专题七 化学反应速率与化学平衡
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1、高炉炼铁的基本反应之一如下：
FeO（s）+ CO（g）
Fe（s）+ CO2（g） △H＞0
（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]= 0.185mol·L－1，[CO]= 0.1mol·L－1，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?正 ?逆（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：lgk2?E?T2?T1?
k12.303RT1T2式中k1、k2分别为温度T1、T2时某反应的速率常数；E为反应的活化能（单位：kJ·mol）（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：k1?t2
k2t1（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？
?2?3、在水溶液中，反应Hg22+ Tl= 2Hg+ Tl的速度表达式为?= k[Hg2][Tl]/[Hg
3＋
2＋
＋
3＋
＋
2
－1
]，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）实验测得的数据如下表：
时间 / s 0 500 3.52 1000 2.4 1500 1.75 2000 1.23 2500 0.87 3000 0.61 2NO2（g）＋1/2O2（g）
c (N2O5) / mol·L－1 5.00 （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?正= kc(N2O5) 和?逆= k’c(NO2)·c(O2)，
2
1/2
试写出该反应的平衡常数的表达式。
125、有化学反应：①A＋B?2H，其中E1、E2为该反应的活化能。 ??2D ②C＋G???EE（1）?A、?D分别是用物质A、D表示反应①的化学反应速率，则?A与?D的关系为 。
（2）对于反应②，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＞E2，将两反应的温度分别从500℃升至1000℃，则反应①的速度增加值??1与反应②速度的增加值??2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/100cm表示），得到如下数据：
3
t /h c /（mg/100cm3） 4 0.480 8 0.326 12 0.222 16 0.151 （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 cm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：［N2］＝1.0 mol·L、［H2］= 0.50 mol·L、［NH3］= 0.50 mol·L。如果保持温度不变，而要使N2的平均浓度增加到1.1 mol·L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) 2H2(g) + O2(g) 2CO2 (g)
2NO(g) K1 = 1×10
－30
－1
－1
－1
－1
3
2H2O(g) K2 = 2×10
－92
81
2CO(g)＋O2(g) K3 = 4×10
（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，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：pCO= 21718 Pa, pH= 25825 Pa, pH2O=pCO= 26892 Pa，问各气体分压均为2×
22101.325 kPa时反应能否自发进行？
10、在630K时，反应2HgO?s??2Hg?g??O2?g? 的标准自由能变化为44.3kJ·mol。
-1
试求此反应的K Pa的O2，p及630K时HgO(s)的分解压。如果此反应开始前容器中已有101325 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?H0m依次为：
C8H18(g) + 25/2O2(g) → 8CO2(g) + 9H2O(l) ?1H0m= – 5512.4 kJ·mol
－1
C(石墨) + O2(g) → CO2(g) ?2H0m= – 393.5 kJ·mol
－1
H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) ?3H0m= – 285.8 kJ·mol
－1
正辛烷、氢气和石墨的标准熵分别为：463.7，130.6，5.694J·K－1·mol－1。 设正辛烷和氢气为理想气体，问：
（1）298K下，由单质生成1mol正辛烷的反应的平衡常数Kp，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？
0（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。
专题七参考答案：
1、（1）[CO2]/[CO] （2）增大 增大 （3）否 ＞ [CO2]/[CO]＜0.263，碳元素守恒，故[CO2]增大，[CO]减小，即?正将大于?逆。
2、（1）63.19 kJ·mol （2）318.5 K
?3、Hg22－1
Hg + Hg（快） Hg + Tl
－3
－3
2＋3＋
Hg
2＋
+ Tl（慢）
－3
－3
－3
＋
4、（1）2.96×10，2.24×10，1.30×10，1.18×10，0.72×10，0.52×10（单位：mol·L·s） （2）3.52×10mol·L·s （3）c(NO2)·c(O2) / c(N2O5) = k / k’
5（1）?A= 1/2?D （2）D （3）??1＞??2
6、（1）以lnc对t作图得一直线，说明该反应是一级反应。 （2）k = 0.18629 h t1/2 = ln2/k = 7.198 h （3）6.7 h 7、0.46 mol 8、（1）K=
－1
－1
－1
－3
－1
－1
2
1/2
－3
cN2cO22cNO （2）5×10
－82
（3）NO＞H2O＞CO2
（4）NO、CO与O2反应进行的程度很大，使用合适的催化剂加快反应速率，在水蒸气存在下生成HNO3和CO2，则基本上可以除去污染气体。 或由第1，3个反应及平衡常数可知2CO + 2NO=2CO2 + N2的K = 1/K1K2 = 2.5×10，使用合适的催化剂加快反应速率，基本上可以除去污染气体。
（1）根据平衡常数定义，可利用900℃时各气体的平衡分压计算平衡常数KP。 9、
2?pCO??pH2O?26892????????p0??p0???????101325??KP===1.29 ?pCO2??pH2??21704??25825??????????p0???p0??101325101325????????121
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