第八章 化学反应速率习题解析

1、第八章 化学反应速率习题解析1. 选择题（1）关于化学反应速率表达不正确的是:A.与体系的大小无关而与浓度大小有关 B.与各物浓度标度选择有关C.可为正值也可为负值 D.与反应方程式写法有关E.表示反应速率需标明采用何种物质浓度的变化（2）对于反应Cl2(g) + 2NO(g) 2NOCl(g)，实验发现，如两反应物浓度都加倍，则反应速率增至8 倍。该反应的级数是:A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 E. 1/2 （3）已知A + 2B C，则其速率方程式为:A. v = kcAcB2 B. v = kcAcB C. v = kcB2 D. v = kc3 E. 无法确定（4）进行反应A

2、+ 2D 3G在298K及2L容器中进行，若某时刻反应进度随时间变化率为0.3mol·s-1,则G的生成速率为（单位：mol·L-1·s-1）:A. 0.15 B. 0.9 C. 0.45 D. 0.2 E. 0.35（5）某反应速率常数k=2.31×10-2mol-1·L·s-1,反应起始浓度为1.0 mol·L-1，则反应的半衰期为:A. 43.29s B. 15s C. 30s D. 21.65s E. 25s答：（1）C （2）D （3）E （4）C （5）C2. 解释下例名词 (1) 化学反应速率 (2) 元反应

3、(3) 速率控制步骤 (4) 有效碰撞 (5) 活化分子 (6) 活化能 (7) 速率常数 (8) 反应级数 (9) 半衰期 (10) 催化剂 (11 )酶（略）3. 什么是质量作用定律？应用时要注意些什么？答：在一定温度下，元反应的反应速率与反应物浓度以反应分子数为幂的乘积成正比，这就是质量作用定律应用时要注意：质量作用定律仅适用于元反应。纯固态或纯液态反应物的浓度不写入速率方程式。4. 试比较碰撞理论与过渡态理论的异同。相同点：活化能越大，反应速率越慢。不同点：见下表：碰撞理论 过渡态理论活化能定义 活化分子具有的最低能量 活化络合物具有的能量比反应物分与分子平均能量之差 子平均能量高处的

4、额外能量分子结构 忽略 考虑能量种类 动能 势能进程 一碰即发生 先生成活化络合物5. 温度是影响反应速率的主要因素吗？答：温度增加，活化分子分数增加，因此有效碰撞次数也增加，因而反应速率加快。利用公式 可知：温度是影响反应速率的主要因素主要由以下几点：（1） 某反应的活化能Ea、R和A是常数，温度T升高，k变大，反应加快； （2）当温度一定时，如反应的A值相近，Ea愈大则k愈小，即活化能愈大，反应愈慢；（3） 对不同的反应，温度对反应速率影响的程度不同。由于lnk与1/T呈直线关系，而直线的斜率为负值(-Ea /R)，故Ea愈大的反应，直线斜率愈小，即当温度变化相同时，Ea愈大的反应，k的变

5、化越大。6. 酶催化的主要特征及缺点有哪些？答：酶除了具有一般催化剂的特性外，还具有下列特性：（1）具有高度的特异性。一种酶只对某一种或某一类的反应起催化作用。即使底物分子为对映异构体时，酶一般也能识别，并选择其中之一进行催化。（2）具有很高的催化活性。对于同一反应而言，酶的催化能力常常比非酶催化高1061010倍。（3）酶在一定的pH范围及一定的温度范围内才能有效地发挥作用。酶的活性常常在某一pH范围内最大，称为酶的最适pH，体内大多数酶的最适pH接近中性。 同样温度升高，反应速率加快，当温度升高到一定程度时，再继续升高，由于酶的变性，失去活性。速率最大时的温度称为酶的最适温度，人体内大多数

6、酶的最适温度在37°C左右。7. N2O5 的分解反应是2N2O5 4NO2 + O2，由实验测得在67°C 时N2O5 的浓度随时间的变化如下：t/min 0 1 2 3 4 5c(N2O5)/（molL-1） 1.0 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17试计算：(1) 在0-2 分钟内的平均反应速率。(2) 在第2 分钟的瞬时速率。(3) N2O5 浓度为1.00molL 1 时的反应速率。解：（1）（2） 以lnc（N2O5）对t 作图得直线，故该反应为一级：k = -tga = 0.35min-1（3）= kc(N2O5) = 0.35min-1

