無機及分析化學第三呼世斌 答案

1、第1章 思考題與習題參考答案一、選擇題 1等壓下加熱5的下列水溶液，最先沸騰的是（ ）A. 蔗糖（C12H22O11）溶液 B. 葡萄糖（C6H12O6）溶液C. 丙三醇（C 3H8O3）溶液 D. 尿素（ (NH2)2 CO）溶液解：選D。在等壓下，最先沸騰就是指溶液的蒸氣壓最低。根據(jù)難揮發(fā)非電解質稀溶液的依數(shù)性變化規(guī)律，溶液質量摩爾濃度增大，溶液的蒸氣壓下降。這里，相同質量分數(shù)下，溶質的摩爾質量越小，質量摩爾濃度越大。選項D中非電解質尿素的摩爾質量最小，尿素溶液的質量摩爾濃度最大，蒸氣壓最低，在等壓下最先沸騰。20.1mol·kg1下列水溶液中凝固點最低的是（ ）A. NaCl溶

2、液 B. C12H22O11溶液 C. HAc溶液 D. H2SO4溶液解：選D。電解質溶液的依數(shù)性雖然不能用拉烏爾定律進行統(tǒng)一的定量計算，但仍然可以參照難揮發(fā)非電解質稀溶液的依數(shù)性進行定性描述。即溶質的粒子數(shù)目增大，會引起溶液的蒸氣壓降低，沸點升高，凝固點下降和溶液的滲透壓增大。此題中，在相同質量摩爾濃度下，溶液中的粒子數(shù)目估算出來是H2SO4溶液最多，所以其凝固點最低。3膠體溶液中，決定溶膠電性的物質是（ ）A. 膠團 B. 電位離子 C. 反離子 D. 膠粒解：選D。 根據(jù)膠團結構，膠核和吸附層的整體稱為膠粒，膠粒中反離子數(shù)比電位離子數(shù)少，故膠粒所帶電荷與電位離子符號相同。即膠粒帶電，溶

3、膠電性由膠粒決定。4溶膠具有聚結不穩(wěn)定性，但經(jīng)純化后的Fe(OH)3溶膠可以存放數(shù)年而不聚沉，其原因是（ ） A. 膠體的布朗運動 B. 膠體的丁鐸爾效應 C. 膠團有溶劑化膜 D. 膠粒帶電和膠團有溶劑化膜解：選D。溶膠具有動力學穩(wěn)定性和聚結穩(wěn)定性，而聚結穩(wěn)定性是溶膠穩(wěn)定的根本原因，它包含兩個方面，膠粒帶有相同電性的電荷，當靠近時會產(chǎn)生靜電排斥，阻止膠粒聚結合并；而電位離子和反離子形成的溶劑化膜，也會阻隔膠粒的聚結合并。由于純化的Fe(OH)3溶膠具有這種聚結穩(wěn)定性，從而可以存放數(shù)年而不聚沉。5有濃度同為0.01 mol·L-1的電解質NaNO3 Na2SO4 Na3PO4 MgC

4、l2，它們對Fe(OH)3溶膠的聚沉能力大小順序為（ ） A. B. C D. 解：選D。根據(jù)哈迪-叔爾采規(guī)則：起聚沉作用的主要是與膠粒帶相反電荷的離子。相反電荷離子的價態(tài)愈高，聚沉能力愈大。Fe(OH)3溶膠中膠粒帶正電荷，起聚沉作用的應是電解質中的陰離子，且價態(tài)愈高，聚沉能力愈大。所以聚沉能力由大到小的順序為，其中由于中氯離子數(shù)目大于中硝酸根數(shù)目，參與聚沉溶膠的粒子數(shù)目多，所以聚沉能力比強。二、填空題11 mol H，1 mol H2SO4，1 mol H2SO4所表示的基本單元分別是 H 、 H2SO4 、H2SO4。2丁鐸爾效應能夠證明溶膠具有 光學 性質，其動力學性質可以由 布朗運動

5、 實驗證明，電泳和電滲實驗證明溶膠具有 電學 性質。3將等體積的0.003mol·L1 AgNO3溶液和0.008mol·L 1KCl溶液混合所得的AgCl溶膠的膠團結構式為 (AgCl) m . n Cl-. (nx) K+ x- . x K+ ，該溶膠在電場中向 正 極移動。三、簡答題1什么叫分散系? 分散系是如何分類的?答：分散系：一種或幾種物質分散到另一種物質中形成的混合物叫分散系。被分散的物質叫分散質，分散其他物質的物質叫分散劑。（1）按分散質或分散劑的狀態(tài)分：九種，包括氣-氣分散系、液-氣分散系、固-氣分散系和氣-液分散系、液-液分散系、固-液分散系及氣-固分散

