大学化学基础(邓建成第二版)第二章思考题、习题

Θ 9. 已知下列反应：CO (g) +C(s) →2CO(g) ∆r Hm =172kJ ⋅ mol −1 2
如果增加总压强或升高温度，或加入催化剂，反应速率v 正、v逆及速率常数k正、k逆及平衡常数K将怎样变化？平 衡将怎样移动？ 答： 增加总压强，v正、v逆都增大，k正、k逆不变，K不 变，平衡向反方向移动； 升高温度，v正、v逆都增大，k正、k逆都增大，K增 大，平衡向正方向移动； 加入催化剂，K不变，平衡不移动，如果是正催化剂 则v正、v逆都增大，k正、k逆都增大，加入负催化剂则v 正、v逆都减小， k正、k逆都减小； 注：平衡常数与速率常数是温度的函数，与压强、浓度无 关。 11. 在大连，水的沸点为373K，煮熟一个鸡蛋需要3min， 在拉萨，水的沸点大约为365K，需要5min才能将鸡蛋煮熟 。试计算煮熟鸡蛋过程中的活化能。
11. 什么叫链式反应？它主要有哪些步骤？ 答：有些反应的历程相当复杂，只要用任何方法使反应一经 开始，它就可以自动迅速地、连续不断地进行下去，有时甚 至以爆炸形式出现，这类反应称为链反应。 链反应包含三个基本步骤：链的引发、链的增长、链终止。
12. 请简要解释： （1）分子有效碰撞;（能引起化学反应的分子间的相互碰撞） （2）在非基元反应中，最慢的那步反应决定了整个反应的速 率； 该反应不一定是个二级反应；如反应 （3）A + B → 产物 的速率表达式为：
解：（1）k0=v= 0.02 mol·dm-3·s-1 （2）k1= v/ [A]=0.02 s-1 （3）k2= v/ [A]2=0.02 dm3·mol-1·s-1 注：反应级数不同，速率常数单位不同
13. 实验测得下列反应： A(g) + B(g) →产物 对A为一级反应，B为二级反应，在某温度下的速率常数为 0.05mol2·L-2·s-1， 1.求反应的级数；（三级） 2.温度不变，当A浓度为0.1 mol·dm-3，B浓度为0.05 mol·dm-3时的反应速率。 解：
k2 Ea T2 − T1 ( ) 解： In = k1 R T2T1
6.0 × 10−5 mol ⋅ L−1 ⋅ s −1 93kJ / mol 298K − 360 K In = ( ) −1 −1 k1 8.314 J ⋅ K ⋅ mol 298K × 360 K
求得：
k1 = 3.85 ×10−2
1.溴的水溶液和丙酮的反应方程式为：
CH3COCH3 + Br2 →CH3COCH2Br + HBr
，该反应对于溴来说是零级反应，由此可以推断出（D） A.反应速率是恒定的； B.溴的浓度与反应速率有关； C.溴起催化剂作用； D.溴的浓度与反应速率无关。 2. 在273K时，测得反应的实验数据如下： CH3CHO(g) →CH4 (g) + CO(g)
(1) 错误，在单位浓度时速率常数k等于该化学反应的 速率； (2) 错误，反应速率取决于温度和反应物或生成物的浓 度。 (3) 错误，反应级数不一定等于反应分子数； (4) 正确。 (5) 正确。 (6)正确。
8.反应：2NO(g) + Cl2(g) → 2NOCl(g)的速率表达式为 v=k[NO]2[Cl2], ，试讨论下列各种条件变化时对反应的初速率 有什么影响？ (1) Cl2的分压增加一倍； (2)加入某种催化剂； (3)将反应容器增大一倍； (4)将总压增加一倍。 解：(1) Cl2的分压增加一倍，反应的初速率增加一倍。 (2) 加入某种催化剂，加快反应的初速率。 (3) 将反应容器增大一倍，反应的初速率为原来的1/8倍。 (4) 将总压增加一倍，反应的初速率为原来的8倍。
a ⋅∆t b ⋅∆t g ⋅∆t h⋅∆t
2. 瞬时速率
以反应物的浓度来表示，有 − ∆ [ A ] υ = lim
A ∆t → 0

