无机及分析化学课后习题第三章答案

一、选择题

1.对反应 2SO 2(g)+O 2(g)

NO(g)2SO 3(g) 下列几种速率表达式之间关系正确的就是( )。 A 、 dt dc dt c )O ()SO (d 22= B 、 t c t c d 2)SO (d d )SO (d 32=

C 、 t c t c d )O (d d 2)SO (d 23=

D 、 32d (SO ) d (O )2d d c c t t

=- 解:选D 。依据化学反应的瞬时速率的表达通式,对于一般化学反应,速率表达可写出通式如下:

A B Y Z A B Y Z νννν---⋅⋅⋅=⋅⋅⋅++

t

v c t v c t v c t v c v d d d d d d d d Z Z Y Y B B A A ==== 2.由实验测定,反应 H 2(g)+Cl 2(g)===2HCl(g) 的速率方程为v ＝kc (H 2)c 1/2(Cl 2) ,在其她条件不变的情况下,将每一反应物浓度加倍,此时

反应速率为( )。

A 、 2v

B 、 4v

C 、 2、8v

D 、 2、5v

解:选C 。依据化学反应的速率方程υ＝kc (H 2)c 1/2(Cl 2),H 2与Cl 2浓度增大都增大一倍时,速率应该增大22倍,即相当于2、8Υa 。

3.测得某反应正反应的活化能E a 、正=70 kJ·mol -1,逆反应的活化能E a 、逆=20 kJ·mol -1,此反应的反应热为( )

A 、 50 kJ·mol -1

B 、 -50 kJ·mol -1

C 、 90 kJ·mol -1

D 、 -45 kJ·mol -1

解:选A 。依据过渡态理论,反应热可以这样计算:Q = E a,正－ E a,逆 。

4.在298K 时,反应 2H 2O 2===2H 2O+O 2,未加催化剂前活化能E a =71 kJ·mol -1,加入Fe 3+作催化剂后,活化能降到42 kJ·mol -1,加入催化剂后

反应速率为原来的( )。

A 、 29倍

B 、 1×103倍

C 、 1、2×105倍

D 、5×102倍

解:选C 。依据阿仑尼乌斯指数式k = A ·e RT E a

-,可得5298314.82900012102.1e e 21⨯===⨯-RT E E a a k k

5.某反应的速率常数为2、15 L 2·mol -2·min -1,该反应为( )。

A 、 零级反应

B 、 一级反应

C 、 二级反应

D 、 三级反应

解:选D 。对于一个基元反应,aA + bB = cC + dD,有反应速率为(A)(B)a b v kc c =则其速率常数k 的单位的通式可写成:(mol · L -1)1-a-b ·s -1,反

推可以得到为三级反应。

6.已知反应 2NO(g)+Cl 2(g)===2NOCl(g) 的速率方程为v ＝kc 2(NO)c (Cl 2)。故该反应( )

A 、 一定就是复杂反应

B 、 一定就是基元反应

C 、 无法判断

解:选C 。基元反应符合质量作用定律,但符合质量作用定律的不一定都就是基元反应。反应就是基元反应还就是复杂反应,要通过实验来确

定。

7.已知反应 N 2(g)+O 2(g)===2NO(g) Δr H m θ>0,当升高温度时,K θ将( )。

A 、 减小

B 、 增大

C 、 不变

D 、 无法判断

解:选B 。根据吕·查德里原理,对吸热反应,当升高温度时,平衡就向能降低温度(即能吸热)的方向移动;即反应正向进行,平衡常数将增大。

8.已知反应 2SO 2(g)+O 2(g)

3(g) 平衡常数为K 1θ,反应 SO 2(g)+21O 2(g) 3(g) 平衡常数为K 2θ。则K 1θ与K 2θ的关系为( )

A 、 K 1θ＝K 2θ

B 、 K 1θ＝θ2K

C 、 K 2θ＝θ1K

D 、 2K 1θ＝K 2θ

解:选C 。根据平衡常数的表达式,平衡常数与化学反应的化学计量数就是有关的。化学反应的化学计量数的变化影响着平衡常数的指数项。

9.反应 2MnO 4-+5C 2O 42-+16H +===2Mn 2++10CO 2+8H 2O Δr H m θ< 0,欲使KMnO 4褪色加快,可采取的措施最好不就是( )。

