高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第7讲-化学反应速率与化学平衡.doc

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1、 第7讲 化学反应速率与化学平衡【竞赛要求】反应速率基本概念。反应级数。用实验数据推求反应级数。一级反应积分式及有关计算（速率常数、半衰期、碳-14法推断年代等等）。阿累尼乌斯方程及计算（活化能的概念与计算；速率常数的计算；温度对速率常数影响的计算等）。活化能与反应热的关系。反应机理一般概念。推求速率方程。催化剂对反应影响的本质。标准自由能与标准平衡常数。平衡常数与温度的关系。平衡常数与转化率。利用平衡常数的计算。热力学分解温度（标态与非标态）。克拉贝龙方程及其应用（不要求微积分）。【知识梳理】一、化学平衡（一）化学平衡的条件 根据吉布斯自由能判据，在等温等压、Wf = 0的条件下，GT，P

2、0，则化学反应自发地由反应物变成产物，这时反应物的浓度（分压）逐渐减少，产物的浓度（分压）逐渐增加，反应物和产物布斯自由能之差逐渐趋于零，直到GT，P = 0时达到化学平衡。这时从宏观上看反应似乎停止了，其实从微观上正反应和逆反应仍在继续进行，只不过两者的反应速率正好相等而已，所以化学平衡是一个动态平衡。即：等温等压，Wf = 0的条件下：GT，P 0 正反应自发进行； GT，P = 0 达化学平衡化学平衡的条件；GT，P 0 正反应不自发（逆反应自发）。 化学反应达平衡时：从热力学角度：等温等压，Wf = 0：应GT，P = 0从动力学角度：r+ = r反应物和生成物的浓度不变，即存在一个平

3、衡常数。（二）实验平衡常数大量实验事实证明，在一定条件下进行的可逆反应，其反应物和产物的平衡浓度（处于平衡状态时物质的浓度）间存在某种定量关系。例如反应：N2O4（g） 2NO2（g）若将一定量的N2O4或（和）NO2置于1L的密闭烧瓶内，然后将烧瓶置于373K的恒温槽内，让其充分反应，达到平衡后，取样分析N2O4的平衡浓度，再求算出NO2的平衡浓度。三次实验的数据列于表-2。表-2 N2O4NO2体系的平衡浓度（373K）实验序号起始浓度/moldm3浓度变化/moldm3平衡浓度/moldm3N2O4NO20.1000.000 0.060+ 0.1200.0400.1200.36N2O4N

4、O20.0000.100+ 0.014 0.0280.0140.0720.37N2O4NO20.1000.100 0.030+ 0.0600.0700.1600.36由表-2数据可见，恒温条件下，尽管起始状态不同，浓度的变化（即转化率）不同，平衡浓度也不同，但产物NO2的平衡浓度的平方值NO22与反应物N2O4的平衡浓度N2O4的比值却是相同的，可用下式表示： =式中称为该反应在373K时的平衡常数。这个常数是由实验直接测定的，因此常称之为实验平衡常数或经验平衡常数。上述关系对一切可逆反应都适用。若可逆反应用下述通式表达：a A + b B d D + e E在一定温度下达到平衡时，则有： =

5、 （7-19）即在一定温度下，可逆反应达到平衡时，产物的浓度以反应方程式中计量数为指数的幂的乘积与反应物浓度以反应方程式中计量数为指数的幂的乘积之比是一个常数。书写平衡常数关系式必须注意以下几点：（1）对于气相反应，平衡常数除可用如上所述的各物质平衡浓度表示外，也可用平衡时各物质的分压表示如：a A (g)+ b B(g) d D(g) + e E(g) = （7-20）式中实验平衡常数以表示，以与前述相区别。称为压力常数，称为浓度平衡常数。同一反应的与有固定关系。若将各气体视为理想气体，那么 = ART = BRT = DRT = ERT代入（7-20）式，有 = （RT） = （RT） （

