高中化学试题资源库--化学反应速率(200题)

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名称 高中化学试题资源库--化学反应速率(200题)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 化学
更新时间 2008-08-25 08:13:00

文档简介

高中化学试题资源库——化学反应速率
A组
[1] .在下列过程中,需要加快化学反应速率的是
A 塑料老化 B 合成氨 C 钢铁腐蚀 D 食物腐败
[2] .某温度下,反应2N2O5=4NO2+O2开始进行时,c(N2O5)=0.0408mol/L。经1min后,c(N2O5)=0.030mol/L。则该反应的反应速率是
A v(N2O5)=1.8×10-4mol·L-1·s-1 B v(N2O5)=1.8×10-2mol·L-1·s-1
C v(NO2)=1.8×10-4mol·L-1·s-1 D v(O2)=1.8×10-4mol·L-1·s-1
[3] .某化学反应2M+N→3F是一步完成的,M和N的起始浓度分别为2mol/L和4mol/L,1秒钟后,M的浓度下降了1mol/L,下面结论中正确的是
A F的浓度为1.5mol/L B F的浓度为1mol/L
C N的浓度为2.5mol/L D N的浓度为3mol/L
[4] .在密闭容器中进行可逆反应,A跟B反应生成C,反应速率v(A)、v(B)、v(C)之间存在以下关系:v(B)=3v(A),v(C)=2v(A),3v(C)=2v(B),则该反应可以表示为
A A+BC B 2A+2B3C C 3A+B2C D A+3B2C
[5] .已知:4NH3+5O2=4NO+6H2O,若反应速率分别用、、、(mol/L·min)表示,则正确的关系是
A = B = C = D =
[6] .合成氨反应为:3H2+N22NH3,其反应速率可以分别用、、(mol/L)表示,则正确的关系式是
A == B = C = D =3
[7] .在2CH4(g)+2NH3(g)+3O2(g)2HCN(g)+6H2O(g)反应中,已知v(HCN)=n mol/(L·min),且v(O2)=m mol/(L·min)。则m与n的关系正确的是
A m=n/2 B m=2n/3 C m=3n/2 D m=2n
[8] .在2A+B3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是
A vA=0.5mol/(L·s) B vB=0.5mol/(L·s) C vC=0.8mol/(L·s) D vD=1mol/(L·s)
[9] .反应2SO2+O22SO2经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L-1·s-1,则这段时间为
A 0.1s B 2.5s C 5s D 10s
[10] .在2L的密闭容器中,发生以下反应:2A(气)+B(气)2C(气)+D(气)
若最初加入的A和B都是4 mol,在前10s A的平均反应速率为0.12 mol/L·s,则10s时,容器中B的物质的量是
A 3.6 mol B 2.8 mol C 2.4 mol D 1.2 mol
[11] .已知反应A+3B2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol·L-1·min-1,则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为
A 0.5mol·L-1·min-1 B 1mol·L-1·min-1 C 2 mol·L-1·min-1 D 3mol·L-1·min-1
[12] .反应4NH3(气)+5O2(气)4NO(气)+6H2O(气)在2升的密闭容器中进行,1min后,NH3减少了0.12mol,则平均每秒钟浓度变化正确的是
A NO:0.001mol/L B H2O:0.002mol/L C NH3:0.002mol/L D O2:0.00125mol/L
[13] .反应4NH3(气)+5O2(气)4NO(气)+6H2O(气)在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为
A (NH3)=0.0100mol·L-1·s-1 B (O2)=0.0010 mol·L-1·s-1
C (NO)=0.0010mol·L-1·s-1 D (H2O)=0.045mol·L-1·s-1
[14] .将4mol A气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2Ag+Bg2Cg 若经2s后测得C的浓度为06 mol·L-1,现有下列几种说法。
①用物质A表示的反应的平均速率为03mol·L-1·s-1
②用物质B表示的反应的平均速率为06mol·L-1·s-1
③2s时物质A的转化率为70%
④2s时物质B的浓度为07mol·L-1
其中正确的是 A ①③ B ①④ C ②③ D ③④
[15] .将4mol A气体和2mol B气体在2L的容器中混合,并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若是2min后测得C的浓度为0.6mol/L,现有下列说法,正确的是
A 物质A表示的反应速率为0.3mol/L·min B 物质B表示的反应速率为0.6mol/L· min
C 2min时物质A的转化率为70% D 2min时物质B的浓度是0.7mol/L
[16] .对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是
A 达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B 若单位时间内生成x mol NO的同时,消耗x mol NH3,则反应达到平衡状态
C 达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D 化学反应速率关系是:2v正(NH3)=3v正(H2O)
[17] .在容积为2升的密闭容器中,有反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),经过5min达到平衡,此时,各物质的变化为A减少a mol/L,B的平均反应速率VB=a/15 mol/L·min,C增加2a/3 mol/L,这时,若增加系统压强,发现A与C的百分含量不变,则m︰n︰p︰q为
A 3︰1︰2︰2 B 1︰3︰2︰2 C 1︰3︰2︰1 D 1︰1︰1︰1
[18] .某温度时,浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体,达到平衡后c(X2)为0.4mol/L,c(Y2)为0.8mol/L,生成的c(Z2)为0.4mol/L,则该反应式(Z用X、Y表示)是
A X2+2Y22XY2 B 2X2+Y22X2Y
C X2+3Y22XY3 D 3X2+Y22X3Y
[19] .右图的曲线是800℃时,A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况,T是平衡的时间,能以此曲线表示的反应是
A 2AB+3C B B+3C2A
C A+CB D BA+C
[20] .将3mol A和2.5mol B混合于4L密闭容器中,发生如下反应:3A+BxC+D,过5min达到平衡,这时生成1mol D,C的平均反应速率是0.1mol/(L·min),下列说法错误的是
A A的平均反应速率为0.15mol/(L·min) B x值为2
C B的转化率为20% D B的平衡浓度为0.5mol/L
[21] .一定温度下在密闭容器内进行着某一反应,X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如右图。下列叙述中正确的是
A 反应的化学方程式为5YX
B t1时,Y的浓度是X浓度的1.5倍
C t2时,正、逆反应速率相等
D t3时,逆反应速率大于正反应速率
[22] .气体SO3的分解反应在1m3的容器中进行,经过5min消耗2kg;在另外条件下,使上述反应在0.5m3的容器中进行,经过10min消耗1.6kg。求:
(1)在前一种情况下SO3的分解速率 ;
(2)前、后两种情况的反应速率比 。
[23] .将6mol H2和3mol CO充入容积为0.5L的密闭容器中进行如下反应:
2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
6秒时体系达到平衡,此时容器压强为开始时的0.6倍,则H2的反应速率为 ,CO的转化率为 。
[24] .在2L的密闭容器中,加入1mol和3mol的H2和N2,发生N2+3H22NH3,在2s末时,测得容器中含有0.4mol的NH3,求该反应的化学反应速率。
[25] .将10mol A和5mol B放入10L真空箱中,某温度时发生反应:3A(g)+B(g)=2C(g),在最初0.2s内,A的平均速率为0.06mol/(L s),则在0.2s时,箱中有 mol C。
[26] .某温度下,把1mol的A2(单质)气体和1mol的B2(单质)气体,放入容积为1L的容器内,使其反应生成气体C,2min后测得容器中A2的浓度为0.4mol/L,B2的浓度为0.8mol/L,C的浓度为0.4mol/L。则此反应的化学方程式为 。
[27] .将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生下列反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g) 经5min后达到平衡时,测知D的浓度为0.5mol/L,[A]︰[B]=3︰5,C的平均反应速率是0.1mol/(L·min),A的平衡浓度为 ,B的平均反应速率为 ,x值为 。
[28] .对下列反应:2H2(g)+2NO(g)=2H2O(l)+N2(g)进行了反应速率测定,测定结果见附表。
附表 反应的起始速率和起始浓度的实验数据[800℃]
实验编号 起始浓度(10-3 mol/L) 生成N2的起始反应速率(10-3 mol/L·s)
[NO] [H2]
① 6.00 1.00 3.19
② 6.00 2.00 6.36
③ 6.00 3.00 9.56
④ 1.00 6.00 0.48
⑤ 2.00 6.00 1.92
⑥ 3.00 6.00 4.30
(1)通过分析表中的数据找出生成N2的反应速率与NO和H2起始浓度的关系
(2)计算800℃和NO、H2的起始速率都为6.00×10-3 mol/L时,生成N2的起始反应速率
[29] .右图表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况,t是达到平衡状态的时间,试回答:
(1)该反应的反应物是
(2)该反应的化学反应方程式是:
(3)若到达平衡状态的时间是2min,A物质的平均反应速率为
[30] .将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A)︰c(B)=3︰5,C的平均反应速率为0.1mol/(L.min)。试求:
(1)此时A的浓度及反应开始前容器中A、B的物质的量;
(2)B的平均反应速率;
(3)x的值。
B组
[31] .在恒温恒容的容器中进行反应H22H—Q,若反应物浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需20s,那么由0.06mol/L降到0.024mol/L,需反应的时间为
A 等于18s B 等于12s C 大于18s D 小于18s
[32] .在容积固定的2L密闭容器中,充入X、Y各2mol,发生可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g),并达平衡,以Y的浓度改变表示的反应速率v正、v逆与时间t的关系如图。则Y的平衡浓度的表达式正确的是(式中S指对应区域的面积)
A 2-Saob B 2-Sbod C 1-Saob D 1-Sbod
[33] .反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的,化学反应:H2+Cl2=2HCl的反应速率v可表示为:v=k[c(H2)]m·[c(Cl2)]n,k为常数,m,n值可用表中的数据确定。
v(mol·L-1·s-1) c(H2)(mol·L-1) c(Cl2)(mol·L-1)
1.0k 1.0 1.0
2.0k 2.0 1.0
4.0k 2.0 4.0
由此可推断m,n值正确的是:
A m=1,n=1 B m=1/2,n=1/2 C m=1/2,n=1 D m=1,n=1/2
[34] .对于简单反应aA(g)+bB(g)cC(g),有如下关系:V正=K1[A]a[B]b,V逆=K2[C]c,K1、K2都是常数,且在同一温度下与物质的起始浓度无关,若缩小混和物持体积到原来的一半,则正反应速率增加到原来的
A a倍 B b倍 C 2b倍 D 2a+b倍
[35] .化学上将一步完成的反应称为基元反应。只由一个基元反应构成的化学反应称为简单反应;由两个或两个以上基元反应构成的化学反应称为复杂反应。对于基元反应:aA+bB→cC+dD,其速率可以表示为v=k·{c(A)}a·{c(B)}b (k称为速率常数),复杂反应的速率取决于慢的基元反应。
已知反应NO2+CO→NO+CO2,在不同的温度下反应机理不同,请回答下列问题:
(1)温度高于250℃时,实验测得该反应的速率方程是v=k·c(NO2)·c(CO),则该反应是_______________________(填“简单反应”或“复杂反应”)。
(2)温度低于250℃时,实验测得该反应的速率方程是v=k·{c(NO2)}2,又知该反应是由两个基元反应构成的复杂反应,其中较慢的基元反应的反应物和生成物均为氮氧化物(目前已被科学家确认的氮氧化物有N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5、NO3等)。
请你根据上述事实,大胆猜想:反应“NO2+CO→NO+CO2”,在该条件下的反应机理(用方程式表示该反应的历程,并在括号内注明“快反应”或“慢反应”)。
①________________________________________________;
②________________________________________________。
[36] .丙酮与碘在酸性介质中发生如下的反应:
CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+H++I-
实验证明,在25℃时,该反应的速率与物质量的浓度之间存在着如下关系:
v=k[CH3COCH3][H+]
该式中k为速率常数,在该温度下,k=2.23×10-3L/mol·s,试推测开始时反应速率和反应后期反应速率的变化情况
[37] .丙酮和碘在酸性溶液中发生如下反应:
CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+H++I-
25℃时,该反应的速率由下式决定:v=kc(CH3COCH3)·c(H+ )
上述中,k=2.73×10-5L/(mol·s),已知开始时cI2=0.01mol/L,cCH3COCH3=0.1mol/L,cH+=0.01mol/L,当I2反应掉一半时,试通过计算判断反应速率与开始时反应速率的大小。
[38] .放射性同位素的蜕变反应速率为:2.303lgC0/C=kt
其中:C0为放射性物质的初浓度,C为某一指定时刻的浓度,t为反应所经历的时间,k为速率常数,单位为(时间)-1。在蜕变反应中,反应物消耗一半(或反应物减少到初浓度的一半)所需要的时间称为半衰期,利用放射性元素的半衰期可以确定岩石、古代动植物化石的“年龄”。
碳的放射性同位素14C在自然界树木中的分布基本保持为总碳量的1.10×10-13%。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14C的含量为总碳量的9.87×10-15%,已知14C半衰期为5700年,试计算灰烬距今约多少年?
