化学课后题答案

1、第一章化学反应热习题与解答1.说明下列符号的含义。QV r H m (T) r H m (T) f H m ( T )答：Qv :等容反应热；Hm(T)：某温度下，反应的摩尔始变(数值等于等压反应热)；fHm(T):某温度下某物质的标准摩尔生成烙；：反应进度。2.盖斯定律的使用条件，下列哪种说法正确？(1)等压(2)等容(3)等温、等容或等温、等压(4)等温、不做有用功，等容或等压答：正确答案为(4)。3 .热力学标准态的含义？为什么要确定热力学标准态？答：热力学标准态是指在温度T (但没有限定温度)和标准压力 p6(100kPa)下物质所处状态。而对纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压

2、力pe(100kPa)下的状态。混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为p®时的状态。因为化学反应中的能量以及状态函数改变是受许多条件(如温度、压力、浓度、聚集 状态等)的影响，为了比较方便，国际上规定了物质的热力学标准态。4 .简述照明弹中的铝、镁、硝酸钠和硝酸钢等物质各起什么作用？答：金属铝、镁在燃烧时，可以放出大量热(fHm，MgO= - 601.7 kJ/ mol, H m，Al 2O3 =- 1675.69 kJ/?mol-1)产生千度以上的高温， 而反应放出的热量又能使硝酸盐分解产生。2,又加速镁、铝的燃烧反应，使照明弹更加绚丽夺目。在其中铝和镁作为还原剂；氧

3、气、硝酸钠和硝酸钢等作氧化剂。5 .通过计算说明，氧一乙快焰为什么可以用于金属焊接和切割？答：(5/2) O2 + C2H 2 = 2CO2 + H2O(g)fHm/ (kJ? mol-1)0226.7-393.5-241.8rHm= fHm(生成物)fHm (反应物) rH m=2X (-393.5) + (-241.82) - 226.7 -0 = - 1255.5 kJmol-1因反应放出大量热，可以熔化金属，所以可用于焊接或切割金属。6 .通过计算说明，为什么称硼的氢化物(硼烷) ，硅的氢化物(硅烷)是高能燃料已知 B2H6 (g)的 f H m = 36.56 kJ - mol-1,

4、 B2O3 (s)的 f H m =-1132.55 kJ - mol-1; SiH4(g)的 fHm =34.31 kJ mol-1, SQ2 (s)的 f Hm =-910.7kJ - mol-1。解：B2H6 (g) + 3O2(g) = B2O3 (s) + 3H2O (g)fHm / (kJ - mol-1)36.560-1132.55-241.82 rHm= -1132.55+3 X (-241.82) -36.56 -0 = - 1894.57 kJ mol-1SiH4 (g) + 2O2(g) = SiO2 (s) + 2H2O (g)fHm / (kJ - mol-1)34.

5、310-910.7-241.82 rHm= -910.7 + 2 X(-241.82) -34.31 -0 = - 1428.65 kJmol-1上述两个反应都放出大量热，因此B2H6 (g)和SiH4 (g)可以作为高能燃料。7 .已知下列反应的化学反应热C (石墨)+ O2 (g) = CO2 (g)ArHm(1)= -393.5 kJ mol1H2 (g) + (1/2) O2 (g) =H2O (l)ArHm(2)= -285.8 kJ - mol1C2H6 (g) +(7/2)O 2 (g) =2CO2 (g) +3H2O (l) ArHm (3) = -1559.8 kJ - mo

6、l-1不用查表，计算由石墨和氢气化合生成1mol C 2H 6 (g)反应的ArHm。解:根据 Hess 定律 ArHm (C2H6) = 2 ArHm(1) + 3 A rHm(2) - ArHm (3)所以 ArHm (C2H6) = 2 (K 393.5) + 3 X ( 285.8) ( 1559.8) = 84.6 kJ m ol-18 .在用硝石制硝酸时，下列反应同时发生(1) KNO 3 (s) + H2SO4 (l) = KHSO 4 (s) + HNO 3 (g)(2) 2KNO 3 (s) + H2SO4 (l) = K2SO4 (s) + 2HNO 3 (g)制得的硝酸中

7、80%是由反应(1)产生的，20%是由反应(2)产生的。问在25c制取1kgHNO 3(g) 时将放出多少热量？已知KNO 3、H2SO4、KHSO 4、HNO3 (g)、K2SO4的标准生成始依次为-494.63、813.99、-1160.6、135.6、- 1437.79 (kJ - mol-1)。解：KNO 3 (s) +H2SO4 (l) = KHSO 4 (s) + HNO 3 (g)方程(1)fH m/(kJ ?mol-1)-494.63813.99-1160.6135.6rHm= fHm(生成物)fHm (反应物)rHm(1) = ( -1160.6 +135.6 ) ( -49

