第四章化学反应动力学基础：反应速率与反应机理

第四章化学反应动力学基础

——反应速率与反应机理

Roger D. Kornberg

b. 1947

Stanford Univ., USA

The Nobel Prize in

Chemistry 2006

“for his studies of the

molecular basis of

eukaryotic transcription"

Arthur Kornberg

b. 1918

Stanford Univ., USA

The Nobel Prize in Physiology

or Medicine 1959

“for their discovery of

mechanisms in the biological

synthesis of ribonucleic acid

and deoxyribonucleic acid"

Severo Ochoa

b. 1905

New York Univ., USA

https://www.wendangku.net/doc/0c9753776.html,

1999 年度诺贝尔化学奖获得者

states of chemical reactions using femtosecond spectroscopy”

https://www.wendangku.net/doc/0c9753776.html,/

瞬间完成的炸药爆炸反应

大西洋底泰坦尼克号

船首的腐蚀过程

NO, CO

？

Δr G m ?(298) ＝?334 kJ ?mol ?1

K p θ＝1.9 ×1060(298 K)若该反应能发生，则可解决尾气污染问题。实际上，尽管该反应的限度很大，但反应速率极慢，不能付诸实用。研制该反应的催化剂是当今人们非常感兴趣的课题。

NO (g) + CO(g) →1/2N 2(g) + CO 2 (g)

化学热力学判断常温常压下反应能进行，且转化率很

高，但实际反应速率太慢，毫无工业价值。

化学平衡和反应速率是化学反应问题的两大不可分割的方面，均十分重要。

●化学动力学的任务：

●反应速率的定义：

I ?0

0.8020

0.400.40/20=0.02040

0.200.20/20=0.01060

0.100.10/20=0.0050800.0500.050/20=0.0025

min

t

322dm mol )O (H ??1322min dm mol Δt )O Δ(H ?????反应应速率

●从平均速率到瞬时速率：

●用反应物浓度变化和用生成物浓度变化表示的差异

——现行国际单位制的建议

按此规定，一个化学反应就只有一个反应速率值。

●净反应速率和初速率

(1) 微分速率方程(H 2O 2)/(mol ?dm -3)

0.400.200.100.0140.00750.0038

)min dm /(mol d )O d(H 1322?????=t v v ＝－d(H 2O 2)d t

＝k (H 2O 2)

甲组

乙组丙组0.10

0.100.0050.100.200.0100.100.300.0150.20

0.100.0100.200.200.00200.200.300.0300.30

0.100.0150.300.200.0300.300.300.0450.400.100.0200.400.200.0400.400.300.060

130s dm mol ????v 3dm mol (CO)??32dm mol )(NO ??v ＝－d(NO 2)d t ＝－＝k (CO) (NO 2) d(CO)d t

130s dm mol ????v 3dm mol (CO)

??3dm mol (CO)??32dm mol )(NO ??32dm mol )(NO ??130s dm mol ????v

(2) 基元反应和非基元反应

●基元反应的质量作用定律

a A＋

b B

c C

v＝－

d(A)

d t

1

＝－

d(B)

d t

1

＝

d(C)

d t

1

＝k(A)a(B)b

●非基元反应的速率方程

S 2O 82?＋3I ?2SO 42+ I 3?0.038

0.060 1.4×10-50.076

0.060 2.8×10-50.0760.030 1.4×10-5

30

282dm

mol )O (S ???30dm mol )(I ???－d(S 2O 82?)d t

＝k (S 2O 82?)(I ?) 13282s dm mol )/d O d(S ??????t

NOTES v = k (F 2)(ClO 2)

F 2(g )+ 2ClO 2(g )2FClO 2(g )

?Rate laws are always determined experimentally.

?Reaction order is always defined in terms of reactant

(not product) concentrations.

?The order of a reactant is not related to the

stoichiometric coefficient of the reactant in the balanced chemical equation.

1

(3) 反应级数及各级反应的特点

CO(g) + NO2(g) →CO2(g) + NO(g)

v＝－d(NO2)

d t＝－＝k(CO)(NO2)

d(CO)

d t

南京大学《物理化学》练习 第十章 化学动力学基础(一)

第十章化学动力学基础（一） 返回上一页 1. 298 K时N2O5(g)分解反应半衰期t1/2为5.7 h,此值与N2O5的起始浓度无关,试求: (1) 该反应的速率常数. (2) 作用完成90%时所须的时间. 2. 某人工放射性元素放出α粒子,半衰期为15 min ,试问该试样有80%分解,需时若干? 3. 把一定量的PH3(g)迅速引入温度为950 K的已抽空的容器中,待反应物达到该温度时开始计时(此时已有部分分解),测得实验数据如下: t/s 0 58 108 ∞ P/kPa 35.00 36.34 36.68 36.85 已知反应 4pH3(g) P4(g) + 6H2(g) 为一级反应,求该反应的速率常数k值(设在t=∞时反应基本完成) 4. 在某化学反应中随时检测物质A的含量,1小时后,发现A已作用了75%,试问2小时后A还剩余多少没有作用?若该反应对A 来说是: (1) 一级反应. (2) 二级反应(设A与另一反应物B起始浓度相同) (3) 零级反应(求A作用完所用时间) 5. 在298 K时, NaOH与CH3COOCH3皂化作用的速率常数k2与NaOH与CH3COOC2H5皂化作用的速率常数k2' 的关系为k2=2.8k2' .试问在相同的实验条件下,当有90% CH3COOCH3被分解时, CH3COOC2H5的分解百分数为若干?