C组
[39] .在Haber制氮工艺的催化实验中,N2+3H2→2NH3,反应的速率如下式:
△[NH3]/△t=2.0×10-4mol·L-1·s-1
若无副反应,试以(1)N2 (2)H2来表示反应速率?
[40] .如果浓度单位为mol·L-1,时间的单位为s,试求下列各类反应的速率常数k的单位?
(1)零级反应 (2)一级反应 (3)二级反应 (4)三级反应 (5)7级反应。
[41] .在某地区污染大气中含有O3,稳态下[O3]始终为2.0×10-8mol/L;而且各污染源每小时所产生的O3总浓度为7.2×10-13mol/L。若O3被消耗的途径是一个二级反应
2O3→3O2
并定义其速率为-△[O3]/△t,试求消耗反应的速率常数?
[42] .在化学浴中病毒的制备过程失活,该失活过程是一级反应。在实验开始时病毒每分钟失活2.0%,
(1)计算该过程的k?
(2)50%病毒失活所需的时间? (3)75%病毒失活所需的时
[43] .用含酶的溶液来发酵糖,糖的起始浓度为0.12M,10h后减至0.06M,20h后减至0.03M。试计算反应级数及常数?
[44] .物质A和B之间的反应可以由A+B→C来表示。三个独立实验的反应速率观察值如下表所示,
计算各反应物的级数及速率常数?
[45] .乙酸酐与乙醇的酯化反应可以由如下方程式表示:
(CH3CO)2O+C2H5OH→CH3COOC2H5+CH3COOH
A B
当反应在正己烷溶剂中进行时,速率可以用k[A][B]表示。当用乙醇(B)作溶剂时,速率可以用k[A]表示(两例中k的值是不同的)。试解释反应的表现级数的区别?
[46] .甲酸甲酯HCOOCH3在酸性溶液中水解,速率=k[HCOOCH3][H+]
平衡方程为HCOOCH3+H2O→HCOOH+CH3OH。试说明为什么[H+]会出现在速率表达式中,而它却没有出现在平衡方程式中?
[47] .高温下氯乙烷气体分解成乙烯及HCl,CH3CH2Cl→CH2CH2+HCl
在恒温恒容条件下进行实验,并用光度分析监测乙烯浓度的变化,获得数据如下:
试根据监测数据验证分解反应是否为一级反应?如果是一级反应,计算速率常数
[48] .25℃时在浓度为0.1M的吡啶的苯溶液中研究如下反应:
CH3OH+(C6H5)3CCl→CH3OC(C6H5)3+HCl
A B C
下列数据由三个独立实验获得,
试根据以上数据求速率表达式以及最佳速率常数平均值?单位取秒和摩尔浓度。
[49] .在某温度下物质A分解,测得的数据列于下表,试问对于A是一级反应还是二级反应?提示:以lg([A]/[A]0)对t作图,然后求算(△[A]/△t)/[A]2的比值,在很短的时间间隔内加以对比。
[50] .以联吡啶为螫合剂与Fe2+进行的配合反应,对其正向和逆向反应作了动力学研究。对于配合反应:Fe2++3dip→Fe(dip)32+
25℃时的配合速率为:速率=(1.45×1013L3·mol-3·s-1)[Fe2+][dip]3
对于上反应的逆反应,配合物的离解速率为(1.22×10-4s-1)[Fe(dip)32+]
计算该配合物的稳定常数Ks?
[51] .已知碱性溶液中乙酸甲酯的水解,
CH3COOCH3+OH-→CH3COO-+CH3OH
此反应25℃时的速率=k[CH3COOCH3][OH-],其中k=0.137L·mol-1·s-1。反应开始时,乙酸甲酯和OH-的浓度均为0.050M。试计算25℃下乙酸甲酯水解5.0%的时间?
[52] .在水溶液中某一级反应的反应速率太快以至于无法准确地测定反应时间,仅测得它的半衰期至少为2.0 ns。计算此反应k的最小值?
[53] .环丁烯气体异构化为丁二烯为二级反应,153℃下,k=3.3×10-4s-1。计算此温度下40%异构化需要的时间?
[54] .可以从正逆两个方向用动力学方法处理如下平衡,
PtCl42-+H2OPt(H2O)Cl3-+Cl-
25℃离子强度为0.3时,
△[PtCl42-]/△t=(3.9×10-5s-1)[PtCl42-]-(2.1×10-3 L·mol-1·s-1)[Pt(H2O)Cl3-][Cl-],计算离子强度为0.3时,PtCl42-的配合常数K4。
[55] .H2O与O经双分子反应得到两分子OH,该气相反应对于了解高空大气层的某些行为非常重要。500K时此反应的△H为72kJ,Ea为77kJ·mol-1。计算由两分子OH重新形成H2O和O的双分子化合反应的Ea?
[56] .已知反应2A+B→产品,若反应的第一步为A的可逆的二聚反应,然后是A2与B的双分子反应。推测此反应的速率方程,假设平衡时A2的浓度远小于[A]。
[57] .已知在水溶液中有如下反应,
2Cu2++6CN-→2Cu(CN)2-+(CN)2
速率公式为k[Cu2+]2[CN-]6。若第一步很快地达到了配合平衡且形成相对不稳定(与可逆的配合反应相比)的Cu(CN)3-,试推导出满足观测到的动力学数据的控制步骤反应式。
[58] .研究(i-C3H7O)2POF在不同酸度下的水解反应发现,在特定温度下为一级反应,速率常数k与pH值有关,而与调整pH值的缓冲溶液的性质及浓度无关。k在pH值为4~7时相当稳定,但当PH值降至4以下或升至7以上时k会增大。试解释此现象?
[59] .已发现酮类化合物在适度碱性溶液条件下在下列反应中的反应速率是相等的。
(1)与Br2反应,酮类化合物上的一个H被取代
(2)由右旋酮类化合物转化为左旋等摩尔酮类化合物的酮类混合物
(3)与C=O基团相邻碳上的氢原子与溶剂中的氘原子交换。以上每个反应的速率均等于k[酮][OH-]且与[Br2]无关。试由这些观测结果推断反应机理?
[60] .许多自由基反应(如聚合反应)可由光敏化物质P来引发,它吸收光子后可分解为两个自由基。接着是链增长反应,即产生自由基R·;以及链终止反应即两个自由基结合为非自由基产物。主要的化学变化归结于链增长阶段,处于稳态的自由基的浓度很小。试推测一种合适的反应机理,并以此解释反应速率与光强度I的平方根成正比的关系?
[61] .对于碱性溶液中进行的反应:3BrO-→BrO3-+2Br-,在80℃时以-△[BrO-]/△t表示的速率方程的速率常数为0.056L·mol-1·s-1。那么当反应速率方程用
(1)△[BrO3-]/△t表示时其速率常数为多少?
(2)△[Br-]/△t表示时其速率常数为多少?
[62] .A,B物质之间的反应可用化学计量表示成:A+B→C,在三组独立试验中其反应速率如下表所示,求反应级数和速率常数为多少?
[63] .把五个5.00mL浓度为1.0mol/L的试剂B分别加入到盛有5.00mL试剂A的五个容器中,其中A的浓度见下表,温度为25℃,其他条件不变,最初的反应速率也见下表另外一组实验是改变B的浓度,结果也见下表。问A,B的反应级数各为多少?速率常数为多少?
[64] .在25℃时研究含有0.1mol/L吡啶的苯溶液中进行的反应:
CH3OH+(C6H5)3CCl→CH3OC(C6H5)3+HCl
A B C
所得的数据如下表。从表中可得出此反应符合何种速率方程?并以秒和物质的量浓度
为单位表示出速率常数的平均值。
[65] .化学反应:2NO(g)+Cl2(g)2NOCl是在-10℃下进行的,所得数据如下:
(1)则相对于NO和Cl2的反应级数分别为多少?
(2)在-10℃时此反应的速率常数是多少?
[66] .在碱性溶液中乙酸甲酯水解反应:CH3COOCH3+OH-→CH3COO-+CH3OH,符合速率方程:速率=k[CH3COOCH3][OH-],在25℃时k=0.137 L·mol-1·s-l。若一反应混合物中乙酸甲酯的初始浓度一定,OH一的浓度为0.050mol/L,则在25℃时乙酸甲酯水解50%需多少时间?