6、系、液-固分散系、固-固分散系。（2）按分散質粒子的大小分：三種。分子離子分散系（d1 nm）、膠體分散系（1 nmd100 nm）、粗分散系（d100 nm）2對稀溶液依數(shù)性進行計算的公式是否適用于電解質稀溶液和易揮發(fā)溶質的稀溶液? 為什么?答：不適用。當溶質是電解質的時候，拉烏爾定律發(fā)生偏離，主要原因電解質溶液由于溶質發(fā)生解離，使溶液中溶質粒子數(shù)增加，計算時應考慮其解離的因素，否則會使計算得到的p、Tb、Tf 、值比實驗測得值小；另一方面，電解質溶液由于離子間的靜電引力比非電解質之間的作用力大得多，因此用離子濃度來計算強電解質溶液的p、Tb、Tf 、時，其計算結果與實際值偏離較大，應該用活

7、度代替濃度進行計算。對易揮發(fā)溶質的稀溶液，由于其溶質不斷揮發(fā)，溶液濃度不斷變化，所以也無法進行依數(shù)性計算。3難揮發(fā)溶質的溶液，在不斷的沸騰過程中，它的沸點是否恒定？其蒸氣在冷卻過程中的凝聚溫度是否恒定？為什么？答：由于溶劑的揮發(fā)，溶液濃度逐漸增大，其沸點是逐漸升高的, 至溶液達到飽和后，沸點恒定；在蒸氣冷卻過程中，由于溶劑是純凈的，其凝聚溫度是恒定的，等于溶劑的沸點。4若滲透現(xiàn)象停止了，是否意味著半透膜兩端溶液的濃度也相等了？答：據(jù)范特霍夫的滲透壓定律，若滲透現(xiàn)象停止了，說明滲透壓相等，但其濃度不一定相等。5溶膠穩(wěn)定的因素有哪些? 促使溶膠聚沉的辦法有哪些? 用電解質聚沉溶膠時有何規(guī)律?答：溶

8、膠穩(wěn)定的因素有兩個，一是溶膠具有動力學穩(wěn)定性，另一個是聚結穩(wěn)定性。溶膠的動力學穩(wěn)定性系指在重力的作用下，分散質粒子不會從分散劑中沉淀出來，從而保持系統(tǒng)的相對穩(wěn)定的性質。溶膠的聚結穩(wěn)定性是指溶膠在放置過程中不發(fā)生分散質粒子的相互聚結，從而保持系統(tǒng)一定的分散度的性質。促使溶膠聚沉的辦法有加入電解質、將兩種帶相反電荷的膠體按一定的比例混合及加熱等。電解質對溶膠的聚沉作用取決于與膠粒所帶電荷符號相反的離子，而且與其所帶電荷的多少有關，一般來說，離子電荷越高，對溶膠的聚沉能力就越強，這個規(guī)律稱為哈迪叔爾采規(guī)則。6什么叫表面活性劑? 其分子結構有何特點?答： 溶于水后能顯著降低水的表面自由能的物質稱為表面

9、活性物質或表面活性劑。表面活性劑的特性取決于其分子結構。它的分子都是由極性基團和非極性基團兩部分組成，極性基團如-OH，COOH，NH：，SO3：H等對水的親和力很強，稱為親水基；非極性基因如脂肪烴基R，芳香基Ar等對油的親和力較強，稱為親油基或疏水基。在表面活性劑溶于水后，分子中的親水基進入水相，疏水基則進入油相，這樣表面活性劑分子就濃集在兩相界面上，形成了定向排列的分子膜，使相界面上的分子受力不均勻情況得到改善，從而降低了水的表面自由能。7乳濁液的類型與所選用的乳化劑的類型有何關系? 舉例說明。答：乳化劑不僅能提高乳濁液的穩(wěn)定性，還能決定乳濁液的類型。一般來說，親水性乳化劑有利于形成OW型

10、乳濁液，親油性乳化劑有利于形成WO型乳濁液。8解釋如下現(xiàn)象：（1）為何江河入海處常會形成三角洲？答： 三角洲的形成過程體現(xiàn)了膠體的性質： 當河水和海水混合時，由于它們所含的膠體微粒所帶電荷的性質不同，由于靜電作用，異性電荷相互吸引，導致膠體的顆粒變大，最終沉淀了出來，日積月累的堆積，就形成了三角洲。（2）加明礬為什么能夠凈水？答： 由于天然水中含有帶負電荷的懸浮物（黏土等），使天然水比較渾濁，而明礬的水解產(chǎn)物Al(OH)3膠粒卻帶正電荷，當將明礬加入天然水中時，兩種電性相反的膠體相互吸引而聚沉，從而達到凈水的效果。（3）不慎發(fā)生重金屬離子中毒，為什么服用大量牛奶可以減輕病狀？ 答： 由于可溶性

11、重金屬離子（強電解質）可使膠體聚沉，人體組織中的蛋白質作為一種膠體，遇到可溶性重金屬鹽會凝結而變性，誤服重金屬鹽會使人中毒。如果立即服用大量鮮牛奶這類膠體溶液，可促使重金屬與牛奶中的蛋白質發(fā)生聚沉作用，從而減輕重金屬離子對機體的危害。（4）肉食品加工廠排出的含血漿蛋白的污水，為什么加入高分子絮凝劑可起凈化作用？答： 因為含有血漿蛋白的污水具有膠體溶液的性質，加入高分子絮凝劑會對膠體溶液起到敏化作用，促進膠體的凝聚，從而凈化了污水。四、計算題110.00 mL 飽和 NaCl 溶液質量為 12.003 g ，將其蒸干后得到 NaCl 3.173 g ，求：（1）NaCl 的質量分數(shù) ；（2）Na

