无机及分析化学课后习题第三章答案(2023191538)

1、、选择题1 对反响2SO2(g)+O2(g)NO(g 2SO3(g)以下几种速率表达式之间关系正确的选项是()A. dc(S02)dc(O2)B. dc(SO2) dc(SO3)dtdtd 2dtC dc(SO3) dc(O2)D. d c(SO) dc(O2)2dt-dt2dt dt解：选D。依据化学反响的瞬时速率的表达通式，对于一般化学反响，速率表达可写出通式如下：dcAdcBdcYdcZvvA dt vBdtvYdt vZdt2.由实验测定，反响H2(g)+Cl2(g)=2HCI(g)的速率方程为v= kc(H2)c1/2(Cl2)，在其他条件不变的情况下,将每一反响物浓度加倍,此时反响

2、速率为()A. 2vB. 4vC. 2.8vD. 2.5v解：选C。依据化学反响的速率方程u= kc(H2)c1/2(Cl2)，H2和Cl2浓度增大都增大一倍时，速率应该增大 Z 2倍，即相当于2.8Ya3. 测得某反响正反响的活化能 Ea.正=70 kJ mol-1，逆反响的活化能Ea逆=20 kJ mol-1，此反响的反响热为()A. 50 kJ mol-1 B. -50 kJ mol-1C. 90 kJ mol-1 D. -45 kJ mol-1解：选A。依据过渡态理论，反响热可以这样计算：Q = Ea,正一Ea,逆 。4.在 298K 时，反响 2H2O2=2H2O+O2,未加催化剂前

3、活化能Ea=71 kJ mol-1，参加Fe3+作催化剂后，活化能降到42 kJ mol-1，参加催化剂后反响速率为原来的。A. 29 倍B. 1 W3 倍C. 1.2 105 倍D.5X102 倍解：选C。依据阿仑尼乌斯指数式k = A eEa1RTE a229000e8.314 2981.21 0 55. 某反响的速率常数为2.15 L2 mol-2 min-1，该反响为(A.零级反响B. 一级反响C. 二级反响D. 三级反响解：选D。对于一个基元反响，aA + bB = cC + dD，有反响速率为kca (A) cb(B)那么其速率常数k的单位的通式可写成：(mol L-1)1-a-b

4、-1，反推可以得到为三级反响。6. 反响 2NO(g)+Cl2(g)=2NOCI(g)的速率方程为 v= kc2(NO)c(Ch)。故该反响()A. 一定是复杂反响B. 一定是基元反响C.无法判断解：选Co基元反响符合质量作用定律，但符合质量作用定律的不一定都是基元反响。反响是基元反响还是复杂反响，要通过实验来确定。7. 反响N2(g)+O2(g)=2NO(g)AHm >0，当升高温度时，K °将()。A.减小B.增大C.不变D.无法判断解：选B。根据吕查德里原理，对吸热反响，当升高温度时，平衡就向能降低温度即能吸热的方向移动；即反响正向进行，平衡常数 将增大。8 .反响 2S

5、O2(g)+O2(g) - 2SO3(g) 平衡常数为 K10，反响 SO2(g)+4 O2(g)SO3(g)平衡常数为 K2 °。那么 心°和 K20的关系为()A. K10= K20B. K10=. k2C. K20= k1d. 2K10= K20解：选C。根据平衡常数的表达式，平衡常数与化学反响的化学计量数是有关的。化学反响的化学计量数的变化影响着平衡常数的指数项。9. 反响 2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O AHm0v 0,欲使 KMnO4褪色加快，可采取的措施最好不是()。A.升高温度B.降低温度C.加酸D.增加C2O42浓度

6、解：选B。欲使KMnO4褪色加快，即增大反响的速率，只能通过升高温度，增大反响物的浓度，参加催化剂等来考虑。所以这里降低 温度不利于加快反响速率。10. 设有可逆反响aA(g) + bB(g) =dD(g) + eE(g) rH m >0,且a+b>d+e，要提高A和B的转化率，应采取的措施是()。A.高温低压B.高温高压C.低温低压D.低温高压解：选B。根据吕查德里原理，对吸热反响，当升高温度时，平衡就向能降低温度即能吸热的方向移动；当增大压力时，平衡就向能减小压力即分子化学计量数之和小的方向移动；所以为提高反响物 A和B的转化率，应采取的措施是高温高压。二、填空题1. 反响 2

7、NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)的反响历程为 2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(g)慢反响 H2O2(g)+H2(g)=2H2O(g)快反响那么该反响称为 复杂反响 反响。此两步反响均称为基元反响 反响，而反响称为总反响的定速步骤 ，总反响的速率方程近似为 v=kc(H2)c2(NO)，此反响为_3_级反响。2. 基元反响 CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)，该反响的速率方程为v=kc(CO)c(NO2)；此速率方程为质量作用定律的数学表达式，此反响对 NO2是 1级反响，总反响是2 级反响。3. 催化剂加快反响速率主要是因为催化剂参与了反响，

