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无机化学习题解答第一章 溶液和胶体1. 求0.01NaOH、0.10(2Ca2+)、0.10(Na2CO3)的物质的量。解：M（NaOH）= 40gmol-1 M（2Ca2+）= 80gmol-1 M（Na2CO3）= 53gmol-1它们的物质的量分别为2. 将质量均为5.0g 的NaOH和CaCl2分别溶于水，配成500mL溶液，试求两溶液的(NaOH)、c(NaOH)、(CaCl2)和c(CaCl2)。解：M（NaOH）= 40gmol-1 M（CaCl2）= 55.5gmol-1 3. 溶液中KI与KMnO4反应，假如最终有0.508gI2析出，以(KI +KMnO4)为基本单元，所消耗的反应物的物质的量是多少？解：题中的反应方程式为将上述反应方程式按题意变换为KI +KMnO4 +H2SO4 =I2 +MnSO4 +K2SO4 +H2O 1mol mol n（KI +KMnO4）mol mol则所消耗的反应物的物质的量为n（KI +KMnO4）= 2= 0.004（mol）4. 静脉注射用KCl溶液的极限质量浓度为2.7gL-1，如果在250 mL葡萄糖溶液中加入1安瓿(10 mL)100 gL-1KCl溶液，所得混合溶液中KCl的质量浓度是否超过了极限值?解：混合溶液中KCl的质量浓度所得混合溶液中KCl的质量浓度超过了极限值。5. 质量分数为3的某Na2CO3溶液，密度为1.05gmL-1 ，试求溶液的c(Na2CO3)、x(Na2CO3)和b(Na2CO3)。解：M(Na2CO3) = 106gmol-16.某患者需补充Na+ 0.050mol，应补充NaCl的质量是多少？若用生理盐水补充(NaCl)=9.0gL-1，应需生理盐水的体积是多少？解：应补充NaCl的质量m(NaCl)=n(NaCl)M(NaCl)=0.05058.5=2.925（g）需生理盐水的体积7.什么叫稀溶液的依数性？难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间有什么联系？答：溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压力等性质只与溶质、溶剂微粒数的比值有关，而与溶质的本性无关，因为这类性质的变化规律只适用于稀溶液，所以统称为稀溶液的依数性。难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间关系密切，可以根据下列公式进行换算8. 293K时水的饱和蒸气压为2.338kPa，在100g水中溶解18g葡萄糖(C6H12O6，M = 180gmol-1)，求此溶液的蒸气压。解：葡萄糖溶液中水的摩尔分数为葡萄糖溶液的蒸气压为p = p0 x (H2O) = 2.3380.982 = 2.30 (kPa)9. 有两种溶液在同一温度时结冰，已知其中一种溶液为1.5g尿素CO(NH2)2溶于200g水中，另一种溶液为42.8g某未知物溶于1000g水中，求该未知物的相对分子质量（MCO(NH2)2=60gmol-1）。解：由于两溶液在同一温度下结冰，则T f（尿素）= T f（未知物）M（未知物）= 342.4 (gmol-1)即该未知物的相对分子质量为342.4。10. 测得人体血液的凝固点降低值T f = 0.56K，求在310 K时人体血液的渗透压。解：K f（H2O）= 1.86 Kmol-1由于 解得 = 776（kPa）即310 K时人体血液的渗透压为776kPa。11. 排出下列稀溶液在310 K时，渗透压由大到小的顺序(1) c(C6H12O6) = 0.20molL-1(2) c(NaCl) = 0.20molL-1(3) c(Na2CO3) = 0.20molL-1解：在相同温度下，溶液的渗透压力与渗透浓度成正比，因此，可以通过比较溶液渗透浓度的大小，确定溶液渗透压力的大小。