6. 对反应2NO(g) +2H2(g)---> N2(g) +2H2O(l) 进行了研究,起始时NO与H2的物质的量相等.采用不同的起始压力相应的有不同的半衰期,实验数据为: p0 /kPa 47.20 45.40 38.40 33.46 26.93 t1/2/min 81 102 140 180 224 求该反应级数为若干? 7. 反应A+B P的动力学实验数据如下, [A]0/(mol·dm-3) 1.0 2.0 3.0 1.0 1.0 [B]0/(mol·dm-3) 1.0 1.0 1.0 2.0 3.0 r0/(mol·dm-3·s-1) 0.15 0.30 0.45 0.15 0.15 若该反应的速率方程为 ,求x和y的值. 8. 碳的放射性同位素在自然界树木中的分布基本保持为总碳量的 1.10×%.某考古队在一山洞中发现一些古代木头燃烧的灰烬,经分析的含 量为总碳量的9.87×%,已知的半衰期为5700年,试计算这灰距今约有多少年? 9. 某抗菌素在人体血液中呈现简单级数的反应,如果给病人在上午8点注射一针抗菌素,然后在不同时刻t测定抗菌素在血液中的浓度c(以mg/100 cm3表示),得到以下数据 t/h 4 8 12 16 c /(mg/100 cm3） 0.480 0.326 0.222 0.151 (1) 确定反应的级数. (2) 求反应的速率常数k和半衰期t1/2.

第二章 化学反应动力学基础(答案)

第二章 反应动力学基础 一、填空题 1. 生成主产物的反应称为 主反应 ，其它的均为 副反应 。 2. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用逸度表示的速率常数f K ，则C K =n f K 。 3. 化学反应的总级数为n ，如用浓度表示的速率常数为C K ，用气体摩尔分率表示的速率常数y K ， 则C K = n p RT ???? ?? y K 。 4. 化学反应速率式为βαB A C A C C K r =-，用浓度表示的速率常数为C K ，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数P K ，则C K =____)()(βα+RT ___P K 。 5. 反应A + B → C ，已知115.0-=s k ，则反应级数n= 1 。 6. 反应3A → P ，已知s l mol k ?=/15.0，则反应级数n=___0____。 7. 活化能的大小直接反映了 反应速率 对温度的敏感程度。 8. 对于一非恒容均相化学反应B A B A αα?，反应组分A 的化学反应速率=-A r Vdt dn r A A -=- 。（ V d t dn r A A -=-、 Vdt dn r B A -=-、dt dC r A A -=-、dt dC r B A -=-） 9. 气相反应A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以1∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=____2___。 10. 气相反应3A + B → P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1摩尔比进料，则膨胀因子A δ=___-2/3____ 11. 在一间歇恒容反应器中进行如下平行反应12k k A P A S ??→??→，P 为目的产物，已知0A c 的单位为[]/mol L ，1k 的单位为1s -????，2k 的单位为[]/L mol s ?，活化能12E E >。则R A = )(221A A C k C k +- 。目的产物P 的瞬时选择性P S = 1212A A A k c k c k c + ，为了提高P S ，A c 要控制得较 低 ，T 要控制得较 高 。

第三章化学反应速率和化学平衡答案

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·c α(A)·c β(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：C T R E k a +?-=1ln 式中E a 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+Cl 2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，10 42 .100.2-= ??= t c υ= ·L -1·s -1 t=10-20s 时，102099 .042.1--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=20-30s 时，203071 .099.0--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=30-40s 时，304056 .071.0--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=40-50s 时，40 5048.056.0--=??=t c υ= ·L -1·s -1 作图法略。 习题3-5 660K 时反应2NO + O 2→2NO 2 ，NO 和O 2的初始浓度c (NO )和c (O 2)及反应的初始速率υ的实验数据： c (NO )/mol·L -1 c (O 2)/mol·L -1 υ/mol·L -1·s -1

部编版2020年高考化学一轮综合复习 第七章 第23讲 化学反应速率练习

第23讲 化学反应速率 考纲要求 1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法，能正确计算化学反应的转化率(α)。2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 考点一 化学反应速率的概念及计算 1．表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 2．数学表达式及单位 v ＝ Δc Δt ，单位为mol·L －1·min －1或mol·L －1·s －1 。 3．化学反应速率与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 如在反应a A(g)＋b B(g)??c C(g)＋d D(g)中，存在v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)＝a ∶b ∶c ∶d (1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显(×) (2)化学反应速率为0.8mol·L －1 ·s －1 是指1s 时某物质的浓度为0.8mol·L －1 (×) (3)由v ＝Δc Δt 计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值(×) (4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同(√) (5)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率(√) (6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快(×) (7)在2SO 2(g)＋O 2(g)??2SO 3(g)反应中，t 1、t 2时刻，SO 3(g)浓度分别是c 1、c 2，则t 1～t 2时间内，SO 3(g)生成的平均速率为v ＝ c 2－c 1 t 2－t 1 (√) (8)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加(×)

