大學(xué)化學(xué)作業(yè)答案修訂版911資料

1、思考題與習(xí)題解答1說(shuō)明下列符號(hào)的含義。 (T) (T) （T） 答：等容反應(yīng)熱； (T)：溫度T下，反應(yīng)的摩爾焓變（數(shù)值等于等壓反應(yīng)熱）；(T)：溫度T下某物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓； ：反應(yīng)進(jìn)度。2蓋斯定律的使用條件，下列哪種說(shuō)法正確？ （1）等壓 （2）等容 （3）等溫、等容或等溫、等壓 （4）等溫、不做有用功，等容或等壓答：正確答案為（4）。3熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的含義？為什么要確定熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)？答：純理想氣體熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指該氣體處于標(biāo)準(zhǔn)壓力 p(100kPa)下的狀態(tài)?；旌侠硐霘怏w中任一組分的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指該組分氣體的分壓為p時(shí)的狀態(tài)。純液態(tài)（或純固態(tài)）物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指壓力為p下的純液體（或純固體）的

2、狀態(tài)。溶液的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)選1 mol·L1。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中的能量以及狀態(tài)函數(shù)改變是受許多條件（如溫度、壓力、濃度、聚集狀態(tài)等）的影響，為了比較方便，國(guó)際上規(guī)定了物質(zhì)的熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。4簡(jiǎn)述照明彈中的鋁、鎂、硝酸鈉和硝酸鋇等物質(zhì)各起什么作用？答：金屬鋁、鎂在燃燒時(shí),可以放出大量熱（= 601.7 kJ·mol1,= 1675.69 kJmol1）產(chǎn)生千度以上的高溫，而反應(yīng)放出的熱量能使硝酸鹽分解產(chǎn)生O2，又加速鎂、鋁的燃燒反應(yīng)，使照明彈更加絢麗奪目。在其中鋁和鎂作為還原劑；氧氣、硝酸鈉和硝酸鋇等作氧化劑。5通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，氧乙炔焰為什么可以用于金屬焊接和切割？答： （5/2）O2 +

3、C2H2 = 2CO2 + H2O(g)/（kJ mol1） 0 226.7 393.5 241.8 rH=f H(生成物)（反應(yīng)物）rH=2×(393.5) + (241.82) 226.7 0 = 1255.5 kJ·mol1因反應(yīng)放出大量熱，可以熔化金屬，所以可用于焊接或切割金屬。6通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，為什么稱硼的氫化物（硼烷），硅的氫化物（硅烷）是高能燃料 已知B2H6（g）的 kJ·mol1，B2O3（s）的 kJ·mol1；SiH4（g）的 kJ·mol1，SiO2（s）的kJ·mol1 。解： B2H6（g） + 3O2(g)

4、 = B2O3（s） + 3H2O（g）（kJ·mol1） 36.56 0 1132.55 rH=1132.55+3×(241.82) 36.56 0 = 1894.57 kJ·mol1SiH4（g） + 2O2(g) = SiO2（s） + 2H2O（g）（kJ·mol1） 34.31 0 910.7 rH=910.7 + 2×(241.82) 34.31 0 = 1427.25 kJ·mol1上述兩個(gè)反應(yīng)都放出大量熱，因此B2H6（g）和SiH4（g）可以作為高能燃料。7已知下列反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)熱 C（石墨）+ O2（g）= CO2

5、（g） rHm(1) = 393.5 kJ·mol1 H2（g）+ (1/2) O2（g）=H2O（l） rHm(2) = 285.8 kJ·mol1 C2H6（g）+(7/2)O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） rHm (3) = 1559.8 kJ·mol1不用查表，計(jì)算由石墨和氫氣化合生成1mol C2H6（g）反應(yīng)的rHm。解：根據(jù)Hess定律 rHm(C2H6) = 2rHm(1) + 3rHm(2)rHm (3)所以rHm(C2H6) = 2×(393.5)+3×(285.8)(1559.8)=84.6 kJ·mo

6、l18在用硝石制硝酸時(shí)，下列反應(yīng)同時(shí)發(fā)生 （1）KNO3（s）+ H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g） （2）2KNO3（s）+ H2SO4（l）= K2SO4（s）+ 2HNO3（g） 制得的硝酸中80%是由反應(yīng)（1）產(chǎn)生的，20%是由反應(yīng)（2）產(chǎn)生的。問(wèn)在25制取1kgHNO3(g)時(shí)將放出多少熱量？已知KNO3、H2SO4、KHSO4、HNO3（g）、K2SO4的標(biāo)準(zhǔn)生成焓依次為494.63、813.99、1160.6、135.6、1437.79（kJ·mol1）。 解： KNO3（s）+H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g）方程（1）/（kJ

7、mol1）469.63 813.99 1160.6 rH=f H(生成物)（反應(yīng)物）rH(1)= (1160.6 +135.6 ) (494.63 + 813.99 ) = 1344.36kJ·mol12KNO3（s）+H2SO4（l）= K2SO4（s）+2HNO3（g）方程（2）/（kJmol1）469.63 813.99 rH(2)=1437.79)+2×(135.6)2×()+813.99=1041.32 kJ·mol1HNO3的相對(duì)分子量為63， 1 kgHNO3的物質(zhì)的量n =15.9 (mol)制取1 kg HNO3(g)時(shí)的反應(yīng)熱為9甘油

