无机化学第四版第二章思考题答案

无机化学第四版第二章思考题答案无机化学第四版第二章思考题答案无机化学第四版第二章思考题答案无机化学第四版第二章思考题答案编制仅供参考审核批准生效日期地址：电话：传真:邮编:第二章思考题1.下列说法是否正确

（1）质量定律适用于任何化学反应。×

（2）反应速率常数取决于反应温度，与反应的浓度无关。√

（3）反应活化能越大，反应速率也越大。×

（4）要加热才能进行的反应一定是吸热反应。×

2.以下说法是否恰当，为什么

（1）放热反应均是自发反应。不一定

（2）ΔrSm为负值的反应均不能自发进行。不一定

（3）冰在室温下自动溶化成水，是熵起了主要作用的结果。是

3．由锡石(SnO2)生产金属锡，要求温度尽可能低。可以单独加热矿石(产生O2)，或将锡石与碳一起加热(产生CO2)，或将锡石与氢气一起加热(产生水蒸气)。根据热力学原理，应选用何种方法（氢气一起加热）

4.已知下列反应的平衡常数：

H2(g)+S(s)H2S(g)；

S(s)+O2(g)SO2(g)；

则反应：H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个。

(1)-(2)·(3)/(4)/√

5.区别下列概念：

(1)与(2)与

(3)J与Jc、Jp(4)Kθ与Kc、Kp

6.评论下列陈述是否正确

（1）因为（T）=-RTlnKθ，所以温度升高，平衡常数减小。不一定

（2）（T）＝Σνi(生成物)+Σνi(反应物)×

（3）CaCO3在常温下不分解，是因为其分解反应是吸热反应；在高温(T>1173K)下分解，是因为此时分解放热。×

7.向5L密闭容器中加入3molHCl(g)和2molO2(g)，反应：4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g)的＝kJ·mol-1，在723K达到平衡，其平衡常数为Kθ。试问：

（1）从这些数据能计算出平衡常数吗若不能，还需要什么数据不能（须知道转化率或平衡分压或反应的熵）

（2）标准态下，试比较723K和823K时Kθ的大小。（Kθ（723K）>Kθ（823K））

（3）若下列两反应的平衡常数分别为和

2H2O(g)2H2(g)+O2(g)

2HCl(g)H2(g)+2Cl2(g)

那么，Kθ与和之间有什么关系(以式子表示)()2/

8．对于可逆反应：

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；>0

下列说法你认为对否为什么

（1）达平衡时各反应物和生成物的分压一定相等。×

（2）改变生成物的分压，使J<Kθ，平衡将向右移动。√

（3）升高温度使υ正增大；υ逆减小，故平衡向右移动；×

（4）由于反应前后分子数目相等，所以增加压力对平衡无影响。×

（5）加入催化剂使υ正增加，故平衡向右移动。×9.可逆反应：达平衡时，A(g)+B(g)2C(g)(<0)如果改变下述各项条件，试将其它各项发生的变化填入表中。操作条件υ正υ逆k正k逆平衡常数平衡移动方向增加A(g)分压↑↑-─-─-─正正-压缩体积-↑-↑-─-─-─逆-降低温度-↓-↓-↓-↓-↑-正使用正催化剂-↑-↑-↑-↑-─不变-10．根据平衡移动原理，讨论下列反应：

2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g)；(298．15K)>0

将Cl2，H2O，HCl，O2四种气体混合后，反应达平衡时，若进行下列各项操作，对平衡数值各有何影响(操作项目中没有注明的是指温度不变、体积不变)

操作项目平衡数值

(1)加O2H2O的物质的量-↑

(2)加O2HCl的物质的量↓

(3)加O2O2的物质的量-↑

(4)增大容器的体积H2O的物质的量↓

(5)减小容器的体积Cl2的物质的量-↑

(6)减小容器的体积Cl2的分压-↑

(7)减小容器的体积Kθ不变

(8)升高温度Kθ-↑

(9)升高温度HCl的分压-↑

(10)加催化剂HCl的物质的量不变11.设有反应A(g)+B(g)─→2C(g),A、B、C都是理想气体，在25℃、1×105Pa条件下，若分别按下列两种过程变化，那么变化过程的Q、W、、、、各是多少(1)体系放热·mol-1,而没有做功；(2)体系做了最大功，放出·mol-1的热。过程QW体积W非体积①-00--–-–②-0-–-–-–解:(提示:在等温\等压下,体系的减小等于体系素做的最大非体积功)由于体系的H、U、S、G都是状态函数，其改变量与过程的途径无关，所以以上2个过程的、、、是相同的。由(1)可知，W＝0，Q＝·mol-1,根据热力学第一定律：＝Qp+W＝+p(V2-V1)=+ΔnRT因为Δn＝0，所以＝Q＝kJ·mol-1由(2)可知，体系作了最大非体积功，且放出kJ·mol-1的热。根据＝Q+W非体积可知：·mol-1＝kJ·mol-1+W非体积所以：W非体积＝＝kJ·mol-1因为：＝-T＝kJ·×＝kJ·mol-1所以：＝·mol-1·K-112.能否用Kθ来判断反应自发性为什么不能

13.若基元反应A─→2B的活化能为Ea,而其逆反应活化能为Ea',问

(1)加催化剂后，Ea和Ea'各有何变化等值降低

(2)加不同的催化剂对Ea的影响是否相同Ea值不同

(3)提高反应温度，Ea、Ea'各有何变化不变

(4)改变起始浓度，Ea有何变化不变

*14.状态函数p、T、V、U、H、S、G中哪些具有加和性（指其值与体系中物质的量有关）V、U、H、S、G习题作业：P60~622./3./6./8./11./13./15./18.1.应用公式（T）=（T）-T（T）,计算下列反应的值，并判断反应在及标准态下能自发向右进行。

