习题382790681

1、文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.第三章(p. 66)1 .写出下列反应的标准平衡常数表达式:(1) 2N2O5(g) = 4NO 2(g) + 02(g)(2) SiCl 4(1) + 2H 20(g) = SiO 2(s) + 4HCl(g)(3) CaCO3(s) = CaO(s) + CO 2(g)(4) ZnS(s) + 2H +(aq) = Zn 2+(aq) + H 2s(g)解：(1) K(Pno2 /P )4(Po2 /P )(Pn2o5 /P )22 .尿素CO(NH2)2(s)的fG = -197.15 kJ/mol ,其它物质的fG查表。求下

2、列反应在 298 K时 的 K :CO2(g) + 2NH 3(g) = H2O(g) + CO(NH 2)2(s)解：rG = -197.15 + (-228.6) -2 (-16.5) - (-394.4) = 1.65 (kJ/mol)1.65 103 = -8.314 2981nK , K = 0.5143. 673 K时，将0.025 mol COC1 2(g)充入1.0 L容器中。当建立下列平衡时COC12(g) = CO(g) + Cl 2(g)有16% COCl 2离解。求此时的 K。解：K0.042(0.025 0.16RT)2/(p )20.025 (1 0.16)RT/p

3、p = 101.3 kPa, R = 8.314 J/(mol K)4. 298 K时向10.0 L烧瓶中充入足量的 N2O4,使起始压力为 100 kPa, 一部分 N2O4分解为 NO2,达平衡后总压力等于116 kPa。计算如下反应的 K。N2O4(g) = 2NO 2(g)助 100 10.0116 10.0解：n1 0.404(mol) , n2 0.468(mol)8.314 2988.314 2985. 反应H2(g) + I2(g) = 2HI(g)在628 K时K = 54.4。现于某一容器内充入 H2和|2的量各为0.200 mol,并在该温度下 达到平衡，求I2的转化率。

4、解：设达到平衡时，消耗H2和|2各x mol。7.38(0.200 - x) = 2x,1.48 -7.38x = 2x, x = 0.157 (mol)0.157 0.200 = 0.786 = 78.6%6.乙烷脱氢反应 C2H6(g) = C 2H4(g) + H 2(g)，在1000 K时K = 0.90。试计算总压力为 150 kPa 时乙烷的平衡转化率。x,则此时乙烷为 A(1-x)解：设起始时刻乙烷为 A mol。达到平衡时，若乙烷的平衡转化率为mol,乙烯为x mol ,氢气为x mol。因此，有:x 2(150 p )20.90 1 x1501一x p1 x0.90(150

5、101.3)x2(1 x)(1 x)x = 0.617.已知在298K时(1) 2N2(g) + 02(g) = 2N 2O(g)K14.8 10 37(2) N2(g) + 2O2(g) = 2NO 2(g)K2一一 一 198.8 10 19求 2N2O(g) + 3O 2(g) = 4NO2(g)的 K。解：2N2O(g) + 3O2(g) = 4NO2(g)为(3),则(3) = 2 (2) - (1)8.反应2cl2(g) + 2H 2O(g) = 4HCl(g) + O2(g)rH = 114.4 kJ/mol当该反应达到平衡后，进行左边所列的操作对右边所列的数值有何影响(操作中没

6、有注明的，是指温度不变，体积不变)？(1)增大容器体积n(H 2O)(2)加 O2 n(H2O)(3)加 O2 n(O2)(4)加 O2 n(HCl)(5)减小容器体积n(Cl2)(6)减小容器体积p(Cl2)(7)减小容器体积K(8)升高温度 K(9)升高温度 p(HCl)(10)加 N2 n(HCl)(11)加催化剂 n(HCl)答：(1)水的摩尔数减少(2)水的摩尔数增加(3)平衡向左移动，氧的摩尔数的变化取决于平衡移动所消耗的氧气和加入氧气的相对 量。(4)氯化氢的摩尔数减少(5)氯气的摩尔数增加(6)氯气的分压增大(7) K不变(8) K减小(9) p(HCl)增高(10) n(HC

7、l)不变(理想气体)；n(HCl)减少(真实气体)(11)n(HCl)不变9 .已知反应 N2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g),在500 K时K = 0.16。试判断该温度下，在 10 L密闭容器中充入 N2, H2和NH3各0.10 mol时反应的方向。解：PN2pNH30.1 8.314 500100.1 8.314 5001041.6 (kPa),41.6 (kPa)PH20.1 8.314 500 41.6 (kPa)102(PNH3 p )JF 3(PN2 p )(PH2 p )(p )2(41.6)25.9 > 0.16,平衡向左移动(即反应逆向进行)。10

