化学反应速率习题及解析

《化学反应速率》作业参考解析

1. 下列说法正确的是

A. 化学反应平衡常数越大，反应速率越快

B. 在一定温度下反应的活化能越大，反应速率越快

C. 对于可逆反应而言，升高温度能是吸热反应的速率加快，放热反应的速率减慢，所以升高温度反应向吸热反应方向移动

D. 催化剂对可逆反应的正、逆反应速率的影响程度相同。

【D】化学反应平衡常数越大，反应向右进行的趋势越强，反应物转化为产物的转化率越大，但是对化学反应速率没有影响，反应速率的快慢一方面受到反应活化能大小的影响，另一方面还与反应物浓度、反应温度以及是否使用催化剂有关；活化能是化学反应进行的能垒，一般而言，在一定温度下，反应活化能越大反应速率越慢，反应活化能越小反应速率越快；对于可逆反应而言，升高温度能同时加快正、逆反应的反应速率，只不过热反应的活化能大，而放热反应的活化能小，所以在升高相同温度的前提下，吸热反应的反应速率增大更多，所以反应向吸热反应的方向移动，而在降低相同温度的前提，吸热反应的反应速率下降更多，所以反应向着放热反应的方向移动；催化剂的使用，只能改变反应到达平衡状态的时间，不能改变转化率，也不会改变平衡常数的大小，是因为催化剂对可逆反应的正、逆反应的反应速率影响程度相同。

2. 下列说法正确的是

A. 根据反应速率方程，反应级数越大，反应速率越快

B. 发生有效碰撞的条件之一就是分子具有足够的能量

C. 不同化学反应的反应速率常数的单位也不相同

D. 升高温度可以加快反应速率的根本原因是增加了反应物分子之间的碰撞频率

【B】A：对于化学反应a A + b B = c C + d D，若其化学反应速率方程为r=kc A m c B n，从速率方程中可见，反应级数的大小确实对反应速率会产生影响，但是式中的反应速率常数以及反应物浓度的大小也会对反应速率的快慢产生重要的影响的，所以只强调反应级数是不全面的；C：应该说不同反应级数的化学反应的速率常数单位会不一样，因为即使是不相同的化学反应，它们的反应级数有可能是相等的；D：升高温度可以加快化学反应速率的根本原因是因为增加了反应系统中活化分子占据反应分子总数的百分数（比例），那么提高反应物浓度可以加快反应速率的原因是因为增加了反应系统中单位体积内活化分子的数目，而使用正催化剂可以加快反应速率的原因是因为催化剂参与了化学反应，改变了反应途径，降低了反应活化能。

我们知道发生有效碰撞的两个必要条件分别是：参与反应的分子具有足够的能量，同时反应物分子发生碰撞时有正确的碰撞方向。

3. 正催化剂是通过改变反应历程来加快反应速率的。这一历程实现了

A. 增加分子间碰撞频率

B. 减小反应速率常数

C. 降低反应活化能

D. 增大反应平衡常数

4. 已知反应A2 + B2 → 2AB 的速率方程为r = kc(A2)c(B2)，那么该反应

A. 是基元反应

B. 是复杂反应

C. 是双分子反应

D. 是二级反应

【D 】在判断反应类别的时候，不能简单根据化学反应方程式中的计量系数和反应速率方程中浓度的指数是一致的，就得出该反应是基元反应。在没有明确一个化学反应是否为基元反应时，我们只能根据反应速率方程判断出其反应级数，无法确定这是一个基元反应还是复杂反应。此外只有基元反应才会有反应分子数的概念。

5. 某化学反应进行30分钟时，反应完成50%；进行60分钟时，反应完成100%。那么该反应为

A. 二级反应

B. 一级反应

C. 零级反应

D. 无法确定其反应级数

【C 】根据题意可以看出，该反应满足当反应物浓度加倍的时候，反应时间也加倍，那么这说明这个反应的反应速率并没有随着反应物浓度的改变而发生变化，那么我们所学过的三个简单级数的反应中，只有零级反应的反应速率是与反应物浓度无关的，因此判定该反应为零级反应。

【B 】在相同的反应条件下，那么影响化学反应速率的主要因素我们就可以考虑到反应的活化能了，显然活化能越小的化学反应，反应速率越快，上述五个反应中正反应的活化能最小的是B 反应，所以选项为B 。

7. 上题表格内各基元反应中，正反应的速率常数k 随温度变化最大的是（ ） 【A 】由于在改变相同温度时，反应活化能越大的反应，反应速率或反应速率常数随温度的改变就越大，因此正反应中A 反应的活化能最大，所以该反应的速率常数或者速率随温度的改变而变化最大。

8. 放射性衰变过程为一级反应。已知某同位素的半衰期为1.0×104年，那么该同位素试样由100g 减少到1g 约需（ ）年

A. 145

B. 2.9×104

C. 1.3×104

D. 6.6×104

【D 】由于该反应为一级反应，所以根据一级反应半衰期的计算公式可以先求出该反应的反应速率常数：

12ln 2t k

= 12

514ln 2ln 2 6.9310(a )1.010k t --∴===⨯⨯ 再根据一级反应浓度与时间的关系式就可以求出结果了：

0ln

c kt c = 5100ln 6.93101

t -∴=⨯ 56.610(a)t ∴=⨯

9. HI(g)的分解反应在836 K 时的速率常数为0.00105 s -1，在943 K 时的速率常数为0.00268 s -1，那么该反应的活化能为（ ）kJ ·mol -1。

A. 57.4

B. 5.74×104

C. 5.74

D. 574

【A 】根据阿伦尼乌斯方程式 a ln ln E k A RT =-

+，可得 a 2121

11ln ()E k k R T T =-- 公式中特别要注意的是活化能E a 的单位为J·mol -1，温度T 必须以绝对温度（开尔文温度，K ）代入。因此

a 0.0026811ln ()0.001058.314943836

E =-- 411a 5.7410(J mol )57.4kJ mol E --∴=⨯⋅=⋅

10. 已知100ºC 下3分钟可煮熟鸡蛋，在一高原上测得纯水沸点为90ºC ，求在此高原上约（ ）分钟可以煮熟鸡蛋？假定鸡蛋被煮熟（蛋白质变性）过程的活化能为518kJ ·mol -1。

A. 0.03

B. 3

C. 30

D. 300

【D 】我们知道，当反应物浓度改变相同的前提，反应速率越快的，消耗的时间就越短，反之亦然，因此反应速率与反应时间可以认为是成反比的，所以 221112

k r t k r t == 根据阿伦尼乌斯方程，可知a 2121

11ln ()E k k R T T =-- 即 a 1221

11ln ()E t t R T T =-- 32235181011ln ()8.31490273100273298.9(min)300min

t t ⨯∴=--++∴=≈