[67] .化学反应:A+2B→C+2D进行三次。在第二次反应中A的初始浓度及初始反应速率都是第一次反应的二倍;在第三次反应中各反应物的浓度都是第一次反应的二倍,初始反应速率也是第一次反应的二倍。则各反应物的反应级数分别为多少?
[68] .在一化学地中进行病毒灭活试验,发现此灭活过程对病毒的浓度来说是一个一级反应,在初始时发现病毒灭活率为每分钟2.0%,试估算此灭活过程的速率常数是多少?
[69] .下面的化学反应是在水溶液中进行的,其中配合物的浓度为0.100mol/L:
[Co(NH3)5Cl]2++H2O→[Co(NH3)5(H2O)]3++Cl-
解释为什么在这种情况下可以用[Co(NH3)5Cl]2+来判断反应的级数,而不能用水?通过适当的计算来说明。
[70] .某反应A+BC中.各反应物的数反应级数均为1,速率常数k=1.0×10-2L·mol-1·s-1。如果反应物的初始浓度均为外0.100mol/L.计算100s后A的浓度。
[71] .对于某一反应:A+B→产物,每个反应物的反应级数均为1,k=5.0×10-2L·mol-1·s-1。如果A,B的初始浓度分别为0.100mol/L和6.00mol/L时.计算100s后A的浓度。可以进行近似。
[72] .在326℃下,1,3一丁二烯聚合反应的化学方程式为:2C4H6(g)→C8H12(g)。某一反应中C4H6的初始压力为632.0 tors,试由下列数据确定此反应的反应级数和速率常数为多少?
[73] .试由下表中的数据确定N2O5分解反应的反应级数和速率常数值为多少?
[74] .化学反应:CCl3CO2H(aq)→CO2+CHCl3是在70℃下进行的,试由下表中的数据确定此反应的反应级数和速率常数值为多少?
[75] .某一反应A→C+D中A的初始浓度为0.010mol/L,100s后A的浓度为0.0010mol/L。已知此反应的速率常数值为9.0,试求此反应的反应级数。
[76] .对于溶液中由反应物A生成产物的反应,观察到下列表中的数据,确定此反应的反应级数和速率常数值为多少?
[77] .对于化学反应:A产物,其相关数据见下表,试求此反应的k值。
[78] .对于非平衡反应:A+B——产物,A,B的反应级数分别为1和2。如果分别把A,B各1.0mol加入到1.0L容器中,则初始反应速率为1.0×10-2mol/L·s。试求反应物的一半转化为产物时的反应速率为多少?j
[79] .在25℃时,二级反应:I-+ClO-→IO-+Cl-的速率常数等于0.0606 L mol-1·s-1.如果I-和ClO-的初始浓度分别为1.0mol/L和5.0×10-4mol/L,试说明还需要什么条件来确定300s后ClO-的浓度?。
[80] .对于下面的平衡反应:
PtCl2-十H2OPt(H2O)Cl3-+Cl-
已知在25℃,离子强度为0.3时:
-△[PtCl42-]/[△t]=(3.9×10-5 s-1)[PtCl42-]
-(2.1×10-3L·mol-1·s-1)[Pt(H2O)Cl3-]
则在此条件下Cl-与Pt(Ⅱ)配位反应的第四级稳定常数是k4‘是多少(此反应的逆反应的表观平衡常数上面已给出)?
[81] .乙酸酐与乙酸酯化反应可用下面的化学平衡来表示:
(CH3CO)2O+C2H5OH→CH3COOC2H5+CH3COOH
A B
当此反应在正己烷的稀溶液中进行时,速率方程可表示成:速率=k[A][B];当此反应以乙醇为溶剂时,速率方程可表示成:速率=k[A](二者的k值不相同)。解释为什么二者的表现反应级数不同。
[82] .Fe2+与螫合剂吡啶(简写为dipy)的配位平衡反应式为
Fe2++3吡啶→Fe(吡啶)32+
在25℃时其正向反应的速率为(1.45×1013L3·mol-3·s-1)[Fe2+][吡啶]2
逆向反应速率为(1.22×10-4s-1)[Fe2+][吡啶]3
求配位反应的稳定常数Ks为多少?
[83] .二环己烷同时进行两个平行的一级反应。在730K时,生成环己烯反应的速率常常数为1.26×10-4 s-1,生成甲基环戊烯反应的速率常数为3.8×10-5 s-1。则在此条件下两生成物所占的百分率各为多少?
[84] .某一反应A+B→C中各反应物的反应级数均为1,速率常数是k=1.0×10-3L·mol-1·s-1。如果A,B的初始浓度分别为0.100mol/L和0.200mol/L时,应用微积分计算100s后A剩余的浓度为多少?
[85] .某一水溶液中进行的一级反应,反应速率太快,甚至不能用按照半衰期最小要求为2.0ns的程序进行测量。求这一反应的最小速率常数值为多少?
[86] .某一级反应的半衰期为2.50h,求这一反应的速率常数为多少?
[87] .某一级反应的速率常数为k=7.I×10-5s-1,求这一反应的半衰期为多少?
[88] .在酸性溶液中蔗糖分解成葡萄糖和果糖的反应符合一级反应,25℃时半衰期为3.33h,那么9.00h后蔗糖剩余的百分率为多少?
[89] .环丁烷异构反应生成了二烯为一级反应,153℃时其k=3.3×10-4s-1,则在此温度下转化率为40%时需多长时间?
[90] .(CH3)2N2的分解反应是一级反应:(CH3)N2(g)→N2(g)+C2H6(g)
300℃时在200mL烧瓶中进行分解反应的相关数据见下表:
求此反应的速率常数和半衰期为多少?
[91] .SO2Cl2分解成SO2和Cl2的反应是一级反应,当1.0L容器装入0.10mol SO2Cl2(g)加热到600K时,相关数据见表:
求(1)600K时这一分解反应的速率常数
(2)半衰期为多少?
(3)20min后容器内的气体压力为多少?
[92] .糖在酶的作用下发酵,从初始浓度0.12mol/L降到0.06mol/L需10h,降到0.03mol/L需20h,此反应的反应级数和速率常数为多少?
[93] .某二级反应的速率常数为8.00×10-5L·mol-1·min-1,反应物的浓度从1.00mol/L降到0.500mol/L需多长时间?从0.500mol/L降到0.250mol/L又需多长时间?并解释为什么半衰期法一般不适用于二级反应。
[94] .A+B→2C是基元反应,则其速率方程的表达式是什么?
[95] .如果某反应的速率方程式为速率=k[A][B]3/2,那么其是基元反应吗?试作解释。
[96] .写出下列各基元反应的速率方程:
A+B→C+D 2A→E+F
[97] .化学反应:2H2+2NO→N2+2H2O的反应机理可能是
2NON2O2
N2O2+H2N2O+H2O
N2O+HZN2+H2O
如果第二步为速控步骤,则试写出反应的速率方程。
[98] .化学反应:2NO+Br2→2NOBr的反应机理可能是
NO+Br2→NOBr2 (快)
NOBr2+NO→2NOBr (慢)
则试写出反应的速率方程。
[99] .H2和I2在400℃下反应生成HI。写出符合下列各机理的速率方程:
(1)H2+l2→2HI(单步)(3)I22I
(2)I22I I+H2IH2
2I十H22HI(慢) IH2+I→2HI(慢)
(4)表现速率方程:速率=k[H2][I2]与上面哪些机理不一致?
(5)如果紫外线能够使该反应在200℃时以同样的速率方程反应,那么上述机理中哪些反应是最不可能的?有没有已被证实的机理?
[100] .某反应的反应机理如下,写出其化学计量方程式。求第一步的平衡常数并用初始反应物表示出整个反应的速率方程。
A22A k1=1010s-1 (正向)
k-1=1010L·mol-1·s-1 (逆向)
A+C→AC k2=10-4L·mol-1·s-1
[101] .化学反应:A+B→C+D的速率方程为:速率=k1[A]十k2[A][B],k1和k2是两个不相等的常数,此反应产物通过两种不同的机理生成。讨论两种机理的速率相对大小如何。
[102] .一废气中O3的含量保持在2.0×10-8mo1/L,每小时各种污染源共产生O3为7.2×10-15mol/L。如果O3的分解反应:2O3→3O2为二级反应,则求其以-△[O3]/△t表示的速率方程的速率常数值是多少?
[103] .如果化学反应2A+B→产物的第一步是A的可逆二聚反应,第二步是A2和B的双分子速控步反应。假设平衡时A2的浓度与[A]相比极小推测此反应的速率方程表达式。
[104] .化学反应2NO+O2→2NO的速率方程为:速率=k[NO][O2],由已知数据写出反应的机理,并指出其速控步
[105] .化学反应A+B→C+D的速率方程为:速率=k1[A][B]-k2[A],由此指出其反应机理的情况。
[106] .化学反应A+B→C+D的速率方程为:速率=k1[A][B]-k2[C][D],由此指出其反应机理的情况。
[107] .化学反应Cu2++6CN-→2Cu(CN)2-+(CN)2是在水溶液中进行的,其速率方程为:速率=k[Cu]2[CN-]6。如果第一步是相对不稳定配合物Cu(CN)3-快速达到平衡的过程,那么指出其符合上述动力学情况的反应步骤。
[108] .当温度大于500℃时,化学反应2Cu2++6CN-→2Cu(CN)2-+(CN)2的速率方程为:速率=k[NO2][CO],当温度低于500℃时,速率方程为速率=k‘[NO2]2,则分别写出其可能的反应机理
[109] .化学反应2Fe2++H2O2→2Fe3++2OH-以Fe3十表示的速率方程为:速率=k[Fe3+][H2O2]。写出其可能的反应机理.并指出其可能的速控步。
[110] .酮在弱碱溶液中有下列三种反应:(1)与Br2反应,其上的一个H被Br取代;(2)从D型异构体转化成D型异构体和L型异构体的混合物;(3)与羰基相连的碳原子上的一个氢原子被氘原子取代。以上反应的速率方程均等k[酮][OH-],而与[Br2]无关。则说明这些反应的反应机理。
[111] .设计出一个符合所给速率方程的分解反应机理:
COCl2→CO+Cl2 速率=k[COCl2][Cl2]1/2
[112] .在水溶液中,反应Hg22++Tl3+=2Hg2++Tl+的速率表达式为v=k[Hg22+][Tl3+]/[Hg2+],试推测其反应历程。
[113] .一定温度下,按下式发生分解反应:N2O5(g)2NO2(g)+1/2O2(g),
实验测得的数据如下表:
时间(s) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000
cN2O5(mol·L-1) 5.00 3.52 2.4 1.75 1.23 0.87 0.61
(1)求各时间间隔内N2O5分解的平均反应速率。
(2)求1000s时,生成NO2的瞬时反应速率。
(3)若上述反应的正、逆反应速率分别为v正=kcN2O5和v逆=k’c2NO2·c1/2O2,试写出该反应的平衡常数的表达式。
[114] .用初速率研究法研究了反应X+Y+Z→P+Q,得到了如下的数据:
[X]0 mol/L [Y] 0 mol/L [Z] 0 mol/L 初速率d[P]/dt mol/(L·h)
0.01 0.01 0.01 0.002
0.02 0.02 0.01 0.008
0.02 0.02 0.04 0.016
0.02 0.01 0.04 0.016
(1)求相当于X、Y、Z的反应级数。
(2)求该反应的速率常数以及起始浓度为[X]=0.01rnol/L,[Y]=1.00mol/L,[Z]=2.00mol/L的反应混合物中,X消耗一半所需要的时间。
[115] .某抗生素在人体血液中呈现简单级数的反应,若给病人在上午8时注射一针抗生素,然后在不同时刻t测定抗生素在血液中的浓度c(以mg/100cm3表示),得到如下数据:
t/h 4 8 12 16
c/(mg/100cm3) 0.480 0.326 0.222 0.151
(1)确定反应级数。
(2)求反应的速率常数k和半衰期t1/2。
(3)若抗生素在血液中浓度不低于0.37mg/100cm3才有效,问大约何时该注射第二针?
