1、1第七章 化学反应速率首 页 难题 解析 学生自 测题 学生自 测答案 章后习题 答案难题解析 TOP 例 7-1 在酸的存在下蔗糖的反应中，偏光计的读数 t 如下：t/(min) 0 30 90 150 330 630 t 46.57 41.00 30.75 22.00 2.75 -10.00 -18.75这个反应是一级反应，求反应速率常数。解 1 对一级反应，不仅反应物的浓度本身，如果有和浓度成比例的量，则可以用来代替浓度。t 是蔗糖溶液的偏振面转过的角度，在 t = 0 时溶液中只存在蔗糖，在 t = 时蔗糖应该完全消失，而在公式 lncA=lncA0-kt 中，和 cA0 成比例的量是
2、 0-，和 cA 成比例的量是 t-，因此可以用 ln(t-)=ln(0-)-kt 计算各时刻的 k。 min10.375.8.416lnmi331 i.0li932 k n102758246n153 mi4.3.1.lmi034 k in102.75.8.246lni3135 mi.354321 kk解 2 采用作图法，以 lg(t-)对 t 作图，得一直线，其斜率 b = -k/2.303。t/min 0 30 90 150 330 6302t- 65.32 59.75 47.50 40.75 21.50 8.75lg(t-) 1.815 1.776 1.677 1.610 1.332 0
3、.942则 k = -2.303b 又 b = - 0.00139，所以 k = 2.3030.00139 = 3.2010-3min-1例 7-2 科学工作者已经研制出人造血红细胞。这种血红细胞从体内循环中被清除的反应是一级反应，其半衰期为 6.0h。如果一个事故的受害者血红细胞已经被人造血红细胞所取代，1.0h 后到达医院，这时其体内的人造血红细胞占输入的人造血红细胞的分数是多少？解 对于一级反应， 12/12.0.693.0htk根据一级反应积分速率方程式，即可计算所求人造血红细胞分数。 %89.0(A) 1.()ln10ctctt例 7-3 尿素的水解反应为CO(NH2)2 + H2O
4、 2NH 3 + CO225C 无酶存在时，反应的活化能为 120kJ mol-1，当有尿素酶存在时，反应的活化能降为 46 kJ mol-1，反应速率为无酶存在时的 9.41012 倍，试计算无酶存在时，温度要升到何值才能达到酶催化时的速率？解 浓度一定时，反应速率之比也即速率常数之比3KTKTTRE75298molJ103.824.9lnl104.92 1212解 得 kka)(相关知识介绍温度对反应速率的影响与活化能的大小有关。另外对同一反应而言温度较低时，速率常数受温度的影响比在温度较高时显著，这可从以下例子中说明。例 若反应 1 Ea1 = 103.3 kJ mol-1 A1 = 4
5、.31013s-1反应 2 Ea2 = 246.9 kJ mol-1 A2 = 1.61014s-1（1） 把反应温度从 300K 提高到 310K，反应 1 和反应 2 的速率常数各增大多少倍？（2） 把反应 2 的反应温度从 700K 提高到 710K，反应速率常数将增大多少倍？解 (1) 通过 k = Ae -Ea/RT 计算得：反应 1 在 300K 时的 k1 = 4.510-5s-1 在 310K 时的 k1 = 1.710-4s-1 反应 2 在 300K 时的 k2 = 1.710-29s-1在 310K 时的 k2 = 4.110-28s-1可见在 A 相差不大的情况下，活化
6、能不同的反应，其反应速率常数随温度的变化差别很大，活化能较小的反应 1，温度升高 10K，速率常数增大约 3.8 倍 ，而活化能较大的反应8.3105.474s2，温度同样升高 10K，速率常数却增大 24 倍 2.1198(2) 当温度从 700K 升至 710K 时，反应 2 的速率常数分别为：k（700K ） = 6.010-5s-1 k（710K ） = 1.110-4s-18.10.6154)70( sKk可见对同一反应 2，从较低温度 300K 升至 310K 时，反应速率增加 24 倍，而从较高温度 700K 升至 710K 时，同样升高 10K，反应速率仅增加 1.8 倍。4学
7、生自测题 TOP 判断题 选择题 填空题 问答题 计 算题一、判断题（对的打，错的打，共 10 分）1. 对同一反应，用反应进度表示时不论用何种物质(反应物或产物) 来表示反应速率，其数值大小是一样的。 ( )2. 某反应 AB，当 A 浓度增加 1 倍时，反应速率也增加 1 倍，则该反应必为一级反应。 ( )3. 浓度增加，活化分子分数增加，所以反应速率加快。 ( )4. 温度升高，分子的碰撞频率增加，所以反应速率加快。 ( )5. 质量作用定律适用于任何类型的化学反应。 ( )6. 已 知 反 应 2A+B 产 物 的 速 率 方 程 式 为 ， 故 此 反 应 为 元 反 应 。 ( )
