第八章 化學反應速率習題解析

1、第八章 化學反應速率習題解析1. 選擇題（1）關于化學反應速率表達不正確的是:A.與體系的大小無關而與濃度大小有關 B.與各物濃度標度選擇有關C.可為正值也可為負值 D.與反應方程式寫法有關E.表示反應速率需標明采用何種物質(zhì)濃度的變化（2）對于反應Cl2(g) + 2NO(g) 2NOCl(g)，實驗發(fā)現(xiàn)，如兩反應物濃度都加倍，則反應速率增至8 倍。該反應的級數(shù)是:A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 E. 1/2 （3）已知A + 2B C，則其速率方程式為:A. v = kcAcB2 B. v = kcAcB C. v = kcB2 D. v = kc3 E. 無法確定（4）進行反應A

2、+ 2D 3G在298K及2L容器中進行，若某時刻反應進度隨時間變化率為0.3mol·s-1,則G的生成速率為（單位：mol·L-1·s-1）:A. 0.15 B. 0.9 C. 0.45 D. 0.2 E. 0.35（5）某反應速率常數(shù)k=2.31×10-2mol-1·L·s-1,反應起始濃度為1.0 mol·L-1，則反應的半衰期為:A. 43.29s B. 15s C. 30s D. 21.65s E. 25s答：（1）C （2）D （3）E （4）C （5）C2. 解釋下例名詞 (1) 化學反應速率 (2) 元反應

3、(3) 速率控制步驟 (4) 有效碰撞 (5) 活化分子 (6) 活化能 (7) 速率常數(shù) (8) 反應級數(shù) (9) 半衰期 (10) 催化劑 (11 )酶（略）3. 什么是質(zhì)量作用定律？應用時要注意些什么？答：在一定溫度下，元反應的反應速率與反應物濃度以反應分子數(shù)為冪的乘積成正比，這就是質(zhì)量作用定律應用時要注意：質(zhì)量作用定律僅適用于元反應。純固態(tài)或純液態(tài)反應物的濃度不寫入速率方程式。4. 試比較碰撞理論與過渡態(tài)理論的異同。相同點：活化能越大，反應速率越慢。不同點：見下表：碰撞理論 過渡態(tài)理論活化能定義 活化分子具有的最低能量 活化絡合物具有的能量比反應物分與分子平均能量之差 子平均能量高處的

4、額外能量分子結構 忽略 考慮能量種類 動能 勢能進程 一碰即發(fā)生 先生成活化絡合物5. 溫度是影響反應速率的主要因素嗎？答：溫度增加，活化分子分數(shù)增加，因此有效碰撞次數(shù)也增加，因而反應速率加快。利用公式 可知：溫度是影響反應速率的主要因素主要由以下幾點：（1） 某反應的活化能Ea、R和A是常數(shù)，溫度T升高，k變大，反應加快； （2）當溫度一定時，如反應的A值相近，Ea愈大則k愈小，即活化能愈大，反應愈慢；（3） 對不同的反應，溫度對反應速率影響的程度不同。由于lnk與1/T呈直線關系，而直線的斜率為負值(-Ea /R)，故Ea愈大的反應，直線斜率愈小，即當溫度變化相同時，Ea愈大的反應，k的變

5、化越大。6. 酶催化的主要特征及缺點有哪些？答：酶除了具有一般催化劑的特性外，還具有下列特性：（1）具有高度的特異性。一種酶只對某一種或某一類的反應起催化作用。即使底物分子為對映異構體時，酶一般也能識別，并選擇其中之一進行催化。（2）具有很高的催化活性。對于同一反應而言，酶的催化能力常常比非酶催化高1061010倍。（3）酶在一定的pH范圍及一定的溫度范圍內(nèi)才能有效地發(fā)揮作用。酶的活性常常在某一pH范圍內(nèi)最大，稱為酶的最適pH，體內(nèi)大多數(shù)酶的最適pH接近中性。 同樣溫度升高，反應速率加快，當溫度升高到一定程度時，再繼續(xù)升高，由于酶的變性，失去活性。速率最大時的溫度稱為酶的最適溫度，人體內(nèi)大多數(shù)