[116] .大气中由下列两步反应形成臭氧(O3):
NO2(g)NO(g)+O(s) O(g)+O2(g)O3(g)
常温下k1=6.0×10-3s,k2=1.0×106L/(mol·s),污染的大气中NO2和O2浓度分别为3.0×10-9和1.0×10-2mol/L,当第一步生成O速率和第二步消耗O的速率相等时,计算:
(1)污染的大气中O原子的浓度;
(2)形成O3的速率;
(3)298K,1×105Pa时,每L中含空气0.041mol,当其中O3达10-6mol,需多少时间?
参考答案
^1 B
^2 A
^3 A
^4 D
^5 D
^6 D
^7 C
^8 B
^9 C
^10 B
^11 C
^12 A、D
^13 C
^14 B
^15 A、D
^16 A
^17 A
^18 D
^19 A
^20 A
^21 B
^22 (1)0.005mol/L·m (2)5︰4
^23 1.2mol/(L·s) 40%
^24 v(N2)=0.2/2×2=0.05 mol/(L·s) v(H2)=0.6/2×2=0.15mol/(L·s) v(NH3)=0.4/2×2=0.1 mol/(L·s)
^25 0.08mol
^26 3A2(g)+B2(g)2C(g)
^27 0.75mol/L 0.05 mol/(L·min) 2
^28 (1)
^29 (1)A (2)2AB+3C (3)0.4L/(mol·min)
^30 (1)0.75mol/L 3mol (2)0.05mol/(L.min) (3)2
^31 C
^32 C
^33 D
^34 D
^35 (1)简单反应
(2)①2NO2→NO3+NO(慢反应) ②NO3+CO→NO2+CO2(快反应)
^36 开始时反应物浓度起决定作用,反应后期生成物的浓度起决定作用,因而开始时反应速度逐渐下降,反应后期速度反而逐渐上升。
^37 v初始=2.73×10-8mol/(L·s) v1/2I2=3.89×10-8mol/(L·s)
^38 19831年
^39 (1)1.0×10-4 mol·L-1·s-1 (2)3.0×10-4 mol·L-1·s-1
^40 (1)k的单位=mol·L-1·s-1 (2)k的单位=s-1 (3)k的单位=L·mol-1·s-1
(4)k的单位=L2·mol-2·s-1 (5)k的单位=mol1/2·L-1/2·s-1
^41 k=0.5L·mol-1·s-1
^42 (1)k=3.3×10-4s-1 (2)35min (3)70min
^43 此反应级数为一级反应 k=1.9×10-5s-1
^44 反应中A的级数为1 反应中B的级数为2 k=0.051L2·mol-2·h-1
^45 当溶剂也是反应物时,与其他反应物相比,它的浓度很大可以视为不变(例如在研究水溶液系统的热力学性质时,各稀释溶液中的水均视为标准态)。因此在乙醇作溶剂时,速率与乙醇的浓度关系无法确定。只有在其他的溶剂中,乙醇的浓度才可以改变,而影响着反应速率。
^46 H+是反应的催化剂,在反应初期阶段它实际上是反应物,在之后的阶段中它又被释放回溶液中。
^47 是一级反应 k=2.0×10-5s-1
^48 速率=k[A]2[B] k=4.6×10-3 L·mol-2·s-1
^49 二级
^50 Ks=1.19×1017
^51 7.7s
^52 3.5×108s-1
^53 26min
^54 54
^55 5kJ·mol-1
^56 速率=k[A]2[B]
^57 双分子分解反应:2Cu(CN)3-→2Cu(CN)2-+(CN)2
^58 H+和OH-都对反应有催化作用
^59 这3个反应中决定反应速率的控制步骤一定是酮类化合物与OH-的反应,它可能产生酮类化合物的共轭碱,共轭碱随后很快地与下列物质反应:(1)Br2 (2)一些介质酸;(3)氘代溶剂。
^60 因为链增长并不改变自由基的浓度,所以其引发速率等于终止速率。若引发阶段相对P为一级反应且其速率与光强度ki[P]I成正比,终止阶段为双分子反应,速率为kt[R·]2,那么在稳态下,[R·]=[(ki/kt)[P]I]1/2
若引发阶段相对[R·]为一级反应,且与[R·]成正比,那么观察到的速率亦同上式,与I1/2成正比。
^61 (1)0.019 L·mol-1·s-1 (2)0.037 L·mol-1·s-1
^62 A的反应级数是1 B的反应级数是2 k=1.4×10-5 L2mol-2·s-1
^63 A的反应级数是1 B的反应级数是2 k=1.2×10-2 L2mol-2·s-1
^64 速率=k[A]2[B] 反应速率的平均值为0.26 L2·mol-2·min-1或4.3 L2·mol-2·min-1
^65 (1)Cl2的反应级数是1 NO的反应级数是2(2)k=180 L·mol-1·min-1
^66 t=7.4s
^67 从第一句话中可以推断出A的反应级数是1;又因为反应物的浓度都增加一倍时,初始反应速率也只增加一倍,所以B的浓度对反应速率没有影响,即B的反应级数是0。
^68 k=3.3×10-4s-1
^69 这是一个假一级反应。不管配位离子的反应程度如何,水的浓度变化总是很小的,因此,不可能确定相对于水的反应级数。定量地看,水的浓度大约为55.5mol/L,即使此反应进行完全,水的浓度也不会低于55.4mol/L.而低于0.2%的变化不足以确定水的浓度如何影响反应速率。
^70 [A]=0.091mol/L
^71 [A]=5.0×10-3mol/L
^72 二级反应 k=2.37×10-5
^73 此反应为一级反应 k=1.01×10-2min-1
^74 此反应为一级反应 k=-0.061h-1
^75 此反应为二级反应
^76 此反应为一级反应 k=0.067min-1
^77 k=0.010mol/L·min
^78 速率2=1.2×10-3mol/L·s
^79 速率=k[I-][ClO-] 速率=k[I-]2 速率=k[ClO-]2
^80 k4‘=54
^81 当溶剂作为反应物时,因其浓度很大所以在整个反应过程中基本不变。因此只有当用别的溶剂时,乙醇作为溶质参与反应才能用其浓度来表达速率方程。
^82 Ks=1.19×1017
^83 环己烯所占的百分率为77% 甲基环戊烯所占的百分率为23%。
^84 [A]=0.002mol/L
^85 k=3.5×108s-1
^86 k=7.70×10-5s-1
^87 k=2.7h
^88 剩余百分率=0.153
^89 t=26min
^90 可以看出每分解l mol(CH3)2N2,就有2 mol气态产物生成。因为当温度和体积一定时,气体的压力只跟物质的量成正比,所以随着反应的进行烧瓶中的气体总压力逐渐增大,而压力增加值就等于N2或C2H6的分压值。又因为此反应是一级反应,所以以N2的压力(也即浓度)表示的速率方程式为log(P0-PN2)/P0=-(k/2.30)t
以对数值-时间画图(略),得直线的斜率为一5.67×I0-3min-1,而其等于一k/2.30,则k=1.30×10-2min-1。又由0.693/k=t1/2,可得t1/2=53.3min。
^91 (1)k=0.17h-1 (2)t1/2=4.1h (3)P总=9.66atm
^92 此反应的反应级数为一级反应 k=1.9×10-5
^93 t=1.25×104min t=2.50×104min 对于二级反应,跟一级反应不一样的是其半衰期的多少取决于反应物的初始浓度,所以二级反应一般不用半衰期法。
^94 因为是基元反应,则各反应物的反应级数等于各分子的系数。即速率=k[A][B]。
^95 不是。因为基元反应的反应级数等于各反应物分子的系数和,所以必为整数。
^96 在第一个基元反应中A,B的反应级数均为1,则总反应级数为2,速率方程为
速率=k[A][B] 第二个基元反应为A的观分子反应,则A的反应级数为2,速率方程为 速率=k[A]2
^97 速率=k[NO]2[H2]
^98 速率=k[NO]2[Br2]
^99 (1)速率=k[H2][I2] (2)速率=k[H2][I2] (3)速率=k[H2][I2]
(4)由上述各机理所得的速率方程均一样,所以不能由速率方程来区分它们。
(5)紫外线能够使原子从分子中分裂出来,所以由于有紫外线,即使在200℃,I原子也比较多。可看出自由原子对机理(1)并没有什么影响,所以(1)是不正确的。
^100 A2+2C→2AC K1=1 速率=k2[C][A2]
^101 两种机理的速率必定是同一个数量级,因为如果相差太大,则整个反应的的速率只取决于最快的那一个。
^102 k=5×10-3L·mol-1·s-1
^103 速率=k[A]2[B]
^104 可能的机理是:2NO+O2→2NO2(快) NO2+NO→2NO2(慢)
^105 很明显此反应也必至少包括两个速率相近的步骤,其一是A与B反应生成产物,另一是A与B的产物反应且反应的速率与[A]和k2成正比。
^106 很明显此反应也必至少包括两个速率相近的步骤,其一是A与B反应,另一是C与D反应。其可能的机理是A与B基元反应生成C与D,同时逆反应是C与D基元反应生成A与B。正向反应的速率必比逆向反应的速率大,也即平衡时会有少量的产物产生。
^107 可能的机理:Cu2++3CN-Cu(CN)3-
2Cu(CN)3-→2Cu(CN)2-+(CN)2 (慢步骤)
^108 可能的机理:大于500℃时:NO2+CO→CO2+NO (基元反应)
小于500℃:2NO2→NO+NO3 (慢) NO3+CO→CO2+NO2 (快)
^109 可能的机理:Fe2++H2O2→Fe3++OH-+OH (慢) Fe2++OH→Fe3++OH- (快)
^110 上述三种反应的速控步必都是酮和OH-的基元反应,产物则可能是酮的共轭碱。而共轭碱又与下列物质快速地反应:(1)Br2 (2)中强度酸 (3)重水。
^111 可能的机理是:
设计此反应机理的关键是要认识到速率方程式中的分数指数表明氯原子参与速控步的反应,且必存在氯原子与分子间的平衡。整个化学计量是由主反应决定的,它要比其他的步骤发生的次数多得多。
^112 Hg22+Hg+Hg2+(快) Hg+Tl3+Hg2++Tl+(慢)
^113 (1)2.96×10-3,2.24×10-3,1.30×10-3,1.04×10-3,0.72×10-3,0.52×10-3(单位:mol·L-1·s-1) (2)3.52×10-3mol·L-1·s-1 (3)c2NO2·c1/2O2 / cN2O5=k/k’
^114 (1)v=k[X]2[Z]0.5 (2)0.36h
