重點高校自主招生化學(xué)輔導(dǎo)第八講 化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡

1、第八講 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡一、知識補充:1.質(zhì)量作用定律在基元反應(yīng)中,或在非基元反應(yīng)的基元步驟中,反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度之間,有嚴格的數(shù)量關(guān)系,即遵循質(zhì)量作用定律?；磻?yīng)aA+bB=gG+hH ,則:V i =k i Aa Bb2.阿累尼烏斯公式溫度對反應(yīng)速率的影響,主要體現(xiàn)在對速率常數(shù)k 的影響上。Arrhenius 總結(jié)了k 與T 的經(jīng)驗公式:RTE a Aek -=指數(shù)式。取自然對數(shù),得:lnA RTE lnk a +-=對數(shù)式。常用對數(shù):lgA 303RT.2E lgk a +-=。式中:k 速率常數(shù),E a 活化能,R 氣體常數(shù),T 絕對溫度。e 自然對數(shù)底,e =2.71828

2、,lg e=0.4343=1/2.303,A 指前因子,單位同k 。應(yīng)用阿侖尼烏斯公式討論問題,可以認為E a ,A 不隨溫度變化。由于T 在指數(shù)上,故對k 的影響較大。根據(jù)Arrhenius 公式,知道了反應(yīng)的E a ,A 和某溫度T 1時的k 1,即可求出任意溫度T 2時的k 2。由對數(shù)式,lgA303RT.2E lgk 1a 1+-= l g A 303R T .2E l g k 2a 2+-= -得:T 1T 1(303R.2E k k lg 21a 12-=,或用指數(shù)形式:T 1T 1(R E 1221a ek k -=。3.化學(xué)平衡常數(shù)對于氣相反應(yīng),平衡時各物質(zhì)的分壓不變,仍有類似

3、的關(guān)系式:平衡時,K p 也是一種經(jīng)驗平衡常數(shù),稱為分壓平衡常數(shù)。而用濃度表示的經(jīng)驗平衡常數(shù),則稱為濃度平衡常數(shù)K c 。對于氣相反應(yīng),既有K c ,也有K p ,表達的是同一平衡態(tài),但數(shù)值可以不同。K c 和K p 之間可以相互換算,相關(guān)的式子有:pV=nRT ,p=(n/VRT ,p=CRT ,C 為濃度(換算時,要注意各物理量的單位。在書寫K c 或K p 表達式時,只寫濃度或分壓可變的溶液相和氣壓,固態(tài)和純液態(tài)物質(zhì),不寫入。對于同一可逆反應(yīng)而言,K 只與溫度有關(guān)。二、考試真題:(2007廈大人體中某種酶的催化反應(yīng)活化能是50.0kJmol -1,正常人的體溫是37.00C ,問發(fā)燒至4

4、00C 的病人體中,該反應(yīng)的速率增加了百分之幾?(2007年武大某抗菌素在人體血液中呈現(xiàn)一級反應(yīng)。已知一級反應(yīng)公式為0c lnckt =。式中c 0為起始濃度,c 為t 時刻時的濃度,k 為速率常數(shù)。如果在上午8時給病人注射一針抗菌素,然后在不同時刻后測定抗菌素在血壓中的質(zhì)量濃度,得到如下數(shù)據(jù): (2008武大對于一氣體可逆反應(yīng)mA(g+nB(gpC(g+qD(g,在一定溫度下達到化學(xué)平 衡后,體系中各物質(zhì)的平衡濃度有如下關(guān)系:K c =nmq pB A D C ,K c 為濃度平衡常數(shù);達平衡時,平衡常數(shù)也可用各氣體的分壓表示:K p =nBm A q D pC p p p p 。K p 稱

5、為壓力平衡常數(shù)。K c 和K p 均只是溫度的函數(shù)。(1根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程和分壓定律可求出K c 和K p 的關(guān)系為K p =K c (RTn ,其中R 為氣體常數(shù),T 為絕對溫度。則n =_。(2在250C 時將固體NH 4HS 放在真空容器中,由于部分分解成NH 3和H 2S ,產(chǎn)生的壓力為500mmHg 柱,分解率為x ;若將NH 4HS 放入一已含有H 2S 氣體,且其壓力為300mmHg 柱,分解率為y ,則壓力應(yīng)該增加多少?x 與y 的關(guān)系:x_y (填“大于、等于、小于”三、仿真訓(xùn)練:1.制備HI(aq的一種簡便方法是:通H 2S 入I 2的懸浮液中,產(chǎn)物HI(aq的濃度可高達

6、50%。 (1寫出反應(yīng)方程式。(2H 2S 、I 2的溶解度都不大。為什么HI(aq濃度可高達50%?2.丙酮與碘在酸性介質(zhì)中發(fā)生如下的反應(yīng):CH 3COCH 3+I 2CH 3COCH 2I+H +I -實驗證明,在250C 時,該反應(yīng)的速度與物質(zhì)量的濃度之間存在著如下關(guān)系:v=kCH 3COCH 3H +。該式中k 為速度常數(shù),在該溫度下,k=2.2310-3dm 3/mols ,試推測開始時反應(yīng)速度和反應(yīng)后期反應(yīng)速度的變化情況?3.亞硫酸鈉和碘酸鉀在酸性溶液中發(fā)生以下反應(yīng): _Na 2SO 3+_KIO 3+_H 2SO 4_Na 2SO 4+_K 2SO 4+_I 2+_H 2O (1

