化学反应速率与化学反应平衡习题

第三章化学反应速率与化学反应平衡2.在2.4L溶液中发生了某化学反应，35s内生成了0.0013mol的A物质，求该反应的平均速率。解：3.形成烟雾的化学反应之一是臭氧和一氧化氮之间的反应，反应式如下：速率方程为：已知此反应的速率常数为1.2×107L/(mol•s)。当污染的空气中，O3和NO浓度都等于5×10-8mol/L时，计算每秒生成NO2的浓度。由计算结果判断NO转化为NO2的速率是快还是慢。解：V=k×c（O3）×c（NO）=（1.2×107）×（5×10-8）×（5×10-8）=3×10-8mol/(L•s)4.低温下反应的速率方程是:v=k•c2（NO2)。问下面哪个反应机理与此速率方程一致：（3，4）5.如何应用碰撞理论和过渡态理论解释浓度，温度和催化剂对化学反应速率的影响。碰撞理论：(1)温度升高，分子运动加快，活化分子增多，有效碰撞数增多，反应速率加快；(2)浓度升高，分子碰撞几率增大，反应速率加快；(3)压强升高，温度不变时，体积减小，分子碰撞几率大，反应加快。过渡态理论：(4)催化剂降低了分子的活化能，活化分子数增多，反应加快；7.反应2NO2（g）2NO（g）+O2（g）的活化能为114kJ/mol。在600K时，k=0.75L/(mol•s)。计算700K时的k值。解：将已知数据代入公式：在温度变化范围不太大时，Ea可以近似看做常数。若已知两个不同温度下的速率常数，就可以求出反应的活化能。课本31页K2=15.598.在某一容器中，发生反应：A+BC，实验测得数据如下：（1）确定反应速率方程；（2）计算反应速率常数k。c(A)/mol•L-1c(B)/mol•L-1v/mol•(L•s)-1c(A)/mol•L-1c(B)/mol•L-1v/mol•(L•s)-11.01.01.2×10-21.01.01.2×10-22.01.02.3×10-21.02.04.8×10-24.01.04.9×10-21.04.01.9×10-18.01.09.6×10-21.08.07.6×10-1解：（1）从数据可以看出，保持c(B)不变，c(A)增加一倍，反应速率也增大1倍，即v∝c(A)。当c(A)保持不变，c(B)增加1倍，反应速率增大为原来的四倍，即v∝c2(B)。则反应速率方程为v=kc(A)c2(B)。（2）将第一组数据，代入速率方程中求的k=1.2×10-2(mol/L)-2•(s)-19.写出下列反应的标准平衡常数Kϴ的表达式10.实验测得SO2氧化为SO3的反应，在1000K时，各物质的平衡分压为：P(SO2)=27.3kPa;P(O2)=4.02kPa;P(SO3)=32.5kPa。计算在该温度下反应的标准平衡常数Kϴ。解：11.将1.5mol的NO,1.0mol的Cl2和2.5mol的NOCl在容积为15L的容器中混合，230ºC时发生反应：达到平衡时，测得有3.06mol的NOCl存在。计算平衡时NO的摩尔数和此反应标准平衡常数Kϴ。初始摩尔数1.5

1.02.5平衡摩尔数0.940.723.06平衡分压262.07200.73853.12解：12.298.15K时，有下列反应：2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)的ΔrHmϴ=-196.10kJ/mol，ΔrSmϴ=125.76J/(mol•K)。试分别计算该反应在298.15K和373.15K时的Kϴ值。解：设∆rHmΘ、∆rSmΘ基本上不随温度变化。根据：∆rGmΘ=∆rHmΘ-T∆rSmΘ∆rGmΘ（298.15K）=-196.10kJ·mol-1-298.15K×125.76×10-3kJ·mol·K-1=-233.60kJ·mol-1∆rGmΘ（373.15K）=-196.10kJ·mol-1-373.15K×125.76×10-3kJ·mol·K-1=-243.03kJ·mol-1根据：∆rGmΘ=-2.303RTlgKΘ，推出lgKΘ=-∆rGmΘ/2.303RTlgKΘ（298.15K）=40.92

