无机化学第四版第二章思考题答案

第二章思考题1.以下说法是否正确?

〔1〕质量定律适用于任何化学反响。×

〔2〕反响速率常数取决于反响温度，与反响的浓度无关。√

〔3〕反响活化能越大，反响速率也越大。×

〔4〕要加热才能进行的反响一定是吸热反响。×

2.以下说法是否恰当，为什么?

〔1〕放热反响均是自发反响。不一定

〔2〕ΔrSm为负值的反响均不能自发进行。不一定

〔3〕冰在室温下自动溶化成水，是熵起了主要作用的结果。是

3．由锡石(SnO2)生产金属锡，要求温度尽可能低。可以单独加热矿石(产生O2)，或将锡石与碳一起加热(产生CO2)，或将锡石与氢气一起加热(产生水蒸气)。根据热力学原理，应选用何种方法?〔氢气一起加热〕

4.以下反响的平衡常数：

H2(g)+S(s)H2S(g)；

S(s)+O2(g)SO2(g)；

那么反响：H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常数是以下中的哪一个。

(1)-(2)·(3)/(4)/√

5.区别以下概念：

(1)与(2)与

(3)J与Jc、Jp(4)Kθ与Kc、Kp

6.评论以下陈述是否正确?

〔1〕因为〔T〕=-RTlnKθ，所以温度升高，平衡常数减小。不一定

〔2〕〔T〕＝Σνi(298.15)(生成物)+Σνi(298.15)(反响物)×

〔3〕CaCO3在常温下不分解，是因为其分解反响是吸热反响；在高温(T>1173K)下分解，是因为此时分解放热。×

7.向5L密闭容器中参加3molHCl(g)和2molO2(g)，反响：4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g)的＝-114.408kJ·mol-1，在723K到达平衡，其平衡常数为Kθ。试问：

〔1〕从这些数据能计算出平衡常数吗?假设不能，还需要什么数据?不能〔须知道转化率或平衡分压或反响的熵〕

〔2〕标准态下，试比拟723K和823K时Kθ的大小。〔Kθ〔723K〕>Kθ〔823K〕〕

〔3〕假设以下两反响的平衡常数分别为和

2H2O(g)2H2(g)+O2(g)

2HCl(g)H2(g)+2Cl2(g)

那么，Kθ与和之间有什么关系(以式子表示)?()2/

8．对于可逆反响：

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；>0

以下说法你认为对否?为什么?

〔1〕达平衡时各反响物和生成物的分压一定相等。×

〔2〕改变生成物的分压，使J<Kθ，平衡将向右移动。√

〔3〕升高温度使υ正增大；υ逆减小，故平衡向右移动；×

〔4〕由于反响前后分子数目相等，所以增加压力对平衡无影响。×

〔5〕参加催化剂使υ正增加，故平衡向右移动。×9.可逆反响：达平衡时，A(g)+B(g)2C(g)((298.15K)<0)如果改变下述各项条件，试将其它各项发生的变化填入表中。操作条件υ正υ逆k正k逆平衡常数平衡移动方向增加A(g)分压-↑-↑-─-─-─正正-压缩体积-↑-↑-─-─-─逆-降低温度-↓-↓-↓-↓-↑-正使用正催化剂-↑-↑-↑-↑-─不变-10．根据平衡移动原理，讨论以下反响：

2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g)；(298．15K)>0

将Cl2，H2O，HCl，O2四种气体混合后，反响达平衡时，假设进行以下各项操作，对平衡数值各有何影响(操作工程中没有注明的是指温度不变、体积不变)?