^115 以lnc对t作图得一直线,说明该反应是一级反应。
(2)k=0.09629h-1 t1/2=ln2/k=7.198h
(3)6.7h
^116 (1)1.8×10-15mol/L (2)1.8×10-11mol/(L·s) (3)38min高中化学试题资源库——影响反应速率的条件
A组
[1] .下列情况,反应速率不加快的是
A 在空气中燃着的木条插入盛有纯氧的瓶中 B 用煤粉代替煤块燃烧
C 锌粉和碘粉的混合物中滴入水 D 用0.01mol/L的盐酸代替1mol/L的盐酸与铁反应制取氢气
[2] .一氧化氮与一氧化碳都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地起反应生成氨气和二氧化碳。对此反应,下列叙述中正确的是
A 使用催化剂不能改变反应速率 B 使用催化剂能改变反应速率
C 改变压强对反应速率没有影响 D 降低压强能加大反应速率
[3] .对于反应N2+O22NO在密闭容器中进行,下列条件中哪些能加快该反应的化学反应速率
A 缩小体积使压强增大 B 体积不变充入氮气使压强增大
C 体积不变充入氦气使压强增大 D 使体积增大到原来的2倍
[4] .催化剂能加快化学反应速率的原因是
A 能降低反应所需要的能量 B 加快分子运动的速率,增加分子碰撞的机会
C 催化剂并没有参与反应,所以能改变化学反应速率 D 以上说法均不对
[5] .升高温度能加快反应速率的主要原因是
A 加快分子运动的速率,增加分子碰撞的机会 B 降低反应物分子的能量
C 增大活化分子的百分数 D 以上说法均对
[6] .能增加反应物分子中活化分子的百分数的是
A 升高温度 B 使用催化剂 C 增大压强 D 增加浓度
[7] .反应2A=B+3C,在20℃进行时其VA=5mol·L-1·s-1。已知温度每升高10℃,此反应速率增大到原来的2倍,则当其它条件不变时,温度升高至50℃时,此反应中VC是
A 20 mol·L-1·s-1 B 40 mol·L-1·s-1 C 60 mol·L-1·s-1 D 15 mol·L-1·s-1
[8] .在恒温恒容条件下,能使A(g)+B(g)C(g)+D(g)正反应速率增大的措施是
A 减小C或D的浓度 B 增大D的浓度 C 减小B的浓度 D 增大A或B的浓度
[9] .对于反应M+N→P,如果温度每升高10℃,化学反应速率增大到原来的3倍。在10℃时,完成反应10%需要81min,将温度提高到30℃时,完成反应的10%需要的时间为
A 9min B 27min C 135min D 3min
[10] .对某一可逆反应来说,使用催化剂的作用是
A 提高反应物的平衡转化率 B 以同样程度改变正逆反应的速率
C 增大正反应速率,减小逆反应速率 D 改变平衡混合物的组成
[11] .设C+CO22CO △H>0反应速率为V1,N2+3H22NH3 △H<0 反应速率为V2,对于上述反应,当温度升高时,V1和V2的变化情况为
A 同时增大 B 同时减小 C 增大,减小 D 减小,增大
[12] .把下列四种溶液分别加入四个盛有10mL 2mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时X和盐酸缓慢反应,其中反应最快的是
A 10℃15mL、3mol·L-1的X溶液 B 10℃30mL、1mol·L-1的X溶液
C 10℃30mL、2 mol·L-1的X溶液 D 10℃10mL、4mol·L-1的X溶液
[13] .0.1mol/L Na2S2O3溶液和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL跟10mL水混合,反应速率为v1mol/(L.s);0.2mol/L Na2S2O3溶液和0.2mol/LH2SO4溶液各5mL跟20mL水混合,反应速率为v2mol/(L.s)。则在相同条件下,v1和v2的关系是
A v1>v2 B v1=v2 C v1<v2 D 不能确定
[14] .对于反应:N2+O2=2NO 在密闭容器中进行,下列条件中哪些能加快该反应的反应速率(假定温度不变)
A 缩小体积使压力增大 B 充入N2,保持压强不变
C 体积不变充入稀有气体使压强增大 D 减小压强使体积增大
[15] .右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是
A 升高温度 B 加大X的投入量
C 加催化剂 D 增大体积
[16] .已知反应3A(g)+B(g)C(s)+4D(g)+Q,右图中a、b表示一定条件下,D的体积分数随时间t的变化情况。若要使曲线b变为曲线a,可采取的措施是 ①增大B的浓度 ②升高反应温度 ③缩小反应容器的体积(加压) ④加入催化剂
A ①② B ①③ C ②③ D ③④
[17] .将Ag块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如下图的实线所示,在相同的条件下,将Bg粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应,则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是
A. B.C.D.
[18] .进行如下实验,在A锥形瓶中放入10g绿豆大小的碳酸钙,在B锥形瓶中放入5g粉末状的碳酸钙,分别加入50mL 1mol/L盐酸,下图中能正确表示实验结果的是(注:x一时间、y-锥形瓶中碳酸钙减少的质量)
A B C D
[19] .碳酸钙与稀盐酸反应(放热反应)生成的CO2的量与反应时间的关系如右图所示。下列结论中不正确的是
A 反应开始2min内平均反应速率最大
B 反应4min后平均反应速率最小
C 反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大
D 反应在第2min到第4min间生成CO2的平均反应速率为v(CO2)=0.1mol·min-1
.某学生用纯净的Cu与过量浓HNO3反应制取NO2,实验结果如图所示,对图中曲线的描述正确的是
A OA段表示开始时,反应速率稍慢
B AB段表示反应速率较快,可能因为产物有催化作用
C BC段表示反应速率最快,在该时间内收集到的气体最多
D OC线表示随时间增加,反应速率逐渐增大
.用右图所示的实验装置进行实验X及Y时,每隔半min分别测定放出气体的体积。下图中正确表示实验X及Y的结果的是
实验 所用的酸
X 25mL 0.2mol/L
Y 50mL 0.1mol/L
A B C D
[20] .一定质量的Na、K分别投入一定量的稀盐酸中,在相同条件下产生氢气的体积随时间变化的曲线如图中a、b所示,则下列说法中正确的是
A 投入的Na、K物质的量一定相等 B 曲线a对应的反应使用了催化剂
C 曲线a代表K的反应,曲线b代表Na D 两反应中盐酸必须是足量的
[21] .下列反应中“加入物质”能起催化作用的是
A 在H2O2分解反应中,“加入MnO2”后反应速率加快
B 在锌粒与稀硫酸反应中,“加入几滴硫酸铜溶液”后,产生氢气的速率加快
C 醋酸钠在水溶液中水解缓慢,“加入几滴盐酸”后,水解速率加快
D 苯的硝化反应中“加入浓硫酸”后,反应速率加快
E 实验室电解水时,“加入少量氢氧化钠溶液”后,产生气体的速率加快
[22] .A(气)+B(气)C(气)的平均反应速率为0.001mol/(L·s),温度每升高10℃,反应速率增大到原来的3倍。当温度升高了50℃,在此条件下反应进行10s后,物质C的浓度为 。
[23] .右图为反应A(s)+D(g)E(g)+Q的逆反应速率随时间的变化情形,试根据此曲线填写下表。
时刻 时间 可能采取的措施 体系中平衡移动的方向
3 - -
- 3~4 -
5 - -
- 5~6 -
7 - -
[24] .把除去氧化膜的镁条投入到稀盐酸的试管中,发现氢气发生的速率变化情况如右图所示。其中t1~t2速率变化的主要原因是 ,t2~t3速率变化的主要原因是 。
[25] .氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化一还原反应生成Cl(-1价)和S(+6价)的反应速率如右图所示,已知这个反应的速率随着溶液的[H+]增大而加快,则:
(1)反应开始时,速率加快的原因为
(2)后期反应速率下降的原因为
[26] .某中学化学小组查阅资料发现金属氧化物A也能催化氯酸钾的分解,且A和二氧化锰的最佳催化温度均在500℃左右,于是对A和二氧化锰的催化性能进行了定量对照实验。实验时均以收满500 mL氧气为准其他可能影响实验的因素均已忽略。
表一 用MnO2作催化剂
实验序号 KClO3质量g MnO2质量g 反应温度℃ 待测数据
1 8.00 2.00 500
2 8.00 2.00 500
表2 用A作催化剂
实验序号 KClO3质量g A质量g 反应温度℃ 待测数据
1 8.00 2.00 500
2 8.00 2.00 500
请回答:
上述实验中的待测数据应是: 。
完成此研容后,他们准备发表一篇研究报告,请你替他们拟一个报告的题目: 。
[27] .二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到45s时,达到平衡(NO2浓度约为0.0125mo/L)图中的曲线表示二氧化氮分解反应在前25s内的反应进程。
(1)请计算前20s内氧气的平均生成速率 。
(2)若反应延续至70s,请在图中用实线画出25s至70s的反应进程曲线。
(3)若在反应开始时加入催化剂(其他条件都不变),请在图上用虚线画出加入催化剂后的反应进行曲线。
(4)达到平衡时NO2的分解率为 。
(5)已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
所以实验室常用氢氧化钠溶液来吸收氮的氧化物。但在生产中却经常使用较烧碱价廉的纯碱溶液吸收氮的氧化物,纯碱溶液同样可与NO、NO2发生类似上述的反应,并将氮氧化物刚好吸收完,试写出纯碱溶液吸收NO和NO2的两个反应的化学方程式: ; 。
.某高一化学课外活动小组进行下列实验。
实验1:将0.5g金属X放入装有80mL 1mol/L盐酸的烧瓶中,产生H2的体积(室温下)与时间的关系如右图曲线1所示。
实验2:另取同样的0.5g金属X与50 mL 2mol/L盐酸反应,产生H2的体积(室温下)与时间的关系见右图的曲线2。已知金属X是第ⅡA族元素。
根据这些信息回答下列问题:
(1)判断在实验1中,X与盐酸哪种物质过量,你的根据是什么?
