2022年《化学反应的速率和限度》习题答案.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载3-1 判定题（1）化学反应速率方程式是质量作用定律的数学表达式；答：错误,对基元反应来说的确如此, 但是对于复杂反应来说化学反应速率方程 式并不是质量作用定律的数学表达式；（2）反应级数等于反应方程式中各反应物的计量数之和；答：错误,反应级数等于反应速率方程式中各反应物的计量数之和,对复杂反应 来说,反应速率方程式中各反应物的计量数并不等于反应方程式中各反应物的计 量数；（3）降低 CO 2 的分压,可使反应 Ca CO 3s 增加；Ca Os+ CO 2g的正反应速率答：错误,降低

2、CO2的分压只能导致正反应转化率的增加,而无法转变反应的 速率；（4）上升温度对吸热反应的速率增加较快,对放热反应的速率增加较慢；答：错误,上升温度对反应速率的影响取决于反应的活化能和初始温度,与吸热 仍是放热无关；（5）催化剂能使正、逆反应速率同时增加,且增加的倍数相同；答：正确；（6）催化剂既可以加快反应速率,又可以提高反应物的转化率；答：错误：催化剂只能加快反应速率,不能提高反应物的转化率；（7）浓度、压力的转变使化学平稳发生移动的缘由是转变了反应商 的转变使化学平稳发生移动的缘由是引起 K 值发生了变化；Q 值；温度答：正确；（8）活化能高的反应其反应速率很低,且达到平稳时其K 值也肯

3、定很小；答：错误,平稳常数与活化能无关；（9）由于rG =-RTInK ,所以一个反应各物质都处于标准状态时,也是平稳状态；答：错误,平稳状态取决于反应自身,而不是反应物的状态；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载a+b,就此反应一（10）对反应 aAg+bBg=dDg+eEg,反应总级数为 定是简洁反应；答：错误,比如：由于多步反应的反应级数等于各部反应级数的乘积,对于包含一

4、个一级基元反应和一个反应级数为a+b 的反应而言,总反应级数仍旧是a+b；3-2 挑选题（1）对反应 2SO2g+ O2g 的是（ ）；2SO3g,以下几种速率表达式之间关系正确dc SO2dc O2dc SO2dc SO3dtdtdt2dtdc SO3dc O2dc SO2dc O22dtdt2 dtdt（2）由试验测定,反应H 2g+Cl2g=2H Clg 的速率方程为：v = k c H2 c Cl2,在其它条件不变的情形下,将每一反应物浓度加倍,此时 反应速率为（ ）；2 v 4 v 2.8 v 2. 5 v （3）测得某反应的正反应活化能-1,此反应的反应热为（ ）；Ea=70 kJ

5、 mol -1,逆反应活化能 Ea=20 kJ mol 50 kJmol -1 -50 kJ mol -1 90 kJ mol -1 -45 kJmol -1 第 2 页,共 14 页 - - - - - - - - - （4）在 298K 时,反应 2H2O2 = 2H 2O+ O 2,未加催化剂前活化能 Ea=71 kJ mol-1,加入 Fe 3+作催化剂后,活化能降至 42 kJmol -1,加入催化剂后反应速率为原先的（ ）倍；29 1 10 3 1.2 10 5 5 10 2（5）某反应的速率常数为2.15 L 2 mol -2 min -1,该反应为（ ）；零级反应一级反应三级反

6、应二级反应（6）已知反应 2NOg+Cl 2g=2NOClg ,其速率方程为 V=k c 2 NO c Cl 2故此反应（ ）；肯定是复杂反应肯定是基元反应无法判定细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载（7）已知反应 N2g+O2g= 2NO g rH 0,当上升温度时, K （）；减小 增大 不变 无法判定（8）已知反应 2SO2g+O2g= 2SO3g,平稳常数为 K ,反应 SO2g+ O2g= SO3g平稳常数为 K ；K 和 K

