竞赛专题1化学反应速率与化学平衡

1、竞赛专题1化学反应速率与化学平衡【竞赛要求】反应速率基本概念。反应级数。用实验数据推求反应级数。一级反应积分式及有关计算（速率常数、半衰 期、碳-14法推断年代等等）。阿累尼乌斯方程及计算（活化能的概念与计算；速率常数的计算；温度对速率的 数影响的计算等）。活化能与反应热的关系。反应机理一般概念。推求速率方程。催化剂对反应影响的本质。标 准自由能与标准平衡常数。平衡常数与温度的关系。平衡常数与转化率。利用平衡常数的计算。热力学分解温 度（标态与非标态）。克拉贝龙方程及其应用（不要求微积分）。【知识梳理】一、化学反应速率（-）反应速率及其表示方法：在化学反应中，某物质的浓度（物质的量浓度）随时间

2、的变化率称反应速率。 反应速率只能为正值，且并非矢量。1、平均速率：用单位时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 ac（5-1）22、瞬时速率若将观察的时间间隔，缩短，它的极限是，（）,此时的速率即为某一时刻的真实速率瞬时速率：瞬时二lim ( ) = 一。必dt(5-2)对于下面的反应来说，ga+8b=gg+h,其反应速率可用下列任一表示方法表示:此， % , &g , dcdt dt 9 dt 9 dt注意：这几种速率表示法不全相等，但有下列关系：_ 1l 笈=1 旦 （5.3）a dt b dt g dt h dt瞬时速率可用实验作图法求得。即将已知浓度的反应物混合，在指定温

3、度下，每隔一定时间，连续取 样分析某一物质的浓度，然后以c-f作图。求某一时刻时曲线的斜率，即得该时刻的瞬时速率。（二）影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素很多，除主要取决于反应物的性质外，外界因素也 对反应速率有重要作用，如浓度、温度、压力及催化剂等。1、浓度对反应速率的影响（1）基元反应和非基元反应基元反应：能代表反应机理、由反应物微粒（可以是分子、原子、离子或自由基）一步直接实现的化学反 应，称为基元步骤或基元反应。非基元反应：由反应物微粒经过两步或两步以上才能完成的化学反应，称为非基元反应。在非基元反应中, 由一个以上基元步骤构成的反应称为非基元反应或复杂反应。如复杂反应h2

4、 + cl2 = 2hc1由几个基元步骤构成，它代表了该链反应的机理:h + cb - hci + cl cl2 + m - 2c1 + m ch + h2 - hci + h 2c1 +mcl2 + m7式中m表示只参加反应物微粒碰撞而不参加反应的其他分子，如器壁，它只起转移能量的作用。（2）反应分子数单分子反应 双分子反应 三分子反应ch3coch3 f ch4 + co + hz在基元步骤中，发生反应所需的最少分子数目称为反应分子数。根据反应分子数可将反应区分为单 分子反应、双分子反应和三分子反应三种，如：h2 + 2i f 2hich3cooh + c2h5oh ch3cooc2h5

5、+ h2o反应分子数不可能为零或负数、分数，只能为正整数，且只有上面三种数值，从理论上分析，四分 子或四分子以上的反应几乎是不可能存在的。反应分子数是理论上认定的微观量。（3）速率方程和速率常数大量实验表明，在一定温度下，增大反应物的浓度能够增加反应速率。那么反应速率与反应物浓度之 间存在着何种定量关系呢？人们在总结大量实验结果的基础上，提出了质量作用定律：在恒温下，基元反 应的速率与各种反应物浓度以反应分子数为乘塞的乘积成正比。对于一般反应（这里指基元反应）：aa + bb - gg + hh质量作用定律的数学表达式：(5-4)称为该反应的速率方程。式中k为速率常数，其意义是当各反应物浓度为