6、7-21）（2）不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中的水的浓度写进平衡常数表达式。例如：CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) K = pCr2O(aq) + H2O(I) 2CrO(aq) + 2H+(aq) K = CrO2H+/ Cr2O但非水溶液中反应，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。例如：C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O = （3）同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。例如：N2O4(g) 2NO2(g) K(373) = = 0.36N2O4(g) 2NO2(g)

7、 K = = = 0.602NO2(g) N2O4(g) K = = 2.8因此书写平衡常数表达式及数值，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。平衡常数是表明化学反应进行的最大程度（即反应限度）的特征值。平衡常数愈大，表示反应进行愈完全。虽然转化率也能表示反应进行的限度，但转化率不仅与温度条件有关，而且与起始条件有关。如表7-2，实验序号N2O4的转化率为0%；实验序号N2O4转化率为30%。若有几种反应物的化学反应，对不同反应物，其转化率也可能不同。而平衡常数则能表示一定温度下各种起始条件下，反应进行的限度。（三）标准平衡常数和等温方程式1、标准平衡常数：等温等压下，对理想气体反应：

8、f h H设、分别为D、E、F、H的平衡分压，则有： = （7-22）式中称理想气体的热力学平衡常数标准平衡常数。热力学可以证明，气相反应达平衡时，标准吉布斯自由能增量（反应物和生成物p都等于p时，进行一个单位化学反应时的吉布斯自由能增量）与应有如下关系：= （7-23）（7-23）式说明，对于给定反应，与和T有关。当温度指定时，只与标准态有关，与其他浓度或分压条件无关，它是一个定值。因此，定温下必定是定值。即仅是温度的函数。2、化学反应的等温方程式如果化学反应尚未达到平衡，体系将发生化学变化，反应自发地往哪个方向进行呢？由化学等温方程式即可判断。 等温等压下，理想气体反应： f h H气体的

9、任意分压为、 时： ； ； 此时若反应自左至右进行了一个单位的化学反应（无限大量的体系中），则r Gm =r Gm + 令 则 r Gm =r G+ = + （7-24） （7-24）式称作化学反应的等温方程式。式中称作压力商。若 ，则r Gm 0，反应正向自发进行；若 =，则r Gm = 0，体系已处于平衡状态；若 ，则r Gm 0，反应正向不能自发进行（逆向自发）。 注：1、对溶液中进行的反应：r Gm =r G+= + （7-25）= ； =c 平衡浓度；任意浓度；热力学平衡常数（标准平衡常数）。浓度商。称作标准浓度。即在标准状态下，c = 1mol.dm-3。2、纯固体或纯液体与气体间

10、的反应（复相反应）例如，下列反应： 是一个多相反应，其中包含两个不同的纯固体和一个纯气体。化学平衡条件，适用于任何化学平衡，不是论是均相的，还是多相的。又因为 所以 ， =式中是平衡反应体系中CO2气体的压力，即CO2的平衡分压。这就是说，在一定温度下，CaCO3(s)上面的CO2的平衡压力是恒定的，这个压力又称为CaCO3(s)的“分解压”。注意：纯固体的“分解压”并不时刻都等于，例如反应：， 而“分解压”若分解气体产物不止一种，分解平衡时气体产物的总压称作“分解压”。例如：，由纯分解平衡时，称作的“分解压”。 结论：对纯固体或纯液体与气体间的多相反应 （7-26）（四）平衡常数的测定和平衡

11、转化率的计算1、平衡常数的测定：测定平衡常数实际上是测定平衡体系中各物质的浓度（确切地说是活度）或压力。视具体情况可以采用物理或化学的方法。（1）物理方法：测定与浓度有关的物理量。如压力、体积、折射率、电导率等。优点：不会扰乱体系的平衡状态。缺点：必须首先确定物理量与浓度的依赖关系。（2）化学方法：利用化学分析的方法直接测定平衡体系中各物质的浓度。缺点：加入试剂往往会扰乱平衡，所以分析前首先必须使平衡“冻结”。通常采取的方式是：骤然冷却，取出催化剂或加入阻化剂等。2、平衡转化率的计算：（1）平衡转化率（亦称理论转化率或最高转化率）平衡转化率 平衡转化率是以原料的消耗来衡量反应的限度注意：实际转