三种溶液的渗透浓度分别为cos(C6H12O6) = c(C6H12O6) = 0.20 (molL-1)cos (NaCl) = 2c(NaCl) = 20.20= 0.40 (molL-1)cos (Na2CO3) = 3c(Na2CO3) = 30.20= 0.60 (molL-1)所以溶液的渗透压力由大到小的顺序为(3)(2)(1)。12. 生理盐水、50gL-1的葡萄糖(C6H12O6)溶液、12.5gL-1的碳酸氢钠(NaHCO3)溶液和18.7gL-1的乳酸钠(NaC3H5O3)溶液均为临床上常用的等渗溶液。现取其体积，按下列配方配成三种混合液：(1) (50gL-1C6H12O6) +(生理盐水)(2) (18.7gL-1NaC3H5O3) +(生理盐水)(3) (12.5gL-1NaHCO3) +(生理盐水)试通过计算回答上述三种混合液是等渗、低渗还是高渗溶液？解：(1) (50gL-1C6H12O6) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为所以该混合溶液为等渗溶液。(2) (18.7gL-1NaC3H5O3) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为所以该混合溶液为等渗溶液。(3) (12.5gL-1NaHCO3) +(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为所以该混合溶液为等渗溶液。13. 将1.01g胰岛素溶于适量水中配制成100mL溶液，测得298K时该溶液的渗透压力为4.34kPa，试问该胰岛素的相对分子质量为多少？解：所以胰岛素的相对分子质量为5.77103。14. 将0.02 molL-1的KCl溶液100mL和0.03 molL-1的AgNO3溶液100mL混合以制备AgCl溶胶，试写出此溶胶的胶团结构式。解：用KCl溶液和AgNO3溶液制备AgCl溶胶的反应式为其中KCl和AgNO3的物质的量分别为n (KCl) = 0.02100 = 2.0(mmol)n (AgNO3) = 0.05100 = 5.0(mmol)由于AgNO3过量，因此生成的AgCl溶胶为正溶胶，其胶团结构式为(AgCl)mnAg +(n-x)x+x15. 溶胶具有稳定性的原因有哪些？用什么方法可破坏其稳定性。答：溶胶具有相对稳定性的原因是(1) 胶团双电层中的吸附离子和反离子都是溶剂化的，胶粒被溶剂化离子所包围，形成了一层溶剂化保护膜。溶剂化膜既可以降低胶粒的表面能，又可以阻止胶粒之间的接触，从而提高了溶胶的稳定性。(2) 同种溶胶中的胶粒带有相同电荷，相互间的静电斥力使胶粒不易聚集成大颗粒，保持了溶胶的稳定。(3) 由于溶胶的分散程度很大，胶粒很小，布朗运动剧烈，能反抗重力作用而不下沉。在溶胶中加入电解质或者加入与胶粒带相反电荷的溶胶或者将溶胶加热等都可以破坏溶胶的相对稳定性，使溶胶发生聚沉。第二章 电解质溶液1. 计算0.10molL-1K3Fe(CN)6溶液的离子强度。解：I=（0.3012+0.1032）=0.6应用德拜休克尔极限公式计算0.10molL-1KCl溶液中的离子平均活度因子。解：对于KCl I=0.1 lg=-0.509z+z-=-0.5091=-0.16 =0.693. 计算0.005molL-1KCl溶液在398K时的渗透压:(1)用浓度计算；(2)用活度计算（=0.92）。解：(1) =icRT=20.0058.314398=33.09(kPa)(2) =icRT=20.920.0058.314398=30.44(kPa)4. 写出下列酸的共轭碱的化学式：、H2S、H2SO4、解：NH3，HS-，HSO4-，HPO4-，SO42-5. 写出下列碱的共轭酸的化学式：、S2-、NH3解：HSO4-，HS-，H3PO4，H2SO4，NH4+6. 根据质子理论判断下列各分子或离子在水溶液中哪些是酸？哪些是碱？哪些是两性物质?HS-、NH3、H2S、HAc、OH-、H2O、解. 酸：H2S，HAc碱：CO32-，NH3，OH-，NO2-两性物质：HS-，H2PO4-，H2O7. 