12、Cl 的質量摩爾濃度 ； （3）NaCl 的物質的量濃度 ；（4）各組分的摩爾分數(shù)。解：（1）（2）（3）（4） 2今有兩種溶液，其一為1.50g尿素(NH2)2CO 溶于200g 水中；另一為42.8g未知物溶于1000g水中，這兩種溶液在同一溫度開始沸騰，計算這種未知物的摩爾質量。解：由于都是水溶液，所以溶劑的沸點升高常數(shù)Kb相同，又知， ，由稀溶液的依數(shù)性公式： ，可得兩種溶液的質量摩爾濃度相等： 設未知物的摩爾質量為，代入上式得 解之得： =342.7 g·mol-13將1.00 g 硫溶于20.0 g 萘中，使萘的凝固點降低1.30，萘的Kf為6.8·kg

13、83; mol-1，求硫的摩爾質量和分子式。解：設未知物的摩爾質量為，根據(jù)溶液的凝固點降低公式： ，將數(shù)據(jù)代入得：解之得 =261.5 g · mol-1由于單個硫元素的摩爾質量為M(S) = 32.065g·mol-1, 則M(B) / M(S)= 261.5/32.065 8.155，即約8個S原子形成一個硫分子。所以該單質硫的分子式為：S84從某種植物中分離出一種未知結構的有特殊功能的生物堿，為了測定其相對分子質量，將19g該物質溶于100g水中，測得溶液的沸點升高了0.060K ，凝固點降低了0.220K 。計算該生物堿的相對分子質量。解：利用沸點升高和凝固點降低都

14、能夠測量未知物的摩爾質量，但一般選取相對較大的數(shù)據(jù)來計算較準確，這里我們選取凝固點降低來計算。設未知物的摩爾質量為，由公式 知，解之得 M(B)=1606.4gmol-15 101 mg胰島素溶于 10.0mL 水，該溶液在25.0時的滲透壓是 4.34kPa，計算胰島素的摩爾質量和該溶液的蒸氣壓下降p(已知25.0水的飽和蒸氣壓為3.17kPa)。解：（1） 設胰島素的摩爾質量為，則由滲透壓公式知： 因而， g · mol-1（2） 由拉烏爾定律知，6人體血漿的凝固點為272.59K，計算在正常體溫(36.5)下血漿的滲透壓。解：由于人體血漿為水溶液，因而其溶質的質量摩爾濃度可由其

15、凝固點降低值求得。凝固點降低值：由公式 知，血漿的質量摩爾濃度為人體血漿的滲透壓為 7硫化砷溶膠是由下列反應而制得的 2H3AsO3 + 3H2S = As2S3 + 6H2O試寫出硫化砷膠體的膠團結構式（電位離子為HS-）。并比較NaCl、 MgCl2、 AlCl3三種電解質對該溶膠的聚沉能力，并說明原因。解：硫化砷膠體的膠團結構式為由于硫化砷溶膠帶負電荷，所以根據(jù)哈迪-叔爾采規(guī)則，電解質陽離子對其起聚沉作用，且電荷越高，聚沉能力越強，所以NaCl、MgCl2、AlCl3三種電解質中NaCl的聚沉能力最小，AlCl3的聚沉能力最大，MgCl2的聚沉能力居中。8反滲透法是淡化海水制備飲用水的一

16、種方法。若25時用密度為1021 kg · m-3的海水提取淡水，應在海水一側加多大的壓力？假設海水中鹽的總濃度以NaCl的質量分數(shù)計為3，其中的NaCl完全離子化。解：依題意，每升海水的質量為1021g，其中NaCl的物質的量每升海水NaCl的物質的量濃度：因為題意假定NaCl完全離子化，所以溶液中粒子數(shù)應擴大一倍，根據(jù)滲透壓定律：第二章思考題與習題參考答案一選擇題 1一化學反應系統(tǒng)在等溫定容條件下發(fā)生一變化，可通過兩條不同的途徑完成：（1）放熱10 kJ，做電功50 kJ；（2）放熱Q, 不做功，則（ ）A. Q = 60kJ B. Q = 10 kJ C. Q = 40kJ D

17、. 反應的QV =10kJ 解：選A。2在298 K，下列反應中 與 最接近的是（ ）A. CCl4 (g) +2H2O (g) =CO2 (g) + 4HCl (g) B. CaO (s) +CO2 (g) =CaCO3 (s)C. Cu2+ (aq) + Zn (s) =Cu (s) + Zn2+ (aq)D. Na (s) +H2O (l) =Na+(aq)+½H2 (g)+OH(aq)解：選C。 反應C中反應物和生成物中無氣體物質、物態(tài)也無變化，。3已知反應 2H2 (g) +O2 (g)= 2H2O (g) 的 DrHm= -483.63 kJ·mol1，下列敘述

