无机及分析化学课后习题答案供参考

1、、选择题1.对反应2SO2(g)+O2(g)NO(g)2SO3(g)下列几种速率表达式之间关系正确的是()A. dc(SO2)dc(O2)B.dc(SOz)dc(SO3)dtdt-dt2dt-Cdc(SO3)dc(O2)D.dc(SO)dc(O2)2dtdt2dtdt解：选D。依据化学反应的瞬时速率的表达通式，对于一般化学反应，速率表达可写出通式如下：dcAdcBdcYdcZvvAdtvBdtvYdtvZdt2.由实验测定，反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的速率方程为v=kc(H2)c1/2(Cl2),在其他条件不变的情况下，将每一反应物浓度加倍,此时反应速率为()。A. 2vB.

2、 4vC. 2.8vD. 2.5v解：选C。依据化学反应的速率方程尸kc(H2)c1/2(Cl2),H2和Cl2浓度增大都增大一倍时，速率应该增大2，2倍,即相当于2.8Y为3,测得某反应正反应的活化能Ea.正=70kJmol-1,逆反应的活化能Ea逆=20kJmol-1,此反应的反应热为()A.50kJmol-1B.-50kJmol-1C.90kJmol-1D.-45kJmol-1解：选A。依据过渡态理论，反应热可以这样计算：Q=Ea,正Ea,逆4,在298K时，反应2H2O2=2H2O+O2,未加催化剂前活化能Ea=71kJmol-1,加入Fe3+作催化剂后，活化能降到42kJmol-1,

3、加入催化剂后反应速率为原来的(A.29倍B. 1103倍C.1.2105倍D.5M02倍EEa1Ea229000解：选C。依据阿仑尼乌斯指数式k=Ae哥，可得KeFeE12i。5k15 .某反应的速率常数为2.15L2mol-2min-1,该反应为()。A.零级反应B.一级反应C.二级反应D.三级反应解：选D。对于一个基元反应，aA+bB=cC+dD,有反应速率为vkca(A)cb(B)则其速率常数k的单位的通式可写成：(molL-1)1-a-bs-1,反推可以得到为三级反应。6 .已知反应2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)的速率方程为v=kc2(NO)c(Cl2)。故该反应()A.

4、一定是复杂反应B.一定是基元反应C.无法判断解：选C。基元反应符合质量作用定律，但符合质量作用定律的不一定都是基元反应。反应是基元反应还是复杂反应，要通过实验来确定。7 .已知反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)AHm>0,当升高温度时，仁将()。A.减小B.增大C.不变D.无法判断解：选Bo根据吕查德里原理，对吸热反应，当升高温度时，平衡就向能降低温度(即能吸热)的方向移动；即反应正向进行，平衡常数将增大。8 .已知反应2SO2(g)+O2(g)一2SO3(g)平衡常数为K10,反应SO2(g)+4O2(g)SO3(g)平衡常数为K20。则K10和K20的关系为()A.K10=K2

5、eB.K1e=C.K2e=D.2Kle=K2e解：选C。根据平衡常数的表达式，平衡常数与化学反应的化学计量数是有关的。化学反应的化学计量数的变化影响着平衡常数的指数项。9 .反应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.升高温度B.降低温度C.加酸D.增加C2O42-浓度解：选Bo欲使KMnO4褪色加快，即增大反应的速率，只能通过升高温度，增大反应物的浓度，加入催化剂等来考虑。所以这里降低温度不利于加快反应速率。10 .设有可逆反应aA(g)+bB(g)dD(g)+eE(g)rHm>0,

6、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Bo根据吕查德里原理，对吸热反应，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；所以为提高反应物A和B的转化率，应采取的措施是高温高压。二、填空题1.已知反应2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)的反应历程为 2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(g)(慢反应) H2O2(g)+H2(g)=2H2O(g)(快反应)则该反应称为复杂反应反应。此两步反应均称为基元反应反应,而

7、反应称为总反应的定速步骤，总反应的速率方程近似为v=kc(H0c2(NO),此反应为3级反应。2 .已知基元反应CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)，该反应的速率方程为v=kc(CO)c(NO2)；此速率方程为质量作用定律的数学表达式，此反应对NO2是1级反应,总反应是2级反应。3 .催化剂加快反应速率主要是因为催化剂参与了反应，改变反应途径,降低了活化能。4 .增加反应物浓度，反应速率加快的主要原因是活化分子总数增加,提高温度，反应速率加快的主要原因是活化分子百分数增加。5 .增加反应物的量或降低生成物的量，QKe,所以平衡向正反应方向移动；对放热反应，提高温度，Q>Ke

8、,所以平衡向逆反应方向移动。6 .对于气相反应，当网上0时，增加压力时，平衡不移动；当网上0时，增加压力时，平衡向正反应方向移动；当。上0时，增加压力时，平衡向逆反应方向移动。7 .在气相平衡PCI5(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，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=”逆;温度一定时，改变浓度、压力可使平衡发生移动，但K9值不变，如温度改变使化学平衡发生移动，此时K9值改变。9,某化学反应在298K时的速率常数为1.1X0-4s-1,在323K时的速率常数为5.5M0-2s-1。则

