(完整版)第二章补充习题及答案普通化学

化学反应基本原理——判断题
1、指定单质的∆f G m θ
、∆f H m θ
、S m θ
皆为零。

(错 ：指定单质S m θ不为零，)
2、Δr S m >0的反应都能自发进行。

(错 ：该条件只能判断对应温度孤立系统、标准状态下自发) 3、θ
m r G ∆<0的反应必能自发进行。

(错 ：该条件只能判断对应温度标准状态
4、若生成物的分子数比反应物的分子数多，则该反应的Δr S m >0 (错 ：主要看气体分子数)
5、CaCO 3在高温下可以发生分解反应，故该反应为吸热熵增。

(对 ：)
6、根据能量最低原理，放热反应是自发进行的。

(错 ：影响自发性因素还有混乱度)
7、冰在室温下自动融化成水，是熵增起了重要作用的结果。

(对 ：)
8、化学反应的熵变与温度有关， 但随温度变化不明显。

(对 ：温度变化没有引起状态变化的前提下) 9、对于可逆反应C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g),0>∆θ
m r H ,升高温度使正ν增大，逆ν减小，
故平衡向右移动。

(错 ：升高温度正逆反应速率都增大，不会减小) 10、反应活化能越大，反应速率也越大。

(错 ：相同温度下，活化能越大，速率常数越小，一般讲速率也越小)
11、若反应速率方程式中浓度的指数等于反应方程式中反应物的系数，则该反应使基元反应。

(错 ：例如H2（g ）+I2(g)=2HI 的反应就不是基元反应) 12、反应级数取决于反应方程式中反应物的计量系数。

(错 ：非基元反应必须以试验为依据)
13、根据分子碰撞理论，具有一定能量的分子在一定方位上发生有效碰撞，才可能生成产物。

(对 )
14、根据质量作用定律，反应物浓度增大，则反应速率加快，所以反应速率常数增大。

(错 ：速率常数与浓度无关)
15、反应速率常数与温度有关，而与反应物浓度无关。

(对 ) 二、选择题
1热力学函数的定义与性质
1-1下列各热力学函数中，哪一个为零： （B ）
(A) ∆f G m ︒(I 2, g . 298 K) (B) ∆f H m ︒(Br 2, l . 298 K)
(C) S m ︒(H 2, g . 298 K) (D) ∆f G m ︒(O 3, g . 298 K) (E) ∆f H m ︒(CO 2, g . 298 K)
1-2若下列反应都在298 K 下进行，则反应的∆r H m ︒与生成物的∆f H m ︒相等的反应是： (C)
(A) 1/2H 2(g) + 1/2I 2(g) → HI(g) (B) H 2(g) + Cl 2(g) → 2HCl(g) (C) H 2(g) + 1/2O 2(g) → H 2O(g) (D) C(金刚石) + O 2(g) → CO 2(g)
1-3如果系统经过一系列变化，最后又回到起始状态，则下列关系式均能成立的是： (C)
(A) Q = 0；W = 0；∆U = 0；∆H = 0 (B) Q ≠ 0；W ≠ 0；∆U = 0；∆H = Q (C) ∆U = 0；∆H = 0；∆G = 0；∆S = 0 (D) Q ≠ W ；∆U = Q - W ；∆H = 0 1-4 已知反应H 2(g) + Br 2(g) ⇔2HBr(g)的标准平衡常数K 1
︒ = 4.0⨯10-2，则同温下反应
1/2H 2(g) + 1/2Br 2(g)
⇔HBr(g)的K 2︒为： （B ）
(A) (4.0⨯10-2)-1 (B) 2.0⨯10-1 (C) 4.0⨯10-2 (D) (4.0⨯10-2)-1/2 1-5 上述两个反应的)1(θ
m r G ∆与)2(θ
m r G ∆的关系是 （答D ） (A) )1(θm r G ∆=)2(θm r G ∆ (B) )1(θm r G ∆=[)2(θ
m r G ∆]2 (C) )1(θ
m r G ∆=
)2(2
1θ
m r G ∆ (D) )1(θm
r G ∆=)2(2θm r G ∆ 1-6下列关于熵的叙述中，正确的是： （答：C ）
(A) 298K 时，纯物质的S m ︒ = 0 (B) 一切单质的S m ︒ = 0
(C) 对孤立体系而言，∆r S m ︒ > 0的反应总是自发进行的。

