無(wú)機(jī)及分析化學(xué)課后習(xí)題答案供參考

1、、選擇題1.對(duì)反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)NO(g)2SO3(g)下列幾種速率表達(dá)式之間關(guān)系正確的是()A. dc(SO2)dc(O2)B.dc(SOz)dc(SO3)dtdt-dt2dt-Cdc(SO3)dc(O2)D.dc(SO)dc(O2)2dtdt2dtdt解：選D。依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的瞬時(shí)速率的表達(dá)通式，對(duì)于一般化學(xué)反應(yīng)，速率表達(dá)可寫(xiě)出通式如下：dcAdcBdcYdcZvvAdtvBdtvYdtvZdt2.由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的速率方程為v=kc(H2)c1/2(Cl2),在其他條件不變的情況下，將每一反應(yīng)物濃度加倍,此時(shí)反應(yīng)速率為()。A. 2vB.

2、 4vC. 2.8vD. 2.5v解：選C。依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的速率方程尸kc(H2)c1/2(Cl2),H2和Cl2濃度增大都增大一倍時(shí)，速率應(yīng)該增大2，2倍,即相當(dāng)于2.8Y為3,測(cè)得某反應(yīng)正反應(yīng)的活化能Ea.正=70kJmol-1,逆反應(yīng)的活化能Ea逆=20kJmol-1,此反應(yīng)的反應(yīng)熱為()A.50kJmol-1B.-50kJmol-1C.90kJmol-1D.-45kJmol-1解：選A。依據(jù)過(guò)渡態(tài)理論，反應(yīng)熱可以這樣計(jì)算：Q=Ea,正Ea,逆4,在298K時(shí)，反應(yīng)2H2O2=2H2O+O2,未加催化劑前活化能Ea=71kJmol-1,加入Fe3+作催化劑后，活化能降到42kJmol-1,

3、加入催化劑后反應(yīng)速率為原來(lái)的(A.29倍B. 1103倍C.1.2105倍D.5M02倍EEa1Ea229000解：選C。依據(jù)阿侖尼烏斯指數(shù)式k=Ae哥，可得KeFeE12i。5k15 .某反應(yīng)的速率常數(shù)為2.15L2mol-2min-1,該反應(yīng)為()。A.零級(jí)反應(yīng)B.一級(jí)反應(yīng)C.二級(jí)反應(yīng)D.三級(jí)反應(yīng)解：選D。對(duì)于一個(gè)基元反應(yīng)，aA+bB=cC+dD,有反應(yīng)速率為vkca(A)cb(B)則其速率常數(shù)k的單位的通式可寫(xiě)成：(molL-1)1-a-bs-1,反推可以得到為三級(jí)反應(yīng)。6 .已知反應(yīng)2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)的速率方程為v=kc2(NO)c(Cl2)。故該反應(yīng)()A.

4、一定是復(fù)雜反應(yīng)B.一定是基元反應(yīng)C.無(wú)法判斷解：選C。基元反應(yīng)符合質(zhì)量作用定律，但符合質(zhì)量作用定律的不一定都是基元反應(yīng)。反應(yīng)是基元反應(yīng)還是復(fù)雜反應(yīng)，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。7 .已知反應(yīng)N2(g)+O2(g)=2NO(g)AHm>0,當(dāng)升高溫度時(shí)，仁將()。A.減小B.增大C.不變D.無(wú)法判斷解：選Bo根據(jù)呂查德里原理，對(duì)吸熱反應(yīng)，當(dāng)升高溫度時(shí)，平衡就向能降低溫度(即能吸熱)的方向移動(dòng)；即反應(yīng)正向進(jìn)行，平衡常數(shù)將增大。8 .已知反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)一2SO3(g)平衡常數(shù)為K10,反應(yīng)SO2(g)+4O2(g)SO3(g)平衡常數(shù)為K20。則K10和K20的關(guān)系為()A.K10=K2

5、eB.K1e=C.K2e=D.2Kle=K2e解：選C。根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式，平衡常數(shù)與化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)是有關(guān)的?；瘜W(xué)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的變化影響著平衡常數(shù)的指數(shù)項(xiàng)。9 .反應(yīng)2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2OAHm0<0,欲使KMnO4褪色加快，可采取的措施最好不是()。A.升高溫度B.降低溫度C.加酸D.增加C2O42-濃度解：選Bo欲使KMnO4褪色加快，即增大反應(yīng)的速率，只能通過(guò)升高溫度，增大反應(yīng)物的濃度，加入催化劑等來(lái)考慮。所以這里降低溫度不利于加快反應(yīng)速率。10 .設(shè)有可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)rHm>0,