9、该反应的活化能是,303K时的速率常数为o三、简答题：E1 .根据阿仑尼乌斯指数式k=Ae帚，对一切化学反应，升高温度，反应速率均加快吗？反应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哥'，温度与速率常数成正比，而速率常数又与反应速率成正比，所以对一切化学反应，升高温度，反应速率均加快。反应速率常数大小由反应物性质决定，与反应物的浓度无关，与温度成正比。加入催化剂，降低了反应的活化能，增大了反应速率常数，从而使化学反应速率加快。2 .反应速率方程和反应级数能否根据化学反应方程式直接得出？次氯酸根和碘离子在碱性介质中发生下述反应：CIO-+I-

10、0HIO-+Cl-其反应历程为(1) CIO-+H2O=HCIO+OH-(快反应)(2) I-+HCIO=HIO+Cl-(慢反应)(3) HIO+OH-=H2O+IO-(快反应)试证明VMkaDcCIOXlOH-)解：反应速率方程式和反应级数不能根据化学反应方程式直接得出，因为质量作用定律只适用于基元反应，且用于定速步骤。对于复杂反应的速率方程，只能通过实验获得。因为反应(2)为定速步骤，所以vk2c(I-)c(HCIO)由反应(1)可得平衡常数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.写出下列反应的平衡常数Ke的表示式。实验初始浓度/(molL-1)生成n2的初始速率序号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时，测得反应2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H20(g)的反应物的初始浓度和N2的生成速率如下表(1)写出该反应的速率方程并指出反应级数;(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、计算题:1.A(g)一B(g)为二级反应。当A的浓度为0.050mo1L一1时，其反应速率为1.2molL-1min-1。(1)写出该反应的速率方程。(

13、2)计算速率常数。(3)在温度不变时欲使反应速率加倍，A的浓度应为多大?解：(1)依题意有：vkc2(A)(2)依据vkc2(A),代入数据计算:1.2k(0.05)2得到k480,-1Lmol.-1CI-1min=8Lmol-1s代入数据计算：2.4480c2(A)得到c(A)=0.0707mol.L-1(3)依据v(2)计算该反应在1073K时的速率常数；(3)当c(N0)=4.00X0-3molL-1,c(H2)=4.0010-3molL-1时,计算该反应在1073K时的反应速率。代入实验数据得：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.已知反应N205(g)=N204(g)+302(g)在298K时的速率常数为3.46105s-1,在338K时的速率常数为4.87X07s-1,求该反应的解:活化能和反应在318K时的速率常数。1n、k1EaRT2TlT1298K5k13.46105T1338Ks1k24.87107s1解：(1)设速率方程为：v=kcx(N0)cy(H2)则:Ea=103

15、.56kJ.mof1T1298K51k13.4610sT3318Kk3?,k3代入公式ln3k1EaT3T1玉"丁3得k3=4.79106s-14.在301K时，鲜牛奶大约4h变酸，但在278K的冰箱中可保持48h，假定反应速率与牛奶变酸的时间成反比，求牛奶变酸的活化能oln12Ea8.314JK-1mol5.已知反应催化下,解：lnk2ln生k11k2t2t148k1t2t1301K278K1()1301K2782H2O2=2H2O+O2的活化能H2O2的分解速率为原来的多少倍?1nAEaEa2RT710008400=25.278.31429812则:Ik2Ealn-一k1REa=

16、71kJlnk1T2T1T2T1Ea=75.16kJ.mol-1mol-1,在过氧化氢酶的催化下，活化能降为8.4kJmol-1。试计算298K时在酶的ko所以-9.41010k1即V2/V1=9.410106.在791K时，反应CH3CHO=CH4+CO的活化能为190kJmol-1,加入I2作催化剂约使反应速率增大4M03倍，计算反应在有I2存在时的活化能。解：lnk2Ea2RTlnAlnk1Ea1RTlnAln生k1Ea1Ea2RT因为k2k1所以lg(4103)190000Jmol1Ea22.3038.314JK-1mol1791K则Ea=135.4kJmol-17.已知下列反应在13

17、62K时的平衡常数:(DH2(g)+3s2(g)H2s(g)K1e=0.80(2)3H2(g)+SO2(g)-H2s(g)+2H2O(g)K2k1.8104计算反应(3)4H2(g)+2SO2(g)二S2(g)+4H2O(g)在1362K时的平衡常数K0O解：目标方程式(3)可以这样重合得到：(3)=(2)2-(1)no/2n(K29)21.81048.Kk-rr=5.06X08(K；)20.88.在800K下，某体积为1L的密闭容器中进行如下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)SO2(g)的起始量为0.4molL-1,O2(g)的起始量为1.0molL-1,当80%的SO2转化为SO

18、3时反应达平衡，求平衡时三种气体的浓度及平衡常数。解:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始浓度/(molVL1)0.4平衡浓度/(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因为压力平衡常数：Kp=Kc(RT)-1=19.05/(8.314X800)(kPa)-1=0.00286(kPa)-1X00kPa=0.286所以标准平衡常数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)将0.7mol的PC15置于2L密闭容器中，当有0.5molPC15分解时,体系达到平衡，计算523K时反应的Ke及PCl5分解率。解：PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)起始浓度/(mol?匚1)?=0.3500平衡浓度/(mol?L-1)匕05=0.10.250.25因为pV=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.反应C(s)+CO2(g)2CO(g)在1773K时K0=2.1X03,1273K时K0=1.6X02,计算:(1)反应的&Hm6,并说明是吸热反应还是放热反应;(2)计算1773K时反应的AGm0(3)计算反应的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实验序号c(H2)/(molL-1)c(|2)/(molL-1)c(HI)/(molL-1)-10.060