根据有关Ka、Kb大小，给下列各种酸的强度排序：HAc、H2O、HCN、解：Ka(HSO4-)Ka(HAc)Ka(HCN)Ka(HCO3-)Ka(H2O) 酸性强度HSO4- HAc HCN HCO3- H2O8已知HCOOH在298K时，Ka=1.810-4，求其共轭碱的Kb是多少？解：Kb=Kw/Ka=10-14/(1.7710-4)= 5.610-119. 将0.4molL-1丙酸(HPr)溶液125ml加水稀释至400ml；求稀释后溶液的pH（HPr的Ka=1.310-5）。解：稀释后丙酸浓度为0.4125/400=0.125(molL-1)c/Ka500 H+=(molL-1)pH=2.8810. 计算下列溶液的pH:(1) 0.20molL-1NH3水与0.20molL-1HCl等体积混合后的溶液。(2) 0.20molL-1NH3水与0.20molL-1HAc等体积混合后的溶液。(3) 0.20molL-1NaOH与0.20molL-1HAc等体积混合后的溶液。解：(1)混合后，全部生成浓度为0.1molL-1的NH4Cl: Ka(NH4+)= Kw/ Kb=10-14/(1.810-5)=5.5610-10 c/Ka500 H+=(molL-1)pH=5.13 (2) 混合后，全部生成浓度为0.1molL-1的NH4Ac:cKa(NH4+)20Kw, c20Ka(HAc)H+=(molL-1)pH=7.00 (3) 混合后，全部生成浓度为0.1molL-1的NaAc: Kb(Ac-)= Kw/ Ka(HAc)= 10-14/(1.810-5)=5.5610-10c/Kb500 OH-=(molL-1)pOH =5.13 pH=8.8711. 在0.10molL-1NH3溶液中，加入NH4Cl晶体，使其溶解后浓度为0.20molL-1，求加入NH4Cl前后，NH3水中的OH-及解离度。解：加入NH4Cl前 c/Kb500 OH-=(molL-1)=OH-/ c=(1.3410-3/0.1) 100%=1.34%加入NH4Cl后,有设平衡时溶液中OH-为x molL-1，则 0.1-x0.1 0.2+ x0.2 x0.2x/0.1= Kb=1.810-5 OH-=x=9.010-6(molL-1)=OH-/ c=9.010-3%12. 近似计算0.10molL-1H3PO4溶液中的H+、及，由计算结果可得出什么结论?解：c/Ka1500 H+=(molL-1)H+=H2PO4-=2.7410-2(molL-1) HPO42- HPO42-=Ka2=6.210-8(molL-1) PO43-=Ka3HPO42-/H+=(2.210-136.210-8)/(2.7410-2)=3.7410-18(molL-1)13. 欲使H2S饱和溶液(浓度为0.10molL-1)中S2-=1.010-13molL-1，应控制溶液的pH为多大？ 解：Ka1Ka2=H+2S2-/H2SH+= =2.4710-4(molL-1) pH=3.6114. 在氨水中加入下列物质，对氨水的解离度、解离常数、溶液的pH有何影响？（1）NH4Cl； （2）NaCl； （3）H2O； （4）NaOH解：对解离常数均无影响 （1）NH4Cl pH（2）NaCl pH（3）H2O pH（4）NaOH pH第三章 沉淀溶解平衡7PbCl2在0.130 molL-1的Pb(NO3)2溶液中的溶解度是5.710-3 molL-1，计算在同温度下PbCl2的Ksp(不考虑盐效应的影响)。解：沉淀平衡时有： S 0.130+S 2S 0.130 即 Pb2+0.130molL-1 Cl-=2S = 25.710-3 (molL-1) Ksp（AgCl）= Pb2+ Cl-2 = 0.130(22.5710-3)2 = 1.6910-58在 0.0015 molL-1的MnSO4溶液10mL中，加入0.15 molL-1氨水5mL，能否生成Mn(OH)2沉淀？如在上述MnSO4溶液中先加0.49g固体(NH4)2SO4，然后再加0.15 molL-1氨水5mL，是否有沉淀生成？