化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)平衡習(xí)題第1頁/共32頁2.在2.4L溶液中發(fā)生了某化學(xué)反應(yīng)，35s內(nèi)生成了0.0013mol的A物質(zhì)，求該反應(yīng)的平均速率。解：第2頁/共32頁3.形成煙霧的化學(xué)反應(yīng)之一是臭氧和一氧化氮之間的反應(yīng)，反應(yīng)式如下：速率方程為：已知此反應(yīng)的速率常數(shù)為1.2×107L/(mol?s)。當(dāng)污染的空氣中，O3和NO濃度都等于5×10-8mol/L時(shí)，計(jì)算每秒生成NO2的濃度。由計(jì)算結(jié)果判斷NO轉(zhuǎn)化為NO2的速率是快還是慢。解：V=k×c（O3）×c（NO）=（1.2×107）×（5×10-8）×（5×10-8）=3×10-8mol/(L?s)第3頁/共32頁4.低溫下反應(yīng)的速率方程是:v=k?c2（NO2)。問下面哪個(gè)反應(yīng)機(jī)理與此速率方程一致：（3，4）第4頁/共32頁5.如何應(yīng)用碰撞理論和過渡態(tài)理論解釋濃度，溫度和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。碰撞理論：(1)溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)加快，活化分子增多，有效碰撞數(shù)增多，反應(yīng)速率加快；(2)濃度升高，分子碰撞幾率增大，反應(yīng)速率加快；(3)壓強(qiáng)升高，溫度不變時(shí)，體積減小，分子碰撞幾率大，反應(yīng)加快。過渡態(tài)理論：(4)催化劑降低了分子的活化能，活化分子數(shù)增多，反應(yīng)加快；第5頁/共32頁7.反應(yīng)2NO2（g）2NO（g）+O2（g）的活化能為114kJ/mol。在600K時(shí)，k=0.75L/(mol?s)。計(jì)算700K時(shí)的k值。解：將已知數(shù)據(jù)代入公式：在溫度變化范圍不太大時(shí)，Ea可以近似看做常數(shù)。若已知兩個(gè)不同溫度下的速率常數(shù)，就可以求出反應(yīng)的活化能。課本31頁K2=15.59第6頁/共32頁8.在某一容器中，發(fā)生反應(yīng)：A+BC，實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)如下：（1）確定反應(yīng)速率方程；（2）計(jì)算反應(yīng)速率常數(shù)k。c(A)/mol?L-1c(B)/mol?L-1v/mol?(L?s)-1c(A)/mol?L-1c(B)/mol?L-1v/mol?(L?s)-11.01.01.2×10-21.01.01.2×10-22.01.02.3×10-21.02.04.8×10-24.01.04.9×10-21.04.01.9×10-18.01.09.6×10-21.08.07.6×10-1解：（1）從數(shù)據(jù)可以看出，保持c(B)不變，c(A)增加一倍，反應(yīng)速率也增大1倍，即v∝c(A)。當(dāng)c(A)保持不變，c(B)增加1倍，反應(yīng)速率增大為原來的四倍，即v∝c2(B)。則反應(yīng)速率方程為v=kc(A)c2(B)。（2）將第一組數(shù)據(jù)，代入速率方程中求的k=1.2×10-2(mol/L)-2?(s)-1第7頁/共32頁9.寫出下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K?的表達(dá)式第8頁/共32頁10.實(shí)驗(yàn)測得SO2氧化為SO3的反應(yīng)，在1000K時(shí)，各物質(zhì)的平衡分壓為：P(SO2)=27.3kPa;P(O2)=4.02kPa;P(SO3)=32.5kPa。計(jì)算在該溫度下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K?。解：第9頁/共32頁11.將1.5mol的NO,1.0mol的Cl2和2.5mol的NOCl在容積為15L的容器中混合，230oC時(shí)發(fā)生反應(yīng)：達(dá)到平衡時(shí)，測得有3.06mol的NOCl存在。計(jì)算平衡時(shí)NO的摩爾數(shù)和此反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K?。初始摩爾數(shù)1.5

1.02.5平衡摩爾數(shù)0.940.723.06平衡分壓262.07200.73853.12解：第10頁/共32頁12.298.15K時(shí)，有下列反應(yīng)：2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)的ΔrHm?=-196.10kJ/mol，ΔrSm?=125.76J/(mol?K)。試分別計(jì)算該反應(yīng)在298.15K和373.15K時(shí)的K?值。解：設(shè)?rHmΘ、?rSmΘ基本上不隨溫度變化。根據(jù)：?rGmΘ=?rHmΘ-T?rSmΘ?rGmΘ（298.15K）=-196.10kJ·mol-1-298.15K×125.76×10-3kJ·mol·K-1=-233.60kJ·mol-1?rGmΘ（373.15K）=-196.10kJ·mol-1-373.15K×125.76×10-3kJ·mol·K-1=-243.03kJ·mol-1根據(jù)：?rGmΘ=-2.303RTlgKΘ，推出lgKΘ=-?rGmΘ/2.303RTlgKΘ（298.15K）=40.92