8、BAc2k7. 一般情况下，不论反应是放热还是吸热，温度升高，反应速率都增大。 ( )8. 从反应速率的量纲，可知该反应是简单级数反应中的那一类。 ( )9. 任一反应的反应级数，只能由实验来确定。 ( )10. 双分子反应一定是二级反应。 ( )二、选择题（将每题一个正确答案的 标号选出，每 题 2 分，共 24 分） TOP 1. 反应 3H2 + N22NH3(g)的反应速率可以表示为 - dc(N2)/dt，下列表示中与其相当的是 ( )A.dc(NH3)/dt B. -dc(NH3)/dt C. 2dc(NH3)/dtD. dc(NH3)/2dt E. dc(H2)/3dt2. 反
9、应 2A + BC 的 速 率 方 程 式 为 ， 则 速 率 常 数 k 的 量 纲 为 ( )BAC2kA. (浓度) (时间 ) B. (浓度) -1(时间) -1 C. (浓度) -2(时间) -1D. (浓度) 2(时间 )-1 E. (浓度) -3(时间) -13. 某 反 应 2A +B C， 实 验 测 得 其 速 率 方 程 为 =kcAcB， 由 此 可 见 该 反 应 为 ( )A. 三分子反应也是三级反应 B.二级反应C. 一级反应 D.双分子反应，三级反应E. 三分子反应，二级反应4. 某反应 A(g) 2B(g)为一级反应，当 A 的初浓度为 0.10 molL-1
10、 时反应掉 25%，需时 100s，当A 的初始浓度为 0.05 molL-1 时，反应掉 25%需时为 ( )5A. 100s B. 50s C. 200s D. 75s E. 25s5. 某一级反应的半衰期为 20.0min，则该反应的速率常数是 ( )A. 0.0346min-1 B. 0.346min-1 C. 13.9min D. 0.0346minE. 28.9min6. 已知反应 2A+B产物，则其速率方程式 ( )A. B. = kcAcB C. BAc2k 2BckD. E. 无法确定7. 一级、二级、零级反应的半衰期应 ( )A. 都与 k 和 c0 有关 B. 都与 c0
11、 有关 C. 都与 k 有关D. 不一定与 k 和 c0 有关 E. 视反应时间而定8. 某一级反应的半衰期为 12min，则 36min 后反应物浓度应为原始浓度的( )A. 1/6 B. 1/9 C. 1/3 D. 1/4 E. 1/89. 某反应的活化能为 80kJmol-1，当反应温度由 293K 增加到 303K 时，其反应速率增加为原来的 ( )A. 2 倍 B. 3 倍 C. 4 倍 D. 2.5 倍 E. 5 倍10. 元反应一定是 ( )A. 一级反应 B. 一步能完成的反应 C. 单分子反应D. 二级反应 E. 化合反应11. 某反应的反应物消耗掉 3/4 的时间是其半衰期
12、的 2 倍，则该反应的级数( )A. 零级 B. 一级 C. 二级 D. 三级 E. 无法确定12. 某同位素进行放射，14 天后，同位素的活性降低 6.85%，若分解 90%需 ( )A. 354 天 B. 263 天 C. 300 天 D. 454 天 E. 600 天13. 已知某反应 AB+C 是经历以下过程 ( )A. 二级反应 B. 复合反应 C. 双分子反应D.单分子反应 E. 元反应14. 已知某反应的活化能为 114kJmol-1，使用某催化剂使其活化能降低一半，在 25C 时，其反应速率将加快的倍数约为 ( )A. 1102 B. 11010 C. 1108 D. 1106
13、 E. 1101215. 某一分解反应，当反应物浓度为 0.20 molL-1 时反应速率为 0.30 molL-1s-1。若该反应为二级反6应，当反应物浓度为 0.60 molL-1 时，反应速率为( )A 0.30 molL-1s-1 B. 0.60 molL-1s-1 C. 0.90 molL-1s-1D. 2.7 molL-1s-1 E. 3.0molL-1s-116. 下列说法中，正确的是 ( )A. 反应级数必是正整数 B. 二级反应即是双分子反应 C. 化学反应式配平即可求得反应级数 D. 反应级数随温度升高而增大E. 反应级数只能由实验确定17. 对于反应 A + 2B产物，实
14、验证明，如两反应物浓度都加倍，则反应速率增至 8 倍，如仅将A 的浓度加倍，则反应速率也加倍。则该反应对 B 而言的级数为 ( )A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 E. 1/218. 对于零级反应，下列说法正确的是 ( )A. 活化能很低 B. 反应物浓度不随时间变化C. 速率常数 k 等于零 D. 反应速率与反应物浓度无关E. 反应物分子不需碰撞即能反应19. 下列说法中，正确的是 ( )A. rH 愈小，反应愈快 B. rG 愈小，反应愈快 mmC. k 愈小，反应愈快 D. Ea 愈小，反应愈快E. Ea 愈大，反应愈快20. 质量作用定律适用于 ( )A. 实际上能进行到底的反应
15、 B. 任何化学反应C. 一步完成的简单反应D. 反应物和生成物的计量系数均为 1 的反应E. 可逆反应21. 有两个平行反应 AB 和 AC，如果要提高 B 的产率，降低 C 的产率，较好的方法是 ( )A. 增加 A 的浓度 B. 控制反应温度 C. 选择某种催化剂D. 降低 A 的浓度 E. 控制反应时间22. 元反应 A2B 的活化能为 Ea，而逆反应 2BA 的活化能为 Ea，若要使 Ea 和 Ea同时降低应 ( )7A. 加催化剂 B. 提高反应温度 C. 降低反应温度D. 改变起始时的反应物浓度 E. 增加体系中 B 的浓度23. 破坏臭氧的反应机理为：NO + O 3 NO 2