8、4.63 + 813.99 ) = - 1344.36 kJ mol-12KNO 3 (s) +H2SO4 (l) = K2SO4 (s) +2HNO 3 (g)方程(2)fHm/ (kJ?mol-1) -494.63813.99-1437.79135.6 rHm(2)= -1437.79+ 2 (135论-2 (-469.63) +(813.99)= - 991.32 kJ mol-11000HNO 3的相对分子量为 63,1 kg HNO 3的物质的量 n = 63 =15.9 (mol)制取1 kg HNO 3(g)时的反应热为480% 15.91344.3620% 15.91041.3

9、22,04 10 kJ/kg9 .甘油三油酸脂是一种典型的脂肪，当它在人体内代谢时发生下列反应 C57H104O6 (s) + 80 O2 (g) = 57CO 2 ( g) +52H2O (l)该反应的 rHm= -3.35X 10 4 kJ - mol-1 ,问如以当代男大学生平均每人每日耗能10125.3kJ,且以完全消耗这种脂肪来计算，每天需消耗多少脂肪？10125.310125.3n0.302(mol)一H33500解：每天消耗脂肪物质的量1rHm该脂肪相对分子量为 884;每天消耗脂肪的质量为：0.302 X 884=267.0 (g)10 .葡萄糖(C6H 12O6)完全燃烧反应

10、的方程式为C6H12O6 (s) + 6O2 (g) = 6CO2 (g) + 6H2O (l)该反应的 rHm = -2820 kJ - mol-1,反应热的约40%可用于肌肉活动的能量。试计算一匙葡萄糖(以3.8g计)在人体内氧化时，可获得的肌肉活动能量。解：葡萄糖相对分子量为180;一匙葡萄糖(3.8g)的物质的量为 3.8 / 180 = 0.021(mol) 一匙葡萄糖被氧化放出的热量为0.021 rHm= 0.021 X2820 = 59.2 kJ可获得的肌肉活动能量59.2X 40% = 23.7 kJ11 .辛烷是汽油的主要成分，据附录的有关数据计算下列两个反应的热效应，并从计

11、 算结果比较得出结论(已知：fHm (C8H18, l) =-218.97 kJ - mol-1) ?(1)完全燃烧C8H18 (l) + O2 (g) 一 CO2 (g) + H2O (2)不完全燃烧C8H 18 + O2 (g) 一 C (s) + H2O 解：据附录查得下列物质C8H18(1), O2 (g) , CO 2 (g),C(s), H 2O(l)的标准生成次含变分别为 218.97kJ.mol-1, 0,393.5 kJ.mol-1,0,285.83 kJ.mol-1rHm=fHm(生成物) fHm(反应物)C8H18 (l) + (25/2) O2 (g) = 8CO2 (

12、g) + 9H2O (l) fHm/ (kJ?mol-1) -218.970- 393.5- 285.83 rHm(1)= 8 ( - 393.5) + 9 ( - 285.83) - 0 - ( -218.97) =-5501.58 kJ - mol-1C8H18 (l) + (9/2) O2 (g) =16C(s) + 9H2O(l)fHm/ (kJ?mol-1) -218.9700- 285.83rHm(2)=0 + 9 ( - 285.83 ) -0 ( - 218.97)= 2353.5 kJ. mol-1 rH m(1) >> rHm(2), 结论：完全燃烧放热量大。第

13、二章化学反应进行的方向和限度习题与解答12 下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。(1) 因为Qp=AH,而A H与变化途径无关，是态函数，所以qv也是状态函数。答：错，H是状态函数，但是烙变q H)不是状态函数。热量、功以及状 态函数的变量“A”都不是状态函数。(2)单质的标准生成烙 因此其标准嫡也为零。答：错，因 H和G最稳定单质的 f H m和f(f H m)和标准生成吉布斯函数变 (fGm)都为零, 的绝对值还无法得到，因此采用相对值，根据定义，Gm都为零，而S有绝对值，除完美晶体在 OK时的嫡等于0外,其它条件下的嫡(包括标准嫡)皆不为零。但离子的嫡也是相对值，是以氢离子为相对标