7、配平上面的氧化還原反應(yīng)方程式,將系數(shù)填入方框中。(2其中氧化劑是_,若反應(yīng)中有5mol 電子轉(zhuǎn)移,則生成的碘是_mol 。 (3該反應(yīng)的過程和機理較復(fù)雜,一般認為發(fā)生以下反應(yīng):IO 3-+SO 32-IO 2-+SO 42- (反應(yīng)速率慢IO 2-+2SO 32-I -+2SO 42- (反應(yīng)速率快5I -+6H +IO 3-3I 2+3H 2O (反應(yīng)速率快 I 2+SO 32-+H 2O 2I -+SO 42-+2H +(反應(yīng)速率快根據(jù)上述步驟推測該反應(yīng)總的反應(yīng)速率由_應(yīng)應(yīng)決定(填寫上述四步反應(yīng)的序號。(4若預(yù)先加入淀粉溶液,由上述四步反應(yīng)可以看出必須在_離子消耗完全時,才會有使淀粉變藍的

8、現(xiàn)象產(chǎn)生。4.氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化一還原反應(yīng)生成Cl (-1價和S (+6價的反應(yīng)速率如右圖所示,已知這個反應(yīng)的速率隨著溶液的H +增大而加快,則: (1反應(yīng)開始時,速度加快的原因為_。(2后期反應(yīng)速度下降的原因為_。5.在敞開容器中,高錳酸鉀溶液跟草酸反應(yīng)時,當把兩稀溶液混合后,一小段時間內(nèi)溶液顏色變化不大,但不久突然褪色。反應(yīng)的化學(xué)方程式:2KMnO 4+3H 2SO 4+5H 2C 2O 4K 2SO 4+2MnSO 4+10CO 2+8H 2O 。 據(jù)你分析,高錳酸鉀溶液紫色突然褪色的原因是什么?6.某城市的管道煤氣是水煤氣和焦爐煤氣混合而成的,但煤氣泄露能致人中毒。煤氣中毒就是

9、CO 中毒,其原因是CO 與血紅蛋白(Hb 結(jié)合成HbCO ,使血紅蛋白失去輸送O 2功能的緣故。CO 進入血液后有如下平衡:CO +HbO2O 2+HbCO ,已知該反應(yīng)平衡時,(22O Hb c CO c CO Hb c O c 的比值是一 個不受濃度影響的常數(shù),在人體體溫370C 下,該常數(shù)為220。試回答:(1生產(chǎn)水煤氣的化學(xué)反應(yīng)方程式是_。(2燃氣灶具因燃氣成分、供氣壓力不同而結(jié)構(gòu)不同。如果該城市管道氣改通液化石油氣(C 4H 10,則居民廚房中的爐灶改裝時在燃氣進口直徑不變的情況下,通風(fēng)口直徑應(yīng)怎樣改變?_(增大or 減小,原因是_。(3門窗緊閉的廚房內(nèi)一旦發(fā)生煤氣大量泄漏,極容易

10、發(fā)生爆炸。當你從室外進入廚房嗅到極濃的煤氣異味時,在下列操作中,你認為合適的是_(可以多選A 、立即開啟抽油煙機排出煤氣,關(guān)閉煤氣源B 、立即打開門和窗,關(guān)閉煤氣源C 、立即打開電燈,尋找泄漏處(4煤氣中毒病人,可以通過進入高壓氧艙的方法來救治,請用化學(xué)平衡的原理加以說明。 (5已知當血液中(2O Hb c CO Hb c 的比值大于0.02時,人的智力會受到損傷,此時c(CO與c(O 2的比值應(yīng)_(or =_。(6抽煙時,進入肺部的空氣中c(CO=10-6mol/L ,c(O 2=10-2mol/L ,則c(HbCO為c(HbO 2的_倍,因此長期抽煙對人智力_(有or 無影響。 7.如圖所示裝置,車廂質(zhì)量M ,長為L 。質(zhì)量為m 的活塞開始時處于車廂中間,活塞與車廂壁間不漏氣,不計一切摩擦。B 內(nèi)充滿體積比1:2的A 2與B 2CD 3氣體(溫度為T 0,對B 內(nèi)氣體加熱,發(fā)生可逆反應(yīng)A 2+B 2CD3ACD+B 2+D 2(未配平,反 應(yīng)物及生成物均為氣體。反應(yīng)平衡后B 內(nèi)溫度為T ,已知小車向右平移了距離d ,求A 2的轉(zhuǎn)化率。(設(shè)活塞未滑出8.甲乙兩同學(xué)分別作了按中學(xué)化學(xué)教科書描述的用注射器說明壓強對化學(xué)平衡影響的實驗,但稍作改進:他們不約而同地按如圖所示的