A 、 升高温度

B 、 降低温度

C 、 加酸

D 、 增加C 2O 42-浓度

解:选B 。欲使KMnO 4褪色加快,即增大反应的速率,只能通过升高温度,增大反应物的浓度,加入催化剂等来考虑。所以这里降低温度不

利于加快反应速率。

10.设有可逆反应 a A(g) + b B(g) D(g) + e E(g) θ

m r H ∆ >0,且a +b >d +e ,要提高A 与B 的转化率,应采取的措施就是( )。

A 、 高温低压

B 、 高温高压

C 、 低温低压

D 、 低温高压

解:选B 。根据吕·查德里原理,对吸热反应,当升高温度时,平衡就向能降低温度(即能吸热)的方向移动;当增大压力时,平衡就向能减小压力(即

分子化学计量数之与小)的方向移动;所以为提高反应物A 与B 的转化率,应采取的措施就是高温高压。

二、填空题

1.已知反应 2NO(g)+2H 2(g)===N 2(g)+2H 2O(g) 的反应历程为

① 2NO(g)+H 2(g)===N 2(g)+H 2O 2(g) (慢反应)

② H 2O 2(g)+H 2(g)===2H 2O(g) (快反应)

则该反应称为 复杂反应 反应。此两步反应均称为 基元反应 反应,而反应①称为总反应的 定速步骤 ,总反应的速率方程近似为 v =kc (H 2)c 2(NO) ,此反应为 3 级反应。

2.已知基元反应 CO(g)+NO 2(g)===CO 2(g)+NO(g) ,该反应的速率方程为 v =kc(CO)c(NO 2) ;此速率方程为 质量作用 定律的数

学表达式,此反应对NO 2就是 1 级反应,总反应就是 2 级反应。

3.催化剂加快反应速率主要就是因为催化剂参与了反应, 改变 反应途径,降低了活化能。

4.增加反应物浓度,反应速率加快的主要原因就是 活化分子总数 增加,提高温度,反应速率加快的主要原因就是 活化分子百

分数 增加。

5.增加反应物的量或降低生成物的量,Q < K θ,所以平衡向正反应方向移动;对放热反应,提高温度,Q > K θ,所以平衡向逆反应方向移

动。

6.对于气相反应,当Δn = 0时,增加压力时,平衡不移动;当Δn < 0时,增加压力时,平衡向正反应方向移动;当Δn > 0时,增加压

力时,平衡向逆反应方向移动。

7.在气相平衡 PCl 5(g) PCl 3(g)+Cl 2(g) 系统中,如果保持温度、体积不变,充入惰性气体,平衡将 不 移动;如果保持温度,

压力不变,充入惰性气体,平衡将向 右 移动。

8.化学平衡状态的主要特征就是 v 正=v 逆 ;温度一定时,改变浓度、压力可使平衡发生移动,但K θ值 不变 ,如温度改变使化学平衡发

生移动,此时K θ值 改变 。

9.某化学反应在298 K 时的速率常数为1、1×10 - 4s -1, 在323 K 时的速率常数为5、5×10 -2s -1。则该反应的活化能就是 ,303

K 时的速率常数为 。

三、简答题:

1.根据阿仑尼乌斯指数式k = A ·e RT E a

-,对一切化学反应,升高温度,反应速率均加快不？反应速率常数的大小与浓度、温度、催化剂等因

素有什么关系？

解:根据阿仑尼乌斯指数式k = A ·e RT E a -,,温度与速率常数成正比,而速率常数又与反应速率成正比,所以对一切化学反应,升高温度,反应速率均加快。反应速率常数大小由反应物性质决定,与反应物的浓度无关,与温度成正比。加入催化剂,降低了反应的活化能,增大了反应速率常数,从而使化学反应速率加快。

2.反应速率方程与反应级数能否根据化学反应方程式直接得出？次氯酸根与碘离子在碱性介质中发生下述反应:ClO - + I - −−→−-

OH IO - + Cl - 其反应历程为

(1)ClO - + H 2O === HClO + OH - (快反应)

(2)I - + HClO === HIO + Cl - (慢反应)

(3)HIO + OH - === H 2O + IO - (快反应)

试证明 v ＝kc (I -)c (ClO -)c -1(OH -)

解:反应速率方程式与反应级数不能根据化学反应方程式直接得出,因为质量作用定律只适用于基元反应,且用于定速步骤。对于复杂反

应的速率方程,只能通过实验获得。

因为反应(2)为定速步骤,所以-2(I )(HClO)v k c c =

由反应(1)可得平衡常数K =--(HClO)(OH )(ClO )

c c c 所以 --(ClO )(HClO)(OH )K c c c = 代入速率方程得:--

2-(ClO )(I )(OH )K c v k c c = 整理得: --2-(ClO )(I )(OH )c v K k c c = 令k 2K =k 所以--1-(I )(ClO )(OH )v kc c c -=

3.写出下列反应的平衡常数K θ的表示式。