無機及分析化學(xué)課后習(xí)題第三章

一、選擇題1．對反響2SO(g)+O2(g)NO(g)2SO3(g)以下幾種速率表達式之間關(guān)系正確的選項是( )。A.dc(SO2)dc(O2)B.dc(SO2)dc(SO3)dtdtdt2dtC.dc(SO3)dc(O2)D.dc(SO)3dc(O)22dtdt2dtdt解：選D。依照化學(xué)反響的剎時速率的表達通式，關(guān)于一般化學(xué)反響，速率表達可寫出通式以下：dcAdcBdcYdcZvvBdtvYdtvZdtvAdt．由實驗測定，反響22(g)===2HCl(g)的速率方程為v＝kc2)c1/22)，在其余條件不變的狀況下，將每一反響物濃度加2H(g)+Cl(H(Cl倍，此時反響速率為()。A.2vB.4vC.D.解：選。依照化學(xué)反響的速率方程υ＝kc2)c1/22，2和Cl2濃度增多數(shù)增大一倍時，速率應(yīng)當(dāng)增大22倍，即相當(dāng)于Υa。C(H(Cl)H．測得某反響正反響的活化能Ea.正=70kJ·mol-1，逆反響的活化能Ea.逆=20kJ·mol-1，此反響的反響熱為()3A.50kJ·mol-1B.-50kJ·mol-1C.90kJ·mol-1D.-45kJ·mol-1解：選A。依照過渡態(tài)理論，反響熱能夠這樣計算：Q=Ea,正－Ea,逆。．在時，反響222，未加催化劑前活化能Ea=71kJ·mol-1，加入3+作催化劑后，活化能降到42kJ·mol-1，加入4298K2HO===2HO+OFe催化劑后反響速率為本來的（）。A.29倍B.1×103倍C.×105倍×102倍EaEa1Ea2290001.2105解：選C。依照阿侖尼烏斯指數(shù)式k=A·eRT，可得k2eRTe8.314298k15．某反響的速率常數(shù)為L2·mol-2·min-1，該反響為()。A.零級反響B(tài).一級反響C.二級反響D.三級反響解：選D。關(guān)于一個基元反響，aA+bB=cC+dD，有反響速率為vkca(A)cb(B)-1)1-a-b-1則其速率常數(shù)k的單位的通式可寫成：(mol·L·s，反推能夠獲取為三級反響。6．已知反響2的速率方程為v＝kc2c2)。故該反響( )2NO(g)+Cl(g)===2NOCl(g)(NO)(ClA.必定是復(fù)雜反響B(tài).必定是基元反響C.沒法判斷解：選C?；错懬泻腺|(zhì)量作用定律，但切合質(zhì)量作用定律的不必定都是基元反響。反響是基元反響仍是復(fù)雜反響，要經(jīng)過實驗來確立。．已知反響22(g)===2NO(g)rHmθ，當(dāng)高升溫度時，Kθ將()。7N(g)+O>0A.減小B.增大C.不變D.沒法判斷解：選B。依據(jù)呂·查德里原理，對吸熱反響，當(dāng)高升溫度時，均衡就向能降低溫度（即能吸熱）的方向挪動；即反響正向進行，均衡常數(shù)將增大。．已知反響2SO(g)+O2(g)3均衡常數(shù)為K1θ，反響2123均衡常數(shù)為K2θ。則K1θ和K2θ82SO(g)SO(g)+2O(g)SO(g)的關(guān)系為()θθθ＝K2θ＝K1θθA.K1＝K2B.K1C.K2D.2K1＝K2解：選C。依據(jù)均衡常數(shù)的表達式，均衡常數(shù)與化學(xué)反響的化學(xué)計量數(shù)是相關(guān)的?；瘜W(xué)反響的化學(xué)計量數(shù)的變化影響著均衡常數(shù)的指數(shù)項。9．反響2MnO-+5CO2-+2+θ<0，欲使KMnO退色加速，可采納的舉措最好不是( )。+16H===2Mn+10CO+8HOH42422rm4A.高升溫度B.降低溫度C.加酸D.增添C2O42-濃度解：選B。