基础化学习题07

1、第七章化学反应速率难题解析学生自测题学生自测答案章后习题答案p *?: w*京»»?»: ns.>?: nx*京aw-:a«3r；-3*?： »»?»?: s: >r；: a.-；-： =，*；*；： n.电 ”>?: »»: as*?: >?:餐:h*. >?: =*. »?:»?:*?:»?:>?: si，。;，:>?: »»?: *壮i难题解析TOP部时 时部 rxrK 用 Krx rxrx rxrx 却 r

2、xr» 部却 rxr?; fkfk 翻 rxrx rxr>中醉 部畔 fk rxrx rxr?; rxrx 呻翻 rx rx部 rxrx rxrx rxr?; rx rxrx fki9t/ (min)03090150330630t46.5741.0030.7522.002.75-10.00-18.75例7-1在酸的存在下蔗糖的反应中，偏光计的读数 t如下:这个反应是一级反应，求反应速率常数。解1对一级反应，不仅反应物的浓度本身，如果有和浓度成比例的量，则可以用来代替浓度。t是蔗糖溶液的偏振面转过的角度，在t = 0时溶液中只存在蔗糖，在 t=时蔗糖应该完全消失,而在公式ln C

3、A=ln Cao- kt中,和CA0成比例的量是0-,和CA成比例的量是 t-因此可以用ln( t-)=ln(0-)-kt计算各日刻的kok130 min46.57 18.75ln 41.00 18.753.03.10 mink2k390 min1150min,46.57 18.75 ln30.75 18.75, 46.57 18.75 ln22.00 18.753.13.2k4330minln 46.57 18.752.75 18.753.4k5630minln 46.57 187512.00 18.753.23.10 min3.10 min10 3 min10 3 min精选文档k1 k2

4、 k3 k4 k53.3.2 10 min5采用作图法,lg(t-）对t作图，得一直线，其斜率 b = - k/2.303 。t/min3090150330630t -65.3259.7547.5040.7521.508.75lg(t-)1.8151.7761.6771.6101.3320.942则 k = -2.303 b 又 b = - 0.00139 ，所以k = 2.3030.00139 = 3.2010-3min-1例7-2科学工作者已经研制出人造血红细胞。这种血红细胞从体内循环中被清除的反应是一级反应，其半衰期为6.0h。如果一个事故的受害者血红细胞已经被人造血红细胞所取代，1.0

5、h后到达医院,这时其体内的人造血红细胞占输入的人造血红细胞的分数是多少？解对于一级反应，0.6930.6931k 0.12hti/26.0h根据一级反应积分速率方程式，即可计算所求人造血红细胞分数。ct(A)1ln - kt 0.12h 1 1.0h0.12"(A)89%Ct(A) -0.89c0(A)例7-3尿素的水解反应为CO(NH)2 + H2O2NH3 + CO225 C无酶存在时，反应的活化能为120kJmol-1,当有尿素酶存在时，反应的活化能降为46 kJmol-1,反应速率为无酶存在时的9.41012倍，试计算无酶存在时，温度要升到何值才能达到酶催化时的速率?解 浓度

6、一定时，反应速率之比也即速率常数之比k2-122 9.4 10ki,k2Ea/T2 Ti、In()kiRT1T21 “12120kJ molT2 298KIn 9.4 1031128.31 10 kJ molK T2 298K解得 T2 775 K相关知识介绍温度对反应速率的影响与活化能的大小有关。另外对同一反应而言温度较低时，速率常数受温度的 影响比在温度较高时显著，这可从以下例子中说明。例 若反应 1Ea1 = 103.3 kJ mol-1A = 4.310%-1反应 2Ea2 = 246.9kJmol-1A2 = 1.6101、“(1)把反应温度从300K提高到310K,反应1和反应2的