化学反应动力学习题

化学动力学基础(习题课) 1. 某金属的同位素进行β放射，经14d（1d=1天后，同位素的活性降低6.85%。求此同位素的蜕变常数和半衰期；要分解 90.0%，需经多长时间？ 解：设反应开始时物质的质量为100%，14d后剩余未分解者为100%-6.85%，则 代入半衰期公式得 一、是非题 下列各题中的叙述是否正确？正确的选“√”，错误的选“×”。 √× 1.反应速率系数k A与反应物A的浓度有关。 √× 2.反应级数不可能为负值。 √× 3.对二级反应来说，反应物转化同一百分数时，若反应物的初始浓度愈低，则所需时间愈短。 √× 4.对同一反应，活化能一定，则反应的起始温度愈低，反应的速率系数对温度的变化愈 敏感。 √× 5. Arrhenius活化能的定义是。

√× 6.若反应A?Y，对A为零级，则A的半衰期。 二、选择题 选择正确答案的编号： 某反应，A → Y，其速率系数k A=6.93min-1，则该反应物A的浓度从1.0mol×dm-3变到0.5 mol×dm-3所需时间是： (A)0.2min；(B)0.1min；(C)1min；(D)以上答案均不正确。 某反应，A → Y，如果反应物A的浓度减少一半，它的半衰期也缩短一半，则该反应的级数 为： (A)零级；(B)一级；(C)二级；(D)以上答案均不正确。 三、填空题 在以下各小题的“ 1.某化学反应经证明是一级反应，它的速率系数在298K时是k=( 2.303/3600)s-1，c0=1mol×dm-3。 (A)该反应初始速率u0为 (B)该反应的半衰期t1/2 (C)设反应进行了1h，在这一时刻反应速率u1为 2.只有一种反应物的二级反应的半衰期与反应的初始浓度的关系为 3.反应A → B+D中，反应物A初始浓度c A,0=1mol×dm-3，初速度u A,0=0.01mol×dm-3×s-1，假定该反 应为二级，则其速度常数k A为t1/2为。 4.某反应的速率系数k=4.62′10-2min-1，则反应的半衰期为 5.反应活化能E a=250kJ×mol-1，反应温度从300K升高到310K时，速率系数k增加

第十一章 化学动力学基础(一)习题

化学动力学基础（一） 一、简答题 1.反应Pb(C 2H 5)4=Pb+4C 2H 5是否可能为基元反应？为什么？ 2.某反应物消耗掉50％和75％时所需要的时间分别为t 1/2和 t 1/4，若反应对该反应物分别是一级、二级和三级，则t 1/2： t 1/4的比值分别是多少？ 3.请总结零级反应、一级反应和二级反应各有哪些特征？平行反应、对峙反应和连续反应又有哪些特征？ 4.从反应机理推导速率方程时通常有哪几种近似方法？各有什么适用条件？ 5.某一反应进行完全所需时间时有限的，且等于k c 0（C 0为反应物起始浓度），则该反应是几级反应？ 6. 质量作用定律对于总反应式为什么不一定正确？ 7. 根据质量作用定律写出下列基元反应速率表达式: （1）A+B→2P （2）2A+B→2P （3）A+2B→P+2s （4）2Cl 2+M→Cl 2+M 8.典型复杂反应的动力学特征如何? 9.什么是链反应?有哪几种? 10.如何解释支链反应引起爆炸的高界限和低界限? 11.催化剂加速化学反应的原因是什么? 二、证明题 1、某环氧烷受热分解，反应机理如下： 稳定产物?→??+?+??→??++??→??? +??→?432134 33k k k k CH R CH R CH RH CO CH R H R RH

证明反应速率方程为()()RH kc dt CH dc =4 2、证明对理想气体系统的n 级简单反应，其速率常数()n c p RT k k -=1。 三、计算题 1、反应2222SO Cl SO +Cl →为一级气相反应，320℃时512.210s k --=?。问在320℃ 加热90min ，22SO Cl 的分解百分数为若干？[答案：11.20%] 2、某二级反应A+B C →初速度为133105---???s dm mol ，两反应物的初浓度皆为 32.0-?dm mol ，求k 。[答案：11325.1---??=s mol dm k ] 3、781K 时22H +I 2HI →，反应的速率常数3-1-1HI 80.2dm mol s k =??，求2H k 。[答 案：113min 1.41---??=mol dm k ] 4、双光气分解反应32ClCOOCCl (g)2COCl (g)→可以进行完全，将反应物置于密 闭恒容容器中，保持280℃，于不同时间测得总压p 如下： [答案： 1.1581a =≈;-14-12.112h 5.8710s k -==?] 5、有正逆反应均为一级反应的对峙反应： D-R 1R 2R 32L-R 1R 2R 3CBr 已知半衰期均为10min ，今从D-R 1R 2R 3CBr 的物质的量为1.0mol 开始，试计算10min 之后，可得L-R 1R 2R 3CBr 若干？[答案：0.375mol] 6、在某温度时，一级反应A →B ，反应速率为0.10mol ·dm -3·s -1时A 的转化率 为75%，已知A 的初始浓度为0.50mol ·dm -3，求(1)起始反应初速率；(2)速率常数。[答案：r 0=0.40s -1 ; k = 0.80 dm 3·mol -1·s -1 ] 7、在某温度时，对于反应A+B →P ，当反应物初始浓度为0.446和0.166mol ·dm -3 时，测 得反应的半衰期分别为4.80和12.90min ，求反应级数。[答案：2] 8、某二级反应，已知两种反应物初始浓度均为0.1mol ·dm -3，反应15min 后变