12、化率平衡转化率（工厂通常说的转化率为实际转化率）（2）平衡产率（最大产率） 以产品来衡量反应的限度平衡产率（产率通常用在多方向的反应中，即有副反应的反应）有副反应时，产率 转化率（五）外界因素对化学平衡的影响1、浓度对平衡的影响对于一个已达平衡的化学反应，若增加反应物浓度，会使Q（或）的数值因其分母增大而减小，而（或）却不随浓度改变而发生变化，于是Q，使原平衡破坏，反应正向进行。随着反应的进行，生成物浓度增大，反应物浓减小，Q值增大，直到Q增大到与再次相等，达到新的平衡为止。对于改变浓度的其他情况，亦可作类似分析。结论概括如下：在其他条件不变的情况下，增加反应物浓度或减少生成物浓度，平衡向正反

13、应方向移动；增加生成物浓度或减少反应物浓度，平衡向着逆反应方向移动。2、压力对平衡的影响体系（总）压力的变化对没有气体参加或生成的反应影响很小。对于有气体参见且反应前后气体物质计量数有变化的反应，压力变化对平衡有影响。例如合成氨反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)在某温度下达到平衡时有： = 如果将体系的容积减少一半，使体系的总压力增加至 原来的2倍，这时各组分的分压分别为原来的2倍，反应商为： = = 即 原平衡破坏，反应正向进行。随着反应进行，、不断下降，不断增大，使值增大，直到再次与K相等，达到新的平衡为止。可见，增大体系总压力平衡向着批体计量数减小的方向移动。类似分析，可得

14、如下结论：在等温下，增大总压力，平衡向气体计量数减小的方向移动；减小总压力，平衡向气体计量数增加的方向移动。如果反应前后气体计量数相等，则压力的变化不会使平衡发生移动。3、温度对平衡的影响温度的改变对于反应商没有影响，却可以改变平衡常数。由= 和 = T 得= T= （7-27）此式说明了平衡常数与温度的关系，称为范特荷甫方程式。设T1时，标准平衡常数为，T2时，标准平衡常数为，且T2T1，有= = 当温度变化范围不大时，视和不随温度而改变。上两式相减，有= （7-28）根据（7-28）式可以说明温度对平衡的影响。设某反应在温度T1时达到平衡，有Q = 。当升温至 T2时：若该反应为吸热反应，

15、0，由（7-28）式得知，则Q，所以平衡沿正反应方向移动；若该反应为放热反应，0，由（7-28）式得知，则Q ，所以平衡沿逆反应方向移动。总之，升温使平衡向吸热方向移动。反之，降温使平衡向放热方向移动。各种外界条件对化学平衡的影响，均符合里查德里概括的一条普遍规律：如果对平衡体系施加外力，平衡将沿着减少此外力影响的方向移动。这就是里查德里原理。【典型例题】例1、把6 mol A气和5 mol B气混合后放入4 L密闭容器中，在一定条件下发生反应：3 A(g) + B(g) 2C(g) + x D(g)，经5 min生成C为2 mol，测定D的平均速率为0.1 molL-1min-1。求：（1）

16、A的平均反应速率；（2）此时A的浓度；（3）温度不变，体积不变，容器内压强与开始时压强比值；（4）B的转化率。分析：不同物质表示同一反应的反应速率，其比值等于方程式中各物质的化学计量数之比。同温、同体积时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比。转化率则为转化的量与起始量之比值。解：经5 min生成D的物质的量：n(D) = 0.1 molL-1min-14 L 5min = 2 mol, 3 A(g) + B(g) 2C(g) + x D(g)起始物质的量/mol 6 5 0 0转化物质的量/mol 3 1 2 25 min后物质的量/mol 3 4 2 2（1）(A) = = 0.15 mo

17、lL-1min-1（2）C(A) = = 0.75molL-1（3）容器内压强p1与开始压强p0之比为： = = （4）B的转化率 = = 20%例2、N2O5分解反应的实验数据如下：时间/min01234浓度/molL-10.1600.1130.0800.0560.040（1）计算1 min到3 min的平均速率；（2）用浓度对时间作图，求2 min时的瞬时速率。分析：平均速率根据1 min到3 min的浓度的变化值即可求得。2 min时的瞬时速率要用浓度对时间作图得c t曲线，在曲线上2 min时的这一点作切线，其斜率之负值即为此时的瞬时速率。解：（1）( N2O5) = = 0.029