6、且a+b>d+e,要提高A和B的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施是()。A.高溫低壓B.高溫高壓C.低溫低壓D.低溫高壓解：選Bo根據(jù)呂查德里原理，對(duì)吸熱反應(yīng)，當(dāng)升高溫度時(shí)，平衡就向能降低溫度(即能吸熱)的方向移動(dòng)；當(dāng)增大壓力時(shí)，平衡就向能減小壓力(即分子化學(xué)計(jì)量數(shù)之和小)的方向移動(dòng)；所以為提高反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施是高溫高壓。二、填空題1.已知反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)的反應(yīng)歷程為 2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(g)(慢反應(yīng)) H2O2(g)+H2(g)=2H2O(g)(快反應(yīng))則該反應(yīng)稱為復(fù)雜反應(yīng)反應(yīng)。此兩步反應(yīng)均稱為基元反應(yīng)反應(yīng),而

7、反應(yīng)稱為總反應(yīng)的定速步驟，總反應(yīng)的速率方程近似為v=kc(H0c2(NO),此反應(yīng)為3級(jí)反應(yīng)。2 .已知基元反應(yīng)CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)，該反應(yīng)的速率方程為v=kc(CO)c(NO2)；此速率方程為質(zhì)量作用定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，此反應(yīng)對(duì)NO2是1級(jí)反應(yīng),總反應(yīng)是2級(jí)反應(yīng)。3 .催化劑加快反應(yīng)速率主要是因?yàn)榇呋瘎﹨⑴c了反應(yīng)，改變反應(yīng)途徑,降低了活化能。4 .增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快的主要原因是活化分子總數(shù)增加,提高溫度，反應(yīng)速率加快的主要原因是活化分子百分?jǐn)?shù)增加。5 .增加反應(yīng)物的量或降低生成物的量，QKe,所以平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；對(duì)放熱反應(yīng)，提高溫度，Q>Ke

8、,所以平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。6 .對(duì)于氣相反應(yīng)，當(dāng)網(wǎng)上0時(shí)，增加壓力時(shí)，平衡不移動(dòng)；當(dāng)網(wǎng)上0時(shí)，增加壓力時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；當(dāng)。上0時(shí)，增加壓力時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。7 .在氣相平衡PCI5(g)PCl3(g)+Cl2(g)系統(tǒng)中，如果保持溫度、體積不變，充入惰性氣體，平衡將不移動(dòng):如果保持溫度，壓力不變，充入惰性氣體，平衡將向右移動(dòng)。8,化學(xué)平衡狀態(tài)的主要特征是v正=”逆;溫度一定時(shí)，改變濃度、壓力可使平衡發(fā)生移動(dòng)，但K9值不變，如溫度改變使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，此時(shí)K9值改變。9,某化學(xué)反應(yīng)在298K時(shí)的速率常數(shù)為1.1X0-4s-1,在323K時(shí)的速率常數(shù)為5.5M0-2s-1。則

9、該反應(yīng)的活化能是,303K時(shí)的速率常數(shù)為o三、簡(jiǎn)答題：E1 .根據(jù)阿侖尼烏斯指數(shù)式k=Ae帚，對(duì)一切化學(xué)反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率均加快嗎？反應(yīng)速率常數(shù)的大小與濃度、溫度、催化劑等因素有什么關(guān)系？E解：根據(jù)阿侖尼烏斯指數(shù)式k=Ae哥'，溫度與速率常數(shù)成正比，而速率常數(shù)又與反應(yīng)速率成正比，所以對(duì)一切化學(xué)反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率均加快。反應(yīng)速率常數(shù)大小由反應(yīng)物性質(zhì)決定，與反應(yīng)物的濃度無(wú)關(guān)，與溫度成正比。加入催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，增大了反應(yīng)速率常數(shù)，從而使化學(xué)反應(yīng)速率加快。2 .反應(yīng)速率方程和反應(yīng)級(jí)數(shù)能否根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式直接得出？次氯酸根和碘離子在堿性介質(zhì)中發(fā)生下述反應(yīng)：CIO-+I-

