第三章--化学反应速率和化学平衡答案.doc

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为1 mol·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3-4 NOCl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/s 0 10 20 30 40 50 c（NOCl）/mol·L-1 2.00 1.42 0.99 0.71 0.56 0.48 求各时间段内反应的平均速率；用作图法求t=25s时的瞬时速率。 解：t=0-10s时，= 0.058mol·L-1·s-1 t=10-20s时，= 0.043mol·L-1·s-1 t=20-30s时，= 0.028mol·L-1·s-1 t=30-40s时，= 0.015mol·L-1·s-1 t=40-50s时，= 0.008mol·L-1·s-1 作图法略。 习题3-5 660K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-1 c(O2)/mol·L-1 υ/mol·L-1·s-1 0.10 0.10 0.030 0.10 0.20 0.060 0.20 0.20 0.240 （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= k ? 0.10 ? 0.10?　　　① 　　　　　　　　 　　0.060 = k ? 0.10 ? 0.20?　　　② 　　　　　　　　 　　0.240 = k ? 0.20 ? 0.20?　　　③ ②／①　得　??=1 ③／②　得　??=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 mol·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’t Hoff规则，估算该反应55℃时的速率常数。 解： k(35℃)/k(25℃) = ?? = 2.77 k(55℃)/k(35℃)= ??2 k(55℃)= ??2′ k(35℃) =2.772′3.6′10-3 = 27.6′10-3s-1 习题3-7 求反应C2H5Br→C2H4+HBr在700K时的速率常数。已知该反应活化能为225 kJ·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 = 4.5×10-3 mol·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，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) ?2CO(g) + O2(g) = A （2）SnO2(s) +2CO(g) ?Sn(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