山东大学《无机化学》课后习题2-5 联系客服

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应用中能否通过控制温度来阻止NH4HCO3的分解?

3.24热力学上时怎样定义物质的标准状态的?物质的标准摩尔生成热、标准摩尔生成自由能、标准熵是怎样定义的?其单位分别是什么? 3.25 比较下列各组物质熵值的大小

(1) 1molO2(298K,1×105 Pa) 1molO2(303K,1×105Pa) (2) 1molH2O(s,273K,10×105 Pa) 1molH2O(l,273K,10×105Pa) (3) 1gH2(298K,1×105Pa) 1molH2(298K,1×105Pa)

(4) n molC2H4(298K,1×105 Pa) 2mol -(CH2) n- (298K,1×105Pa) (5) 1molNa(s,298K,1×105Pa) 1molMg(s,298K,1×105Pa) 3.26 试判断下列过程熵变的正负号

(1) 溶解少量食盐于水中;

(2) 水蒸气和炽热的碳反应生成CO和H2; (3) 冰熔化变为水; (4) 石灰水吸收CO2; (5) 石灰石高温分解。

第四章 化学反应速率速率和化学平衡

习 题

4.1化学反应速率是如何定义的?反应速率的常用单位是什么?化学反应的平均速率和瞬时速率有何区别与联系?

4.2 实际反应中有没有0级反应和1级反应?如果有,怎样用碰撞理论给予解释?

4.3 当温度相同而反应物起始浓度不同时,同一个反应的起始速率是否相同?速率常数是否相同?反应级数是否相同?活化能是否相同?

4.4 什么是基元反应?什么是非基元反应?二者有何区别与联系? 4.5如何正确理解反应级数、反应分子数、反应速率常数等概念?

4.6反应的活化能怎样影响化学反应速率?为什么有些反应的活化能很接近,反应速率却相差很大;但有些反应的活化能相差很大,反应速率却很接近。

4.7已知600K时,一级反应SO2Cl2(g) === SO2(g)+Cl(g)的速率常数为2.0×105s1。问:

(1) 10.0g SO2Cl2(g)分解一半需要多少时间? (2) 10.0g SO2Cl2(g)反应2.0小时之后还剩多少?

4.8 实验测得反应S2O82+3I===2SO42+I3在不同温度下的速率常数如下:

T/K k/mol·dm·s -1273 3-1283 -4293 -3303 -38.2×10 2.0×10 4.1×10 8.3×10 -3(1) 试用作图法求此反应的活化能; (2) 求300K时反应的速率常数。

4.9 反应H2PO2 + OH=== HPO32 + H2在373K时的有关实验数据如下:

初始浓度 [H2PO2]/mol·dm 0.10 0.50 0.50 --3d[H2PO2] / mol·dm-3·min-1 ?dt--3-5?[OH]mol·dm 1.0 1.0 4.0 3.2×10 1.6×10 2.56×10 -3-4(1) 计算该反应的级数,写出速率方程; (2) 计算反应温度下的速率常数。

4.10 假设基元反应A===2B正反应的活化能为Ea+,逆反应的活化能为Ea-。问

(1) 加入催化剂后正、逆反应的活化能如何变化? (2) 如果加入的催化剂不同,活化能的变化是否相同? (3) 改变反应物的初始浓度,正、逆反应的活化能如何变化?

(4) 升高反应温度,正、逆反应的活化能如何变化?

4.11 已知反应CH3CHO(g) === CH4(g)+CO(g)的活化能Ea=188.3 kJ·mol1,当以碘蒸气为催化剂时,反应的活化

能变为Ea'=138.1 kJ·mol1。试计算800K时,加如碘蒸气作催化剂后,反应速率增大为原来的多少倍。

4.12 判断下列叙述正确与否:

(1) 反应级数就是反应分子数;

(2) 含有多步基元反应的复杂反应,实际进行时各基元反应的表观速率相等; (3) 活化能大的反应一定比活化能小的反应速率慢; (4) 速率常数大的反应一定比速率常数小的反应快;

(5) 催化剂只是改变了反应的活化能,本身并不参加反应,因此其质量和性质在反应前后保持不变。 4.13 回答下列问题:

(1) 一反应体系中各组份的平衡浓度是否随时间变化?是否随反应物起始浓度变化?是否随温度变化? (2) 有气相和固相参加的反应,平衡常数是否与固相的存在量有关? (3) 有气相和溶液参加的反应,平衡常数是否与溶液中各组份的量有关? (4) 有气、液、固三相参加的反应,平衡常数是否与气相的压力有关? (5) 经验平衡常数与标准平衡常数有何区别和联系? (6) 在Kp=Kc(RT)?n中R的取值和量纲如何? (7) 在△rGm°=RTlnK?中R的取值和量纲如何?