6、酶的最適溫度在37°C左右。7. N2O5 的分解反應是2N2O5 4NO2 + O2，由實驗測得在67°C 時N2O5 的濃度隨時間的變化如下：t/min 0 1 2 3 4 5c(N2O5)/（molL-1） 1.0 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17試計算：(1) 在0-2 分鐘內(nèi)的平均反應速率。(2) 在第2 分鐘的瞬時速率。(3) N2O5 濃度為1.00molL 1 時的反應速率。解：（1）（2） 以lnc（N2O5）對t 作圖得直線，故該反應為一級：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 時反應SO2Cl2(g) SO2(g) + Cl2(g)是一級反應，速率常數(shù)為2.2×10-5s-1。試計算：（1）10.0g SO2Cl2 分解一半所需時間。（2）2.00g SO2Cl2 經(jīng)2 小時后還剩多少？解：m =1.7g9. 氣體A 的分解反應為A(g) 產(chǎn)物，當A 的濃度為0.50 molL 1 時，反應速率為0.014 molL-1s-1。如果該反應分別屬于 (1)零級反應 (2)一級反應 (3)二級反應，則當A的濃度等于1.0 molL 1 時，反應速率常數(shù)各是多少？解：（

8、1） k = = 0.014 molL-1s-1（2）（3）當A的濃度為1.0mol×L-1時，反應速率常數(shù)不變。10. 形成光化學煙霧的化學反應之一是O3(g) + NO(g) O2(g) + NO2(g)。己知此反應對O3 和NO 都是一級，且速率常數(shù)為1.2×107 mol-1Ls-1。試計算當受污染的空氣中c(O3)= c(NO) = 5.0×10-8 molL 1 時，(1) NO生成的初速率 (2) 反應的半衰期 (3) 5 個半衰期后的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. 某藥物的分解反應為一級反應，在體溫37°C時，反應速率常數(shù)k為0.46 h-1 ,若服用該藥物0.16 g，問該藥物在體內(nèi)多長時間可分解90%。解：12.蔗糖的水解 C12H22Oll + H2O 2C6H12O6是一級反應，在25°C時速率常數(shù)為5.7´10-5·s-1，試計算： (1) 濃度為1 mol×L 1蔗糖溶液水解10%需要的時間。(2) 若反應活化能為110 kJ× mol1，什么溫度時其反應速率

10、是25°C時的十分之一。解：（1）（2）13.某800IU/ml抗生素溶液，25放置一個月其含量變?yōu)?00IU/ml。若此抗生素的降解服從一級反應，問：（1）降解的半衰期為多少？（2）40天的含量變?yōu)槎嗌?？?）求此溶液的有效期。解：（1）由于該反應為一級反應，因此 根據(jù)題意，25該反應的速率常數(shù)可根據(jù)下式求得：k = 0.0096d-1因此降解的半衰期為（2）第40天的含量c2可通過下式求得： c2 = 545IU/ml（3）該藥物的有效期為：t =11d因此該藥物的有效期為11天。14. 某反應從27°C 升到37°C 時，反應速率為原來的4 倍，試計算反應的

11、活化能。如該反應從127°C 升到137°C 時，反應速率將為原來的多少倍？解：若該反應從 127°C 升到137°C，137 時的反應速率與127 時的反應速率的比值為：13. 青霉素G 的分解為一級反應，實驗測得有關數(shù)據(jù)如下：T/K 310 316 327k/h-1 2.16×10-2 4.05×10-2 0.119求反應的活化能和指數(shù)前因子A。解：利用公式同上，用 327K 和310K 數(shù)據(jù)代入得Ea2 =84.6kJmol-1，用327K 和316K 數(shù)據(jù)代入得Ea3 = 84.2kJmol-1利用公式 求出指數(shù)前因子A1 =

12、 4.05×1012T = 316K 代入得 A2 = 4.05×1012T = 327K 代入得 A3 = 4.05×101216. 證明一級反應中反應物消耗99.9%所需的時間，大約等于反應物消耗50%所需時間的10倍。解：若反應物消耗 99.9%需時t1，消耗50%需時t2。17. 在28°C，鮮牛奶大約4h 變酸，但在5°C 的冰箱中可保持48h。假定反應速率與變酸時間成反比，求牛奶變酸反應的活化能。解： 18. 反應2HI(g) H2(g) + I2(g)在無催化劑，金催化、鉑催化時活化能分別為184、105 及42 kJmol1，試估算25°C 時金催化及鉑催化時反應速率分別為無催化劑時的多少倍？解： 故 25°C 時金催化時反應速率為無催化劑時的7.0×1013 倍鉑催化時： 故 25°C 時鉑催化時反應速率為無催化劑時的7.0×1024 倍。19. 某酶催化反應的活化能是50.0 kJmol1，試估算此反應在發(fā)燒至40°C 的病人體內(nèi)比正常人(37°C)加快的倍數(shù)(不考慮溫度對酶活力的影響)。解： 20. 活著的動植物體內(nèi)14C 和12C 兩種