8、改变 反响途径，降低了活化能。4. 增加反响物浓度，反响速率加快的主要原因是活化分子总数增加，提高温度，反响速率加快的主要原因是活化分子百分数 增加。5. 增加反响物的量或降低生成物的量，Q空"，所以平衡向正反响方向移动；对放热反响，提高温度，Q>K °,所以平衡向逆反响方向移动。6. 对于气相反响，当 山 二0时，增加压力时，平衡不移动；当 山 二0时，增加压力时，平衡向正反响方向移动；当 山丄 0时，增加压力时，平衡向逆反响方向移动。7. 在气相平衡PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)系统中，如果保持温度、体积不变，充入惰性气体，平衡将不 移动：如果保持温度

9、，压力不变，充入惰性气体，平衡将向右 移动。8. 化学平衡状态的主要特征是v正=v_逆；温度一定时，改变浓度、压力可使平衡发生移动，但K "值不变，如温度改变使化学平衡发生移动，此时K "值改变。9. 某化学反响在298 K时的速率常数为1.1 X0 - 4s-1，在323 K时的速率常数为5.5 X0 -2s-1。那么该反响的活化能是 ，303K时的速率常数为。三、简答题：E1. 根据阿仑尼乌斯指数式k = A e斥，对一切化学反响，升高温度，反响速率均加快吗？反响速率常数的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？E解：根据阿仑尼乌斯指数式k = Ae屛，温度与速率常数

10、成正比，而速率常数又与反响速率成正比， 所以对一切化学反响，升高温度， 反响速率均加快。反响速率常数大小由反响物性质决定， 与反响物的浓度无关，与温度成正比。参加催化剂，降低了反响的活化能， 增大了反响速率常数，从而使化学反响速率加快。2. 反响速率方程和反响级数能否根据化学反响方程式直接得出？次氯酸根和碘离子在碱性介质中发生下述反响：CIO- + I- OH IO-+ Cl-其反响历程为1CIO- + H2O = HClO + OH-快反响2I- + HClO = HIO + Cl -慢反响3HIO + OH- = H2O + IO-快反响试证明v= kc(I-)c(ClO-)c-1(OH-

11、)解：反响速率方程式和反响级数不能根据化学反响方程式直接得出，因为质量作用定律只适用于基元反响，且用于定速步骤。对于复 杂反响的速率方程，只能通过实验获得。所以c(HClO) 3门c(OH-)因为反响2为定速步骤，所以v k2C(l-)c(HClO)由反响1可得平衡常数K=c(HClO) c(OH -) c(ClO -)代入速率方程得：v kM)简整理得:K k2C(l-)c(CIO-)c(OH-)令 k2K=k所以 v kc(I')c(ClO')c1(OH')3. 写出以下反响的平衡常数 K "的表示式。1CH4(g) + 202(g) C02(g) + 2

12、出0(1)2MgC03(s)MgO(s) + C02(g)3N0(g) + ； 02(g) = N02(g)2Mn 04-(aq) + 5H2O2(aq) + 6H+(aq)-2Mn2+(aq) + 502(g) + 8H2O(l)解:pg)12p(CH4)p(02)2K eP(C02)3P(N0 2)P(NO)e-P1/2P(02)4K ec(Mn 2+)5c2c(MnO 4) c(H 2O2)5Pd)+ 6c(H )四、计算题:1. A(g)-B(g)为二级反响。当A的浓度为0.050molL-1时，其反响速率为1.2 mol L-1 min-1。 1写出该反响的速率方程。2计算速率常数。

13、3在温度不变时欲使反响速率加倍， A的浓度应为多大?解：1依题意有：v kc2(A)2依据v kc2(A)，代入数据计算：1.2 k(0.05)2得到-1 -1 -1 -1k 480 L mol min =8 L mol s3依据 v kc2(A)代入数据计算：2.4 480 c2(A)得到 c(A)=0.0707mol丄-12.在1073K时，测得反响2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)的反响物的初始浓度和 N2的生成速率如下表实验序号初始浓度/ mol L-1生成n2的初始速率mol L 1 s 1c(NO)c(H2)12.00 X0-36.00 X0-31.92 X0-

14、321.00 X0-36.00 X0-30.48 10-332.00 X0-33.00 X0-30.96 10-31写出该反响的速率方程并指出反响级数；2计算该反响在1073K时的速率常数；3当 c(N0)=4.00 X10-3 mol L-1, c(H2)=4.00 10-3 mol L-1 时，计算该反响在 1073K 时的反响速率 解：1设速率方程为：v=kcx(N0)/(H2)代入实验数据得：1.92 X0-3=k(2.00 K)-3)X(6.00 10-3)y 0.48 X0-3=k(1.00 10-3)x(6.00 10-3)y 0.96 10-3=k(2.00 10-3)x(3.

