第三章化学动力学基础

+H2O（l）
ν=k[H3AsO4][I-][H+]
确定上述反应中总反应级数为一级的有哪些？哪些为二级反应？哪些
为三级反应？
解：根据反应级数和反应总级数的定义，反应速率方程式中反应物
种的指数为其反应级数，而反应总级数为所有各物种反应级数之和。由
此可判断上述反应中：
一级反应：（2）（3）（5）
二级反应：（1）（4）
∆t
∆t
（3） − 3∆c(KMnO4 ) = 2∆c(KCNO) ；
∆t
∆t
（4） 3∆c(KMnO4 ) = 2∆c(KCNO) 。
∆t
∆t
解：根据反应速率的定义,可知 νi
=
∆c i ∆t
，而反应中组分的反应速率
与其在反应方程式中的系数成正比，∴
ν(KMnO4 ) ν(KCNO)
=
2 −3
，等价于上述
第三章 化学动力学基础
1.已知反应：
3KCN（aq）+2KMnO4（aq）+H2O（l）→ 3KCNO（aq）+2KOH（aq）
+2MnO2（s）
下列表示式中哪一个是正确的？
（1） − 2∆c(KMnO4 ) = 3∆c(KCNO) ；
∆t
∆t
（2） 2∆c(KMnO4 ) = 3∆c(KCNO) ；
能是更方便的。例如，丙酮的溴代反应：
CH3CCH3 +Br2 H+ (HCl)→ CH3CCH2Br +HBr
O
O
以测定溴的黄棕色消失所需要的时间来研究其速率方程式。23.5℃下,该
解上述方程组可得：α=1，β=1，γ=-1，k=60s-1 即：（1）反应的速率方程式为：ν=60s-1 [ClO-] [I-] [OH-]-1
（2）反应速率系数为 k=60s-1。
6．通过实验确定反应速率方程式时，通常以时间作为自变量，浓
度作为变量。但是，在某些实验中，以浓度为自变量，时间为变量，可
选项中的（3）。
2.已知下列反应及其速率方程式：
（1）2NO2（g）+F2（g） → 2NO2F（g） ν=k[NO2][F2] （2）NO（g）+N2O5（g） → 3NO2（g） ν=k[N2O5] （3）3NO（g） → N2O（g）+NO2（g） ν=k[NO] （4）NO2（g）+2HCl（g）→ NO（g）+H2O（g）+Cl2（g）ν=k[NO2][HCl]
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0.0040
0.0010
1.1×10-4
3
0.0020
0.0020
5.6×10-5
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（1）写出反应速率方程式； （2）计算 25℃时反应速率系数 k； （3）[NO]0=0.0030mol·L-1，[O2]0=0.0015mol·L-1 时,相应的初始速率 为多少?
解：（1）设反应速率方程式为：ν=k[NO]α[O2]β,将上表中的 1，2，3 组数据代入其中，可得：
2.8×10-5=k（0.0020）α(0.0010)β 1.1×10-4= k（0.0040）α(0.0010)β 5.6×10-5= k（0.0020）α(0.0020)β 解上述方程组可得：α=2，β=1，k=7.0×103mol-2·L2·s-1 ∴该反应的速率方程为：ν=k[NO]2[O2] （2）由（1）中的计算可知：k=7.0×103mol-2·L2·s-1 （3）由（1）（2）可知反应的速率方程为：ν=7.0×103 mol-2·L-1·s-1 [NO]2[O2] ∴当[NO]0=0.0030mol·L-1，[O2]0=0.0015mol·L-1 时,相应的初 始速率为： ν0=7.0×103×0.00302×0.0015=9.5×10-5mol·L-1·s-1 4.在酸溶液中，草酸被高锰酸钾氧化的反应方程式为：
2MnO4-（aq）+5H2C2O4（aq）+6H+（aq） → 2Mn2+（aq）+10CO2（g） +8H2O（l） 其反应速率方程式为：ν=k[MnO4-][ H2C2O4] 确定反应物种的反应级数和总反应的级数。反应速率系数的单位如何？
解： 根据反应级数的定义，反应速率方程式中反应物种的指数为
三级反应：（7）
3.当矿物燃料燃烧时，空气中的氮和氧反应生成一氧化氮，它同氧
再反应生成二氧化氮：
2NO（g）+O2（g） → 2NO2（g）。25℃下有关该反应的实验数据如下：
[NO]/（mol·L-1） [O2]/（mol·L-1） v/（mol·L-1·s-1）
1
0.0020
0.0010
2.8×10-5
（5）2NO2Cl（g） → 2NO2（g）+Cl2（g） ν=k[NO2Cl]
（6）14H3O+（aq）+2HCrO4-（aq）+6I-（aq）→ 2Cr3+（aq）+3I2（aq）
+22H2O（l）
ν=k[HCrO4-][I-][H3O+]2
（7）3I-（aq）+H3AsO4（aq）+2H+（aq）→ I3-（aq）+H3AsO3（aq）
以初始速率法确定的初始速率实验数据为：
[I-]/
[OCl-]/
[OH-]/
（mol·L-1） （mol·L-1） （mol·L-1）
1 0.0030
0.0010
1.00
2 0.0030
0.0020
1.00
3 0.0060
0.0020
1.00
4 0.0030
0.0010
0.50
ν/ （mol·L-1·s -1）
1.8×10-4 3.6×10-4 7.2×10-4 3.6×10-4
（1）写出反应速率方程式；（2）计算反应速率系数 k。
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解： 设反应的速率方程式为：v=k[ClO-]α[I-]β[OH-]γ
将上中的 1，2，3，4 组实验数据代入上式中，可得： 1.8×10-4=k（0.0030）α(0.0010)β（1.00）γ 3.6×10-4=k（0.0030）α(0.0020)β（1.00）γ 7.2×10-4=k（0.0060）α(0.0020)β（1.00）γ 3.6×10-4=k（0.0030）α(0.0010)β（0.50）γ
其反应级数，而反应总级数为所有各物种反应级数之和。又由题设中的
反应速率方程式 v=k[MnO4-][ H2C2O4]可知： 该反应对高锰酸钾而言，反应级数为 1；
对草酸而言，反应级数为 1；
∴总的反应级数为 2，反应速率系数 k 的单位为：mol-1·L·s-1
5．某温度下，在碱性溶液中发生反应：
ClO-（aq）+I-（aq） → IO-（aq）+Cl-（aq）