解：查表得 Ksp(Mn(OH)2)= 2.0610-14 Kb(NH3.H2O) = 1.7910-5 混合液中 c(Mn2+)= 0.001510/15 = 0.0010 (molL-1) c(NH3.H2O)= 0.155/15 = 0.050(molL-1) 由NH3.H2O离解产生的OH-为： IP = c（Mn2+）c2（0H-）= 0.0010(9.510-4)2= 9.010-10IP Ksp(Mn(OH)2)（2.0610-14）有Mn(OH)2沉淀生成 由(NH4)2SO4离解产生的 NH4+为 (NH4)2SO4的加入对氨水的离解产生同离子效应： 0.05-x 0.49+x x 0.05 0.49 IP = c（Mn2+）c2（0H-）= 0.0010(1.8310-6)2= 3.3510-15IP Ksp(Mn(OH)2)（2.0610-14）没有Mn(OH)2沉淀生成9在0.10 molL-1的FeCl2溶液中，通入H2S气体，制成饱和溶液（H2S饱和溶液的浓度为0.10 molL-1），欲使Fe2+不生成FeS沉淀，溶液中的pH最大为多少？解：查表得Ksp(FeS) = 1.5910-19 H2S的Ka1 = 5.110-8, Ka2 = 1.210-15方法一：要使Fe2+不形成沉淀，S2-需用小于：而H2S饱和溶液的浓度为H2S = 0.10molL-1 代入数据得： 解得H+ = 1.9610-3(molL-1) pH= 2.71即溶液中最大pH值应为2.71方法二：用HCl溶解0.10mol MS(s)所需的H+计算 =(5.110-8)(1.2010-15)0.100.101.5910-19 = 1.9610-3(molL-1) pH= 2.71 即溶液中最大pH值应为2.7110若溶液中Mg2+和Fe3+浓度皆为0.10 molL-1，计算说明能否利用氢氧化物的分步沉淀使二者分离？解：查表得Ksp(Fe(OH)3) = 2.6410-39 Ksp(Mg(OH)2) = 5.6610-12 根据溶度积原理，使Fe3+完全沉淀所需OH-的最低浓度为 pOH= 10.86 pH=3.14 Mg2+不沉淀，溶液中OH-的最高浓度为 = 7.510-6(molL-1) pOH= 5.12 pH=8.88 只要将OH-浓度控制在1.3810-117.510-6 molL-1之间，即pH控制在3.148.88之间，即可使Fe3+和Mg2+分离。若用NaOH来控制这样的条件是困难的，NH4+-NH3缓冲液可满足这个要求。第四章 缓冲溶液1. 下列混合溶液是否具有缓冲作用?为什么?(1) 1 molL-1的H2PO4溶液50 mL与0.1 molL-1 Na2HPO4溶液50 mL混合。(2) 0.2 molL-1的HAc溶液50 mL与0.2 molL-1的NaOH溶液25 mL混合。(3) 0.1 molL-1的NH3H2O溶液50 mL与0.2 molL-1的HCl溶液25 mL混合。(4) 110molL-1的HAc溶液50 mL与110molL-1的NaAc溶液50 mL混合。解：(1)、(2) 具有缓冲作用，(3)、(4)无缓冲作用。因为(1)、(2)中存在着足够浓度的缓冲对，但(2)中缓冲对的缓冲比为10，故其缓冲作用很微弱；(3)中无缓冲对；(4)中缓冲对浓度太低。2. 今需配制pH为7.40的缓冲液100 mL，问应取0.067 molL-1的Na2HPO4溶液和0.067 molL-1的KH2PO4溶液各若干mL （已知H3PO4的pKa12.16，pKa27.21，pKa312.32）？解： 即解得： 则 3. 将50 mL 0.10 molL-1HAc溶液与25 mL 0.10 molL-1NaOH溶液相混合，该混合液是否具有缓冲作用？试计算该溶液的pH（已知HAc Ka=1.7410-5）。解； HAc + NaOH NaAc + H2O反应前/mmol 0.1050 0.1025 0反应后/mmol 0.10(50-25) 0 0.1025 溶液由HAc- Ac- 缓冲对组成，故具有缓冲作用。 = 1.7410-5 （molL-1） pH = 4.764. 已知TrisHCl在37时的pKa为7.85，今欲配制pH为7.40的缓冲液，问在含有Tris和TrisHCl各为0.05 molL-1的溶液100 mL中，需加入0.05 molL-1的HCl溶液多少mL？