7、速率常数各增大多少倍？(2)把反应2的反应温度从700K提高到710K,反应速率常数将增大多少倍？解(1)通过 k = Ae -Ea/RT计算得：反应1在300K时的k1 = 4.510-5S-1在 310K 时的 k1' = 1.710-4S-1反应 2 在 300K时的 k2 = 1.710-29s-1在 310K时的 k2' = 4.110-28s-1可见在A相差不大的情况下，活化能不同的反应，其反应速率常数随温度的变化差别很大，活化41能较小的反应1,温度升高10K,速率常数增大约 3.8倍1.7 10， 38，而活化能较大的反应2,4.5 10 s温度同样升高10K,

8、速率常数却增大 24倍4.1 10 /124 2911.7 10 s(2)当温度从700K升至710K时，反应2的速率常数分别为：k(700K)= 6.010-5S-1k(710K) = 1.110-4S-141k(710K)1.1 10 4S 11.8k(700K)6.0 10 s可见对同一反应 2,从较低温度300K升至310K时，反应速率增加 24倍，而从较高温度 700K升至710K时，同样升高10K,反应速率仅增加1.8倍。学生自测题TOP 判断题 选择题 填空题问答题计算题一、判断题（对的打，错的打X,共 10分）1 .对同一反应，用反应进度表示时不论用何种物质（反应物或产物）来表

9、示反应速率，其数值大小是一样的。（y ）2 .某反应AB,当A浓度增加1倍时，反应速率也增加1倍，则该反应必为一级反应。（ y ）3 .浓度增加，活化分子分数增加，所以反应速率加快。（n ）4 .温度升高，分子的碰撞频率增加，所以反应速率加快。（n ）5 .质量作用定律适用于任何类型的化学反应。（n ）1. V 2. V 3. X 4. X 5. X 6.X 7. V 8. V 9. V 10. X6 .已知反应2A+B产物的速率方程式为v kcA CB ,故此反应为元反应。（）7 . 一般情况下，不论反应是放热还是吸热，温度升高，反应速率都增大。（）8 .从反应速率的量纲，可知该反应是简单级

10、数反应中的那一类。（）9 .任一反应的反应级数，只能由实验来确定。（）10 .双分子反应一定是二级反应。（n ）二、选择题（将每题一个正确答案的标号选出，每题 2分，共24分） TOP1 .反应3H + N 2 2NH（g）的反应速率可以表示为 -dc（N 2）/dt ,下列表示中与其相当的是（）A.dc（NH3）/dtB.-dc（NH3）/dtC. 2dc（NH3）/dtD. dc（NH 3）/2dt E. dc（H2）/3dt2 .反应2A + B C的速率方程式为vkCA CB,则速率常数k的量纲为（c）A.（浓度）（时间）B.（ 浓度）-1 （时间）-1 C.（ 浓度）-2 （时间）-

11、1D.（浓度）2 （时间）-1E.（ 浓度）-3（时间）-13 .某反应2A +B C,实验测得其速率方程为 =kcA Cb,由此可见该反应为（b ）A.三分子反应也是三级反应B.二级反应C. 一级反应D.双分子反应，三级反应E.三分子反应，二级反应4 .某反应A（g） 2B（g）为一级反应，当 A的初浓度为0.10 molL-1时反应掉25%需时100s,当A的初始浓度为0.05 mol L-1时，反应掉25%!时为（）A. 100s B. 50s C. 200s D. 75s E. 25s5 .某一级反应的半衰期为20.0min ,则该反应的速率常数是（）A. 0.0346min -1 B

12、. 0.346min-1 C. 13.9min D. 0.0346minE. 28.9min6 .已知反应2A+B产物，则其速率方程式（）22A.kca Cb B. = kcA cBC.kc b2D. kCA CbE.无法确定7 . 一级、二级、零级反应的半衰期应（）A.都与k和co有关B. 都与co有关C. 都与k有关D.不一定与k和co有关E.视反应时间而定8 .某一级反应的半衰期为12min ,则36min后反应物浓度应为原始浓度的（）9.10.A. 1/6 B. 1/9某反应的活化能为A. 2 倍 B. 3元反应一定是A. 一级反应D.二级反应11.C. 1/3 D. 1/4 E. 1

