υ=kc(Ce4+)c(Mn2+)
(3)与反应机理相关的各步元反应的反应方程式,除了反应物和产物、催化剂之外,其余皆为中间产物。即Mn3+,Mn4+。
(4)该反应的反应物、产物、催化物均为水溶液中的离子,因此,该反应为均相催化反应。 (3-13)
(1)将两元反应方程式相加得总反应方程式:2NO2(g)+O3(g)→N2O5(g)+O2(g)相应的反应速率方程式由反应的控制步骤的元反应方程式推断出:
υ=k1c(NO2)c(O3)
第一步元反应中的活化络合物结构式为: 第二步元反应中的活化络合物结构式为: 反应中唯一的中间产物为NO3。
补充习题Ⅰ
Ⅰ 基本要求
1.掌握化学反应速度的表示方法
2.会用活化分子、活化能(Ea)概念解释T、C(P)和催化剂对反应速度的影响。参考下表 单位体单位时单位体积内反间单位改变V的反应 活化分积内活反应 应物分体积内措施 的Ea 子%(f) 化分子速度 子总数的有效总数 (z) 碰撞 数 增加 增加 不变 不变 增加 增加 增大 反应物 升高温度 不变 不变 增加 增加 增加 增大 加入 不变 降低 增加 增加 增加 增大 催化剂 Ⅱ 习题 一 选择题
1.下列说法正确的是( )
A.反应速率常数的大小即反应速率的大小 B.反应级数和反应分子数是同义词 C.反应级数越大,反应速率越大
D.从反应的速率常数的单位可以推测该反应的反应级数 2.关于催化剂的下列说法中,正确的是( )
A改变反应的热效应 B改变平衡混合物的组成
C不能使热力学上发生的反应发生 D加快正反应速度,减慢逆反应速度 3.对任意化学反应A+B2D,其含义是( )
A.表明它是二级反应 B.表明它是双分子反应 C.表明反应物与产物间的计量关系 D.表明它是基元反应 4.反应mA+nB
pC+qD进行4s后,-dc(A)/dt=0.02molL-1s-1,下列表达式错
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误是( )
A.–dcB/dt=0.02n/m B.–dcB/dt=0.02m/n C .dcD/dt=0.02q/m D .dcD/dt=0.02m/q 5.某化学反应进行1h,反应完成50%,进行2h,反应完成100%,则此反应是( )
A.零级反应 B.一级反应 C.二级反应 D.三级反应 6.某一反应的活化能是135KJ/mol,逆反应的活化能是( )
A.–135KJ/mol B. >135KJ/mol C. <135KJ/mol D .无法判断 7.对于反应2D+E→2F,若反应机理为:D2G(快)G+EH(快)H+DF(慢)则反应的速度方程为( )
A.v=kCD2CE B.v=kCDCE C.v=kCD3/2CE D .v=kCD1/2CE 8.某化学反应,消耗3/4反应物所需的时间是消耗1/2反应物所需时间的2倍,则该反应级数为( )
A.零级 B.一级 C.二级 D.三级 9.反应W产物的速度常数为8L2mol-2s-1,若浓度消耗一半时的速度为8L2mol-2s-1,则起始浓度为( )
A.8mol/L B.4mol/L C.16mol/L D .2mol/L 10.反应A+BC的速度方程为v=kCACBx,若k的单位是Lmol-1s-1,则x的值( )
A .4 B.1 C .3 D .2
11.有反应X+Y=Z。两种无色物质X和Y生成有色物质Z,对X和Y的不同初始浓度,产生一定颜色深度所需时间如下表所示: [X]mol?L―1 [Y]mol?L―1 时间(s) 0.05 0.05 44 0.05 0.10 22 0.10 0.05 44 下面哪一个速度方程式与表中结果相符( ) A.V=k[y]1/2 B.V=k[y] C. V=k[x] D. V=k[x][y] 12.对于一给定的化学反应,随着反应的进行,将发生( )
A.正反应速率V正降低 B.正反应速度常数k正变小 C.平衡常数K变小 D.平衡常数K变大 13.升高温度可以增加反应速度,主要是因为( )
A.增加了反应物的平均能量 B.增加了活化分子百分数
C.降低了活化能 D.促使平衡向吸热反应方向移动 14.在给定条件下,可逆反应达到平衡时( )
A.各反应物和生成物浓度相等
B.各反应物和生成物的浓度分别为定值
C.各反应物浓度系数次方乘积小于各生成物浓度系数次方乘积 D.各生成物浓度系数次方乘积小于各反应物浓度系数次方乘积
15.当反应A2 + B2===2AB的速率方程为V=k[A2][B2]时,可以知道该反应( ) A.一定是基元反应 B.一定是非基元反应
C.是双分子反应 D.对A2是一级反应 16.当速率常数的单位为mol-1?dm3? s-1时,反应级数为( )
A.一级 B.二级 C.零级 D.三级 17.下列叙述中正确的是( )
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A.化学反应动力学是研究反应的快慢和限度的 B.反应速率常数大小即是反应速率的大小 C.反应级数越大,反应速率越大
D.活化能的大小不一定总能表示一个反应的快慢,但可以表示反应速率常数受温度影响的大小
18.在某温度下平衡A+B===G+F的H0<0,升高温度平衡逆向移动的原因是( )
A.v(正)减小,v(逆)增大 B. k(正)减小,k(逆)增大 C. v(正)和v(逆)都增大