14、准(H+的 Sm = 0)(3)对于纯固、液、气态物质而言，100kPa、298K是其标准态。答：对。虽然热力学标准态不指定温度,但是任何温度都有其对应的标准态。(4) H、S、G都与温度有关，但A H, AS, A G都与温度关系不大。答：错，一般认为反应的A H, A S与温度关系不大，但A G =AH- TA S 所以A G与温度有关。(5)等温等压条件下，用rG就可以判断任何一个化学反应的方向。答：错，等温等压条件下用rGm (>0或<0)判断反应方向，而不是用rG(6)化学反应进度可以度量化学反应进行的程度，所谓1mol反应是指各物质按化学计反应方程式进行的完全反应。答：

15、对(7) K与Kc、Kp在数值上是相等的，但量纲不一定相同，. - 一® 答：(有关数值)Kc与K的数值相等；当 b0B值也相等。(有关量纲)K没有量纲；当B0时，kp与K的数0时，Kc与Kp也都没有量纲；但是0时，Kc与Kp有量纲;3H2(g) 2NH3(g)例如合成氨反应N 2 (g)设平衡时 p (NH 3) =247 kPa ;p (N2) =1kPa；p (H 2) =10kPa oPNH3(Pa)233Kp= PN2 PH2 Pa (Pa)2470002( Pa) 21000 100003( Pa)4 = 6.1X10 5 (Pa) 2假如单位用 atm , Kp = 6

16、.1 x 105atm2；或用 mmHg , Kp =1.06mmHg 2。2 (PnH3 p )/、/、3(247000/100000)2_ 56.1 10Ke =(PN2P )(PH2/p )-3=(1000/100000) (10000 /100000)可以看出0时，Kp有量纲，且数值与 Ke不等。(8)rG答:rG© m© m> 0,反应不能自发进行，但其平衡常数并不等于零。> 0,只能说明在标准态下，过程不能自发进行。在非标准态下,. 而且|Gm|又不是很大时，不能用于判断反应方向。可逆反应平衡常数都不应为零。2.选择题(将正确答案的标号填入空格内)(

17、1)下列物理量属于状态函数的是。T p V W H A H S G答：正确答案为。(2)生产水煤气的反应为C (s) + H2O (g) = CO (g)+ H2 (g)该反应的r H m= 131.3 kJ mo1,则该反应是 CD ('系统 A H > 0 , AS > 0)。低温下正向不自发，高温下正向自发；低温下正向自发，高温下正向不自发； 任何温度下正向都自发；任何温度下正向都不自发答：正确答案为。3.不用查表，将下列物质按标准嫡c® Sm值由大到小的顺序排列。(1) Si (s)(2)入Q0 . Q0答：Sm(3)>Sm4.给出下列过程的Br(2

18、) >SrGm ,(3)Br (g)rH(1) ©m ，(1)电解水生成H2和。2；(3) H2O (l)268H2O (s)0rSm的正负号(或零)(2) H2O (g) 273K H2O (l)；答：各变化量的符号如下表所示G° r 9 m。 rHmS°r 2m(1)+0-62.760fGmrGm/( kJ mol-1)-856.6762.76 ( 856.67)793.91k J-1mol> 0。结论：不能在此条件下制备SiC。6.由二氧化镒制备金属镒可采取下列两种方法(1) MnO 2 ( s) + 2H 2 (g) = Mn (s) + 2H

19、 2O(g)l-l °-1r H m =37.22 kJ - mol 1(2) MnO 2 (s) +2 C (s) = Mn (s)H °-1rH m=299.8 kJ mol 1；rSm =94.96J - mol-1 . K1+2CO (g)S° , 1rSm=363.3J - mol 1 ,K-1试通过计算确定上述两个反应在298K、标态下的反应方向？如果考虑工作温度越低越好，则采用那种方法较好？解：(1) MnO 2(s) + 2H 2 (g) = Mn(s) + 2H20(g) rGm=ArH m -TAr Sm =37.22kJ - mol-1 29

20、8X94.96 M0-3=8.922 (kJ - mol-1)(2) MnO 2(s) + 2C(s) = Mn(s) + 2CO(g) rGm=ArH m -TArH m = 299.8 298 >363.3 便 3= 191.5 kJ - mol-1上述两个反应的rGm均大于0,所以298K, 100 kPa下反应都不能自发正向进行。rHmSr =m37.22 3 391.9594.96 10 3(K)299.8 3825.2363.3 10 3(K)答：若考虑工作温度越低越好，易采用方程(1)的方法。7.汞的冶炼可采用朱砂(HgS)在空气中灼烧2HgS (s) + 302 (g)