18、正確的是（ ）A. DfHm(H2O,g) = -483.63 kJ·mol1B. DrHm= -483.63 kJ·mol1 表示 = 1 mol時系統(tǒng)的焓變C. DrHm= -483.63 kJ·mol1 表示生成1 mol H2O (g) 時系統(tǒng)的焓變D. DrHm= -483.63 kJ·mol1 表示該反應為吸熱反應解：選B。A 錯，根據(jù)fHm定義,H2O (g)的系數(shù)應為1。C 錯，該方程為表示生成2 mol H2O (g) 時系統(tǒng)的焓變。D 錯，rHm 0時表示該系統(tǒng)能量的增加，該反應為吸熱反應，rHm 0時表示該系統(tǒng)能量的減少，該反應為放

19、熱反應。4下列反應可以表示的是（ ）A. C（石墨,s）+O2(g) = CO2(g)B. C（金剛石,s）+O2(g) = CO2(g)C. C（石墨,s）+O2(l) = CO2(l)D. C（石墨,s）+O2(g) = CO2(l)解：選A。B 錯，C（金剛石，s）非參考狀態(tài)單質，不符合標準狀態(tài)下摩爾完全生成反應定義；C 錯，O2(l) 非參考狀態(tài)單質,不符合標準狀態(tài)下摩爾完全生成反應定義；CO2(l) 不符rGm(CO2,g) 的定義所指定的產(chǎn)物；D 錯，CO2(l) 不符rGm(CO2,g) 的定義所指定的產(chǎn)物。5反應 MgO(s)+CO2(g)在高溫下正向反應自發(fā)進行, 其逆反應在

20、298K時自發(fā), 近似判斷逆反應的與是（ ）A. 0, 0 B. 0, 0C. 0, 0 D. 0, 0 解：選A。該反應有氣體物質產(chǎn)生，故0。且高溫自發(fā)，低溫非自發(fā)，根據(jù) 判斷結果應選A。二、填空題1解：用下列熱力學函數(shù)判斷反應自發(fā)性的條件是（1） （2）（3）（4）2系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)的特點是：狀態(tài)函數(shù)僅決定于 系統(tǒng)的狀態(tài) ；狀態(tài)函數(shù)的變化只與 系統(tǒng)的變化的過程 有關，而與變化的 途徑 無關。3反應進度的單位是 mol ；反應計量式中反應物B的化學計量數(shù)vB的值規(guī)定為 負值 。4正、逆反應的DrHm，其 絕對值 相等， 符號 相反；反應的DrHm與反應式的 寫法 有關。5所謂標準狀態(tài)是在指溫度T

21、和標準壓力下該物質的狀態(tài)。其中標準壓力Pq = 100 kPa ；標準狀態(tài)雖然沒有指定溫度，但是為了便于比較，IUPAC推薦選擇 298 K 作為參考溫度。6根據(jù)吉布斯亥姆霍茲方程：rGqm（T）= rHqm（T）T rSqm（T）。若忽略溫度對DrH和DrS的影響，則可得到該式的近似式：三、簡答題1區(qū)別下列符號的意義。H：系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，焓，定義為H=U+pV,無具體物理意義。H：系統(tǒng)焓的改變值，物理意義為在定壓，只做體積功的情況下，系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱。：標準條件下，當產(chǎn)物與反應物溫度相同時，化學反應過程中系統(tǒng)只做體積功，且反應在定壓條件下按照所給定的方程式完全反應，此時的反應熱。：在溫度T

22、時，由參考狀態(tài)的單質完全生成1mol物質B時的標準摩爾焓變。S：系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，熵，代表系統(tǒng)的混亂度。：標準狀態(tài)下，物質B的摩爾熵。：反應的標準摩爾熵，標準狀態(tài)下，化學反應按照給定方程式完全反應系統(tǒng)的熵變。G：系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，吉布斯自由能，定義為G=H-TS,無具體物理意義。：化學反應的吉布斯自由能變，即該反應能對外所的最大非體積功。：標準狀態(tài)下，化學反應的吉布斯自由能變。：標準摩爾生成反應的吉布斯自由能變。2若將合成氨反應的化學計量方程式分別寫成 N2(g ) +3H2(g)=2NH3(g) 和N2(g ) +H2(g)=NH3(g) ，二者的rHm和rGm是否相同？ 兩者間有何關系？答：不

23、相同，這些符號都與熱力學方程式的寫法有關。四、計算題1由附錄查出298 K時有關的 數(shù)值，計算下列反應的（已知：）。（1）（2）（3）不查表，根據(jù)上述3個反應的，計算下列反應的。解：（1）（3）×2得（4）（4）（2）×2即得所求式。查表計算得 2甘氨酸二肽氧化反應為計算：（1）298 K時，甘氨酸二肽氧化反應的標準摩爾焓。（2）298 K及標準狀態(tài)下，1g固體甘氨酸二肽氧化時放熱多少？解：（1）已知(C4H8N2O3,s)=-745.25kJmol-1 (H2NCONH2,s)=-333.17kJmol-1 (CO2,g)=-393.51kJmol-1(H2O,l)=-2