7、的关系为（ ）； K 1 K 2 K 1 K 2 K 2 K 1 2 K 1 K 2（9）反应 2MnO +5C 2O +16H += 2Mn 2+10CO2+8H 2O rH m0,欲使KMnO 4 褪色加快,可实行的措施是（）；升温 降温 加酸 增加 C2O 浓度（10）设有可逆反应 Ag+2Bg= Dg+Eg , rH 0,提高 A 和 B 转化率应实行的措施是（ ）；高温低压高温高压低温低压低温高压3-3 填空题（1）已知反应： 2 NOg+2H 2g= N2g+ 2H2Og的反应历程为2 NOg+H 2gN2g+ H2O2g （慢反应）H 2O2g+ H2g2H 2Og （快反应）就

8、此反应称为 _复杂_反应；此两步反应均称为 _基元 _反应,而反应称为总反应的 _定速步骤 _,总反应的速率方程式为 v =_kc 2NOcH 2_,此反应为 _3_级反应；（2）已知基元反应 COg+ NO 2g= CO 2g+ NOg,该反应的速率方程式为 v =_kcCOcNO 2；此速率方程为 _质量作用 _定律的数学表达式,此反应对NO 2 是_1_级反应,总反应是 _2_级反应；（3）催化剂加快反应速率主要是由于催化剂参加了反应,_转变 _反应途径, 降低_了活化能；（4）增加反应物浓度,反应速率加快的主要缘由是_单位体积内活化分子总数增加,提高温度,反应速率加快的主要缘由是_活化

9、分子分数 _增加； 第 3 页,共 14 页 - - - - - - - - - （5）增加反应物浓度或降低生成物浓度,Q_K ,所以平稳向逆反应方向移动；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载（6）对于一气相反应,当n_=_0 时,增加压力时,平稳不移动；当n_0 时,增加压力时,平稳向逆反应方向移动；（7）在气相平稳 PCl5g= PCl 3g+ Cl2g系统中,假如保持温度、 体积不变,充入惰性气体,平稳将 _不_移动；假如保持温度、

10、压力不变,充入惰性气体,平稳将 _正方向 _移动；（8）化学平稳状态的主要特点是 _体系各物质的浓度不再随时间的变化而变化_,浓度、压力可使平稳发生移动,但 K 值_不变 _,温度转变平稳发生移动,此时 K 值_转变 _；（9）某化学反应在 298 K 时的速率常数为 1.1 10-4s-1,在 323K 时的速率常数为 5.5 10-2s-1；就该反应的活化能是 _199.0kJ/mol_,303K 时的速率常数为_4.1x10-4s-1_；3-4 AgBg为二级反应；当 A 的浓度为 0.050 mol1.2 molL-1min -1；（1）写出该反应的速率方程；（L-1 时,其反应速率为

11、2）运算速率常数；（ 3）在温度不变时,欲使反应速率加倍,A 的浓度应为多大？解：1 依据题意,本反应的速率方程为：v=kc速率常数, cA表示反应物 A 的浓度；2 依据（ 1）所得速率方程可知：2A ,其中,v 表示反应速度, k 表示k=v/ c2A=1.2/0.0502=4.8x10 2Lmol-1min-1 3 依据（ 1）所得速率方程可知：cv12.410 .071 molL122k4803-5 在 1073K 时,测得反应 2 NOg+2H 2g= N 2g+ 2H2Og的反应物的初 始浓度和 N2的生成速率如下表细心整理归纳 精选学习资料 试验序号初始浓度 / mol L-1c

12、H2 -3 6.00 10-3 6.00 10-3 3.00 10-3 1.92 10-3 0.48 10-3 0.96 10 第 4 页,共 14 页 cNO -3 2.00 10-3 1.00 10-3 2.00 101 2 3 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载（1）写出该反应的速率方程并指出反应级数；（速率常数；（ 3）当 c NO= 4.00 10-3 molL时,运算该反应在 1073K 时的反应速率；解：1 解法

13、 1：2）运算该反应在 1073K 时的-1,c H2= 4.00 10-3 mol L-1依据题意,可设速率方程为： v=kc xNOc yH2,将试验数据代入方程可得三个方程：3 3 x 3 y1 . 92 10 k 2 . 00 10 6 . 00 10 13 3 x 3 y0 . 48 10 k 1 . 00 10 6 . 00 10 23 3 x 3 y0 . 96 10 k 2 . 00 10 3 . 00 10 31/2得：2 x=4,所以 x=2；1/3得：2 y=2,所以 y=1；因此,本反应的速率方程为：v=kc 2NOc 1H 2,反应级数为 3；解法 2：由试验数据 1

