注册通用设备工程师基础考试普通化学附带习题及答案三

q

﹤0放热；

q

﹥0吸热。单位：kJmol－1

第三节、化学反应速率与化学平衡一、反应热与热化学方程式1.反应热:化学反应时所放出或吸收的热叫

做反应的热效应，简称反应热。以符号q表示

.2.热化学反应方程式的书写:例:C(s)+O2(g)=CO2(g);

q=－393.5kJmol－1气态：g液态：ι固态：s溶液：aq3、等容反应热（qV）：等容，不做非体积功的条件下的反应热。U

＝qV

，即反应中系统内能的变化量（u

）在数值上等于等

容热效应qV

。4、焓（H）热力学系统的状态函数，定义式：H

≡

U

＋

pV5、等压反应热（qp）：等压，不做非体积功的条件下的反应热。H

=qp

，即反应的焓变△H在数值上等于其等压热效应。若反应在等压条件下，可用反应的焓变△H表示反应热效应。H

﹤0

放热；H

﹥0

吸热。6、反应热效应的理论计算（1）盖斯定律：在恒容或恒压条件下，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与变化的途径无关。推论：热化学方程式相加减，相应的反应热随之相加减

反应（3）＝反应（1）±反应（2）则△H

3

=

△H1±△H2例（1）C(s)+O2(g)=CO2(g);

△H

1=－393.5kJmol－1(2)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);

△H

2=-283.0

kJmol－1（3）C(s)

+1/2O2(g)=

CO(g)反应（1）－反应（2）=反应（3）故△H

=3H1－H

2＝〔（－393.5）－（-283.0）〕

＝－110.5kJmol－1注意:1）方程式乘以系数,相应反应热也应乘以该系数.如反应:（3）＝2反应（1）±3反应（2）则△Hm3=

2△Hm1±

3△HmC(s)+O2(g)=CO2(g);△H

=－393.5kJmol－12C(s)

+

2O2(g)=2CO2(g);

△H

=－787kJmol－12）正逆反应的反应热绝对值相等，符号相反。如，CO2(g)

=

C(s)+O2(g);

△H

=＋393.5kJmol－1（

）反应的标准摩尔焓变2

rH

mθ的计算1)

标准条件对于不同状态的物质,其标准的含义不同：气态物质:指气体混合物中,各气态物质的分压均为标准压力Pθ。Pθ=100kPa溶液中水合离子或水合分子：指水合离子或水合分子的有效浓度为标准浓度Cθ。Cθ=1

mol.dm-3液体或固体：指在标准压力下的纯液体或纯固体。2)标准状态：反应中的各物质均处于标准条件下称该反应处于标准状态。以“θ”表示。物质的标准摩尔生成焓（3)

fH

mθ

）：

在标准状态下由指定单质生成单位物质量（1mol）的纯物质时反应的焓变称该物质标准摩尔生成焓。单位kJmol－1规定：指定单质标准摩尔生成焓为零。△fH

mθ(单质，298.15K)=0，如，

△fH

mθ(H2，g，298.15K)=0；△fH

mθ(Zn，s，298.15K)=0【例3－48】已知反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(ι)

，

△rH

mθ

＝－570

kJmol－1，则液态水的标准摩尔生成焓为（

）kJmol－1A、－570

C、570B、－280

D、280θ(B,298.15K)｝r

Hmθ(298.15K)=

｛g△fHm(G,298.15K)+dθfHmθ(D,298.15K)｝-

｛af

Hmθ(A,298.15K)+bfHm任一反应:aA

+bB

=

gG

+dD(4)

反应的标准摩尔焓变的计算单位：

kJmol－1

ΔrHm(T)≈ΔrHm(298.15K)

11【例3－49】已知在标准压力和298.15K时

CO(g)和H2O(g)的标准摩尔生成焓分别为-

110.4KJmol-1和-241.7KJmol-1，求生产水

煤气反应的C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的标准摩尔焓变

为

（

）KJmol-1B.+131.3

D.+352.1答：B二,化学反应速率1.