13、/880kJB.E.某反应的反应物消耗掉mol-1,当反应温度由293K增加到303K时，其反应速率增加为原来的C. 4 倍 D. 2.5倍 E. 5 倍步能完成的反应C.单分子反应化合反应3/4的时间是其半衰期的 2倍，则该反应的级数（A.零级 B. 一级 C. 二级 D. 三级 E.无法确定12 .某同位素进行放射，14天后，同位素的活性降低6.85%,若分解90%Pf（）D.454 天 E.600 天A. 354 天 B. 263 天 C. 300 天13 .已知某反应AB+C是经历以下过程（）A.二级反应 B.复合反应C.双分子反应D.单分子反应E. 元反应14 .已知某反应的活化能为

14、114kJ mol-1,使用某催化剂使其活化能降低一半，在25 C时，其反应速率将加快的倍数约为A. 1102 B. 11010 C. 1108D. 1106 E. 1121015.某一分解反应，当反应物浓度为0.20 molL-1时反应速率为0.30 mol L-1s-1。若该反应为二级反应，当反应物浓度为0.60 mol L-1 时,反应速率为（） -1A 0.30 mol L-1sB. 0.60 molL-1 s-1 C. 0.90 molL-1-1s_-1D. 2.7 mol L-1sE. 3.0molL-1 s-116.下列说法中，正确的是A.反应级数必是正整数B.二级反应即是双分子

15、反应C.化学反应式配平即可求得反应级数D.反应级数随温度升高而增大E.反应级数只能由实验确定17.对于反应A + 2B 产物，实验证明,如两反应物浓度都加倍，则反应速率增至8倍，如仅将A的浓度加倍，则反应速率也加倍。则该反应对B而言的级数为18.19.20.21.A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 E. 1/2对于零级反应，下列说法正确的是A.活化能很低C.速率常数k等于零B.D.E.反应物分子不需碰撞即能反应卜列说法中，正确的是A.rHm愈小，反应愈快C. k愈小，反应愈快E. E愈大，反应愈快质量作用定律适用于（A.实际上能进行到底的反应C. 一步完成的简单反应B.D.B.D.反应物和

16、生成物的计量系数均为E.可逆反应有两个平行反应A B和A反应物浓度不随时间变化反应速率与反应物浓度无关rGm愈小，反应愈快Ea愈小，反应愈快任何化学反应1的反应C,如果要提高 B的产率，降低 C的产率，较好的方法是A.增加A的浓度 B.控制反应温度C.选择某种催化剂D.降低A的浓度 E.控制反应时间22 .元反应A2B的活化能为Ea,而逆反应2B A的活化能为Ea',若要使Ea和日同时降低应（）A.加催化剂B.提高反应温度C. 降低反应温度D.改变起始时的反应物浓度E.增加体系中B的浓度23 .破坏臭氧的反应机理为：NO+ QNO + 20; NO+ ONO+ 2Q其中NO是（）A.催

17、化剂 B. 反应物 C. 中间产物 D. 产物E.既非反应物又非产物24 .反应A B为二级反应，当 A的浓度为0.050 molL-1时，反应速率为 1.2 mol L-1 min-1。在L-1C. 0.20 molL-1L-1相同温度下，欲使反应速率加倍，A的浓度应该是（）A. 0.10 molL-1B. 0.025 molD. 0.071 molL-1E. 0.25 mol三、填空题（每空 1分，共16分）TOP1.实验表明：在一定温度范围内，反应2 NO + Cl 2 2NOCl为元反应，则该反应的速率方程为，该反应的级数为 ，若其他条件不变，将 NO的浓度增加到原来的 3倍，则反应速