14、 和 3 可知,假如 cNO 不变, cH2变为两倍,就反应速率增加为原先的两倍,可知反应速率同 cH2成正比；又由由试验数据 1 和 2 可知,假如 cH2不变,cNO变为两倍,就反应速率增加为原先的四倍,可知反应速率同cNO的平方成正比；因此,反应速率方程为：v=kc2NOc1H2,反应级数为 3；2 依据 1的结果,可知：kc2NOvcH22.01.9210.31038.00104L2mol2s11032603 依据 1的结果,可知：vk2 cNO3cH21.8004 104 . 001032.400103 第 5 页,共 14 页 细心整理归纳 精选学习资料 .5 1210molS1L

15、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载3-6 已知反应 N2O5g= N 2O4g+ O2g在 298K 时的速率常数为 3.46 10 5s-1在 338K 时的速率常数为 4.87 10 7s-1,求该反应的活化能和反应在 318K 时的速率常数；解：活化能的运算： 依据阿伦尼乌斯公式可知：lgk298EaR298338Ea2. 303R298338lgk298（1）k3382.303298338298338k338lgk2

16、98EaR298318（2）k2. 303298318318由（ 1）知：Ea1lgk29822. 303R298338298338k338298338lg3.461052.3038. 314.487107298338. 0410kJ/mol因此,反应在 318K 时的活化能为 1.04x10 2 KJ/mol 速率常数的运算：将（ 1）代入（ 2）可知：lgk298298338298298k318lgk298k318298338298318k338k318298k318 318lg29833829810298338298k338分别代入数据可得：K318=4.75x10 6 s-1因此,反应

17、在 318K 时的速率常数为 4.75x10 6 s-1细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载3-7 已知反应 2H2O2= 2 H 2O+O 2的活化能 Ea 为 71 kJ mol -1,在过氧化氢酶的催化下,活化能降为 8.4 kJmol -1；试运算 298 K 时在酶催化下, H 2O2分解速率为原先的多少倍？解：设催化剂作用前后的活化能分别为Ea1,Ea2,其分解速

18、率常数分别为k1 和k2,由于对同一个反应来说,其反应速率的比等于反应速率常数的比,就：k210Ea1Ea210.2718. 41039 .3610 102. 303RT3038. 314298k1因此 298 K 时在酶催化下, H2O2 分解速率为原先的9.36x10 10倍；3-8 在 301 K 时,鲜奶大约 4h 变酸,但在 278 K 的冰箱中可保持 应速率与变酸的时间成反比,求牛奶变酸的活化能；48h,假定反解：依据阿伦尼乌斯公式：lgk3012EaR301278Ea2.303R301278lgk301（1）k278. 303301278301278k278又由于反应速率与变酸时

19、间成反比,所以：k301t2784812（2）kt4278301综合两式可知：301 278 k 301 301 278E a 2 . 303 R lg 2 . 303 8 . 314 lg 12301 278 k 278 301 27875 . 18 kJ / mol3-9 在 791 K 时反应 CH 3CHO = CH 4 +CO 的活化能为 190 kJ mol -1,加入I 2作催化剂约使反应速率增大 4 10 3 倍,运算该反应有 I 2存在时反应的活化能；解：设有 I 2前后活化能分别为 公式可知：Ea1 和 Ea2,速率分别为 k1 和 k2,就依据阿伦尼乌斯细心整理归纳 精选

20、学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -k2Ea 1Ea2Ea 2Ea1优秀学习资料欢迎下载RTInk2eRTk1k1因此：Ea21901038.314791In41031.35102kJ/mol- lO-+Cl-各反3-10 次氯酸根和碘离子在碱性介质中发生下述反应：ClO-+I应历程是（ 1）ClO-+ H 2O = HClO+ OH-（快反应）（2）I-+ HClOHIO+ Cl-（慢反应）（3）HIO + OH