6、1 mol出】一3时的反应速率。对于速率常数a,应注意以下几点：速率常数a,取决反应的本性。当其他条件相同时快反应通常有较大的速率常数，小的反应在相同的条件 下反应速率较慢。速率常数k与浓度无关。颤随温度而变化，温度升高，k值通常增大。是有单位的量，的单位随反应级数的不同而异。前面提到，可以用任一反应物或产物浓度的变化来表示同一反应的速率。此时速率常数上的值不一定 相同。例如：2no + o2 = 2no2,其速率方程可写成：u (no)de (no)dtdt由于u （n。立1 de(ng2 dtdt=dt=卜3 cn0（5）1 djnoc2 dt(5-5)对于一般的化学反应a b g h确定

7、速率方程时必须特别注意，质量作用定律仅适用于一步完成的反应一基元反应，而不适用于几个基元反应组成的总反应非基元反应。如n2o5的分解反应：2n2o5 = 4no2 + o2实际上分三步进行：n2os f no2 + no3慢（定速步骤）no2 + no3 - no2 + o2 + no 快no + no3 - 2no2快实验测定起速率方程为：u = kcm 它是一级反应，不是二级反应。（4）反应级数通过实验可以得到许多化学反应的速率方程，如表-1表1某些化学反应的速率方程化学反应速率方程反应级数1、2h2o2 = 2h2o + o2d = kc (/w12、s2o；- +21 =2so+i2u

8、 = k c (sg )(/)1 + 1=23、4hbr + o2 = 2h2o + 2br2u = k c -、 c .n (hbr)1 + 1=24、2no + 2hz = n2 + 2hzou = k - c；no) c(h2)2+1=25、ch3cho = ch4 + cou = k c chycho)36、2no2 = 2no + o2u=k2由速率方程可以看出化学反应的速率与其反应物浓度的定量关系,对于一般的化学反应:。a+8b - gg + /h其速率方程一般可表示为：d = a 喝）c折式中的c、c表示反应物a、b的浓度，g、力表示a、b在反应方程式中的计量数。小、分别表示速率

9、方程中和c的指数。速率方程中，反应物浓度的指数小、分别称为反应物a和b的反应级数，各组分反应级数的代数和 称为该反应的总反应级数。反应级数=ffi + it可见，反应级数的大小，表示浓度对反应速率的影响程度，级数越大，速率受浓度的影响越大。若为零级反应，则表示反应速率与反应物浓度无关。某些表面催化反应，例如氨在金属铝表面上的分 解反应，其分解速率在一定条件下与氨的浓度无关就属于零级反应。观察表中六个反应的反应级数，并与化学方程式中反应物的计量数比较可以明显地看出：反应级数不 一定与计量数相符合，因而对于非基元反应，不能直接由反应方程式导出反应级数。另外，还应明确反应级数和反应分子数在概念上的区

10、别：反应级数是根据反应速率与各物质浓度的 关系来确定的；反应分子数是根据基元反应中发生碰撞而引起反应所需的分子数来确定的。反应级数可 以是零、正、负整数和分数；反应分子数只可能是一、二、三。反应级数是对宏观化学反应而言的；反 应分子数是对微观上基元步骤而言的。(5) 一级反应及其特点凡反应速率与反应物浓度一次方成正比的反应，称为一级反应，其速率方程可表示为：de=kic(5-6)dt积分上式可得：nc=-kit + b(5-7)当f = 0时，c= % (起始浓度)，则8 = h】c。故上式可表示为：in =kitc或k1=(5-8)t c亦可表示为：c = %卬(5-9)若以。表示1 = 0

11、时的反应物的浓度，以x表示，时刻已反应掉的反应物浓度，于是(5-8)式可写为：ki= hn-(5-10)/ a- x(5-6) (5-10)式即为一级反应的速率公式积分形式。一级反应的特征是：速率常数总的数值与所用浓度的单位无关，其量纲为时间一】，其单位可用sr, min或h-等表示。当反应物恰好消耗一半，即x=g时，此刻的反应时间记为。(称之为半衰期)，则(510)式变为：2tki= ln20.6932l以跋对，作图应为一直线，其斜率为-。乙 ju j2、温度对反应速率的影响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。arriienhis (阿仑尼乌斯)总结了 k与t 的经验公式：

