无机和分析化学课后习题第三章答案解析.docx
《无机和分析化学课后习题第三章答案解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机和分析化学课后习题第三章答案解析.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
无机和分析化学课后习题第三章答案解析
、选择题
解：
选D。
依据化学反应的瞬时速率的表达通式，对于一般化学反应，速率表达可写出通式如下:
dcAdcBdcYdcZ
v=
vAdtvBdtvYdtvZdt
倍，此时反应速率为（）
解：
选C。
依据化学反应的速率方程
u=kc（H2）c1/2（Cl2），H和Cl2浓度增大都增大一倍时，速率应该增大2・.、2倍，即相当于2.8Ya。
3•测得某反应正反应的活化能Ea.正=70kJ•mol，逆反应的活化能E逆=20kJ•mol，此反应的反应热为（）
解：
选A。
依据过渡态理论，反应热可以这样计算：
Q=艮正一艮逆。
化剂后反应速率为原来的（
5.
某反应的速率常数为2.15L2•mOl•min，该反应为（）
解：
选Do对于一个基元反应，aA+bB=cC+dD,有反应速率为v=kca（A）cb（B）则其速率常数k的单位的通式可写成：
（mol-匚）1-a-b-S，
反推可以得到为三级反应。
解：
选C。
基元反应符合质量作用定律，但符合质量作用定律的不一定都是基元反应。
反应是基元反应还是复杂反应，要通过实验来确定。
将增大。
ee
A.K1=K?
的关系为（）
ee
D.2K1=&
解：
选C。
根据平衡常数的表达式，平衡常数与化学反应的化学计量数是有关的。
化学反应的化学计量数的变化影响着平衡常数的指数项。
9.反应2MnO4+5CO+16H===2Mn+10CO+8HO△<0,欲使KMnO褪色加快，可采取的措施最好不是（）。
A.升高温度B.降低温度C.加酸D.增加OO2-浓度
解：
选B。
欲使KMnO退色加快，即增大反应的速率，只能通过升高温度，增大反应物的浓度，加入催化剂等来考虑。
所以这里降低温度不利于加快反应速率。
10•设有可逆反应aA（g）丄bB（g）^=dD（g）+eE（g）爲Hm>0,且a+b>d+e,要提高A和B的转化率，应采取的措施是（）
A.高温低压B.高温高压C.低温低压D.低温高压
解：
选B。
根据吕•查德里原理，对吸热反应，当升高温度时，平衡就向能降低温度（即能吸热）的方向移动；当增大压力时，平衡就向能减小压力（即分子化学计量数之和小）的方向移动；所以为提高反应物A和B的转化率，应采取的措施是高温高压。
二、填空题
1.已知反应2NO（g）+2H（g）===N2（g）+2H2O（g）的反应历程为
12NO（g）+H（g）===N2（g）+H2C2（g）（慢反应）
2HQ（g）+H2（g）===2H2O（g）（快反应）
则该反应称为复杂反应反应。
此两步反应均称为基元反应反应，而反应①称为总反应的定速步骤，总反应的速率方
程近似为v=kc（H）c2（NO），此反应为—3_级反应。
2.已知基元反应CO（g）+NO2（g）===CO2（g）+NO（g），该反应的速率方程为v=kc（CO）c（NQ）;此速率方程为质量作用定律的
数学表达式，此反应对NO是_J级反应，总反应是2级反应。
3.催化剂加快反应速率主要是因为催化剂参与了反应，改变反应途径，降低了活化能。
4.增加反应物浓度，反应速率加快的主要原因是活化分子总数增加，提高温度，反应速率加快的主要原因是活化分子百
分数增加。
5.增加反应物的量或降低生成物的量，Q_^Ke,所以平衡向正反应方向移动；对放热反应，提高温度，Q>Ke，所以平衡向逆
反应方向移动。
6.对于气相反应，当△n「0时，增加压力时，平衡不移动；当△n~0时，增加压力时，平衡向正反应方向移动；当△n>0时，增加压力时，平衡向逆反应方向移动。
7.在气相平衡PCl5（g）PCl3（g）+CI2（g）系统中，如果保持温度、体积不变，充入惰性气体，平衡将不移动：
如
果保持温度，压力不变，充入惰性气体，平衡将向右移动。
8.化学平衡状态的主要特征是v正=v逆:
温度一定时，改变浓度、压力可使平衡发生移动，但K值一不变，如温度改变使化学
平衡发生移动，此时K值改变。
9.某化学反应在298K时的速率常数为1.1X10-4s-1，在323K时的速率常数为5.5X10-2s-1。
则该反应的活化能是，
303K时的速率常数为。
三、简答题：
1.根据阿仑尼乌斯指数式k=A-eRT，对一切化学反应，升高温度，反应速率均加快吗？
反应速率常数的大小与浓度、温度、催化
剂等因素有什么关系?