24、85.85kJmol-1所以 3O2(g)+ C4H8N2O3(s)= H2NCONH2(s)+3 CO2(g) +2 H2O(l)=(H2NCONH2,s)+3×(CO2,g)+2×(H2O,l)- (C4H8N2O3,s) =-1340.15 kJmol-1（2）因為 M(C4H8N2O3)132gmol-1，所以1g C4H8N2O3氧化時放熱： (1340.15÷13)kJ10.15 kJ3關于生命起源的各種理論中，總要涉及動植物體內(nèi)的一些復雜的化合物能否自發(fā)地由簡單化合物轉化得來。例如，298 K及標準狀態(tài)下，計算下列反應的，判斷尿素能否由二氧化碳和氨自

25、發(fā)反應得來。反應：，（ 已知 ） 解： 4定壓下苯和氧反應：。在25和標準狀態(tài)下，0.25 mo液態(tài)苯與氧反應放熱816.91 kJ，求1 mol液態(tài)苯和氧反應時焓變和熱力學能變。解： =3263.92kJ5已知下列反應的標準摩爾焓（1）C（石墨,s）+O2(g) = CO2(g) （2） （3） 計算乙酸甲酯(CH3COOCH3,l)的標準摩爾生成焓。解：乙酸甲酯的標準摩爾生成反應為3C（石墨，s）+O2（g）+3H2（g）=CH3COOCH3（l）根據(jù)蓋斯定律，題中所給的反應式(1)×3(2)×3(3)即為CH3COOCH3的生成反應，所以=3×（393.51

26、kJ·mol1）+3×（285.85kJ·mol1）（1788.2kJ·mol1）=249.88kJ·mol16葡萄糖在酵母菌等的作用下，經(jīng)過下列發(fā)酵反應生成乙醇：C6H12O6(s)葡萄糖-6-磷酸果糖-6-磷酸甘油醛-3-磷酸2CH3CH2OH(l)+2CO2(g)。查附錄，計算標準狀態(tài)和298 K時全發(fā)酵過程的標準摩爾焓。（各物質的溶解熱可忽略，已知葡萄糖的）解：因為葡萄糖的全發(fā)酵過程的方程式可寫為 C6H12O6 (s) = 2CH3CH2OH (l) + 2CO2 (g)所以=2×（276.98 kJ·mol-1）

27、+2×（393.51 kJ·mol-1）（1274.4kJ·mol-1）=2615.38 kJ·mol-17液態(tài)乙醇的燃燒反應：利用教材附錄提供的數(shù)據(jù)，計算298 K和標準狀態(tài)時，92g液態(tài)乙醇完全燃燒放出的熱量。解：反應C2H5OH(l)3O2（g）=2CO2(g)3H2O（l）是乙醇的完全燃燒反應 kJ·mol1M (C2H5OH) = 46 g·mol-1，則 ，=2mol×（1366.75kJ·mol1）=2733.5kJ8大力神火箭發(fā)動機采用液態(tài)N2H4和氣體N2O4作燃料，反應產(chǎn)生的大量熱量和氣體推動火

28、箭升高。反應為利用有關數(shù)據(jù)，計算反應在298 K時的標準摩爾焓。若該反應的熱能完全轉變?yōu)槭?00 kg重物垂直升高的位能，試求此重物可達到的高度（已知：）。解：根據(jù)反應2N2H4 (l) N2O4 (g) = 3N2 (g) + 4H2O(g) 計算其反應的標準摩爾焓。= 0+ 4×（241.84kJ·mol1）2×50.63 kJ·mol19.66 kJ·mol1= 1078.28 kJ·mol1設重物可達到的高度為h，則它的位能為mgh = 100 kg×9.8 m·s2·h=980 Nh根據(jù)能量守恒

29、定律980Nh=1078.3×103J，h=1100m9植物體在光合作用中合成葡萄糖的反應可近似表示為計算該反應的標準摩爾吉布斯自由能，并判斷反應在298 K及標準狀態(tài)下能否自發(fā)進行（已知葡萄糖的）。解 ：6CO2 (g)6H2O（l）=C6H12O6 (g)+6O(g)= -910.5 kJ·mol-1+06×（394.38kJ·mol-1）6×（237.14kJ·mol-1）= 2878.62 kJ·mol-110查教材附錄數(shù)據(jù)計算25時反應 的，指出該反應在25和100KPa下的反應方向。解 ：C2H4 (g)H2（g

30、）=C2H6 (g)=32.86kJ·mol1068.15kJ·mol1=101.01kJ·mol1在25和100kPa下，乙烯的加氫反應可以正向進行。11將空氣中的單質氮變成各種含氮化合物的反應叫固氮反應。查教材附表根據(jù)數(shù)值計算下列三種固氮反應的，從熱力學角度判斷選擇哪個反應最好。（1）（2）（3）解：（1） N2 (g)O2（g）=2NO (g)=2×86.69 kJ·mol1-0-0 =173.38 kJ·mol1（2） 2N2 (g)O2（g）=2N2O (g)= 2×103.66 kJ·mol1=207.