化学反应速率的表示dc(B)

dt−1υ

=

vBνB:B物质的化学计量数。反应物取负值，生成物取正值单位:moldm-3

s-1对于反应：

aA

+

bB

=

gG

+

dD

1dc(A)1dc(B)1dc(D)1dc(G)

a

at

b

at

d

dt

g

dtυ

=

−

=

−例：N2+3H2

=

2NH31dc(NH3)2dt1dc(H2)3dtdc(N2)

dt=

+,单位mol.dm.s平均反应速率2

+2−3−1υ

υ23

N（g）3H（g）=2NH3(g)υN2：H2：NH3

=1：：Δci

Δtυ

i

=影响反应速率的因素：

化反应物浓度(压力)、温度、催化剂。2.浓度的影响和反应级数浓度影响:增加反应物或减少生成物的浓度,反应速率加大。(1)质量作用定律：在一定温度下，对于元反

应（即一步完成的反应，又称基元反应或简

单反应），反应速率与反应物浓度（以反应

方程式中相应物质的化学计量数为指数）的

乘积成正比。(2)速率方程元反应：

aA

+

bB

=

gG

+

dD速率方程：υ=κ｛c(A)｝a｛c(B)｝bκ:速率常数，表示反应物均为单位浓度时的反应速率。κ

大小取决于反应物性质、温度及催化剂，

与反应物浓度无关。n=a+b:称反应级数；（3）非元反应：（即两个或两个以上元反应构成）：aA

+bB=gG

+dD速率方程式：υ=κ｛c(A)｝x｛c(B)｝y反应级数:

n=x

+

yx

、y反应级数，由试验来确定。注意：在书写反应速率方程式时，反应中液态和固态纯物质的浓度作为常数“1”。Ａ.Ｖ＝kＣＡＣＢＢ.

Ｖ＝k｛ＣＡ｝２｛ＣB｝Ｃ.Ｖ＝k｛

ＣＡ｝{CB}2

D.

V=k{CA}2{CB}270.反应2H2+2NO—→2H2O+N2的速率方程为V=k{C（H2）}{C（NO）}2，则此反应的总级数为

____________。A.4B.3C.2

D.1

例题54.对于反应Ａ＋Ｂ→Ｃ而言，当Ｂ的浓度保持不

变，Ａ的起始浓度增加到两倍时，起始反应速率

增加到两倍；当Ａ的浓度保持不变，Ｂ的起始浓

度增加到两倍时，起始反应速率增加到四倍，则

该反应的速率方程式为___________。lnk

=

−

+lnz2．温度对反应速率的影响

温度对反应速率的影响体现在反应速率常数上阿仑尼乌斯公式：Z:指前因子；Ea:活化能(1)温度升高（T↑);速率常数升高k↑（k正↑，k

逆↑）;

反应速率υ↑。

温度每增加10oC，

υ或k增大2－3倍。(2)

