1、三、 化学反应速率和化学平衡考试内容化学反应速率基本概念及速率方程式、反应速率理论、化学平衡及移动考试要求1 理解化学反应速率、基元反应、复杂反应、活化分子、有效碰撞及活化能等基本概念。(1) aA + bB = gG + hHv= 或(2)微观基元反应：由反应物粒子一步直接变成产物非基元反应：由反应物粒子多步变成产物宏观简单反应：由一个基元反应构成的整体反应复杂反应：由多个基元反应构成的整体反应最慢的一步基元反应速度将决定整个复杂反应的速度，称之为控速步骤。(3)有效碰撞理论化学反应发生的先决条件是反应物分子间的相互碰撞。能够发生反应的碰撞称为有效碰撞。活化分子间的碰撞只有在它们互相间以适当
2、取向时，才能有效地发生反应。(4)过渡状态理论化学反应不只是通过反应物分子间简单碰撞就可以生成产物，反应物分子在相互接近过程中，先吸收一定能量被活化，形成一个中间活化体的过渡状态。然后进一步释放能量，分解为产物而完成反应。有效碰撞理论过渡状态理论活化分子动能较大能发生有效碰撞的分子动能超过势能垒的分子活化能活化分子与反应物分子平均能量之差Ef,H=Ef-Er2 掌握质量作用定律及化学反应速率方程式的书写。(1)定性说明：浓度增大，单位体积里反应物分子总数增加，而活化分子在其中所占比例不变，所以活化分子总数增加，有效碰撞次数增加，反应速度加快。(2)定量说明：质量作用定律一定温度下的基元反应 a
3、A + bB 产物，其量纲为：反应级数：a+b，对A为a级，对B为b级例：k=0.35min-1，1-i=0，i=1，v=kcAk=0.35mol.dm-3.min-1，1-i=1， i=0，v=k3 掌握温度及催化剂对化学反应速率的影响。(1)温度对化学反应速率的影响定性说明：温度增大，活化分子在反应物分子总数中所占比例增加，而单位体积里反应物分子总数不变，所以活化分子总数增加，有效碰撞次数增加，反应速度加快。定量说明：阿仑尼乌斯公式(2)催化剂对化学反应速率的影响参与反应，改变反应机理，降低活化能，加快反应速度，不改变化学平衡。4 掌握化学平衡常数的意义及表达式的书写。(1)对任意一个可逆
4、反应： aA + bB dD + eE气体反应溶液反应(2)平衡的合成（多重平衡规则）当两个或多个化学平衡式相加时，所得新的化学平衡式的平衡常数是原来各平衡常数的乘积。当一个平衡式乘以q时，则原来的平衡常数K变为Kq。从第二个平衡式减去第一个平衡式和倒转第一个反应式后再相加，其结果相同。5 理解化学等温方程式的意义，掌握与的关系。标准态非标准态正向自发010平衡010逆向自发0106 掌握浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响。(1)增大反应物浓度，平衡向减小反应物浓度的方向移动。(2)增大反应物分压，平衡向减小反应物分压的方向移动。改变体积增大总压，平衡向气体分子数减小的方向移动。A.加入不反
5、应气体，恒温恒容，平衡不移动。B.加入不反应气体，恒温恒压，平衡向气体分子数增大的方向移动。(3)升高温度，平衡向吸热反应方向移动。如果改变平衡体系的条件之一（如浓度、压力或温度），平衡就向能减弱这个改变的方向移动。这一规律称为Le Chatelier原理，它适用于一切平衡体系，但不适用于未达平衡状态的体系。1、判断下列叙述是否正确：(1) 化学反应商Q和标准平衡常数K的单位均为1。(2) 对rH0的反应，温度越高，K越小，故rG越 大。(3) 一定温度下，1，2两反应的标准摩尔吉布斯自由能之间的关系为rG(1)=2rG(2)，则两反应标准平衡常数间关系为：K(2)=K(1)2。(4) 从化学
6、平衡的角度看，升高温度，有利于吸热反应；降低温度有利于放热反应。(5) 由于反应前后分子数相等，所以增加系统压力对化学平衡没有影响。答：（1）正确。（2）错误。rG的代数值越大。（3）错误。K(1)K(2)2。（4）正确。（5）错误。对于反应前后气体分子数相等的反应，增加系统压力对化学平衡没有影响。2、673 K时，反应N2(g)+3H2 (g)= 2NH3(g)的K= 6.2104，计算反应NH3(g)=N2(g)+H2(g) 的K。解：找出两个反应之间的关系，再根据K的表达式推导得到： K2=16.2104K= 403、已知下列反应在指定温度的rG和K： (1) N2(g)+O2(g)=N
7、2O(g)， rG(1)， K(1)； (2) N2O4(g)=2NO2(g)， rG(2)， K(2)； (3) N2(g)+O2(g)=NO2(g)， rG(3)， K(3)；计算反应 (4) 2N2O(g)+3O2(g)=2N2O4(g)的rG和K。解：（4）4（3）- 2（1）-2（2）根据热化学定律：rG= 4rGym（3）-2rGym（1）-2rGym（2） 根据多重平衡规则： 4、(1) 写出反应O2(g)=O2(aq)的标准平衡常数表达式，已知20、p(O2)=101 kPa时，氧气在水中溶解度为1.3810-3 molL-1，计算以上反应在20时的K，并计算20时与 101
