重点高校自主招生化学辅导第八讲 化学反应速度和化学平衡_百度

1、第八讲 化学反应速率和化学平衡一、知识补充:1.质量作用定律在基元反应中,或在非基元反应的基元步骤中,反应速率和反应物浓度之间,有严格的数量关系,即遵循质量作用定律。基元反应aA+bB=gG+hH ,则:V i =k i Aa Bb2.阿累尼乌斯公式温度对反应速率的影响,主要体现在对速率常数k 的影响上。Arrhenius 总结了k 与T 的经验公式:RTE a Aek -=指数式。取自然对数,得:lnA RTE lnk a +-=对数式。常用对数:lgA 303RT.2E lgk a +-=。式中:k 速率常数,E a 活化能,R 气体常数,T 绝对温度。e 自然对数底,e =2.71828

2、,lg e=0.4343=1/2.303,A 指前因子,单位同k 。应用阿仑尼乌斯公式讨论问题,可以认为E a ,A 不随温度变化。由于T 在指数上,故对k 的影响较大。根据Arrhenius 公式,知道了反应的E a ,A 和某温度T 1时的k 1,即可求出任意温度T 2时的k 2。由对数式,lgA303RT.2E lgk 1a 1+-= l g A 303R T .2E l g k 2a 2+-= -得:T 1T 1(303R.2E k k lg 21a 12-=,或用指数形式:T 1T 1(R E 1221a ek k -=。3.化学平衡常数对于气相反应,平衡时各物质的分压不变,仍有类似

3、的关系式:平衡时,K p 也是一种经验平衡常数,称为分压平衡常数。而用浓度表示的经验平衡常数,则称为浓度平衡常数K c 。对于气相反应,既有K c ,也有K p ,表达的是同一平衡态,但数值可以不同。K c 和K p 之间可以相互换算,相关的式子有:pV=nRT ,p=(n/VRT ,p=CRT ,C 为浓度(换算时,要注意各物理量的单位。在书写K c 或K p 表达式时,只写浓度或分压可变的溶液相和气压,固态和纯液态物质,不写入。对于同一可逆反应而言,K 只与温度有关。二、考试真题:(2007厦大人体中某种酶的催化反应活化能是50.0kJ·mol -1,正常人的体温是37.00C

4、,问发烧至400C 的病人体中,该反应的速率增加了百分之几?(2007年武大某抗菌素在人体血液中呈现一级反应。已知一级反应公式为0c lnckt =。式中c 0为起始浓度,c 为t 时刻时的浓度,k 为速率常数。如果在上午8时给病人注射一针抗菌素,然后在不同时刻后测定抗菌素在血压中的质量浓度,得到如下数据: (2008武大对于一气体可逆反应mA(g+nB(gpC(g+qD(g,在一定温度下达到化学平 衡后,体系中各物质的平衡浓度有如下关系:K c =nmq pB A D C ,K c 为浓度平衡常数;达平衡时,平衡常数也可用各气体的分压表示:K p =nBm A q D pC p p p p

5、。K p 称为压力平衡常数。K c 和K p 均只是温度的函数。(1根据理想气体状态方程和分压定律可求出K c 和K p 的关系为K p =K c (RTn ,其中R 为气体常数,T 为绝对温度。则n =_。(2在250C 时将固体NH 4HS 放在真空容器中,由于部分分解成NH 3和H 2S ,产生的压力为500mmHg 柱,分解率为x ;若将NH 4HS 放入一已含有H 2S 气体,且其压力为300mmHg 柱,分解率为y ,则压力应该增加多少?x 与y 的关系:x_y (填“大于、等于、小于”三、仿真训练:1.制备HI(aq的一种简便方法是:通H 2S 入I 2的悬浮液中,产物HI(aq

6、的浓度可高达50%。 (1写出反应方程式。(2H 2S 、I 2的溶解度都不大。为什么HI(aq浓度可高达50%?2.丙酮与碘在酸性介质中发生如下的反应:CH 3COCH 3+I 2CH 3COCH 2I+H +I -实验证明,在250C 时,该反应的速度与物质量的浓度之间存在着如下关系:v=kCH 3COCH 3H +。该式中k 为速度常数,在该温度下,k=2.23×10-3dm 3/mol·s ,试推测开始时反应速度和反应后期反应速度的变化情况?3.亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应: _Na 2SO 3+_KIO 3+_H 2SO 4_Na 2SO 4+_K 2