21、= 2HgO (s) + 2SO2 ( g) 而炉中生成的HgO又将按下式分解2HgO (s) = 2Hg (g) + 02(g)试估算炉内的灼烧温度不得低于多少时，才可以得到Hg (g) ?Gaf Gm- K-1。解:查表得2HgS (s)+ 3O22HgO+ 2SO2Sr 3mf Hm/ (kJ mol-1) -58.2Sm/ (J mol-1 K-1) 82.4(297.04)2 ( 90.83)205.03(58.2)-90.83-297.0470.29248.11248.1170.29 3 205.03 2 82.4659.34kJ mol-1143.09J mol 1K 1rSm0

22、 ,低温自发，高温非自发。_._LJ a一已知 HgS (s), HgO (s)的 f H m 分别是-58.2 kJ mol 1, - 90.83 kJ mol 1;分另 ij是-50.6, - 58.56 (kJ - mol-1); Sm 分另是 82.4 J - mol-1 - K-1 和 70.29 J - mol-1Hr mrSm659.34-3 4607.9K143.09 10 3结论(1):当升温至T > 4607.7K时，反应由自发转变为非自发。2HgO2HgO2fHmkJ mol-190.83J mol-1 , K-1rHrSi76.02>0 ;Hr mSr =m

23、70.2990.8376.02181.66kJ205.03 mol-1205.03 270.29 216.49J mol 1K 1rSm > 0 ,181.66216.49 10 3低温非自发，高温自发。839.11K结论(2)当升温至T > 839.11K时，反应由非自发转变为自发进行。所以，当 839.11K V T V 4607.9K 时。才可得到 Hg(g)。8.汽车尾气中含有已知热分解反应为rSm= - 89J - mol-1CO,能否用热分解的途径消除它？1CO (g) = C (s) + 2 O2 (g),该反应的 I。r H m = 110.5 kJ mol 1,解

24、：ArGm = ArH m- TArSm ,此反应rHm>0, rS m V 0.rGm 永远大于零,说明此反应在任何温度下反应都不能自发进行，又因_ _ _1rGm (298 K) 173.0kJ mol 1 >>CO。0, K 很小(9.5X10-25),平衡产率很低，故不能用热解法除9.在298K, 100kPa条件下,金刚石和石墨的标准嫡分别为2.45 J- mol-1 - K-1和5.71J - mol-1 - K-1,它们的燃烧反应热分别为-395.40 kJ mol-1 和-393.51 kJ mol-1,试求:(1)在298K, 100kPa条件下，石墨变成金

25、刚石的 rGm。(2)说明在上述条件下，石墨和金刚石那种晶型较为稳定？解： 已知：Sm(石)=5.71J mol1 K-1, Sm(金)=2.45 J mol-1K-1C(石)+O2(g)=CO 2(g)rHm(1) = - 39351 kJ mol-1C (金)+O 2(g尸CO 2(g) rH m (2)= - 395.40 kJ mol-1方程(1)一方程(2)得方程(3) C一 C (金) 根据Hess定律该反 rH m(3)= rHm(1)- rHm(2) = -393.51 - (-395.40) = 1.89 kJ mol-1- rSm=2.45 - 5.71= - 3.26 J

26、 mol-1 K-1 rGm=ArH m-TArSm= 1.89 - 298( - 3C26) 10-3 = 2.86 kJ mol-1. rG m > 0.1. 298K, 100kPa 下,石墨较稳定10.计算合成氨反应N2 (g) + 3H2 (g) = 2NH 3 (g)在673K时的标准平衡常数，并指出在673K ,下列三种情况下反应向何方向进行？(1) p(NH3)=304kPa,p(N2)= 171kPa,p(H2)= 2022kPa;(2) p(NH3)=600kPa,p(N2)= 625kPa,p(H2)= 1875kPa；(3) p(NH3)=100kPa,p(N2)

27、= 725kPa,p(H2)= 2175kPa；解：首先用热力学数据求出K 。查表得N2(g) +3H2(g)=2 NH 3(g) rHm/( kJ?mol-1)0046.11Sm/ (J mol-1 K-1) 191.50130.57192.34rHm = 2 X(- 46.11) = - 92.22 kJ mol-1rSm= 2X92.34 - 3 130.57 - 191.50 = - 198.53 J mol-1 K-1rGm(673K尸 ArH m- TArSm= - 92.22 ->673(- 198.53) 10-3 X =41.39kJ mol-1 K-1rGm41 .3