18、molL-1min-10 1 2 3 40.1600.1200.0800.040斜率= -0.028N2O5浓度/mol/Lx=2.0Y=0.056时间/min浓度随时间的变化关系图（2）用浓度对时间作图得c t曲线，如图所示：反应进行2分钟时，曲线的斜率等于0.028 molL-1min-1。因此，这时的反应速率为：(N2O5) = （0.028 molL-1min-1）= 0.028molL-1min-1。例3、制备光气的反应按下式进行：CO + Cl2 = COCl2实验测得下列数据：实验顺序初浓度/molL-1初速率/molL-1s-1COCl210.1000.1001.210-220

19、.1000.0504.2610-330.0500.106.010-340.0500.0502.1310-3求该反应的速率常数、反应级数和速率方程。分析：设速率方程为= kc m (CO)c n (Cl2)。m、n的求算可分别保持Cl2、CO的浓度不变，再根据Cl2、CO的对应浓度和速率而求得。求得m、n后代入具体数据即可得k，速率方程的具体表达式也就确定了。解：（1）求反应级数反应速率方程为= kc m (CO)c n (Cl2)。首先用实验1、2的数据，即保持CO浓度不变，而使Cl2的浓度由0.100 molL-1变为0.050 molL-1，相应的初速率由1.210-2 molL-1s-1

20、变为4.2610-3 molL-1s-1。根据速率方程：1 = kc m (CO)c (Cl2)2 = kc m (CO)c (Cl2)=两边取对数并移项：n = 代入实验数据：n = = = 1.5同理可求出：m = = = 1故该反应对CO为一级反应，对Cl2为3/2级反应，总反应级数为2.5级。（2）求速率常数k = = = 3.8(Lmol-1)3/2s-1求速率方程该反应速率方程式为= kC(CO)C3/2(Cl2)例4、338 K时N2O5气相分解的速率常数为0.29 min-1，活化能为103.3 kJmol1，求353 K时的速率常数k及半衰期t1/2。分析：由阿累尼乌斯公式l

21、n = （）可求得353 K时的速率常数k。另外，由速率常数的单位为min-1，可知该反应为一级反应，代入一级反应的半衰期公式t1/2 = 可求得该温度下的半衰期。解：（1）求353K时的速率常数T1 = 383 K，k1 = 0.292 min-1。Ea = 103.3 kJmol-1，T2 = 353 K。根据公式ln = （）代入实验数值：ln = （）k2 = 1.392 min-1。（2）求353 K时的t1/2根据公式t1/2 = 代入k2具体值得t1/2 = = 0.4978 min。例5、反应2NO(g) + H2(g) N2(g) + 2H2O(g)的速率表达式为：= kcc

22、试讨论下列条件变化时对初始速率有何影响？（1）NO的浓度增加1倍；（2）有催化剂参加；（3）温度降低；（4）反应容器的体积增大1倍。分析：本题告诉反应的质量作用定律，要求讨论在不同条件下反应初始速率的变化情况。对于（1）和（4）直接使用质量作用定律就可以得出结论；对于（2）和（3）则要根据我们前面讲述的一些情况来考虑。正催化剂加速反应，负催化剂减慢反应，一般来说，升高温度加快反应速率，降低温度减慢反应速率。本题的难度在于对于“初始速率”的理解。我们说化学反应速率和反应物的浓度有关，随着反应的进行，反应物浓度在不断第变化，那么反应的速率也在发生变化，所以不同瞬间，化学反应的速率都是不同的。“初始