15、00 10-3)y長得 4 = 2xx=2 ;岂得2 = 2y，y = 1 所以v=kc2(NO)c(H2)2k=8X104 L2 mol-2 s-13v=5.12 X0-3 mol L-13.反响N2O5(g)= N2O4(g)+4 02(g)在298K时的速率常数为3.46 X05s-1，在338K时的速率常数为4.87 X07s-1，求该反响的活化能和反响在318K时的速率常数解：k2E a T2 T1k1 RT2T1T1298Kk13.46 1 05s1T1338Kk2 4.87 107s1那么：Ea=103.56 kJ.mof1Ti 298 K51ki 3.4610 sT3318Kk

16、3?代入公式In 土kiEa T3 Ti "RT3T1得 k3= 4.79 W6 s-14在301K时，鲜牛奶大约4h变酸，但在278K的冰箱中可保持48h,假定反响速率与牛奶变酸的时间成反比，求牛奶变酸的活化能。解：v 1所以k 1 ，竺丸勺48 12 ln里旦T2 T1ttk11/ t2 4k1R T2T1/bln12邑301K278K)贝»：Ea=75.16kJ.mol-18.314J K-1mol 1 301K2785. 反响 2H2O2=2H2O+O2的活化能Ea=71kJ mol-1，在过氧化氢酶的催化下，活化能降为 8.4 kJ mol"1。试计算2

17、98K时在酶的 催化下，H2O2的分解速率为原来的多少倍？解：ln k2 竺 ln A；ln k1工 ln ARTRTln 也 巳 邑=空00 8400 =25.27 所以 J 9.4 W010即 V2/v1=9.4 W010k1RT8.314 298k16. 在791K时，反响CH3CHO=CH4+CO的活化能为190 kJ mol-1,参加I2作催化剂约使反响速率增大 4W03倍，计算反响在有I2 存在时的活化能。Ea解：并A;ln k1Ea1RTln Ak2Ea1 Ea2lnk1RT因为邑4 103，k1所以lg(4 103)190000 J mol 1 Ea22.303 8.314J

18、K-1 mol 1791K那么Ea2=135.4 kJmo7 .以下反响在1362K时的平衡常数:1H2(g) + 1 S2(g)H2S(g)K10=0.8023H2(g) + SO2(g)-H2S(g) + 2H2O(g)K2 “8 WO4计算反响34H2(g) + 2SO2(g) =-S2(g) + 4H2O(g)解：目标方程式3可以这样重合得到：(3) = (2) 2W1)1.8 104 彳 8 =5.06 W080.8在1362K时的平衡常数K 02SO2(g) + O2(g)8.在800K下，某体积为1L的密闭容器中进行如下反响的起始量为1.0 mol L-1,当80%的SO2转化为

19、SO3时反响达平衡，求平衡时三种气体的浓度及平衡常数。2SO3(g) SO2(g)的起始量为 0.4 mol L-1， O2(g)解:2SO2(g)+ O2(g) = 2SO3(g)起始浓度/(mol?匚)0.410平衡浓度 / (mol?匚1)0.4(1-80%)1-空严 0.4 80%=0.08=0.84=0.32所以 c(SO2) 0.08 mol L 1 ， c(O2) 0.84 mol L 1，c(SO3) 0.32 mol LKc=c2(SO3)c2(SO2)c2(O2)0.3220.082 0.84L mol19.05 L.mol因为压力平衡常数：Kp= Kc(RT)-1=19.

20、05/ 8.3148 800 kPa-1= 0.00286 : kPa-1 所以标准平衡常数 K 0=Kp(p0=Kc(RT)-1(p0= 0.00286 : kPa-1 800 kPa = 0.2869.在523K下PCI5按下式分解PCl5(g)PCl3(g)+C1 2(g) 将0.7mol的PCI5置于2L密闭容器中，当有0.5mol PCI5分解时,体系到达平衡，计算523K时反响的K °及PCl5分解率。解：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)起始浓度/(mol?匚1)二=0.35平衡浓度/ (mol?L-1)害=0.10.250.25因为 pV=nRT所以 p= n

21、 RT =cRTV0 00 p(PCla/p )p(Cl2/p )C(PCl3)C(Cl2)0p(PCls/p )c(PCls)RTP°25 °25 &314 52327.180.1 1000.35 .01 100%= 71.43%0.3510. 反响 C(s) + CO2(g) = 2CO(g) 在 1773K 时 K反响的ArHm0，并说明是吸热反响还是放热反响；1计算1773K时反响的ArGm02.1 X03, 1273K 时 K°= 1.6 >102，计算:3计算反响的Asm0。解:1由ln2H 0r m3G 0r mrHm T rSmk2r

22、H m (T2T1 )R ( T2T1=-2.303RT lgK0 = -2.303 8.314s 0rTm0r sm1 18.314J mol K 1773K 1273K2.1 10ln1.6(1773 1273)K310汀 96.62 kJm°l-1J mol 1K 1 X1773KXlg2100 = -112.78 kJ mol-1-1(9662° 112760)J m"118.1J mol-1K-1实验序号c(H2) / (mol L-1)c(|2) /( mol L-1)c(HI) / (mol L-1)-10.0600.4002.0020.0960.3000.500030.0860.263