28、9_ 31- lnK = RT =8.314 10673= - 7.397 ;K = 6.13 10 y,再求出各条件下的Jp,与K进行比较。2(304 p )23(1) J1= 171 p 2022 p =6.5 M0- 4 J1> K ，反应逆向进行 在计算压力商(J)时，各项一定要用相对压力，而且注意分子和分母的单位要一致，在此单位用的是kPa,得出的结果J与K 进行比较后，做出判断。(600 p )2;-3(2) J2=625p1875p=8.7 M0- 4J2>K.逆向进行(100 p )2(3) J3=725；p2175P=1.3 M0 -5J3<K，正向进行11

29、.试通过计算说明1000K时能否用碳将 Fe2O3、Cr2O3和CuO中的金属还原出来?解：(1) 2Fe2O3 +3C = 4Fe + 3CO2 fH m/ (kJ? mol-1)824.2500393.51Sm/ (J? mol-1 - K-1)87.405.7427.28213.64rHm = 3 (393.51)-2 和24.25) = - 467.97kJ mol-1rSm= 3 >213.64 + 4 27.28 3 5.74 2 >87.40 = 558.02 J mol -1 K-1 rGm=ArH m- TArSm= - 467.97 - 1000 558.02

30、10-3= - 1025.99 kJ mol-1ArGm<0,，1000K 可用 C 还原出 Fe。(2) 2Cr2O3+ 3C= 4Cr+ 3CO2 fH m/(kJ? mol-1)1139.7200393.51S m / (J mol-1 - K-1)81.175.7423.77213.64 rHm = 3 X393.51)- 2 (1139.72) = -1098.91 kJ mol-1 - rSm = 3 次13.64 + 4 2*77 - 3 5.74 - 81.17 2 =>556.44 J mol-1 K-1rGm= rH m-T rSm =-1098.91-1000

31、 >556.44X 10-3= - 1655.35 J mol-1rGm< 0, 可用C还原出Cr。(3) 2CuO + C = 2Cu + CO 2393.51213.64rH m/ (kJ? mol-1)157.3200Sm/ (J mol" K-1)48.635.7433.15rHm = 3 393.51) -2 N57.32) = 865.89 J mol-1 -rSm= 213.64 + 233M5 - 5.74 -2 48.63 = 176.94 J mol-1 K-1rGm = 865.89 - 1000 176.94 W-3 = 689.95 (kJ mo

32、l-1) rGm> 0,不能用 C还原出Cu12.已知SiF4 (g)、SiCl4 (g)的标准生成吉布斯函数( fGm)分另为-1506和-569.8(kJ - mol-1),试用计算说明为什么HF (g)可以腐蚀SiO2,而HCl (g)则不能？解：4HF(g) +SiO2(g) = SiF4(g) + 2H20(1) fG m / (kJ? mol-1)273.22856.67-1506237.18 rGm = 2 Q37.18)+ (-1506)-(856.67) - 4 ><273.22 )= - 2981. 19 kJ m ol-1ArGm<< 0,，

33、反应可正向进行，HF可被用来腐蚀 SiO2o4HCl(g) + SiO 2 (g) = SiCl 4(g) + 2H 20(l)fGm/ (kJ? mol-1)- 95.30- 856.67- 569.8- 237.18 rGm=2X( - 237.18) + ( - 569.8) -( - 856.67) - 4X ( - 95.30) = 193.71 kJ mol-1.rGm> 0.不能正向进行， HCl不能被用来腐蚀 SiO2o13.试通过计算说明，为什么用BaC0 3热分解制取BaO,反应温度要在1580K左右,而将BaC0 3与碳黑或碎炭混合，按下式反应：BaC0 3 (s)

34、 + C (s) = BaO (s) + 2C0 (g)则所需温度可显著降低。已知 BaCO3 (s)和BaO ( s)的fHm分别是-1216 kJ - mol-1,-548.1 kJ - mol 1; Sm 分别是 112 J - mol 1 - K 1 和 72.09J mol 1 K 1。解BaCO3= BaO + CO 2 fH m/ (kJ? mol-1)- 1216-548.1-393.5Sm/ (J mol-1 . K-1) 11272.09213.64173.73 J mol1 K 1rHm= -393.5 + ( 548.1) 一 ( 1216) = 274.4 kJ m

35、ol1rSm= 213.64 + 72.09 112 =rHm）。； rSm > 0 ,低温非自发，高温自发。rHm 274.4 1000转化温度T= rSm173.73= 1580KBaCO 3 + C = BaO + 2COfH m/ (kJ? mol-1) 1216Sm/ (J mol-1 - K-1) 1120-548.1- 110.535.7472.09197.56=446.84 (kJ mol 1)rHm= 2X( 110.53)+ ( 548.1) - 0 ( 1216) rSm= 2X 197.56 + 72.09 - 5.74 - 112 = 349.47.0(J mo

