问答题
判断下列说法是否正确,并说明理由。
(1)在速率方程中,各物质浓度的幂次等于反应式中各物质化学式前的计量系数时,该反应即为元反应。
(2)单分子反应是一级反应,双分子反应是二级反应。
(3)反应的级数与反应的分子数是同义词。
(4)在反应途径中,控速步骤是反应速率最慢的一步。
(5)温度升高使反应速率加快是由于温度升高使分子碰撞频率增大,从而使反应速率加快。
(6)两个不同的反应相比,活化能大的,其反应速率一定慢。
(7)有了化学方程式,我们就能够根据质量作用定律写出它的速率方程。
(8)催化剂对正、逆反应的速率影响是一样的。
(9)任何反应的反应速率都是随时间变化的。
(10)反应速率常数的大小就是反应速率的大小。
(11)从反应速率常数的单位可以判断该反应的级数。
(12)逆反应的活化能在数值上等于正反应的活化能,只不过符号相反而已。
(13)对于同一个反应,加入的催化剂虽然不同,但活化能的降低是相同的。
【正确答案】(1)不正确。元反应符合质量作用定律,而符合质量作用定律的不一定都是元反应。在复合反应的速率方程中,各物质浓度的幂次由实验确定,有可能恰好等于反应式中各物质化学式前的计量系数,但该反应不是元反应。
(2)正确。反应分子数只能对元反应或复合反应的基元步骤而言,因此单分子反应一定是一级反应,双分子反应一定是二级反应。
(3)不正确。反应速率方程中反应物浓度的指数之和n称为反应的(总)级数。根据反应速率方程,反应(总)级数可以是整数(正整数、负整数或零)或分数(正分数、负分数)。无论元反应还是复合反应都有反应级数。而反应分子数指的是在元反应中,同时直接参加反应的微粒的数目。反应分子数的概念只适用于元反应,已知的反应分子数只有1、2和3。
(4)正确。对于一些反应常由几个步骤组成,有的步骤进行得快,有的步骤进行得慢,最慢的一步决定总反应的速率,因而是反应的控制步骤。
(5)不正确。温度升高使反应速率加快的主要原因是活化分子百分数增大,从而使反应物分子的有效碰撞次数增多。
(6)不正确。一定温度下,由Arrhenius公式可知反应速率不仅与活化能有关,还与指前因子有关。
(7)不正确。只有对元反应,才能根据质量作用定律直接写出它的速率方程。复合反应的速率方程由实验确定,不能直接根据质量作用定律写出。
(8)正确。因为它使正、逆反应的活化能同等地降低了。
(9)不正确。一定温度下,零级反应的反应速率是恒定的,不随时间变化。
(10)不正确。反应速率方程中的比例系数称为反应速率常数,用k表示,通常来说,反应速率的大小不仅取决于反应速率常数,还取决于反应物浓度的大小。两者不能等同。
(11)正确。反应速率常数k是有量纲的,其单位取决于反应级数,因此,从反应速率常数的单位可以判断反应的级数。
(12)不正确。在一个可逆反应中,正反应的活化能为活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差,而其逆反应的活化能为活化分子的平均能量与生成物分子的平均能量之差。由于反应物分子与生成物分子所具有的能量不一定相等,因而正反应和逆反应的活化能数值不一定相等,且正反应和逆反应的活化能都是大于零的,其符号并不相反。
(13)不正确。催化剂改变了原来的反应途径,降低反应的活化能,不同的催化剂使活化能降低的程度并不相同。
【答案解析】