化学反应动力学基础(一)-学生

5202 反应 2O 3→ 3O 2的速率方程为 - d[O 3]/d t = k [O 3]2[O 2]-1 ， 或者 d[O 2]/d t = k '[O 3]2[O 2]-1，则速率常数 k 和 k ' 的关系是： ( ) (A) 2k = 3k ' (B) k = k ' (C) 3k = 2k ' (D) -k /2 = k '/3 5203 气相反应 A + 2B ─→ 2C ，A 和 B 的初始压力分别为 p A 和 p B ，反应开始时 并无 C ，若 p 为体系的总压力，当时间为 t 时，A 的分压为： ( ) (A) p A - p B (B) p - 2p A (C) p - p B (D) 2(p - p A ) - p B 5204 对于反应 2NO 2= 2NO + O 2，当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时，其相互关系为：( ) (A) -2d[NO 2]/d t = 2d[NO]/d t = d[O 2]/d t (B) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = d ξ /d t (C) - d[NO 2]/d t = d[NO]/d t = d[O 2]/d t (D) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = 1/V d ξ /d t 5207 气相基元反应 2A k 1 B 在一恒容的容器中进行，p 0为 A 的初始压力, p t 为时间 t 时反应 体系总压，此反应速率方程 d p t / d t = 。 - k (2p t - p 0)2 5208 有一反应 mA → nB 是一简单反应，其动力学方程为 -d c A / d t = kc A m ， c A 的单位为 mol ·dm -3， 时间单位为 s ，则： (1) k 的单位为 ___________ mol 1- m ·dm 3( m -1)·s -1 (2) 以d c B /d t 表达的反应速率方程和题中给的速率方程关系为 B A A A 1d 1d 'd d m m c c k c k c n t m t m =-== 5209 反应 2N 2O 5─→ 4NO 2+ O 2 在328 K 时，O 2(g)的生成速率为0.75×10-4 mol ·dm -3·s -1。 如其间任一中间物浓度极低, 难以测出, 则该反应的总包反应速率为 _______________mol ·dm -3·s -1, N 2O 5之消耗速率为__________ mol ·dm -3·s -1，NO 2之生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1 。0.75×10-4, 1.50×10-4, 3.00×10-4 5210 O 3分解反应为 2O 3─→3O 2 ，在一定温度下, 2.0 dm 3容器中反应。实验测出O 3每秒消耗1.50×10-2 mol, 则反应速率为_______________mol ·dm -3·s -1氧的生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1, d ξ /d t 为_______________ 0.75×10-2, 2.25×10-2, 1.50×10-2.。 5211 2A ＋B ＝2C 已知反应某一瞬间, r A ＝12.72 mol ·dm -3·h -1, 则 r B ＝ , r C ＝_____________r B ＝6.36 mol ·dm -3·h -1, r C ＝12.72mol ·dm -3·h -1 5212分别用反应物和生成物表示反应A ＋3B ＝2C 的反应速率, 并写出它们间关系为： 。r A ＝ 13r B ＝1 2 r C 5222 有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的： ( ) (A) 基元反应的级数一定是整数 (B) 基元反应是“态－态”反应的统计平均结果 (C) 基元反应进行时无中间产物，一步完成 (D) 基元反应不一定符合质量作用定律 5223 400 K 时，某气相反应的速率常数k p = 10-3(kPa)-1·s -1，如速率常数用 k C 表示，则 k C 应为： (A) 3.326 (mol ·dm -3)-1·s -1 k C = k p (RT ) (B) 3.0×10-4 (mol ·dm -3)-1·s -1 (C) 3326 (mol ·dm -3)-1·s -1 (D) 3.0×10-7 (mol ·dm -3)-1·s -1 5224 如果反应 2A + B ＝ 2D 的速率可表示为：

第三章 化学反应速率

第三章化学反应速率 3.1化学反应速率的表示方法 不同的反应进行的快慢不一样。如：快的反应：中和反应等；中等速率反应：氧化还原反应等；慢的反应：自然氧化等。 一、化学反应速率的定义 指在一定条件下，化学反应中反应物转变为生成物的速率。 二、化学反应速率的表示方法 单位时间内反应物或生成物浓度变化的正值（绝对值）。 例3-1：在CCl4中：2N2O5=4NO2+O2 在一定的时间间隔：△t=t2-t1，△[N2O5]=[N2O5]2-[N2O5]1 平均反应速率： (3-1) 经过的时间 s 时间的变化 Δt（s） [N2O5]mol· L- 1 Δ[N2O5]mol· L-1 v（N2O5） mol· L-1· s-1 0 0 2.10 ———— 100 100 1.95 -0.15 1.5×10-3 300 200 1.70 -0.25 1.3×10-3 700 400 1.31 -0.39 9.9×10-4 1000 300 1.08 -0.23 7.7×10-4 1700 700 0.76 -0.32 4.5×10-4 2100 400 0.56 -0.20 3.5×10-4 2800 700 0.37 -0.19 2.7×10-4 从表中可以看出：反应进行了100秒时： V N2O5 = |（1.95-2.10）/(100-1)|= 1.5× 10-3mol· L-1· s -1 V NO2 = |2× 0.15/100|= 3.0× 10-3mol· L-1· s -1 V O2 = |0.15÷ 2/100|= 0.75× 10-3mol· L-1· s -1 三种表示速率间关系： 这种比例关系与反应的计量数有关。 ∴表示反应速率时必须指明具体物质。 从表中可以看出，每个时间间隔，速率都不一样，而且在每个时间间隔里，任何时间内的