8Al(s)+3Fe3O4(s)─→4Al2O3(s)+9Fe(s)(提示：)#2.通过计算说明下列反应：

2CuO(s)─→Cu2O(s)+1/2O2(g)

(1)在常温(298K)、标准态下能自发进行？

(2)在700K时、标准态下能否自发进行

（提示：（1）（2））

#3.碘钨灯可提高白炽灯的发光效率并延长其使用寿命。其原理是由于灯管内所含少量碘发生了如下可逆反应,即

W(s)+I2(g)WI2(g)

当生成的WI2(g)扩散到灯丝附近的高温区时，又会立即分解出W而重新沉积至灯管上。已知时：W(s)WI2(g)

/(kJ·mol-1)0

/(J·mol-1·K-1)251

(1)若灯管壁温度为623K，计算上式反应的(623K)

(2)求WI2(g)在灯丝上发生分解所需的最低温度。（提示：（1）（2））

4.写出下列反应的平衡常数Kc、Kp、Kθ的表达式:

(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

(2)NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)

(3)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

(4)Al2O3(s)+3H2(g)2Al(s)+3H2O(g)(注意：固体和溶剂液体不计入平衡常数)

5.时，下列反应：2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)的=kJ·mol-1,=J·mol-1·K-1,试分别计算该反应在和的Kθ值。（提示：）

#6.试判断下列反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

(1)在、标准态下能否自发进行？

(2)计算时该反应的Kθ值。（提示：）7.将空气中的N2(g)变成各种含氨的化合物的反应叫做固氮反应。根据计算下列3种固氮反应的及Kθ，并从热力学角度选择那个反应最好？

N2(g)+O2(g)─→2NO(g)

2N2(g)+O2(g)─→2N2O(g)

N2(g)+3H2(g)─→2NH3(g)（提示：）

#8.求下列反应的、、，并用这些数据分析利用该反应净化汽车尾气中NO和CO的可能性。

CO(g)+NO(g)─→CO2(g)+1/2N2(g)（提示:）9.设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300℃,试估算此温度时下列反应

1/2N2(g)+1/2O2(g)─→NO(g)的和Kθ值。（提示：）

10.在699K时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的Kp=,如果将和作用于的容器内，问在该温度下达到平衡时合成了多少HI（提示：平衡分压／kPa2x）

#11.反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在某温度下Kp=1,在此温度下于容器中加入：

、×105Pa的CO(g)

、×105Pa的CO(g)

、×105Pa的H2O(g)

、×105Pa的H2(g)问反应向哪个方向进行(提示：在恒温下由p1V1=p2V2分别求出将气体加入该容器后的分压。P(CO)=×105Pa，P(H2O)=×105Pa，P(CO2)=×105Pa，P(H2)=×105Pa起始分压／105Pa反应商J为：平衡向正方向移动。)

12.在时反应：NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)的Kθ=，求：

(1)平衡时该气体混合物的总压。

(2)在同样的实验中，NH3的最初分压为kPa时，H2S的平衡分压为多少（提示：（1）平衡分压为：xx则标准平衡常数为：所以平衡时的总压为：p=2×26kPa=52kPa(2)T不变，则平衡常数不变。平衡分压为：+yy所以H2S的平衡分压为17kPa）

#13.反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)

(1)523K时，将的PCl5注入容积为的密闭容器中，平衡时有被分解了。试计算该温度下的平衡常数Kc、Kθ和PCl5的分解百分数。

(2)若在上述容器中已达平衡后，再加入，则PCl5的分解百分数与未加Cl2时相比有何不同？

(3)如开始时注入的同时，注入，则平衡时PCl5的分解百分数又是多少比较(2)、(3)所得结果，可得出什么结论(提示：（1）起始浓度为／(mol·L-1)00平衡浓度浓度为／(mol·L-1)Kc=·L-1，α(PCl5)=71%起始分压为00平衡分压为（2）新的平衡浓度为：+y+2)-yT不变，则Kc＝mol·L-1不变，y=mol·L-1，α(PCl5)=68%（3）起始浓度为／(mol·L-1)0平衡浓度为／(mol·L-1)z+zKc不变，z=mol·L-1，α(PCl5)=68%。比较（2）（3）说明最终浓度及转化率只与始终态有关，与加入的过程无关。）

14.在673K下，容器内N2、H2、NH3三种气体的平衡浓度分别为：c(N2)=·L-1，c(H2)=·L-1，c(NH3)＝·L-1。若使N2的平衡浓度增加到·L-1，需从容器中取走多少摩尔的H2才能使体系重新达到平衡（提示：先求出平衡常数Kc.平衡浓度为／(mol·L-1)所以Kc＝mol·L-1N2的平衡浓度发生变化后：起始浓度为／(mol·L-1)新的平衡浓度／(mol·L-1)+（3×）-x（2×）所以从容器中取走的氢气为：x=）

#15.在749K条件下，在密闭容器中进行下列反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)Kc=，求：

(1)当H2O与CO物质的量之比为1时，CO的转化率为多少？

(2)当H2O与CO物质的量之比为3时，CO的转化率为多少？

(3)根据计算结果，你能得出什么结论（提示：在体积恒定时，物质的量之比等于浓度之比，故当H2O与CO物质的量之比为1时，则c(H2O)/c(CO)=1.（1）起始浓度为／(mol·L-1)cc00平衡浓度／(mol·L-1)c-xc-xxx所以：（2）设达到平衡后，已转化的CO浓度为x’mol·L-1，Kc=不变起始浓度