(2)计算X的相对原子质量(室温下,任何气体的摩尔体积为24.4L/mol)。
(3)请画出制取H2并能测量H2体积的装置图。
(4)若用0.5g金属X与50mL 2mol/L盐酸反应,要获得曲线3,请说出两种不同的方法。
B组
[28] .在化工生产中,如果要加快反应速率,应该优先考虑的科研方向是
A 提高设备强度,以便加压 B 选择适宜的催化剂
C 采用高温 D 用块状反应物代替粉末状反应物
[29] .对于一个化学反应,下列说法正确的是(注:ΔH表示等压条件下的化学反应的热效应,ΔH<0,放热;ΔH>0,吸热。
A ΔH越负,其反应速率越快 B ΔH越正,其反应速率越快
C 只要有催化剂,那么反应肯定加速 D 以上三种说法都不正确
[30] .下列各图中,表示正反应是吸热反应的是
A B C D
[31] .反应A+B→C的反应速率方程式为:v=kc(A)c(B),v为反应速率,k为速率常数。当c(A)=c(B)=1mol/L时,反应速率在数值上等于速率常数。下列说法正确的是
A c(A)增大时,v也增大 B c(B)增大时,k也增大
C 升高温度时,k值不变 D 升高温度时,v值不变
[32] .参照反应Br+H2→HBr+H的能量对反应历程的示意图,下列叙述中正确的是
A 正反应为吸热的
B 正反应为放热的
C 加入催化剂,该化学反应的反应热不变
D 加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
[33] .漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温与黑暗处可保存一年。亚氯酸不稳定可分解,反应的离子方程式为:5HClO2=4ClO2↑+H++Cl-+2H2O。向NaClO2溶液中滴加H2SO4,开始反应缓慢,随后反应迅速,其原因是
A 在酸性条件下亚氯酸的氧化性增强 B 溶液中的H+起催化作用
C ClO2逸出,使反应的生成物降低 D 溶液中的Cl-起催化作用
[34] .亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应:
Na2SO3+ KIO3+ H2SO4→ Na2SO4+ K2SO4+ I2+ H2O
(1)配平上面的氧化还原反应方程式,将系数填入方框中。
(2)其中氧化剂是 ,若反应中有5 mol电子转移,则生成的碘是 mol。
(3)该反应的过程和机理较复杂,一般认为发生以下①~④反应:
①IO3-+SO32-=IO2-+SO42- (反应速率慢)
②IO2-+2SO32-= I-+2SO42- (反应速率快)
③5I-+6H++ IO3-=3I2+3H2O (反应速率快)
④I2+SO32-+H2O= 2I-+SO42-+2H+ (反应速率快)
根据上述步骤推测该反应总的反应速率由 应应决定(填写上述四步反应的序号)。
(4)若预先加入淀粉溶液,由上述四步反应可以看出必须在 离子消耗完全时,才会有使淀粉变蓝的现象产生。
[35] .以下是著名的碘时钟实验
已知在酸性溶液中,碘酸钾和亚硫酸钠会发生如下一些反应
①IO3-+3HSO3-=3SO42-+3H++I-(慢) ②IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O(慢)
③I2+HSO3-+H2O=2I-+SO42—+3H+(快)
分别配制下面三种溶液。
溶液A:0.9g碘酸钾溶于少量温水中,再稀释到500 mL。
溶液B:0.45g亚硫酸钠配成溶液,稀释到500 mL。
溶液C:取5g可溶性淀粉,放在小烧杯中,加入25 mL冷水,搅拌成悬浊液。另取200mL水加热至沸,趁沸腾时倒入淀粉悬浊液并迅速搅拌,使淀粉糊化、溶解。到溶液冷却后边搅拌边慢慢加入12.5mL浓硫酸,最后也稀释到500mL。
溶液D:200 mL水+50 mLA液+50mL C液
溶液E:225 mL水+25 mLA液+50mL C液
试回答下列问题、
(1)根据实验原理,化学反应速率由那步反应决定 。[填①、②、③]
(2)当哪种离子耗尽时才能见到溶液变蓝色______.(选填:I—、HSO3—、H+、IO3—)
(3)在盛放D液和E液的两只烧杯里同时加入50 mLB液。D、E两烧杯哪个溶液先变蓝色___________(填:D、E)
(4)为研究温度对反应速率的影响准备三份E液(各300 mL,配法同上)、用三支量筒分别量取50mL B液,同时把三份B液分别加入下述不同温度的三份E液中。
a第一份放在石棉网上加热到50℃左右,b第二份维持在室温,c第三份浸在冰水里冷却到近冰点。先变蓝色的是___________。(填:a、b、c)
[36] .某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20min时间内平均速率为 mol/(L·min)。
(2)在实验2,A的初始浓度C2= mol/L,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的反应速率为V3,实验1的反应速率为V1,则V3 V1(填>、=、<),且C3 1.0mol/L(填>、=、<)
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是 反应(选填吸热、放热)。理由是
[37] .已知化学反应为aA+bBdD+eE,反应物A与B反应生成D和E的反应速率满足公式v=k[A]x[B]y,式中[A]和[B]分别是A、B的浓度,x和y是相应的指数,k是速率常数。对给定的反应,是只是温度的函数,它的单位与x、y数值有关。在HbCO中血红蛋白(Hb)与一氧化碳(CO)的结合力比HbO2中血红蛋白(Hb)与氧气(O2)的结合力大200倍。当空气中的CO浓度达到50 ppm以上,人体就会感到缺氧,这时,血液中羰基血红蛋白(HbCO)达到10%,通常人肺血液中O2的溶解浓度达1.6×10-6mol/L,而其中血红蛋白的浓度稳定在8×10-6mol/L。
(1)设速率常数k=2.1×106L/(mol·s)(37℃),求氧血红蛋白(HbO2)的生成速率。
(2)在CO中毒的情况下,需要将HbO2的生成速率提高到1.1×10-4L/(mol·s),试计算这时所需O2的浓度是多少。(假设血液中血红蛋白的浓度恒定),如果血液中氧浓度与进入肺的氧分压成正比,试提出一个实际可行的解决问题的方案。
[38] .在敞开容器中,高锰酸钾溶液跟草酸反应时,当把两稀溶液混合后,一小段时间内溶液颜色变化不大,但不久突然褪色。反应的化学方程式:2KMnO4+3H2SO4+5H2C2O4→K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。据你分析,高锰酸钾溶液紫色突然褪色的原因是什么?
[39] .温度对反应速率的影响可用阿伦尼乌斯公式的一种形式表示:
式中k1、k2分别为温度T1、T2时某反应的速率常数;E为反应的活化能(单位:kJ/mol)(假定活化能在温度变化范围不大时是常数)。又对同一反应,在不同温度下反应速率常数与反应时间的关系如下:
(1)现知在300K,鲜牛奶5小时后即变酸,但在275K的冰箱里可保存50小时,牛奶变酸反应的活化能是多少?
(2)若鲜牛奶存放2.5小时后即变酸,则此时温度为多少?
C组
[40] .单位时间单位体积内分子碰撞的次数符合公式:Z=2(n‘)22,求出Z的单位。
[41] .计算出0℃下每秒钟每立方厘米压力为1.0 atm的氢气分子的碰撞次数
[42] .用三个并列的火车轨道运送宽度为14英尺的火车,最外面的两个轨道的中心间的距离最少须为多少?由此解释为什么一个分子的有效碰撞直径为2。
[43] .运用动力学知识解释为什么下列因素能够加快化学反应的速率:
(1)催化 (2)加热升温 (3)增加浓度。
[44] .温度每升高10℃,一般化学反应的速率也增加约1倍。试用碰撞理论解释。
[45] .由下图指出反应:A+B→M+N的烙变为多少?
[46] .由上图指出反应:M+N→A+B的活化能为多少?
[47] .参见上图,如果加入催化剂则反应:A+B→M十N的活化能要小于x,试作解释。
[48] .说出活化分子与普通分子的区别。
[49] .试解释为什么过渡态不能列为单独的一种化学物质。
[50] .N2O在气态氮中分解成N2和O是一个二级反应,且k=(5.0×1011L·mol-1·s-1)e29000k/T,那么此反应的活化能是多少?
[51] .在氩气氛下,N2O分解为N2和O2为二级反应,其速率常数为
k=(5.0×1011L·mol-1·s-1)e-29000K/T
试计算此反应的活化能?
[52] .CH3Cl在水中的水解反应是一级反应,其反应常数为3.32×10-19s-1(25℃)和3.13×10-9s-1(40℃)。试计算此反应的活化能?
[53] .某二级反应在800℃下的速率常数为5.0×10-3L·mol-1·s-1·s-1,活化能为45kJ·mol-1,试计算在875℃下的速率常数?
[54] .1,2-二氯乙烯由反式转变为顺式的异构化反应的活化能为55.3kcal·mol-1,此反应的△H为1.0kcal。计算该异构化的逆过程顺式转变为反式的E。
[55] .乙烯氧化物分解为CH4和CO为一级反应,其速率常数满足如下方程:
lgk(s-1)=14.34-1.25×104K/T
(1)计算此反应的活化能 (2)670K时的k值。
[56] .某反应加人催化剂时,其反应活化能比不加催化剂时的活化能小14.7kJ/mol。计算420K时加入催化剂反应的速率常数增加了多少倍,以及此反应的逆反应加人催化剂后速率常数增加的倍数?