12、_ea_k = ae(5-12)e取自然对数，得：1】人二一=l + lna(5-13)rtf常用对数：lgk= -+ in a(5-14)2.303 a /式中：a速率的数ea活化能r气体常数t绝对温度e自然对数底，e = 2.71828，ige = 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ea、a不随温度变化。由于t在指数上，故对上的影响较 大。根据arrhenius公式，知道了反应的ea、a和某温度八时的幺，即可求出任意温度t2时的k2o 由对数式：吆佑二2.303町2.303r7；一+ in a一得:吆=二一一(一一)心 2.3

13、03/e 1 t2(5-15)3、催化剂对反应速率的影响(1)催化剂和催化反应：在反应中，反应物的数量和组成不变，能改变反应速率的物质，叫催化剂。催化剂改 变反应速率的作用，称为催化作用；有催化剂参加的反应。称为催化反应。催化反应分为均相催化和非均相催化两类：反应和催化剂处于同一相中，不存在相界面的催化反应，称均相催化。如：no2催化2so2 + o2 = 2so3 ；若产物之一对反应本身有催化作用，则称之为自催化反应。如：2mno； + 6h+ + 5h2c2o4 = ioco2 + 8h2o +2mli2+,产物中mm+对反应有催化作用，下图为自催化反应过程的速率变化。初期，反应速率小；中

14、期，经过一段时间gta诱导期后，速率 明显加快，见ta-tb段；后期，加之后，由于反应物耗尽,，速率下降。5反应物和催化剂不处于同一相，存在相界面，在相界面上进行的反应，叫做多相催化反应或非均相催化，复 相催化。例如：fe催化合成氨（固一气）；ag催化h2o2的分解（固一液）（2）催化剂的选择性：特定的反应有特定的催化剂。如：2so2 +。2 = 2so3的催化剂v2o5no?pt； co + 2h2 = ch3oh的催化剂cuo-zno-cr2o3;酯化反应的催化剂浓硫酸浓硫酸+浓磷酸 硫酸盐活性铝。同样的反应，催化剂不同时，产物可能不同。如：co+2h2 = ch30h （催化剂cuo-z

15、no-cr2o3）； co+3h2 =ch4 +h2o （催化剂 ni+al2o3）, 2kc1o3=2kc1 + o2 （催化剂 mno2）； 4kc1o3 = 3kc1o4 + kc1 （无催化剂）（3）催化机理：催化剂改变反应速率，减小活化能，提高产率，不涉及热力学问题。如：a + b=ab ea很大，无催化剂，慢；加入催化剂k,机理改变了： a + b + k = ak + b=ab + k ,快。图中可以看出，不仅正反应的活化能减小了，而且逆反应的活化能也降低了。因此，正逆反应都加快 了，可使平衡时间提前，但不改变热力学数据！例如：noz催化氧化so2的机理：ea大，加no2ea，小

16、ea”小总反应为：so2 + l/2o2 = so3 催化机理为：2so2 + no2 = so3 + nono + 1/202 = no2再例如：fe表面n2 + 3h2合成氨的机理：总反应为：n2 + 3h2 = 2nh3fe催化剂催化机理为：ni + 2fe = 2n-fe, h2 + 2fe = 2h-fe, n-fe + h-fe = fe2nh, fe2nh + h-fe = fe3nh2fesnhz + h-fe = fe4nh3, fe4nh3 = 4fe +nh3每一步活化能都较小，故反应加快。二、化学平衡(-)化学平衡的条件根据吉布斯自由能判据，在等温等压、=0的条件下，g