解：设需加入HCl的体积为x mol根据，有解得：x= 47.6(mL)5. 用0.025 molL-1的H3PO4溶液配成pH为7.40的缓冲溶液100 mL，需加入0.025 molL-1的NaOH溶液与之中和，试计算所需H3PO4溶液与NaOH溶液的体积。解：根据题意，应用缓冲对。设需H3PO4 x mL，与H3PO4反应的NaOH为 y1 mL，与反应的NaOH为y2 mL。H3PO4 + = + H2Ommol 0.025x 0.025y1 0.025y1 + = + H2O 0.025x-0.025y1 0.025y2 0.025y2 x=y1x+y1+y2=100，x=y1y2=100-2x解得：x=38.34(mL)，即需要H3PO4 38.34mL。NaOH需要：100-38.34=61.66(mL)6. 用弱酸HA（pKa5.30）和它的盐NaA配制成pH为5.00的缓冲溶液，在这个溶液100mL中，加入10 mmol HCl后，若pH改变了0.30单位，HA与NaA原来的浓度必须是多少?解： （1）加后pH降低值为4.70，则： （2）联立（1）（2）两方程，解得：c(HA) =0.50 molL-1 c(A-) =0.25 molL-17. 今有0.20 molL-1的NH3H2O和2.00 L 0.10 molL-1的HCl溶液，若配制pH=9.60的缓冲溶液，在不加水的情况下，最多可配制多少mL缓冲溶液？其中NH3H2O和NH4+的浓度各为多少?解： 设配制前NH3H2O体积V1 L。则 NH3H2O + HCl = NH4Cl + H2O起始 0.20V1 0.20 0平衡 0.20V1-0.20 0 0.20即 V1=3.24(L)缓冲溶液总体积V=3.24+2.00=5.24(L)NH3H2O= NH4+=8. 试计算总浓度为0.10 molL-1的巴比妥缓冲溶液的最大缓冲容量和pH为8.00时的缓冲容量（已知巴比妥酸pKa17.40）。解：最大=0.576c总=0.5760.100=0.576（mmolml-1pH-1）根据，有： ，解得： 又c(B-)+c(HB)=0.100c(B-)=0.08 molL-1 c(HB)=0.02 molL-1 =0.037（mmolml-1pH-1）第五章 化学热力学基础3下列说法是否正确？为什么？(1) 放热反应均为自发反应。(2) 生成物的分子数比反应物多，则反应的rS必为正值。(3) 稳定单质的、和皆为零。(4) 若反应的0，则该反应在任何条件下均不能自发进行。(5) 凡是自发反应都是快速反应。解：(1) (2) (3) (4) (5) 4. 已知298K，100kPa时： H2(g)+1/2O2(g) H2O(g) 241.8 kJmol-1 H2(g)+ O2(g) H2O2(g) 136.3 kJmol-1试求反应 H2O(g)1/2O2(g) H2O2(g)的值。解：= - 136.3 - (- 241.8) = 105.5 (kJmol-1)5已知下列热化学方程式： Fe2O3(s)3CO(g) 2Fe(s)3CO2(g) 26.7 kJmol-1 3 Fe2O3(s)CO(g) 2 Fe3O4(s)CO2(g) 50.8 kJmol-1 Fe3O4(s)CO(g) 3 FeO(s)CO2(g) 36.5 kJmol-1(1) 不用查表，计算反应 FeO(s)CO(g) Fe(s)CO2 (g)的。(2) 利用的结果和附录的数据计算FeO(s)的标准生成焓。解：(1) = 7.28 (kJmol-1) (2) 即 7.28 = - 393.51 - (- 110.52) = - 290.27 (kJmol-1)6用标准生成焓()计算下列反应在298K和100kPa下的反应热。(1) NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)(2) CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s) (1) 解：(1) = - 314.4 - (- 46.11)+ (-92.307) = -175.98 (kJmol-1) (2) = - 1206.9- (- 635.09)+ (-393.51) = -178.3 (kJmol-1)7.