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3章 化学反应速率和化学平衡 习题解答 第三章 化学反应速率和化学平衡 思考题与习题解答 3-1 反应2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)的反应速率表达式为v=k?c2(NO)?c(H2)， 试讨论下列各种条件变化时对初速率有何影响。 （1）NO的浓度增加一倍；（2）有催化剂参加；（3）降低温度；（4）将反应器的容积增大一倍；（5）向反应体系中加入一定量的N2。 解：（1）NO的浓度增加一倍，初速度增大到原来的4倍； （2）有催化剂参加，初速度增大； （3）降低温度，初速度减小； （4）将反应器的容积增大一倍，初速度减小到原来的1/8； （5）向反应体系中加入一定量的N2，初速度不变。 3-2 600 K时测得反应2AB(g)+B2(g)→2AB2(g)的三组实验数据 Co(AB)/mol?L-1 0.010 0.010 0.030 Co(B2)/mol?L-1 0.010 0.020 0.020 V/mol?L-1?s-1 2.5×10-3 5.0×10 1.5×10 -2-3 (1)确定该反应反应级数，写出反应速率方程 (2)计算反应速率常数K (3)计算Co(AB)=0.015 mol?L-1，Co(B2)=0.025 mol?L-1时的反应速率 解：（1）从表中数据可知：反应对AB为二级，对B2 为一级，反应总级数为三级。反应速率方程为：v＝k?[c(AB)]2? [c(B2)] (2) 将任意一组数据代入速率方程，可求出K 2.5×10-3=K?（0.010）2?（0.010） K= 2.5×103 mol-2?L2?s-1 （3）υ1＝k ?c(AB) ?c(B2） υ1＝2.5×10 3 2 ?0.0152 ?0.025=1.4×10-2 mol-1?s-1 3-3 乙醛的分解反应为 CH3CHO(g)?CH4(g)+CO(g)，在 538 K时反应速率常数k1=0.79 mol?L-1?s-1，592K时k2=4.95 mol?L-1?s-1，试计算反应的活化能Ea。 解：由阿伦尼乌斯方程得： ln k2EaT2?T1?()k1RT1T2T2?T1k2lgT2?T1k1Ea?2.303?8.314?10?3??2.303?8.314?10?3?592?5384.95lg?90.0KJ?mol?1592?5380.79 3-4 如果一反应的活化能为117.15 kJ?mol-1,问在什么温度下反应的速率常数k的值是400K时速率常数的值的2倍。 解：由阿伦尼乌斯方程得： ln k2EaT2?T1?()k1RT1T2 ln2k1117.15T2?400?()k18.314400?T2 T2= 21.5 K 3-5 写出下列反应的标准平衡常数K的表达式。 （1）C(s)+2H2O(g)（2）CH4(g)+2O2(g)（3）NH4Cl(s)（4）CaCO3(s) CO(g)+2H2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΘNH3(g)+HCl(g) CaO(s)+CO2(g) 2Mn2+(aq)+5O2(g)+8H2O(l) （5）2MnO4-(aq)+5H2O2(aq)+6H+(aq)解：（1） (2) (3) K(4) K(5) K??K??K??(pCO/p?)?(pH2/p?)2(pH2O/p?)2(pCO2/p?)?(pH2O/p?)2(pCH4/p?)?(pO2/p?)2?PNH3/P??PHCL/P?? ?PCO2/P? ?[c(Mn2?)/c?]2[P(O2)/c?]5[c(MnO4)/c?]2[c(H2O2)/c?]5[CH?/C?]6?????? 3-6 实验测得SO2氧化为SO3的反应，在1000K时，各物质的平衡分压为p(SO2)=27.7 kPa，p(O2)=40.7 kPa，p(SO3)=32.9kPa。计算该温度下反应2SO2(g)+O2(g) === 2SO3(g)的平衡常数K。 解： ΘK??(pSO3/p?)2(pSO2/p?)2PO2/P??? 2?32.9/100???3.47 2?27.7/100???40.7/100?3-7 合成氨反应N2(g)+3H2(g)计算该温度时下列反应的K： (1) 0.5N2(g)+1.5H2(g)(2) 2NH3(g) 解：（1）k(2) k?2Θ2NH3(g)，在3