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1、 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：=kca(A)cb(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 molL-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
2、？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2NOCl2NO+Cl2实验测得NOCl的浓度与时间的关系如下：t/s01020304050c（NOCl）/molL-12.001.420.990.710.560.48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，= 0.058molL-1s-1t=10-20s时，= 0.043molL-1s-1t=20-30s时，=
3、0.028molL-1s-1t=30-40s时，= 0.015molL-1s-1t=40-50s时，= 0.008molL-1s-1 作图法略。习题3-5 660K时反应2NO + O22NO2 ，NO和O2的初始浓度c(NO)和c(O2)及反应的初始速率的实验数据：c(NO)/molL-1c(O2)/molL-1/molL-1s-10.100.100.0300.100.200.0600.200.200.240（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)= 0.15molL-1时的反应速率。解：(1) 设反应的速率方程为 = kca(NO)cb(O
4、2), 将数据代入得：0.030= k 0.10 0.10b 0.060 = k 0.10 0.20b 0.240 = k 0.20 0.20b得b =1得a =2反应的速率方程为= kc(NO)c(O2)（2） 反应的级数为a+b 3速率常数k = 30.0 (molL-1)-2s-1 （3） = 0.101 molL-1s-1习题3-6 某反应25时速率常数为1.310-3s-1，35时为3.610-3s-1。根据vant Hoff规则，估算该反应55时的速率常数。解： k(35)/k(25) = g = 2.77 k(55)/k(35)= g 2 k(55)= g 2 k(35) =2.
5、7723.610-3 = 27.610-3s-1习题3-7 求反应C2H5BrC2H4+HBr在700K时的速率常数。已知该反应活化能为225 kJmol-1，650K时k =2.010-3s-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+H2C2H6 在300K时k1 = 1.310-3molL-1s-1，400K时k2 = 4.510-3 molL-1s-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180kJmol-1，800K时反应速率常数为k1，求k22k1
6、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 在1273K时反应：FeO(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g)的K = 0.5，若CO和CO2的初始分压分别为500 kPa和100 kPa，问：（1）反
7、应物CO及产物CO2的平衡分压为多少？（2）平衡时CO的转化率是多少？（3）若增加FeO的量，对平衡有没有影响？解 : (1) FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)起始时刻p/Pa 500 100平衡时刻p/Pa 500-x 100+x x = 100kPaCO的平衡分压为400 kPa, CO2的平衡分压为200 kPa. (2) 平衡时CO的转化率a = = 20% (3) 增加FeO的量，对平衡有没有影响。习题3-13 在585K和总压为100 kPa时，有56.4%NOCl(g)按下式分解：2NOCl(g) 2NO(g)+ Cl2(g)若未分解时NOCl的量为1m
8、ol。计算(1)平衡时各组分的物质的量；（2）各组分的平衡分压；（3）该温度时的K。解：(1) 2NOCl（g）NO（g）+Cl2（g）未分解时各组分的物质的量n/mol 1 0 0平衡时各组分的物质的量n/mol 0.436 0.546 0.282习题3-14 反应HbO2(aq)+CO(g)HbCO(aq)+O2(g)在298K时= 210，设空气中O2的分压为21kPa，计算使血液中10%红血球(HbO2)变为HbCO所需CO的分压。解： HbO2(aq)+ CO(g)HbCO(aq)+ O2(g) 使血液中10%红血球(HbO2)变为HbCO所需CO的分压p(CO) = 11.11 k
9、Pa习题3-15 计算反应CO+3H2CH4+H2O在298K和500K时的K值（注意：298K和500K时水的聚集状态不同，利用，计算）。解： 298K时 CO (g) + 3H2 (g) CH4(g) + H2O(l)/ kJmol-1 -110.53 0 -74.81 -285.84/ JK-1mol-1 197.56 130.57 186.15 69.94 = -250.12 kJmol-1 = -133.18 JK-1mol-1 = = -150.83 kJmol-1 = -RTlnKq= -8.314298ln Kq Kq (298K)= 2.75 1026 500K时 CO(g)
10、 + 3H2 (g) CH4 (g) + H2O (g) / kJmol-1 -110.53 0 -74.81 -241.82 / JK-1mol-1 197.56 130.57 186.15 188.72 = -206.1 kJmol-1 =-214.4 JK-1mol-1 = = -98.9 kJmol-1 = -RTlnKq= -8.314500ln Kq Kq (500K) = 2.15 1010 习题3-16 反应H2(g)+I2(g)2HI(g)在713K时K = 49，若698K时的K = 54.3（1）上述反应为多少？（698713K温度范围内），上述反应是吸热反应，还是放热反
11、应？（2）计算713K时反应的。（3）当H2 ，I2，HI的分压分别为100 kPa，100 kPa和50 kPa时计算713K时反应的。解：(1) = -28.34 kJmol-1故为放热反应 (3) 习题3-17 已知水在373K时气化焓为40.60 kJmol-1，若压力锅内压力最高可达150 kPa，求此时锅内的温度。解: 习题3-18 The rate constant for the reaction of oxygen atoms with aromatic hydrocarbons was 3.03107 mol-1Ls-1 at 341.2K, and 6.91107 mol
12、-1Ls-1 at 392.2K. Calculate the activation energy of this reaction.解: 习题3-19 The standard equilibrium constant of a reaction was =32 at 25 and =50 at 37. Calculate, and of this reaction at 25( was considered a constant in this rage of temperature)解: 矮化砧嫁接的苹果树树冠体积小于乔化砧嫁接的苹果树树冠体积，矮化砧苹果树单株产量低于乔化砧苹果树，所以，栽植矮化苹果树必须根据不同的矮化砧木和不同类型的短枝型品种适当加大栽培密度