10、0HIO-+Cl-其反應(yīng)歷程為(1) CIO-+H2O=HCIO+OH-(快反應(yīng))(2) I-+HCIO=HIO+Cl-(慢反應(yīng))(3) HIO+OH-=H2O+IO-(快反應(yīng))試證明VMkaDcCIOXlOH-)解：反應(yīng)速率方程式和反應(yīng)級(jí)數(shù)不能根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式直接得出，因?yàn)橘|(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)，且用于定速步驟。對(duì)于復(fù)雜反應(yīng)的速率方程，只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得。因?yàn)榉磻?yīng)(2)為定速步驟，所以vk2c(I-)c(HCIO)由反應(yīng)(1)可得平衡常數(shù)K=c(HCIO)c(OH-)所以c(HCIO)Kc(CIO-)c(CIO-)c(OH-)代入速率方程得：vk2c(I)K整理得：vKk2c(I-)包

11、2c(OH-)2c(OH-)令k2K=k所以vkc(I-)c(CIO')c1(OH')3.寫(xiě)出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Ke的表示式。實(shí)驗(yàn)初始濃度/(molL-1)生成n2的初始速率序號(hào)c(N0)c(H2)molL1s112.0010-36.0010-31.9210-321.0010-36.0010-30.4810-332.0010-33.0010-30.9610-3kc2(A)2.在1073K時(shí)，測(cè)得反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H20(g)的反應(yīng)物的初始濃度和N2的生成速率如下表(1)寫(xiě)出該反應(yīng)的速率方程并指出反應(yīng)級(jí)數(shù);(1)CH4(g)+202(g)二C02(g)

12、+2H20(1)(2)MgC03(s)二MgO(s)+C02(g)(3)N0(g)+；02(g)=N02(g)(4)2Mn04-(aq)+5H202(aq)+6H+(aq)-2Mn2+(aq)+502(g)+8H20(1)解:(DK0P(C02)sP2P(CH4)p(02)(2) K0P(C02)ePp(N02)(3)K0P(N0)e-P1/2P(02)e-P(4) Kec(Mn2+)c25P(02)c(Mn04)c(H202)+6c(H)四、計(jì)算題:1.A(g)一B(g)為二級(jí)反應(yīng)。當(dāng)A的濃度為0.050mo1L一1時(shí)，其反應(yīng)速率為1.2molL-1min-1。(1)寫(xiě)出該反應(yīng)的速率方程。(

13、2)計(jì)算速率常數(shù)。(3)在溫度不變時(shí)欲使反應(yīng)速率加倍，A的濃度應(yīng)為多大?解：(1)依題意有：vkc2(A)(2)依據(jù)vkc2(A),代入數(shù)據(jù)計(jì)算:1.2k(0.05)2得到k480,-1Lmol.-1CI-1min=8Lmol-1s代入數(shù)據(jù)計(jì)算：2.4480c2(A)得到c(A)=0.0707mol.L-1(3)依據(jù)v(2)計(jì)算該反應(yīng)在1073K時(shí)的速率常數(shù)；(3)當(dāng)c(N0)=4.00X0-3molL-1,c(H2)=4.0010-3molL-1時(shí),計(jì)算該反應(yīng)在1073K時(shí)的反應(yīng)速率。代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得：1.9210-3=k(2.000.4810-3=k(1.000.9610-3=k(2.001

14、O-3)x(6.0010-3)1O-3)x(6.0010-3)10-3)x(3.0010-3)通得4=2xx=2;(2) k=8X104L2mol-2s-1期得y=1所以v=kc2(N0)c(H2)(3) v=5.12X0-3molL-13.已知反應(yīng)N205(g)=N204(g)+302(g)在298K時(shí)的速率常數(shù)為3.46105s-1,在338K時(shí)的速率常數(shù)為4.87X07s-1,求該反應(yīng)的解:活化能和反應(yīng)在318K時(shí)的速率常數(shù)。1n、k1EaRT2TlT1298K5k13.46105T1338Ks1k24.87107s1解：(1)設(shè)速率方程為：v=kcx(N0)cy(H2)則:Ea=103