8、三油酸脂是一種典型的脂肪，當(dāng)它在人體內(nèi)代謝時(shí)發(fā)生下列反應(yīng) C57H104O6（s）+ 80 O2（g）= 57CO2（g）+52H2O（l）該反應(yīng)的= ×10 4 kJ·mol1 ，問(wèn)如以當(dāng)代男大學(xué)生平均每人每日耗能10125.3kJ，且以完全消耗這種脂肪來(lái)計(jì)算，每天需消耗多少脂肪？解：每天消耗脂肪物質(zhì)的量該脂肪相對(duì)分子量為884； 每天消耗脂肪的質(zhì)量為 ×884=267.0 (g)10葡萄糖（C6H12O6）完全燃燒反應(yīng)的方程式為 C6H12O6（s）+ 6O2（g）= 6CO2（g）+ 6H2O（l） 該反應(yīng)的= 2820 kJ·mol1g計(jì)）在人體

9、內(nèi)氧化時(shí)，可獲得的肌肉活動(dòng)能量。 解：葡萄糖相對(duì)分子量為180；一匙葡萄糖(3.8g)的物質(zhì)的量為 3.8 / 180 = 0.021(mol)一匙葡萄糖被氧化放出的熱量為 = 0.021 ×2820 = 59.2 kJ可獲得的肌肉活動(dòng)能量×40% = 23.7 kJ11辛烷是汽油的主要成分，根據(jù)附錄的有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算下列兩個(gè)反應(yīng)的熱效應(yīng)，并從計(jì)算結(jié)果比較可以得到什么結(jié)論（已知：（C8H18，l）=218.97 kJ·mol1）？（1）完全燃燒 C8H18（l）+ O2（g）CO2（g）+ H2O（l） （2）不完全燃燒 C8H18（l）+ O2（g）C（s）+ H2

10、O（l）解：據(jù)附錄查得下列物質(zhì)C8H18(l), O2 (g) , CO2 (g),C(s), H2O(l)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓變1, 0,1, 0,1rH=fH(生成物) fH(（反應(yīng)物） C8H18（l）+（25/2）O2（g）= 8CO2 （g） + 9H2O（g）/（kJmol1） 0 285.83rH(1)= 8 () + 9 (-285.83)0(218.97)=kJ·mol1 C8H18（l）+（9/2）O2（g）= 16C （s） + 9H2O(g)/（kJmol1） 0 0 rH(2)= 0+9()0(218.97)=kJ.·mol1rH(1)>>rH

11、(2)，結(jié)論：完全燃燒放熱量大。第二章化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度思考題與習(xí)題解答1下列說(shuō)法是否正確？如不正確，請(qǐng)說(shuō)明原因。（1） 因?yàn)?H，而H與變化途徑無(wú)關(guān),，H是狀態(tài)函數(shù)，所以也是狀態(tài)函數(shù)。答：錯(cuò), H是狀態(tài)函數(shù)，但是焓變（H）不是狀態(tài)函數(shù)。=H只是數(shù)值關(guān)系。熱量、功以及狀態(tài)函數(shù)的變量“”都不是狀態(tài)函數(shù)。（2）單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓()和標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)變()都為零，因此其標(biāo)準(zhǔn)熵（)）也為零。答：錯(cuò)，因 H 和 G 的絕對(duì)值還無(wú)法得到，因此采用相對(duì)值，根據(jù)定義，最穩(wěn)定單質(zhì)的和都為零，而S有絕對(duì)值，除完美晶體在0K時(shí)的熵等于0外，其它條件下的熵（包括標(biāo)準(zhǔn)熵）皆不為零。但離子的熵也是相對(duì)值，是以氫離

12、子為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)（H+的= 0）。（3）對(duì)于純固、液、氣態(tài)物質(zhì)而言，100kPa、298K是其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。答：對(duì)。雖然熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)不指定溫度，但是任何溫度都有其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。（4）H、S、G都與溫度有關(guān)，但H，S，G都與溫度關(guān)系不大。答：錯(cuò)，一般認(rèn)為反應(yīng)的H，S 與溫度關(guān)系不大，但G =HTS，所以G與溫度關(guān)系較大。（5）等溫等壓條件下，用就可以判斷任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向。答：錯(cuò)，等溫等壓條件下用（>0 或<0）判斷反應(yīng)方向，而不是用 。（6）化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度可以度量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，所謂1mol反應(yīng)是指各物質(zhì)按化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行的完全反應(yīng)。答：對(duì)（7）與KC、KP在數(shù)值上是相等的

13、，但量綱不一定相同，答：(有關(guān)數(shù)值) KC與的數(shù)值相等；當(dāng) 時(shí)，與的數(shù)值也相等。（有關(guān)量綱）沒(méi)有量綱； 當(dāng)時(shí)，KC與KP也都沒(méi)有量綱；但是時(shí)，KC與KP有量綱；例如合成氨反應(yīng)設(shè)平衡時(shí) p (NH3) =247 kPa； p (N2) =1kPa； p (H2) =10kPa。Kp = ×105 (kPa) 2假如單位用atm，Kp×105atm2；或用mmHg，Kp2。 K=可以看出時(shí)，Kp有量綱，且數(shù)值與KQ不等。（8）> 0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，但其平衡常數(shù)并不等于零。答：> 0，只能說(shuō)明在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，過(guò)程不能自發(fā)進(jìn)行。在非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，而且|又不是很大時(shí)，不能用于

14、判斷反應(yīng)方向。可逆反應(yīng)平衡常數(shù)都不應(yīng)為零。2選擇題（將正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)）(1)下列物理量屬于狀態(tài)函數(shù)的是。T p VW H HSG:答：正確答案為。 (2)生產(chǎn)水煤氣的反應(yīng)為 C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）該反應(yīng)的= 131.3 kJ·mol1，則該反應(yīng)是 （系統(tǒng)H>0，S>0）。低溫下正向不自發(fā)，高溫下正向自發(fā)；低溫下正向自發(fā)，高溫下正向不自發(fā)；任何溫度下正向都自發(fā)；任何溫度下正向都不自發(fā)答：正確答案為。3不用查表，將下列物質(zhì)按標(biāo)準(zhǔn)熵值由大到小的順序排列。（1）Si（s）（2）Br（l）（3）Br（g）答：（3）>（2）>（1）4給出