8、. PCl5 热分解反应式为：PCl5(g) = PCl3(g) + Cl 2(g).在10 L密闭容器内盛有 2.0 mol PCl 5, 700 K时有1.3 mol PCl 5分解，求该温度下的K。若在该密闭容器中通入1.0 mol Cl 2, PCl5分解的百分率为多少？(ppc13 p )(pc12 p )1.32RT 1.32 8.314 700用牛.K 14 oppci p0.7 V p 0.7 10 101.35设：分解分数为 x,则： 2x (1一% 8.314 700 14 2(1 x) 10 p2x (1 + 2x) = 4.87(1 - x),4x2 + 6.87x -

9、 4.87 = 06.876.872 4 4 4.87x 0.54。811 .酯化反应C2H5OH(l) + CH 3COOH(l) = CH 3COOC2H5。)+ H 2O。)解：K可看作理想溶液反应。在 298 K时，若将2.0 mol C 2H5OH与2.0 mol CH 3COOH混合， 平衡时各种物质有 2/3变为生成物。今将 138克C2H5OH与120克CH3COOH在298 K 时混合，试问平衡混合物中有多少CH3COOC2H5生成？设：平衡时生成 x mol CH3COOC 2H5。2 4 ,4(6 - 5x + x2) = x2,3x2 20x +24 = 0(3 x)(

10、2 x),')'20.400 288x 1.57 (mol), 1.57 88 = 138 (g)612 .反应N2O4(g) = 2NO 2(g)在317 K时K = 1.00 o分别计算总压力为 400 kPa和1000 kPa时N2O4的离解百分率, 并解释计算结果。解：设离解百分率为 x。2x 2 400(-)2 /p1.00 1-,1 x 2 = 15.8x2,x = 0.2441 x2x 21000()2/p1.00 1x,1 x2 = 39.5x2,x = 0.1571 x1 x由于1摩尔四氧化二氮分解成 2摩尔二氧化氮，所以增加压力不利于四氧化二氮的分解， 而导

11、致其分解百分率下降。13.已知反应CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H2(g)在749 K时K = 6.5。今若需90%CO转变为CO2,问CO和H2O要以怎样的物质的量 比相混合？解：设初始混合物中 CO和H2O的摩尔比为1:x0.926.5 ,0.65(x - 0.9) = 0.81, x = 2.1(1 0.9)(x 0.9)14 .已知H2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g)的 rH = -92.2 kJ/mol , 298 K 时 K = 6.1 105。求 773 K时的平衡常数K。解：rG = -RTln K = -8.314 2981n(6.1

12、 105) = -3.3 104rG= rH - TrS,-3.3 104 = -92.2103-298rS,rS= -199 (J/mol)773 K 时：rG = -92.2 103 + 773 199 = 6.14 1046.14 1 04 = -8.314 7731n K , K = 7.1 10-515 .在某温度下，测得下列反应呵Br2) 4.0 10 5/(L S)。dt4HBr(g) + O 2(g) = 2H 2O(g) + 2Br 2(g)求：(1)此时的 dc(O2)和 dc(HBr)； dtdt(2)此时的反应速率。dc(O2) dc(Br2)5解：(1) 2(1)2.

13、0 10 5 mol/(L s)dt dtdc(HBr) dc(B2)5 2(4)8.0 10 mol/(L s)dt dtdc(Br2)5(2) "J 2 2.0 10 mol/(L s)16. (CH3)2O分解反应：(CH3)2O = C2H4 + H2O的实验数据如下：t/s0200400600800c (CH 3)2O/(mol/L)0.010000.009160.008390.007680.00703(1)计算200秒到600秒间的平均速率。(2)用浓度对时间作图，求 400秒时的瞬时速率。解：(1) = (0.00768 -0.00916) 400 (-1) = 3.7

14、0 10-6 mol/(L s)(2)c (CH 3)2O/(mol/L)=3.64 10-6 mol/(L s)17.在298 K时，用以下反应S2O82-(aq) +2I -(aq) = 2SO42-(aq) + 12(aq)进行实验，得到的数据列表如下：实验序号c (S2O82-)/(mol/L)c (I-)/(mol/L)/mol/(Lmin)11.0 10-41.0 10-20.6510-622.0 10-41.0 10-21.3010-632.0 10-40.50 10-20.6510-6求 反应速率方程；(2)速率常数；(3) c(S2O82-) = 5.0 10-4 mol/L