17、t,/，v0,则化学反应自发地由反应物 变成产物，这时反应物的浓度(分压)逐渐减少，产物的浓度(分压)逐渐增加，反应物和产物布斯自 由能之差逐渐趋于零，直到gr,/，= 0时达到化学平衡。这时从宏观上看反应似乎停止了，其实从微观上 正反应和逆反应仍在继续进行，只不过两者的反应速率正好相等而已，所以化学平衡是一个动态平衡。即：等温等压，vvz =0的条件下：0正反应自发进行；gr,/，= 0 达化学平衡化 学平衡的条件；g7 0正反应不自发(逆反应自发)。化学反应达平衡时：从热力学角度：等温等压，w7 = 0：应g7= 0,从动力学角度：/+=，反应物和生成物的 浓度不变，即存在一个平衡常数。(

18、二)实验平衡常数大量实验事实证明，在一定条件下进行的可逆反应，其反应物和产物的平衡浓度(处于平衡状态时 物质的浓度)间存在某种定量关系。若可逆反应用下述通式表达：“a+b = dd + ee,在一定温度下达到平衡时，则有：*=k,(5-16)即在一定温度下，可逆反应达到平衡时，产物的浓度以反应方程式中计量数为指数的塞的乘积与反 应物浓度以反应方程式中计量数为指数的塞的乘积之比是一个常数。书写平衡常数关系式必须注意以下几点：(d对于气相反应，平衡常数除可用如上所述的各物质平衡浓度表示外，也可用平衡时各物质的分压表示如:a a (g)+ b b(g) =： d d(g) + e e(g)(p(5-

19、17)式中实验平衡常数以kp表示，以与前述(相区别。k,称为压力常数，(称为浓度平衡常数。同一反应的k.与k,有固定关系。若将各气体视为理想气体，那么八=art , pg =bkt , pl)=d/f7 , pe = ert,代入(5-20)式，有= j。(rt) (rf+ma+/, i*用(5-18)kp = kc (rt)(2)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中的水的浓度写进平衡常数表达式,例如：caco3(s)=cao(s) + co2(g) k=p 皿cr2o (aq) + h2o(i) = 2cro； (aq) + 2h+(aq) k=cro 2h+/ cr2o但非水溶液中

20、反应，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。例如:c2hsoh + ch3cooh = ch3cooc2h5 + h2o -；力募就:胱;(3)同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。例如:nzo4(g)2noz(g)n2o4(g) = 2no2(g)2no2(g)n2o4(g)*(373)nq于=v0.36 = 0.60k(373)此 oj= 1no22 - 036因此书写平衡常数表达式及数值，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。(三)标准平衡常数和等温方程式1、标准平衡常数：等温等压下，对理想气体反应：dd+ ee= f

21、f4-/h设/)、九、pf、 p分别为d、e、f、h的平衡分压，则有：式中k；!称理想气体的热力学平衡常数标准平衡常数。热力学可以证明，气相反应达平衡时，标准吉布斯自由能增量a,g：(反应物和生成物p都等于p时, 进行一个单位化学反应时的吉布斯自由能增量)与k；应有如下关系：(5-20)&rg：=-rtin k；(5-20)式说明，对于给定反应，k；与ag；和丁有关。当温度指定时，只与标准态有关，与其他浓度或分压条件无关，它是一个定值。因此，定温下k；必定是定值。即k；：仅是温度的函数。2、化学反应的等温方程式如果化学反应尚未达到平衡，体系将发生化学变化，反应自发地往哪个方向进行呢？由化学等温

22、方程式 即可判断。+ rtn及 财 珞桢= arg中进行的 菽应o in平衡浓度；。任意浓度；k：热力学平衡常数（标准平衡常数）。qe浓度+ rt嘀qpc。称作标准浓度。即在标准状态下，c= lmol.dnr2、纯固体或纯液体与气体间的反应（复相反应）例如，下列反应：caco，g）fcao（s） + cq（g）是一个多相反应，其中包含两个不同的纯固体和一个纯气体。化学平衡条件a，g,=o,适用于任何化学平衡，不是论是均相的，还是多相的。argw = _rt in/rg + /?tlnqe =-/?tln krtnqc(5-22)等温等压下，理想气体反应： d d + e e =： / f+/h