[57] .N2O4气体分解为NO2为一级反应,l℃时该反应的是值为4.5×103s-1,活化能为58 kJ·mol-1。计算是值为k=1.0×104 s-1时此反应的温度?
[58] .生物学家定义Q10为37℃下的速率常数与27℃下的速率常数的比值。计算Q10为 2.5时反应的活化能?
[59] .H2和I2在气相中经双分子反应形成HI。反过来,HI经双分子反应分解为H2和I2。两反应的活化能分别为163 kJ·mol-1和184 kJ·mol-1,温度均在100℃左右。试从这些数据中预测100℃下气体反应H2十I22HI的△H。
[60] .CH3Cl的水解是一级反应,在25℃时k=3.32×10-10 s-1,在40℃时k=3.13×10-9s-1,求此反应的活化能。
[61] .某二级反应在800℃时k=5.0×10-3L·mol-1·s-1,活化能为45kJ·mol-1,求在875℃时速率常数为多少?
[62] .乙醛分解成CH4和CO是一级反应,其速率常数可以表示为logk=14.34-1.25×104K/T(k的单位为s-1)
那么(1)求此反应的活化能,(2)求670K时k的值。
[63] .N2O4分解为NO2是一级反应,1℃时其速率常数k=4.5×103s-1,反应的活化能为58kJ·mol-1,求当温度为多少时其速率常数k=1.00×104s-1?
[64] .500K时气相反应:H2O十O→2OH的△H=72kJ,E=77kJ·mol-1,估算两个羟基反应生成H2O和O的E值为多少?
[65] .H2和I2在气相中反应生成HI,HI又在气相中分解为H2和I2,这两个反应的活化能分别为163和184kJ·mol-1,反应温度约为100℃。由以上数据预测100℃时反应H2+I22HI的△H值为多少?
[66] .比较不稳定中间态与过渡态也即活化配合物的不同。
[67] .当温度从18℃升到28℃时,某一化学反应的反应速率增加一倍,试求活化能。
[68] .反应:A+B→产物的活化能是24.6heal/mol,40℃时其产物的生成速率为0.133mol/L·min,那么80℃时其生成速率为多少?
[69] .1,2一二氯乙烯异构反应(反式→顺式)的活化能是24.0kcal/mol,△H为1.0kcal,则其逆反应(顺式→反式)的E为多少?
[70] .对于化学反应:A+B→C+D,如果A的初始浓度增加一倍时初始反应速率也增加一倍,如果B的初始浓度增加一倍时初始反应速率为原来的四倍。则问:
(1)各反应物的反应级数是多少?
(2)总反应级数是多少?
(3)此反应是否是基元反应?试作解释。
[71] .什么是“可接受”的机理?有没有已证实的机理?
[72] .催化剂能够提高下列反应的反应速率:
2NO2+4CO→N2+4CO2 2NO+2CO→N2+2CO2
试说明其具有的重大意义。
[73] .气态2一碘代丁烷在碘蒸气中从D型旋光异构体
转化到L型旋光异构体反应的速率方程为:速率=kP(A)P(I2)1/2,其中A指D型旋光异构体(在速率方程的表达式中以气体的分压代替浓度是合理的)。试用反应机理来解释速率方程中的分数指数。
[74] .研究 (i-C3H7O)2POF在不同酸溶液中的水解反应,在一定温度下其一级表现反应常数k只与pH值有关,而与缓冲溶液的种类及浓度无关。当pH值在4~7之间时,k基本上是一常数,当pH值小于4或大于7时k都增加。试解释造成这一现象的原因。
[75] .有化学反应:①A+B2D ②C+G2H,其中E1、E2为该反应的活化能。
(1)vA、vD分别是用物质A、D表示反应①的化学反应速率,则vA与vD的关系为 。
(2)对于反应②,若起始浓度cC=a,cG=2a,cH=0,则用各物质表示的反应速率与时间的关系示意曲线为下图中的 (填序号)。
A B C D
(3)若E1>E2,将两反应的温度分别从500℃升至1000℃,则反应①的速率增加值Δv①与反应②速率的增加值Δv②相比,其关系为 。
[76] .环戊二烯(沸点40℃)易于气相中双聚合:2C5H6(g)→C10H12(g)。为了研究这一反应的动力学,将0.50cm3的液态环戊二烯(密度为0.802g/cm3放入事先已抽成真空的1000cm3密闭容器中。
(1)计算当容器升温至130℃时,容器的瞬时起始压强(p0)为多少?(已知相对原子质量:C为12.0,H为1.0)
(2)维持温度在130℃,测得不同时刻的容器总压(p总)如下:
t(分) 10 20 30 40 50 60
p总(kPa) 18.07 16.62 15.63 14.87 14.33 13.88
推导C5H6分压(p1)与p0和p总的函数关系,并计算各时刻的C5H6的分压。
(3)推证该反应的反应级数。
已知对于反应:A→生成物,各简单级数反应的速率公式如下:
零级:c-c0=-kt 一级:lnc=lnc0-kt
二级:1/c=1/c0+kt 三级:1/c2=1/c02+2kt
其中c0为反应物起始浓度,c为t时刻反应物浓度,k为速率常数。
(4)计算反应的速率常数。
(5)计算转化率达80%时所需时间。
[77] .在含有缓冲介质的水溶液中,300K时,研究某无机物A的分解反应:
A(l)→B(g)+H2O(l)
假定气态产物B在水中不溶,有以下实验事实:
(1)固定A溶液上部的体积,在不同时间t下测定产物B气体的分压P,作P~t曲线,可得lgP/(P-P)=k’t,式中P为时间足够长时,A(l)完全分解所产生的B(g)的分压,k’为一常数。
(2)改变缓冲介质,在不同的pH下进行实验,作lg(t1/2/S)~pH图,可得一条斜率为-1,截距为lg{0.693/k}的直线。k为实验速率常数,t1/2的单位为秒(s)。
请回答下列问题:
(1)从上述实验结果出发,试求该反应的实验速率方程。
(2)有人提出如下反应机理:
式中k1,k-1,k2分别为相应基元反应的速率常数,你认为上述反应机理与实验事实是否相符,为什么?
[78] .环丙烷的异构化反应可视为理想气体反应,其反应方程式为:
研究表明,在一定压力范围内反应物的半衰期与其初始浓度无关。实验测得半衰期数据为:
800K下半衰期t1/2(800K)=184s,750K下半衰期t1/2(750)=2880s。
(1)求环丙烷异构化反应的表观活化能Ea。
研究者提出环丙烷异构化反应的机理如下:
第一步:环丙烷分子(A)发生碰撞,碰撞分子的能量重新分配,获得能量的环丙烷分子变为活化分子A*:A+AA*+A
第二步:活化分子转化为丙烯(B):A*B
(2)由上述反应机理推导环丙烷异构化反应的速率方程;讨论反应的初始压力对反应级数的影响。
[79] .NO是大气的污染物之一。它催化O3分解,破坏大气臭氧层;在空气中易被氧化为NO2,氮的氧化物参与产生光化学烟雾。空气中NO最高允许含量不超过5mg/L。为此,人们一直在努力寻找高效催化剂,将NO分解为N2和O2。
(1)用热力学理论判断NO在常温、常压下能否自发分解(已知N2、NO和O2的解离焓分别为941.7kJ/mol、631.8kJ/mol和493.7kJ/mol)。
(2)有研究者用载负Cu的ZSM-5分子筛作催化剂,对NO的催化分解获得了良好效果。实验发现,高温下,当氧分压很小时,Cu/ZSM-5催化剂对NO的催化分解为一级反应;若NO分压相同,在673K和723K时,NO的转化数分别为1.91s-1和5.03s-1(注:转化数为单位时间每个活性中心上NO分解的分子数)。试求NO在该催化剂上分解反应的活化能。
(3)考察催化剂的活性常用如右图所示的固定床反应装置。反应气体(NO)由情性载气(He)带入催化剂床层,发生催化反应。设混合气中NO的体积分数为4.0%,混合气流为4.0×10cm3/min(已换算成标准状况),反应管中固体催化剂体积为2.0cm3,表面活性中心(Cu+)含量1.0×10-6mol,反应温度为723K,并设催化剂床层各处反应速率均等。试计算NO分解反应的转化率。
(4)研究者对NO在该催化剂上的分解反应提出如下反应机理:
NO+MNO-M [1]
2NO-MN2+2O-M [2]
2O-MO2+2M(快) [3]
M表示催化剂活性中心,NO为弱吸附,NO-M浓度可忽略。试根据上述机理和M的物料平衡,推导反应的速率方程,并解释当O2分压很低时,总反应表现出一级反应动力学特征。
生物体内重要氧化还原酶大都是金属有机化合物,其中的金属离子不止一种价态,是酶的催化活性中心。研究这些酶的目的在于阐述金属群参与的氧化过程及其电子传递机理,进而实现这些酶的化学模拟。
[80] .超氧化物歧化酶SOD(本题用E为代号)是生命体中的“清道夫”,在它的催化作用下生命体代谢过程产生的超氧离子才不致过多积存而毒害细胞:
2O2-+2H+O2+H2O2
今在SOD的浓度为co(E)=0.400×10-6mol·L-1,pH=9.1的缓冲溶液中进行动力学研究,在常温下测得不同超氧离子的初始浓度co(O2-)下超氧化物歧化反应的初始反应速率ro如下:
co(O2-)/mol·L–1 7.69×10- 3.33×10-5 2.00×10-4
ro/mol·L-1·s-1 3.85×10-3 1.67×10-2 0.100
(1)依据测定数据确定歧化反应在常温下的速率方程r=kc(O2-)n的反应级数。
(2)计算歧化反应的速率常数k。要求计算过程。
(3)在确定了上述反应的级数的基础上,有人提出了歧化反应的机理如下:
E+O2-E-+O2 E-+O2-E+O22-
其中E-为中间物,可视为自由基;过氧离子的质子化是速率极快的反应,可以不予讨论。试由上述反应机理推导出实验得到的速率方程,请明确指出推导过程所作的假设。
(4)设k2=2k1,计算k1和k2。要求计算过程。
参考答案
^1 D
^2 B
^3 A、B
^4 A
^5 C
^6 A、B
^7 C
^8 D
^9 A
^10 B
^11 A
^12 C
^13 C
^14 A
^15 C
^16 D
^17 C
^18 C
^19 A
^20 A、C
^21 A、D
^22 2.43mol/L
^23 减少[D] 向左移动 增大[D]同时减小[E] 向右移动 加负催化剂