a
解：
根据阿仑尼乌斯指数式k=A-eRT，温度与速率常数成正比，而速率常数又与反应速率成正比，所以对一切化学反应，升高温度，反应速率均加快。
反应速率常数大小由反应物性质决定，与反应物的浓度无关，与温度成正比。
加入催化剂，降低了反应的活化能，增大了反应速率常数，从而使化学反应速率加快。
2.反应速率方程和反应级数能否根据化学反应方程式直接得出？
次氯酸根和碘离子在碱性介质中发生下述反应：
CIO-+I-O^>IO-
+CI-其反应历程为
（1）CIO-+H20===HCIO+0H（快反应）
（2）I-+HCIO===HI0+CI-（慢反应）
（3）HIO+OH-===H2O+IO-（快反应）
1
试证明V=kc（|）C（CIO）C（OH）
解：
反应速率方程式和反应级数不能根据化学反应方程式直接得出，因为质量作用定律只适用于基元反应，且用于定速步骤。
对于复
杂反应的速率方程，只能通过实验获得。
因为反应
（2）为定速步骤，所以v二k2C（「）c（HCIO）
由反应（"可得平衡常数K=C（HCI：
CqC（OH一）所以c（HCQ）二需
代入速率方程得：
vs简整理得：
…k2C（|-）辭
令k2K=k所以v=kc（「）c（CIO-）c」（OH-）
3•写出下列反应的平衡常数K9的表示式。
解:
四、计算题:
2
解：
（1）依题意有：
v=kc（A）
-1s
-1-1-1
k=480Lmolmin=8Lmol
（3）依据v=kc2（A）代入数据计算：
2.4=480c2（A）得到c（A）=0.0707moLL-1
2•在1073K时，测得反应2NO（g）+2H（g）===N2（g）+2H2O（g）的反应物的初始浓度和2的生成速率如下表
实验
序号
初始浓度/（mol•L1）
生成n2的初始速率
c（NO）
c（H2）
mol,L—s-1
1
2.00x1（5
6.00x10
1.92x10
2
1.00x10
6.00x10
0.48x10
3
2.00x10
3.00x10
0.96x10
（1）写出该反应的速率方程并指出反应级数；
（2）计算该反应在1073K时的速率常数；
（3）当c（NO）=4.00X10mol•L,c（H2）=4.00x10mol•L时，计算该反应在1073K时的反应速率。
解：
（1）设速率方程为：
v=kc（NO）cy（H2）
代入实验数据得：
①1.92X10=k（2.00X10）x（6.00X10）y
20.48x10=k（1.00x10）x（6.00x10）y
30.96x10=k（2.00x10）x（3.00x10）y
①迤得4=2xx=2;①超得2=2y,y=1所以v=kc2（NO）c（H2）
（2）k=8x10L2•moi・S
（3）v=5.12x10mol•L
3.已知反应NO（g）===N2O（g）+4C2（g）在298K时的速率常数为3.46x1甘，在338K时的速率常数为4.87x他-1，求该反应的活
化能和反应在318K时的速率常数。
解:
则：
曰=103.56kJ.mol
4•在301K时，鲜牛奶大约4h变酸，但在278K的冰箱中可保持48h，假定反应速率与牛奶变酸的时间成反比，求牛奶变酸的活化能解:
vh1所以《=2k=上=坐=121门邑=-Ea1—2―}
ttki1t24«RIT2T1丿
/ti
Ea/301K--278K-i
In12-77（）贝Ea=75.16kJ.mol
8.314JK-1mol^301K汇278社
5.已知反应2HO===2HO+O的活化能E-=71kJ•mol，在过氧化氢酶的催化下，活化能降为8.4kJ•mol。
试计算298K时在酶的催
时的活化能。
190000JmolJ-Ea2
2.3038.314JK-1mol-791K
则Ea2=135.4kJmol7.已知下列反应在1362K时的平衡常数：
（1）H（g）+爪（g）H2S（g）=0.80
（2）3H（g）+SO2（g）H2S（g）+2H2O（g）席=1.8X10
计算反应（3）4H2（g）+2SO2（g）S2（g）+4H2°（g）在1362K时的平衡常数K
解：
目标方程式（3）可以这样重合得到：
（3）=
（2）X2
（1）X2
1
2SO3（g）SO2（g）的起始量为0.4mol•L,O2（g）
2SO
2（g）+o
2（g）
2SO3（g）
1
起始浓度/（mol?
