無機化學第四版第二章思考題答案

無機化學第四版第二章思考題答案無機化學第四版第二章思考題答案無機化學第四版第二章思考題答案無機化學第四版第二章思考題答案編制僅供參考審核批準生效日期地址：電話：傳真:郵編:第二章思考題1.下列說法是否正確

（1）質量定律適用于任何化學反應?！?/p>

（2）反應速率常數(shù)取決于反應溫度，與反應的濃度無關?！?/p>

（3）反應活化能越大，反應速率也越大。×

（4）要加熱才能進行的反應一定是吸熱反應。×

2.以下說法是否恰當，為什么

（1）放熱反應均是自發(fā)反應。不一定

（2）ΔrSm為負值的反應均不能自發(fā)進行。不一定

（3）冰在室溫下自動溶化成水，是熵起了主要作用的結果。是

3．由錫石(SnO2)生產金屬錫，要求溫度盡可能低?？梢詥为毤訜岬V石(產生O2)，或將錫石與碳一起加熱(產生CO2)，或將錫石與氫氣一起加熱(產生水蒸氣)。根據熱力學原理，應選用何種方法（氫氣一起加熱）

4.已知下列反應的平衡常數(shù)：

H2(g)+S(s)H2S(g)；

S(s)+O2(g)SO2(g)；

則反應：H2(g)+SO2(g)O2(g)+H2S(g)的平衡常數(shù)是下列中的哪一個。

(1)-(2)·(3)/(4)/√

5.區(qū)別下列概念：

(1)與(2)與

(3)J與Jc、Jp(4)Kθ與Kc、Kp

6.評論下列陳述是否正確

（1）因為（T）=-RTlnKθ，所以溫度升高，平衡常數(shù)減小。不一定

（2）（T）＝Σνi(生成物)+Σνi(反應物)×

（3）CaCO3在常溫下不分解，是因為其分解反應是吸熱反應；在高溫(T>1173K)下分解，是因為此時分解放熱?！?/p>

7.向5L密閉容器中加入3molHCl(g)和2molO2(g)，反應：4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g)的＝kJ·mol-1，在723K達到平衡，其平衡常數(shù)為Kθ。試問：

（1）從這些數(shù)據能計算出平衡常數(shù)嗎若不能，還需要什么數(shù)據不能（須知道轉化率或平衡分壓或反應的熵）

（2）標準態(tài)下，試比較723K和823K時Kθ的大小。（Kθ（723K）>Kθ（823K））

（3）若下列兩反應的平衡常數(shù)分別為和

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

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

那么，Kθ與和之間有什么關系(以式子表示)()2/

8．對于可逆反應：

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；>0

下列說法你認為對否為什么

（1）達平衡時各反應物和生成物的分壓一定相等?！?/p>

（2）改變生成物的分壓，使J<Kθ，平衡將向右移動?！?/p>

（3）升高溫度使υ正增大；υ逆減小，故平衡向右移動；×

（4）由于反應前后分子數(shù)目相等，所以增加壓力對平衡無影響?！?/p>

（5）加入催化劑使υ正增加，故平衡向右移動?！?.可逆反應：達平衡時，A(g)+B(g)2C(g)(<0)如果改變下述各項條件，試將其它各項發(fā)生的變化填入表中。操作條件υ正υ逆k正k逆平衡常數(shù)平衡移動方向增加A(g)分壓↑↑-─-─-─正正-壓縮體積-↑-↑-─-─-─逆-降低溫度-↓-↓-↓-↓-↑-正使用正催化劑-↑-↑-↑-↑-─不變-10．根據平衡移動原理，討論下列反應：

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

將Cl2，H2O，HCl，O2四種氣體混合后，反應達平衡時，若進行下列各項操作，對平衡數(shù)值各有何影響(操作項目中沒有注明的是指溫度不變、體積不變)