18、率为 原速率的。25 反应速率常数k是一个与 无关，而与 有关的数。26 某反应速率常数 k= 1.310-3S1,则此反应为 级反应，以 又 作图得一直线, 直线的斜率为。27 催化剂能加快反应速率的机制为 。28 某药物从血浆中的清除速率为一级反应，测得其 t1/2= 4h ,该反应的速率常数 k = 。29 当反应物A的浓度分别是 0.10molL-1和0.05 molL-1时，测得反应 2AB前后两次反应速率之比为2:1 ,则该反应级数为 级。30 反应A分解为B+C，在某条件下，最后有 30帆解，现条件不变，使用催化剂，则A最后分解应30%（大于、等于、小于）。31 反应A B +

19、C,若正向反应白活化能为Ea,逆向反应活化能为 Ea',正向反应是吸热反应，则E E'（大于、等于、小于）。9.某一级反应，A物质初始浓度为0.10 mol L-1,分解 90%H 200min ,若初始浓度为 0.20 molL-1,分解 90%!min。四、问答题（30分）TOP1 .用碰撞理论解释浓度、温度、催化剂如何影响化学反应速率2 .比较反应级数和反应分子数这两个概念的区别3 .证明：对简单级数反应处一叵的值对零级反应是1/2 , 一级反应是1,二级反应是 2。（t 3/4t 1/2表示反应物反应掉 3/4所需的时间）。五、计算题（20分） TOP1.肺进行呼吸时，

20、吸入的Q与肺脏血液中的血红蛋白Hb反应生成氧合血红蛋白HbO,反应式为Hb+ Q HbO,该反应对Hb和Q均为一级，为保持肺脏血液中血红蛋白的正常浓度（8.010-6 mol L-1）,则肺脏血液中Q的浓度必须保持为1.610-6mol L-1。已知上述反应在体温下的速率常数k =2.1 106mol-1L s-1。（1）计算正常情况下，氧合血红蛋白在肺脏血液中的生成速率。（2）患某种疾病时，HbO的生成速率已达1.110-4molL-1 s-1 ,为保持Hb的正常浓度，需给患者进行输氧，问肺脏血液中Q的浓度为多少才能保持Hb的正常浓度。2.已知某药物分解反应为一级反应，在 100 C时测得该

21、药物的半衰期为170d,该药物分解20W失效，已知10 C时其有效期为2a（按700d计）。若改为室温下（25 C）保存，该药物的有效期为多少天？r 用总可却印酹风航翻 注部 FK FXFK 跖埼 FKFK 部注翻 FXFK FKt?； FXFK 部却根、航翻埼翻翻埼囱翻 FK FKFK k翻酬翻 M部 FK FXE FKI?学生自测答案 TOP一、判断题13 2. V 3. X 4. X 5. X 6. X 7. V 8. V 9. V 10. X二、选择题1.D 2.C 3.B 4.A 5.A 6.E 7.C 8.E 9.B 10.B 11.B 12.D 13.E 14.B 15.B 16

22、.E 17.C 18.D 19.D20.C 21.C 22.A 23.A 24.D 三、填空题1 .= kc2（NO）c，； 3 级；9Cl 22 .反应物浓度无关；反应物本性、温度、催化剂有关3 . “一” ； In kt ; - k4 .改变反应途径，降低活化能5. k = 0.17h-16.一级7.8.9. 200min四、简答题(略)五、证明一级反应:ta/41ln k11一-In 43k42ln 2六、二级反应:零级反应:1. (1)速率方程式t1/ 2ln 2t3/4t1/2t1 /2ta/4kt1/ 2kco2ln 2/k In 2/k In 2/k .1ln 2/kIn 2/k

23、C01IT4 01/Co匕/4t1/2t1/2t3/4t3/ 4t1/23kc0kcoc0/2k14c0k4t1/2t1/ 23c° c°_4k_2kc02k3c02c°4k_ c02c041/2c02kc(Hb)C(O 2)氧合血红蛋白在肺脏血液中的生成速率为=2.1106mol-1L s-18.010-6molL-11.610-6molL-1 = 2.710-5molL-1s-1(2)所需Q的浓度为C(O2)kc(Hb)4111.1 10 4 mol L 1 s 12.1 106 mol1L s 1 8.0 10 6 mol 6.5 10 6 mol L 1L