7、SO 4+_I 2+_H 2O (1配平上面的氧化还原反应方程式,将系数填入方框中。(2其中氧化剂是_,若反应中有5mol 电子转移,则生成的碘是_mol 。 (3该反应的过程和机理较复杂,一般认为发生以下反应:IO 3-+SO 32-IO 2-+SO 42- (反应速率慢IO 2-+2SO 32-I -+2SO 42- (反应速率快5I -+6H +IO 3-3I 2+3H 2O (反应速率快 I 2+SO 32-+H 2O 2I -+SO 42-+2H +(反应速率快根据上述步骤推测该反应总的反应速率由_应应决定(填写上述四步反应的序号。(4若预先加入淀粉溶液,由上述四步反应可以看出必须在

8、_离子消耗完全时,才会有使淀粉变蓝的现象产生。4.氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化一还原反应生成Cl (-1价和S (+6价的反应速率如右图所示,已知这个反应的速率随着溶液的H +增大而加快,则: (1反应开始时,速度加快的原因为_。(2后期反应速度下降的原因为_。5.在敞开容器中,高锰酸钾溶液跟草酸反应时,当把两稀溶液混合后,一小段时间内溶液颜色变化不大,但不久突然褪色。反应的化学方程式:2KMnO 4+3H 2SO 4+5H 2C 2O 4K 2SO 4+2MnSO 4+10CO 2+8H 2O 。 据你分析,高锰酸钾溶液紫色突然褪色的原因是什么?6.某城市的管道煤气是水煤气和焦炉煤气混合而成的

9、,但煤气泄露能致人中毒。煤气中毒就是CO 中毒,其原因是CO 与血红蛋白(Hb 结合成Hb·CO ,使血红蛋白失去输送O 2功能的缘故。CO 进入血液后有如下平衡:CO +Hb·O2O 2+Hb·CO ,已知该反应平衡时,(22O Hb c CO c CO Hb c O c 的比值是一 个不受浓度影响的常数,在人体体温370C 下,该常数为220。试回答:(1生产水煤气的化学反应方程式是_。(2燃气灶具因燃气成分、供气压力不同而结构不同。如果该城市管道气改通液化石油气(C 4H 10,则居民厨房中的炉灶改装时在燃气进口直径不变的情况下,通风口直径应怎样改变?_(增

10、大or 减小,原因是_。(3门窗紧闭的厨房内一旦发生煤气大量泄漏,极容易发生爆炸。当你从室外进入厨房嗅到极浓的煤气异味时,在下列操作中,你认为合适的是_(可以多选A 、立即开启抽油烟机排出煤气,关闭煤气源B 、立即打开门和窗,关闭煤气源C 、立即打开电灯,寻找泄漏处(4煤气中毒病人,可以通过进入高压氧舱的方法来救治,请用化学平衡的原理加以说明。 (5已知当血液中(2O Hb c CO Hb c 的比值大于0.02时,人的智力会受到损伤,此时c(CO与c(O 2的比值应_(<、>or =_。(6抽烟时,进入肺部的空气中c(CO=10-6mol/L ,c(O 2=10-2mol/L ,则c(Hb·CO为c(Hb·O 2的_倍,因此长期抽烟对人智力_(有or 无影响。 7.如图所示装置,车厢质量M ,长为L 。质量为m 的活塞开始时处于车厢中间,活塞与车厢壁间不漏气,不计一切摩擦。B 内充满体积比1:2的A 2与B 2CD 3气体(温度为T 0,对B 内气体加热,发生可逆反应A 2+B 2CD3ACD+B 2+D 2(未配平,反 应物及生成物均为气体。反应平衡后B 内温度为T ,已知小车向右平移了距离d ,求A 2的转化率。(设活塞未滑出8.甲乙两同学分别作了按中学化学教科书描述的用注射器说明压强对化学平衡影响的实验,但稍作改进:他们不约而同地按如图