用标准燃烧热()计算下列反应在298K和100kPa下的反应热。(1) 2C2H2(g) + 5O2(g) 4CO2(g) + 2H2O(l)(2) C2H5OH(l) CH3CHO(l) + H2(g)解：(1) = 2 (- 1299.6) + 5 0 -(4 0 + 2 0) = - 2599.2 (kJmol-1) (2) - 1366.8 - (- 1166.4) - (- 285.83) = 85.43 (kJmol-1)8. CO是汽车尾气的主要污染源，有人设想以加热分解的方法来消除之： CO(g) C(s) +1/2 O2(g)试从热力学角度判断该设想能否实现？ 解：= 137.15 (kJmol-1) 0 该设想无法实现9. 计算下列反应在298K时的， 并指出反应在标准态下自发进行的方向。(1) 2NH3(g) 2N2(g)+3H2(g)(2) CO(g)+NO(g) CO2(g)+1/2 N2(g)解：(1) = 0 +3 0 - 2 (- 16.5) = 33.0 (kJmol-1) 0 标态下自发向左进行 (2) = -394.36 + 0 - (-137.15 + 86.57) = -343.78 (kJmol-1) 0 该条件下分解反应不能自发进行 (3) 时发生分解反应 = -74.81+ 0 - (-238.7) =163.9 (kJmol-1) =1014 K11. 计算反应 在773K时的及。（设273K773K范围内的和保持不变。） = (- 393.51) + 0 - (-110.52) + (- 241.82) = - 41.17(kJmol-1) = (213.6 + 130.58) - (197.56 + 188.72) = - 42.1(JK-1mol-1) = - 41.171000 -773 (- 42.1) = - 8626.7(Jmol-1) = 3.8312. 反应 在727K时 =3.45，计算在827K时的值（ =189 kJmol-1可视为常数）。 解：= - 1.642 = 0.0787 第六章 化学动力学基础1. 试用各组分浓度随时间的变化率表示下列反应的瞬时速率，并写出各速率之间的相互关系。（1）2N2O5 4NO2 + O2（2）4HBr + O2 2Br2 + 2H2O解：2. 已知五氧化二氮的分解反应 实验数据如下表： 时 间(s) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 c(N2O5)(molL-1) 5.00 3.52 2.48 1.75 1.25 0.87 0.61 (1) 试求500 2000s 的平均速率; (2) 画出时间对浓度的关系曲线，求1500s时的瞬时速率。解：(2) 作c t图（图略），由图求得1500 s 时切线的斜率，取斜率的负值即为此时的瞬时速率。3气体A的分解反应为：A (g) B (g) + C (g) 。当A的浓度为0.50molL-1时，反应速率为 0.014 molL-1s-1 。如果该反应分别属于：（1）零级反应，（2）一级反应；（3）二级反应，则当A的浓度等于1.0 molL-1时，反应速率各是多少？解： (1 ) 零级反应速率方程式为：v = k0 ，故 v = 0.014 (molL-1s 1 ) ;(2 ) 一级反应速率方程式为：v = k1c ， v1 = k1c1 ， k1 = v1 / c1 = 0.014 / 0.50 = 0.028 (s 1 ) v = k1c = 0.028 1.0 = 0.028 (molL-1s 1 )(3 ) 二级反应速率方程式为：v = k2 c 2 , v1 = k2 c12 , k2 = v1 / c12 = 0.014 / 0.50 2 = 0.056 (Lmol -1s 1 ) v = k2 c2 = 0.056 1.0 2 = 0.056 (molL-1s 1 )4已知在660K时，测得反应2NO + O2 2NO2 实验数据如下： 起始浓度(molL-1) 起始速率(molL-1s-1) c(NO) c(O2) c(O2)降低速率 0.010 0.010 2.510-30.010 0.020 5.010-30.030 0.020 4.510-2试求： （1）反应速率方程式和反应级数；（2）此温度下的反应速率常数；（3）当c(NO) = 0.015 molL-1；c(O2) = 0.025 molL-1时的反应速率。