L-）
0.4
1
平衡浓度/（mol?
L-）
0.4（1-80%）
1-
0.480%
2
0.4X80%
=0.08=0.84
=0.32
所以c（SO2）=0.08molLJ，c（O2）
-0.84molL，，c（SO3）=0.32molLJ
2
Kc=-C（SO3）
0.322
2--…
-1
222a二19.05Lmol
c2（SO2）c2（O2）0.0820.84Lmol
因为压力平衡常数：
&=Kc（RT）-1=[19.05/（8.314X800）]（kPa）
-1=0.00286（kPa）-1
所以标准平衡常数Ke=K）（p9）=&（RT）-1（pe）=0.00286（kPa）
-1
X100kPa=0.286
9.在523K下PCk按下式分解PCl5（g）
PCl3（g）+C12（g）
将0.7mol的PCl5置于2L密闭容器中，当有0.5molPCl5分解
时，体系达到平衡，计算523K时反应的K9及PCl5分解率。
解:
PCl
5（g）=====PCl3（g）+Cl2（g）
起始浓度/（mol?
L-1）工=0.3500
平衡浓度/（mol?
L-）■07#5=0.10.250.25
因为pV=nRT所以p=tRT=cRT
V
—[p（PCl3/pe）][p（Cl2/pe）]c（PCl3）c（Cl2）]RT0.250.258.314523
Kee27.18
[p（PCl5/pe）]c（PCl5）0.1x100
0.35一.01
100%=71.43%
0.35
10.反应C（s）+CO2（g）2CO（g）在1773K时Ke=2.1X10,1273K时Ke=1.6X10,计算:
（1）反应的△rH*，并说明是吸热反应还是放热反应;
（2）计算1773K时反应的△rGe
（3）计算反应的△rS°o
（4）
解:
（2）ArHm=-2.303RTlgKe=-2.303X8.314JmolKX177KXlg2100=-112.78kJ•nh（-）
・・4Ag（s）+O2（g）,已知298K时AgO的△fHe=-30.59kJ•mo!
AfGe=-10.82kJ•mo）。
求:
（1）298K时AgO（s）-Ag体系的p（O2）；
（2）Ag2O的热分解温度（在分解温度时p（O2）=100kPa）。
解：
由题意可得AgO分解的化学反应吉布斯自由能变、焓变分别为
也rG*=2（-也fG*）=21.64kJ•mol；'屮；=2（-AfH*）=61.18kJ•m（i）l
（1）也4=-RTlnKeKe=p（O2）/pe21.64=-RTlnp（O2）/pe
Ke=p（O2）/pe=0.00061p（O2）=0.0161kPa
gg/■、
（2）因为当恰好分解，处于平衡状态时，p（O2）=100kPa所以Kg=1,1门竺=竺？
丄_丄「=298K则
KiR\JiT2丿
11
8.314Jmol-K-,1
—ln—
61.18kJmol-0.0001611
8.在800K下，某体积为1L的密闭容器中进行如下反应2SO（g）+O（g）
的起始量为1.0mol•L，当80%勺SO转化为SO时反应达平衡，求平衡时三种气体的浓度及平衡常数
解:
升级会员 