15、, c (I -) = 5.0 10-2 mol/L 时的反应速率。解：根据表中数据可得到如下方程组：0.65 10 6 k(1.0 10 4)a(1.0 10 2)ba 11.30 10 6 k(2.0 10 4)a(1.0 10 2)b 解得： b 10.65 10 6k(2.0 10 4)a(0.50 10 2)bk 0.65(1) = 0.65c(S2O82-) c(I -);(2) k = 0.65 ;(3) = 0.65 5.0 10-4 5.0 10-2 = 1.6 10-5 mol/(L min)。1.6 10-5 1.0 1.0 = 1.6 10-5 (mol) = 4.1

16、10-3 (g)18 .反应H2(g) + Br 2(g) = 2HBr(g)在反应初期的反应机理为(1) Br2 = 2Br(快)(2) Br + H2 = HBr + H(慢)(3) H + Br2 = HBr + Br(快)试写出该反应在反应初期的速率方程式。解：反应的速率由慢反应，即第(2)步反应所控制，=k'c (Br) c(H2),其中c(Br)由第(1)步反应确定:c(B2)c(Br) K皿=k' K1/2 c1/2(Br2)c(H2)= k c1/2(Br2)c(H2)19 .元素放射性衰变是一级反应。14C的半衰期为5730 a (a代表年)。今在一古墓木质样

17、品中 测得14C含量只有原来的68.5%。问此古墓距今多少年？解：t1 2 ln2 , k = 1.210 10-4 kln0.685 = ln1.00 - 1.210 10-4t,t = 3.13 103 (年)20 .蔗糖在稀酸溶液中催化水解是一级反应C12H22O11 + H2O = 2c6H12O6在48°C时速率常数为 3.22 10-4 s-1。问(1) 20.0 g蔗糖水解掉一半所需的时间。(2) 20.0 g蔗糖经1小时水解之后还剩多少？解：(1) ln10.0 = ln20.0 -3.22 10-4t,t = 2.15 103 (s)(2)设剩余的蔗粮为 x 克。

18、lnx = ln20.0 - 3.22 10-4 3600答:lnk1/TLnx = 1.85, x = 6.27 (g)21.反应SiH4(g) = Si(s) + 2H 2(g)在不同温度下的速率常数为T/K7738739731073k/s-10.0482.349590试用作图法求该反应的活化能。作图得斜率为-2.64 10-4,据此算得反应的活化能Ea为：2.64 104Ea, Ea 2.64 104 8.314 2.19 105 (J/mol) = 219 (kJ/mol)23.反应C2H5Br(g) = C2H4(g) + HBr(g) 在 650 K 时 k 为 2.0 10-5

19、s-1,在 670 K 时 k 为7.0 10-5 s-1,求 690 K 时的 k。解:2.0 10 5 AeEa8.314 65024.解:7.0 10 5 AeEa8.314 6702 ln 7Ea = 2.27 105 (J/mol) = 227 (kJ/mol),2.27 105k690 3.36 1013e 8.314 690 2.2 10Ea11、a ()8.314 670 650A = 3.364(s-1)在301 K时鲜牛奶大约 4.0 h变酸，但在278 K与变酸时间成反比，求牛奶变酸反应的活化能。EaAe 8.314 3011013的冰箱中可保持 48小时。假定反应速率1

20、48EaAe 8.314 278ln12Ea8.314(278 301Ea = 7.5 104 (J/mol) = 75 (kJ/mol)25.在773 K时进行合成氨反应，用Fe作催化剂可使反应的活化能从254kJ/mol降低到146kJ/mol。假定使用催化剂不影响“指前因子”，试计算使用催化剂时反应速率增加的倍解:设反应速率增加的倍数为X,103 /C , C、7ln x (254 146) , x = 2.0 1078.314 77326.已知基元反应 2AB的反应热为rH ,活化能为Ea,而B2A的活化能为Ea。答:27.问：(1)Ea和Ea有什么关系？(2)加催化剂，Ea和Ea'各有何变化？(3)提高温度，Ea和Ea'各有何变化？(4)增加A的起始浓度，Ea和Ea'各有何变化?(