15、下列過(guò)程的，的正負(fù)號(hào)（或零）（1）電解水生成H2和O2； （2）H2O（g）273K H2O（l）；（3）H2O（l） 268K H2O（s）答：各變化量的符號(hào)如下表所示 （1）+（2）（3）5SiC是耐高溫材料，問(wèn)以硅石（SiO2）為原料，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和298K時(shí)能否制得SiC。解 SiO2 + C = SiC + O2 kJ·mol1856.67 0 62.76 0 0。 結(jié)論：不能在此條件下制備SiC。6由二氧化錳制備金屬錳可采取下列兩種方法（1）MnO2（s）+ 2H2（g）= Mn（s）+ 2H2O（g）=37.22 kJ·mol1·mol1·K

16、1（2）MnO2（s）+2 C（s）= Mn（s）+ 2CO（g）=299.8 kJ·mol1；·mol1·K1試通過(guò)計(jì)算確定上述兩個(gè)反應(yīng)在298K、標(biāo)態(tài)下的反應(yīng)方向？如果考慮工作溫度越低越好，則采用那種方法較好？解：（1）MnO2(s)+2H2 (g)=Mn(s)+2H2O(g)rG=rHTr S·mol1298×94.96×103=8.922 (kJ·mol1)(2)MnO2(s)+2C(s)=Mn(s)+2CO(g)rG=rHTrH=298××103=4 kJ·mol1上述兩個(gè)反應(yīng)的均大于

17、0，所以298K，100 kPa下反應(yīng)都不能自發(fā)正向進(jìn)行。（K） （K）答：若考慮工作溫度越低越好，易采用方程（1）的方法。7汞的冶煉可采用朱砂（HgS）在空氣中灼燒 2HgS（s）+ 3O2（g）= 2HgO（s）+ 2SO2（g）而爐中生成的HgO又將按下式分解 2HgO（s）= 2Hg（g）+ O2（g）試估算爐內(nèi)的灼燒溫度不得低于多少時(shí)，才可以得到Hg（g）？已知HgS（s），HgO（s）的分別是 kJ·mol1，kJ·mol1；分別是，（kJ·mol1）；分別是J·mol1·K1和70.29 J·mol1·K1。解

18、： 查表得 2HgS（s） + 3O2 （g）=2HgO(s) +2SO2 (g)/（kJ·mol1） 58.2 0 90.83 /（J·mol1·K1）82.4 205.03 ； 0 ， 低溫自發(fā)，高溫非自發(fā)。 結(jié)論（1）：當(dāng)升溫至T K 時(shí), 反應(yīng)由自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榉亲园l(fā)。2HgO（s） = 2Hg（g） +O2（g） kJ·mol1 90.83 61.32 0 J·mol1·K1 70.29 174.85 205.03 ； 0 ， 低溫非自發(fā)，高溫自發(fā)。；結(jié)論（）當(dāng)升溫至T 734.76K 時(shí), 反應(yīng)由非自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)進(jìn)行。所以，當(dāng)7

19、34.76K T 4607.87K時(shí)。才可得到Hg(g)。8汽車(chē)尾氣中含有CO，能否用熱分解的途徑消除它？已知熱分解反應(yīng)為CO（g）= C（s）+ O2（g），該反應(yīng)的=110.5 kJ·mol1，=89J·mol1·K1。解:rG=rH TrS， 此反應(yīng)rH0，rS0rG永遠(yuǎn)大于零，說(shuō)明此反應(yīng)在任何溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行，又因 >> 0，×1025），平衡產(chǎn)率很低，故不能用熱解法除CO。9在298K，100kPa條件下，金剛石和石墨的標(biāo)準(zhǔn)熵分別為2.45 J·mol1·K1和5.71 J·mol1·

20、K1，它們的燃燒反應(yīng)熱分別為395.40 kJ·mol1和393.51 kJ·mol1，試求：（1）在298K，100kPa條件下，石墨變成金剛石的。（2）說(shuō)明在上述條件下，石墨和金剛石那種晶型較為穩(wěn)定？解: 已知:S(石)=5.71J·mol1·K1, S(金)=2.45 J·mol1·K1C(石)+O2(g)=CO2(g) rH(1)=393.51 kJ·mol1C(金)+O2(g)=CO2(g) rH(2)=395.40 kJ·mol1方程(1) 方程 (2) 得方程（3）C(石)C（金） 根據(jù)Hess定律該

21、反 rH(3)=rH(1)rH(2) = (395.40)=1.89 kJ·mol1rS5.71=3.26 J·mol1·K1rG=rHTrS=298×(3.26)×103=2.86 kJ·mol1rG>0 298K, 100kPa下, 石墨較穩(wěn)定10計(jì)算合成氨反應(yīng) N2（g）+ 3H2（g）= 2NH3（g）在673K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，并指出在673K，下列三種情況下反應(yīng)向何方向進(jìn)行？（1）p（NH3）= 304kPa，p（N2）= 171kPa，p（H2）= 2022kPa；（2）p（NH3）= 600kPa，p（N2）=

22、625kPa，p（H2）= 1875kPa；（3）p（NH3）= 100kPa，p（N2）= 725kPa，p（H2）= 2175kPa；解：首先用熱力學(xué)數(shù)據(jù) 求出。 查表得 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)rH/（ kJmol1） 0 0 S/（J·mol1·K1）rH=2×（）=92.22 kJ·mol1rS=198.53 J·mol1·K1rG(673K)=rHTrS=92.22×(198.53)×103=41.39kJ·mol1·K1=7.397 ； K=6.13×10

