.100.0300.100.200.0600.200.200.240t=10-20s時(shí)，1.42-0.99V:0.043mol =t20-10t=20-30s時(shí)，V c0.99-0.71=0.028mol:t30 -20t=30-40s時(shí)，c0.71-0.56=0.015molt40 -30t=40-50s時(shí)，c0.56-0.

4、48=0.008mol-t5040-1-1-L-s-1-1-L- s-1-1-L- s-1-1-L- s作圖法略。實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1.1精彩文檔(1)寫出反應(yīng)的速率方程;(2) 求出反應(yīng)的級(jí)數(shù)和速率常數(shù)；(3)求c(NO)=c(02)= 0.15mol L-1時(shí)的反應(yīng)速率。解：(1)設(shè)反應(yīng)的速率方程為u= k-c(NO) c(O2),將數(shù)據(jù)代入得：0.030=k0.100.100.060= k0.100.200.240= k0.200.20/得=1/得=22反應(yīng)的速率方程為u= kc(NO)C(O2)(2)反應(yīng)的級(jí)數(shù)為=3 速率常數(shù)k= 30.0 (mol L-1)-2s-1-1-1(3)u= 0

5、.101 mol L s習(xí)題 3-6 某反應(yīng) 25C時(shí)速率常數(shù)為 1.3x10-3s-1,35C時(shí)為 3.6x10-3s-1。根據(jù) van Hoff規(guī)則，估算該反應(yīng) 55C時(shí)的速率常數(shù)。解：k(35C)/k(25C) = 2.772k(55C)/k(35C)=k(55C)=2乂k(35C) =2.77 ce】lp(O2)/ pec Hb O2/cep(CO)/ pe10.1c Hb O2/ceJp(O2)/ pe11 21 1032100.9c Hb O2/ceHp(CO)/pe H9p CO一使血液中 10%紅血球(Hb Q)變?yōu)?HbCO 所需 CO 的分壓p(CO) = 11.11 kP

6、a習(xí)題 3-15 計(jì)算反應(yīng) CO+3H? CH+HO 在 298K 和 500K 時(shí)的疋值(注意：298K 和 500K 時(shí)水的聚集狀態(tài)不同，利用AfHm,S*計(jì)算)o解:298K 時(shí)CO (g) + 3H2(g)? CH4(g) + H2O(I).fHm-1/ kJ mol-110.530-74.81-285.84sm/J-1 -1 K mol197.56130.57186.1569.94Her m=-250.12 kJ-1mole-1-1ArSm= -133.18 J K molArGm = dHm TArSm= -150.83 kJ mol-1：rG* = -RTn K2 -8.3142

7、98lnKK(298K)= 2.751026p(NO)二0.564100 = 44kPa1.282(3)實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1.1精彩文檔500K 時(shí) CO(g) + 3H2(g)? CH4(g) + H2O (g)實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1.1精彩文檔1AH*/ kJ mol -110.530-74.81-241.82-1 -1Sm/ J K mol 197.56130.57186.15188.72爲(wèi)H；-1=-206.1 kJ mol.-：rSm-1I-1=-214.4 J K mol.-：rGm=；：rHm- T =Sn = -98.9 kJmol：rGm=-RTn 心-8.314500lnKK-(500K

8、) = 2.1510習(xí)題 3-16 反應(yīng) Hb(g)+I2(g) ? 2HI(g)在 713K 時(shí)K = 49，若698K 時(shí)的K = 54.3(1)上述反應(yīng)AH；為多少？( 698713K 溫度范圍內(nèi))，上述反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，還是放 熱反應(yīng)？(2) 計(jì)算 713K 時(shí)反應(yīng)的,rGo(3)當(dāng) H2,I2,HI 的分壓分別為 100 kPa,100 kPa 和 50 kPa 時(shí)計(jì)算 713K 時(shí)反應(yīng)的 ArG；。解: (1) ln 勒止丄一丄K?R E % 丿ln54.3 = AH； 1 _ 1 49 一 &314698 一 7134Hm= -28.34 kJ mol-1故為放熱反應(yīng)ArG

9、m=-RH nK?=-8.314 0.713l n49=-23.07kJ mol-1&Gm =ArG；+ RTl nQ(50/100)2(100/100) (100/100)31.29kJ mol-1習(xí)題 3-17 已知水在 373K 時(shí)氣化焓為 40.60 kJ -mol-，若壓力鍋內(nèi)壓力最高可達(dá)150 kPa,求此時(shí)鍋內(nèi)的溫度。3/、15040.60漢10311In =-1008.314 J2373丿T2=385K(2)713K= 23.07 1038.314 713ln解:lnP2=-vapHP1R丄_丄丁 2T1)實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1.1精彩文檔習(xí)題 3-18 The rate co

10、nstant for the reaction of oxygen atoms with aromatic711711hydrocarbo ns was 3.03x10 molL - s at 341.2K, and 6.91x10 molLs at 392.2K.Calculate the activatio n en ergy of this reacti on.實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1.1精彩文檔解：|g =Ea(T2TJk12.303R T1T2,6.91 107Ea(392.2 -341.2)lg73.03 102.303 8.314 341.2 392.2Ea= 42.2kJ mol習(xí)題 3-19 The sta ndard equilibriumcon sta nt of a react ionwasK1=32 at 25CandK2=50 at 37 C . CalculateArGm,ArHmandArSmof this reaction at 25C (ArHmwascon sidered a con sta nt in this rage of tempe