普通化學(xué)練習(xí)及解析

1、第2章 化學(xué)反應(yīng)的基本原理 1. 判斷題（對的在括號內(nèi)填“”號，錯(cuò)的填“”號）（1）為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)。（2）某一給定反應(yīng)達(dá)到平衡后，若平衡條件不變，分離除去某生成物，待達(dá)到新的平衡后，則各反應(yīng)物和生成物的分壓或濃度分別保持原有定值。 （ ）（3）對反應(yīng)系統(tǒng)，。由于化學(xué)方程式兩邊物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)（絕對值）的總和相等，所以增加總壓力對平衡無影響。（ ）（4）上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，若升高溫度，則正反應(yīng)速率v(正)增加，逆反應(yīng)速率v(逆)減小，結(jié)果平衡向右移動(dòng)。 （ ）（5）反應(yīng)的級數(shù)取決于反應(yīng)方程式中反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)（絕對值）。 （ ）（6）催化劑能改變反應(yīng)的歷程，降低反應(yīng)的活化能，但不能改

2、變反應(yīng)的。（ ） （7）在常溫常壓下，空氣中的N2和O2是長期存在而不化合生成NO。且熱力學(xué)計(jì)算表明這表明N2（g）+ O2（g）=2NO（g），則N2和O2混合氣必定也是動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。（ ） （8）已知CCl4不會與H2O反應(yīng)，但CCl4+2H2O=CO2+4HCl(aq)的 ,則必定是熱力學(xué)不穩(wěn)定而動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。 （ ）答案 （1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8） 2. 單選題（將所有正確答案的標(biāo)號填入空格內(nèi)）（1）真實(shí)氣體行為接近理想氣體性質(zhì)的外部條件是（ ）（a）低溫高壓 （b）高溫低壓 （c）低溫高壓 （d）高溫高壓 （2）某溫度時(shí)，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，則反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡

3、常數(shù)等于（ ） (a) (b) (c) （3）升高溫度可以增加反應(yīng)速率，主要是因?yàn)椋?） (a) 增加了分子總數(shù) (b) 增加了活化分子百分?jǐn)?shù) (c) 降低了反應(yīng)的活化能 (d) 促使平衡向吸熱方向移動(dòng) （4）已知汽車尾氣無害化反應(yīng)反應(yīng)的，要有利于取得有毒氣體NO和CO的最大轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是（ ）(a) 低溫低壓(b) 高溫高壓 (c) 低溫高壓(d) 高溫低壓（5）一個(gè)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列說法中正確的是（ ）(a)各物質(zhì)的濃度或分壓不隨時(shí)間而變化 (b) (c)正逆反應(yīng)的速率常數(shù)相等(d)如果尋找到該反應(yīng)的高效催化劑，可以提高其平衡轉(zhuǎn)化率答案1b 2b 3b 4c 5a 3. 填空

4、題 （1）對于反應(yīng)：；，若升高溫度（例如升高100K），則下列各項(xiàng)如何變化(填寫：不變,基本不變,增大或減小。) ， ， ， _ ，v (正) ，v(逆) _ 。答案：基本不變，基本不變，增大 減小， 增大 增大 （2）對于下列反應(yīng)：C(s)CO2(g) 2CO(g)； 若增加總壓力或升高溫度或加入催化劑，則反應(yīng)速率常數(shù)k(正)、k(逆)和反應(yīng)速率v(正)、v(逆)以及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)、平衡移動(dòng)的方向等將如何？分別填入下表中。k(正)k(逆)v(正)v(逆)平衡移動(dòng)方向增加總壓力不變不變增大增大不變逆向移動(dòng)升高溫度增大增大增大增大增大正向移動(dòng)加催化劑增大增大增大增大不變不移動(dòng)（3）造成平流層中臭氧

5、層破壞的主要物質(zhì)有_；主要的溫室氣體有_；形成酸雨的大氣污染物主要是_和_。答案：氟里昂，NOX、HCl；CO2；NOX和SO24. 不用查表，將下列物質(zhì)按其標(biāo)準(zhǔn)熵值由大到小的順序排列，并簡單說明理由。 （a）K（s） （b）Na（s） （c）Br2（l） （d）Br2（g） （e）KCl（s）答案：（d）（c）（e）（a）（b）原因是氣體熵液體固體 分子量大的熵大5.定性判斷下列反應(yīng)或過程中熵變的數(shù)值是正值還是負(fù)值。（1） 溶解少量食鹽于水中。 答案：正（2）活性炭表面吸附氧氣。 答案：負(fù)（2） 碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳。 答案：正6.利用下列兩個(gè)反應(yīng)及其值，計(jì)算Fe3O4在298.15K時(shí)

6、的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)。；答案：由定義可知Fe2O3的=3-4= -17.通過熱力學(xué)計(jì)算說明下列水結(jié)冰過程：H2O（l） H2-1。答案：查表 水的過程的0所以在298.15K的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行.8.試用書末附錄3中的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù),計(jì)算下列反應(yīng)的和 (查表時(shí)注意狀態(tài),計(jì)算時(shí)注意乘系數(shù)) （1） 307.7 -66.9（2） -23.0 -147.06（3） -184.3 -26.9（4） -51.4 96.99. 用錫石(SnO2)制取金屬錫，有建議可用下列幾種方法： （1）單獨(dú)加熱礦石，使之分解。 （2）用碳（以石墨計(jì)）還原礦石（加熱產(chǎn)生CO2）。 （3）用H2(g)還原礦石（加熱產(chǎn)生水