^24 t1~t2速率逐渐增加的原因是镁条与盐酸反应放热,温度升高使反应速度加快;t2~t3速率减小,是因为[H+]浓度减小,反应速率减慢。
^25 (1)2KClO3+6NaHSO3=3Na2SO4+2KCl+3H2SO4 [H+]增速度加快 (2)反应物浓度减小,生成的H2SO4与NaHSO3反应使[H+]及[HSO4-]浓度减小,速度减慢
^26 时间;催化效果的对照研究
^27 5.5×10-4mol/(L·s) (2)图中实线 (3)图中虚线 (4)68.8% (5)Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2↑ Na2CO3十2NO2=NaNO3+NaNO2+CO2↑
^28 B
^29 D
^30 A
^31 A
^32 A、C
^33 D
^34 (1)5、2、1、5、1、1、1 (2)KIO3 0.5 (3)① (4)SO32-
^35 (1)①② (2)HSO3- (3)D (4)a
^36 (1)0.013 (2)1.0 催化剂 (3)> > (4)由吸热温度升高时,平衡向右移动
^37 (1)2.69×10-5mol/(L·s) (2)6.55×10-6mol/L 要把空气中氧气的浓度增至原来的四倍以上。若采用加压空气,则其压力达4个大气压对人体有害,所以只能让病人吸入富氧空气或纯氧。
^38 对于某一确定的反应来说影响化学反应速率的因素有:浓度、温度、压强和催化剂等。显然,浓度和压强不是引起高锰酸钾溶液紫色突然褪色的原因,因为反应物一开始其浓度最大,反应应该最快;在敞开容器中压强对反应无影响。而反应开始一段时间内溶液颜色变化不大,说明反应时温度变化并不大,高锰酸钾溶液紫色突然褪色的原因也并非由温度引起的。因此,运用“因果”推理,排除其余因素对反应的影响,则可推得高锰酸钾溶液紫色突然褪色的原因是由“催化剂”作用的结果。依据同样的方法分析,起催化作用的物质不是反应物,是生成物中的Mn2+。
^39 (1)63.19 kJ/mol (2)308.5 K
^40 cm-3·s-1
^41 Z=2.08×1029cm-3·s-1
^42 最少须为28英尺。因一个分子两边的空隙均为。
^43 (1)催化剂能够降低反应的活化能,使得更多的分子具有足够的能量进行反应。
(2)升高温度使获得的能量至少等于活化能的分子百分率增加。
(3)增加浓度使每秒钟分子的碰撞次数增加,也即每秒钟分子的有效碰撞次数增加。
^44 温度每升高10℃,具有活化能的分子数也增加近一倍(见下图)。
^45 等于y
^46 等于x+y
^47 催化剂能够加速反应,这表示有更多的分子具有足够的能量进行反应。而分子并没获得更多的能量,则必定是活化能降低了。
^48 活化分子不稳定且不单独存在,其△Hf可能为正,且其键级、键长、键角均与相似稳定的分子不同。
^49 过渡态所具有的能量最大,所以无论其键如何振动,产物分子的能量都要低,也更稳定。
^50 E=241kJ·mol-1
^51 E=241kJ·mol-1
^52 E=116kJ·mol-1
^53 k2=7.0×10-3 L·mol-1·s-1
^54 E=54.3kcal·mol-1
^55 (1)239kJ·mol-1 (2)5×10-5s-1
^56 67 与它的逆反应方向相同
^57 10℃
^58 71kJ·mol-1
^59 -21kJ
^60 E=115kJ·mol-1
^61 k2=7.0×10-3L·mol-1·s-1
^62 (1)E=239kJ·mol-1 (2)k=4.8×10-5s-1
^63 T=283K
^64 E=5kJ·mol-1
^65 △H=-21kJ
^66 不稳定中间态是一种实际存在的化学物质,其原子具有正常的价键,它表示势能曲
线(下图)上的最低点。而过渡态则是在反应物转化为生成物的过程中所假定的具有最高能量的状态,不论其键长和键能如何变化,都趋于稳定,且其原子的价键有时不正常。
^67 E=12.0kcal/mol
^68 k80=11.6mol·L-1·min-1
^69 E(反)=54.3kcal/mol
^70 (1)反应速率与A的浓度成正比,所以A的反应级数是1;与B的浓度的平方成正比,所以B的反应级数是2
(2)总反应级数为3。
(3)不是基元反应,基元反应的反应级数等于反应物的系数,对本反应而言各反应物的级数均应为1。
^71 可接受的机理是指其与当前的所有数据相符合。没有已证实的机理,因为数据总是可能有变化。
^72 在这些反应中使用催化剂能够使一氧化碳和氮的氧化物转化为无害的二氧化碳和氨气,从而减少其污染。
^73 I2有少量地分解为碘原子,且易达成平衡。I22I Kp=P(I)2/P(I2)
由此式可得碘原子的相对分压为P(I)=Kp1/2×P(I2)1/2
因为实际压力等于相对压力乘以标准状态压力(1 atm),所以碘原子与碘分子的实际压力数值上也符合上述关系式。如果在此反应中有中间步骤为碘原子加和到A上去,然后又被释放出来,且前一步为双分子反应(速率常数为k2)和速控步,则:表观速率=I加和速率=k2P(A)P(I)=k2P(A)×Kp1/2×P(I2)1/2=(k2Kp1/2)P(A)P(I2)1/2式中的(k2Kp1/2)就等于表观速率常数值,则这一机理与经验式相符合。
^74 在此反应中H+和OH-均有催化作用
^75 (1)vA=1/2vD (2)D (3)Δv①>Δv②
^76 (1)20.3kPa (2)p1=2P总-p0t(分)102030405060P1(kPa)20.3515.7910.919.398.317.41(3)以1/p1对t作图,得一直线,所以该反应为二级反应 (4)1.424×10-3(kPa-1·min-1) (5)137min
^77 (1)根据上述实验事实,设反应的实验速率方程为r=k[A]α[H+]β,由于在缓冲溶液中反应,[H+]为常数,故可简化上式为:r=k’[A]α,k’=k[H+]β 令=1,可得ln([A]0/[A])=k’t,又[A]0P,[A]P-P,且温度一定,r比例系数一定,可得lgP/(P-P)=k’t 与实验事实相符,可见,=1是对的;又据准一级反应,可得t1/2=ln2/k’=0.693/k[H+]β 取对数,lg(t1/2/S)=lg(0.693/k)-βlg[H+]=lg(0.693/k)+βpH 已知lg(t1/2/S)~pH直线斜率=-1,故=-1,则有lg(t1/2/S)=lg(0.693/k)-pH 与实验事实相符,由此可得该反应实验速率方程为r=k[A][H+]-1 (2)由上述反应机理知:r=k2[I]① 应用稳态近似,d[I]/dt=k1[A][OH-]-k-1[H2O][I]-k2[I]=0 [I]=k1[A][OH-]/(k2+k-1[H2O])② 将②式代入①式得:r=k2k1[A][OH-]/(k2+k-1[H2O])③ 当k-1[H2O] k2时,则r=k2k1[A][OH-]/k-1[H2O] 又KW=[H+][OH-]/[H2O]④ 将④式代入③式,经整理得:r=KWk2k1[A]/k-1[H2O]=k[A][H+]-1,k=KWk2k1/k-1 可见与实验事实相符。
^78 (1)因为反应物的半衰期与其初始浓度无关,所以该反应为一级反应:
反应的表现活化能为275 kJ·mol-1
(2)运用稳态法,设A*的浓度在反应过程中不变:
环丙烷异构化反应在环丙烷初始压力很低时,表现为二级反应。当环丙烷的初始压力不太高也不太低时,反应所表现出的级数较复杂,既不是一级反应,也不是二级反应。
^79 (1)NO(g)→1/2N2(g)+1/2O2(g) ΔrHmφ=-85.9kJ/mol ΔrSmφ=0(反应前后气体的总分子数没变化) ΔrGmφ=-85.9kJ/mol0,自发进行。
(2)Ea=78kJ/mol
(3)每分钟通过催化剂的NO的物质的量:7.1×10-5mol 每分钟分解的NO的物质的量:1.5×10-5mol 转化率:21%
(4)由机理反应[1]:r=k1c(NO)c(M) 由M的物料平衡:c≈c(M)+c(O-M) 由机理反应[3]:K=c(O2)c2(M)/c2(O-M) r=k1c 设k1c=k,当氧分压很小时,r=kc(NO)
^80 (1)首先根据题给r和c(O2)的数据确定反应级数和速率常数k r1/r2={c1(O2–)/c2(O2–)}n,3.85×10-3/1.67×10-2=(7.69×10-6/3.33×10-5)n,n=1 r2/r3={c2(O2–)/c3(O2–)}n,1.67×10-2/0.100=(3.33×10-5/2.000×10-4)n,n=1 r=kc(O2-) r=k[O-2], 即k=r1/[O2-]1=3.85×10-5/7.69×10-6=501s-1 k=r2/[O2-]2=1.67×10-2/3.33×10-5=502s-1 k=r3/[O2-]3=0.1/2.00×10-4=500s-1 平均k=501s-1 (2)E+O2-E-+O2 E-+O2-E+O22- 假设第一个基元反应是速控步骤,总反应的速率将由第1个基元反应的速率决定,则:v=k1c(E)c(O2-) 假设SOD的负离子E-的浓度是几乎不变的(稳态近似),则c(E)=co(E)-c(E-)在反应过程中是一常数,故k1c(E)=k,v=kc(O2-)与实验结果一致。若假设第二个反应为速控步骤,最后的结果相同。 (3)v=k1c(E)c(O2-)=k1{co(E)-c(E-)}c(O2-)① c(E-)的生成速率等于消耗速率,故有:k1c(E)c(O2-)-k2c(E-)c(O2-)=k1{co(E)-c(E-)}c(O2-)-k2c(E-)c(O2-))② 将k2=2k1代入(2)式,则:k1co(E)c(O2-)-k1c(E-)c(O2-)-2k1c(E-)c(O-) c(E-)=1/3c(E0) 代入①式得:r=2/3k1[co(E)c(O2-)] 又知r=kc(O2-),两式比较,k=2/3k1co(E) k1=3/2k/co(E)=3×501/2×0.400×10-6=1.88×109mol·L-1·s-1,k2=3.76×1-9mol·L-1·s-1