第三章 化学反应速率 答案

第三章化学反应速率 习题与解答 1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。 （1）每种分子都具有各自特有的活化能。 答：不正确，活化能是活化分子所具有的最低能量与反应物分子平均能量 之差。（前提:发生化学反应；特点:活化能是个差值，是对化学反应而言的。）（2）影响反应速率的几个主要因素对反应速率常数也都有影响。 答：温度和催化剂同时影响反应速率和速率常数；浓度和压强只影响反应速率。 （3）如果某反应速率方程中每一反应物的级数，都与相应化学计量方程式 中的化学计量数相同，则该反应必是元反应。 答：否，例如H2+I2=2HI 速率方程为v=kc（H2）c（I2）， 曾经长期被认为是简单反应。但研究表明，此反应经历了两个步骤 ① I2 I 2 ?（快反应，可逆平衡）；) (I (I) 2 2 c c K= ； ) (I (I) 2 2c K c? =； ② HI 2 I2 H 2 → +（慢反应，元反应）； 根据质量作用定律 (I) ) (H2 2 2 c c k? ? = ν； [ 将) (I (I) 2 2c K c? =带入 ] 得到其速率方程： ) (I ) (H 2 2 2 c K c k? ? ? = ν= ) (I ) (H 2 2 c c k? ? 虽然其速率方程看起来是元反应，但此反应是复杂反应。 （4）加催化剂不仅可以加快反应速率，还可影响平衡，也可使热力学认为 不能进行的反应自发进行. 答：否，加催化剂只改变反应速率，不能影响化学平衡，也不能改变反应方向。 （5）反应级数只能是0或正整数。 答：错，反应级数不仅可以为0或正整数，而且可以为小数或负数。 （6）所有化学反应速率都和温度成正比。 答：不对，多数化学反应符合Arrhenius公式，但是一部分化学反应速率与温度的关系比较复杂，甚至有些反应（例如NO+O2=NO2）与温度成反比。 （7）升高温度可以加快所有化学反应的速率。答：错[见(6)]。 2．选择题（将正确答案的标号填入空格内） （1）已知反应A + 2B = 2D的速率方程为v=kc（A）c2（B），则该反应（③） ①是元反应②是非元反应 ③应由实验确定④无法确定 答：（1）题的正确答案是③。 （2）升高温度可以增加反应速率，主要原因是（②） ①增加分子总数②增加活化分子总数 ③降低反应的活化能④使反应向吸热方向进行 答：（2）题的正确答案是②。 （3）链反应的基本步骤有（②），在链传递过程中，产生的自由基数目大于消耗掉的自由基数目的链反应是（④）。 ①链的引发，链的传递②链的引发，链的传递，链的终止 ③直链反应④支链反应 答：（3）题的正确答案是②和④。 3．用锌和稀硫酸制取氢气，该反应的Δr H为负值，在反应开始后的一段时间内反应速率加快，后来反应速率又变慢，试从浓度、温度等因素来解释此现象。 答：开始时，因为反应放热，使体系温度升高，加快反应了速率；随反应 物的消耗，其浓度下降，反应速率随之变慢。 4．反应A（g）+ B（g）= 2D（g），Δr H为负值，当达到化学平衡时，如改变下表中各项条件，试将其他各项发生的变化的情况填入表中：

第七章化学反应速率

第七章 化学反应速率 一、选择题 1．利用反应生成产物B ，在动力学上要求 （ ） （A ） （B ） （C ） （D ） 解： （B ） 一定温度时越大，速率越慢。 2．对的反应使用催化剂可以（ ） （A ） 大大加速 （B ） 减速 （C ） 、 皆加速 （D ） 无影响 解： （C ）催化剂只改变反应速率，且对正逆反应速率同等程度改变。 3．催化剂能加速反应的速率，它的作用机理是 （ ） (A) 增大碰撞频率 (B) 改变反应途径，降低活化能 (C) 减少速率常数 (D) 增大平衡常数 解： （B ）催化剂是通过改变原来反应的途径降低活化能来加速反应的。 4．下列有关活化能的叙述不正确的是 （ ） （A ） 不同反应具有不同的活化能 （B ） 同一条件下同一反应的活化能越大，其反应速率越小 （C ） 同一反应的活化能越小，其反应速率越小 （D ） 活化能可以通过实验来测定 解： （C ）活化能越大，活化分子的百分率越小，反应速率常数也就越小。 5．已知下列两个反应的活化能： （1）42284224243(NH )S O + 3KI (NH )S O + K SO + KI → 1-156.7kJ mol a E =? （2）2222SO + O 2SO → 2-1 250.8kJ mol a E =? 在同一温度下，所有反应物浓度为1，下列说法不正确的是（ ） (A) 反应（1）比反应（2）的速率慢。 (B) 反应（1）比反应（2）的速率快。 (C) 受温度的影响较小。 (D) 对于反应（1）与反应（2），当温度变化的始态、终态相同时，反应（2）的反应速率（或速率常数）的改变比反应（1）显著的多。