23、气体的任意分压为pc、八八ph时：g、d= +rt in 适 ；gg = g 晨 + rt in 遐ppg“ = gl + mn 红 ；g,“. = g； + sn 运pp此时若反应自左至右进行了一个单位的化学反应（无限大量的体系中），则 (5-21)二 -rtlnk；+mn qp（5-21）式称作化学反应的等温方程式。式中qp称作压力商。e obi又因为arg/w = -rt in kc 所以=kp，雪=pcoz式中pcq是平衡反应体系中co2气体的压力，即co?的平衡分压。这就是说，在一定温度 下，cacch上面的co2的平衡压力是恒定的，这个压力又称为caco.s）的“分解压”。注意：纯

24、固体的“分解压”并不时刻都等于勺，例如反应：7cqk产嬴,而“分解压” =pg若分解气体产物不止一种，分解平衡时气体产物的总压称作“分解压，例如： nh、hsg） t nh3（g）+ h产出,由纯 m/rsg）分解平衡时，（册 + ）称作 nqhs（s）的 “分解压”。结论：对纯固体或纯液体与气体间的多相反应ki=c=k,）3（5-23）（四）外界因素对化学平衡的影响1、浓度对平衡的影响对于一个已达平衡的化学反应，若增加反应物浓度，会使。（。尸或2.）的数值因其分母增大而减小,而k （k；或kj1）却不随浓度改变而发生变化，于是。vk,使原平衡破坏，反应正向进行。随着反应的进行，生成物浓度增大

25、，反应物浓减小，。值增大，直到。增大到与k再次相等，达到新的平衡为止。对于改变浓度的其他情况，亦可作类似分析。结论概括如下：在其他条件不变的情况下，增加反应物浓度或 减少生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增加生成物浓度或减少反应物浓度，平衡向着逆反应方向移动。2、压力对平衡的影响体系（总）压力的变化对没有气体参加或生成的反应影响很小。对于有气体参见且反应前后气体物质计 量数有变化的反应，压力变化对平衡有影响。例如合成氨反应：n2（g） + 3h2（g） = 2nh3（g）在某温度下达到平衡时有:(pm/)?(pnj p“)(phj p)3如果将体系的容积减少一半，使体系的总压力增加至原来的2倍

26、，这时各组分的分压分别为原来的2倍，反应商为：qp =p。. =即原平衡破坏，反应正向进行。随着反应进行，pm、，不断下降，pn，不断增大，使值增大，直到q/，再次与k相等，达到新的平衡为止。可见，增大体系总压力平衡向着批体计量数减小的方向移动。类似分析，可得如下结论：在等温下，增大总压力，平衡向气体计量数减小的方向移动；减小总压力， 平衡向气体计量数增加的方向移动。如果反应前后气体计量数相等，则压力的变化不会使平衡发生移动。3、温度对平衡的影响：温度的改变对于反应商没有影响，却可以改变平衡常数。由尸-rrink和得-rtink0= a,：ta,s：a a/。 a 0mk =-(5-24)kr

27、 r此式说明了平衡常数与温度的关系，称为范特荷甫方程式。设时，标准平衡常数为r, 72时，标准平衡常数为且72八，有当温度变化范围不大时，视a,：和不随温度而改变。上两式相减，有根据(5-25)式可以说明温度对平衡的影响。设某反应在温度ti时达到平衡，有。=k；。当升温至ti 时：若该反应为吸热反应，间; 。,由(5-25)式得知则。vk；,所以平衡沿正反应方向 移动；若该反应为放热反应，温0,由(5-25)式得知k；v勺,则。k；,所以平衡沿逆反应方 向移动。总之，升温使平衡向吸热方向移动。反之，降温使平衡向放热方向移动。各种外界条件对化学平衡的影响，均符合里查德里概括的一条普遍规律：如果对