16、 + 2O；NO 2 + O NO + 2O 2 其中 NO 是 ( )A. 催化剂 B.反应物 C. 中间产物 D. 产物E. 既非反应物又非产物24. 反应 AB 为二级反应，当 A 的浓度为 0.050 molL-1 时，反应速率为 1.2 molL-1min-1。在相同温度下，欲使反应速率加倍，A 的浓度应该是 ( )A. 0.10 molL-1 B. 0.025 molL-1 C. 0.20 molL-1D. 0.071 molL-1 E. 0.25 molL-1三、填空题（每空 1 分，共 16 分） TOP1. 实验表明：在一定温度范围内，反应 2 NO + Cl22NOCl 为
17、元反应，则该反应的速率方程为_，该反应的级数为_，若其他条件不变，将 NO 的浓度增加到原来的 3 倍，则反应速率为原速率的_。2. 反应速率常数 k 是一个与_无关，而与_有关的数。3. 某反应速率常数 k = 1.310-3s-1，则此反应为_级反应，以_对_作图得一直线，直线的斜率为_。4. 催化剂能加快反应速率的机制为_。5. 某药物从血浆中的清除速率为一级反应，测得其 t1/2 = 4h，该反应的速率常数 k = _。6. 当反应物 A 的浓度分别是 0.10molL-1 和 0.05 molL-1 时，测得反应 2AB 前后两次反应速率之比为 2:1，则该反应级数为 _ _级。7.
18、 反应 A 分解为 B+C，在某条件下，最后有 30%分解，现条件不变，使用催化剂，则 A 最后分解应_30%( 大于、等于、小于) 。8. 反应 A B + C，若正向反应的活化能为 Ea，逆向反应活化能为 Ea，正向反应是吸热反应，则 Ea_Ea (大于、等于、小于 )。9. 某一级反应，A 物质初始浓度为 0.10 molL-1，分解 90%需 200min，若初始浓度为 0.20 molL-1，分解 90%需_min。四、问答题（30 分） TOP81. 用碰撞理论解释浓度、温度、催化剂如何影响化学反应速率2. 比较反应级数和反应分子数这两个概念的区别3证明：对简单级数反应 的值对零级
19、反应是 1/2，一级反应是 1，二级反应是 2。(t 3/4 表1/234t示反应物反应掉 3/4 所需的时间 )。五、计算题（20 分） TOP1. 肺进行呼吸时，吸入的 O2 与肺脏血液中的血红蛋白 Hb 反应生成氧合血红蛋白 HbO2，反应式为Hb + O2HbO 2，该反应对 Hb 和 O2 均为一级，为保持肺脏血液中血红蛋白的正常浓度(8.0 10-6molL-1)，则肺脏血液中 O2 的浓度必须保持为 1.610-6molL-1。已知上述反应在体温下的速率常数 k = 2.1106mol-1Ls-1。（1）计算正常情况下，氧合血红蛋白在肺脏血液中的生成速率。（2）患某种疾病时，Hb
20、O 2 的生成速率已达 1.110-4molL-1s-1，为保持 Hb 的正常浓度，需给患者进行输氧，问肺脏血液中 O2 的浓度为多少才能保持 Hb 的正常浓度。2. 已知某药物分解反应为一级反应，在 100C 时测得该药物的半衰期为 170d，该药物分解 20%为失效，已知 10C 时其有效期为 2a(按 700d 计) 。若改为室温下 (25C)保存，该药物的有效期为多少天？学生自测答案 TOP一、判断题1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 二、选择题1.D 2.C 3.B 4.A 5.A 6.E 7.C 8.E 9.B 10.B 11.B 12.D 13.E 14
21、.B 15.B 16.E 17.C 18.D 19.D 20.C 21.C 22.A 23.A 24.D 三、填空题1. = kc2(NO)c ；3 级；91Cl22. 反应物浓度无关；反应物本性、温度、催化剂有关3. “一” ；ln kt；- k 4.改变反应途径，降低活化能5. k = 0.17h-16. 一级97. 等于8. 大于9. 200min四、简答题 （略）五、证明 一级反应： 1/2ln/2lnl 2ln4l13ln2/1432/14/3 kkttt二级反应： 2133/14102/143 004/302/10cccckkkttt零级反应： 2/142341/ 0002/143
22、04/302/1 cckktt六、1. (1)速率方程式 = kc(Hb)C(O2)氧合血红蛋白在肺脏血液中的生成速率为 = 2.1106mol-1Ls-18.010-6molL-11.610-6molL-1 = 2.710-5molL-1s-1(2) 所需 O2的浓度为10161616142 Lmol05.Lol0.8sLmol10.2l.)Hb(kc)O(C 2. ddtEdda 4072.1ln048.5)29(1. 51.719.3lnK3molJ3)89(ln molJ04.20.42)(77l8.141.30.69.1 1314237 有 效kk章后习题答案 TOP1. （略）2.