操作項目平衡數(shù)值

(1)加O2H2O的物質的量-↑

(2)加O2HCl的物質的量↓

(3)加O2O2的物質的量-↑

(4)增大容器的體積H2O的物質的量↓

(5)減小容器的體積Cl2的物質的量-↑

(6)減小容器的體積Cl2的分壓-↑

(7)減小容器的體積Kθ不變

(8)升高溫度Kθ-↑

(9)升高溫度HCl的分壓-↑

(10)加催化劑HCl的物質的量不變11.設有反應A(g)+B(g)─→2C(g),A、B、C都是理想氣體，在25℃、1×105Pa條件下，若分別按下列兩種過程變化，那么變化過程的Q、W、、、、各是多少(1)體系放熱·mol-1,而沒有做功；(2)體系做了最大功，放出·mol-1的熱。過程QW體積W非體積①-00--–-–②-0-–-–-–解:(提示:在等溫\等壓下,體系的減小等于體系素做的最大非體積功)由于體系的H、U、S、G都是狀態(tài)函數(shù)，其改變量與過程的途徑無關，所以以上2個過程的、、、是相同的。由(1)可知，W＝0，Q＝·mol-1,根據熱力學第一定律：＝Qp+W＝+p(V2-V1)=+ΔnRT因為Δn＝0，所以＝Q＝kJ·mol-1由(2)可知，體系作了最大非體積功，且放出kJ·mol-1的熱。根據＝Q+W非體積可知：·mol-1＝kJ·mol-1+W非體積所以：W非體積＝＝kJ·mol-1因為：＝-T＝kJ·×＝kJ·mol-1所以：＝·mol-1·K-112.能否用Kθ來判斷反應自發(fā)性為什么不能

13.若基元反應A─→2B的活化能為Ea,而其逆反應活化能為Ea',問

(1)加催化劑后，Ea和Ea'各有何變化等值降低

(2)加不同的催化劑對Ea的影響是否相同Ea值不同

(3)提高反應溫度，Ea、Ea'各有何變化不變

(4)改變起始濃度，Ea有何變化不變

*14.狀態(tài)函數(shù)p、T、V、U、H、S、G中哪些具有加和性（指其值與體系中物質的量有關）V、U、H、S、G習題作業(yè)：P60~622./3./6./8./11./13./15./18.1.應用公式（T）=（T）-T（T）,計算下列反應的值，并判斷反應在及標準態(tài)下能自發(fā)向右進行。

8Al(s)+3Fe3O4(s)─→4Al2O3(s)+9Fe(s)(提示：)#2.通過計算說明下列反應：

2CuO(s)─→Cu2O(s)+1/2O2(g)

(1)在常溫(298K)、標準態(tài)下能自發(fā)進行？

(2)在700K時、標準態(tài)下能否自發(fā)進行

（提示：（1）（2））

#3.碘鎢燈可提高白熾燈的發(fā)光效率并延長其使用壽命。其原理是由于燈管內所含少量碘發(fā)生了如下可逆反應,即

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

當生成的WI2(g)擴散到燈絲附近的高溫區(qū)時，又會立即分解出W而重新沉積至燈管上。已知時：W(s)WI2(g)

/(kJ·mol-1)0

/(J·mol-1·K-1)251

(1)若燈管壁溫度為623K，計算上式反應的(623K)

(2)求WI2(g)在燈絲上發(fā)生分解所需的最低溫度。（提示：（1）（2））

4.寫出下列反應的平衡常數(shù)Kc、Kp、Kθ的表達式:

(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：固體和溶劑液體不計入平衡常數(shù))

5.時，下列反應：2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)的=kJ·mol-1,=J·mol-1·K-1,試分別計算該反應在和的Kθ值。（提示：）

#6.試判斷下列反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

(1)在、標準態(tài)下能否自發(fā)進行？

(2)計算時該反應的Kθ值。（提示：）7.將空氣中的N2(g)變成各種含氨的化合物的反應叫做固氮反應。根據計算下列3種固氮反應的及Kθ，并從熱力學角度選擇那個反應最好？

N2(g)+O2(g)─→2NO(g)

2N2(g)+O2(g)─→2N2O(g)

