习题3 82790681精编版.docx
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习题382790681精编版
第三章（p.66）
1.写出下列反应的标准平衡常数表达式:
（1）
2N2O5（g）=4N02（g）+02（g）
SiCl4（l）+2H20（g）=SiO2（s）+4HCI（g）
解：
⑴
CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）
+2+
ZnS（s）+2H（aq）=Zn（aq）+H2S（g）3（PNO2/P94（P02/P3
K=
（PHCl/P94
9=
（CsiCl4/C9（Ph2o/P®?
JpCO2/pT
Q_（Czn2+/C勺（p
H2S/p勺
（Ch+/c92
CO（NH2）2（s）的心G&=-197.15kJ/mol，其它物质的心G%表。
求下列反应在298K时BC02（g）+2NH3（g）=H20（g）+CO（NH2）2（s）
n2=^^=0.468（mol）
8.314X298
2.尿素
的K口
解：
AG兀-197.15+（-228.6）-2x（-16.5）-（-394.4）=1.65（kJ/mol）1.65X103=-8.314X298InK9K日=0.514
3.673K时，将0.025molCOCl2（g）充入1.0L容器中。
当建立下列平衡时
COCl2（g）=CO（g）+Cl2（g）
有16%COCl2离解。
求此时的kQ
解:
kL（0.025216RT）2/（P9：
=0.042
0.025x（1-0.16）RT/p灯
[p屯101.3kPa,R=8.314J/（molK）]•
4.298K时向10.0L烧瓶中充入足量的N2O4，使起始压力为100kPa,—部分N2O4分解为
NO2，达平衡后总压力等于116kPa。
计算如下反应的KQ
N2O4（g）=2NO2（g）
的100咒10.0cc.X
解:
nj==0.404（mol）,
8.314X298
10.0
5.
H2（g）+12（g）=2HI（g）
9
反应
在628K时K口=54.4。
现于某一容器内充入H2和I2的量各为0.200mol，并在该温度下达到平衡，求12的转化率。
解：
设达到平衡时，消耗H2和I2各xmol。
7.已知在298K时
8.反应
2Cl2（g）+2H2O（g）=4HCl（g）+
O2（g）irH兀114.4kJ/mol
当该反应达到平衡后，进行左边所列的操作对右边所列的数值有何
影响（操作中没有注明的，是指温度不变，体积不变）？
升高温度p（HCl）
答：
⑴
量。
氯化氢的摩尔数减少氯气的摩尔数增加氯气的分压增大
K味变
（8）
K诡小
X=20-J400-288=1.57（mol）,1.57x88=138（g）
12.反应N2O4（g）=2NO2（g）
在317K时K匹1.00。
分别计算总压力为400kPa和1000kPa时N2O4的离解百分率,并解释计算结果。
14.已知H2（g）+3H2（g）=2NH3（g）的iH兀-92.2kJ/mol,298K时K^=6.1X105。
求773K时的平衡常数Kq
解：
AgEu-RTlnK屯-8.3142981n（6.1咒10）=-3.3咒10°
AG^=AH日-TAS日-3.3X104=-92.2X103-298心rS^ir^=-199（J/mol）
34
773K时：
iG=-92.2X10+773咒199=6.14咒10
408-5
6.14X10=-8.31477SlnKK=7.1咒10
dc（Br2）_5
15.在某温度下，测得下列反应
—―=4.0咒10/（LS）o
dt
4HBr（g）+O2（g）=2H2O（g）+2Br2（g）求:
（1）此时的dc（O2）和dc（HBr）；dtdt
（2）此时的反应速率5
解:
（1）dCO^=dCB2^P"-1）=-2.0X10」mol/（Ls）
⑵"讐—-mol/（L•
16.（CH3）2O分解反应：
（CH3）2O=C2H4+H20的实验数据如下:
t/s
0
200
400
600
800
c[（CH3）2O]/（mol/L）
0.01000
0.00916
0.00839
0.00768
0.00703
（1）计算200秒到600秒间的平均速率。
（2）用浓度对时间作图，求400秒时的瞬时速率。
c[（CH3）2O]/（mol/L）
解：
（1）U=（0.00768-0.00916）斗400子（-1）=3.70切。
-6[mol/（Ls）]
-6
柑=3.64X10[mol/（Ls）]
17.在298K时，用以下反应
2--2-
S2O8（aq）+2I（aq）=2SO4（aq）+12（aq）
进行实验，得到的数据列表如下：
实验序号
c（S2O82-）/（mol/L）
c（I-）/（mol/L）
0/[mol/（Lmin）]
1
-4
1.0x10
-2
1.0x10
-6
0.65X10
2
-4
2.0X104
-2
1.0X102
-6
1.30X106
3
-4
2.0X10
-2
0.50X10
-6
0.65X10
求
（1）反应速率方程；
（2）速率常数；（3）c（S2O82-）=5.0X10-4mol/L,c（I"）=5.0天10-2mol/L时的反应速率。
解：
根据表中数据可得到如下方程组：
0.65X10"6=k（1.0X10/）a（1.0X10，）b
b=1
k=0.65
*1.30咒10"6=k（2.0咒104）a（1.0咒10'）b解得：
0.65^10上=k（2.0>M04）a（0.50X10d）b
⑴V=0.65[c（S2O82-）][c（l-）];
（2）k=0.65;
⑶u=0.65X5.0X10-4X5.0X10-2=1.6勺0-5[mol/（Lmin）]。
18.