23、 （略）3. （略）4. （略）5. (1) tcvB)O(N15211minLol3.0min)(ol.0 (2) 以 lnc（N 2O5）对 t 作图得直线，故该反应为一级： 35.07.1ln05ttgv = kc（N 2O5）= 0.18min -10.50molL-11mi8.i2k=0.090 molL-1 min-1(3) v = kc（N 2O5）= 0.18min-11.00molL-1=0.18 molL-1 min-16(1) s102.3s102.693.0452/1 kt(2) mc0lnl11g7.1s602s02ln15m7. (1) k = v = 0.014
24、molL-1 s-1(2) 11028.ol5.04c(3) 1212 sLmol56.)l.(s8. (1) v = kc（O 3）c（NO）=1.2107 molL-1 s-1 （5.010 -8 molL-1） 2= 3.010-8 molL-1 s-1(2) s7.1mol105.mol10.28170 c1/2t(3) (NO)()5 19185 Lol0.6Lol0.21 9. 5.h9%ln.46h10clntk10. (1) s10.81ls0.73(2) )(a212RlTEK83)98(molJ4.ln2 213TK011. 12lkREa113molJ07olJ074n.
25、4 k137 时的反应速率与 127 时的反应速率的比值为：2.(40K)1 0.784K10)(ol834J()ln1k12故反应速率将为原来的 2.2 倍。12. 利用公式 ，)(a2112lnTREk1 2molJ85.310.645ln30K6.41 a同上，用 327K 和 310K 数据代入得 Ea2 = 84.6 kJmol-1，用 327K 和 316K 数据代入得 Ea3 = 84.2 kJmol-1 1 11321molJ84.7mol84.2KJol84.6J5K kaaE利用公式 ：RTEAanl 123121 12121 1305.4K7.605.4 03.29Kol
26、J4.8l07l AT代 入 得代 入 得13. 若反应物消耗 99.9%需时 t1，消耗 50%需时 t2。由 ：c0ln1k069.%501ln.21 kt14. 212ltTREa1mol75.KJ48ln78302K8.415. 金催化时：13131132120.798Kmol84JlJ5)( lnkk2RTEa故 25时金催化时反应速率为无催化剂时的 7.01013 倍铂催化时： 241131308.7298KmolJl)( lnkk2RTEa故 25时铂催化时反应速率为无催化剂时的 7.81024 倍。16. )(ln1212TREa. 310Kmol834J05. 11k2该酶催
27、化反应在发烧至 40的病人体内的反应速率是在 37正常人体内的 1.2 倍，反应速率加快了 0.2 倍。17. 第二步为速率决定步骤，故反应速率方程为： k)O()3/3cvtc(d由第一步反应得： )O(232c(K c故速率方程为： )O()23233c(tk cd18. 14C 蜕变的反应速率常数为： 142/10.5769.0. aak14该化石的年龄为： a1083. 9.ln2l40cktExercises1. 01ck/2t s107.s0.1Lmol1sol.4 231 2. kk69.2/A0ttcln 2/1/2/106930ln1l%.l1 tttt 3.（a）2Cl 2O7（g）2Cl 2（g）+7O 2（g） 1-3s0.64lns51.64ltt-Pa.nk（b） 0-2.al-3cc = 3.3kPa4. 1212lnTREa112molJ5.75.408ln2739Kl3.8nkka5. (a) )(ln2112TREa151514molJ07.olJ107)K30(l3.82.68lnaaEEAs , ; for and T = 300KRTEaeA/kRTEae/k402.kA=9.261014 Lmol-1 s-1(b) RTEa/ 133201.874320 smolL.6.9 ek