化学反应动力学第二章习题答案

化学反应动力学 第二章习题 1、The first-order gas reaction SO 2Cl 2 → SO 2 + Cl 2 has k = 2.20 ? 10-5 s -1 at 593K, (1) What percent of a sample of SO 2Cl 2 would be decomposed by heating at 593K for 1 hour? (2) How long will it take for half the SO 2Cl 2 to decompose? 解：一级反应动力学方程为： t k e Cl SO Cl SO ?-?=ο][][2222 ? t k e Cl SO Cl SO ?-=ο ][] [2222 (1) 反应达1小时时：60 601020.222225][][???--=e Cl SO Cl SO ο =0.924=92.4% 已分解的百分数为：100%-92.4%=7.6% (2) 当 21][][2222=οCl SO Cl SO 时，7.315062 1 ln 1=-=k t s 5 21102.2693 .0-?= t = 31500 s = 8.75 hour 2、T-butyl bromide is converted into t-butyl alcohol in a solvent containing 90 percent acetone and 10 percent water. The reaction is given by (CH 3)3CBr + H 2O → (CH 3)3COH + HBr The following table gives the data for the concentration of t-utyl bromide versus time: T(min) 0 9 18 24 40 54 72 105 (CH 3)CBr (mol/L) 0.1056 0.0961 0.0856 0.0767 0.0645 0.0536 0.0432 0.0270 (1) What is the order of the reaction? (2) What is the rate constant of the reaction? (3) What is the half-life of the reaction? 解： (1) 设反应级数为 n ，则 n A k dt A d ][] [=- ? kt A A n n =---1 1][1][1ο 若 n=1，则 ] [][ln 1A A t k ο = t = 9 01047.00961.01056.0ln 91==k ， t = 18 01167.00856.01056 .0ln 181==k t = 24 01332.00767.01056.0ln 241== k ， t = 40 01232.00645 .01056.0ln 401==k t = 54 01256.0=k ， t = 72 01241.0=k ， t = 105 01299.0=k

化学反应动力学基础-学生整理版

5202 反应 2O 3→ 3O 2的速率方程为 - d[O 3]/d t = k [O 3]2[O 2]-1 ， 或者 d[O 2]/d t = k '[O 3]2[O 2]-1，则速率常数 k 和 k ' 的关系是： ( ) (A) 2k = 3k ' (B) k = k ' (C) 3k = 2k ' (D) -k /2 = k '/3 5203 气相反应 A + 2B ─→ 2C ，A 和 B 的初始压力分别为 p A 和 p B ，反应开始时 并无 C ，若 p 为体系的总压力，当时间为 t 时，A 的分压为： ( ) (A) p A - p B (B) p - 2p A (C) p - p B (D) 2(p - p A ) - p B 5204 对于反应 2NO 2= 2NO + O 2，当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时，其相互关系为：( ) (A) -2d[NO 2]/d t = 2d[NO]/d t = d[O 2]/d t (B) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = d ξ /d t (C) - d[NO 2]/d t = d[NO]/d t = d[O 2]/d t (D) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = 1/V d ξ /d t 5207 气相基元反应 2A k 1 B 在一恒容的容器中进行，p 0为 A 的初始压力, p t 为时间 t 时反应 体系总压，此反应速率方程 d p t / d t = 。 - k (2p t - p 0)2 5208 有一反应 mA → nB 是一简单反应，其动力学方程为 -d c A / d t = kc A m ， c A 的单位为 mol ·dm -3， 时间单位为 s ，则： (1) k 的单位为 ___________ mol 1- m ·dm 3( m -1)·s -1 (2) 以d c B /d t 表达的反应速率方程和题中给的速率方程关系为 B A A A 1d 1d 'd d m m c c k c k c n t m t m =-== 5209 反应 2N 2O 5─→ 4NO 2+ O 2 在328 K 时，O 2(g)的生成速率为0.75×10-4 mol ·dm -3·s -1。 如 其间任一中间物浓度极低, 难以测出, 则该反应的总包反应速率为 _______________mol ·dm -3·s -1, N 2O 5 之消耗速率为__________ mol ·dm -3·s -1，NO 2之生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1 。0.75×10-4, 1.50×10-4, 3.00×10-4 5210 O 3分解反应为 2O 3─→3O 2 ，在一定温度下, 2.0 dm 3容器中反应。实验测出O 3每秒消耗1.50× 10-2 mol, 则反应速率为_______________mol ·dm -3·s -1氧的生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1, d ξ /d t 为_______________ 0.75×10-2, 2.25×10-2, 1.50×10-2.。 5211 2A ＋B ＝2C 已知反应某一瞬间, r A ＝12.72 mol ·dm -3·h -1, 则 r B ＝ , r C ＝_____________r B ＝6.36 mol ·dm -3·h -1, r C ＝12.72mol ·dm -3·h -1 5212分别用反应物和生成物表示反应A ＋3B ＝2C 的反应速率, 并写出它们间关系为： 。 r A ＝13r B ＝12 r C 5222 有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的： ( ) (A) 基元反应的级数一定是整数 (B) 基元反应是“态－态”反应的统计平均结果 (C) 基元反应进行时无中间产物，一步完成 (D) 基元反应不一定符合质量作用定律 5223 400 K 时，某气相反应的速率常数k p = 10-3(kPa)-1·s -1，如速率常数用 k C 表示，则 k C 应为： (A) 3.326 (mol ·dm -3)-1·s -1 k C = k p (RT ) (B) 3.0×10-4 (mol ·dm -3)-1·s -1 (C) 3326 (mol ·dm -3)-1·s -1 (D) 3.0×10-7 (mol ·dm -3)-1·s -1 5224 如果反应 2A + B ＝ 2D 的速率可表示为：