活化能越低Ea↓，速率常数升高k↑,反应速

率越高υ↑−

Ea

RTk

=

Ze

EaRT1.反应C（s）+O2（g）==C倘O2（g）,的△H<0,欲加快木正反应迎速率,下列措振施无用旗的是（）A.增大O2的分停压;B.升温;C.使用催添化剂;D.增加C碳的浓酒度.6.下列关绪于化学驻反应速列率常数烘κ的说护法正确南的是：（A）κ值哀较大痕的反粪应，摸其反堤应速耍率在浓任何浆条件迎下都大细；（B）通常趴一个反普应的温购度越高竞，其κ灭值越大梨；（C）一个紫反应的执κ值大料小与反瞒应物的单性质无维关；（D）通笋常一覆个反肉应的干浓度贪越大峡，其段κ值偏越大册。3．活弃化能与摩催化剂（1）活化分为子：具薪有足够炊能量，礼能发生霞反应的贸分子。（1）袖活化能膝：活化恨分子外的平深均能翅量与量反应龄物分灭子平均能量加之差。即反逃应发或生所灾必须骄的最优低能观量。Ea(扮正)－Ea奔(逆)勤≈△H（2猜）催忽化剂阿：改变反竖应历程歌，降低反辅应活化要能，加快反怠应速让率。尖而本感身组超成、冤质量闸及化氧学性算质在徐反应前后按保持不溜变。4．召从活叛化分补子、狸活化叨能的刮观点对解释茶加快她反应勒速率栗的方法殿：活化分男子总数找＝分子挡总数×旋活化分吵子数%（1）屑增大浓贺度：活化狼分子礼％一扣定，浓度悠增大，增加单位肤体积内分子她总数，增弃加活饼化分烂子总荐数，堪从而姐加快可反应火速率差。（2）俊升高温晴度：分子总壶数不变撤，升高警温度使推更多分沫子获得历能量而成匪为活化但分子，活化莫分子锐百分犬数显惊著增懒加，增加唤活化分子总宅数，成从而终加快军反应晕速率春。（3）嗽催化剂恐：降低慨反应模的活群化能，使规更多喇分子因成为雀活化呈分子，活化分痒子％显傲著增加，增硬加活称化分疗子总广数，戴从而趴加快沈反应速况率。种(υ鸟正↑υ逆诸↑，藏催化某剂不乔能使蛙平衡喂发生庭移动霉)66幅.催化剂签加快反累应进行辅的原因活在于它娃（）Ａ．漂提高刘反应茅活化你能;Ｂ．降铲低反应窗活化能;Ｃ．使肌平衡发扣生移动;Ｄ．着提高微反应睡分子相总数.67．升高温幼度可以梨增加反熄应速率斗，主要帜是因为___匹___裳___。Ｂ．增芳加了活净化分子臣百Ｄ．辉使平旦衡向漫吸热宴方Ａ．都增加闲了分亡子总杆数分数Ｃ．沃降低并了反我应的罩活化封能向移行动三、洁化学头反应槐方向侍判断1、熵喇及反付应的防熵变（1）熵您：是系冰统内虎物质努微观揉粒子负的混乱度(或无序陪度)的量忠度.符号S.熵是眯状态最函数龟。熵值携越大,系统混笋乱度越迈大。（2）热力根学第三无定律:在绝对节零度时,一切郊纯物质的址完美晶朗体的熵胀值为零,即S(0阳K)=内0.（3)物质盆的标姓准摩统尔熵：单位卫物质量脂的纯物质在标仍准状态泊下的规亚定熵叫赶做该物蒸质的标准摩疤尔熵他，以Sθm表示泥。单勿位J.m缺ol-1.K-1.(2作.4护b)ΔrSm=gSm(G,坛s)羞+dSm(D离,切g)群–aSm(A师,古l)蛋–bSm(B狮,蔬aq足)ΔrSm(T)≈ΔrSm(2鞭98.然15测K)(6)反应标单准摩尔孕熵变ΔrSөm的计唯算任一竞反应齐:aA+bB=gG+dD2、吉布高斯函数素变及反研应方向(自发膀性)的判桥断（1）吉布本斯函数仇：G=H–TS,为一复寺合状态函展数（2）吉布镜斯函数听变：ΔG=ΔH–TΔS（3）反应愿方向(自发性)的判胞断：ΔG＜0反应正窃向自发;ΔG=0平衡粘状态;ΔG＞0反应逆辱向自发美，正向饥非自发横。考虑ΔH和ΔS两个因寸素的影浙响,分为停四种难情况:1)ΔH＜0，ΔS＞0；ΔG＜0正向自瓜发2)ΔH＞0，ΔS＜0；ΔG＞0正向非折自发3)ΔH＞0，ΔS＞0；升裤高至吹某温弄度时假ΔG由正蒸值变为负爸值，高怨温有利奥于正向宁自发4)ΔH＜0，ΔS＜0；降低他至某温闭度时ΔG由正枣值变为东负值仙，低掌温有赶利于娘正向衬自发（4）反暂应自然发进成行的神临界加温度算为：ΔHΔSTc=例：化学燃反应精低温低自发沉，高文温非喊自发迫（）1)ΔH＜0，ΔS＞02)ΔH＞0，ΔS＜03)ΔH＞0，ΔS＞04)ΔH＜0，ΔS＜0四．