8、kPa大气平衡的水中氧的浓度c(O2)，大气中p(O2)=21.0 kPa。(2) 已知血红蛋白(Hb)氧化反应Hb(aq)+O2(g)=HbO2(aq)在20时K= 85.5，计算反应Hb(aq)+O2(aq)=HbO2(aq)的K(293 K)。解：（1） O2(g)=O2(aq) 根据题意，O2在水中达到溶解平衡时，c(O2)=1.3810-3 molL-1，p(O2)=101kPa = 1.3710-3大气中p(O2)=21.0kPa 时： c(O2，aq) = 2.8810-4 molL-1 （2） Hb(aq)+O2(g)=HbO2(aq) Hb(aq)+O2(aq)=HbO2(a
9、q) =根据多重平衡规则：5、在一密闭容器中进行如下反应:2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)SO2的起始浓度是0.4molL-1，O2的起始浓度是1molL-1，当80%的SO2转化为SO3时，反应即达到平衡，求平衡时三种气体的浓度和平衡常数。解： 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)起始浓度/ molL-1 0.4 1 0 平衡浓度/ molL-1 0.08 0.84 0.32 6、55、100kPa时N2O4部分分解成NO2，系统平衡混合物的平均摩尔质量为61.2gmoL-1，求：（1）N2O4的解离度a和标准平衡常数Ky（328K）；（2）计算55系统总压力
10、为10kPa时N2O4的离解度a。（已知M(NO2)=46gmol1）。解：（1）设平衡时系统中N2O4的物质的量分数为x，则NO2的物质的量分数为1-x由题意得：92 x +（1-x）46 = 61.2 解得： x=0.33故 p（N2O4）= 33kPa；p（NO2）= 67 kPa N2O4(g) = 2NO2(g) 根据化学反应计量数，达到平衡时消耗N2O4为67kPa34kPa， a =（2）设 55时，系统中 p（N2O4）= x kPa；则 p（NO2）=（10-x）kPa x= 0.64 kPap(N2O4)= 0.64kPa， p(NO2)=9.36kPa 消耗N2O4为9.
11、36kPa4.68kPaa = 7、已知反应CaCO3（s）= CaO（s）+ CO2（g）在973K时的标准平衡常数K(973K)=3.0010-2，在1173K时K(1173K)=1.00，问：（1）上述反应是吸热反应还是放热反应？（2）计算反应的rHmy 。解：rG(T)= rH - TrS = -RTln K根据题意：（1）rG（973K）= rH 973K rS = -RTln（3.0010-2） （2）rG（1173K）= rH 1173KrS = -RTln（1.00）联立（1）、（2） 式，解得rH =166 kJmol-1为吸热反应8、一定温度下，在煤气发生炉中同时发生下列二
12、个反应：（1）2C（s） + O2（g）= 2CO（g） K(1)=1.61048（2）C（s） + O2（g）= CO2（g） K(2)=1.41069当两个反应均达到化学平衡时，炉内CO2的分压为2.010-3kPa，计算炉内CO的分压。解： p(O2)同时满足两个平衡， p(CO)= 1.510-13100kPa=1.510-11kPa 9、383 K时，反应Ag2CO3(s)=Ag2O(s)+CO2(g)的rG =14.8 kJmol-1，求此反应的K(383 K)；在383 K烘干Ag2CO3(s)时，为防止其受热分解，空气中p(CO2)最低应为多少kPa?解：Ag2CO3(s) =
13、 Ag2O(s)+CO2(g) rG(383K)=14.8 kJmol-1ln K(383K)= K(383K)=9.5610-3 K= p(CO2)/ p 为防止反应正向自发，应保证反应商Q K故：p(CO2) 9.5610-1kPa10已知反应，相关热力学数据如下表。-200.8-110-435238198293根据计算回答：(1)在、(2)(3)该反应在标准状态下能正向自发进行的最高温度。(20041)解：（1）0在温度为298.15K的标准状态下，上述反应能自发进行。（2）-81.6（3）-124.2该反应在标准状态下能正向自发进行的最高温度为11某反应在550K时速度常数为9.7110-10dm3mol-1s-1，在570K时速度常数为5.5310-9dm3mol-1s-1。求： 该反应的活化能； 该反应在800K时的速度常数； 加入某催化剂后该反应的活化能降为185kJmol-1，800K时反应速度比无催化剂时增大多少倍？(2004)解：（1）， （2），(3)，800K时反应速度比无催化剂时增大528倍。