(D) 在一个反应过程中，随着生成物的增加，熵变增大。

2．反应自发性与化学平衡 2-1某反应在高温时能自发进行，低温时不能自发进行，则 （B ） (A) ∆H > 0 , ∆S < 0 (B) ∆H > 0 , ∆S > 0 (C) ∆H < 0 , ∆S > 0 (D) ∆H < 0 , ∆S < 0
2-2在定温定压条件下，某反应的1
10)298(-⋅=∆mol kJ K G m r θ。

下列说法正确的
是 。

(D) (A) 该反应的0)298(>∆K H m r θ
，0)298(<∆K S m r θ
(B) 该反应一定不能自发进行
(C) 该反应在非标准条件下，一定不能自发进行
（D ）298K,标准条件下，该反应一定不能自发进行
2-3已知反应H 2O(g)⇔1/2O 2(g) + H 2(g)在一定温度、压力下达到平衡。

此后通入氖气，若保持反应的（总）压力、温度不变，则： (A) 平衡向左移动 (B) 平衡向右移动
(C) 平衡保持不变 (D) 无法预测
（B ：相当于增大体积产生的后果）
2-4 298K,对于反应2AB(g) = A 2(g) + B 2(g), 保持温度不变增大容器的体积，降低总压力
时，反应物的转化率
(A) 增大 (B) 减少 (C)不变 (D) 无法预测
（C ：因反应前后气体分子系数相同，总压对平衡无影响）
2-5 已知反应N 2(g) + 3H 2(g)
⇔2NH 3(g)的K ︒ = 0.63，反应达到平衡时，若再通入一定量
的N 2(g)，则K ︒、反应商Q 和∆r G m ︒的关系是： （答：D ）
(A) Q = K ︒，∆r G m ︒ = 0 (B) Q > K ︒，∆r G m ︒ > 0 (C) Q < K ︒，∆r G m ︒ < 0 (D) Q < K ︒，∆r G m ︒ > 0
2-6 已知反应H 2(g) + Br 2(g)
⇔2HBr(g)，在1297 K 和1495 K 时的K ︒分别为
1.6⨯105和
3.5⨯104，则该反应的焓变或自由能变：
(A) ∆r H m ︒ > 0 (B) ∆r H m ︒ < 0 (C) ∆r G m ︒ < 0 (D) ∆r G m ︒ > 0
（答：B C 分析：根据
R
S RT H K m
r m r θ
θθ∆+∆-=
ln 或
)
()
()(ln 211212T T T T R H T K T K m r -∆=θ
θθ 温度升高，放热反应，平衡常数减小；吸热反应，平衡常数增大
根据
rGm
RTlnK
K
可知rGm
< 0 ）
2-7 在恒温下，对于同一反应来说，下列说法正确的是： (A) 一反应物浓度增大，该反应的转化率就增大
(B) 反应方程式中，化学计量系数相同的反应物的转化率总是相等
(C) 转化率和平衡常数都可以表示化学反应进行的程度
(D) 转化率和平衡常数都与反应物的最初浓度无关
（答：C 分析：A 增大某种反应物的浓度，其它反应物的转化率增大
B 起始浓度不同时，转化率不等 D 平衡常数与反应物的起始浓度无关 ）
2-8 化合物有三种不同的水合物，它们的脱水反应的K ︒分别为 A•3H 2O(s) = A•2H 2O(s) + H 2O(g) K 1︒
A•2H 2O(s) = A•H 2O(s) + H 2O(g) K 2︒
A•H 2O(s) = A (s) + H 2O(g) K 3︒ 为了使 A•2H 2O 晶体保持稳定（不发生风化与潮解）容器中水蒸气
θ
p
p O H )(2应为
（A ）
θp p O H )(2> K 1︒ (B)
θ
p p O H )(2= K 1︒
(C) θ
p
p O H )(2= K 2︒ (D) K 1︒>
θ
p
p O H )(2> K 2︒
3．化学反应速率
3-1 A → B + C 是吸热的可逆基元反应，正反应的活化能为E 正，逆反应的活化能为E 逆，那么：
(A) E 正 < E 逆 (B) E 正 > E 逆 (C) E 正 = E 逆 (D) 无法确定
（答：B 根据过度状态理论，能量—反应历程图理解。