化矿学平衡1．蹄化学图平衡骄的特尼征：（1热）υ正＝υ逆即正暮、逆科两方症向反他应速齐率相嗓等时千,系统达座到平衡偶状态。（2杠）生挤成物澡和反笋应物繁的浓度（普或压力霸）不再桨发生变化限（恒定剥）。(3）颜化学平朵衡是有条列件的持、相书对的克、暂灭时的动态平衡。菌条件改浅变,平斤衡会发层生移动退。2.标准絮平衡交常数茶kθ(1伟)试盈验证早明：附生成悔物相乐对浓予度（骨或相琴对压力）停以计劳量系牌数为情指数穷的的内乘积吃与反持应物相对绸浓度（岁或相对没压力）柴以计量派系数为指数议的的乘市积的比驳值为一旁常数，秩此常数称年为该运反应伐在该制温度隆下的杆标准国平衡裕常数，逗以kθ表示容。k={p(G)/p}{p(D)/P}{p(A)/p}绢{p(B)/p}k={ceq(G)/Cθ}{Ceq(D)/Cθ}d{c(A)/C}学{C(B)/C}(2桶)kθ的表达哀式对于气们体反应返：aA英(g披)+bB吴(g)筋=gG藏(g)+dD椅(g)对于溶由液中的羊反应:aA语(a弓q)+bB肿(aq稍)=g悼G(a洞q)+dD织(aq歪)pθ=10由0kP诞a;Cθ=1m骑old荡m-3纯固搅体、牢纯液话体不每的浓梳度不流列入罩表达雪式。geqθaeqθbθeqθgeqθdeqθaeqθbθ1.下列添反应倍的平篮衡常惯数可动用pθ/PH2表示的踢。A.H2(g)槐+S(绵g)=成H2S(g侵);B.H2(g薪)+录S(岔s)毫=H2S(距g)轿;C.H2(g鲁)+槽S(蹲s)界=H2S(L息);D.H2(L夜)+衔S(沙s)澡=H2S(s致);答：碗C{Cg}惭.{CD}{CA}梯.{CB}{Pg}真.{PD}{PA}壤.{PB};gdabgdab分压平遵衡常数统，Kp=Kp=Kc(RT)ΔnΔn=(g+d)−(a+b)浓度仪平衡迷常数检，Kc=对于刊反应伏，a姐A+bB=gG+dD38、在一辅定温撑度下角，反执应2CO（g）+O2（g）=2CO纪2（g）的Kp与Kc之间嚼的关颜系正承确的是蜜（）A、Kp哗=K渡c；B、Kp=凳Kc×（RT）；C、Kp喜=K裙c/（RT）；D、Kp蕉=1鹅/K毒c。答：CKcRT;222===即：K县p=KcRT[c(CO2)]2[c(O2)RT].朗[c(CO)][c(CO2)RT]2[c(O2)RT].课[c(CO)RT][p(CO2)]2[p(O2)]脂.[p(CO)]Kp=说明:⑴kθ只是楚温度颗的函掀数,温度一锦定,kθ为一常数,扁不随浓身度或压犯力而变季。⑵kθ表达赴式,炮与化乔学方报程式册的书业写方邀式有关①N2+3H2=2NH3;k1θ②N2+H2=NH3;k2θ③2N筋H3=N2+3H2;k3θk1θ=｛毅k2θ｝2=12321Kθ3⑶多重平分衡规则反应（蝇3）＝纳反应（育1）+掉反应（孕2）;k3θ=k1θ.k2θ反应只（3色）＝到反应持（1平）－题反应酬（2臣）;k3θ=k1θ/k2θ1/69约.一雷密闭获容器缝中，莫有A见、B池、C池三种葬气体浴建立掩了化读学平衡恳，它偿们的恒反应很是A（g）+B（g）—→C（g腔），相同忘温度运下，短体积多缩小子2/浊3，则平兆衡常咱数Kθ为原免来的越：_润__由__拨__泛__早_。A.备3倍B.2狼倍C.陷9倍D.岗不变H2(g判)+穷Cl2(g径)=鼠2H劣Cl2(g)的66妄.某温度时反应K1θ=4征×1破0-2，则范反应HC均l2(g磁)=1/2H2(g)懒+2Cl2(g)的K2θ为___合___恐___捞_。A.25B.5C.4×闯10-2D.2栏×10-171.极已知:(1炊)C(s)+CO2(竹g)=2C摆O(g),K1θ(2即)C伯O(捐g)捷+C狭l2(g续)=五CO籍Cl2(g)岂,K2θ则反应2CO刃Cl2(g)漫=C(团s)+端CO2(g)舅+2C筒l2(g朗)的平衡常数为:A.K1θ·(K2θ)2C.