N2(g)+3H2(g)─→2NH3(g)（提示：）

#8.求下列反應的、、，并用這些數(shù)據分析利用該反應凈化汽車尾氣中NO和CO的可能性。

CO(g)+NO(g)─→CO2(g)+1/2N2(g)（提示:）9.設汽車內燃機內溫度因燃料燃燒反應達到1300℃,試估算此溫度時下列反應

1/2N2(g)+1/2O2(g)─→NO(g)的和Kθ值。（提示：）

10.在699K時，反應H2(g)+I2(g)2HI(g)的Kp=,如果將和作用于的容器內，問在該溫度下達到平衡時合成了多少HI（提示：平衡分壓／kPa2x）

#11.反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在某溫度下Kp=1,在此溫度下于容器中加入：

、×105Pa的CO(g)

、×105Pa的CO(g)

、×105Pa的H2O(g)

、×105Pa的H2(g)問反應向哪個方向進行(提示：在恒溫下由p1V1=p2V2分別求出將氣體加入該容器后的分壓。P(CO)=×105Pa，P(H2O)=×105Pa，P(CO2)=×105Pa，P(H2)=×105Pa起始分壓／105Pa反應商J為：平衡向正方向移動。)

12.在時反應：NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)的Kθ=，求：

(1)平衡時該氣體混合物的總壓。

(2)在同樣的實驗中，NH3的最初分壓為kPa時，H2S的平衡分壓為多少（提示：（1）平衡分壓為：xx則標準平衡常數(shù)為：所以平衡時的總壓為：p=2×26kPa=52kPa(2)T不變，則平衡常數(shù)不變。平衡分壓為：+yy所以H2S的平衡分壓為17kPa）

#13.反應：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)

(1)523K時，將的PCl5注入容積為的密閉容器中，平衡時有被分解了。試計算該溫度下的平衡常數(shù)Kc、Kθ和PCl5的分解百分數(shù)。

(2)若在上述容器中已達平衡后，再加入，則PCl5的分解百分數(shù)與未加Cl2時相比有何不同？

(3)如開始時注入的同時，注入，則平衡時PCl5的分解百分數(shù)又是多少比較(2)、(3)所得結果，可得出什么結論(提示：（1）起始濃度為／(mol·L-1)00平衡濃度濃度為／(mol·L-1)Kc=·L-1，α(PCl5)=71%起始分壓為00平衡分壓為（2）新的平衡濃度為：+y+2)-yT不變，則Kc＝mol·L-1不變，y=mol·L-1，α(PCl5)=68%（3）起始濃度為／(mol·L-1)0平衡濃度為／(mol·L-1)z+zKc不變，z=mol·L-1，α(PCl5)=68%。比較（2）（3）說明最終濃度及轉化率只與始終態(tài)有關，與加入的過程無關。）

14.在673K下，容器內N2、H2、NH3三種氣體的平衡濃度分別為：c(N2)=·L-1，c(H2)=·L-1，c(NH3)＝·L-1。若使N2的平衡濃度增加到·L-1，需從容器中取走多少摩爾的H2才能使體系重新達到平衡（提示：先求出平衡常數(shù)Kc.平衡濃度為／(mol·L-1)所以Kc＝mol·L-1N2的平衡濃度發(fā)生變化后：起始濃度為／(mol·L-1)新的平衡濃度／(mol·L-1)+（3×）-x（2×）所以從容器中取走的氫氣為：x=）

#15.在749K條件下，在密閉容器中進行下列反應：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)Kc=，求：

(1)當H2O與CO物質的量之比為1時，CO的轉化率為多少？

(2)當H2O與CO物質的量之比為3時，CO的轉化率為多少？

(3)根據計算結果，你能得出什么結論（提示：在體積恒定時，物質的量之比等于濃度之比，故當H2O與CO物質的量之比為1時，則c(H2O)/c(CO)=1.（1）起始濃度為／(mol·L-1)cc00平衡濃度／(mol·L-1)c-xc-xxx所以：（2）設達到平衡后，已轉化的CO濃度為x’mol·L-1，Kc=不變起始濃度