28、平衡体系施加外力, 平衡将沿着减少此外力影响的方向移动。这就是里森德里原理。【典型例题】例1、制备光气的反应按下式进行：co + ci2 = coci2,实验测得下列数据：实验顺序初浓度/mol , l”初速率/mol l“ 5cocl21().1000.1001.2x10220.1000.0504.26 xio330.0500.106.0x10 340.0500.0502.13x103求该反应的速率常数、反应级数和速率方程。分析：设速率方程为” = k-c)co)c”(a2)。h的求算可分别保持cl、co的浓度不变，再根据 c12、co的对应浓度和速率而求得。求得用、后代入具体数据即可得a,

29、速率方程的具体表达 式也就确定了。解：(1)求反应级数：反应速率方程为。= kcyco)c”(a2)首先用实验1、2的数据，即保持co 浓度不变，而使c12的浓度由0.100 mol-l变为0.050 moll *,相应的初速率由1.2x10” mol*l-* s1变为4.26x 10凸mol l” 根据速率方程：di=%cyco)cs (ch), 92 = hcr(co)cs (ci2),曳/ c?(c/2)12x104.26x10-30.45)10= 030 = l50.050g两边取对数并移项：= 品、,代入实验数据:1g (些1.2x10-2同理可求出：m= 怆g(co)cco)1gt

30、6.0x10-3,0.10= 1o故该反应对co为一级反应,对c12为3/2级反应,总反应级数为2.5级。(2)求速率常数：k =c(co)c3/2(c/2)1.2乂10-2勿厂o. lo/zr1 x(o. 10/hp/r1)372=3.8(l mol严 s l0 0.050(3)求速率方程：该反应速率方程式为“=3(：0)：短12)例2、338 k时n20s气相分解的速率常数为0.29 min1,活化能为103.3 kj - mof1,求353 k时的速率常数 及半衰期成分析：由阿累尼乌斯公式in?=今(；-；)可求得353 k时的速率常数鼠另外，由速率常数的单 瓦 r 71 72位为min

31、/，可知该反应为一级反应，代入一级反应的半衰期公式= 2竺可求得该温度下的 k半衰期。解：(1)求 353k 时的速率常数：ti=383k,自=0.292 minl ea = 103.3 kjmol1, t2 = 353 ko根据公式in旦=(-)代入实验数值：in 上 =l3.3xio、(_l-_l),r t t20.2928314338353ki = 1.392 mino(2)求353 k时的h/2：根据公式tin = ，”代入kz具体值得，1/2 =丝丫-r = 0.4978 min。k1.392 min例 3、反应 2no(g) + hmg) - n2(g) + 2hzo(g)的速率表

32、达式为：u = k 1k试讨论下列条件变化时对初始速率有何影响？(1) no的浓度增加1倍；(2)有催化剂参加；(3)温度降低；(4)反应容器的体积增大1倍。分析：本题告诉反应的质量作用定律，要求讨论在不同条件下反应初始速率的变化情况。对于（1）和（4） 直接使用质量作用定律就可以得出结论；对于（2）和（3）则要根据我们前面讲述的一些情况来考 虑。正催化剂加速反应，负催化剂减慢反应，一般来说，升高温度加快反应速率，降低温度减慢反 应速率。本题的难度在于对于“初始速率”的理解。我们说化学反应速率和反应物的浓度有关，随 着反应的进行，反应物浓度在不断第变化，那么反应的速率也在发生变化，所以不同瞬间

33、，化学反 应的速率都是不同的。“初始速率”就是指反应开始这一瞬间反应的速率。解：（1）当增加1倍时，根据 =反应速率将增加4倍；（2）正催化剂加快反应速率，负催化剂则减慢反应速率；（3）温度降低，反应速率降低；（4）当反应容器的体积增大1倍时，cn。和c都减小1倍，所以据u =反应速率将减慢8倍。例4、773k时，将2.00 mol so?和3.00 mol。2充入容积为10.00 dm，的密封容器中，平衡时有1.90 mol so3生成。计算反应：2so2（g） + 02（g） = 2soxg）的e.、勺,以及so2的转化率。分析：解此类题的关键是求出平衡时各物质的平衡浓度（或平衡分压）。反