解：(1 ) 设反应速率方程式为：v = k1 c x (NO) c y (O2) 则 ： 代入 c (NO) = 0.010的两组数据，可得 y = 1 ； 代入 c (O2) = 0.020的两组数据，可得 x = 2 ； 故反应速率方程式为 v = k c 2 (NO) c (O2) ，反应级数为 2 +1 = 3 。 （2） k = v / c 2 (NO) c (O2) = 2.5 10 -3 / ( 0.010 2 0.010) = 2.5 10 3 (L2mol -2s-1) (3 ) v = k c 2 (NO) c (O2) = 2.5 10 3 0.015 2 0.025 = 0.014 (molL-1s-1)5假定2A(g) + B(g) C(g) 为基元反应，已知反应速率常数k = a (L2 mol-2 s-1) 。现在恒温下将2mol A和1mol B置于1L容器内混合。试求： （1）A和B各用去一半时的反应速率；（2）A和B各用去2/3时的反应速率。解：依题意，该反应的速率方程式为：v = k1 c 2 (A) c (B) = a c 2 (A) c (B) (1) v1 = a 12 0.5 = 0.5 a (molL-1s-1) (2) v2 = a (1/3) 22 (1/3) 1 = 0.15 a (molL-1s-1) 6 在650K时，丙酮的分解反应为一级反应，测得在200min时，丙酮的浓度为0.0300 molL-1，400min时丙酮的浓度为0.0200molL-1。试求： （1）反应速率常数；（2）丙酮的起始浓度。解：(1) 一级反应：ln c = - k1 t + ln c0 ln 0.0300 = - k1 200 + ln c0 ln 0.0200 = - k1 400 + ln c0 k1 = 2 .03 10-3 (min-1 ) （2）ln c0 = k1 t + ln c0 = 2 .03 10-3 200 + ln 0.0300 c0 = 0.045 ( mol L-1)7已知某药物分解30%即为失效。药物溶液的质量浓度为5gL-1，一年后质量浓度降为4.2 gL-1。若此药物分解反应为一级反应，计算此药物的半衰期和有效期。解：一级反应：k1 t = ln ( c0 / c ) 半衰期：有效期： 8某抗生素在人体血液中呈现一级反应。如果给病人在上午8时注射一针抗生素，然后在不同时刻t 后测定抗生素在血液中的质量浓度，得到如下数据：t（h） 4 8 12 16r（mgL-1） 4.80 3.26 2.22 1.51试求： （1） 反应的速率常数和半衰期；（2） 若抗生素在血液中的质量浓度不低于3.7 mgL-1才为有效，问大约应在何时注射第二针？解：解法一（作图法）：（1） 以lg c t作图，由直线斜率可得k1 ，进而求得t1/2 ；（2） 据图，由直线截距可求得c0 ，继而求得t 。 解法二（代数法）：（1） 将各相邻两组数据代入公式 ，可得ki 分别等于0.0967、 0.0961和0.0963 ，取平均值 k1 = 9.64 102 ， t1/2 = 0.693 / k1 = 0.693 /（9.64 10-2 ）= 7.2 ( h )（2） 据 ln c0 = ln c + k1 t 分别代入 t = 4，8，12，16（h）时数据，分别得到c0 = 7.06 , 7.05 , 7.06 , 7.06 ；取平均值 c0 = 7.06 ( mg L-1 )又：故第二针应在下午二点半左右注射。9环氧乙烷的热分解反应是一级反应。