化学反应动力学

化学反应动力学 既是异想天开，又实事求是，这是科学工作者特有的风格，让我们在 无穷的宇宙长河中探索无穷的真理吧。 郭沫若 经典化学热力学从静态的角度（相对静止）去研究化学反应，解决了化学反应进行中能量转换、过程方向、限度、以及各种平衡性质的计算问题。由于经典热力学只研究过程的起始状态与终结状态，不研究过程的各瞬间状态，故对于一个化学反应，其实际产量是多少？需要多少时间？反应中经历了怎样的过程等问题，经典热力学无法解决，这些问题均有待于化学反应动力学来解决。 “静止是相对的，而运动则是绝对的”，化学动力学是从动态的角度（绝对运动） 去研究化学反应即化学运动全过程的学科，它的任务较热力学更为复杂和艰巨。化学动力学的主要任务是研究反应速率和探求反应机理，具体可包括三方面内容：1.研究化学反应过程的各种因素（如分子结构、温度、压力、浓度、介质、催化剂等）对化学反应速率的影响；2.揭示化学反应宏观与微观的机理（反应物按何种途径、经何步骤才转化为最终产物）；3.定量地研究总包反应与各种基元反应。 如果一个化学反应在热力学上判断是可能发生的，要使这种可能性变为现实，则该 反应必须要以一定的速率进行，可以说“速度就是效率，速度就是效益”。化学反应的体系内的许多性质及外部条件都会影响平衡和反应速率，平衡问题和速率问题是相互关连的，由于目前仍未有处理它们相关的定量方法，故还需要分别去研究平衡问题和化学反应速率问题。化学动力学作为一门独立的学科，近百年来发展相对较为迅速，但目前动力学理论与热力学相比，尚有较大差距。本章着重介绍了化学动力学的唯象规律、有关反应机理及反应速率理论的基本内容。 1、反应速率 反应物分子经碰撞后才可能发生反应，在一定温度下，化学反应的速率正比于反应分子的碰撞次数，而在单位体积中，单位时间内的碰撞次数又与反应物的浓度成正比，可见反应速率与反应物浓度直接相关，反应速率就是参加反应的某一物质的浓度随时间的变化率。 对于等容体系中进行的反应：aA+bB →dD+eE ，可以分别用体系中各物质的浓度变化 写出速率表示式，如反应物消耗速率 （负号表示反应期间反应物浓度是减少，以保证速率为正值），产物生成速率： dt dC r dt dC r B B A A -=-=，

第二章化学反应速率练习题及答案

第二章化学反应速率练习题 一、填空题 1.某反应，当升高反应温度时，反应物的转化率减小，若只增加体系总压时，反应物的转化率提高，则此反应为热反应，且反应物分子数（大于、小于）产物分子数。 2.对于反应，其反应级数一定等于反应物计量系数，速度常数的单位由决定，若k的单位为L2·mol－2·S－1，则对应的反应级数为。 3.可逆反应A(g)+ B(g)?C(g)+Q达到平衡后，再给体系加热正反应速度，逆反应速度，平衡向方向移动。 4.在500K时，反应SO2(g)＋1/2O2(g)?SO3(g)的K p = 50，在同一温度下，反应2SO (g)?2SO2(g)＋O2(g)的K p =。 3 5.反应：HIO3＋3H2SO3→HI＋3H2SO4，经实验证明，该反应分两步完成；（1）HIO3＋ H2SO3 → HIO2＋H2SO4（慢反应），（2）HIO2＋2H2SO3 →HI＋2H2SO4（快反应），因此反应的速度方程式是。 6.在298K温度下，将1摩尔SO3放入1升的反应器内，当反应2SO3(g)?2SO2(g)＋O2(g)达到平衡时，容器内有0.6摩尔的SO2，其K C是，K p是。（R = 8.314 kPa·L·K－1·mol－1）。 7.已知下列反应的平衡常数：H2(g)＋S(s)?H2S(g)，K c=1.0 ×10－3；S(s)＋O2(g)?SO (g)，K c= 5.0 ×106；H2(g) + SO2(g)?H2S(g) + O2(g)的平衡常数K c为。 2 8.简单反应A= B + C，反应速度方程为，反应级数为，若分别以A、B两种物质表示该反应的反应速度，则V A与V B。 9.阿仑尼乌斯公式中e－Ea/RT的物理意义是。 10.催化剂能加快反应速度的原因是它改变了反应的，降低了反应的，从而使活化分子百分数增加。 二、判断题(正确的请在括号内打√，错误的打×) 11.某温度下2N2O5= 4NO2 + O2该反应的速度和以各种物质表示的反应速度的关系为： V = 1/2V N O5= 1/4V NO2= V O2 。（） 2 12.化学反应平衡常数K值越大，其反应速度越快。（） 13.因为平衡常数和反应的转化率都能表示化学反应进行的程度，所以平衡常数即是反应的转化率。（） 14.在2SO2+ O2?2SO3的反应中，在一定温度和浓度的条件下，无论使用催化剂或不使用催化剂，只要反应达到平衡时，产物的浓度总是相同的。（） 15.增加温度，使吸热反应的反应速度加快，放热反应的反应速度减慢，所以增加温度使平衡向吸热反应方向移动。（） 16.化学平衡常数K c等于各分步反应平衡常数K c1，K c2……之和。（） 17.催化剂可影响反应速度，但不影响热效应。（） 18.化学反应平衡常数K值越大，其反应速度越快。（） 19.在一定温度下反应的活化能愈大，反应速度亦愈大。（） 20.催化剂将增加平衡时产物的浓度。（） 21.一个气体反应的标准自由能变△GΘ298，是指反应物和产物都处于298.15K且混合气体的总压力为100kPa时反应的自由能变。（） 22.体系由状态1→状态2的过程中，热(Q)和功(W)的数值随不同的途径而异。()