23、速率”就是指反应开始这一瞬间反应的速率。解：（1）当c增加1倍时，根据= kcc，反应速率将增加4倍；（2）正催化剂加快反应速率，负催化剂则减慢反应速率；（3）温度降低，反应速率降低； （4）当反应容器的体积增大1倍时，c和c都减小1倍，所以据= kcc，反应速率将减慢8倍。例6、在一定温度和压力下，某一定量的PCl5气体的体积为1 L，此时PCl5气体已有50%离解为PCl3和Cl2，试判断在下列情况下，PCl5的离解度是增大还是减小？（1）减小压力使PCl5的体积变为2 L；（2）保持压力不变，加入氮气使体积增至2 L；（3）保持体积不变，加入氮气使压力增加1倍；（4）保持压力不变，加入氯

24、气，使体积变为2 L；（5）保持体积不变，加入氯气，使压力增加1倍。分析：判断PCl5离解度的增减，实质上是判断平衡PCl5（g） PCl3（g）+ Cl2在不同条件下的移动方向，若平衡向右移动，PCl5的离解度增大；若平衡向左移动，PCl5的离解度减小。判断平衡移动的方向，首先要知道现在平衡的平衡常数，并要计算不同条件下的浓度商QC（在此应为压力商QP），比较QP和压力常数KP的关系进行判断。若QP = KP时，平衡不移动，若QP KP时，平衡右移，若QP KP时，平衡左移。解：PCl5(g) PCl3(g)+ Cl2(g)已知50%的PCl5分解，所以在平衡时，PCl5、PCl3、Cl2的

25、平衡分压相等，设为p。则平衡常数 KP = = = p（1）体积增大了1倍，各物质的分压均减小1倍，所以此时QP = = = p KP故平衡向右移动，PCl5的离解度增大。（2）加入氮气，氮气虽然不参加反应，但它使体系的体积增大1倍，因而使PCl5、PCl3和Cl2的分压均减小1倍，所以结果同（1）。（3）加入氮气，虽然使压力增加1倍，但由于体积未变，因此PCl5、PCl3和Cl2的分压不变，化学平衡不移动，所以PCl5的离解度不变。（4）加入氯气，使体积变为2 L，总的压力不变，仍为3p，但各物质的分压为：p = p = pp = 3p p p= 3p p = 2pQP = = = 2p K

26、P所以平衡向左移动，使PCl5的离解度减小。（5）体积不变增加氯气使压力增加1倍，此时的总压力为23p = 6p，各物质的分压为：p = p = pp = 6p p p = 4p QP = = = 4p KP平衡向左移动，减小了PCl5的离解度。例7、已知反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 在400 K下的K= 55 atm2，请把K换算成K。分析：根据K= K(RT)给出的K和K的关系，但要注意取正确的单位。解：K= K(RT)K= K(RT)= 55 atm2(0.8206 L atm / mol K 400 K)2 = 5.9 104 mol2 L2例8、已知在25下：反应

27、1：2HCl(g) H2(g) +Cl2(g) K1 = 4.21034反应2：I2(g) + Cl2(g) 2ICl(g) K2= 2.1105求同温度下，反应3：2HCl(g) + I2(g) 2ICl(g) + H2(g) 的平衡常数K3。分析：反应3可以看成是反应1和2的加和，即当反应1和2同时发生，就得到反应3，反应1产生的氯气在反应2里被当作反应物，如同催化剂的作用。因此同时发生的反应1和2也可以说是连续反应而得到反应3。因此K3必定可从K1和K2求得。让我们来考察K1和K2的表达式：K1 = ； K2 = 在K1 式的分子上、在K2 式的分母上，若K1 和K2相乘就可以消去。剩下

28、的各物质的浓度正好是K3的表达式。解：K1 K2 = = K3 因此 K3 = K1K2例9、在高温下，CO2在炽热的碳上还原成CO：C(s) + CO2(g) 2CO(g) KP = 1.90 atm 问反应在2.00 atm下达成平衡时，CO和CO2的分压各是多少？分析：此题有两个未知数：CO和CO2的平衡分压，需要有两个独立方程才能得解。反应在2.00 atm下达成平衡的意思是平衡分压的和等于2.00 atm。因此，第1个方程是pCO + pCO = 2 atm；另一个方程则是平衡常数表达式。解：设CO和CO2的平衡分压分别为pCO 和 pCO，pCO + pCO = 2 atmKP =