D. v(正)增加的倍数小于v(逆)增加的倍数 19. 反应I2+H22HI的机理为:I22I(快反应) , 2II2(快反应), H2+2I2HI(慢反应),则反应H2+ I22HI属于( )
A.基元反应 B.简单反应 C.复杂反应 D.双分子反应 20.反应A+B产物为简单反应,则其反应速度常数的单位是( )
A.L ?mol-1? s-1 B. L2 ?mol-2? min-1 C. L ?mol-1? min-1 D. L2 ?mol-2? s-1
二 填空题
1.若浓度的单位是mol?dm-3,时间的单位是s,一个服从速率定律,速率为k[A][B]1/2的反应,其速率的单位是 ,速率常数的单位是 。 2.反应H2(g)+I2(g)=2HI(g)的速率方程为v=k[H2][I2],根据该速率方程,能否说它肯定是基元反应 ,能否说它肯定是双分子反应 。
3.反应2NO2=2NO+O2的速率方程式可表示为:v(NO2)=kC(NO2)2,或者表示为v(O2)=k/C(O2)2,速度常数K和K/的关系 。 4.在反应A+B产物中,当A的浓度为原始浓度的2倍时,反应速度为原来的2倍;当B的浓度为原来的2倍时,反应速度为原来的1/2。该反应的速度方程式为 。 5.已知:
基元反应 正反应的活化能(KJ/mol) 逆反应的活化能(KJ/mol) A 70 20 B 16 35 C 40 45 D 20 80 E 20 30 在相同温度时:
(1)正反应时吸热反应的是 (2)放热最多的反应是
(3)正反应速度常数最大的反应是 (4)反应可逆性最大的反应是
(5)正反应的速度常数K随温度变化最大的是
6.某温度下反应2NO(g)+O2(g)==2NO2(g)的速率常数k=8.8×10-2 dm6?
mol-2? s-1,已知反应对O2 来说是一级反应,则对NO为 级,速率方程为 ;当反应物浓度都是0.05 mol? dm-3时,反应的速率是 。 7.反应A+BC的速率方程为v=k[A][B]1/2,其反应速率的单位是 ,
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速率常数的单位是 。(注:浓度用mol? dm-3,时间用s)
8.催化剂改变了 ,降低了 ,从而增加了 ,使反应速率加快。 9.若A2B的活化能为Ea,则2BA的活化能为Ea′。加催化剂后Ea和Ea′ ;加不同的催化剂则Ea的数值变化 ;提高反应温度,Ea和Ea′值 ;改变起始浓度后,Ea 。
10.加入催化剂可以改变反应速率,而化学平衡常数 ,原因是 。 三 计算题
1.某气体反应:A(g)+B(g)C(g)上述反应的实验数据如下: 反应开始生成 序 起始浓度(mol/L) C的速度 号 [A] [B] molL-1min-1 1 1.0×10-2 0.5×10-3 0.25×10-6 2 1.0×10-2 1.0×10-3 0.50×10-6 3 1.0×10-2 1.5×10-3 0.75×10-6 4 2.0×10-2 0.5×10-3 1.0×10-6 5 3.0×10-2 0.5×10-3 2.25×10-6 求:(1)该反应的速度方程式。 (2)反应级数。
(3)当A的起始浓度为4.0×10-2mol/L,B的起始浓度为2.0×10-3mol/L时,反应开始生成C的速度是多少?
2.某反应Ea=82KJ/mol,速度常数k=1.2×10-2Lmol-1s-1(300K时),求400K的k。 3.下列反应C2H5Br(g)C2H4(g)+HBr(g)在650K时速度常数是2.0×10-5s-1;在670K时的速度常数是7.0×10-5s-1,求反应的活化能。
4.某化学反应在400K时完成50%需1.5min,在430K时完成50%需0.5min,求该反应的活化能。
5.CH3CHO分解反应CH3CHO(g)=CH4(g)+CO(g)的活化能Ea1为188.3KJ/mol,若以碘蒸汽为催化剂,反应的活化能Ea2降为138.1KJ/mol。计算当温度为800K时,加入催化剂后反应速度增大到原来的多少倍? 6.某反应B产物,当[B]=0.200 mol? dm-3时,反应速度是0.0050 mol? dm-3?s-1。如果:(1)反应对B是零级;(2)反应对B是一级;(3)反应对B是二级。反应速率常数各是多少? 7.实验测得反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在600K时K1=0.75 mol-1? dm3?s-1, 700K时K2=19.7 mol-1? dm3?s-1,求反应的活化能Ea和A值。
8.N2O5分解的反应,400K时,K=1.4 s-1,450K时,K=43s-1,求该反应的活化能。 9.反应2A+BA2B是基元反应,当某温度时若两反应物的浓度为0.01 mol? dm-3,则初始反应速率为2.5×10-3 mol? dm-3?s-1。若A的浓度为0.015 mol? dm-3,B的浓度为0.030 mol? dm-3,那么初始反应速率为若干? 10.反应2NO+2H2N2+2H2O的反应机理为: (1)NO+ NON2O2(快) (2)N2O2+ H2N2O+H2O(慢) (3)N2O+H2 N2+H2O(快) 试确定总反应速率方程。
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