21、-H 2O+ IO- （快反应）试证明：v =k c I- c ClO- c-1OH- 证明：设 K 1 为反应历程 1 的平稳常数, k2 为反应历程 2 的反应速率常数；由反应历程（ 1）可知：K1cHClOcOHcHClOK1c ClOc ClOc OH由于反应历程（ 2）是本反应的定速步骤,可知：v= k2 c I- c HClO =k 2 c I-K 1 c ClO- c-1OH- 令 k=k2K1,得：v= k c I- c ClO- c-1OH- 证毕；3-11 臭氧的热分解反应： 2 O3 3 O2 的机理是：（1）O3 = O 2+ O （快反应）（2）O+ O 3 = 2

22、O 2 （慢反应）细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -试证明： -dC O 3/dt = kC优秀学习资料欢迎下载 2O3 / CO 2 证明：依据题意可知,反应（ 2）为总反应的定速步骤,就总反应速度为：vdcO3kc Oc O3（1）dt又由反应（ 1）可知该反应的平稳常数为：KcO2OcOcOKcO3（2）c3cO2将公式（ 2）代入公式（ 1）可得：vkkc Oc O3kKcO3c O3k

23、K2 cO3（3）cO2cO2令kkK,就（ 3）式转变为：2 cO3vcO2证毕；3-12 已知以下反应在 1362 K 时的平稳常数：（1）H 2g+ 1 S2g= H 2Sg 2K1=0.80 （2）3H2g+SO2g= H 2Sg+ 2H2Og K24 =1.8 10运算反应： 4H 2g+2SO2g= S2 g+ 4H2Og在 1362 K 时的平稳常数 K ；解：由于所求平稳常数的反应可以从反应（1）和（ 2）通过如下变化得到：2 -1 x2 因此依据多重平稳规章可知,所求平稳常数可以通过如下公式求得：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - -

24、- - 第 9 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -KK221 .8.1042优秀学习资料欢迎下载5.1108K08013-13 在一密闭容器中进行着如下反应：2SO2g+ O2g= 2SO3g , SO2g的起始浓度是 0.4 mol L-1,O2g的起始浓度是 1 mol L-1,当 80% 的 SO2g 转化为 SO3g时反应达平稳,求平稳时三种气体的浓度及平稳常数；解：由反应方程式知,反应平稳时,各成分的浓度分别为：cSO210 .4180%0. 08mol/L/LcO230.40

25、.4180%10. 84mol2cSO0 .80%0. 32mol/L因此,平稳常数为：K c cSO32/c2 2/c0 . 3221 . 91 10SO2/ccO0 . 082.0 843-14 在 523K 下 PCl5按下式分解： PCl5g= PCl 3g+ Cl 2g将 0.7 mol的 P Cl 5置于 2 L 容器中, 当有 0.5 mol P Cl5分解时,体系达到平稳, 运算 523 K 时 反应的 K 及 PCl5 分解百分率；解：依据题意可知,在反应平稳时,各组分的浓度为：cPCl500 7.205./20.1 mol/LcPCl05./0 .25mol/L3cCl25

26、./20 .25mol/L因此,其平稳常数为：K cCl2/c cPCl3/c.0250 . 250 . 625 第 10 页,共 14 页 PCl5/c c.01细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载PCl5 的分解率为：n分解100 %0 .5100 %71%n初始0 .73-15 反应 Cs+ CO2g= 2 CO g在 1773 K 时 K =2.1 10 3,1273 K 时 K =1.6 1

27、0 2,问：（ 1）运算反应的mrHm,并说明是放热反应仍是吸热反应；（2）运算 1773 K 时反应的rG,并说明正向反应是否自发；（3）运算反应的rSm；解：（1）依据范特霍夫公式可知：lgK2rHmT2T 1rHm.2 303 RT 2T1lgK2KK2 . 303 RT2T 1T2T 111代入已知数据可得：rHm2.3038. 31417731273lg2 .11039 .66101kJ/mol177312731 .6102（留意：由于此值在下边的运算中使用,因此多保留一位有效数字）由于rH m0,所以本反应为吸热反应；（2）在 1773K 时,rGmRTInK8. 3141773I