29、 = 1.90 atmatm = 1.90 atmpCO = 1.22 atm（一元二次方程的另一解：3.12弃去）pCO = 0.78 atm例10、773K时，将2.00 mol SO2和3.00 mol O2充入容积为10.00 dm3的密封容器中，平衡时有1.90 mol SO3生成。计算反应：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 的、以及SO2的转化率。分析：解此类题的关键是求出平衡时各物质的平衡浓度（或平衡分压）。反应时各物质的量变化之比，即为方程式中各物质的计量数之比。据此，根据起始浓度（或分压）即可求得各物质的平衡浓度（或平衡分压）。解：根据题意，此反应是在等温等容条

30、件下进行的。 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)起始浓度/ moldm3 2.00/10 3.00/10 0变化浓度/ moldm3 1.90/10 1.90/10 +1.90/10平衡浓度/ moldm3 = = 1.8 103 dm3mol = (RT)= 1.8 103 dm3mol1(8.31k Padm3mol1K1773K)23SO2的转化率 = = 95.0 %例11、已知N2O4(g) 2NO2 (g)，在25的平衡常数= 0.14。判断总压为101.325 kPa时下列体系中反应的方向。（1）N2O4与NO2含量为13（物质的量之比）的气体混合物；（2）N2

31、O4与NO2含量等于41的气体混合物。分析：只有在达到平衡时，平衡浓度之间的关系才具有平衡常数的数值，因此，对比QP和KP就可得知反应所处的热力学状态。解：（1）该体系内N2O4与NO2的分压分别为和 时，=2.25，反应逆向进行。 （2）当体系内N2O4与NO2的分压分别为和时，=0.05，反应正向进行。例12、碳酸钙在密闭容器中加热分解产生氧化钙和二氧化碳并达到平衡：CaCO3（s） CaO（s）+CO2（g）已知298K时的数据如下：物质CaCO3（s） CaO（s） CO2（g）1206.9 -635.6 -393.5-1128.8 -604.2 -394.4求298K时分解反应的K和

32、分解压。在石灰窑中欲使CaCO3（s）以一定的速度分解,CO2的分压应不低于101325 Pa，试计算石灰窑温至少维持在多少度？（假设此反应的 ），解：对 CaCO3（s）的分解反应：CaCO3（s） CaO（s）+CO2（g），Kp=，即反应的平衡常数是平衡时CO2（g）的分压与标准压力之比。298K时，+-=-635.6-393.5+1206.9 =177.8 = 604.2 -394.4+1128.8 =130.2分解压 = 1.5 1023101325 = 1.521018 Pa设CO2的分压应不低于101325Pa时 ，石灰窑温至少维持在T K，由，即T = 1113 K【知能训练】

33、1、高炉炼铁的基本反应之一如下：FeO（s）+ CO（g） Fe（s）+ CO2（g） H0（1）则该反应中平衡常数K = 。（2）已知1100时，K = 0.263，温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值 ，平衡常数K值 （填“增大”、“减小”或“不变”）。（3）1100时，测得高炉中CO2= 0.025molL1，CO= 0.1molL1，在这种情况下，该反应是否处于平衡状态 （填“是”、“否”），此时，化学反应速率是 （填“”、“=”、“”），其原因是 。2、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

34、常数；E为反应的活化能（单位：kJmol1）（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？3、在水溶液中，反应Hg+ Tl3= 2Hg2+ Tl的速度表达式为= kHgTl3/Hg2，试推测其反应历程。4、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 / s050010001500200025003000c (N2O5

35、) / molL15.003.522.41.751.230.870.61（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= kc(N2O5) 和= kc2(NO2)c1/2(O2)，试写出该反应的平衡常数的表达式。5、有化学反应：AB2D CG2H，其中E1、E2为该反应的活化能。（1）、分别是用物质A、D表示反应的化学反应速率，则与的关系为 。（2）对于反应，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

