《2022年无机及分析化学课后习题第三章答案说课讲解 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年无机及分析化学课后习题第三章答案说课讲解 .pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流一、选择题1对反应2SO2(g)+O2(g) NO(g)2SO3(g) 下列几种速率表达式之间关系正确的是( )。A. dtdcdtc)O()SO(d22B. tctcd2)SO(dd)SO(d32C. tctcd)O(dd2)SO(d23D. 32d (SO)d (O)2d d cctt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：ABYZABYZtvctvctvctvcvddddddddZZYYBBAA2由实验测定， 反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) 的速率方程为 vkc(H2)
2、c1/2(Cl2) ，在其他条件不变的情况下， 将每一反应物浓度加倍，此时反应速率为 ( )。A. 2vB. 4vC. 2.8vD. 2.5v 解：选 C。依据化学反应的速率方程 kc(H2)c1/2(Cl2)，H2和 Cl2浓度增大都增大一倍时，速率应该增大22倍，即相当于 2.8a。3测得某反应正反应的活化能Ea.正=70 kJ mol-1，逆反应的活化能Ea.逆=20 kJ mol-1，此反应的反应热为 ( ) A. 50 kJmol-1B. -50 kJmol-1C. 90 kJ mol-1D. -45 kJ mol-1 解：选 A。依据过渡态理论，反应热可以这样计算：Q = Ea,正
3、 Ea,逆。4在 298K 时，反应2H2O2=2H2O+O2，未加催化剂前活化能Ea=71 kJ mol-1，加入 Fe3+作催化剂后，活化能降到42 kJ mol-1，加入催化剂后反应速率为原来的（） 。A. 29 倍B. 1 103倍C. 1.2 105倍D.5 102倍解：选 C。依据阿仑尼乌斯指数式k = A eRTEa，可得5298314.82900012102.1ee21RTEEaakk5某反应的速率常数为2.15 L2 mol-2 min-1，该反应为 ( )。A. 零级反应B. 一级反应C. 二级反应D. 三级反应解： 选 D。 对于一个基元反应，aA + bB = cC +
4、 dD， 有反应速率为(A)(B)abvkcc则其速率常数 k 的单位的通式可写成： (mol L-1)1-a-b s-1，反推可以得到为三级反应。6已知反应2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g) 的速率方程为 vkc2(NO)c(Cl2)。故该反应 ( ) A. 一定是复杂反应B. 一定是基元反应C. 无法判断解：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。7已知反应N2(g)+O2(g)=2NO(g) rHm0，当升高温度时， K将( )。A. 减小B. 增大C. 不变D. 无法判断解：选 B。根据吕 查德里
5、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；即反应正向进行，平衡常数将增大。8已知反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)平衡常数为 K1，反应SO2(g)+21O2(g) SO3(g)平衡常数为 K2。则 K1和 K2的关系为 ( ) A. K1K2B. K12KC. K21KD. 2K1K2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-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O rHm0， 且 a+bd+e， 要提高 A 和 B 的转化率，
6、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，平衡就向能名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流减小压力（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
7、知反应2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) 的反应历程为2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(g)（慢反应）H2O2(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，而反应称为总反应的定速步骤，总反应的速率方程近似为v=kc(H2)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(NO2) ；此速率方程为质量作用定律的数学表达式，此反应对NO2是1 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
8、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 K，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，平衡向逆反应方向移动。7在气相平衡PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(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值不变，如温度改变使化学平衡