28、n2 .11031 .13102kJ/mol由于rG m0,因此,正向反应自发进行；（3）依据自由能运算公式可知：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -rSmrHmrGm/T优秀学习资料欢迎下载/17739 . 66101.1 1310 2.01182kJmol-1K-13-16 在 763 K 时,H 2g+I 2g= 2HI g 反应的 K 列起始浓度混合,反应将向何方向进行？ =45.9,H

29、 2 、I 2和 HI 按下试验序号cH2/ mol L-1cI2/ molL-1cHI/ mol L-11 0.060 0.400 2.00 2 0.096 0.300 0.500 3 0.086 0.263 1.02 解：依据反应商的运算公式,可知本反应的反应商为：Q cHcHI/c2 /c2/c cI2分别运算三种起始浓度运算其相应的反应商值,并与平稳常数进行比较：Q12 . 002.17102KK0 .0600 . 400Q20. 500028.7K0 .0960 .300Q31 .0224.61010 .0860 .263因此,第 1 种混合模式将使反应向逆反应方向进行,第 2 种混

30、合模式将使反应向正反应方向进行, 第 3 种混合模式将使反应向逆反应方向进行,平稳；但是很快将达到3-17 写出以下反应的平稳常数K 的表示式；（1）CH 4g+2 O2g= CO 2g+2H2Ol （2）MgCO 3s= MgO s+ CO 2g 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页,共 14 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -（3）NOg+ 优秀学习资料欢迎下载1 O2g= NO 2g 2（4）2MnO4aq+5 H 2O2aq+6H+

31、aq= 2Mn2+aq+5O 2g+8 H 2Ol 解：以上四反应方程式的平稳常数分别为：（1）KpCO2/p/p5 /c6 pCH4/ppO2/p2或者：K cCO2/c cCH4/ccO2/c 2（2）KpCO2/p（3）KcMn2/c2pO2 cMnO4/c 2cH2O2/c 5 cH（4）KpCO2/p pCH4/ppO2/p23-18 反应 H 2g+I 2g= 2HI g ,在 713 K 时 K 反应方程表示时：（1）1 H 2g + 21 I 2g= HI g 2（2）2 HI g= H 2g+ I 2g 运算 713 K 时的平稳常数 K ； =50.0,如用以下两个化学解：

32、设对应于反应1、2 的平稳常数分别为K1和K2,就： 第 13 页,共 14 页 K1K1/250 .0.7 07细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -K2K110 .02优秀学习资料欢迎下载500.3-19 Ag2O 遇热分解： 2Ag2Os= 4 Ag s+ O2g,已知 298 K 时 Ag2O 的 fH =-30.6 kJ mol -1,fG =-11.2 kJ mol -1；求（ 1）在 298 K 时 Ag2O-

33、Ag 体系的 pO2,（ 2）Ag2O 的热分解温度（在分解温度时,pO2=100kPa）；解：（1）由于题目所给反应就是运算 Ag 2Os生成焓和生成吉布斯自由能的反应,因此,其反应焓和反应吉布斯自由能就等于 Ag2O 的生成焓和生成自由能,因此可 知：InK rG m 1 RT依据标准摩尔生成吉布斯自由能和标准摩尔吉布斯自由能的运算关系可知：rGmBfGmBrGm2fGmAg2 O（2）将（ 2）代入（ 1）得到：InKrGm2fGmAg2O（3）RTRT又依据平稳常数的定义知：KpO2/ppO2Kp（4）联合以上（ 3）、（4）两式,可得：pO2Kpe2fGmAg2Ope2.11 .21000100.118102kPaRT8314298（2）依据依据标准摩尔生成焓和标准摩尔反应焓的运算关系可知：rHmBfHmBrHm2fHmAg2 O（5）依据范特霍夫公式：lgK2rHmT22T1（6）K2,温度K12 . 303 RTT 1设 298K 时的反应常数为K ,温度为 T1,热分解温度时的反应常数为为 T2,就：K2pO2/pfH（7）由于 rH随温度变化很小,可以看作常数（）,将（ 5）、（7）的结果及已知数据代入（ 6）可得：lg1