△H =E 正 - E 逆 ） 3-2下列能量—反应历程图，属于放热反应的是 (AD) （A ） (B) (C) (D)
3-3 二级反应速率常数的量纲是： (A) s -1 (B) mol ⋅dm -3⋅s -1 (C) mol -1⋅dm -3⋅s -1 (D) mol -1⋅dm 3⋅s -1
(答：D 速率常数k 量纲=
n
dm mol s dm mol )(31
3---⋅⋅⋅ n —反应级数)
3-4 某反应的速率常数为0.099min -1,反应物的起始浓度为0.20mol.L -1,反应的半衰期为（ ）
(A) 7min (B) 1.01min (C)4.04min (D) 无法计算 (答：A 一级反应特征的几种计算要掌握)
3-5 对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是：
(A) ∆r G m ︒越负，反应速率越快 (B) ∆r S m ︒越正，反应速率越快 (C) ∆r H m ︒越负，反应速率越快 (D) 活化能越小，反应速率越快 （答：D
)()(B c A kc v y
x ⨯= RT
E a Ae
k -= 对于确定的反应，反应速率与过程活
化能、反应温度和反应物浓度有关 ）
3-6反应A + B ⇔C + D 为放热反应，若温度升高10℃，其结果是（答：D ） (A) 对反应没有影响 (B) 使平衡常数增大一倍
(C) 不改变反应速率 (D) 使平衡常数减少
4、热力学函数、平衡常数的计算与应用 4-1
反应
MgCO 3(s)
=
MgO(s)+CO 2(g)的
1
66.117-⋅=∆mol kJ H m r θ
，
1191.174--⋅⋅=∆K mol J S m r θ
，欲使该反应在500K 时能自发进行，则CO 2的分压为
（答A ）
(A) 低于69.9Pa (B) 高于6.99×10-2Pa
(C) 低于6.99×10-2Pa (D) 高于69.9Pa
分析：∆r G m ︒ = ∆r H m ︒-T ∆r S m ︒=117.66-500×174.91×10-3 =30.205kJ.mol -1
（注意前后单位统一）
27.7500
314.81000205.30ln -=⨯⨯-=∆-=RT G K
m r θ
θ
K ︒ =ε-7.27= 6.99×10-4
（注意上下单位统一；ln 不是 log ）
θ
θP co P K )(2=
P(CO 2
)= 6.99×10-4×100kPa = 6.99×10-2kPa
所以，当P(CO 2)<
69.9Pa 时, Q < K
此时反应能自发进行。

（注意平衡常数表达式中，代相对分压 ）
4-2已知298K 时， Br 2(g)的11.3-⋅=∆mol kJ G m f θ
，则298K 时，Br 2(l)的蒸汽压为 (答A)
(A)28.6kPa (B) 57.2kPa (C) 99.9kPa (D) 5.62kPa 分析：对于反应Br 2(l) = Br 2(g)
1
1.3-⋅=∆=∆mol kJ G G m f m r θ
θ
25.1298314.81000
1.3ln -=⨯⨯-=∆-=
RT G K m r θ
θ
θ
θP Br P K )(2=
蒸汽压)(2
Br p =e -1.25×100kPa =28.6kPa
4-38000
C 时，AB 2(s) = A(s) + B 2(g) 达到平衡时测得B 2(g)的分压为131.72kPa,此反应的
为θ
m r G ∆（ ）1-⋅mol kJ
(A)-1.07 (B) 1.07 (C) 2.46 (D) -2.46 （E ）-1.83 分析：
)100
72.131ln(
)800273(314.8ln ⨯+⨯-=-=∆θθK RT G m r
= -2457.8J.mol.-1≈ -2.46kJ.mol -1
(注意温度换算成热力学温度才能代入公式中)
三、计算题
1、化学反应的方向和化学平衡
1-1在101.3kPa 和80.1℃（沸点）下，苯的气化热Q=30.5kJ·mol -1，计算该条件下，苯的
气化过程的
∆U m 、∆H m 、∆G m 、∆S m 。

答：∆H m = Q=30.5kJ·mol -1
∆U m =∆H m -∆(PV)= 30.5- 8.314×10-3（273+80.1）=30.5 -2.9= 27.6 kJ·mol -1 ∆G m =0
∆S m = 30.5×1000/（273+80.1）= 86.3J·mol -1·K -1
1-2 设有反应A(g)+B(g)−→−
2C(g)，A 、B 、C 都是理想气体。

在250C 、1×105Pa 条件下，若分别按下列两种过程发生变化，且：过程Ⅰ体系放热41.8kJ.mol -1，而没有做功；过程Ⅱ体系做了最大功，放出了 1.64 kJ.mol -1的热。