CCO
1.6x10-x1.0x1.0=1.6X10-（mol）=4.1x10-（g）
反应H2（g）+Br2（g）=2HBr（g）在反应初期的反应机理为
（快）
⑴Br2=2Br
（2）Br+H2=HBr+H
（慢）
（快）
（3）H+Br2=HBr+Br
试写出该反应在反应初期的速率方程式。
解:
反应的速率由慢反应，即第
（2）步反应所控制,
V=k'c（Br）xc（H2）,
c（Br）=jKxc（Br2）
2
其中c（Br）由第
（1）步反应确定：
K=9空
c（Br2）
19.
解:
1/21/21/2
柑=k'K'/xc'/2（Br2p元素放射性衰变是一级反应。
14c的半衰期为测得14C含量只有原来的68.5%。
问此古墓距今多少年?
In2
t1厂一
-4
k=1.210X10
20.
解:
21.
答:
5730a（a代表年）。
今在一古墓木质样品中
In0.685=In1.00T.210x10-4t,t=3.13天103（年）
蔗糖在稀酸溶液中催化水解是一级反应
C12H22O11+H2O=2C6H12O6
在48°C时速率常数为3.22X10-4S-1。
问
（1）20.0g蔗糖水解掉一半所需的时间。
⑵20.0g蔗糖经1小时水解之后还剩多少？
（1）In10.0=In20.0-3.22x10-4t,t=2.15心03（s）
Inx=In20.0-3.2^10-^^3600
（2）设剩余的蔗粮为x克。
T/K
773
873
973
1073
k/s-1
0.048
2.3
49
590
试用作图法求该反应的活化能。
Lnx=1.85,x=6.27（g）
反应SiH4（g）=Si（s）+2H2（g）在不同温度下的速率常数为
6
Ink5
5
0
0.0（
090.000950.0010.001050.00110.00115O00O20.001250.0
0131/T
-2
-3
作图得斜率为-2.64咒10-4，据此算得反应的活化能Ea为:
-2.6^10^-ir，Ea^zw
Ea=2.27X105（J/mol）=227（kJ/mol）,
2.27XI05
k690=3.36x1013e~8.314冷90=2.^1^^（s-1）
24.在301K时鲜牛奶大约4.0h变酸，但在278K的冰箱中可保持48小时。
假定反应速率与变酸时间成反比，求牛奶变酸反应的活化能。
4
Ea=7.5X10（J/mol）=75（kJ/mol）
25.在773K时进行合成氨反应，用Fe作催化剂可使反应的活化能从254kJ/mol降低到146
kJ/mol。
假定使用催化剂不影响“指前因子”，试计算使用催化剂时反应速率增加的倍数。
解：
设反应速率增加的倍数为X,
1037
Inx=（254—146）,x=2.^10
8.314X773
26.已知基元反应2A—-»B的反应热为ArH冃活化能为Ea，而B—-?
2A的活化能为Ea'。
问：
（1）Ea和Ea有什么关系？
（2）加催化剂，Ea和Ea'各有何变化？
（3）提高温度，Ea和Ea'各有何变化？
（4）增加A的起始浓度，Ea和Ea'各有何变化？
答：
（1）Ea+ArH日=Ea''
（2）加催化剂，Ea和Ea均会降低。
（3）提高温度，Ea和Ea'均会降低。
（4）增加A的起始浓度，Ea和Ea'都不会改变。
27.下列说法是否正确？
对错误的说法给予说明。
正催化剂加快了正反应的速率，负催化剂加快了逆反应的速率。
提高温度可使反应速率加快，其主要原因是分子运动速度加快，分子间碰撞频率增加。
在一定条件下，某反应的心G>0,故要寻找合适的催化剂促使反应正向进行。
（4）在一般情况下，不管是放热反应还是吸热反应，温度升高反应速率都是加快。
（5）催化剂能加快反应速率，所以能改变平衡系统中生成物和反应物的相对含量。
（6）任何反应随着反应时间增加，由于反应物不断消耗，故反应速率总是逐渐减小的。
答：
（1）错误。
正催化剂在加速正反应的同时，也以同样的倍数加快加速逆反应。
所以催化
剂只能加速化学平衡的到达，不能改变化学平衡的位置。
负催化剂减慢化学反应的速率，所以也被称为抑制剂。
（2）不正确。
提高温度，使分子间碰撞频率增加固然是使反应速率加快的一个原因，另一方面提高温度还会使分子的动能加大，增加有效碰撞频率，这是使反应速率增加的主要原因。
（3）
iG,所以不可能通过使用
错误。
催化剂虽可改变反应的活化能，但不能改变反应的
催化剂促使AG>0反应正向进行。
⑷正确。
（5）错误。
催化剂只能加速化学平衡的到达，不能改变化学平衡的位置。
（6）错误。
对于非基元反应，可存在零级反应，即反应速率与反应物的浓度无关。
（9）
（10）力口N2n（HCl）
（11）加催化剂n（HCI）
水的摩尔数减少水的摩尔数增加平衡向左移动，氧的摩尔数的变化取决于平衡移动所消耗的氧气和加入氧气的相对
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