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1、学习必备欢迎下载第三章化学反应速率知识点与考核点1.化学反应速率的表示方法aA + fF gG + dD BBB0vdtVd(mol l1 s1) (单位体积中反应进度随时间的变化率)vdtVdnBB= dtdcBB。因为反应进度与化学方程式书写方式有关, 所以速率方程也必须对应指定的化学方程式。2元反应直接作用， 一步完成的反应。 （复杂反应： 由多步完成的反应，其中每一步均为元反应。）速率方程：化学反应速率与反应物浓度的关系式。3质量作用定律对元反应aA + fF = gG + dD，反应速率v dtdcBBfFaAcck（速率方程） 。k 为速率常数。a + f 为反应级数。说明：质量作
2、用定律仅适用于元反应； 速率方程中固体、纯液体、稀溶液中的溶剂浓度不表示； 反应机理不清或非元反应的速率方程由实验测定。2 活化分子能发生有效碰撞（能生成产物的碰撞）的分子，活化分子的能量较高。3 活化能aE活化分子所具有的最低能量与反应物分子的平均能量之差。4 Arrhenius 公式kARTEae)(ln121212TTTTREkka5 一级反应速率方程kdtBcBdcv)()(，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页学习必备欢迎下载特点 lnc（B）与t 呈线性关系 lnc（B）= kt + lnc0（B） 。kt
3、693.021（半衰期21t与c0无关）8化学热力学与化学动力学化学热力学研究的是反应能否进行，反应的限度如何；化学动力学研究的是反应的速度如何，反应经历怎样的步骤，机理如何。所以热力学的自发进行与实际发生化学反应还不能完全一致。例如mrG 0 时，只能说明从化学热力学角度讲，在等温等压条件下，反应有自发进行的可能，但是有时实际上并不发生。例如常温、标准态下由H2和 O2化合生成H2O 的反应mrG0，但是实际上几乎不发生此反应，若要实现此反应，往往要采用催化剂或其它手段以降低活化能。化学热力学的可能性与化学动力学的现实性之间的关系是：mrG 0，反应不一定实际发生，但反应实际发生了，mrG一
4、定 0，则反应一定不能发生。思考题与习题解答1下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。（1）每种分子都具有各自特有的活化能。答：不正确，活化能是活化分子所具有的最低能量与反应物分子平均能量之差。 （前提 : 发生化学反应；特点:活化能是个差值，是对一个化学反应而言的，而不是对一个分子而言的）（2）影响反应速率的几个主要因素对反应速率常数也都有影响。答：不正确， 温度和催化剂同时影响反应速率和速率常数，而浓度和压强只影响反应速率，而不影响反应速率常数。（3）如果某反应速率方程中每一反应物的级数，都与相应化学计量方程式中的化学计量数相同，则该反应必是元反应。答：否，例如H2+I2=2HI 速率方程
5、为v=kc（H2）c（I2） ，曾经长期被认为是简单反应。但研究表明，此反应经历了两个步骤I2I2（快反应，可逆平衡） ；)(I(I)22ccK；)(I(I)22cKc；HI2I2H2（慢反应，元反应） ；根据质量作用定律(I)(H222cck； 将)(I(I)22Kcc带入 得到其速率方程：)(I)(H222Kcck = )(I)(H22ckc虽然其速率方程符合质量作用定律，但此反应是复杂反应。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页学习必备欢迎下载（4）加催化剂不仅可以加快反应速率，还可影响平衡，也可使热力学认为不能进
6、行的反应自发进行. 答：否，加催化剂只能改变反应速率，不能影响化学平衡，也不能改变反应方向。（5）反应级数只能是0 或正整数。答：错，反应级数不仅可以为0 或正整数，而且可以为小数或负数。（6）所有化学反应速率都和温度成正比。答：不对，多数化学反应符合Arrhenius 公式，但是一部分化学反应速率与温度的关系比较复杂，甚至有些反应（例如NO+O2=NO2）与温度成反比。（7）升高温度可以加快所有化学反应的速率。答：错见(6)。2选择题（将正确答案的标号填入空格内）（1）已知反应A + 2B = 2D 的速率方程为v=kc（A）c2（B） ，则该反应（） 是元反应 是非元反应 应由实验确定 无
7、法确定答：正确答案是。（2）升高温度可以增加反应速率，主要原因是（） 增加分子总数 增加活化分子总数 降低反应的活化能 使反应向吸热方向进行答：正确答案是。（3）链反应的基本步骤有（） ，在链传递过程中，产生的自由基数目大于消耗掉的自由基数目的链反应是（） 。 链的引发，链的传递 链的引发，链的传递，链的终止 直链反应 支链反应答：正确答案是和。3用锌和稀硫酸制取氢气，该反应的rH 为负值，在反应开始后的一段时间内反应速率加快，后来反应速率又变慢，试从浓度、温度等因素来解释此现象。答：开始时，因为反应放热，使体系温度升高，加快反应了速率；随反应物的消耗，其浓度下降，反应速率随之变慢。4反应A（
8、 g）+ B（g）= 2D（g） ，rH 为负值，当达到化学平衡时，如改变下表中各项条件，试将其他各项发生的变化的情况填入表中：改变条件增加 A 的分压增加压力降低温度使用催化剂正反应速率速率常数 k正答：改变条件增加 A 的分压增加压力降低温度使用催化剂精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页学习必备欢迎下载正反应速率加快不变变慢加快速率常数 k正不变不变减小加快5化学反应发生爆炸的原因是什么？H2和 O2的混合物（ 2:1）的爆炸半岛图上为什么存在三个爆炸极限？答： 通常发生在自由基产生速率大于其销毁速率时，温度、压力
9、和混合气体的组成都是影响爆炸的重要因素。在爆炸半岛图上，当压力处于第一与第二爆炸极限时，支链反应速率加快， 自由基产生速率大于销毁速率而发生爆炸；当压力升至第二和第三爆炸区间时，自由基销毁速率大于产生速率，进入慢速反应区， 不发生爆炸； 当压力达到第三爆炸限以上时，发生的是热爆炸。6在 660K 时，反应2NO + O2 = 2NO2的有关实验数据如下表c（NO）/（molL1）c（O2）/（molL1）v（NO）/（mol L1s1）0.010 0.010 2.51030.010 0.020 5.01030.030 0.020 4.5102求： （1）反应的速率方程及反应级数；（ 2）速率常