那么变化过程的Q ，W ，
θU ∆,θH ∆,θS ∆,θG ∆各是多少？
答：过程Ⅰ 过程Ⅱ
Q = -41.8 kJ.mol -1 Q = -1.64 kJ.mol -1
W=0 W=θ
U ∆-Q= -40.2 kJ.mol -1
θU ∆=Q+W=-41.8 kJ.mol -1 状态函数的变化，过程Ⅱ与过程Ⅰ相同
θH ∆=θU ∆+RT g n )(∆= -41.8 kJ.mol -1
θS ∆=
11(..50.5298
1640
---=-=
K mol J T
Q 可逆）
(必须用可逆过程热效应
状态函数的改变与过程无关，始终态相同，可以用可逆途径计算)
θG ∆=θH ∆-T θS ∆=-41.8-298×(-5.50×10-3)= -40.2 kJ.mol -1
1-3在甲醇脱氢生产甲醛的反应中，银催化剂的活性逐渐降低，其光泽也 逐渐消失。

有人怀疑，此现象是由于有Ag 2O 生成所致。

这种怀疑是否正确？
已知：反应在5500C 100kPa 下进行。

1
237.108),298(-⋅-=∆mol
kJ O Ag K G m f θ
1
285.305),298(-⋅-=∆mol
kJ O Ag K H m f θ
答：反应：2Ag + 1/2O 2 (g) = Ag 2O 利用 =
∆)298(K G m r θ
)298(298)298(K S K H m r m r θ
θ∆⨯-∆
1127.66298
)
10837()30585()298(--⋅⋅-=---=
∆K mol J K S m r θ
≈+∆)550273(K G m r θ
)298()550273()298(K S K H m r m
r θθ∆⨯+-∆ = -30585-823×（-66.27）=23954J.mol -1 >>0
因为在指定温度与压力下，银氧化生成氧化银反应的吉布斯函数变大于零，所以反应不
能进行，怀疑时错误的。

1-4 煤里总含有一些含硫杂质，因此燃烧时会产生SO 2和SO 3 。

试问能否用CaO 吸收SO 3以减少烟道气体对空气的的污染？若能进行，试计算标准状态下能使反应进行的最高温度？（所需数据可查表）
答：反应： CaO(s)+SO 3(g) = CaSO 4(s)
)()()()298(34SO H CaO H CaSO H K H m f m f m f m r θ
θθθ∆-∆-∆=∆
=-1434.5-(-634.9)-(-396.7)= -403.9kJ.mol -1
同理
=
∆)298(K G m r θ
-1322.0-（-603.3）-（-371.1）=-347.6 kJ.mol -1
（由于-347.6<< -40 kJ.mol -1, 根据经验可以判断反应可以自发进行）
=∆)298(K S m r θ106.5-38.1-256.8 = -188.4 J.mol -1.K -1
但由于
)298(<∆K H m r θ
)298(<∆K S m r θ
反应进行最高温度
C K S H T m
r m r C οθ
θ
69.187084.21434.18810009.403==-⨯-=∆∆< 1-5
已知
石墨）
(θ
m
S = 5.740J·mol -1·K -1，
金刚石）
(θ
m
f H ∆=1.897 kJ·mol -1，
（金刚石）
θ
m
f G ∆=2.900 kJ·mol -1。

试通过计算说明石墨和金刚石的相对有序程度。

答：转变反应：石墨=金刚石
=∆)15.298(K H m r θ
1.897 kJ.mol -1
)15.298(K G m r θ∆=2.900kJ.mol -1
=∆)15.298(K G m r θ)15.298(K H m r θ∆-298.15K ×)15.298(K S m r θ
∆
（注意上式对应的反应为由指定单质生成1molB 反应时，反应的焓变用生成焓代替，反应的吉布斯函数变用生成吉布斯函数变代替，熵变绝对不要用B 的标准熵代，应该是由指定单质生成1molB 反应的熵变）
)15.298(K S m r θ
∆=
1..100015
.298900
.2897.1-⨯-K mol J =-3.364J.mol -1.K -1
)15.298(K S m r θ∆=（石墨）
金刚石θ
θm m S S -)(=-)(金刚石θm S 5.740
)
(金刚石θm
S =5.740-3.364=2.376 J.mol.K -1 <)(石墨θ
m S 所以金刚石比石墨相对有序
1-6 已知下列数据： SbCl 5（g ） SbCl 3（g ）
1./-∆mol kJ H m f θ
-394.3 -313.8
1
./-∆mol
kJ G m f θ -334.3 -301.2
通过计算回答反应 SbCl 5（g ）=== SbCl 3（g ）+ Cl 2（g ） （1）在常温下能否自发进行？ （2）在600K 时能否自发进行？
答：（1）反应的：)15.298(K G m r θ
∆= -301.2 +334.3 =33.1kJ.mol -1 1分
)
15.298(K G m r θ
∆>0 所以常温标准状态下不能自发反应. (3分)
（2） )15.298(K H m r θ
∆=-313.8+394.3 = 80.5 kJ.mol -1
)15.298(K S m r θ
∆=1..15
.2981.335.80--K mol kJ =
1..15.2984.47-K mol kJ
≈∆)600(K G m r θ)
15.298(K H m r θ
∆-600K ×)K 15.298(S m r θ
∆
=80.5-600×15
.2984.47
= -14.9 kJ.mol -1 6分
)600(K G m r θ
∆<0 所以600K 标准状态下能自发反应. 8分
1-7某反应A(s) + B(aq) = C(g) + D(l) 的)298(K G m r θ∆和)299(K G m r θ∆分别为
30.00kJ.mol -1
和30.02kJ.mol -1
,求该反应的θm r H ∆和θ
m r S ∆。