操作工程平衡数值

(1)加O2H2O的物质的量-↑

(2)加O2HCl的物质的量↓

(3)加O2O2的物质的量-↑

(4)增大容器的体积H2O的物质的量↓

(5)减小容器的体积Cl2的物质的量-↑

(6)减小容器的体积Cl2的分压-↑

(7)减小容器的体积Kθ不变

(8)升高温度Kθ-↑

(9)升高温度HCl的分压-↑

(10)加催化剂HCl的物质的量不变11.设有反响A(g)+B(g)─→2C(g),A、B、C都是理想气体，在25℃、1×105Pa条件下，假设分别按以下两种过程变化，那么变化过程的Q、W、、、、·mol-1·mol-1的热。过程QW体积W非体积①---00--41.8--–--–②--0-–---–-–解:(提示:在等温\等压下,体系的减小等于体系素做的最大非体积功)由于体系的H、U、S、G都是状态函数，其改变量与过程的途径无关，所以以上2个过程的、、、是相同的。·mol-1,根据热力学第一定律：＝Qp+W＝+p(V2-V1)=+ΔnRT因为Δn＝0，所以＝Q＝-41.8kJ·mol-1由(2)可知，体系作了最大非体积功，且放出1.64kJ·mol-1的热。根据＝Q+W非体积可知：·mol-1＝-1.64kJ·mol-1+W非体积所以：W非体积＝＝-40.16kJ·mol-1因为：＝-T＝-41.8kJ·mol-1×＝-40.16kJ·mol-1所以：·mol-1·K-112.能否用Kθ来判断反响自发性?为什么?不能

13.假设基元反响A─→2B的活化能为Ea,而其逆反响活化能为Ea',问

(1)加催化剂后，Ea和Ea'各有何变化?等值降低

(2)加不同的催化剂对Ea的影响是否相同?Ea值不同

(3)提高反响温度，Ea、Ea'各有何变化?不变

(4)改变起始浓度，Ea有何变化?不变

*14.状态函数p、T、V、U、H、S、G中哪些具有加和性〔指其值与体系中物质的量有关〕?V、U、H、S、G

习题作业：P60~622./3./6./8./11./13./15./18.1.应用公式〔T〕=〔T〕-T〔T〕,计算以下反响的值，并判断反响在298.15K及标准态下能自发向右进行。

8Al(s)+3Fe3O4(s)─→4Al2O3(s)+9Fe(s)(提示：)#2.通过计算说明以下反响：

2CuO(s)─→Cu2O(s)+1/2O2(g)

(1)在常温(298K)、标准态下能自发进行?

(2)在700K时、标准态下能否自发进行?〔提示：〔1〕〔2〕〕

#3.碘钨灯可提高白炽灯的发光效率并延长其使用寿命。其原理是由于灯管内所含少量碘发生了如下可逆反响,即

W(s)+I2(g)WI2(g)

当生成的WI2(g)扩散到灯丝附近的高温区时，又会立即分解出W而重新沉积至灯管上。298.15K时：W(s)WI2(g)

/(kJ·mol-1)0-8.37

/(J·mol-1·K-1)33.5251

(1)假设灯管壁温度为623K，计算上式反响的(623K)

(2)求WI2(g)在灯丝上发生分解所需的最低温度。〔提示：〔1〕〔2〕〕

4.写出以下反响的平衡常数Kc、Kp、Kθ的表达式:

(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

(2)NH3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)

(3)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

(4)Al2O3(s)+3H2(g)2Al(s)+3H2O(g)(注意：固体和溶剂液体不计入平衡常数)

5.298.15K时，以下反响：2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)的=-196.10kJ·mol-1,=125.76J·mol-1·K-1Kθ值。〔提示：〕

#6.试判断以下反响N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

Kθ值。〔提示：〕7.将空气中的N2(g)变成各种含氨的化合物的反响叫做固氮反响。根据计算以下3种固氮反响的及Kθ，并从热力学角度选择那个反响最好?