欲使KMnO4退色加速，即增大反響的速率，只好經(jīng)過高升溫度，增大反響物的濃度，加入催化劑等來考慮。因此這里降低溫度不利于加速反響速率。．設(shè)有可逆反響abdD(g)+eE(g)，且abde，要提升A和B的轉(zhuǎn)變率，應(yīng)采納的舉措是( )。10A(g)+B(g)rHm>0+>+A.高溫低壓B.高溫高壓C.低溫低壓D.低溫高壓解：選B。依據(jù)呂·查德里原理，對吸熱反響，當(dāng)高升溫度時，均衡就向能降低溫度（即能吸熱）的方向挪動；當(dāng)增大壓力時，均衡就向能減小壓力（即分子化學(xué)計量數(shù)之和?。┑姆较蚺矂?；因此為提升反響物A和B的轉(zhuǎn)變率，應(yīng)采納的舉措是高溫高壓。二、填空題1．已知反響2NO(g)+2H(g)===N2(g)+2H2O(g)的反響歷程為①2NO(g)+H(g)===N2(g)+HO(g)（慢反響）22②H2O2(g)+H2(g)===2H2O(g)（快反響）則該反響稱為復(fù)雜反響反響。此兩步反響均稱為基元反響反響，而反響①稱為總反響的定速步驟，總反響的速率方程近似為vkc2c2(NO)，此反響為3級反響。=(H)22(g)+NO(g)，該反響的速率方程為v2；此速率方程為質(zhì)量作用定律的2．已知基元反響CO(g)+NO(g)===CO=kc(CO)c(NO)數(shù)學(xué)表達式，此反響對NO是1級反響，總反響是2級反響。23．催化劑加速反響速率主假如由于催化劑參加了反響，改變反響門路，降低了活化能。4．增添反響物濃度，反響速率加速的主要原由是活化分子總數(shù)增添，提升溫度，反響速率加速的主要原由是活化分子百分?jǐn)?shù)增添。5．增添反響物的量或降低生成物的量，Q<Kθ，因此均衡向正反響方向挪動；對放熱反響，提升溫度，Q>Kθ，因此均衡向逆反響方向挪動。．關(guān)于氣相反響，當(dāng)n=0時，增添壓力時，均衡不挪動；當(dāng)n<0時，增添壓力時，均衡向正反響方向挪動；當(dāng)n>6時，增添壓力時，均衡向逆反響方向挪動。7．在氣相均衡PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)系統(tǒng)中，假如保持溫度、體積不變，充入惰性氣體，均衡將不挪動；如果保持溫度，壓力不變，充入惰性氣體，均衡將向右挪動。8．化學(xué)均衡狀態(tài)的主要特點是v正=v逆；溫度一準(zhǔn)時，改變濃度、壓力可使均衡發(fā)生挪動，但Kθ值不變，如溫度改變使化學(xué)均衡發(fā)生挪動，此時Kθ值改變。9．某化學(xué)反響在298K時的速率常數(shù)為×10-4s-1，在323K時的速率常數(shù)為×10-2s-1。則該反響的活化能是，303K時的速率常數(shù)為。三、簡答題：Ea1．依據(jù)阿侖尼烏斯指數(shù)式k=A·eRT，對全部化學(xué)反響，高升溫度，反響速率均加速嗎？反響速率常數(shù)的大小與濃度、溫度、催化劑等要素有什么關(guān)系？Ea，解：依據(jù)阿侖尼烏斯指數(shù)式k=A·eRT，溫度與速率常數(shù)成正比，而速率常數(shù)又與反響速率成正比，因此對全部化學(xué)反響，高升溫度，反響速率均加速。反響速率常數(shù)大小由反響物性質(zhì)決定，與反響物的濃度沒關(guān)，與溫度成正比。加入催化劑，降低了反響的活化能，增大了反響速率常數(shù)，進而使化學(xué)反響速率加速。2．反響速率方程和反響級數(shù)可否依據(jù)化學(xué)反響方程式直接得出？次氯酸根和碘離子在堿性介質(zhì)中發(fā)生下述反響：ClO-+I-OHIO-Cl-其反響歷程為（1）ClO-+H2O===HClO+OH---（3）HIO+OH-===H2O+IO----1-試證明v＝kc(I)c(ClO)c(OH)