24、 12.k3730.693卜283170d1 ln 700d4.08 10 3d 13.19 101 0.24d 1Ea118.314J mol 1 K 1 283K(373 283)K陋 ln43.19 102.49 1 04 J mol 1ln k2.49 104J mol 1 (298 283)K41ln3.19 10 48.314J mol 1 K 283K 293K7.5141k 5.48 10 4d 1t有效(298)15.48 10 4d 11ln 407d1 0.2'a 'a'a s、 'a 'a 可a 'M 'a 

25、9;a 'a wa'&'& ,a -W- -wa、W W W£K 'a'& 0NS、 Wtf H'O. 'O. H'H 0H'H 0 00M MK <i章后习题答案TOP1.(略)2.(略)3.(略)4.(略)5. (1) v1C(NzO5)Vb(0.50 1.0)mol L 1110.13mol L min(2 0) min(2)以 ln c (NbO5)对t作图得直线，故该反应为一级:tgln c5ln c0t5 t。1.77 0 0.35tg2min1,0.18 min v =

26、 k c(N2Q) = 0.18min -1 0.50molL-1=0.090 molL-1min-1(NO)=0.18min-1-11.00mol L6.t 1 /2=0.18 molL-1 min-10.693一0.693 13.2 104s2.2 10 5 s 1(2)7.(2)1coimo ln ln k tc m8.(2)1/29.2gln 2.2 10 mm 1.7gk = v = 0.014 mol-1L60 60s-1s0.014mol L 10.5mol L 10.014mol L(0.5mol_10.028s0.056mol=1.2=3.0c(NO)10. (1)(2)11

27、. Ec011n包k c (Q)107 mol10-8 molL-1L-1(NO-1s-1s(5.010-8 molL-1) 2_711.2 107 mol1 L11 5.0 10 8 mol L 11.7s5c0(NO)5.010 8mol L911.6 10 9 mol L 110.46h 1ln41 90%5.0hLn klnc0 c k2 k11 ln1015.7 10 5s1Ea( T2 Ti)r' T1T2 '3110 103J molln118.314J mol 1 K 1T2 283K_RTilnLT2 Tik1屿 1.8 103s 1 10%(T2 298K)

28、(T2 298K)8.314J mol 1 K 1 300K 310K310K 300Kln%k1107 103J mol 1 107kJ mol 1137时的反应速率与127时的反应速率的比值为:精选文档 k(410K)107 103J mol 1(410K 400K)八兀lno . 0.78k(400K)8.314J mol 1 K 1410K 400Kk(410K)22k(400K)故反应速率将为原来的2.2倍。12.利用公式ink1 马丁2 T1),匕 R T1T21128.314J mol K 310K 316K , 4.05 10a1ln2316K 310K2.16 10 2185

29、.3kJ mol同上，用327K和310K数据代入得 Ea2 = 84.6 kJ mol-1 ,用327K和316K数据代入得 & = 84.2-1kJ molEEa1 Ea2 Ea3E a385.3KJ mol 1 84.6KJ mol 1 84.2KJ mol 13184.7kJ mol 1利用公式ln a ln kEaRT精选文档31284.7 10 J mol1nAi ln 2.16 10 2 11 29.038.314J mol 1 K 1 310K12Ai4.05 10T 316K 代入得A2 4.05 1012T 327K 代入得A 4.05 1012A A1 A2 A3

30、1 4.05 1012 3k1c13.若反应物消耗 99.9%需时t1,消耗50%1日t2。由tln -卜k11 99.9%6.9t21 1n1069k11 50%14.EaEln巨T2T|t2一=11_ _8.314J mol K 301K 278K, 48In 301K 278K475.2KJ mol 115. 金催化时:,k2Ea1 Ea2ln 一k1RT(184 105) 103J mol 18.314J mol 1 K 1 298Kk2 7.0 1013k113 一故25c时金催化时反应速率为无催化剂时的7.010倍钳催化时:,k3Ea1 Ea3lnk1RT(184 42) 103J mol 1118.314J mol 1 K 1 298K上 7.8