23、4， 再求出各條件下的，與進(jìn)行比較。(1)J1=6.5×104J1>K反應(yīng)逆向進(jìn)行在計(jì)算壓力商（J）時(shí)，各項(xiàng)一定要用相對(duì)壓力，而且注意分子和分母的單位要一致，在此單位用的是kPa，得出的結(jié)果J與K進(jìn)行比較后，做出判斷。(2)J2=×104J2>K逆向進(jìn)行(3)J3=×105J3<K正向進(jìn)行11試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明1000K時(shí)能否用碳將Fe2O3、Cr2O3和CuO中的金屬還原出來(lái)？解：(1)2Fe2O3+3C=4Fe +3CO2fH/（kJ mol1） 824.25 0 0 S/（J mol1·K1） rH=3×(393.51)2&

24、#215;(824.25) = 467.97 kJ·mol1rS=3×+4×3×2×=558.02 J mol1·K1rG=rHTrS=1000×558.02×103= 1025.99 kJ·mol1rG<0，1000K可用C還原出Fe。(2) 2Cr2O3 + 3C = 4Cr + 3CO2fH/（kJ mol1） 1139.72 0 0 S/（J·mol1·K1）rH=3×(393.51)2×(1139.72)=1098.91 J·mol1rS=

25、+81.17×2=556.44 J·mol1·K1rG=1000×556.44 ×103 =1655.35 J·mol1rG<0，可用C還原出Cr。(3) 2CuO + C = 2Cu + CO2rH/（kJ mol1）157.32 0 0 S/（J·mol1·K1）rH=3×(393.51)2×(157.32)=865.89 J·mol1rS=+2×2×=176.94 J·mol1·K1 rG=1000×176.94×

26、103=688.95kJ· mol1rG>0， 不能用C還原出Cu12已知SiF4（g）、SiCl4（g）的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)（）分別為1506和（kJ·mol1），試用計(jì)算說(shuō)明為什么HF（g）可以腐蝕SiO2，而HCl（g）則不能？解：4HF(g) + SiO2(g) = SiF4(g) + 2H2O(1)fG/（kJ mol1）273.22 856.67 1506 rG=2×(237.18)+(1506)(856.67)4×()=30.81 kJ·mol1rG<0， 反應(yīng)可正向進(jìn)行，HF可被用來(lái)腐蝕SiO2。4HCl(g)+Si

27、O2(g)=SiCl4(g)+2H2O(l)fG/（kJ mol1） 95.30 856.67 617.01rG=2×(237.18)+(569.8)(856.67) 4×(95.30) =193.71 kJ· mol1rG>0 不能正向進(jìn)行，HCl不能被用來(lái)腐蝕SiO2。13試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，為什么用BaCO3熱分解制取BaO，反應(yīng)溫度要在1580K左右，而將BaCO3與碳黑或碎炭混合，按下式反應(yīng)： BaCO3（s）+ C（s）= BaO（s）+ 2CO（g）則所需溫度可顯著降低。已知BaCO3（s）和BaO（s）的分別是1216kJ·mol1，5

28、48.1 kJ·mol1；分別是112 J·mol1·K1和·mol1·K1。解： BaCO3 = BaO + CO2fH/（kJ mol1）1216S/（J·mol1·K1）112 72.09 rH=+（548.1） kJ· mol1rS= 213.64 + 72.09 112 J·mol1·K1； 0 ， 低溫非自發(fā)，高溫自發(fā)。轉(zhuǎn)化溫度 T = = 15K BaCO3 + C = BaO + 2COfH/（kJ mol1）1216 0 S/（J·mol1·K1）112 5

29、.74 72.09rH= 2×(110.53)+（548.1）0 （1216）= 446.84（kJ· mol1）rS= 2×197.56 + 72.09 5.74 112 = 349.47 (J·mol1·K1)轉(zhuǎn)化溫度 T = = = 1278.62（K） 結(jié)論： 加還原劑后反應(yīng)所需的溫度降低。第三章 化學(xué)反應(yīng)速率。思考題與習(xí)題解答1下列說(shuō)法是否正確？如不正確，請(qǐng)說(shuō)明原因。 （1） 每種分子都具有各自特有的活化能。答：不正確，活化能是活化分子所具有的最低能量與反應(yīng)物分子平均能量之差。（前提:發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；特點(diǎn):活化能是個(gè)差值，是對(duì)一個(gè)化學(xué)反

30、應(yīng)而言的，而不是對(duì)一個(gè)分子而言的）（2） 影響反應(yīng)速率的幾個(gè)主要因素對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)也都有影響。答：不正確，溫度和催化劑同時(shí)影響反應(yīng)速率和速率常數(shù)，而濃度和壓強(qiáng)只影響反應(yīng)速率，而不影響反應(yīng)速率常數(shù)。 （3）如果某反應(yīng)速率方程中每一反應(yīng)物的級(jí)數(shù)，都與相應(yīng)化學(xué)計(jì)量方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同，則該反應(yīng)必是元反應(yīng)。答：否，例如H2+I2=2HI 速率方程為 v=kc（H2）c（I2），曾經(jīng)長(zhǎng)期被認(rèn)為是簡(jiǎn)單反應(yīng)。但研究表明，此反應(yīng)經(jīng)歷了兩個(gè)步驟 （快反應(yīng)，可逆平衡）； ； ；（慢反應(yīng)，元反應(yīng)）；根據(jù)質(zhì)量作用定律； 將帶入 得到其速率方程： = 雖然其速率方程符合質(zhì)量作用定律，但此反應(yīng)是復(fù)雜反應(yīng)。 （4）加催