∆t

9. 如果正向反应的活化能为20kJ·mol-1，逆向反应活化能 是否也为20kJ·mol-1？为什么？ （图2-4，P24，生成物势能通常小于反应物势能。Ea′≠Ea） 10. 催化剂对速率常数（有影响）和平衡常数（无影响）是 否都有影响？为什么？（P31）
4.74dm3 ⋅ mol −1 ⋅ s −1 Ea 656 K − 592 K = In ( ) 3 −1 −1 −1 −1 0.498dm ⋅ mol ⋅ s 8.314 J ⋅ mol ⋅ K 656 K × 592 K
Ea = 113.7kJ / mol
6．实验测得反应 2CO + Cl2→2COCl的速率方程为： d[COCl2]/dt=k[CO][Cl2]3/2 有人建议其反应机理为：
4.反应： CO2 (g) + C(s) → 2CO(g) 的 ∆r Hm ＞0。当p、V不变，增加反应物CO2的浓度，正反应速率常数将 不变 ；正反应速率将增大；标准平衡常数将不变；平衡将向右 /正反应方向移动。 5.下述反应在一定温度范围内是一基元反应： 2NO + Cl2 → 2NOCl （1）写出该反应的速率方程式，该反应为几级反应？ （2）在其他条件不变的情况下，如果将容器的体积增大到原 来的2倍，反应速率将如何变化？ （3）如果容器的体积将NO的浓度增加到原来的3倍，反应速 率将如何变化？不变， 2 解：（1）三级 V0 = k[ NO] [Cl2 ]
k[0.100]2 [0.100] = 8.0 ×10−3
k = 8.0 L2·mol-2·s-1
(3) 反应速率方程式为：
v = k[ A]2 [ B]
(4)反应级数等于各反应物分级数之和，而各反应级 数反映了该反应物浓度变化时对反应速率得影响。因此 在实验中，我们比较反应速率随各反应物浓度的变化即 可确定各反应物的级数，也就能确定反应的总级数。
解：
v ∝ k,v ∝ 1/t
k2 v2 t1 Ea (T2 − T1 ) lg = lg = lg = k1 v1 t2 2.303RT1T2
代入数据得：
，根据阿伦尼乌斯公式，得：
Ea = 72.29kJ
12. 气体A的分解反应： A ( g ) → 产 物 当浓度为1.0mol·dm-3，反应速率为0.02 mol·dm-3·s-1,如果该反 应为（1）零级反应；（2）一级反应；（3）二级反应时，其 反应速率常数为多少？
3 k1 [CO ][Cl2 ]2 k−1
这一机理与速率方程式相符。 （2）式中的k与反应机理中的各速率常数（k1，k-1，k2， k-2）之间的关系为：
k2 k = k3 k−2
k1 k−1
7.下列说法是否正确，请说明理由： (1)速率常数k就代表该化学反应的速率； (2)反应速率只取决于温度，而与反应物或生产物的浓度 无关； (3)反应级数就是反应分子数； (4)反应的活化能越大，在一定温度下化学反应的 速率越 慢； (5)催化剂能加快反应速率是因为它能降低了反应的活化 能； (6)如果某一化学反应分几步进行，其总反应的速率主要 取决于最慢一步的化学反应。
V = k{0.5[NO]}2 ⋅ 0.5[Cl2 ] = 0.125V0 （2）
V = k{3[ NO]}2 ⋅[Cl2 ] = 9V0
6. 哪一级反应速率常数与反应物的浓度无关？（0级） 7. 一个反应在相同温度及不同起始浓度时的反应速率是否相同？ （否）速率常数是否相同？（相同）转化率是否相同？（否） 平衡常数是否相同？（相同）如果一反应在不同温度及相同起 始浓度时，它们的反应速率是否相同？（否）速率常数是否相 同？（否）转化率是否相同？（否）平衡常数是否相同？（否） 8. 化学反应速率如何表示？增加温度，化学反应速率是否 也增加？ 答：对于一般反应 aA + bB → gG + hH 化学反应速率有两种表示方法： −∆[ A] −∆[ B] ∆[G] ∆[ H] υ= = = = 1．平均速率
V = k [ A][ B ]
则该反应不一定是基元反应。 （4）如果加入催化剂能使正相反应的速率加快，那么也同 时能使逆向反应的速率加快。
习 题
1.在298K下，反应：A+B=产物 的有关数据如下： [A]/mol·L–1 [B]/mol·L–1 1 2 3 0.100 0.500 0.100
(2)反应速率常数k； (3)写出反应速率方程式； (4)试总结的测定反应级数的方法。
k1[Cl2 ] = k−1[Cl ]2
(1) (2)
k2 [Cl ][CO ] = k−2 [COCl ]
反应速率表示：
d [COCl2 ] dt = k3 [COCl ][Cl2 ]
整个反应的速率由慢反应控制，其反应速率应由慢
(3)
将(1)、(2)式代入到(3)，得
d [COCl2 ] dt
k2 = k3 k−2
v/mol·L–1 ·s–1
8.0×10–3 2.0×10–1 4.0×10–2
0.100 0.100 0.500
求：(1)对不同反应物的反应级数各为多少？
解：（1）设反应物A和B的反应级数分别为x、y
k[ A]x [ B ] y = v
由实验1和2有 k[0.100]x [0.100] y = 8.0 × 10−3
c(CH3CHO)/ mol ⋅ dm−3
0.100 0.200 0.400 v / mol ⋅ dm −3 ⋅ s −1 9.00×10-7 3.60×10-6 1.44×10-5 则反映级数为（C） A.0； B.1； C.2； D.3
Θ 3.对于 ∆ r H m ＞0的反应，使用催化剂可使（C） A. 正反应速率增大，逆反应速率减小； B. 正反应速率减小，逆反应速率增大； C. 正逆反应速率均增大相同倍数； D．正、逆反应速率均减小。
Cl2
Cl + CO
COCl + Cl2k3k1 k −1 Nhomakorabeak2 k−2