，

KΘ（298.15K）=8.3×1040同理KΘ（373.15K）=1.0×1034解:（1）查表，ΔrGmϴ=2ΔfGmϴ(NH3)=-16×2=-32kJ/mol<0，

反应能够自发进行。（2）根据ΔrGmϴ=-RTlnKϴ=-2.303RTlgKϴlgKϴ=

=5.61Kϴ=4.07×10513.查表，判断下列反应：（1）在298.15K、标准态下能否自发进行？（2）计算298.15K时该反应的Kϴ值。14.298.15K下，将空气中的N2(g)变成各种含氮的化合物的反应称作固氮反应。查表，根据ΔfGmϴ数据计算下列三种固氮反应的ΔrGmϴ及Kϴ，并从热力学角度分析选择哪个反应固氮最好？N2(g)+O2(g)2NO(g)2N2(g)+O2(g)2N2O(g)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)15.略，同13题。16.略，同13题。17.在699K时，反应Kϴ=55.3。如果将2.0molH2和2.0molI2置于4.0L的容器内，问在该温度下达到平衡时合成了多少molHI?x=1.76mol解：Kϴ=Kp=Kc(RT)Δn，Δn=0，所以Kϴ

=Kp=Kc=55.3假设平衡时生成xmolHI,则18.反应：在某温度下Kϴ=1，在此温度下于6.0L容器中加入：2.0L、3.04×105Pa的CO(g),3.0L、2.02×105Pa的CO2(g)，6.0L、2.02×105Pa的H2O(g)和1.0L、2.02×105Pa的H2(g),问反应向哪个方向进行？解：Kϴ=1时，ΔrGmϴ=0说明该反应是可逆反应。在该温度下向6.0L容器中加入四种气体后计算各气体分压值：PV=nRT,P1V1=P2VP(CO)=3.04×105×2.0/6.0=1.01×105PaP(CO2)=3.0×2.02×105/6=1.01×105PaP(H2O)=6.0×2.02×105/6=2.02×105PaP(H2)=1.0×2.02×105/6=0.337×105PaΔrGmϴ<0，反应正向进行。19.在298.15K时反应：NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)的Kϴ=0.070，求：（1）平衡时该气体混合物的总压；（2）在同样的实验中，NH3的最初分压为25.3kPa时，H2S的平衡分压为多少？解：（1）

NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)平衡分压KΘ=[P(NH3)/PΘ][P(H2S)/PΘ]=[x/PΘ]2

=0.070则x/PΘ=0.26x=0.26×100kPa=26kPa平衡时该气体混合物的总压：P=26kPa×2=52kPaNH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)（2）T不变，KΘ不变平衡分压25.3+yyKΘ=[(25.3+y)/PΘ][y/pΘ]=0.070

解得：y=17kPa所以，H2S的平衡分压为17kPa.20.反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)(1)523K时，将0.70mol的PCl5注入容积为2.0L的密闭容器中，平衡时有0.50molPCl5被分解了。试计算该温度下的平衡常数Kc、KΘ和PCl5的分解百分数。(2)若在上述容器中已达到平衡后，再加入010molCl2，则PCl5的分解百分数与未加Cl2时相比有何不同？(3)如开始时注入0.70molPCl5的同时，注入0.10molCl2，则平衡时PCl5的分解百分数又是多少？比较（2）、（3）所得结果，可得出什么结论？21.在376K下，1.0L容器内N2，H2，NH3三种气体的平衡浓度分别为1.0,0.5，0.5mol/L,若使N2的平衡浓度增加到1.2mol/L，需要从容器中取走多少摩尔的H2?平衡时浓度 0.51.00.5 浓度变化 -0.4+0.2+0.6 重建平衡后 0.11.20.5-x+0.6解：假设取走了xmol的H2解：2NO(g)+O2(g)----------2NO2(g)初始压强101286平衡时压强