抓1/K1θ·(K2θ)2B.(K1θ)2·K2θD.1/守(K1θ)2·K2θlnK=−Δrm−ΔrmrmΔS+3.温炼度对平围衡常数男的影响饺:对于吸贯热反应努：△H>畜0,随弱温度升景高,平阵衡常数咱增大.李即T↑获,kθ↑对于放双热反应院：△H鸣<0弄,随温跟度升妄高,述平衡虑常数饱减少达.即祖T↑梳,kθ↓HRTRGRTθθθθ=73渐.反应H2g+I2（g）＝2HI（g），在35固0oC时浓度平衡常数Kc=建66.坊9；44血8oC时浓猜度平忽衡常关数KC=50额.0。由此判吨断下列祝说法正婚确的是女：A。该反只应的正午反应是既吸热反讽应B。该涝反应脉的逆碗反应语是放塌热反草应C。该僵反应烟的正辽反应墨是放赢热反酷应D。温归度对险该反茎应没纳有影休响4.平衡备的有愤关计史算已知初条始浓度碰和转化啄率,通过化抽学平衡逝可求平毁衡常数;或已知延平衡常艳和数初他始浓度,通过边化学乓平衡档可求惯平衡浓度和体转化率.某反硬应物原起始锹浓度改－某傍反浩应物红平衡晶浓度某反严应物耐的起重始浓雅度＝某反应逼物已转坏化的量反应母物起别始时辜的量×100助％×10滴0％转化率α＝α=×100妙%=例:5.在温文度和拼压强巷不变及的情君况下,1dm3NO2在高氏温时浩按2NO哗2（g）＝O2（g）+2NO（g）分解,达到平旗衡时,体积变为1.2糟dm3,此时,NO紫2的转范化率毕为:A.职10巩%;B.彼20间%C.4贺0%;D.5赛0%提示:设反货应前津的总园摩尔触数为n1脉,平衡时于的总摩捉尔数为n2,则;2N只O2（g）=O2（g）+2NO（g）平衡摩棚尔数:n1-2拌xx2xn2=（n1-2欲x）+x+膝2x=n1+x=哪1.2赠n1;x婚=0墓.2码n1;×100公%=40%2×0.2n1n12xn1n2n1V2V2==1.2堂;n2=1.2n1K=例:6.在一定绕温度下,将1.0按molN2椒O4（g）放漫入一盗密闭困容器提中,当反应N2O助4（g）＝2N军O2（g）达蚊到平轮衡时,容器内资有0.8彼molNO球2（g）,气体拥总压侨力为10唱0.贞0k擦Pa剥,则该拳反应幻玉的Kθ为:（A）0.畅76（C）0.6筒7（B）1.坦3（D）4.0=提示区：平衡教时物卵质的访量/m珍olN2堪O4（g）0.62NO柳2（g）0.8平衡青时的锐摩尔披分数x0.涛6/戒1.幅40.8柄/1.川4平衡社分压亲为：0.6菌/1.舟4×P总=4灵2.榴86kP继a;0.侮8/侄1.绣4×P总=5突7.努14kP擦a(5循7.来14俱/1登00管)242.请86/很100=0.7蜻6=θ(PNO2/Pθ)2PN2O4/Pθ4.暴化学友平衡漫的移济动:因条啦件的需改变清使化快学反壮应从原来患的平禁衡状滚态转断变到悔新的膜平衡查状态变的过忍程叫化学济平衡既的移洞动。(1兵)吕恼.查替德里耐原理皱:假蛛如改中变平忙衡系别统的拢条件稀之一,闻如浓冠度、窜压力棕或温屑度,泉平衡罗就向能减弱这华个改变帜的方雀向移宁动。即①浓度盛对化学幅平衡的悲影响:在其百他条炮件不纺变的情况辰下,增大险反应逃物的庆浓度嫁或减态少生桨成物勾的浓度,都可以遣使平衡盏向正反砖应的方婶向移动声;增大生成焦物的鸽浓度洽或减潮少反狗应物柴的浓雷度,惜都可嚷以使平衡址向逆供反应痒的方储向移旬动。②压听力对新化学短平衡警的影颜响:食在其堡他条榜件不合变的午情况非下,增大压具力会使宰化学平术衡向着龙气体体新积（分笋子数）减小枕的方争向移蹄动;减小准压力旗,会双使平蜘衡向伙着气序体体积增大烦的方向察移动。③温度叉对化学补平衡的挠影响:权在其他黄条件不茂变的情去况下,升高温崇度,会使蚕化学平挑衡向着吸唯热反应衰的方向诸移动;降低脂温度,会使化两学平衡向着放宋热反应是的方向虎移动。注意尿:催化罩