第三章化学反应速率和化学平衡答案.docx

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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·c(A)·c(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-1为1mol·L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Ea1E就是活化能，它表示活化分子具有的最低能量与反应

2、分线形关系：lnkC式中aRT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求各时间段内反应的平均速率；用作

3、图法求t=25s时的瞬时速率。解：t=0-10s时，c2.001.42-1-1t=0.058mol·L·s10t=10-20s时，c1.420.99-1·s-1t20=0.043mol·L10t=20-30s时，c0.990.71-1·s-1t30=0.028mol·L20t=30-40s时，c0.710.56t4030-1·s-1=0.015mol·Lt=40-50s时，c0.560.48t5040-1·s-1=0.008mol·L作图法略。习题3-5660K时反应2NO+O2→2NO，NO和O2的初始浓度c

4、(NO)和c(O2)及反应的初始速率υ的实验数据：-1-1-1-1c(NO)/mol·Lc(O2)/mol·Lυ/mol·L·s0.100.100.0300.100.200.0600.200.200.240（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·c(NO)·c(O2),将数据代入得：0.030=k0.100.10①0.060=k0.100.20②0.240=k0.200.20③②／①得=1③／②得=

5、2∴反应的速率方程为υ=kc２(NO)c(O2)（2）反应的级数为＝3速率常数k=30.0(mol·L-1)-2·s-1（3）υ=0.101-1-1mol·L·s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℃)==2.77k(55℃)/k(35℃)=2k(55℃)=22-3-3-1′k(35℃)=2.77′3.6′10=27.6′10s习题3-7求反应C2H5Br→CH+HBr在700K时

6、的速率常数。已知该反应活化能为22524kJ·mol-1，650K时k=2.0×10-3s-1。解：设700K(2)时的速率常数为k2,650K(1)时的速率常数为k1。根据Arrhenius公式TTk2EaT2T11g2.303RT2T1k1lgk2225103(700650)2.01032.3038.314700650k23.9102S1习题3-8反应C2H4+H2→C2H6在300K时k1=1.3×10-3-1-1=4.5×10-3mol·L·s，400K时k2-1-1a。mol·L·s，求该反应的活化能E解：根

7、据Arrhenius公式lgk2Ea(T2T1)k12.303RT1T24.510lg1.3103Ea(400300)32.3038.314300400Ea12.4kJmol-1习题3-9某反应活化能为180kJ·mol-1，800K时反应速率常数为k1，求k2＝2k1时的反应温度。解：lgk2lg2k1lg2180103(T2800)k1k12.3038.314800T2k2=2k时的反应温度T=821K12习题3-10写出下列反应的标准平衡常数表示式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)CH4(g)+2O2(g

8、)=CO2(g)+2H2O(l)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)解：（1）Kθp(NH3)/pθ3p(N2)/pθp(H2)/pθθp(CO2)/pθ2（2）Kθθ2p(CH4)/pp(O2)/p（3）Kθp(CO2)/pθ习题3-11已知在某温度时（1）2CO(g)?2CO(g)+O2(g)K1θ=A（2）SnO(s