9、发生移动，此时K值改变。9某化学反应在298 K 时的速率常数为1.1 10 - 4s-1， 在 323 K 时的速率常数为5.5 10 -2s-1。则该反应的活化能是，303 K 时的速率常数为。三、简答题：1根据阿仑尼乌斯指数式k = A eRTEa，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？解：根据阿仑尼乌斯指数式k = A eRTEa，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
10、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：ClO- + I-OHIO-+ Cl-其反应历程为（1）ClO- + H2O = HClO + OH-（快反应）（2）I- + HClO = HIO + Cl-（慢反应）（3）HIO + OH- = H2O + IO-（快反应）试证明vkc(I-)c(ClO-)c-1(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（
11、 2）为定速步骤，所以-2(I ) (HClO)vk cc由反应（ 1）可得平衡常数 K=-(HClO)(OH)(ClO)ccc所以-(ClO )(HClO)(OH )K ccc代入速率方程得：-2-(ClO )(I )(OH )K cvk cc整理得：-2-(ClO )(I )(OH )cvK k cc令 k2K=k所以-1-(I ) (ClO )(OH )vkccc3写出下列反应的平衡常数K的表示式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - -
12、- - - - - - 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流（1）CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) （2）MgCO3(s) MgO(s) + CO2(g) （3）NO(g) + 21O2(g) NO2(g) （4）2MnO4-(aq) + 5H2O2(aq) + 6H+(aq) 2Mn2+(aq) + 5O2(g) + 8H2O(l) 解：（1）2242(CO )(CH )(O )ppKpppp（2）2(CO )pKp（3）21/ 22(NO )(O )(NO)ppKpppp（4）252+2265-+422(O )(Mn)(MnO)(H O
13、 )(H)pccpKcccccc四、计算题：1A(g) B(g) 为二级反应。当 A 的浓度为 0.050mol L-1时，其反应速率为1.2 mol L-1 min-1。 （1）写出该反应的速率方程。 （2）计算速率常数。（3）在温度不变时欲使反应速率加倍，A 的浓度应为多大？解： （1）依题意有：)A(2kcv（2）依据)A(2kcv，代入数据计算：2)05.0(2 .1k得到minmolL480-1-1k=-1-1smolL8（3）依据)A(2kcv代入数据计算：)(4804 .22Ac得到 c(A)=0.0707mol.L-1 2在 1073K 时，测得反应2NO(g)+2H2(g)=
14、N2(g)+2H2O(g)的反应物的初始浓度和N2的生成速率如下表实验序号初始浓度 /（mol L-1）112sLmolN的初始速率生成c(NO) c(H2) 1 2.00 10-3 6.00 10-31.92 10-32 1.00 10-36.00 10-30.48 10-33 2.00 10-33.00 10-30.96 10-3（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)=4.00 10-3 mol L-1，c(H2)=4.00 10-3 mol L-1时，计算该反应在1073K 时的反应速率。解： （1）设速率方程为：v=
15、kcx(NO)cy(H2) 代入实验数据得：1.92 10-3=k(2.00 10-3)x(6.00 10-3)y0.48 10-3=k(1.00 10-3)x(6.00 10-3)y0.96 10-3=k(2.00 10-3)x(3.00 10-3)y 得4 = 2xx=2 ； 得2 = 2y，y = 1 所以 v=kc2(NO)c(H2) （2）k=8 104 L2 mol-2 s-1（3）v=5.12 10-3 mol L-13 已知反应N2O5(g)= N2O4(g)+21O2(g) 在 298K 时的速率常数为 3.46 105s-1，在 338K 时的速率常数为 4.87 107s
16、-1，求该反应的活化能和反应在 318K 时的速率常数。解：1212a12lnTTTTREkk1511s1046.3K298kT1721s1087.4K338kT则：Ea=103.56 kJ.mol-1名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流1511s1046.3K298kT?K31833kT代入公式1313a13lnTTTTREkk得 k3= 4.79 106
17、s-14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：tv1所以tk1，1244811211212ttttkk1212a12lnTTTTREkk)278K301K278K301(molKJ314.812ln11-aE则：Ea=75.16 kJ.mol-15已知反应2H2O2=2H2O+O2的活化能 Ea=71kJ mol-1，在过氧化氢酶的催化下，活化能降为8.4 kJ mol-1。试计算 298K 时在酶的催化下， H2O2的分解速率为原来的多少倍？解：ARTEklnln2a2; ARTEklnl