36、E2，将两反应的温度分别从500升至1000，则反应的速度增加值与反应速度的增加值相比，其关系为 。6、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 /h481216c /（mg/100cm3）0.4800.3260.2220.151（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0.37 mg /100 cm3才有效，问大约何时该注射第二针？7、400下，1L容器内N2、H2、NH3三种气体的平衡浓度分别是：N21.0 molL1

37、、H2= 0.50 molL1、NH3= 0.50 molL1。如果保持温度不变，而要使N2的平均浓度增加到1.1 molL1需要从容器中取走多少摩尔的氢气才能使体系重新达到平衡？8、平衡常数KC的数值大小，是衡量化学反应进行程度的标志。在25时，下列反应的平衡常数如下：N2(g) + O2(g) 2NO(g) K1 = 110302H2(g) + O2(g) 2H2O(g) K2 = 210 812CO2 (g) 2CO(g)O2(g) K3 = 41092（1）常温下，NO分解产生O2反应的平衡常数的表达式为K = 。（2）常温下，水分解产生O2，此时平衡常数值约为K = 。（3）常温下，

38、NO，H2O，CO2 三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序为 。（4）北京市政府要求全市对所有尾气处理装置完成改装，以求基本上除去氮氧化物、一氧化碳污染气体的排放，而改装后的尾气处理装置主要是加入有效催化剂，你根据以上有关数据分析，仅使用催化剂除污染气体的可能性。9、在900、101.325 kPa下使CO(g)和H2(g)的混合气体通过催化剂来研究下列平衡：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，把反应达到平衡后的气体进行分析，得到各气体的分压分别为：= 21704 Pa, = 25825 Pa, = 26892 Pa，问各气体分压均为2101.325 kPa时反应能否自发进行？

39、10、在630K时，反应 的标准自由能变化为44.3kJmol-1。试求此反应的K p及630K时HgO(s)的分解压。如果此反应开始前容器中已有101325 Pa的O2，求在630 K达平衡时与HgO (s) 共存的气相中Hg(g)的分压。11、1273K时H2O(g) 通过红热的铁生产H2，发生如下反应：Fe(s) + H2O(g) FeO(s)+H2(g)，反应的平衡常数KP = 1.49（K p是以各平衡混合气体分压表示的化学平衡常数）。（1）计算每生产1.00 mol氢气需通入水蒸气的物质的量为多少？（2）1273K时，若反应体系中只有0.30 mol的铁并通入1.00 mol水蒸气

40、与其反应，试计算反应后各组分的物质的量。反应后体系是否处于平衡状态，为什么？（3）1273K，当1.00 mol水蒸气与0.80 mol铁接触时，最后各组分的物质的量是多少？12、在298K下，下列反应的DH依次为：C8H18(g) + 25/2O2(g) 8CO2(g) + 9H2O(l) D1H= 5512.4 kJmol1C(石墨) + O2(g) CO2(g) D2H = 393.5 kJmol1H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l) D3H= 285.8 kJmol1正辛烷、氢气和石墨的标准熵分别为：463.7，130.6，5.694JK1mol1。设正辛烷和氢气为理想气体，

41、问：（1）298K下，由单质生成1mol正辛烷的反应的平衡常数，给出计算过程。（2）增加压力对提高正辛烷的产率是否有利？为什么？（3）升高温度对提高产率是否有利？为什么？（4）若在298 K及101.325 kPa下进行，平衡混合物中正辛烷的摩尔分数能否达到0.1？（5）若希望正辛烷在平衡混合物中的摩尔分数达到0.5，则在298K时，需要多大的压力才行？给出计算过程。参考答案：1、（1）CO2/CO （2）增大 增大 （3）否 CO2/CO0.263，碳元素守恒，故CO2增大，CO减小，即将大于。2、（1）63.19 kJmol1 （2）308.5 K3、Hg Hg + Hg2（快） Hg + Tl3 Hg2 + Tl（慢）4、（1）2.96103，2.24103，1.30103，1.04103，0.72103，0.52103（单位：molL1s1） （2）3.52103molL1s1 （3）c2(NO2)c1/2(O2) / c(N2O5) = k / k5（1）= 1/2 （2）D （3）6、（1）以lnc对t作图