物理:反应速率和速率定律

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例子问题

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例子问题1:反应速率和速率定律

如果化学反应中的反应物和/或产物是气体,则可以通过测量反应进行时的压力变化来确定反应速率。考虑下面的反应和压力与反应速率的数据。




试验

PXY(托)

PZ(托)

率(托/ s)

1

One hundred.

200

0.16

2

200

200

0.32

3.

200

One hundred.

0.04

4

200

150

0.14

这个反应的速率常数k的值是多少?

可能的答案:

K = 1.6 * 10-13年

K = 2 * 10-13年

K = 1.6 * 10-10

K = 2 * 10-10

正确答案:

K = 2 * 10-10

解释

通过比较反应物浓度的变化和反应速率的变化,可以确定反应速率的规律。在这个反应中,XY加倍使反应速率加倍;XY的反应是一级的。当Z加倍时,反应速率增加8倍,所以Z(2)的反应是三级反应3.= 8)。

知道速率= k[XY] [Z]3.,我们可以用其中一次试验的数据解出k。代入试验1的数据,我们可以计算出k的值。

0.16 = k [100] [200]3.

K = 2 * 10-10

例子问题1:反应速率和速率定律

初始反应速率

2000

1.0

1.0

1.0

2000

1.0 1.0 2.0
4000

2.0

1.0 1.0

16000

2.0

2.0 1.0

用上表中的数据来确定反应的速率规律。

可能的答案:

正确答案:

解释

让我们分别看看这三种反应物。

比较试验1和3。翻倍在不改变其他反应物的情况下速率翻倍;因此上标是1。

比较试验3和试验4。翻倍在不改变其他反应物的情况下得到的速率是四次更快的增长,从.速率随着广场的浓度

比较试验1和试验2。翻倍不改变其他反应物对反应速率没有影响,反应速率保持在,所以不是最终速率方程的一部分。

最终的速率定律是

示例问题3:反应速率和速率定律

如果化学反应中的反应物和/或产物是气体,则可以通过测量反应进行时的压力变化来确定反应速率。考虑下面的反应和压力与反应速率的数据。




试验

PXY(托)

PZ(托)

率(托/ s)

1

One hundred.

200

0.16

2

200

200

0.32

3.

200

One hundred.

0.04

4

200

150

0.14

这个反应的速率定律是什么?

可能的答案:

正确答案:

解释

比较试验2和3,我们看到当PXY是常数,PZ翻倍时,速率增加8倍或2倍3..因此速率与[Z]成正比3.

比较试验1和试验2,我们看到当PZ保持恒定,PXY翻倍,速率翻倍。因此速率与[XY]成正比。

记住,在这些问题中,你要寻找的是函数中n的值.当浓度加倍不影响反应速率时,n = 0。当浓度加倍时反应速率加倍n = 1。当浓度加倍时,反应速率翻四倍,n = 2。

例子问题1:反应速率和速率定律

下面哪个是二阶速率定律?

可能的答案:

率= k(一个)0[B]0

率= k(一个)1[B]1

率= k(一个)1[B]2

率= k(一个)0[B]1

正确答案:

率= k(一个)1[B]1

解释

反应或速率定律的阶数由速率表达式中指数的和给出。率= k(一个)1[B]1是唯一的二阶速率定律。这是因为反应的顺序是由反应物的数量决定的。率= k(一个)1[B]2不是二阶;因为它有一个A反应物和两个B反应物,这是一个三级反应。

问题1101:称Mcat物理科学

考虑到反应

为了观察操纵反应物的起始浓度如何影响反应的初始速率,建立了一系列试验。实验概述如下表。

试验

最初的一个

初始[B]

初始[C]

初始反应速率(M/s)

1

0.3

0.4

0.2

0.04

2

0.3

0.4

0.6

0.12

3.

