文档介绍：第三章化学反应速率和化学平衡
习题3-1 什么是反应的速率常数?它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系?
答:反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比:
υ=k·ca(A)·cb(B),式中比例常数k就是速率常数。速率常数在数值上等于反应物浓度均为1 mol·L-1时的反应速率。k的大小与反应物浓度无关,改变温度或使用催化剂会使速率常数k的数值发生变化。
习题 3-2 什么是活化能?
答:Arrhenius总结了大量实验事实,提出一个经验公式:速率常数k的对数与1/T有线形关系: 式中Ea就是活化能,它表示活化分子具有的最低能量与反应分子平均能量之差。
习题3-3 什么是催化剂?其特点有哪些?
答:某些物质可以改变化学反应的速率,它们就是催化剂。催化剂参与反应,改变反应历程,降低反应活化能。催化剂不改变反应体系的热力学状态,使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。不影响化学平衡,只能缩短达到平衡的时间。
习题3-4 NOCl分解反应为2NOCl→2NO+Cl2实验测得NOCl的浓度与时间的关系如下:
t/s
0
10
20
30
40
50
c(NOCl)/mol·L-1
求各时间段内反应的平均速率;用作图法求t=25s时的瞬时速率。
解:t=0-10s时,= ·L-1·s-1
t=10-20s时,= ·L-1·s-1
t=20-30s时,= ·L-1·s-1
t=30-40s时,= ·L-1·s-1
t=40-50s时,= ·L-1·s-1
作图法略。
习题3-5 660K时反应2NO + O2→2NO2 ,NO和O2的初始浓度c(NO)和c(O2)及反应的初始速率υ的实验数据:
c(NO)/mol·L-1
c(O2)/mol·L-1
υ/mol·L-1·s-1
(1)写出反应的速率方程;
(2)求出反应的级数和速率常数;
(3)求c(NO)= c(O2)= ·L-1时的反应速率。
解: (1) 设反应的速率方程为υ= k·ca(NO)·cb(O2),
将数据代入得: = k ´ ´ ①
= k ´ ´ ②
= k ´ ´ ③
②/①得 b =1
③/②得 a =2
∴反应的速率方程为υ= kc2(NO)c(O2)
(2) 反应的级数为a+b =3 速率常数k = (mol·L-1)-2·s-1
(3) υ= mol·L-1·s-1
习题3-6 某反应25℃×10-3s-1,35℃×10-3s-1。根据van’t Hoff规则,估算该反应55℃时的速率常数。
解: k(35℃)/k(25℃) = g =
k(55℃)/k(35℃)= g 2
k(55℃)= g 2´ k(35℃) =´3