（快反響）（慢反響）（快反響）解：反響速率方程式和反響級數(shù)不可以依據(jù)化學(xué)反響方程式直接得出，由于質(zhì)量作用定律只合用于基元反響，且用于定速步驟。關(guān)于復(fù)雜反響的速率方程，只好經(jīng)過實驗獲取。由于反響（）為定速步驟，因此vkc(I-)c(HClO)22由反響（1）可得均衡常數(shù)Kc(HClO)c(OH-)因此c(HClO)Kc(ClO-)=c(ClO-)c(OH-)代入速率方程得：v-Kc(ClO-)整理得：v-c(ClO-)k2c(I)c(OH-)Kk2c(I)c(OH-)令k2Kk因此-)c(ClO-)c1(OH-)=vkc(I3．寫出以下反響的均衡常數(shù)Kθ的表示式。（1）CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)（2）MgCO3(s)MgO(s)+CO2(g)（3）NO(g)+21O2(g)NO2(g)-2O2(aq)+6H+2+2O(l)（4）2MnO4(aq)+5H(aq)2Mn(aq)+5O2(g)+8H解：p(CO2)（1）Kθpθ2（2）Kθp(CO2)p(CH4)p(O2)pθpθpθp(NO2)2+25c(Mn)p(O2)pθ（3）Kθ1/2（4）Kθcθpθ6p(NO)p(O2)25c(H+)c(MnO4-)c(H2O2)pθpθcθcθcθ四、計算題：1．A(g)→B(g)為二級反響。當(dāng)-1-1-1。（1）寫出該反響的速率方程。（2）計算速率常A的濃度為·L時，其反響速率為mol·L·min數(shù)。（3）在溫度不變時欲使反響速率加倍，A的濃度應(yīng)為多大？解：（1）依題意有：vkc2(A)（2）依照vkc2(A)，代入數(shù)據(jù)計算：1.2k(0.05)2獲取k480Lmol-1min-1=8Lmol-1s-1（3）依照vkc2(A)代入數(shù)據(jù)計算：2.44802(A)獲取c(A)=在1073K時，測得反響(g)===N2(g)+2H2O(g)的c2NO(g)+2H反響物的初始濃度和N2的生成速率以下表實驗初始濃度序號c(NO)×10-3×10-3×10-3

-1/（mol·L）c(H2)×10-3-3×10-3×10

生成N2的初始速率molL1s110-3-3×10-3×101）寫出該反響的速率方程并指出反響級數(shù)；2）計算該反響在1073K時的速率常數(shù)；c-3-12×-3-1時的反響速率。（3）當(dāng)(NO)=10mol(H)=10mol1073K解：（）設(shè)速率方程為：vkcxcy21=(NO)(H)代入實驗數(shù)據(jù)得：①×10-3k×-3)x×-3)y=1010②×10-3k×-3)x×-3)y=1010③×10-3k×-3)x×-3)y=1010①÷②得4=2xx=2；①÷③得2=2y，y=1因此vkc2c2)=(NO)(H42-2-1（2）k=8×10L·mol·s-3-1（3）v=×10mol·L5-17-13．已知反響N2O5(g)===N2O4(g)+12O2(g)在298K時的速率常數(shù)為×10s，在338K時的速率常數(shù)為×10s，求該反響的活化能和反應(yīng)在318K時的速率常數(shù)。解：k2EaT2TT1298KT1338Kln1k13.46105s1k24.87107s1k1RT2T1則：Ea=T1298KT3318Kk3EaT3T1k13.46105s1k3代入公式lnRT3T1?k1得k3=×106s-14．在301K時，鮮牛奶大概4h變酸，但在278K的冰箱中可保持48h，假設(shè)反響速率與牛奶變酸的時間成反比，求牛奶變酸的活化能。