7、蒸汽）。今希望加熱溫度盡可能低一些。試?yán)脴?biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù)通過計(jì)算，說明采用何種方法為宜。答案： (1) SnO2 =Sn +O2 (2) SnO2 +C =Sn + CO2 (3) SnO2 +2H2 =Sn +2H2O （g） 52.3 51.55 205.138 52.3 5.74 51.55 213.74 52.3 2130.684 51.55 2188.825-580.7 0 0 -580.7 0 0 -393.509 -580.7 0 0 2(-241.818) (1)204.388 (2)207.25 (3)115.532 (1) 580.7 (2)187.191 (3)97.06

8、4 Tc (1)2841K 903K (3)840K(溫度最低,合適)10糖在新陳代謝過程中所發(fā)生的總反應(yīng)可表示為：C12H22O11(s)+12O2(g)=12CO2(g) +11H2O(l)若在人體內(nèi)實(shí)際上只有30%上述反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變可轉(zhuǎn)變成為功(非體積功),則一食匙(3.8g)糖在體溫370C時(shí)進(jìn)行新陳代謝,可做多少功?答案： C12H22O11(s)+12O2(g)=12CO2(g) +11H2O(l) 360.2 205.138 213.74 69.91 =1169.91+12(213.74-205.138)-360.2=512.034 -2225.5 0 -393.509

9、-285.83 -5640.738(512.034-1(=-5796.127 kJ.mol-1 溫度對反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變有影響,但由于該反應(yīng)的熵變相對于焓變小(絕對值),故變化不大)-130%3.8/342=19.33 kJ11.計(jì)算利用水煤氣制取合成天然氣的下列反應(yīng)在523K時(shí)(近似)的值。CO（g）+3H2（g）=CH4（g）+H2O（g） 答案： 查表 197.674 130.684 186.264 188.825 =-214.637 -110.525 0 -74.81 -241.818-206.103-523K=（-206.103）-523K（-206.1031000）= -93.

10、85 kJ.mol-1 12. 某溫度時(shí)8.0molSO2和4.0molO2在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)生成SO3氣體,測得起始和平衡時(shí)(溫度不變)系統(tǒng)的總壓力分別為300kPa和220kPa.。利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求該溫度時(shí)反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和SO2的轉(zhuǎn)化率。答案：設(shè)平衡時(shí)有2Xmol的SO2轉(zhuǎn)化 2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g） 起始 n/mol 8 4 0 n（始）=12mol 平衡時(shí)n/mol 8-2x 4-x 2x n（平衡）=（12-x）mol根據(jù)PV=nRT T V一定時(shí) 2x=6.4mol SO2的轉(zhuǎn)化率=6.4/8=80% (注意在計(jì)

11、算時(shí)可不用先計(jì)算分壓,列綜合算式更方便計(jì)算) 13.已知下列反應(yīng)：Ag2S（s）+H2（g）=2Ag（s）H2S（g）在740K時(shí)的。若在該溫度下，在密閉容器中將1。0molAg2S還原為銀，試計(jì)算最少需要H2的物質(zhì)的量。答案：該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，需要H2的量包括反應(yīng)需要的量1mol和為維持平衡需要xmol（最少量）=0.36 x=2.78mol 需要H2的量=1+2.78=3.78mol(注:該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的,在標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)表達(dá)式中系統(tǒng)的總壓和標(biāo)準(zhǔn)壓力在計(jì)算時(shí)可以在分式中消去,否則在計(jì)算時(shí)必須知道平衡時(shí)總壓才能根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算.)14已知下列反應(yīng)：Fe(s)CO2(g) FeO

12、(s)CO(g)；標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為Fe(s)H2O(g) FeO(s)H2(g)；標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為在不同溫度時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)值如下：T/K 9731.472.38 0.61810731.812.00 0.9051173 2.151.67 1.28712732.481.49 1.664試計(jì)算在上述各溫度時(shí)反應(yīng)：注：若反應(yīng)3=反應(yīng)1-反應(yīng)2則K3=K1/K2CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g) 的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，并通過計(jì)算說明此反應(yīng)是放熱還是吸熱的。 答：反應(yīng)3的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) （如上） (因?yàn)殡S溫度的升高平衡常數(shù)增大,故是吸熱反應(yīng))15已知反應(yīng)： 在298.15K時(shí)的，求在500K時(shí)的（近

13、似計(jì)算，不查和數(shù)據(jù)）答案：利用公式求 代入數(shù)據(jù)=-15.03 =1.4101016.利用標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)估算反應(yīng)：在873K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。若此時(shí)系統(tǒng)中各組分氣體的分壓為p(CO2)=p(H2)=127kPa,p(CO)=p(H2O)=76kPa,J計(jì)算此條件下反應(yīng)的摩爾吉布斯函數(shù)變，并判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。答案：查數(shù)據(jù)計(jì)算 213.74 130.684 197.674 188.825 -1.K-1 -393.509 0 -110.525 -241.818 -1-873-1-873K-1.K-1 =4.434 kJ.mol-1=-0.61 =0.358 (QK0 所以反應(yīng)正

