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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