高考化学一轮复习 第7章第22讲 化学反应速率学案 新人教版

第22讲化学反应速率 考点一化学反应速率的概念及计算 [知识梳理] 1．化学反应速率 2．化学反应速率与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内，用不同物质表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比＝物质的量变化量之比＝物质的量浓度变化量之比。 [自主检测] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。( ) (2)对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率。( ) (3)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。( )

(4)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1。( ) (5)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。( ) (6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快。( ) (7)化学反应速率指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加。( ) 答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)× 2．(教材改编题)在2 L的密闭容器中发生某反应后，各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。 回答下列问题： (1)该反应的反应物是________，生成物是________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)0～10 s的平均反应速率v(H2)＝_____________________________________。 (3)能否用I2(s)的物质的量浓度变化量来表示该反应的速率？________(填“能”或“否”)。 答案：(1)H2和I2HI H2(g)＋I2(s)2HI(g) (2)0.039 5 mol·L－1·s－1 (3)否 演练一化学反应速率的大小比较 1．对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是( ) A．v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝1.2 mol·L－1·s－1 C．v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1 D．v(C)＝0.1 mol·L－1·s－1 解析：选D。本题可以采用归一法进行求解，通过方程式的化学计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较。B物质是固体，不能用其浓度的变化

工科化学答案第三章化学反应速率

第三章 化学反应速率 教学内容 1．化学反应速率； 2.影响化学反应速率的因素。 教学要求 掌握化学反应速率的表示方法；熟悉元反应、反应级数、反应速率常数、半衰期、有效碰撞、活化分子、活化能等概念；熟悉化学反应速率的影响因素及其本质；掌握质量作用定律及其应用条件；掌握Arrhenius 公式及其应用；掌握一级反应的特点和有关计算。 知识点与考核点 1.化学反应速率的表示方法 aA + fF → gG + dD ∑ν =B B B 0 v ＝ dt V d ?ζ (mol ·l –1·s –1 ) (单位体积中反应进度随时间的变化率) v ＝ dt V dn B B ??ν = dt dc B B ?ν。 因为反应进度与化学方程式书写方式有关, 所以速率方程也必须对应指定 的化学方程式。 2．元反应 直接作用，一步完成的反应。（复杂反应：由多步完成的反应，其中每一步均为元反应。） 速率方程：化学反应速率与反应物浓度的关系式。 3．质量作用定律 对元反应 a A + f F = g G + d D ，反应速率v ＝ dt dc B B ?ν＝f F a A c c k ??（速率方程）。 k 为速率常数。 a + f 为反应级数。 说明：① 质量作用定律仅适用于元反应； ② 速率方程中固体、纯液体、稀溶液中的溶剂浓度不表示； ③ 反应机理不清或非元反应的速率方程由实验测定。 2． 活化分子 能发生有效碰撞（能生成产物的碰撞）的分子，活化分子的能量较高。 3． 活化能a E

活化分子所具有的最低能量与反应物分子的平均能量之差。 4． Arrhenius 公式 k ＝A RT E a e - )(ln 1 21 212T T T T -=R E k k a 5． 一级反应 速率方程kdt B c B dc v =- =) () (， 特点 ①ln c （B ）与t 呈线性关系 [ln c （B ）= –kt + ln c 0（B ）]。 ②k t 693 .02 1 = （半衰期21t 与c 0无关） 8．化学热力学与化学动力学 化学热力学研究的是反应能否进行，反应的限度如何；化学动力学研究的是反应的速度如何，反应经历怎样的步骤，机理如何。 所以热力学的自发进行与实际发生化学反应还不能完全一致。例如m r G ?< 0时，只能说明从化学热力学角度讲，在等温等压条件下，反应有自发进行的可能，但是有时．．实际上并不发生。例如常温、标准态下由H 2和O 2化合生成H 2O 的反应m r G ?＜0，但是实际上几乎不发生此反应，若要实现此反应，往往要采用催化剂或其它手段以降低活化能。化学热力学的可能性与化学动力学的现实性之间的关系是：m r G ?< 0，反应不一定实际发生，但反应实际发生了，m r G ?一定 < 0。；m r G ?>> 0，则反应一定不能．． 发生。 思考题与习题解答 1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。 （1） 每种分子都具有各自特有的活化能。 答：不正确，活化能是活化分子所具有的最低能量与反应物分子平均能量之 差。 （前提: 发生化学反应；特点:活化能是个差值，是对一个化学反应而言的，而不是对一个分子而言的） （2） 影响反应速率的几个主要因素对反应速率常数也都有影响。 答：不正确，温度和催化剂同时影响反应速率和速率常数，而浓度和压强只影响反应速率，而不影响反应速率常数。 （3）如果某反应速率方程中每一反应物的级数，都与相应化学计量方程式 中的化学计量数相同，则该反应必是元反应。 答：否，例如H 2+I 2=2HI 速率方程为 v=kc （H 2）c （I 2）， 曾经长期被认为是简单反应。但研究表明，此反应经历了两个步骤