N2(g)+O2(g)─→2NO(g)

2N2(g)+O2(g)─→2N2O(g)

N2(g)+3H2(g)─→2NH3(g)〔提示：〕

#8.求以下反响的、、，并用这些数据分析利用该反响净化汽车尾气中NO和CO的可能性。

CO(g)+NO(g)─→CO2(g)+1/2N2(g)〔提示:〕9.设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反响到达1300℃,试估算此温度时以下反响

1/2N2(g)+1/2O2(g)─→NO(g)的和Kθ值。〔提示：〕

10.在699K时，反响H2(g)+I2(g)2HI(g)的Kp22作用于4.00L的容器内，问在该温度下到达平衡时合成了多少HI?〔提示：平衡分压／kPa2905.74-x2905.74-x2x〕

#11.反响CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在某温度下Kp=1,在此温度下于6.0L容器中参加：

2.0L、3.04×105Pa的CO(g)

3.0L、2.02×105Pa的CO(g)

6.0L、2.02×105Pa的H2O(g)

1.0L、2.02×105Pa的H2(g)问反响向哪个方向进行?(提示：在恒温下由p1V1=p2V2分别求出将气体参加该容器后的分压。×105Pa，P(H2×105Pa，P(CO2×105Pa，P(H2×105Pa起始分压／105反响商J为：平衡向正方向移动。)

12.在294.8K时反响：NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)的Kθ=0.070，求：

(1)平衡时该气体混合物的总压。

(2)在同样的实验中，NH3的最初分压为25.3kPa时，H2S的平衡分压为多少?〔提示：〔1〕平衡分压为：xx那么标准平衡常数为：所以平衡时的总压为：p=2×26kPa=52kPa(2)T不变，那么平衡常数不变。平衡分压为：25.3+yy所以H2S的平衡分压为17kPa〕

#13.反响：PCl5(g)PCl3(g)+Cl255被分解了。试计算该温度下的平衡常数Kc、Kθ和PCl52，那么PCl5的分解百分数与未加Cl252，那么平衡时PCl5的分解百分数又是多少?比拟(2)、(3)所得结果，可得出什么结论?(提示：〔1〕起始浓度为／(mol·L-1平衡浓度浓度为／(mol·L-1Kc·L-1，α(PCl5)=71%起始分压为00平衡分压为〔2〕新的平衡浓度为：0.10+y0.25-y0.25+(0.10/2)-yT不变，那么Kc＝0.62mol·L-1不变，y=0.01mol·L-1，α(PCl5)=68%〔3〕起始浓度为／(mol·L-1平衡浓度为／(mol·L-1)0.35-zz0.050+zKc不变，z=0.24mol·L-1，α(PCl5)=68%。比拟〔2〕〔3〕说明最终浓度及转化率只与始终态有关，与参加的过程无关。〕

14.2、H2、NH3三种气体的平衡浓度分别为：c(N2·L-1，c(H2·L-1，c(NH3·L-1。假设使N2·L-1，需沉着器中取走多少摩尔的H2才能使体系重新到达平衡?〔提示：先求出平衡常数Kc.平衡浓度为／(mol·L-1所以Kcmol·L-1N2的平衡浓度发生变化后：起始浓度为／(mol·L-1新的平衡浓度／(mol·L-1)1.20.5+〔3×0.2〕-x0.5-〔2×0.2〕所以沉着器中取走的氢气为：x=0.94mol〕

#15.在749K条件下，在密闭容器中进行以下反响：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)Kc=2.6，求：

(1)当H2O与CO物质的量之比为1时，CO的转化率为多少?

(2)当H2O与CO物质的量之比为3时，CO的转化率为多少?

(3)根据计算结果，你能得出什么结论?〔提示：在体积恒定时，物质的量之比等于浓度之比，故当H2O与CO物质的量之比为1时，那么c(H2O)/c(CO)=1.〔1〕起始浓度为／(mol·L-1)cc00平衡浓度／(mol·L-1)c-xc-xxx所以：〔2〕设到达平衡后，已转化的CO浓度为x’mol·L-1，Kc不变起始浓度为／(mol·L-1)c3c00