36、l 1 K 1)rHm 446.84 1000转化温度 T =rSm =349.47= 1278.6 (K)第三章化学反应速率习题与解答1 .下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。(1) 每种分子都具有各自特有的活化能。答：不正确，活化能是活化分子所具有的最低能量与反应物分子平均能量 之差。(前提：发生化学反应；特点：活化能是个差值，是对化学反应而言的。)(2) 影响反应速率的几个主要因素对反应速率常数也都有影响。答：温度和催化剂同时影响反应速率和速率常数；浓度和压强只影响反应速率。(3)如果某反应速率方程中每一反应物的级数，都与相应化学计量方程式中的化学计量数相同，则该反应必是元反应。答：

37、否，例如 H2+I2=2HI 速率方程为 v=kc (H2) c (I2),曾经长期被认为是简单反应。但研究表明，此反应经历了两个步骤I221 (快反应，可逆平衡)；H2 212 H1 (慢反应，元反应)；2根据质量作用定律” C(H2) C；c2(I) c(12) .将 c2(I)c2(I)K c(I2)；K W2)带入得到其速率方程：k2 c(H2)K c(l2)= k c(H2)c(l2)虽然其速率方程看起来是元反应，但此反应是复杂反应。(4)加催化剂不仅可以加快反应速率，还可影响平衡，也可使热力学认为 不能进行的反应自发进行.答：否，加催化剂只改变反应速率，不能影响化学平衡，也不能改变

38、反应方向。(5)反应级数只能是 0或正整数。答：错，反应级数不仅可以为0或正整数，而且可以为小数或负数。(6)所有化学反应速率都和温度成正比。答：不对，多数化学反应符合 Arrhenius公式，但是一部分化学反应速率与温度的关系 比较复杂，甚至有些反应(例如 NO+O 2=NO 2)与温度成反比。(7)升高温度可以加快所有化学反应的速率。答：错见(6)。2.选择题(将正确答案的标号填入空格内)(1)已知反应 A + 2B = 2D的速率方程为 v=kc (A) c2 (B),则该反应()是元反应是非元反应应由实验确定无法确定答：(1)题的正确答案是。(2)升高温度可以增加反应速率，主要原因是(

39、)增加分子总数增加活化分子总数 降低反应的活化能 使反应向吸热方向进行答：(2)题的正确答案是。(3)链反应的基本步骤有()，在链传递过程中，产生的自由基数目大于消耗掉的自由基数目的链反应是()。 链的引发，链的传递 链的引发，链的传递，链的终止直链反应支链反应答：(3)题的正确答案是和。3.用锌和稀硫酸制取氢气，该反应的A rH为负值，在反应开始后的一段时间内反应速率加快，后来反应速率又变慢，试从浓度、温度等因素来解释此现象。答：开始时，因为反应放热，使体系温度升高，加快反应了速率；随反应改变条件增加A的分压增加压力降低温度使用催化剂正反应速率速率常数k正答：改变条件增加A的分压增加压力降低

40、温度使用催化剂正反应速率一速率常数k正一一物的消耗，其浓度下降，反应速率随之变慢。4.反应 A (g) + B (g) = 2D (g), A rH为负值，当达到化学平衡时，如改变下表 中各项条件，试将其他各项发生的变化的情况填入表中：5 .化学反应发生爆炸的原因是什么？H2和02的混合物(2:1)的爆炸半岛图上为什么存在三个爆炸极限？答。通常发生在自由基产生速率大于其销毁速率时，温度、压力和混合气体的组成都 是影响爆炸的重要因素。在爆炸半岛图上，当压力处于第一与第二爆炸极限时，支链反应 速率加快，自由基产生速率大于销毁速率而发生爆炸；当压力升至第二和第三爆炸区间时， 自由基销毁速率大于产生速

41、率，进入慢速反应区，不发生爆炸；当压力达到第三爆炸限以 上时，发生的是热爆炸。6 .在660K时，反应2NO + 02 = 2N0 2的有关实验数据如下表(NO ) / ( mol - L-1 s 1)c ( NO) / ( mol L-1)c (O2) / (mol, L-1)v0.0100.0102.5X10-30.0100.0205.0X10-30.0300.0204.5X10-2求：(1)反应的速率方程及反应级数(2)速率常数k(3) c (NO) = 0.035mol L 1, c (O2)=0.025mol L-1时的反应速率。解：(1)速率方程通式可写作：v kc(no) cy(