31、化劑不僅可以加快反應(yīng)速率，還可影響平衡，也可使熱力學(xué)認(rèn)為不能進(jìn)行的反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行.答：否，加催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能影響化學(xué)平衡，也不能改變反應(yīng)方向。 （5）反應(yīng)級(jí)數(shù)只能是0或正整數(shù)。答：錯(cuò)，反應(yīng)級(jí)數(shù)不僅可以為0或正整數(shù)，而且可以為小數(shù)或負(fù)數(shù)。 （6）所有化學(xué)反應(yīng)速率都和溫度成正比。答：不對(duì)，多數(shù)化學(xué)反應(yīng)符合Arrhenius公式，但是一部分化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系比較復(fù)雜，甚至有些反應(yīng)（例如NO+O2=NO2）與溫度成反比。 （7）升高溫度可以加快所有化學(xué)反應(yīng)的速率。答：錯(cuò) 見(jiàn)(6)。2選擇題（將正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)）（1）已知反應(yīng)A + 2B = 2D的速率方程為v=kc（A）c2（

32、B），則該反應(yīng)（ ） 是元反應(yīng) 是非元反應(yīng) 應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定 無(wú)法確定答：正確答案是。（2）升高溫度可以增加反應(yīng)速率，主要原因是（ ） 增加分子總數(shù) 增加活化分子總數(shù) 降低反應(yīng)的活化能 使反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行 答：正確答案是。（3）鏈反應(yīng)的基本步驟有（ ），在鏈傳遞過(guò)程中，產(chǎn)生的自由基數(shù)目大于消耗掉的自由基數(shù)目的鏈反應(yīng)是（ ）。 鏈的引發(fā)，鏈的傳遞 鏈的引發(fā)，鏈的傳遞，鏈的終止 直鏈反應(yīng) 支鏈反應(yīng)答：正確答案是和。3用鋅和稀硫酸制取氫氣，該反應(yīng)的rH為負(fù)值，在反應(yīng)開(kāi)始后的一段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率加快，后來(lái)反應(yīng)速率又變慢，試從濃度、溫度等因素來(lái)解釋此現(xiàn)象。答：開(kāi)始時(shí)，因?yàn)榉磻?yīng)放熱，使體系溫度升高，加快反應(yīng)了

33、速率；隨反應(yīng)物的消耗，其濃度下降，反應(yīng)速率隨之變慢。 4反應(yīng) A（g）+ B（g）= 2D（g），rH為負(fù)值，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，如改變下表中各項(xiàng)條件，試將其他各項(xiàng)發(fā)生的變化的情況填入表中： 改變條件增加A的分壓增加壓力降低溫度使用催化劑正反應(yīng)速率速率常數(shù)k正答：改變條件增加A的分壓增加壓力降低溫度使用催化劑正反應(yīng)速率加快增大變慢加快速率常數(shù)k正不變不變減小加快5化學(xué)反應(yīng)發(fā)生爆炸的原因是什么？H2和O2的混合物（2:1）的爆炸半島圖上為什么存在三個(gè)爆炸極限？答：通常發(fā)生在自由基產(chǎn)生速率大于其銷(xiāo)毀速率時(shí)，溫度、壓力和混合氣體的組成都是影響爆炸的重要因素。在爆炸半島圖上，當(dāng)壓力處于第一與第二爆炸極限

34、時(shí)，支鏈反應(yīng)速率加快，自由基產(chǎn)生速率大于銷(xiāo)毀速率而發(fā)生爆炸；當(dāng)壓力升至第二和第三爆炸區(qū)間時(shí)，自由基銷(xiāo)毀速率大于產(chǎn)生速率，進(jìn)入慢速反應(yīng)區(qū)，不發(fā)生爆炸；當(dāng)壓力達(dá)到第三爆炸限以上時(shí)，發(fā)生的是熱爆炸。6在660K時(shí)，反應(yīng)2NO + O2 = 2NO2的有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表c（NO）/（mol·L1） c（O2）/（mol·L1） v（NO）/（mol·L1·s1） ×103×103×102求：（1）反應(yīng)的速率方程及反應(yīng)級(jí)數(shù)； （2）速率常數(shù)k； （3）c·L1，c（O2·L1時(shí)的反應(yīng)速率。解：（1）速率方程通式可寫(xiě)

35、作 將各級(jí)濃度及相應(yīng)反應(yīng)速率數(shù)據(jù)代入上式，可得×103=k(0.01)x(0.01)y×103=k(0.01)x(0.02)y×102=k(0.03)x(0.02)y由（1）、（2）可得y=1，由（1）、（3）可得x=2。將x=2,y=1代入速率方程，可得k c（NO）2 c (O2)；反應(yīng)級(jí)數(shù)為3級(jí)（2）將y=1，x=2代入中任意式， 可得k= 2.5×103 ·mol·l1·s1（3）將k值及濃度數(shù)據(jù)代入速率方程， v=2.5×103× ()2 ×= 7.6 ×102mol

36、3;l1·s17放射性所產(chǎn)生的強(qiáng)輻射，廣泛用于癌癥治療。放射性物質(zhì)的強(qiáng)度以“居里”表示。某醫(yī)院一個(gè)20居里的鈷源，經(jīng)一定時(shí)間后鈷源的剩余量只有5.3居里。問(wèn)這一鈷源已有多少時(shí)間了。已知的半衰期為5.26a。解：此反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，將k=a1 、c0=20居里、ct= 5.3居里， 代入ln， 則ln= 0.132 t； ta8. 某藥物分解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，在37時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)k1，若服用該藥0.16g，問(wèn)該藥在胃中停留多長(zhǎng)時(shí)間方可分解90%。解：將ct= ( 190%) ×=代入一級(jí)速率方程為ln，得ln= 0.46t； t=5h9. 在500K時(shí)，硝基甲烷（CH3NO2）