31、32 kJ·mol1（3） N2 (g)3H2（g）=2NH3 (g)=2×（16.12 kJ·mol1）= 32.24 kJ·mol1因為00只有0，所以選擇（3）12查教材附錄數(shù)據(jù)計算說明在標準狀態(tài)時，下述反應自發(fā)進行的溫度。（1）（2）（3）（已知：；）。解：（1）N2 (g)O2（g）=2NO (g)2×210.77kJ·mol-1191.60 J·mol-1·K-1205.14 J·mol-1·K-1=24.8J·mol-1·K-1（2）NH4HCO3（s）=NH3

32、(g)+CO2(g)+H2O(g)168.09kJ·mol1474.34 J·mol1K1T轉=354.4K（3）2NH3（g）3O2（g）=NO2（g）+NO（g）+3H2O（g）509.38kJ·mol116.76 J·mol1K1因為<0>0標準狀態(tài)及任何溫度下反應均自發(fā)。13固體AgNO3的分解反應為查教材附表并計算標準狀態(tài)下AgNO3(s)分解的溫度。若要防止AgNO3分解，保存時應采取什么措施。解： AgNO3(s)分解的溫度即為反應AgNO3(s)=Ag(s)+NO2(g)+O2(g)的轉化溫度。根據(jù)公式：=33.85kJ

33、83;mol1(123.14kJ·mol1)=156.99 kJ·mol1=×205.14J·mol-1K-1+240.06J·mol-1·K-1+ 42.72 J·mol-1·K-1140.92 J·mol-1·K-1=244.43 J·mol-1·K-1(642-273) =369分解溫度T>369若要防止AgNO3分解，應低溫避光保存。第三章思考題與習題參考答案一、選擇題 1對反應2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 下列幾種速率表達式之間關系正確的是( )

34、。A. B. C. D. 解：選D。依據(jù)化學反應的瞬時速率的表達通式，對于一般化學反應，速率表達可寫出通式如下： 2由實驗測定，反應H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) 的速率方程為vkc(H2)c1/2(Cl2) ，在其他條件不變的情況下，將每一反應物濃度加倍，此時反應速率為( )。A. 2vB. 4vC. 2.8vD. 2.5v解：選C。依據(jù)化學反應的速率方程kc(H2)c1/2(Cl2)，H2和Cl2濃度增大都增大一倍時，速率應該增大倍，即相當于2.8a。3測得某反應正反應的活化能Ea.正=70 kJ·mol-1，逆反應的活化能Ea.逆=20 kJ·mol-1，此

35、反應的反應熱為( )A. 50 kJ·mol-1B. -50 kJ·mol-1C. 90 kJ·mol-1D. -45 kJ·mol-1解：選A。依據(jù)過渡態(tài)理論，反應熱可以這樣計算：Q = Ea,正 Ea,逆 。 4在298K時，反應2H2O2=2H2O+O2，未加催化劑前活化能Ea=71 kJ·mol-1，加入Fe3+作催化劑后，活化能降到42 kJ·mol-1，加入催化劑后反應速率為原來的（ ）。A. 29倍B. 1×103倍C. 1.2×105倍D.5×102倍解：選C。依據(jù)阿侖尼烏斯指數(shù)式k =

36、A·e，可得5某反應的速率常數(shù)為2.15 L2·mol-2·min-1，該反應為( )。A. 零級反應B. 一級反應C. 二級反應D. 三級反應解：選D。對于一個基元反應，aA + bB = cC + dD，有反應速率為則其速率常數(shù)k的單位的通式可寫成：(mol · L-1)1-a-b ·s-1，反推可以得到為三級反應。6已知反應2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g) 的速率方程為vkc2(NO)c(Cl2)。故該反應( )A. 一定是復雜反應B. 一定是基元反應C. 無法判斷解：選C?；磻腺|量作用定律，但符合質量作用定律的不一定

37、都是基元反應。反應是基元反應還是復雜反應，要通過實驗來確定。7已知反應N2(g)+O2(g)=2NO(g) rHm>0，當升高溫度時，K將( )。A. 減小B. 增大C. 不變D. 無法判斷解：選B。根據(jù)呂·查德里原理，對吸熱反應，當升高溫度時，平衡就向能降低溫度（即能吸熱）的方向移動；即反應正向進行，平衡常數(shù)將增大。8已知反應2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)平衡常數(shù)為K1，反應SO2(g)+O2(g) SO3(g) 平衡常數(shù)為K2。則K1和K2的關系為( )A. K1K2B. K1C. K2D. 2K1K2解：選C。根據(jù)平衡常數(shù)的表達式，平衡常數(shù)與化學反應的化學計量

38、數(shù)是有關的?；瘜W反應的化學計量數(shù)的變化影響著平衡常數(shù)的指數(shù)項。9反應 2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O rHm< 0，欲使KMnO4褪色加快，可采取的措施最好不是( )。A. 升高溫度B. 降低溫度C. 加酸D. 增加C2O42-濃度解：選B。欲使KMnO4褪色加快，即增大反應的速率，只能通過升高溫度，增大反應物的濃度，加入催化劑等來考慮。所以這里降低溫度不利于加快反應速率。10設有可逆反應aA(g) + bB(g) dD(g) + eE(g) >0，且a+b>d+e，要提高A和B的轉化率，應采取的措施是( )。A. 高溫低壓B. 高溫高