18、n1a1RTEEkk2aa12ln= 298314.8840071000=25.27 所以12kk9.4 1010 即 v2/v1=9.4 10106在 791K 时，反应CH3CHO=CH4+CO 的活化能为 190 kJ mol-1，加入 I2作催化剂约使反应速率增大4 103倍，计算反应在有I2存在时的活化能。解：ARTEklnln2a2; ARTEklnln1a1RTEEkk21aa12ln因为312104kk，所以K791molKJ314.8303.2molJ190000)104lg(11-a132E则2aE=135.4 kJ.mol-17已知下列反应在1362K 时的平衡常数：（1
19、）H2(g) + 21S2(g) H2S(g) K1=0.80 （2）3H2(g) + SO2(g) H2S(g) + 2H2O(g) K2=1.8 104 计算反应（ 3）4H2(g) + 2SO2(g) S2(g) + 4H2O(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)2-(1) 2 K=224221()1.810()0.8KK=5.06 1088在 800K 下，某体积为 1L 的密闭容器中进行如下反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) SO2(g)的起始量为0.4 mol L-1， O2(g)的起始量为1.0 mo
20、l L-1，当 80%的 SO2转化为 SO3时反应达平衡，求平衡时三种气体的浓度及平衡常数。解：2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) 起始浓度 /(mol?L-1) 0.4 1 0 平衡浓度 / (mol?L-1) 0.4(1-80%) 1-2%804.00.4 80% =0.08 =0.84 =0.32 所以12(SO )0.08 mol Lc，12(O )0.84 mol Lc，13(SO )0.32 mol LcKc= 122222232molL84.008.032.0)O()SO()SO(ccc19.05 L.mol-1 因为压力平衡常数： Kp= Kc(RT)-1=1
21、9.05/（8.314800） （kPa）-1= 0.00286（kPa）-1 所以标准平衡常数K=Kp(p)=Kc(RT)-1(p)= 0.00286（kPa）-1 100 kPa = 0.286 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流9 在 523K 下 PCl5按下式分解PCl5(g) PCl3(g)+C12(g)将 0.7mol 的 PCl5置于 2L
22、密闭容器中， 当有 0.5mol PCl5 分解时，体系达到平衡，计算523K 时反应的 K及 PCl5分解率。解：PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 起始浓度 /(mol?L-1)27. 0=0.35 0 0 平衡浓度 / (mol?L-1) 25 .07 .0=0.1 0.25 0.25 因为 pV=nRT所以 p=RTVn=cRT 18.271001. 0523314.825.025. 0)PCl()Cl()PCl()/PCl()/Cl()/PCl(523523pRTcccppppppK%10035. 001.35. 0= 71.43% 10反应C(s) + CO2(g
23、) 2CO(g)在 1773K 时 K2.1 103，1273K 时 K1.6 102，计算 : （1）反应的 rHm，并说明是吸热反应还是放热反应；（2）计算 1773K 时反应的 rGm（3）计算反应的 rSm。解：（1） 由 ln2rm21121()KHTTKRT TrmH=2311106.1101.2lnK)12731773(K1273K1773KmolJ314.8= 96.62 kJmol-1（2）rmH= -2.303RT lgK = -2.3038.31411KmolJ 1773K lg2100 = -112.78 kJmol-1（3）rmrmrmGHTS1-1-1mrmrmrK
24、molJ1.1181773KmolJ)11276096620(TGTS11在 763K 时反应H2(g) + I2(g) 2HI(g) K=45.9，H2、I2、HI 按下列起始浓度混合，反应将向何方向进行？实验序号c(H2) / (molL-1) c(I2) /( molL-1) c(HI) / (molL-1) 1 0.060 0.400 2.00 2 0.096 0.300 0.5000 3 0.086 0.263 1.02 解：K = 45.9 Q1 = )()(1400.01060.02100.2=166.7 K = 45.9 反应逆向自发Q2 = )()(1300.01096.02
25、15000.0=8.68 K = 45.9，正向自发Q3 = )()(1263.01086.02102.145.9 = K = 45.9，平衡状态12Ag2O 遇热分解2Ag2O(s)4Ag(s) + O2(g)， 已知 298K 时 Ag2O 的 fHm= -30.59kJmol-1，fGm= -10.82 kJmol-1。求: （1）298K 时 Ag2O(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 Ag2O 分解的化学反应吉布斯自由能变、焓变分别为rmfm2()GG=21.64 kJ mol-1；rmfm2()HH
26、=61.18 kJ mol-1（1）rmlnGRTK2/)O(ppK2/)O(ln64.21ppRT00061.0/ )O(2ppKp(O2)=0.0161 kPa 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流（2）因为当恰好分解，处于平衡状态时，p(O2)=100 kPa 所以 K=1 ，2rm11211lnKHKRTTT1=298 K 则0001611.01lnmolkJ18.61KmolJ314.8K298111112T， T2 = 470 K 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -