第2章 化学反应速率和化学平衡 习题及参考答案Yao.doc

第2章 化学反应速率和化学平衡1) 根据实验，在一定范围内，下列反应符合质量作用定律。2NO(g) + Br2(g) 2NOBr(g) 写出该反应的反应速率表达式。 该反应的总级数是多少？ 其它条件不变，如果将容器的体积增加到原来的2倍，反应速率将怎样变化？ 如果容器体积不变，而将NO的浓度增加到原来的3倍，反应速率又将怎样变化？解: 该反应的总级数是3 其它条件不变，如果将容器的体积增加到原来的2倍，则浓度降低为原来的1/2, 反应速率将为原来的1/8。 如果容器体积不变，而将NO的浓度增加到原来的3倍，反应速率将为原来的9倍。2) 已知某一化学反应的活化能为53.59kJmol-1，计算温度自300K升高到310K时反应速率 的变化。解： 温度自300K升高到310K时反应速率增加到原来的两倍。3) 反应2NOCl(g) 2NO(g) + Cl2(g) 的活化能为101kJmol-1，已知300K时的速率常数k为2.80105mol-1 Ls-1。求400K时的k。解： 4) 已知下列反应： Fe(s) + CO2(g) FeO(s) + CO(g) Fe(s) + H2O(g) FeO(s) + H2(g) 在不同温度时反应的标准平衡常数值如下：T/K9731.472.3810731.812.0011732.151.6712732.481.49试计算在上述各温度时反应 CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) 的标准平衡常数。并通过计算说明此反应是放热还是吸热。解: CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) 的标准平衡常数, 在不同温度下：T/K9731073117312730.6180.9051.291.66由计算结果可知，随着温度T的升高，反应的标准平衡常数增大，故该反应为吸热反应。5) 计算下列反应在500 K时的值。 Fe3O4 + 4H2 = 3Fe（s） + 4 H2O(g) 2CO + O2(g) = 2CO2(g)解： Fe3O4 + 4H2 = 3Fe（s） + 4H2O(g)/ kJmol 1117.1 0 0 241.84/ Jmol K 146.4 130.70 27.1 188.85= 4(H2O,g)( Fe3O4,s) = 4(241.84)(1117.1) kJmol=149.74 kJmol =4(H2O,g)+3( Fe,s) (Fe3O4,s)( H2,g) =4188.85+327.1146.4 4130.70 Jmol K=167.5 Jmol K , 15.87，解得： 2CO + O2(g) = 2CO2(g)/ kJmol 110.54 0 393.51/ Jmol K 198.01 205.14 213.79= 2( CO2,g)2( CO,g) = 2(393.51)2(110.54) kJmol= 565.94 kJmol = 2(CO2,g)2(CO,g)( O2,g) =2213.792198.01205.14 Jmol K=173.58 Jmol K , ，解得：6) 在3500K时，下列反应CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)的=8.28，问此温度下，反应的为多少？解： =RT ln= (8.3143500ln8.28)10kJmol=61.51 kJmol7) 一氧化碳和水蒸气的混合物在密闭容器中加热至高温，建立下列平衡：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 476时，平衡常数等于2.6,若需要90%CO转变为CO2，问CO和H2O应按怎样的摩尔比相混合？解: 设反应开始时CO的物质的量为1mol，H2O的物质的量为x mol CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)开始时物质的量 /mol 1 x 0 0变化的物质的量 /mol 0.90 0.90 0.90 0.90平衡时物质的量 /mol 0.10 x0.90 0.90 0.90平衡时总物质的量 /mol n总=0.10+( x0.90)+0.90+0.90=x+1.0平衡分压：, , x=4.02 mol, 即CO(g)和H2O(g)的摩尔比为1:4。8) 在330，下列反应在10L密闭容器中进行：2NO(g) + Cl2(g) 2NOCl(g) 如果反应开 始时用1.00mol NO,0.667mol Cl2和1.67molNOCl，反应达到平衡时，有2.04mol NOCl存在。求该反应的。解： 2NO(g) + Cl2(g) 2NOCl(g)开始时物质的量 /mol 1.0 0.667 1.67变化的物质的量 /mol 0.37 0.185 0.87平衡时物质的量 /mol 0.63 0.482 2.04平衡时总物质的量 /mol 0.63 + 0.482+ 2.04 = 3.152 平衡分压： 9) 在497,100kPa下，某一容器中反应2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)建立平衡，有56%NO2 转化为NO和O2，求。若要使NO2转化率增加到80%，平衡时的压力为多少？解：设反应开始时NO2的物质的量为1mol，则： 2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)开始时物质的量 /mol 1 0 0变化的物质的量 /mol 0.56 0.56 0.28平衡时物质的量 /mol 0.44 0.56 0.28平衡时总物质的量 /mol 0.44+0.56+0.28=1.28平衡分压：， ， 设若要使NO2转化率增加到80%，平衡时的压力为p，反应开始时NO2的物质的量为1mol则：2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)开始时物质的量 /mol 1 0 0变化的物质的量 /mol 0.80 0.80 0.40平衡时物质的量 /mol 0.20 0.80 0.40平衡时总物质的量 /mol 0.20+0.80+0.40=1.40平衡分压：， ， p=7.74kPa （7.85kPa, ）10) PCl5依下式离解：PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)。把0.04molPCl5和0.02molCl2放在密闭容器中加热，在250下上述反应达到平衡时，总压力为200kPa，PCl5的离解度为51%，求。解： PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)开始时物质的量 /mol 0.04 0 0.20变化的物质的量 /mol 0.040.51 0.040.51 0.040.51平衡时物质的量 /mol 0.0196 0.0204 0.2204平衡时总物质的量 /mol 0.0196+0.0204+0.2204=0.2604 mol平衡分压：11) 已知反应： N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)在473K时的=0.44， =92.20， 求在573K时的值。解: 12) 对于下列平衡系统：C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g), 0, 欲使(正)反应进行较快且较完全(平衡向右移动)，可采取那些措施？这些措施对及k正、k逆的影