答：根据
θ
m
r H ∆和
θm
r S ∆受温度影响小，在一定温度范围内其值可视为常数得：
30.00 = θ
m r H ∆-298θm r S ∆ 30.02 =θm r H ∆-299θm r S ∆
解得：θm r H ∆=35.96 kJ.mol -1
θ
m r S ∆= -0.02kJ.mol -1.K -1 = -20kJ.mol -1.K -1
1-8 298K 时，反应：
(1) HF ( aq ) + OH - ( aq ) = H 2O ( l ) + F - ( aq ) , θ
m
r G ∆= - 61.86 kJ ⋅mol -1 (2) H 2O (l) = H + ( aq ) + OH - ( aq ) ,
θ
m
r G ∆= 79.89 kJ ⋅mol -1 计算HF 在水中离解反应HF(aq)=H +(aq)+F -(aq)的θ
m r G ∆。

若c (HF) = c (F -
)=0.1mol ⋅L -
1
时，HF 在水中离解反应正向自发，介质pH 应在何范围？
答：反应（1）+（2）得HF 在水中离解
反应（3）：HF ( aq )= H + ( aq ) + F - ( aq )
所以反应（3）的∆r G m = （- 61.86 kJ ⋅mol -1 ）+（79.89 kJ ⋅mol -1）= 18.03 kJ ⋅mol -1 正向自发∆r G m <0
∆r G m = 18.03 + 8.314×10-3×298×θ
θ
θc HF c c
F c c H c /)(/)(/)(ln
-+⨯<0
18.03 + 2.48lnc (H +)<0 18.03 -2.48×2.303pH<0 pH >2.3
1-9有下列两个反应：SO 2(g) + Cl 2(g) = SO 2Cl 2(l) (1) SO 3(g) +2HCl(g) = SO 2Cl 2(l) + H 2O(l) (2) 计算回答：
（1）根据热力学观点，298K ,SO 2Cl 2(l)的合成应采用哪个反应？ （2）求反应（1）在298K 的标准平衡常数。

（3）说明温度对SO 2Cl 2与水的反应的影响。

已知热力学数据: 1/-⋅∆mol kJ H m f θ 1/-⋅∆mol kJ G m f θ
SO 2(g) -296.8 -300.1 SO 3(g) -395.7 -371.1 HCl(g) -92.3 -95.3 SO 2Cl 2(l) -389.1 -313.8 H 2O(l) -285.8 -237.1
答：(1)对于反应（1）)298(K G m r θ
∆= -313.8 -0-（-300.1）= -13.7 kJ ⋅mol -1
对于反应（2）)298(K G m r θ
∆= -313.8 +(-237.1)-2(-95.3) -(-371.1)
= 10.8 kJ ⋅mol -1
由于反应（1）)298(K G m r θ∆<0 反应（2）)298(K G m r θ
∆>0
在298K 采用反应（1）合适
(2) 53.5298
314.81000)7.13()1(ln =⨯⨯--=∆-=RT G K m r θ
θ
14.252)1(53.5==e K θ
（3）反应（2）=∆)2(θ
m r H -285.8 +(-389.1)- (-395.7)-2(-92.3)= -94.6 kJ ⋅mol -1
反应（2）为放热反应，其逆反应为吸热反应，因此升高温度有利于向SO 2Cl 2与水反应生成SO 3 和HCl 。