37、的半衰期是650s。試求該一級(jí)反應(yīng)的 （1）速率常數(shù)。 ·L1·L1所需時(shí)間。 （3）繼（2）之后1h硝基甲烷的濃度。解： （1）一級(jí)反應(yīng)； （s 1）（2）ct=0.0125mol·L1,co=0.05mol·L1代入一級(jí)反應(yīng)速率方程，可得lnln= 1.07×10-3t； t=1s（或推論，反應(yīng)由0.05mol·L1減至0.0125mol·L1經(jīng)歷兩個(gè)半衰期，因此t=2×=1s）（3）繼（2）以后，反應(yīng)時(shí)間為t=1300+3600=4900（s）， 代入速率方程表達(dá)式，得ln= 1.07×103

38、15;4900 ； ct = 2.64×104mol·L110在稀的蔗糖溶液中（即水大量存在）發(fā)生下列反應(yīng)： C12H22O11（aq）+ H2O（l） 2C6H12O6（aq）該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，若該反應(yīng)的速率常數(shù)k1，且蔗糖溶液的起始濃度為0.010 mol·L1，試求：（1）蔗糖水解反應(yīng)的起始速率；（2）5h后蔗糖的濃度。解： （1）該一級(jí)反應(yīng)的速率方程可寫(xiě)作v=kc（C12H22O11）起始速率v=×0 =3.4×104mol·L1·h1 （2）ln=ktct=mol·L111某病人發(fā)燒至40，使體內(nèi)某一酶催

39、化反應(yīng)的速率常數(shù)增大為正常體溫（37）時(shí)的1.23倍。試求該催化反應(yīng)的活化能。解：由阿氏公式k= A·eEa/RT ， 可得將T1=273+37=310K,T2=273+40=313K,k2=k1代入公式，有； lnEa=0 kJmol112反應(yīng)2NOCl（g）= 2NO（g）+ Cl2（g）的活化能為101kJ·mol1，300K時(shí)，速率常數(shù)k1×105 L·mol1·s1，試求400K時(shí)的速率常數(shù)k2。解：由；有 ； k2=L·mol1·s113已知青霉素G的分解反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，37時(shí)其活化能為84.8 kJ·

40、mol1，指前因子A×1012h1，試求37時(shí)該反應(yīng)的速率常數(shù)k。解：代入阿氏公式 k=A·eEa/RT得2.21×102h114300K時(shí)，下列反應(yīng) H2O2（aq）= H2O（l）+ （1/2）O2（g） ·mol1。若用I ·mol1；若用酶催·mol1。試計(jì)算在相同溫度下，該反應(yīng)用I催化及酶催化時(shí)，其反應(yīng)速率分別是無(wú)催化劑時(shí)的多少倍？解： 由Arrhenius公式，有k=A·eEa/RT用I催化時(shí)，=1.9×103倍用酶催化時(shí)，=5.5×108倍第四章 溶液及溶液中的離子平衡思考題與習(xí)題解答1下列

41、說(shuō)法是否正確？如不正確，請(qǐng)說(shuō)明原因。（1） 物質(zhì)的量濃度的優(yōu)點(diǎn)是與溫度無(wú)關(guān)，而質(zhì)量摩爾濃度和物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度有關(guān)。答：否，（體積）物質(zhì)的量濃度與溫度有關(guān)，而質(zhì)量摩爾濃度和物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)濃度都與溫度無(wú)關(guān)。（2） 直鏈羧酸通式為CH3(CH2)nCOOH，當(dāng)n值增大時(shí)，羧酸在極性溶劑水中的溶解度變小，而在非極性溶劑如CCl4中的溶解度將增大。答：對(duì)。（3） 溶液的蒸氣壓隨著溶解溶質(zhì)的質(zhì)量的增加而增加。答：錯(cuò)，溶液的蒸氣壓隨所溶解的難揮發(fā)溶質(zhì)的質(zhì)量增加而降低，從而引起溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)降低。對(duì)難揮發(fā)、非電解質(zhì)的稀溶液，其蒸氣壓下降滿足下式p= p：蒸氣壓下降值； Kp：凝固點(diǎn)降低常數(shù)，與溶劑的性

42、質(zhì)有關(guān)； b：質(zhì)量摩爾濃度。若溶質(zhì)是易揮發(fā)的，則蒸氣壓上升。（4） 由于海水和淡水的滲透壓不同，所以海水和淡水魚(yú)不能調(diào)換生活環(huán)境，否則將會(huì)引起魚(yú)體細(xì)胞的腫脹和萎縮，使其難以生存。答：對(duì)。（5） 在氫硫酸（H2S）中，H+(aq)和S2（aq）濃度之比應(yīng)為21。答：錯(cuò)，H2S溶液中c（H+） >> c（S2）, 這是因?yàn)闅潆x子濃度主要來(lái)自于一級(jí)解離，而S2離子濃度近似等于其二級(jí)解離常數(shù)，而且Ka1 >> Ka2。（6） 緩沖溶液是指在一定范圍內(nèi)溶液的pH不因稀釋或外加酸（或堿）而發(fā)生明顯改變的溶液。答：不確切，緩沖溶液是指在一定范圍內(nèi),溶液的pH不因稀釋、濃縮或外加少量酸