解：v1因此k1，k21t14812lnk2EaT2T1t2ttk11t24k1RT2T1t1ln128.314JEamol1(301K278K則：EaK-1301K278)=5．已知反響O2O+O的活化能E=71kJ·mol-1，在過氧化氫酶的催化下，活化能降為-1。試計算298K時在酶的催化2HkJ·mol2a下，H2O2的分解速率為本來的多少倍？解：lnk2Ea2lnA①;lnk1Ea1lnA②RTRTlnk2EaEa2=710008400=因此k2×1010即v2/v1=×1010k1RT8.314298k16．在791K時，反響CH3CHO===CH4+CO的活化能為190kJ·mol-1，加入I2作催化劑約使反響速率增大4×103倍，計算反響在有I2存在時的活化能。解：lnk2Ea2lnA①;lnk1Ea1lnA②RTRTlnk2Ea1Ea2由于k24103，k1RTk1因此lg(4103)190000Jmol1Ea2791K-1mol1則Ea2=7．已知以下反響在1362K時的均衡常數(shù)：（）2122K1θ=1H(g)+2S(g)HS(g)（2）22(g)2S(g)+2H2O(g)K2θ×43H(g)+SOH=1022(g)2(g)+4H2O(g)在1362K時的均衡常數(shù)Kθ計算反響（3）4H(g)+2SOS。解：目標(biāo)方程式（3）能夠這樣重合獲取：(3)=(2)×2-(1)×2θ(K2θ)21.810428∴K=0.8=×10(K1θ)28．在800K下，某體積為1L的密閉容器中進行以下反響2SO(g)+O2(g)32(g)的開端量為-12(g)2SO(g)SOmol·L，O的開端量為-1mol·L，當(dāng)80%的SO2轉(zhuǎn)變?yōu)镾O3時反響達均衡，求均衡時三種氣體的濃度及均衡常數(shù)。解：2SO2(g)+O2(g)======2SO3(g)開端濃度/(mol?L-1)10均衡濃度/(mol?L-1)(1-80%)1-0.480%×80%2===因此c(SO2)0.08molL1，c(O2)0.84molL1，c(SO3)0.32molL1Kcc2(SO3)0.322=2(O2)0.0820.84Lmol1c2(SO2)c由于壓力均衡常數(shù)：KpKc(RT)-1=[（×）]（）-1=（）-1=800kPakPa因此標(biāo)準(zhǔn)均衡常數(shù)KθKppθKcRT-1(pθ)=（）-1×100kPa==()=()kPa9．在523K下PCl5按下式分解PCl5(g)PCl3(g)+C12(g)將的PCl5置于2L密閉容器中，當(dāng)有PCl5分解時，系統(tǒng)達到平衡，計算523K時反響的Kθ及PCl5分解率。解：PCl(g)=====PCl3(g)+Cl(g)52開端濃度/(mol?L-1)02.7=00均衡濃度/(mol?L-1)0.720.5=由于pV=nRT因此pnRT=cRTVKθ[p(PCl3/pθ)][p(Cl2/pθ)]c(PCl3)c(Cl2)]RT0.250.258.31452327.18[p(PCl5/pθ)]c(PCl5)pθ0.11000.35.01100%=%0.3522CO(g)在1773K時Kθ3，1273K時Kθ＝×210．反響C(s)+CO(g)＝×1010，計算:（1）反響的rHmθ，并說明是吸熱反響仍是放熱反響；（2）計算1773K時反響的θrGmθ（3）計算反響的rSm。（1）由lnKK

θθT2T1θ8.314Jmol1K11773K1273K2.1103-12rHm()=ln=kJ·molθRT2T1rHm(17731273)K1.61021（2）rHmθ=lgθ=×Jmol1K1×1773K×lg2100=kJ-1K·mol（3）θθθθrTmθrGmθ(96620112760