1-10已知反应CuBr 2(s) = CuBr(s) + 1/2Br 2(g) 在450K 时kPa P Br 680.02=,在
550K kPa P Br
0.682
=。

求：（1）该反应的θm
r H ∆、θm r S ∆、θ
m r G ∆ （2）向一个2.00L 容器中引入0.500mol CuBr 2,加热到600K 时CuBr 2的分解率。

答：(1)450K
2
1
2
1
)100680.0()(2
==θθ
P
P K Br θθ
K RT G m r ln -=∆
12
1
.2.9336)100
680.0ln(450314.8-=⨯⨯-=∆mol J G m r θ
550K
2
1
2
1
)1000.68()(2
==θθ
P
P K Br
12
1
.8.881)100
0.68ln(450314.8-=⨯⨯-=∆mol J G m r θ
根据 θθθm
r m r m r S T H G ∆-∆=∆ θ
m r H ∆和θm r S ∆受温度影响小 =-1.2.93436mol J θ
θm
r m r S H ∆-∆450 1.8.881-mol J θθm
r m r S H ∆-∆=550 θ
m r S ∆=
11..5.84450
5508
.8812.9336--=--K mol J
θ
m
r H ∆= 1.8.473565.845508.881-=⨯+mol J (2)600K 1.2.33435.846008.47356--=⨯-=∆mol J G m r θ
600
314.8)
2.3343()100
ln(
)ln(
ln 2
12
122⨯--=
==Br Br P P P K θ
θ
=0.67
kPa kPa e P Br 38210067.022=⨯=⨯
分解率=
%3.615
.0600314.8102100038225.025.032=⨯⨯⨯⨯⨯
==-Br n n 分解 （知识点：根据平衡分压计算平衡常数，根据平衡常数计算热力学函数） 1-11在1200K 时，CaCO 3的分解反应按下式进行：
(1):CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 已知该反应达到平衡时，CO 2的分压为
3.95×103Pa ；同时又已知反应(2):C （s ）
+CO 2(g)=2CO(g)在1200K 时的标准平衡常数为1.9.现将固态的C,CaO,CaCO 3同置于一密闭容器中，并让其在1200K 时反应，求平衡态时CO 的分压。

答：密闭容器的平衡系统同时存在两个反应，可以合并为(3) (3)=(1) +(2) (3) CaCO 3(s) + C(s) = CaO(s) + 2CO(g)
2
3)(
θ
θ
P Pco K = 23)(θθ
P
Pco K ==θ
θ21K K ⨯=9.11000001095.3)(322⨯⨯=
⨯Pa Pa K P Pco θθ=7.51×10-2 平衡时系统CO 分压：P(CO)=θp ⨯⨯-21051.7=2.74×104Pa
1-12在693K 时，反应2HgO(s)=2Hg(g)+O 2(g)在密闭容器内发生，，所生成的两种气体总压力为5.16×104Pa.。