43、（或堿）而發(fā)生明顯改變的溶液。2選擇題（將正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)，正確答案可以不止一個(gè)）:（1） 通常加熱可以使固體在液體中的溶解度增大是由于_。 固體在液體中溶解多為吸熱過(guò)程， 固體在液體中溶解多為放熱過(guò)程 固體的熵值增加 液體的熵值增加正確答案為。（2） 要提高萃取分離的效率，可_。 多加萃取劑 升高溫度 多次萃取 降低溫正確答案為。（3） 在兩只燒杯中分別裝上純水和飽和的糖水，并用鐘罩將其罩住，將發(fā)現(xiàn)_。 裝有純水的燒杯中的純水逐漸增加 裝有純水的燒杯中的純水逐漸減少 裝有飽和糖水的燒杯中的水逐漸增加 裝有飽和糖水的燒杯中的水逐漸減少正確答案為和。3試用溶度積規(guī)則解釋下列事實(shí):（1）

44、Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液中。答：NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽，解離出的可與溶解的部分OH結(jié)合，形成難電離的，從而使的沉淀溶解平衡 Mg(OH)2 = Mg2+ + 2OH 向右移動(dòng)。使Mg(OH)2的離子積小于溶度積而溶解。（2） ZnS能溶于鹽酸和稀硫酸，而CuS卻不能溶于鹽酸和稀硫酸，但能溶于硝酸中。答：由H2S的解離平衡關(guān)系得出的可知，c(S2 )與溶液中c(H+)2有關(guān)，當(dāng)溶液中c(H+)增加時(shí)，c(S2)減小，在鹽酸和稀硫酸溶液中的c（H+）足以使c (Zn2+)與c (S2) 的離子積小于ZnS的溶度積（KspZnS ×1024），而KspCuS×1037,

45、非氧化性酸不足以使 c (Cu2+) 與c (S2)的離子積小于CuS的溶度積， 只有氧化性酸（HNO3等）可以將S2氧化，而大大降低c (S2) ,使CuS溶解。（3） BaSO4不溶于稀鹽酸中。答：鹽酸中的H+ 或Cl不能與BaSO4中解離出來(lái)的離子（Ba2+ 或 SO42）反應(yīng)生成難溶解的物質(zhì)，即鹽酸不能降低溶液中c(Ba2+) 或c(SO42)，所以BaSO4不溶于稀鹽酸。4填充題（1） 熱電廠廢水排放造成熱污染的原因是熱的廢水使天然水體的溫度升高，溶解氧的濃度降低，厭氧菌和水藻增加，水體質(zhì)量惡化。（2） 水中加乙二醇可以防凍的原因是水中溶解溶質(zhì)后使水的凝固點(diǎn)降低。（3） 氯化鈣和五氧

46、化二磷可用作干燥劑的原因是在它們的表面所形成的溶液的蒸氣壓顯著下降，可不斷地吸收水蒸氣，使體系中的水分降低。（4） 人體輸液用的生理鹽水及葡萄糖溶液的濃度不能隨意改的原因是保證所輸入的液體與人體血液的滲透壓相近或相等_。3。計(jì)算:（1） 鹽酸的物質(zhì)的量濃度(c)。（2） 鹽酸的質(zhì)量摩爾濃度(bB)。（3） HCl和H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(x2 和x1)。 解：(1)鹽酸的分子量為36.5, c = = 12.06 mol·L1 (2)bB = = 16.09 mol·kg1 (3) x2 = ； x1 = 1 x26 由于食鹽對(duì)草地有損傷，因此有人建議用化肥如硝酸銨或硫酸銨代

47、替水中，又問(wèn)哪一種冰點(diǎn)下降的多？（1） NaCl (2) NH4NO3 (3) (NH4)2SO4答: 根據(jù)依數(shù)性定律，冰點(diǎn)下降的多少與溶質(zhì)離子質(zhì)量摩爾濃度成正比，在溶劑量一定的情況下，與溶質(zhì)粒子的摩爾數(shù)成正比，故通過(guò)求溶質(zhì)離子摩爾數(shù)來(lái)判斷。答案分別為（1）；（3）NaClNH4NO3(NH4)2SO4100g溶質(zhì)含離子摩爾數(shù)100×100×2/80100×3/1320.1mol 溶物質(zhì)含離子摩爾數(shù)。求尼古丁的相對(duì)分子質(zhì)量。解：由公式 可得 bB·kg1 尼古丁的分子量為 8樹(shù)干內(nèi)部樹(shù)汁上升是滲透壓所致.設(shè)樹(shù)汁是濃度為0.20molL1的溶液,在樹(shù)汁的半

48、透膜外部水中非電解質(zhì)濃度為0.02molL1.試估計(jì)再25時(shí),數(shù)汁能夠上升多高。解：根據(jù)求滲透壓公式 =cRT)×8.314×298 = 446kPa m9. 25時(shí),0.1mol ·l1甲胺（CH3NH2）溶液的解離為6.9%CH3NH2(aq) + H2O(l) = CH3NH+3(aq) + OH(aq)試問(wèn):相同濃度的甲胺與氨水哪個(gè)堿性強(qiáng)? 解： 甲胺中 c(OH )=c（NH3H2O）= 0.1 × 6.9% = 0.0069 mol·L10.1mol·L1氨水中c(OH ) = = 0.00133 mol L1結(jié)論：相同濃

49、度時(shí)，甲胺的堿性更強(qiáng)10在1 L 0.1mol ·L1 HAc 溶液中,需加入多少摩爾NaAc·3H2O才能使溶液的pH 為5.5？（假設(shè)NaAc·3H2O的加入不改變HAc的體積）。解：該系統(tǒng)為緩沖溶液 c（H+）= ； 105.5 = 1.8×10 5 ； cs= 0.569 mol· L1。由于體積為1L，故需加入69 molNaAc·3H2O。11某一元弱堿（MOH）的相對(duì)分子量為125，在25時(shí)將1g此堿溶于0.1 L水中,所得溶液的pH為,求該弱堿的解離常數(shù)。 解：為弱堿電離體系統(tǒng)，此弱堿的濃度， c ， 求出×