7、5;1.00molL-1= 0.35molL-1 min-18. 已知在320°C 时反应SO2Cl2(g) SO2(g) + Cl2(g)是一级反应，速率常数为2.2×10-5s-1。试计算：（1）10.0g SO2Cl2 分解一半所需时间。（2）2.00g SO2Cl2 经2 小时后还剩多少？解：m =1.7g9. 气体A 的分解反应为A(g) 产物，当A 的浓度为0.50 molL 1 时，反应速率为0.014 molL-1s-1。如果该反应分别属于 (1)零级反应 (2)一级反应 (3)二级反应，则当A的浓度等于1.0 molL 1 时，反应速率常数各是多少？解：（

8、1） k = = 0.014 molL-1s-1（2）（3）当A的浓度为1.0mol×L-1时，反应速率常数不变。10. 形成光化学烟雾的化学反应之一是O3(g) + NO(g) O2(g) + NO2(g)。己知此反应对O3 和NO 都是一级，且速率常数为1.2×107 mol-1Ls-1。试计算当受污染的空气中c(O3)= c(NO) = 5.0×10-8 molL 1 时，(1) NO生成的初速率 (2) 反应的半衰期 (3) 5 个半衰期后的c(NO)。解：（1） = kc(O3)c(NO)= 1.2 × 107 mol-1Ls-1 ×

9、 (5.0 × 10-8 molL-1)2= 3.0 × 10-8 molL-1s-1（2）（3）11. 某药物的分解反应为一级反应，在体温37°C时，反应速率常数k为0.46 h-1 ,若服用该药物0.16 g，问该药物在体内多长时间可分解90%。解：12.蔗糖的水解 C12H22Oll + H2O 2C6H12O6是一级反应，在25°C时速率常数为5.7´10-5·s-1，试计算： (1) 浓度为1 mol×L 1蔗糖溶液水解10%需要的时间。(2) 若反应活化能为110 kJ× mol1，什么温度时其反应速率

10、是25°C时的十分之一。解：（1）（2）13.某800IU/ml抗生素溶液，25放置一个月其含量变为600IU/ml。若此抗生素的降解服从一级反应，问：（1）降解的半衰期为多少？（2）40天的含量变为多少？（3）求此溶液的有效期。解：（1）由于该反应为一级反应，因此 根据题意，25该反应的速率常数可根据下式求得：k = 0.0096d-1因此降解的半衰期为（2）第40天的含量c2可通过下式求得： c2 = 545IU/ml（3）该药物的有效期为：t =11d因此该药物的有效期为11天。14. 某反应从27°C 升到37°C 时，反应速率为原来的4 倍，试计算反应的

11、活化能。如该反应从127°C 升到137°C 时，反应速率将为原来的多少倍？解：若该反应从 127°C 升到137°C，137 时的反应速率与127 时的反应速率的比值为：13. 青霉素G 的分解为一级反应，实验测得有关数据如下：T/K 310 316 327k/h-1 2.16×10-2 4.05×10-2 0.119求反应的活化能和指数前因子A。解：利用公式同上，用 327K 和310K 数据代入得Ea2 =84.6kJmol-1，用327K 和316K 数据代入得Ea3 = 84.2kJmol-1利用公式 求出指数前因子A1 =

12、 4.05×1012T = 316K 代入得 A2 = 4.05×1012T = 327K 代入得 A3 = 4.05×101216. 证明一级反应中反应物消耗99.9%所需的时间，大约等于反应物消耗50%所需时间的10倍。解：若反应物消耗 99.9%需时t1，消耗50%需时t2。17. 在28°C，鲜牛奶大约4h 变酸，但在5°C 的冰箱中可保持48h。假定反应速率与变酸时间成反比，求牛奶变酸反应的活化能。解： 18. 反应2HI(g) H2(g) + I2(g)在无催化剂，金催化、铂催化时活化能分别为184、105 及42 kJmol1，试估算25°C 时金催化及铂催化时反应速率分别为无催化剂时的多少倍？解： 故 25°C 时金催化时反应速率为无催化剂时的7.0×1013 倍铂催化时： 故 25°C 时铂催化时反应速率为无催化剂时的7.0×1024 倍。19. 某酶催化反应的活化能是50.0 kJmol1，试估算此反应在发烧至40°C 的病人体内比正常人(37°C)加快的倍数(不考虑温度对酶活力的影响)。解： 20. 活着的动植物体内14C 和12C 两种