下列反应在一定温度范围内为基元反应:2NO(g)+Cl2(g)→2NOCl(g)(1)写出该反应的速率方程。(2)该反应的总级数是多少?(3)其他条件不变,如果将容器的体积增加到原来的 2 倍,反应速率将如何变化?(4)如果容器体积不变而将 NO 的浓度增加到原来的 3 倍,反应速率又将怎样变化?
下列反应在一定温度范围内为基元反应:
2NO(g)+Cl2(g)→2NOCl(g)
写出该反应的速率方程。
该反应的总级数是多少?
其他条件不变,如果将容器的体积增加到原来的 2 倍,反应速率将如何变化?
如果容器体积不变而将 NO 的浓度增加到原来的 3 倍,反应速率又将怎样变化?
题目解答
答案
- (1)
v=kc(NO)2×c(Cl2)。
- (2)
三级反应。
- (3)
减小。
- (4)
增大。
解析
基元反应的速率方程直接由反应式中的计量数决定,反应级数是各物质计量数的总和。浓度变化对速率的影响需根据速率方程中的各物质阶数进行计算。
第(1)题
基元反应的速率方程中,各物质的浓度的指数等于其计量数。反应式为 $2\text{NO(g)} + \text{Cl}_2\text{(g)} \rightarrow 2\text{NOCl(g)}$,因此速率方程为:
$v = k \cdot [\text{NO}]^2 \cdot [\text{Cl}_2]$
第(2)题
反应总级数是各物质阶数之和。NO 的阶数为 2,Cl₂ 的阶数为 1,总级数为 $2 + 1 = 3$,即 三级反应。
第(3)题
容器体积增加到原来的 2 倍时,所有气体的浓度均减半。代入速率方程:
$v_{\text{新}} = k \cdot \left(\frac{[\text{NO}]}{2}\right)^2 \cdot \left(\frac{[\text{Cl}_2]}{2}\right) = \frac{1}{8}k \cdot [\text{NO}]^2 \cdot [\text{Cl}_2] = \frac{1}{8}v_{\text{原}}$
因此,反应速率减小。
第(4)题
NO 的浓度增加到原来的 3 倍,其他浓度不变。代入速率方程:
$v_{\text{新}} = k \cdot (3[\text{NO}])^2 \cdot [\text{Cl}_2] = 9k \cdot [\text{NO}]^2 \cdot [\text{Cl}_2] = 9v_{\text{原}}$
因此,反应速率增大。