已知该反应的1.3.304-=∆mol kJ H m r θ
，求该分解反应在723K
时的标准平衡常数。

答：根据反应中化学计量数关系可知 p(总)=p(Hg)+p(O 2)= 2 p(O 2)+ p(O 2)=3 p(O 2)
p(O 2)=1/3 p(总)=1.72×104Pa p(Hg)=3.44×104Pa
)()()693(2
2
θθθ
P P P P K K O Hg
==)10
1072.1()101044.3(5
4
254⨯⨯=2.03×10-2 利用 )()
()(ln 211
212T T T T R H T K T K m r -∆=θ
θ
θ )723693693723(314.8103.30410
03.2)723(ln 32
⨯-⨯=⨯-K K θ 182.0)723(=K K θ
1-13反应C (石墨) + CO 2(g) =2CO(g)的有关热力学数据（298K ）
1/-⋅∆mol kJ H m f θ 1/-⋅∆mol kJ G m f θ
CO 2(g) -393.5 -394.4
CO(g) -110.5 -137.2 (1) 判断该反应在600K 、标准状态下能否自发进行？ (2) 估算1000K 和100kPa 下，CO 2转化率？
(3) 欲使CO 2转化率达到90%,反应温度应达到多高？
答：（1）求)600(K G m r θ
∆
)298(K H m r θ
∆={2（-110.5）-（-393.5）}=172.5kJ.mol
-1
)298(K G m r θ∆={2（-137.2）-（-394.4）}=120kJ.mol -1
)298(K S m r θ
∆=
11..1762.0298
120
5.172--=-K mol kJ
)600(K G m r θ∆= )298(600)298(K S K H m r m r θ
θ∆-∆
172.5-600×0.1762＝66.78kJ.mol -1
>0
所以该反应在600K 、标准状态下不能自发进行
（2）1000K 转化率—θ
K —)1000(K G m r θ
∆
=∆)1000(K G m r θ172.5-1000×0.1762＝ -3.7kJ.mol -1
445.01000
314.8)
10007.3(ln =⨯⨯--=θ
K 56.1445.0==e K θ
设 开始n(CO 2)=1mol 转化n(CO 2)= xmol
平衡 n(CO 2)=(1-x) mol n(CO)= 2xmol n(总)= 1+x
平衡相对分压
=
⨯+-=θ
θ
p p x x P P CO 总）(11)(2x x
+-11
=⨯+=θ
θ
p
p x x P P CO 总）(12)(x x
+12
56.111)12(/}/{2
)(2
)
(2=+-+==x
x x x P
P P P K CO CO θ
θ
θ x=0.53mol
1000K 转化率=53%
(3)当转化率=90% x=0.90mol
05.1711)12(/}/{2
)(2
)
(2=+-+==x
x x x P
P P P K CO CO θ
θ
θ 1000}1762.05.172{04.17ln 314.8)(⨯⨯-=⨯-=∆T T TK G m r θ
-23.57T=172500-176.2T T=1130K
1-14反应C 6H 5C 2H 5(g) = C 6H 5C 2H 3(g) + H 2(g) 在873K 和100kPa 下达到平衡。

求下列情
况下乙苯转化为笨乙烯的转化率(873K θK =8.9×10-2)
（1）以纯乙苯为原料
（2）原料气中加入不起反应的水蒸气，使物质的量之比为
n(乙苯)：n(水)=1：10
答：设起始取1mol 乙苯气体，达到平衡时转化率(1)为x (2)为y
C 6H 5C 2H 5(g) = C 6H 5C 2H 3(g) + H 2(g)
（1）平衡时 (1-x)mol x mol x mol n(总)=(1+x)mol （2）平衡时 (1-y)mol y mol y mol n(总)=(1+y+10)mol
根据 P A =
总总
p n n A )( θ
K
=
θ
θθ
p p p p P
P H C H C H C H C H )
(()
(525632562）
⨯
（1）θ
K =
22
109.810011)1001(
-⨯=⨯+-⨯+θ
θ
p kPa
x x p
kPa x x x = 0.29
(2)
θK =
22
109.8100111)10011(
-⨯=⨯+-⨯+θ
θ
p kPa
y y p
kPa y y y=0.62
由计算得到的结论时，加入不参与反应的水，（相当于增大体积）平衡向气体分子数增大的方向移动，使反应进行程度增大，转化率提高。

2. 化学反应速率——计算
反应级数、反应速率方程式、速率常数
2-1 400℃时，反应)g (NO )g (CO )g (NO )g (CO 22+→+的速度常数
113s mol dm 50.0k --⋅=，对于CO 、NO 2都是一级反应。

问
（1）反应的总级数是多少？ （2）当3
dm
mol 025.0)CO (c -⋅=，3
2dm
mol 040.0)NO (c -⋅=时反应速度v = ？
答：
（1）因对于CO 、NO 2都是一级反应，所以反应的总级数n=2 (2) )()(2NO c CO kc ⨯=ν
=
11350.0--⋅s mol dm ×3025.0-⋅dm mol ×3040.0-⋅dm mol
= 0.00051
3
--⋅⋅s
dm
mol
2-2 高层大气中微量臭氧O 3吸收紫外线而分解，使地球上的动物免遭辐射之害，但低层的O 3却是光化学烟雾的主要成分之一。

低层O 3可通过下列过程形成：（1）NO 2→NO +O (一级反应)，k 1=6.0×10-3s -1
（2）O + O 2→ O 3 (二级反应)，k 2=1.0×106mol -1.L.s -1
假设由反应（1）产生氧原子的速率等于反应（2）消耗氧原子的速率，当空气中NO 2浓度为3.0×10-9mol.L -1时，污染空气中O 3的生成速率是多少？
答：由反应式（2）可知O 3的生成速率等于O 的消耗速率
由反应式（1）可知O 的生成速率等于NO 2消耗速率
又假设由反应（1）产生氧原子的速率等于反应（2）消耗氧原子的速率
所以有)()
()(2123NO c k dt NO dc dt O dc =-=
=dt
O dc )
(3 6.0×10-3×3.0×10-9 = 1.8×10-11 mol.L -1.s -1 2-3 在TK 时，对于某反应2A(aq)+2B(aq)+2D(aq)=G(s)+2M(1), 测得如下表的动力学数据，
（1）写出该该反应的速率方程式，并确定该反应的级数。