39、壓C. 低溫低壓D. 低溫高壓解：選B。根據(jù)呂·查德里原理，對吸熱反應，當升高溫度時，平衡就向能降低溫度（即能吸熱）的方向移動；當增大壓力時，平衡就向能減小壓力（即分子化學計量數(shù)之和小）的方向移動；所以為提高反應物A和B的轉化率，應采取的措施是高溫高壓。二、填空題1已知反應2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) 的反應歷程為2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(g)（慢反應）H2O2(g)+H2(g)=2H2O(g)（快反應）則該反應稱為復雜反應反應。此兩步反應均稱為基元反應反應，而反應稱為總反應的定速步驟，總反應的速率方程近似為v=kc(H2)c2(NO)

40、，此反應為3 級反應。2已知基元反應 CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g) ，該反應的速率方程為 v=kc(CO)c(NO2) ；此速率方程為 質量作用 定律的數(shù)學表達式，此反應對NO2是 1 級反應，總反應是2級反應。3催化劑加快反應速率主要是因為催化劑參與了反應， 改變 反應途徑，降低了活化能。4增加反應物濃度，反應速率加快的主要原因是 活化分子總數(shù)增加，提高溫度，反應速率加快的主要原因是活化分子百分數(shù)增加。5增加反應物的量或降低生成物的量，Q < K，所以平衡向正反應方向移動；對放熱反應，提高溫度，Q > K，所以平衡向逆反應方向移動。6對于氣相反應，當n =

41、0時，增加壓力時，平衡不移動；當n < 0時，增加壓力時，平衡向正反應方向移動；當n > 0時，增加壓力時，平衡向逆反應方向移動。7在氣相平衡PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) 系統(tǒng)中，如果保持溫度、體積不變，充入惰性氣體，平衡將 不 移動；如果保持溫度，壓力不變，充入惰性氣體，平衡將向右移動。8化學平衡狀態(tài)的主要特征是v正=v逆；溫度一定時，改變濃度、壓力可使平衡發(fā)生移動，但K值不變，如溫度改變使化學平衡發(fā)生移動，此時K值改變。 9某化學反應在298 K時的速率常數(shù)為1.1×10 - 4s-1， 在323 K時的速率常數(shù)為5.5×10 -2s-1。則

42、該反應的活化能是 ，303 K時的速率常數(shù)為 。 三、簡答題：1根據(jù)阿侖尼烏斯指數(shù)式k = A·e，對一切化學反應，升高溫度，反應速率均加快嗎？反應速率常數(shù)的大小與濃度、溫度、催化劑等因素有什么關系？ 解：根據(jù)阿侖尼烏斯指數(shù)式k = A·e，溫度與速率常數(shù)成正比，而速率常數(shù)又與反應速率成正比，所以對一切化學反應，升高溫度，反應速率均加快。反應速率常數(shù)大小由反應物性質決定，與反應物的濃度無關，與溫度成正比。加入催化劑，降低了反應的活化能，增大了反應速率常數(shù)，從而使化學反應速率加快。2反應速率方程和反應級數(shù)能否根據(jù)化學反應方程式直接得出？次氯酸根和碘離子在堿性介質中發(fā)生下述反應

43、：ClO- + I- IO- + Cl- 其反應歷程為（1）ClO- + H2O = HClO + OH- （快反應）（2）I- + HClO = HIO + Cl- （慢反應）（3）HIO + OH- = H2O + IO- （快反應）試證明vkc(I-)c(ClO-)c-1(OH-)解：反應速率方程式和反應級數(shù)不能根據(jù)化學反應方程式直接得出，因為質量作用定律只適用于基元反應，且用于定速步驟。對于復雜反應的速率方程，只能通過實驗獲得。因為反應（2）為定速步驟，所以 由反應（1）可得平衡常數(shù)K= 所以 代入速率方程得： 整理得： 令k2K=k 所以3寫出下列反應的平衡常數(shù)K的表示式。（1）CH

44、4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l)（2）MgCO3(s) MgO(s) + CO2(g)（3）NO(g) + O2(g) NO2(g)（4）2MnO4-(aq) + 5H2O2(aq) + 6H+(aq) 2Mn2+(aq) + 5O2(g) + 8H2O(l)解：（1） （2）（3） （4）四、計算題：1A(g) B(g) 為二級反應。當A的濃度為0.050mol·L-1時，其反應速率為1.2 mol·L-1·min-1。（1）寫出該反應的速率方程。（2）計算速率常數(shù)。（3）在溫度不變時欲使反應速率加倍，A的濃度應為多大？解：（1）依題

45、意有：（2）依據(jù) ，代入數(shù)據(jù)計算： 得到 =（3）依據(jù) 代入數(shù)據(jù)計算：-12在1073K時，測得反應2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)的反應物的初始濃度和N2的生成速率如下表實驗序號初始濃度 /（mol·L-1）c(NO)c(H2)12.00×10-36.00×10-31.92×10-321.00×10-36.00×10-30.48×10-332.00×10-33.00×10-30.96×10-3（1）寫出該反應的速率方程并指出反應級數(shù)；（2）計算該反應在1073K時的速率常