10、数k ；（3）c（NO）= 0.035mol L1，c（O2）= 0.025mol L1时的反应速率。解： （1）速率方程通式可写作)(O(NO)2yxckcv将各级浓度及相应反应速率数据代入上式，可得2.5103 = k (0.01)x (0.01)y5.0103 = k (0.01)x (0.02)y4.5102 = k (0.03)x (0.02)y由（ 1） 、 （2）可得 y = 1 ，由（ 1） 、 （3）可得 x = 2 。将 x =2, y = 1 代入速率方程，可得vk c（NO）2 c (O2)；反应级数为3 级（ 2）将 y =1，x =2 代入中任意式，可得 k = 2
11、.5 10 3 mol l1 s1 （ 3）将 k 值及浓度数据代入速率方程，v = 2.5 103 (0.035)2 0.025 = 7.6 102 mol l1 s17放射性Co6027所产生的强 辐射，广泛用于癌症治疗。放射性物质的强度以“居里”表示。某医院一个20 居里的钴源，经一定时间后钴源的剩余量只有5.3 居里。问这一钴源已有多少时间了。已知Co6027的半衰期为5.26a。解：此反应为一级反应，121132.026. 5693.0693.0aakkt可得，由将 k = 0.132a1、c0 = 20 居里、 ct = 5.3 居里，代入 lnktcct0，精选学习资料 - -
12、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页学习必备欢迎下载则 ln203 .5= 0.132 t；t = 10.06a6 某药物分解反应为一级反应，在37时，反应速率常数k 为 0.46h1，若服用该药0.16g，问该药在胃中停留多长时间方可分解90%。解：将 ct = ( 1 90%) 0.16 = 0.016g 代入一级速率方程为lnktcct0， ，得ln16.0016.0= 0.46t ；t = 5h 7 在 500K 时，硝基甲烷（CH3NO2）的半衰期是650s。试求该一级反应的 （1）速率常数。（2）硝基甲烷的浓度由0.05molL
13、1减至 0.0125molL1所需时间。（3）继（ 2）之后 1h 硝基甲烷的浓度。解： （1）一级反应；3211007.1650693.0693.0tk（s 1）（2）ct = 0.0125molL1, co = 0.05molL1代入一级反应速率方程，可得ln0cctln05.00125.0= 1.07103 t ；t = 1300s （或推论，反应由0.05mol L1 减至 0.0125mol L1经历两个半衰期，因此t = 221t=1300s）（3）继（ 2）以后，反应时间为t = 1300 +3600 = 4900 （s） ， 代入速率方程表达式，得 ln05.0tc= 1.07
14、 103 4900 ；ct = 2.6410 4 mol L 1 10在稀的蔗糖溶液中（即水大量存在）发生下列反应：C12H22O11（aq）+ H2O（l）2C6H12O6（aq）该反应为一级反应，若该反应的速率常数k 为 0.034h1，且蔗糖溶液的起始浓度为0.010 molL1，试求： （1）蔗糖水解反应的起始速率；（2）5h 后蔗糖的浓度。解：（1）该一级反应的速率方程可写作v = k c（C12H22O11）起始速率v = 0.034 0.010 = 3.410 4mol L1 h1（2）ln0cct= k t5034. 001.0lntcct = 0.0084 molL111某病
15、人发烧至40，使体内某一酶催化反应的速率常数增大为正常体精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页学习必备欢迎下载温（ 37）时的1.23 倍。试求该催化反应的活化能。解：由阿氏公式k = A eEa/RT，可得)(ln211212TTTTREakk将 T1 = 273 + 37 = 310K, T2 = 273 + 40 = 313K, k2 = 1.23k1 代入公式，有)(ln211212TTTTREakk；ln)313310310313(10314.823.1311EakkEa = 55.70 kJ?mol 112反
16、应 2NOCl （g） = 2NO （g）+ Cl2（g）的活化能为101kJmol1，300K 时，速率常数k1为 2.80105 Lmol1s1，试求 400K 时的速率常数k2。解：由)(ln211212TTTTREkka；有)400300300400(10314.81011080. 2ln352k；k2 = 0.698 Lmol1 s113已知青霉素G 的分解反应是一级反应，37时其活化能为84.8 kJmol1，指前因子A 为 4.21012h1，试求 37时该反应的速率常数k。解：代入阿氏公式k = A e Ea/RT得)37273(10314. 8/4.84123104.2ek3
17、412104.2e7.21 10 3 h114300K 时，下列反应H2O2（aq）= H2O（l）+ （1/2）O2（g）的活化能为75.3kJ mol1。若用 I 催化，活化能降为56.5kJmol1；若用酶催化，活化能降为25.1kJmol1。试计算在相同温度下，该反应用I催化及酶催化时，其反应速率分别是无催化剂时的多少倍？解： 由 Arrhenius 公式，有k = A e Ea/RT用 I催化时，RTEaRTEaeekk/)()1()()1(无无30010314.85 .563.753e=1.9 103倍用酶催化时，RTEaRTEaeekk/)()()()(无酶无酶30010341. 81 .253.753e=5.5 108倍精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页