34、应时各物质的量变化之比，即为 方程式中各物质的计量数之比。据此，根据起始浓度（或分压）即可求得各物质的平衡浓度（或平 衡分压）。解：根据题意，此反应是在等温等容条件下进行的。2s02(g)+ oi(g)看士2s(h(g)起始浓度/ mol dm-32.00/103.00/100变化浓度/ mol,反应逆向进行。41(2)当体系内n2o4与no?的分压分别为一 x 1o1.325ap和-x101.325ap时,55qp =0.05qp 0(1)则该反应中平衡常数 = 。(2)已知u00c时，k = 0.263,温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内co?和co的体积比 值，平衡常数k值 (

35、填“增大”、“减小”或“不变(3) immtc时，测得高炉中心02=0.02511】。11-1,。0=0.111。11-1,在这种情况下，该反应是否处于 平衡状态(填“是”、“否”)，此时，化学反应速率是q逆(填“”、=”、“”)，其原因 是 o2、温度对反应速率的影响可用阿伦尼乌斯公式的一种形式表示：3色=七优一。)，式中右、心分别为温度八、 由 2.303 町472时某反应的速率常数；e为反应的活化能(单位：kj -mor1)(假定活化能在温度变化范围不大时是常数)。 又对同一反应，在不同温度下反应速率常数与反应时间的关系如下：公=上k2 。(1)现知在300k,鲜牛奶5小时后即变酸，但在

36、275k的冰箱里可保存50小时，牛奶变酸反应的活化能 是多少？(2)若鲜牛奶存放2.5小时后即变酸，则此时温度为多少？3、在水溶液中，反应hg = + t13+=2hg2+tl+的速度/达式为d = ahg；+t13+mhg2+,试推测其反应历程。4、一定温度下，按下式发生分解反应：n2o5. =2no2 实验测得的数据如下表：时间/s050010001500200025003000c (n2o5) / mol l -15.003.52241.751.230.870.61(1)求各时间间隔内n2o5分解的平均反应速率。(2)求1000s时，生成no2的瞬时反应速率。若上述反应的正、逆反应速率分

37、别为re = ac(n2o5)和逆= kc2(no2)ci(o2),试写出该反应的平衡常数的表达式.5、有化学反应：a+b2dc+g2h,其中ei、e2为该反应的活化能。(1)匕,、分别是用物质a、d表示反应的化学反应速率，则心与的关系为 o(2)对于反应，若起始浓度cc=a, cg=2a, ch = 0,则用各物质表示的反应速率与时间的关系示意曲线 为下图中的(填序号)。a(3)若所g，将两反应的温度分别从500c升至1000c,则反应的速度增加值aq与反应速度的增加值a匕相比，其关系为6、某抗生素在人体血液中呈现简单级数的反应，若给病人在上午8时注射一针抗生素，然后在不同时刻t测定 抗生素

38、在血液中的浓度c (以mg/loocnf表示)，得到如下数据：t/h481216c / (mg/loocm3)0*4800.3260.2220.151(d确定反应级数。(2)求反应的速率常数k和半衰期(3)若抗生素在血液中浓度不低于0.37 mg/100 cnf才有效，问大约何时该注射第二针？7、400p下,1l容器内nz、h2, nh3三种气体的平衡浓度分别是：2 =1.0 mol.l- h2 =0.50 mol-l nh3 = 0.50 mol - l 如果保持温度不变，而要使n2的平均浓度增加到1.1 mol l-1需要从容器中 取走多少摩尔的氮气才能使体系重新达到平衡？8、平衡常数kc