在651K时此反应的半衰期为365分钟，反应的活化能是219.2kJmol-1。试估算环氧乙烷在723K时分解75%所需用的时间。解：已知：T1= 651 K , T2 = 723 K , t1/2 = 365 min , Ea = 219.2 kJmol-1 10a- 溴代丙酸遇热按下式分解，属于一级反应：CH3CHBrCOOH CH2 = CHCOOH + HBr 反应前（t = 0）取一定体积的a - 溴代丙酸溶液，用NaOH标准溶液滴定，消耗10.00ml。然后将温度升高至TK开始反应。反应进行t min后，滴定相同体积的溶液（包括反应物和生成物），所消耗的同一NaOH标准溶液的体积如下：时间t（min） 0 100 200消耗NaOH 溶液的体积V（ml） 10.00 10.25 10.50 试求： （1）此反应的速率常数； （2）此反应的半衰期； （3）a - 溴代丙酸分解1/3所需要的时间。解：.(1) 设NaOH浓度为a（molL-1），-溴代丙酸溶液体积为V（ml），则-溴代丙酸溶液的起始浓度: c0 = 10.00 a / V (molL-1)由反应式可知： HBr所消耗NaOH体积 = t 分钟后所消耗NaOH体积 - 反应前(t=0) 所消耗NaOH体积t1 = 100 min 时:： c ( HBr) = ( 10.25 10.00 ) a / V = 0.25 a / V (mol L-1)c (-溴代丙酸 ) = ( 10.00 0.25 ) a / V = 9.75 a / V (mol L-1) 据 有：k1= 同理，由 t2 = 200 min 可得：k1= k1 = ( k1+ k1) / 2 = 2.54 10 - 4 (2) 半衰期 (3) 11在301K时，鲜牛奶大约4小时变酸，但在278K冰箱内可保持48小时。假定反应速率与变酸时间成反比，试估算牛奶变酸反应的活化能。解：已知：T1 = 278 K , t1 = 48 h ,T2 = 301 K , t2 = 4 h ;依题意：v 1 / t设反应速率方程为：v = kcn则有： 12人体内某一酶催化反应的活化能是50.0kJmol-1，试计算发烧40的病人与正常人（37）相比该反应的反应速率加快的倍数。解：已知： Ea = 50.0 kJmol-1 , T1 = 310 K , T2 = 313 K , v k 13尿素的水解反应如下：CO（NH2）2 + H2O 2NH3 + CO2无酶存在时，反应的Ea为120 kJmol-1。当尿素酶存在时，反应的活化能降为46kJmol-1。若无酶存在时，频率因子A的数值相同。试计算：(1) 在298K时，由于尿素酶的催化作用，反应速率是无酶存在时的多少倍？(2) 无酶存在时，温度要升高到何值时才能达到酶催化时的反应速率？解： 已知： Ea1 = 120 kJmol-1 ，Ea2 = 46 kJmol-1 ，T = 298 K(1) 设反应速率方程为：v = kcn , 则 v2 / v1 = k2 / k1 据 有第七章 氧化还原与电极电势1. 用离子-电子法配平下列氧化还原反应式（1）Cr2O72 + Fe2+ Cr3+ + Fe3+ + H2O(酸性介质)（2）Mn2+ + BiO3 + H+ MnO4 + Bi3+ + H2O（3）H2O2 + MnO4 + H+ O2 + Mn2+ + H2O解：（1）Cr2O72 + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O（2）2Mn2+ + 5BiO3 + 14H+ = 2MnO4 + 5Bi3+ + 7H2O（3）5H2O2 + 2MnO4 + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O2. 根据标准电极电势表，将下列氧化剂、还原剂按照由强到弱分别排列成序： Hg2+ Cr2O72 H2O2 Sn Zn Br解：氧化剂由强到弱：H2O2 Cr2O72 Hg2+ 还原剂由强到弱：Zn Sn H2O2 Br3. 查出下列电对的，判断哪一种物质是最强的氧化剂，哪一种物质是最强的还原剂？ (1) MnO4/ M