50、104。12Pb(NO3)2溶液與BaCl2溶液混合，設(shè)混合液中Pb(NO3)2molL1，問(wèn)(1) 在混合溶液中Cl×104 molL1 時(shí)，是否有沉淀生成?(2) 混合溶液中Cl的濃度多大時(shí)，開(kāi)始生成沉淀? (3) 混合溶液中Cl×102 molL1時(shí)，殘留于溶液中的Pb2+的濃度為多少? 解：（1）離子積c(Pb2+)c(Cl1)2××104)2= 5×108 <×105無(wú)沉淀； （2）開(kāi)始生成沉淀時(shí)c（Cl） = = mol· L1；（3）殘留的鉛離子濃度c（Pb2+）= / c (Cl)2 = 1.6

51、5;105/(6.0×102)2 = 4.44×10 3 mol· L1。第五章 氧化還原反應(yīng)與電化學(xué)思考題與習(xí)題解答1下列說(shuō)法是否正確？如不正確，請(qǐng)說(shuō)明原因。 （1）氧化數(shù)就是某元素的一個(gè)原子在化合態(tài)時(shí)的電荷數(shù)。答：不確切，氧化數(shù)是某元素的一個(gè)原子在化合態(tài)時(shí)的形式電荷數(shù)。 （2）所有參比電極的電極電勢(shì)皆為零。答：錯(cuò)，參比電極（也稱為二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電極，例如甘汞電極等）的電極電勢(shì)不為零。 （3）因?yàn)閞Gm的值與化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程式的寫(xiě)法（即參與反應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)）有關(guān)，因此也是如此。答：錯(cuò)，因電極電勢(shì)的數(shù)值反映物種得失電子的傾向，這種性質(zhì)應(yīng)當(dāng)與物質(zhì)的量無(wú)關(guān)，因此與電極反

52、應(yīng)式的寫(xiě)法無(wú)關(guān)。對(duì)電極反應(yīng)：a氧化態(tài) + z e = b還原態(tài)則有；如果電極反應(yīng)為 na氧化態(tài) + nze = nb還原態(tài)，則有 = ，與上式相同。而是指氧化態(tài)與還原態(tài)的濃度或壓強(qiáng)都為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)的，因此與電極反應(yīng)方程式寫(xiě)法無(wú)關(guān)，也是如此。因rGm = ，而，所以rGm與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)，故也是如此，與化學(xué)反應(yīng)方程式寫(xiě)法有關(guān)。 （4）插入水中的鐵棒，易被腐蝕的部位是水面以下較深部位。答：錯(cuò)，按差充氣腐蝕理論，水面下的接近水線處的鐵棒容易被腐蝕。 （5）凡是電極電勢(shì)偏離平衡電極電勢(shì)的現(xiàn)象，都稱之為極化現(xiàn)象。答：對(duì)。2選擇題（將正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)，正確答案可以不止一個(gè)） （1）為了提高Fe2(SO

53、4)3的氧化能力，可采用下列那些措施（ ）。增加Fe3+的濃度，降低Fe2+的濃度； 增加Fe2+的濃度，降低Fe3+的濃度； 增加溶液的pH值； 降低溶液的pH值。 （1）的正確答案是。 （2）極化的結(jié)果總是使（ ）。 正極的電勢(shì)升高，負(fù)極的電勢(shì)降低； 原電池的實(shí)際工作電壓小于其電動(dòng)勢(shì)； 電解池的實(shí)際分解電壓大于其理論分解電壓。（2）的正確答案是。3試比較下列情況下銅電極電位的高低，并說(shuō)明依據(jù)。 ·L1CuSO4溶液中；（2）銅在加有Na2·L1CuSO4溶液中。解：電極電勢(shì)與Cu2+ 的關(guān)系可表示為，而S2+Cu2+ = CuS，使c(Cu2+)降低，進(jìn)而導(dǎo)致降低。所以

54、（2）中的電極電勢(shì)較低。4試說(shuō)明下列現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。 （1）硝酸能將銅氧化，而鹽酸卻不能；答：因?yàn)?>>（V）說(shuō)明：由Nernst方程 可以看出，濃度的影響在對(duì)數(shù)項(xiàng)中；影響不太大，一般情況下時(shí)即可以根據(jù)的相對(duì)大小判斷反應(yīng)方向。 （2）Sn2+與Fe3+不能在同一溶液中共存； 答：因?yàn)?，2Fe3+Sn2+= 2Fe2+Sn4+， 所以Sn2+與Fe3+不能在同一溶液中共存。 （3）氟不能用電解含氟化合物的水溶液制得。答：很高，氟的氧化性非常強(qiáng)，能將水分解，釋放氧氣，同時(shí)生成氟化氫。 5利用電極電勢(shì)的概念解釋下列現(xiàn)象。 （1）配好的Fe2+溶液要加入一些鐵釘；答：（；）因發(fā)生歸一反應(yīng)（歧化反應(yīng)的逆反應(yīng)），即，加入鐵釘可以減緩Fe2+被氧化為Fe3+的速度，（即使加入鐵釘也不能完全防止Fe2+被氧化為Fe3+）。 （2）H2SO3溶液不易保存，只能在使用時(shí)臨時(shí)配制；答：V，可以看出，很容易被空氣中的氧氣所氧化，難以保存。 （3）海上船艦常鑲嵌鎂塊、鋅塊或鋁合金塊，防止船殼體的腐蝕。答：被鑲嵌的鎂、鋅、鋁合金都比較活潑，電勢(shì)都較低，與船體相連后作為腐蝕電池的陽(yáng)極被腐蝕，而將作為陰極的船體