39、的数值大小，是衡量化学反应进行程度的标志。在25c时，下列反应的平衡常数如下：n2(g) + o2(g) =2no(g) ix 10-3。，2h2(g) + o2(g) 2h2o(g)2=2x10812co2(g) =2co(g)+(h(g)扁=4xi。”(1)常温下，no分解产生02反应的平衡常数的表达式为k= o(2)常温下，水分解产生02,此时平衡常数值约为k= 。(3)常温下，no, h2o, co2三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序为(4)北京市政府要求全市对所有尾气处理装置完成改装，以求基本上除去氮氧化物、一氧化碳污染气体的 排放，而改装后的尾气处理装置主要是加入有效催化剂，你根

40、据以上有关数据分析，仅使用催化剂除 污染气体的可能性。9、在900c、10l325kpa下使co(g)和h2(g)的混合气体通过催化剂来研究下列平衡： co2(g)+h2(g)= co(g)+h2o(g),把反应达到平衡后的气体进行分析,得到各气体的分压分别为：pc. = 21704 pa, ph = 25825pa，= 26892 pa,问各气体分压均为2x 101.325 kpa时反应能否自发进行？10、在630k时，反应2为。(s) = 2g(g) + o)的标准自由能变化为44.3lj -mol试求此反应的七及630k时hgo(s)的分解压。如果此反应开始前容器中已有101325 pa

41、的o2,求在630 k达平衡时与hgo共存 的气相中hg(g)的分压。11、1273k时hzo(g)通过红热的铁生产h2,发生如下反应：fe(s) + h2o(g) = feo(s)+h2(g),反应的平衡 常数心=1.49 (ap是以各平衡混合气体分压表示的化学平衡常数)。(1)计算每生产loo mol氢气需通入水蒸气的物质的量为多少？(2) 1273k时，若反应体系中只有0.30 mol的铁并通入1.00 mol水蒸气与其反应，试计算反应后各组分的 物质的量。反应后体系是否处于平衡状态，为什么？(3) 1273k,当1.00 m3水蒸气与0.80 m3铁接触时，最后各组分的物质的量是多少？

42、12、在298k下，下列反应的依次为：c8h18(g) + 25/2o2(g) f 8co2(g) + 9h2o(1)= - 5512.4 kj - mof1c(石墨)+ o2(g) - co2(g)= - 393.5 kj - mof1h2(g) + 1/20) -* h2o(1)= - 285.8 kj mol-1正辛烷、氨气和石墨的标准炳分别为：463.7, 130.6, 5.694j - k-1 mopo 设正辛烷和氢气为理想气体，问：(1) 298k下，由单质生成imol正辛烷的反应的平衡常数给出计算过程。(2)增加压力对提高正辛烷的产率是否有利？为什么？(3)升高温度对提高产率是否

43、有利？为什么？(4)若在298 k及10l325kpa下进行，平衡混合物中正辛烷的摩尔分数能否达到0.1?(5)若希望正辛烷在平衡混合物中的摩尔分数达到0.5,则在298k时，需要多大的压力才行？给出计算过程。参考答案：1、(1) co2/co(2)增大 增大 (3)否 co2/coh2oco2 (4) no、co 与 ch 反应进行cno的程度很大，使用合适的催化剂加快反应速率，在水蒸气存在下生成hno3和co?,则基本上可以除去污染气 体。 或由第b 3个反应及平衡常数可知2c0 + 2；0=2(：02+2的=1/2= 2.5x10121,使用合适的催化剂 加快反应速率，基本上可以除去污染

44、气体。9、(1)根据平衡常数定义，可利用9009时各气体的平衡分压计算平衡常数k.。26892 vj01325； 21704 a ( 25825 1o1325a 101325,=1.2923(2)根据化学反应恒温方程式判断过程能否自发进行。r2x101325 (2x101325 =-rt in照期隔 1173 lnl.29+8.314x 1173 inh)“25 :101325 2x101325 (2x101325 ,101325 ；101325 ；=一 8.314x 1173 lnl.29+8.314x 1173 ini = 一2483 (j.mop1)或 qp=lvk=l29,表明反应能自发向右进行。10、因为 &= -rt in ka = -rt in kp ,所以rt44.3xlq38.314x630=-8.458k=2.123x1()7) =2.1