0.3

0.8

0.6

0.48

4

0.6

0.4

0.2

0.04

根据以上信息,确定反应的速率规律。

可能的答案:

正确答案:

解释

反应物前面的系数只是表示配平的方程,并没有给出任何关于反应物顺序的信息。反应物的顺序必须通过实验来确定,通过比较当反应物浓度改变时反应速率的变化。

只有反应物的浓度必须在两次试验之间发生变化;其他的都必须保持不变。当反应速率增加一倍,而初始反应速率增加四倍时,我们确定这个反应相对于反应物是二级反应。如果反应物的浓度改变,但反应速率不受影响,则反应物的阶数为零。最后,如果两次试验的反应速率和反应物乘以相同的因子,则反应物为一级。

在表中,我们可以比较试验1和试验4,看看加倍A的效果,在B和c不变的情况下。这并不影响速率,到A必须是零阶。对比试验2和试验3可以发现,在保持A和C不变的情况下,将B增加一倍,将使速率增加四倍。B的反应必须是二级反应。最后,对比试验1和试验2可知,在A和B保持不变的情况下,C增加两倍,反应速率将增加两倍。c的反应必须是一级的,这就得到了速率定律

如果反应物的浓度翻倍,.因此,这个变化量和速率变化量之间的关系是,, n是反应关于x的阶,这可以简化为,让我们可以从实验速率中找出反应顺序。

示例问题6:反应速率和速率定律

根据下面给出的速率定律,反应的顺序是什么?

可能的答案:

一阶

三阶

二阶

四阶

正确答案:

三阶

解释

反应的阶数等于速率定律中浓度变量指数的和。

因为反应物B的指数是2,反应物C的指数是1,总的和是3,所以反应是三级的。

示例问题7:反应速率和速率定律

一个学生正在研究下面反应的动力学。

在试图确定速率定律的过程中,他收集了以下一组数据。

Mcat_7

的价值是什么如果速率定律是?

可能的答案:

正确答案:

解释

来确定在美国,这三项试验中的任何一项数据都可以使用。利用试验1和速率定律,我们可以解出

注意,单位必须调整,基于的顺序而且

例子问题1:反应速率和速率定律

一位科学家正在研究一个反应,他把反应物放在一个室温烧杯里。反应进行中,她通过核磁共振分析产物。根据核磁共振读数,她确定反应的进展如下:

为了更好地理解反应过程,她改变了反应物的浓度,并研究了反应速率的变化。下表显示了她在三个实验试验中修改后的反应浓度。

这个反应的总体顺序是什么?

可能的答案:

零阶整体

三阶整体

一阶整体

二阶整体

四阶整体

正确答案:

二阶整体

解释

速率定律可以写成

比较试验1和试验2可以发现铵的浓度翻倍会使速率翻倍。铵的反应是一级反应:

对比2号和3号,你会发现硝酸盐浓度翻三倍,死亡率就会翻三倍。硝酸盐的反应是一级反应:

最终速率定律是

每个反应物的阶数之和就能得到反应的总阶数。在这种情况下,每个反应物的反应都是一级反应,因此总的来说是二级反应。

例子问题1:反应动力学

下列哪个参数会影响给定反应的速率?

可能的答案:

改变生成物与反应物的比例

这些因素都会影响速率定律

反向进行反应

介绍一种酶

改变温度

正确答案:

这些因素都会影响速率定律

解释

给定反应的速率定律由以下公式给出:

的变量而且需要通过实验来确定,而值将由另一个公式给出。

系数是一个常数,指数中的变量是活化能和温度。

添加酶会降低活化能,影响速率常数。改变温度也会影响速率常数。调整反应物与生成物的比例将改变反应物的浓度。随着反应的进行,速率随着反应物的消耗而下降,直到达到平衡。改变反应物浓度将改变相对于这个平衡的反应速率。相反的反应会产生完全不同的速率定律,因为反应物会被改变。

示例问题10:反应速率和速率定律

一个学生正在研究下面反应的动力学。

在试图确定速率定律的过程中,他收集了以下一组数据。

Mcat_7

根据这些数据,这个反应的速率定律是什么?

可能的答案:

正确答案:

解释

速率定律会有一般公式.指数,而且,不一定与反应的化学计量有关。它们必须从实验数据中确定。

来确定,比较试验1和3,其中是保持不变的。

是恒定的,通过代入速率和对于试验1和3,我们得到这个方程。

这减少了,这意味着

找到,比较试验1和2,其中是保持不变的。按照上面所示的相同类型的计算将得到

速率定律是

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