42、O2) 将各级浓度及相应反应速率数据代入上式，可得2.5X 10-3 = k (0.01)x (0.01)y5.0 X 10-3 = k (0.01)x (0.02)y4.5 X 10-2 = k (0.03)x (0.02)y由(1)、(2)可得y = 1 ,由(1)、(3)可得x = 2。将x =2, y = 1代入速率方程，可得v k c (NO) 2c (O2)；反应级数为3级(2)(3)7.将y =1, x =2代入中任意式，可得k = 2.5X10 3 mol l-1 s-1将k值及浓度数据代入速率方程，v = 2.5 103 X (0.035)2 X 0.025 = 7.6 10

43、-殳mol l-1 s-160放射性27 c。所产生的强丫辐射，广泛用于癌症治疗。放射性物质的强度以“居里”表示。某医院一个 20居里的钻源，经一定时间后钻源的剩余量只有60已有多少时间了。已知 27 C。的半衰期为5.26a。5.3居里。问这一钻源解：此反应为一级反应,0.693,可得，kk0.69310.132a5.26aktct居里，代入ln c0将 k = 0.132a-1、C0 = 20 居里、ct = 5.35.3则 ln 20 = - 0.132 t;t = 10.06a8.某药物分解反应为一级反应，在37c时，反应速率常数k为0.46h-1,若服用该药0.16g,问该药在胃中停

44、留多长时间方可分解90% 。ktCt,得解：将Ct = ( 1- 90%) X 0.16 = 0.016g代入一级反应速率方程为ln c00.016ln 0.16 = 0.46t ； t = 5h9.在500K时，硝基甲烷（CH3NO2）的半衰期是 650s。试求该一级反应 的（1）速率常数。（2）硝基甲烷的浓度由0.05mol L-1减至0.0125mol L-1所需时间。（3）继（2）之后1h硝基甲烷的浓度。0.693k 解：（1） 一级反应；.12（2） Ct = 0.0125mol L-1, co = 0.05mol0.6931.0765010 3(s-1)L1代入一级反应速率方程，可

45、得ct0.0125ln c0ln 0.05 = - 1.07X 103t ； t = 1300s(或推论，反应由 0.05mol L-1减至0.0125mol L1经历两个半衰期，因此 t = 2 X 12=1300s)(3)继(2)以后，反应时间为t = 1300 +3600 = 4900 (s),代入速率方程表达式，Ct得 ln 0.05 = - 1.07X10 - 3 >4900 ;ct = 2.64 10 410 .在稀的蔗糖溶液中（即水大量存在）发生下列反应:Ci2H22O11 (aq) + H2O (l)2c6H12O6 (aq)该反应为一级反应，若该反应的速率常数k为0.0

46、34h-1,且蔗糖溶液的起始浓度为0.010-1 mol - L , 试求：（1）蔗糖水解反应的起始速率；（2） 5h后蔗糖的浓度。解：（1）该一级反应的速率方程可写作v = k c （C12H22O11）起始速率 v = 0.034 0.010 = 3.4 10 - 4mol L-1 h-1ctCtln0.034 5（2） lnC0= - k t0.01Ct = 0.0085 mol L-111 .某病人发烧至40C,使体内某一酶催化反应的速率常数增大为正常体温（37C）时的1.23倍。试求该催化反应的活化能。k2 Ea T2 T1 ln-(-1)解：由阿氏公式k = A eEa/RT ,可

47、得k1RT1T2将= 273 + 37 = 310K,T2 = 273 + 40 = 313K, k2= 1.23k1代入公式，有啖热带）ln1.23klk1Ea8.314 10 3313 310(310 313)Ea = 55.70 kJ ?mol -112 .反应 2NOCl (g) = 2NO (g) + Cl 2 (g)的活化能为 101kJ mol 1,300K时，速率常数k1为2.80X 10-5 L mol-1 s1,试求400K时的速率常数k2oIn 乂解：由k1Ea(T2 Ti)R T1T2,k2101400 300ln53 ()有 2.80 10 58.314 10 3 3