，

KΘ（298.15K）=8.3×1040同理KΘ（373.15K）=1.0×1034第11頁/共32頁解:（1）查表，ΔrGm?=2ΔfGm?(NH3)=-16×2=-32kJ/mol<0，

反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行。（2）根據(jù)ΔrGm?=-RTlnK?=-2.303RTlgK?lgK?=

=5.61K?=4.07×10513.查表，判斷下列反應(yīng)：（1）在298.15K、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能否自發(fā)進(jìn)行？（2）計(jì)算298.15K時(shí)該反應(yīng)的K?值。第12頁/共32頁14.298.15K下，將空氣中的N2(g)變成各種含氮的化合物的反應(yīng)稱作固氮反應(yīng)。查表，根據(jù)ΔfGm?數(shù)據(jù)計(jì)算下列三種固氮反應(yīng)的ΔrGm?及K?，并從熱力學(xué)角度分析選擇哪個(gè)反應(yīng)固氮最好？N2(g)+O2(g)2NO(g)2N2(g)+O2(g)2N2O(g)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)第13頁/共32頁第14頁/共32頁第15頁/共32頁第16頁/共32頁15.略，同13題。16.略，同13題。17.在699K時(shí)，反應(yīng)K?=55.3。如果將2.0molH2和2.0molI2置于4.0L的容器內(nèi)，問在該溫度下達(dá)到平衡時(shí)合成了多少molHI?x=1.76mol解：K?=Kp=Kc(RT)Δn，Δn=0，所以K?

=Kp=Kc=55.3假設(shè)平衡時(shí)生成xmolHI,則第17頁/共32頁18.反應(yīng)：在某溫度下K?=1，在此溫度下于6.0L容器中加入：2.0L、3.04×105Pa的CO(g),3.0L、2.02×105Pa的CO2(g)，6.0L、2.02×105Pa的H2O(g)和1.0L、2.02×105Pa的H2(g),問反應(yīng)向哪個(gè)方向進(jìn)行？解：K?=1時(shí)，ΔrGm?=0說明該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。在該溫度下向6.0L容器中加入四種氣體后計(jì)算各氣體分壓值：PV=nRT,P1V1=P2VP(CO)=3.04×105×2.0/6.0=1.01×105PaP(CO2)=3.0×2.02×105/6=1.01×105PaP(H2O)=6.0×2.02×105/6=2.02×105PaP(H2)=1.0×2.02×105/6=0.337×105Pa第18頁/共32頁ΔrGm?<0，反應(yīng)正向進(jìn)行。第19頁/共32頁19.在298.15K時(shí)反應(yīng)：NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)的K?=0.070，求：（1）平衡時(shí)該氣體混合物的總壓；（2）在同樣的實(shí)驗(yàn)中，NH3的最初分壓為25.3kPa時(shí)，H2S的平衡分壓為多少？解：（1）

NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)平衡分壓KΘ=[P(NH3)/PΘ][P(H2S)/PΘ]=[x/PΘ]2

=0.070則x/PΘ=0.26x=0.26×100kPa=26kPa平衡時(shí)該氣體混合物的總壓：P=26kPa×2=52kPa第20頁/共32頁NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)（2）T不變，KΘ不變平衡分壓25.3+yyKΘ=[(25.3+y)/PΘ][y/pΘ]=0.070

解得：y=17kPa所以，H2S的平衡分壓為17kPa.第21頁/共32頁20.反應(yīng)：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)(1)523K時(shí)，將0.70mol的PCl5注入容積為2.0L的密閉容器中，平衡時(shí)有0.50molPCl5被分解了。試計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)Kc、KΘ和PCl5的分解百分?jǐn)?shù)。(2)若在上述容器中已達(dá)到平衡后，再加入010molCl2，則PCl5的分解百分?jǐn)?shù)與未加Cl2時(shí)相比有何不同？(3)如開始時(shí)注入0.70molPCl5的同時(shí)，注入0.10molCl2，則平衡時(shí)PCl5的分解百分?jǐn)?shù)又是多少？比較（2）、（3）所得結(jié)果，可得出什么結(jié)論？第22頁/共32頁第23頁/共32頁第24頁/共32頁第25頁/共32頁第26頁/共32頁21.在376K下，1.0L容器內(nèi)N2，H2，NH3三種氣體的平衡濃度分別為1.0,0.5，0.5mol/L,若使N2的平衡濃度增加到1.2mol/L，需要從容器中取走多少摩爾的H2?平衡時(shí)濃度 0.51.00.5 濃度變化 -0.4+0.2+0.6 重建平衡后 0.11.20.5-x+0.6解：假設(shè)取走了xmol的H2第27頁/共32頁解：2NO(g)+O2(g)----------2NO2(g)初始壓強(qiáng)101286平衡時(shí)壓強(qiáng)101-79.2286-39.6

79.2K?=ΔrGm?

=-RTlnK