第三章 化学反应速率和化学平衡答案

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1、第三章化学反应速率和化学平衡习题3-1什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？答：反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比：υ=k·ca(A)·cb(B)，式中比例常数k就是速率常数。速率常数在数值上等于反应物浓度均为1mol·L-1时的反应速率。k的大小与反应物浓度无关，改变温度或使用催化剂会使速率常数k的数值发生变化。习题3-2什么是活化能？答：Arrhenius总结了大量实验事实，提出一个经验公式：速率常数k的对数与1/T有线形关系：　式中Ea就是活化能，它表

2、示活化分子具有的最低能量与反应分子平均能量之差。习题3-3什么是催化剂？其特点有哪些？答：某些物质可以改变化学反应的速率，它们就是催化剂。催化剂参与反应，改变反应历程，降低反应活化能。催化剂不改变反应体系的热力学状态，使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。不影响化学平衡，只能缩短达到平衡的时间。习题3-4NOCl分解反应为2NOCl→2NO+Cl2实验测得NOCl的浓度与时间的关系如下：t/s01020304050c（NOCl）/mol·L-12.001.420.990.710.560.48求各时间段内反应

3、的平均速率；用作图法求t=25s时的瞬时速率。解：t=0-10s时，=0.058mol·L-1·s-1t=10-20s时，=0.043mol·L-1·s-1t=20-30s时，=0.028mol·L-1·s-1t=30-40s时，=0.015mol·L-1·s-1t=40-50s时，=0.008mol·L-1·s-1作图法略。习题3-5660K时反应2NO+O2→2NO2，NO和O2的初始浓度c(NO)和c(O2)及反应的初始速率υ的实验数据：c(NO)/mol·L-1c(O2)/mol·L-1υ/mol

4、·L-1·s-10.100.100.0300.100.200.0600.200.200.240（1）写出反应的速率方程；（2）求出反应的级数和速率常数；（3）求c(NO)=c(O2)=0.15mol·L-1时的反应速率。解：　(1)设反应的速率方程为υ=k·ca(NO)·cb(O2),将数据代入得：　0.030=k´0.10´0.10b　　　①　　　　　　　　　　0.060=k´0.10´0.20b　　　②　　　　　　　　　　0.240=k´0.20´0.20b　　　③②／①　得　b=1③／②　得　a=2

5、∴　反应的速率方程为υ=kc２(NO)c(O2)（2）反应的级数为a+b＝3　速率常数k=30.0(mol·L-1)-2·s-1（3）υ=0.101mol·L-1·s-1习题3-6某反应25℃时速率常数为1.3×10-3s-1，35℃时为3.6×10-3s-1。根据van’tHoff规则，估算该反应55℃时的速率常数。解：k(35℃)/k(25℃)=g=2.77k(55℃)/k(35℃)=g2k(55℃)=g2´k(35℃)=2.772´3.6´10-3=27.6´10-3s-1习题3-7求反应C2H5B

6、r→C2H4+HBr在700K时的速率常数。已知该反应活化能为225kJ·mol-1，650K时k=2.0×10-3s-1。解：设700K(T2)时的速率常数为k2,650K(T1)时的速率常数为k1。根据Arrhenius公式习题3-8反应C2H4+H2→C2H6在300K时k1=1.3×10-3mol·L-1·s-1，400K时k2=4.5×10-3mol·L-1·s-1，求该反应的活化能Ea。解：根据Arrhenius公式习题3-9某反应活化能为180kJ·mol-1，800K时反应速率常数为k1，

7、求k2＝2k1时的反应温度。解：k2=2k1时的反应温度T2=821K习题3-10写出下列反应的标准平衡常数表示式解：（1）（2）（3）习题3-11已知在某温度时（1）2CO2(g)ᆖ2CO(g)+O2(g)=A（2）SnO2(s)+2CO(g)ᆖSn(s)+2CO2(g)=B,则同一温度下的反应（3）SnO2(s)〓Sn(s)+O2(g)的应为多少？解：（3）=（1）+（2）=·=AB习题3-12在1273K时反应：FeO(s)+CO(g)ᆖFe(s)+CO2(g)的Kθ=0.5，若CO和CO2的初始分

8、压分别为500kPa和100kPa，问：（1）反应物CO及产物CO2的平衡分压为多少？（2）平衡时CO的转化率是多少？（3）若增加FeO的量，对平衡有没有影响？解:(1)FeO(s)+CO(g)ᆖFe(s)+CO2(g)起始时刻p/Pa500100平衡时刻p/Pa500-x100+xx=100kPaCO的平衡分压为400kPa,CO2的平衡分压为200kPa.(2)平衡时CO的转化率a==20%(3)增加FeO的量，对平衡有没