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第七章 化学反应速率 1. 选择题 （1）对于反应Cl2(g)+2NO(g) 2NOCl(g)，实验发现，如两反应物浓度都加倍，则反应速率增至8倍。该反应对NO的级数是 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 E. 1/2 （2）已知 （2）已知A+2B C，则其速率方程式为 A. υ = kcAcB2 B. υ= kcAcB C. υ = k cB2 D. υ=k c3 E. 无法确定 答：（1）D （2）E 2. 解释下例名词 (1) 化学反应速率 (2) 元反应 (3) 速率控制步骤 (4) 有效碰撞 (5) 活化分子 (6) 活化能 (7) 速率常数 (8) 反应级数 (9) 半衰期 (10) 催化剂 (11 )酶 （略） 3. 什么是质量作用定律？应用时要注意些什么？ （略） 4. 试比较碰撞理论与过渡态理论的异同。 （略） 5. 用有效碰撞理论如何解释浓度、温度、催化剂对反应速率的影响。 （略） 6. N2O5的分解反应是2N2O5 4NO2 + O2，由实验测得在67°C时N2O5的浓度随时间的变化如下： t/min 0 1 2 3 4 5 c(N2O5)/mol×L-1 1.0 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 试计算： (1) 在0-2分钟内的平均反应速率。 (2) 在第2分钟的瞬时速率。 (3) N2O5浓度为1.00mol×L –1时的反应速率。 解：(1) （2） 以lnc（N2O5）对t作图得直线，故该反应为一级： = k×c(N2O5) = 0.35min-1´0.50mol×L-1 =0.18mol×L-1 min-1 （3） = k×c(N2O5) = 0.35min-1´1.00mol×L-1 = 0.35mol×L-1 min-1 7. 已知在320°C时反应SO2Cl2(g) SO2(g) + Cl2(g)是一级反应，速率常数为2.2´10-5s-1。试计算： (1)10.0g SO2Cl2分解一半所需时间。 (2)2.00g SO2Cl2经2小时后还剩多少？ 解：（1） （2） 8. 气体A的分解反应为A(g) 产物，当A的浓度为0.50 mol×L –1时，反应速率为0.014 mol×L-1×s-1。如果该反应分别属于 (1)零级反应 (2)一级反应 (3)二级反应，则当A的浓度等于1.0 mol×L –1时，反应速率常数各是多少？ 解：（1） k == 0.014 mol×L-1×s-1 （2） （3） 当A的浓度为1.0mol×L-1时，反应速率常数不变。 9. 形成光化学烟雾的化学反应之一是O3(g) + NO(g) O2(g) + NO2(g)。己知此反应对O3和NO都是一级，且速率常数为1.2´107 mol-1×L×s-1。试计算当受污染的空气中c(O3) = c(NO) = 5.0´10-8 mol×L –1时，(1) NO２生成的初速率 (2) 反应的半衰期 (3) 5个半衰期后的c(NO)。 解：（1） = k×c(O3)×c(NO) = 1.2 ´ 107 mol-1×L×s-1 ´ (5.0 ´ 10-8 mol×L-1)2 = 3.0 ´ 10-8 mol×L-1×s-1 （2） （3） 10. 某药物的分解反应为一级反应，在体温37°C时，反应速率常数k为0.46 h-1 ,若服用该药物0.16 g，问该药物在体内多长时间可分解90%。t 解： 11. 蔗糖的水解C12H22Oll + H2O 2C6H12O6是一级反应，在25°C时速率常数为5.7´10-5 s-1，试计算： (1) 浓度为1 mol×L –1蔗糖溶液水解10%需要的时间。 (2) 若反应活化能为110 kJ× mol–1，什么温度时其反应速率是25°C时的十分之一。 解：（1） （2） 12. 某反应从27°C升到37°C时，反应速率为原来的4倍，试计算反应的活化能。如该反应从127°C升到137°C时，反应速率将为原来的多少倍？ 解： 若该反应从127°C升到137°C，137时的反应速率与127时的反应速率的比值为： 故反应速率将为原来的2.2倍。 13. 青霉素G的分解为一级反应，实验测得有关数据如下： T/K 310 316 327 k/h-1 2.16´10-2 4.05´10-2 0.119 求反应的活化能和指数前因子A。 解：利用公式 同上，用327K和310K数据代入得=84.6kJ×mol-1，用327K和316K数据代入得=84.2kJ×mol-1 利用公式lnA = lnk+： A1 = 4.05´1012 T = 316K代入得 A2 = 4.05´1012 T = 327K代入得 A3 = 4.05´1012 14. 证明一级反应中反应物消耗99.9%所需的时间，大约等于反应物消耗50%所需时间的10倍。 解：若反应物消耗99.9%需时t1，消耗50%需时t2。由： 15. 在28°C，鲜牛奶大约4h变酸，但在5°C的冰箱中可保持48h。假定反应速率与变酸时间成反比，求牛奶变酸反应的活化能。 解： 16. 反应2HI(g) H2(g) + I2(g)在无催化剂，金催化、铂催化时活化能分别为184、105及42 kJ×mol–1，试估算25°C时金催化及铂催化时反应速率分别为无催化剂时的多少倍？ 解：金催化时： 故25°C时金催化时反应速率为无催化剂时的7.0´1013倍 铂催化时： 故25°C时铂催化时反应速率为无催化剂时的7.0´1024倍。 17. 某酶催化反应的活化能是50.0 kJ×mol–1，试估算此反应在发烧至40°C的病人体内比正常人(37°C)加快的倍数(不考虑温度对酶活力的影响)。 解： 该酶催化反应在发热至40°C的病人体内的反应速率是在37°C正常人体内的1.2倍，反应速率加快了0.2倍。 18. 活着的动植物体内14C和12C两种同位素的比值和大气中CO2所含这两种碳同位素的比值是相等的，但动植物死亡后，由于14C不断衰变(此过程为一级反应) 14C ¾® 14N＋e t1/2＝5 720a 14C/12C便不断下降，考古工作者根据14C/12C值的变化推算生物化石的年龄，如周口店山顶洞遗址出土的斑鹿骨化石的14C/12C值是当今活着的动植物的0.109倍，试估算该化石的年龄。 解： 14C蜕变的反应速率常数为： 该化石的年龄为： 19. The rate constant for the transfer of a proton from H3+O to OH- is 1.4´1011 mol-1×L×s-1. how long would it take for half of a 10-3 (mol×l-1) HCl solution to be neutralized by 10-3 (mol×L-1) NaOH? 解： 20. A substance X decomposes by a first- order reaction with half-life t1. About how much time would be needed for the concentration of X to fall to 0.1 percent of its initial value? 解： 21. The decomposition of Cl2O7 at 400 K in the gas phase to Cl2 and O2 follows first-order kinetics. After 55 sec at 400 K, the pressure of Cl2O7 falls from 6.2 kPa atm to 4.4 kPa. Calculate the pressure of Cl2O7 after 100 sec of decomposition at this temperature. 解：2Cl2O7(g) ¾® 2Cl2(g) + 7O2(g) 22. The rate constant for the disappearance of chlorine in the third-order reaction of NO with Cl2 to form NOCl is 4.5 (mol×L-1)-2s-1 at 0 °C and 8.0 (mol×L-1)-2s-1 at 22 °C. what is the activation energy for this reaction? 解： 58