《2021年无机及分析化学课后习题第三章答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年无机及分析化学课后习题第三章答案.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、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(d23 D.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)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
2、为()。A.2 v B.4 v C.2.8 v D.2.5 v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 2.8 a。3测得某反应正反应的活化能Ea.正=70 kJmol-1，逆反应的活化能Ea.逆=20 kJmol-1，此反应的反应热为()A.50 kJ mol-1B.-50 kJ mol-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 Ea,逆。4在 298K时，反应2H2O2=2H2O+O2，未加催化剂前活化能Ea=71 kJmo
3、l-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.5102倍解：选 C。依据阿仑尼乌斯指数式k=AeRTEa，可得5298314.82900012102.1ee21RTEEaakk5某反应的速率常数为2.15 L2mol-2min-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+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-bs-1，反推可以得到为三级反应。6已知反应
4、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
5、)+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，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，平衡就向精品w o r d 学习资料
6、 可编辑资料-精心整理-欢迎下载-第 1 页，共 6 页能减小压力（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)+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
7、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 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；
8、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1.110-4s-1，在 323 K 时的速率常数为5.510-2s-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=AeRTEa，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=AeRTEa，温度与速率常数成正比，而速率常数又与反应速率成正比，
9、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：ClO-+I-OH IO-+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
10、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-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。精品w o r d 学习资料 可编辑资料-精心整理-欢迎下载-第 2 页，共 6 页文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9
11、O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10
12、ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D
13、6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文
14、档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL
15、1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5
16、B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 H
17、U2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5（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)2M
18、n2+(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)(H)pccpKcccccc四、计算题：1A(g)B(g)为二级反应。当 A的浓度为 0.050molL-1时，其反应速率为1.2 molL-1min-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mi
19、nmolL480-1-1k=-1-1smolL8（3）依据)A(2kcv代入数据计算：)(4804.22Ac得到 c(A)=0.0707mol.L-12在 1073K时，测得反应2NO(g)+2H2(g)=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 /（molL-1）112sLmolN的初始速率生成c(NO)c(H2)12.0010-36.0010-31.92 10-321.0010-36.00 10-30.48 10-332.0010-33.00 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
20、常数；（3）当 c(NO)=4.0010-3molL-1，c(H2)=4.00 10-3molL-1时，计算该反应在1073K时的反应速率。解：（1）设速率方程为：v=kcx(NO)cy(H2)代入实验数据得：1.9210-3=k(2.00 10-3)x(6.00 10-3)y 0.4810-3=k(1.00 10-3)x(6.00 10-3)y 0.9610-3=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=8104 L2mol-2s-1（3）v=5.1210-3molL-13 已知反应N2O5(g)=
21、N2O4(g)+21O2(g)在 298K时的速率常数为 3.46105s-1，在 338K时的速率常数为4.87107s-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精品w o r d 学习资料 可编辑资料-精心整理-欢迎下载-第 3 页，共 6 页文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5
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28、1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L51511s1046.3K298kT?K31833kT代入公式1313a13lnTTTTREkk得 k3=4.79 106 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)2
29、78K301K278K301(molKJ314.812ln11-aE则：Ea=75.16 kJ.mol-15已知反应2H2O2=2H2O+O2的活化能 Ea=71kJmol-1，在过氧化氢酶的催化下，活化能降为8.4 kJmol-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;ARTEklnln1a1RTEEkk2aa12ln=298314.8840071000=25.27 所以12kk9.41010 即 v2/v1=9.410106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
30、反应速率增大4103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）H2(g)+21S2(g)H2S(g)K1=0.80（2）3H2(g)+SO2(g)H2S(g)+2H2O(g)K2=1.8104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
31、：(3)=(2)2-(1)2 K=224221()1.810()0.8KK=5.061088 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 molL-1，O2(g)的起始量为1.0 molL-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%804.0 0.4 80%=0.08 =0.84 =0.32 所以12(SO)0.08 mol L
32、c，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=19.05/（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）-1100 kPa=0.286精品w o r d 学习资料 可编辑资料-精心整理-欢迎下载-第 4 页，共 6 页文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M1
33、0O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B
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39、:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L59在 523K下 PCl5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0.5mol 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
40、)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=cRT18.271001.0523314.825.025.0)PCl()Cl()PCl()/PCl()/Cl()/PCl(523523pRTcccppppppK%10035.001.35.0=71.43%10反应C(s)+CO2(g)2CO(g)在 1773K时K2.1103，1273K时K1.6102，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：（
41、1）由 ln2rm21121()KHTTKRT TrmH=2311106.1101.2lnK)12731773(K1273K1773KmolJ314.8=96.62 kJ mol-1（2）rmH=-2.303RT lgK=-2.3038.31411KmolJ1773Klg2100=-112.78 kJmol-1（3）rmrmrmGHTS1-1-1mrmrmrKmolJ1.1181773KmolJ)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(
42、I2)/(molL-1)c(HI)/(molL-1)10.0600.4002.0020.0960.3000.500030.0860.2631.02解：K=45.9 Q1=)()(1400.01060.02100.2=166.7 K=45.9 反应逆向自发Q2=)()(1300.01096.0215000.0=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=-30.59 kJmol-1，fGm=-10.82 kJmol-1。求:（1
43、）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 kJmol-1；rmfm2()HH=61.18 kJmol-1（1）rmlnGRTK2/)O(ppK2/)O(ln64.21ppRT00061.0/)O(2ppKp(O2)=0.0161 kPa精品w o r d 学习资料 可编辑资料-精心整理-欢迎下载-第 5 页，共 6 页文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M1
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50、:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5文档编码:CL1M10O5B2B5 HU2T6Q9O4Q10 ZN1L6D6J6L5（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精品w o r d 学习资料 可编辑