第一节 化学反应速率
1、（云南省竞赛题）将10 mol A和5 mol B放入10 L真空箱中，某温度下，发生反应：3A(g)＋B(g)?2C(g)。在最初0.2s内，消耗A的平均速率为0.06 mol/(L·s)。则在0.2s时，箱中有________mol C生成。
mm?cB,其中K为速率大量实验证明：对于一般的化学反应：aA＋bB?dD＋Ee，v?KcA常数，这个定量关系式叫做质量作用定律。同一反应在不同的温度、催化剂等条件下，其K
值不同。
反应级数=n＋m（不一定是a＋b）。反应级数可以是整数、分数，也可以是零。
解析：vA︰vB︰vC=3︰2︰1，由vA=0.06mol/(L·s)，可确定vC?0.06?由速率计算公式Vc?2?0.04mol(L?s),3?nc得C生成物的物质的量为△nc=vc·△t·v=0.04×0.2×v??t10=0.08(mol)。
2、（贵州竞赛题）有一化学反应：aA＋Bb=C，在298K时将A、B溶液按不同浓度混合，有以下实验数据： A的起始浓度(mol/L) 1.0 2.0 4.0 1.0 1.0 1.0 求该反应的速率方程式和速率常数。 解析：反应的速率方程式可写为
mmv?KcA?cB
B的起始浓度(mol/L) 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 4.0 初速率[mol/(L·s)] 1.2×10－2 －－－－－2.3×102 4.9×102 1.2×102 4.8×102 1.9×101 前面三次实验，B的浓度保持不变，而改变A的浓度，当A的浓度增大为原来的x倍，
反应速率也增加为原来的x倍。由实验结果看出，反应速率与A浓度与正比，因此m=1。后面三次实验保持A的浓度不变而改变B的浓度。当B的浓度增大为原来的x倍时，反应速率增大为原来的x2倍，说明反应速率与B浓度的平方成正比，则n=2。因此，该反应的
2速率方程式为v=KcA·cB，它是三级反应。
代入任一组数据，即可求出速率常数。
K?1.2?10?21?12?1.2?10?2(L2/mol?2?s?1)
2即 v?1.2?10?2cAcB3、（重庆竞赛题）298K时N2O5(g)分解作用的半衰期为5小时1分，此值与N2O5的起始压力无关。试求：
①速率常数 ②作用完成90%所需时间（以小时为单位）。 解析：①半衰期与起始压力无关，说明是一级反应。
②由lnc01?Kt这个公式得：ln??0.122t c0.10.69320.6932K???0.122(h?1)t?18.9(h)
15.7t24、放射性同位素14，有N0个146C蜕变后成为稳定同位素。起始时（t=0）6C原子，蜕变
14到终态时（t=t），则剩有N个146C。已知6C蜕变到只剩一半所需的时间（t1/2）是5 668年。14某考古队从古墓中挖掘出一具男尸，经测试发现他衣服上的146C放射性强度仅为6C原始量
的62.7%，试估算该男尸的生活年代（提示：放射性同位素的蜕变为一级反应）。
解析：因为是一级反应，所以可用公式lnc0Kt c1lnKt 0.6270.69320.6932??1.223?10?4(年?1)15668t2
1ln0/627?3817(年)t?1.223?10?4K?5、2N2O5(g)?2N2O4(g)＋O2(g)反应速率方程式为v?KCN2O5。在一定温度下，K=1.68×102s1，现将2.5 mol的N2O5放置在5 L容器中，求：①1分钟时的反应速率。②通过计算，说明浓度对反应速率的影响。
－
－
解析：①因为v?KC(N2O5),所以该反应为一级反应。
c0?Ktc0.5ln??1.68?10?2?1?60
cc?0.182(mol/L)lnV?KC(N2O5)=1.68×10－2×0/182=3.06×10－3 mol/(L·s)
②此例说明：
－－
t=0, c=0.5 mol/L, v0=1.68×102×0.5=8.4×103 mol/(L·s)
－
t=60, s,c=0.182 mol/L, v=3.06×103 mol/(L·s)
所以 以越大，反应速率越快。反之，浓度越小，反应速率越慢。 6、污染空气中，生成臭氧的反应机理如下：
2NO2(g)???NO(g)+O(g)(一级反应)KO(g)+O2(g)???O3(g)(二级反应)已知K1=6.0×10
－3 －1
K2
－
－
s, K2=1.0×106 dm3·mol1·s1，污染空气中NO2与O2的浓度分
别为3.0×109 mol/dm3与1.0×102 mol·dm3。假定原子氧的浓度趋于某种“稳定状态”，即一种恒定的低浓度状态，在这种情况下，氧在第二个反应中的消耗速率恰与它在第一个反应中的产生速率相等。
（1）计算污染空气中O(g)的稳定浓度。 （2）计算污染空气中O3的生成速率。
（3）若臭氧的生成速率不变，求25℃与1atm下，需经过多长时间臭氧的浓度可达到空气中臭氧的万分之一？（在上述条件下，空气中O3含量为0.04 mol/dm3左右）。
－－－
解析：（1）v1=K1C(NO2)=6.0×103×3.0×109=1.8×1011 mol/(dm3·s), v1=K2[O][O2]由给定条件知：
O(g)在第二个反应中的消耗速率与它在第一反应中的产生速率相等，即v1=v2，因此有－
1.8×1011 = K2[O][O2]
－
－
－
[O]?1.8?10-111.0?106?1.0?10?2?1.8?10-15(mol/dm3)
（2）O3的生成速率：
－－
v=K2[O][O2]=1.0×106×1.8×1015×1.0×102
－
=1.8××1011 mol/(dm3·s)
(3)t?
0.04?10?41.8?10?11?2.2?105(s)
第二节 影响化学反应速率的因素
1、氯酸钾和亚硫酸氢钠起氧化还原反应生成Cl（－1价）和S（＋6价）的速率如右图所示。又知这个反应速率随着溶液
v 中[H+]增大而加快。求：（1）为什么反应开始时反应速率加快？ （2）为什么后期反应速率下降？
解析：此题牵涉的知识点一是影响反应速率的因素，另一知识点是借助已有知识，推出氧化还原反应产物。可以将问题（1）t 作为已知考虑， 开始时反应速率加快，有哪些因素能引起溶液
中反应速率加快呢？①增加浓度；②增压；③升温；④加正催化剂。联系题意可排除②④，由于题意中不涉及热量变化，故不需考虑③。接下来考虑①，但题中无外加物，所以只考虑
++?[H+]变化。KClO3—Cl，NaHSO3→SO24＋H，[H]增大，反应速率v增大。
解析：（1）2KClO3＋6NaHSO3=3Na2SO4＋2KCl＋3H2SO4
[H+]增大，反应速率加快。
??（2）生成的H+与反应物中HSO3反应，导致HSO3浓度减小，速率减慢。
2、阿累尼乌斯(Arrhenins)总结了温度与反应速率常数间的关系。对于指定化学反应在不同温度（T1、T2）和相应的速率常数（K1、K2）间的关系式为：
lgK1??EaEa?lgAlgK2???lgA
2.303RT12.303RT2式中：Ea为反应活化能；A为频率因子（与碰撞频率有关）；R为气体常数8.315(J/mol·K)；T为热力学温度（K）。
今有实验测得反应CO(g)＋NO2(g)=CO2(g)＋NO(g)在不同温度下的反应速率常数为： T（K） 600 700 800 K(mol/L·s) 0,028 0 1.3 23.0 试求此反应的活化能。
解析 lgEa?T2?T1?K2???K12.303R?T2T1?
2.303RT1T2K2Ea?lg?134(kJ/mol)T2?T1K13、称以四份0.50g锌（相对原子质量65），按下列要求分别盛于四支试管里，塞上带导
管的塞子，每隔一定时间分别测定生成氢气的体积。
①0.50g锌＋5mL 3mol/L硫酸。
②0.50g锌＋5mL 3mol/L硫酸＋0.1g铜片。 ③0.50g锌＋5mL 3mol/L硫酸＋0.1g铜粉。
④0.50g锌＋5mL 3mol/L硫酸＋0.39胆矾（相当于0.1g铜） 请说明各组反应生成氢气的速率及生成氢气的总量是否相同。
解析：本题涉及原电池的知识以及固液反应中固体反应物表面积与反应速率关系的知识。主要反应是Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。④中存在反应Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu，由于②③④中构成Zn—Cu原电池，故放出H2的速率较①快，又因Cu的表面积④>③>②，故产生H2的速率是④>③>②。从用量看，Zn不足，H2SO4过量，由于④中部分锌参与置换Cu，导致产生H2的量最少，而①②③相等。
－
4、338K时N2O5气相分解的速率常数为0.29min1，活化能为103.3kJ/mol，求353K时
1的速率常数K及半衰期t。
2－
解析：由速率常数单位为min1，可知该反应为一级反应，代入一级反应半衰期公式可求得该温度下的半衰期，对阿累尼乌斯公式两边取对数，可得：
EaEa?lnA或lgK???lgA。 RT2.303RTE1可见，以lnK对作图也应得到一条直线，其斜率为?a，由此可求得活化能Ea的
TR值。
对上式可变换成另一种形式： lnK??ln代入实验数值：
K2Ea?11????? K1R?T1T2?K2103.3?103?11?ln????0.2928.314?338353? K2?1.392min?1（2）根据公式t1?20.6932得 K2t1?20.6932?0.4978(min)
1.3925、（湖北省竞赛题）实验测得在不同温度下，反应NO2＋CO=CO2＋NO的反应速率常数的数值如下：
T（K） K(L·mol1·s1) －－600 0.028 650 0.22 700 1.3 750 6.0 800 23 试用作图法求反应活化能Ea。 解析 lgK??将题意中lgK与
Ea?lgA
2.303RT
0
lgK
－1
0
1.3 1.4 1.5 1.6
1 ?103(K?1)T
1lgK与的关系
TEa=－(斜率)×2.303×R
2.0???2.303?8.314 0.00285?134.4(kJ/mol)1作图，得到如下图所示的直线。 T1
即反应活化能为134.4kJ/mol。
－
6、将5.6g铁粉投入足量的100 mL 2mol·L1稀硫酸中，2min时铁刚好完全溶解，下列有关这个反应的速率表示正确的是（ ）
A．铁的反应速率等于0.5mol/(L·min)
B．硫酸的平均反应速率等于0.5mol/(L·min) C．硫酸亚铁的平均反应速率等于0.5mol/(L·min) D．氢气的反应速率等于0.5mol/(L·min)
解析：根据反应速率计算公式要计算2分钟时间内反应物浓度的变化量，在Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑反应中，溶液中的溶质浓度发生变化的只有反应物硫酸和生成物硫酸亚铁。5.6g Fe物质的量=
5.6?0.1(mol),故反应消耗H2SO4的物质的量=生成FeSO4的物质的560.1mol?0.5mol(L?min),所以B、C
0.1L?2min量=0.1(mol)，H2SO4消耗速率=FeSO4的生成速率=
正确。
而铁和氢气不溶于水，无浓度变化值，二者的反应速率不能用单位时间内浓度的变化值表示（可分别用单位时间内物质的量变化值等表示），故A、D表达不正确。所以答案为B、C。