46、數(shù)；（3）當c(NO)=4.00×10-3 mol·L-1，c(H2)=4.00×10-3 mol·L-1時，計算該反應在1073K時的反應速率。解：（1）設速率方程為： v=kcx(NO)cy(H2) 代入實驗數(shù)據(jù)得： 1.92×10-3=k(2.00×10-3)x(6.00×10-3)y 0.48×10-3=k(1.00×10-3)x(6.00×10-3)y 0.96×10-3=k(2.00×10-3)x(3.00×10-3)y ÷得 4 = 2x x

47、=2 ； ÷得 2 = 2y ，y = 1 所以 v=kc2(NO)c(H2) （2）k=8×104 L2·mol-2·s-1 （3）v=5.12×10-3 mol·L-13 已知反應N2O5(g)= N2O4(g)+O2(g) 在298K時的速率常數(shù)為3.46×105s-1，在338K時的速率常數(shù)為4.87×107s-1，求該反應的活化能和反應在318K時的速率常數(shù)。解： 則：Ea=103.56 kJ.mol-1 代入公式 得k3= 4.79×106 s-14在301K時，鮮牛奶大約4h變酸，但在278

48、K的冰箱中可保持48h，假定反應速率與牛奶變酸的時間成反比，求牛奶變酸的活化能。解： 所以 ， 則：Ea=75.16 kJ.mol-15已知反應2H2O2=2H2O+O2的活化能Ea=71kJ·mol-1，在過氧化氫酶的催化下，活化能降為8.4 kJ·mol-1。試計算298K時在酶的催化下，H2O2的分解速率為原來的多少倍？解： ; = =25.27 所以9.4×1010 即v2/v1=9.4×10106在791K時，反應 CH3CHO=CH4+CO 的活化能為190 kJ·mol-1，加入I2作催化劑約使反應速率增大4×103倍，

49、計算反應在有I2存在時的活化能。解： ; 因為 ， 所以 則 =135.4 kJ.mol-17已知下列反應在1362K時的平衡常數(shù)：（1）H2(g) + S2(g) H2S(g) K1=0.80（2）3H2(g) + SO2(g) H2S(g) + 2H2O(g) K2=1.8×104計算反應（3）4H2(g) + 2SO2(g) S2(g) + 4H2O(g) 在1362K時的平衡常數(shù)K。解：目標方程式（3）可以這樣重合得到：(3) = (2)×2-(1)×2 K=5.06×1088在800K下，某體積為1L的密閉容器中進行如下反應2SO2(g) +

50、O2(g) 2SO3(g) SO2(g)的起始量為0.4 mol·L-1， O2(g)的起始量為1.0 mol·L-1，當80%的SO2轉化為SO3時反應達平衡，求平衡時三種氣體的濃度及平衡常數(shù)。解： 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) 起始濃度/(molL-1) 0.4 1 0 平衡濃度/ (molL-1) 0.4(1-80%) 1- 0.4×80% =0.08 =0.84 =0.32 所以 ， ， Kc= 19.05 L.mol-1 因為壓力平衡常數(shù)：Kp= Kc(RT)-1=19.05/（8.314×800） （kPa）-1= 0.

51、00286（kPa）-1所以標準平衡常數(shù) K=Kp(p)=Kc(RT)-1(p)= 0.00286（kPa）-1 ×100 kPa = 0.2869在523K下PCl5按下式分解PCl5(g) PCl3(g)+C12(g)將0.7mol的PCl5置于2L密閉容器中，當有0.5mol PCl5 分解時，體系達到平衡，計算523K時反應的K及PCl5分解率。解： PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 起始濃度/(molL-1) =0.35 0 0 平衡濃度/ (molL-1) =0.1 0.25 0.25 因為pV=nRT 所以p=cRT = 71.43%10反應C(s)

52、 + CO2(g) 2CO(g)在1773K時K2.1×103，1273K時K1.6×102，計算:（1）反應的rHm，并說明是吸熱反應還是放熱反應；（2）計算1773K時反應的rGm（3）計算反應的rSm。解： （1） 由 ln = 96.62 kJ·mol-1 （2） = -2.303RT lgK = -2.303×8.314 ×1773K×lg2100 = -112.78 kJ·mol-1 （3） 11在763K時反應H2(g) + I2(g) 2HI(g) K=45.9，H2、I2、HI按下列起始濃度混合，反應將向何

53、方向進行？實驗序號c(H2) / (mol·L-1)c(I2) /( mol·L-1)c(HI) / (mol·L-1)10.0600.4002.0020.0960.3000.500030.0860.2631.02解：K = 45.9 Q1 = =166.7 > K = 45.9 反應逆向自發(fā)Q2 = =8.68 < K = 45.9， 正向自發(fā) Q3 = 45.9 = K = 45.9， 平衡狀態(tài)12Ag2O遇熱分解2Ag2O(s)4Ag(s) + O2(g)， 已知298K時Ag2O的fHm = -30.59kJ·mol-1，fGm= -10.8