15、.56kJ.mof1T1298K51k13.4610sT3318Kk3?,k3代入公式ln3k1EaT3T1玉"丁3得k3=4.79106s-14.在301K時(shí)，鮮牛奶大約4h變酸，但在278K的冰箱中可保持48h，假定反應(yīng)速率與牛奶變酸的時(shí)間成反比，求牛奶變酸的活化能oln12Ea8.314JK-1mol5.已知反應(yīng)催化下,解：lnk2ln生k11k2t2t148k1t2t1301K278K1()1301K2782H2O2=2H2O+O2的活化能H2O2的分解速率為原來(lái)的多少倍?1nAEaEa2RT710008400=25.278.31429812則:Ik2Ealn-一k1REa=

16、71kJlnk1T2T1T2T1Ea=75.16kJ.mol-1mol-1,在過(guò)氧化氫酶的催化下，活化能降為8.4kJmol-1。試計(jì)算298K時(shí)在酶的ko所以-9.41010k1即V2/V1=9.410106.在791K時(shí)，反應(yīng)CH3CHO=CH4+CO的活化能為190kJmol-1,加入I2作催化劑約使反應(yīng)速率增大4M03倍，計(jì)算反應(yīng)在有I2存在時(shí)的活化能。解：lnk2Ea2RTlnAlnk1Ea1RTlnAln生k1Ea1Ea2RT因?yàn)閗2k1所以lg(4103)190000Jmol1Ea22.3038.314JK-1mol1791K則Ea=135.4kJmol-17.已知下列反應(yīng)在13

17、62K時(shí)的平衡常數(shù):(DH2(g)+3s2(g)H2s(g)K1e=0.80(2)3H2(g)+SO2(g)-H2s(g)+2H2O(g)K2k1.8104計(jì)算反應(yīng)(3)4H2(g)+2SO2(g)二S2(g)+4H2O(g)在1362K時(shí)的平衡常數(shù)K0O解：目標(biāo)方程式(3)可以這樣重合得到：(3)=(2)2-(1)no/2n(K29)21.81048.Kk-rr=5.06X08(K；)20.88.在800K下，某體積為1L的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)SO2(g)的起始量為0.4molL-1,O2(g)的起始量為1.0molL-1,當(dāng)80%的SO2轉(zhuǎn)化為SO

18、3時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，求平衡時(shí)三種氣體的濃度及平衡常數(shù)。解:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始濃度/(molVL1)0.4平衡濃度/(mol?L-1)0.4(1-80%)1-40%0.480%所以c(SO2)0.08Kc=2C2(SO3)=0.08=0.84=0.321molL,c(O2)0.84mol1,c(SO3)0.32molL10.322c2(SO2)c2(O2)0.0820.84Lmol119.05Lmol-1因?yàn)閴毫ζ胶獬?shù)：Kp=Kc(RT)-1=19.05/(8.314X800)(kPa)-1=0.00286(kPa)-1X00kPa=0.286所以標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K=Kp(p

19、0)=Kc(RT)-1(p0)=0.00286(kPa)9.在523K下PC15按下式分解PCl5(g)-=-PCl3(g)+C12(g)將0.7mol的PC15置于2L密閉容器中，當(dāng)有0.5molPC15分解時(shí),體系達(dá)到平衡，計(jì)算523K時(shí)反應(yīng)的Ke及PCl5分解率。解：PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)起始濃度/(mol?匚1)?=0.3500平衡濃度/(mol?L-1)匕05=0.10.250.25因?yàn)閜V=nRT所以p=RT=cRTVep(PCl3/p9)P(Cl2/p”c(PC13)c(C12)Knp(PC1s/p)c(PCls)RTp0.250.258.3145230.1

20、10027.180.35.01100%=71.43%0.3510.反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g)在1773K時(shí)K0=2.1X03,1273K時(shí)K0=1.6X02,計(jì)算:(1)反應(yīng)的&Hm6,并說(shuō)明是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng);(2)計(jì)算1773K時(shí)反應(yīng)的AGm0(3)計(jì)算反應(yīng)的ArSmeo解:(DIZ0由1nK4K1rHm(T2T1R'T2Tl118.314Jmo1K1773K1273Kln32.110(17731273)K1.6102=96.62kJmol-1rHm=-2.303RTlgK0=-2.3038.314Jmol1K1M773KMg2100=-112.78kJmol-1(3)G0H0TserGmrHmTrsmqerTm9rSm-1(96620112760)Jmol一°-,-1118.1Jmol1773KK-1實(shí)驗(yàn)序號(hào)c(H2)/(molL-1)c(|2)/(molL-1)c(HI)/(molL-1)-10.060