48、00 400 ；k2 = 0.698 L mol-1 s-113;已知青霉素 G的分解反应是一级反应，37 c时其活化能为84.8kJ mol-1,指前因子A为4.2X1012h-1,试求37c时该反应的速率常数k。解：代入阿氏公式k = A e - Ea/RT得_ _ 3 _1284.4/8.314 10 3 (273 37)=0.0216 h14. 300K时，下列反应H2O2 (aq) = H2O (l) + (1/2) O2 (g)的活化能为75.3kJ mol-1。若用I-催化，活化能降为56.5kJ mol-1;若用酶催化，活化能降为25.1kJ -mol-1。试计算在相同温度下，

49、该反应用催化及酶催化时,其反应速率分别是无催化剂时的多少倍？解： 由 Arrhenius 公式，有 k = A e -Ea/RT75.3 56.58.314 10 3 300e=1.9 冲03 倍75.3 25.1用I-催化时，k(酶)k(1 )k(无)Ea / RT e (1 )eEa(酶)Ea(无)/RT/RTk 4.2 10 eEa(无)/RT3有酶催化时，k(无)ee8.341 10 300 =5.5 108倍第四章溶液及溶液中的离子平衡习题与解答1 .下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。(1)物质的量浓度的优点是与温度无关，而质量摩尔浓度和物质的量分数 与温度有关。答：否，(体积

50、)物质的量浓度与温度有关，而质量摩尔浓度和物质的量分数浓度都与 温度无关。(2)直链竣酸通式为 CH3(CH2)nCOOH ,当n值增大时，竣酸在极性溶剂水中的溶解度变小，而在非极性溶剂如CCl 4中的溶解度将增大。答：对。(3)溶液的蒸气压随着溶解的质量的增加而增加。答：错，溶液的蒸气压随所溶解的难挥发溶质的质量增加而降低，从而引起溶液的沸点上升和凝固点降低。对难挥发、非电解质的稀溶液，其蒸气压下降满足下式*A p = p x质Ap：蒸气压下降值；Kp：凝固点降低常数，与溶剂的性质有关；b:质量摩尔浓度。若溶质是易挥发的，则蒸气压上升。(4)由于海水和淡水的渗透压不同，所以海水和淡水鱼不能调

51、换生活环境，否则将会引起鱼体细胞的肿胀和萎缩，使其难以生存。答：对。(5)在氢硫酸(H2S)中，H+(aq)和S2- (aq)浓度之比应为 2:1。答：否，H2s溶液中c (H+) >> c (S2-),这是因为氢离子浓度主要来自于一级解离,而S2-离子浓度近似等于其二级解离常数，而且Kal >> Ka2。(6)缓冲溶液是指在一定范围内溶液的pH不因稀释或外加酸(或碱)而发生明显改变的溶液。答：不确切，缓冲溶液是指在一定范围内，溶液的pH不因稀释、浓缩或外加少量酸(或碱)而发生明显改变的溶液。2 .选择题(将正确答案的标号填入空格内，正确答案可以不止一个)：(1)通常加

52、热可以使固体在液体中的溶解度增大是由于_。固体在液体中溶解多为吸热过程，固体在液体中溶解多为放热过程 固体的嫡值增加 液体的嫡值增加正确答案为。(2)要提高萃取分离的效率，可 。多加萃取剂升高温度多次萃取降低温正确答案为。(3)在两只烧杯中分别装上纯水和饱和的糖水，并用钟罩将其罩住，将发现一一_。装有纯水的烧杯中的纯水逐渐增加装有纯水的烧杯中的纯水逐渐减少 装有饱和糖水的烧杯中的水逐渐增加装有饱和糖水的烧杯中的水逐渐减少正确答案为和。3 .试用溶度积规则解释下列事实：(1) Mg(OH)2溶于 NH4C1 溶液中。答：NHCl为强酸弱碱盐，显酸性，可中和部分OH-, Mg(OH)= Md+ +

53、 2OH使Mg(OH)的离子积小于溶度积而溶解。(2) ZnS能溶于盐酸和稀硫酸，而 CuS却不能溶于盐酸和稀硫酸，但能溶于硝酸中。c(S2 )答：由式KiK2c(H2S)2c (H )可知,c(S2 - )与溶液中液中c(H+)增加时，c(S2一)c减小，在盐酸和稀硫酸溶液中的)的离子积小于 ZnS的溶度积 (KspZnS = 1.6 X 10-24),而 不足以使c (Cu2+)与c (S2一)的离子积小于 CuS的溶度积， 以将S2-氧化，而大大降低 c (S2 )，使CuS溶解.c(H+)2有关，当溶c (H+)足以使 c (Zn2+)与 c (S2Kspcus = 6.3 X 10-37,非氧化性酸只有氧化性酸(HNO3等)可(3) BaSO