（2）计算这个反应在TK 速率常数k 。

（3）计算当c (A)=0.040 mol .dm -3 ，c (B)=0.030 mol .dm -3这个反应在TK 反应速率。

答：
（1） 从试验序号1、2可知
)(A c ∝ν 从试验序号2、3可知)(B c ∝ν
从试验序号3、4可知0
)}({D c ∝ν 即速率与反应物D 无关
所以速率方程式为：
)()(B c A kc ⨯=ν 反应的总级数n=2
（2） 任选一组（如1组数据）数据计算速率常数（用任一组数据计算结果应相同，
但由于试验操作误差存在，会有差别，对实验数据的处理严格讲应取各组数据处理结果的平均值。

）
1
1322
3136..1075.1)
.(010.0010.0..1075.1-------⨯=⨯⨯=s mol dm dm mol s dm mol k （3）030.0040.01075.12⨯⨯⨯=-ν= 2.1×10-5mol.dm -3.s -1
2-4 在
8000C
时，对反应2NO + 2H 2 = N 2 +2H 2O 进行了实验测定，有关数据如下：
（1）写出该该反应的速率方程式，并确定该反应的级数。

（2）计算这个反应在8000C
速率常数k 。

（3）计算当c (NO)=4.00×10-3mol .dm -3 ，c (H 2)=5.00×10-3 mol .dm -3这个反应在8000C 反应速率。

答： (1)
从试验序号1-3可知 )(2H c ∝ν 从试验序号4-6可知
)(2
NO c ∝ν 所以速率方程式为：
)()(22
H c NO kc ⨯=ν 反应的总级数n=3
(2) 任选一组（如2组数据）数据计算速率常数
1
2343
3323133.).(1083.8).)(1000.2()1000.6(..1036.6--------⨯=⨯⨯⨯=s dm mol dm mol s dm mol k
（3）32341000.2)1000.6(1083.8--⨯⨯⨯⨯⨯=ν= 7.06×10-3mol.dm -3.s -1
一级反应特征——lnc = lnc 0 – kt
k
t 2
ln 2/1=
2-5 某抗生素在人体血液中呈现一级反应。

如果给病人在上午8时注射一针抗生素，然
后在不同时刻t 后测定抗生素在血液中的质量浓度，得到如下数据： t （h ） 4 8 12 16
ρ（mg·L -1） 4.80 3.26 2.22 1.51
试求：（1） 反应的速率常数和半衰期；
(2）若抗生素在血液中的质量浓度不低于3.7mg·L -1才为有效，问大约何时应注射第二针？ 答：（1） 根据实验数据得到 4
ln 8.4ln 0⨯-=k c
8
ln 26.3ln 0⨯-=k c
1
096.04826
.3ln 8.4ln -=--=
h k （用其它数据也可以求速率常数） h k t 22.7096.0693.02ln 2/1===
953.18096.026.3ln ln 0=⨯+=c
（2）
t
k c ⨯-=0ln 7.3ln
t ⨯-=096.0953.17.3ln
t = 6.7h 大约6.7h注射第二针
(一级反应特点：半衰期与初始浓度无关，
)
(
ln
1
2
2
1t
t
k
c
c
-
=
)
阿伦尼乌斯公式
2-6 蔗糖水解是一级反应C12H22O11+H2O = 2 C6H12O6反应的活化能为110kJ.mol-1,480C 反应的速率常数k=3.22×10-4s-1。

求（1）该温度下20.0g蔗糖水解掉一半所需时间。

（2）1小时后蔗糖水解还剩多少？
（3）若要求在30分钟之内分解掉80%，温度应升高多少？
答：（1）
s k
t3
4
2/1
10
15
.2
10
22
.3
693
.0
2
ln
⨯
=
⨯
=
=
-
（2）
kt
m
m
c
c
=
=0
0ln
ln3600
10
22
.3
0.
20
ln4⨯
⨯
=-
m m=6.27g
(3)
1800
%)
80
1(
ln
0⨯
=
-
k
c
c
1
4
10
94
.8-
-
⨯
=s
k
)
321
321
(
22
.3
94
.8
ln
ln
1
2
T
T
R
E
k
k
a
-
=
=
T=329K=560C。