14、向進(jìn)行)=8.314-1=-2.98 kJ.mol-1 因?yàn)? 所以此條件下反應(yīng)正向進(jìn)行17.對于一個(gè)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下是吸熱、熵增的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)升高溫度時(shí)，根據(jù)呂查德里原理判斷，反應(yīng)將向吸熱的正反應(yīng)方向移動(dòng)；而根據(jù)公式判斷，將變的更正（正值更大），即反應(yīng)更不利于向正方向進(jìn)行。在這兩種矛盾的判斷中，哪一種是正確的？簡要說明原因。答案：呂查德里原理判斷是正確的。判斷反應(yīng)的方向或平衡移動(dòng)的方向的依據(jù)是0溫度對平衡常數(shù)的影響有兩個(gè)公式: (1)適用于某一給定反應(yīng)溫度對K0的影響。 (2)適用于溫度一定的前提下不同反應(yīng)比較，越正K0越小。18研究指出下列反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)為元反應(yīng)：2NO（g）+Cl2（g

15、） 2NOCl（g）（1）寫出該反應(yīng)的速率方程。 （因?yàn)槭窃磻?yīng)，可根據(jù)反應(yīng)式直接寫出）（2）該反應(yīng)的總級數(shù)是多少？ （ n=2+1=3級）（3）其他條件不變，如果將容器的體積增大到原來的2倍，反應(yīng)速率如何變化？（體積增大后濃度各變?yōu)樵瓉淼?/2 速率變?yōu)樵瓉淼?/8（4）如果容器體積不變而將NO的濃度增大到原來的3倍，反應(yīng)速率又將怎樣變化？（速率變?yōu)樵瓉淼?倍）19已知某藥物是按一級反應(yīng)分解的，在250C分解反應(yīng)的速率常數(shù)k=2.0910-5h-1。該藥物的起始濃度為94單位/cm3，若其濃度下降至45單位/cm3，就無臨床價(jià)值，不能繼續(xù)使用。問該藥物的有效期應(yīng)定為多長？答案：根據(jù)一級反應(yīng)的

16、特征 t=35254h=1468天=4年 20根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在高溫時(shí)焦炭中碳與二氧化碳的反應(yīng)：C+CO-1,計(jì)算自900K升高到1000K時(shí),反應(yīng)速率的變化.答案：根據(jù)阿侖尼烏斯公式 代入相應(yīng)數(shù)據(jù)得=2.237 9.3621.-3Na3AsO3和0.1 mol.dm-3Na2S2O3的溶液與過量的稀硫酸溶液混合均勻,產(chǎn)生下列反應(yīng):：2H3AsO3（aq）+9H2S2O3（aq）As2S3（s）+3SO2（g）+9H2O（l）+3H2S4O6（aq）今由實(shí)驗(yàn)測得在170C時(shí)，從混合開始至溶液剛出現(xiàn)黃色的As2S3沉淀共需時(shí)1515s；若將上述溶液溫度升高100C，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，測得需時(shí)500s，

17、試求該反應(yīng)的活化能Ea的值。答案：相同用量的溶液反應(yīng)，觀察到出現(xiàn)沉淀可以認(rèn)為生成沉淀量相等，所以速率的比與所需時(shí)間成反比。根據(jù)阿侖尼烏斯公式 代入相應(yīng)數(shù)據(jù)得 Ea=80184J.mol-1-121.在沒有催化劑存在時(shí),H2O2的分解反應(yīng):：H2O2（l）H2O（l）+1/2O2（g）的活化能為75 kJ.mol-1。當(dāng)有催化劑存在時(shí)，該反應(yīng)的活化能就降低到54 kJ.mol-1。計(jì)算在298K時(shí)此兩種反應(yīng)速率的比值。答案：根據(jù)阿侖尼烏斯公式 假定催化劑對A（指前因子）無影響時(shí)，在一定溫度下，有無催化劑對速率常數(shù)的影響：=8.476 =47984.810323. 對于制取水煤氣的下列平衡系統(tǒng)：C(s)H2O(g) = CO(g)H2(g)；。問 （1）欲使平衡向右移動(dòng)，可采取哪些措施？（答：升高溫度；減小總壓或增大體積；增P(H2O)（2）欲使（正）反應(yīng)進(jìn)行得較快且較完全（平衡向右移動(dòng)）的適宜條件如何？這些措施對及k(正)、k(逆)的影響各如何？答：(1)升高溫度；減小總壓或增大體積；增p(H2O)或減小p(CO) 或減小p(H2) (2) 升高溫度；增p(H2O)其中升高溫度使及k(正)、k(逆)都增大；總壓力或分壓的改變對及k(正)、k(逆)都無影響。（依據(jù)是： ） 24.設(shè)汽車內(nèi)燃機(jī)內(nèi)溫度因