(8) 平衡常数改变后,平衡位置是否移动?平衡位置移动后,平衡常数是否改变? (9) 对△rGm°?0的反应,是否在任何条件下正反应都不能自发进行? (10) △rGm°=0,是否意味着反应一定处于平衡态? 4.14 写出下列反应的平衡常数表达式:

(1) Zn(s)+2H(aq)===Zn2(aq)+H2(g)

(2) AgCl(s)+2NH3(aq) ===Ag(NH3)2(aq)+Cl(aq) (3) CH4(g)+2O2(g) ===CO2(g)+2H2O(l) (4) HgI2(s)+2I(aq) ===HgI42(aq)

+-

(5) H2S(aq)+4H2O2(aq) ===2H(aq)+SO42(aq)+4H2O(l)

4.15 已知Ag2O(s)的标准生成自由能△fGm°=-11.2 kJ·mol1,标准生成焓△fHm°

=-31.1 kJ·mol1。问 (1)标准状况下,Ag2O(s)的分解温度是多少?

(2)常温(298K)常压(101.1kPa)下,在空气中Ag2O(s)能否分解?(设空气中氧气的体积分数为20%)。 4.16 373K时,光气分解反应COCl2(g) ===CO(g)+Cl2(g)的平衡常数K°=8.0×109,

△fHm°=104.6kJ·mol1,试求

(1) 373K下反应达平衡后,总压为202.6kPa时COCl2的解离度; (2) 反应的△rSm°。

4.17 根据下列数据计算,373K时CO与CH3OH合成醋酸的标准平衡常数。

CO(g) -110 +198 CH3OH(g) -200.8 +238 CH3COOH(g) -435 +298 △fHm°/kJ·mol-1 Sm°/J·mol-1·K-1 4.18反应CaCO3(s) ===CaO(s)+CO2(g)在1037K时平衡常数K?=1.16,若将1.0molCaCO3置于10.0dm3容器中加热至1037K。问达平衡时CaCO3的分解分数是多少?

4.19 根据热力学数据计算BCl3在常温298K时的饱和蒸气压及正常沸点。在298K、100kPa条件下BCl3呈液态还是呈气态?

4.20 在恒温523K、恒压101.3kPa条件下,PCl5发生下列分解反应: PCl5(g) ===PCl3(g)+Cl2(g)

平衡时,测得混合气体的密度为2.695g·dm3。求反应的△rGm°和PCl5(g)的解离度。

4.21CuSO4·5H2O的风化若用反应式CuSO4·5H2O(s) ===CuSO4(s)+5H2O(g)表示。

(1) 试求298K时反应的△rGm°及K°

(2) 298K时,若空气的相对湿度为60%,CuSO4·5H2O能否风化?

4.22 已知292K时,血红蛋白(Hb)在空气中氧化反应Hb(aq)+O2(g) ===HbO2(aq)的平衡常数K°为85.5,试求当氧

气溶解于血液中时氧化反应Hb(aq)+O2(aq) ===HbO2(aq)的标准自由能变化△rGm°。假设292K时,空气中氧气的分压为20.2kPa,氧气在血液中的溶解度为2.3×104 mol·dm3。

4.23 在323K,101.3 kPa时,N2O4(g)的分解率为50.0%。问当温度保持不变,压力变为1013 kPa时,N2O4(g)的分解率为多少?

4.24 以合成氨为例,定量说明温度、浓度、压力以及催化剂对化学平衡移动的影响。 4.25 已知下列物质在298K时的标准生成自由能分别为:

NiSO4·6H2O(s) -2221.7 NiSO4(s) -773.6 H2O(g) -228.4 △fGm°/kJ·mol-1 (1) 计算反应NiSO4·6H2O(s) ===NiSO4(s)+6H2O(g)在298K时的标准平衡常数K°。 (2) 求算298K时与固体NiSO4·6H2O平衡的水的饱和蒸气压。

4.26 在一定温度和压强下,1dm3容器中PCl5(g)的分解率为50%。若改变下列条件,PCl5(g)

的分解率如何变化?

(1) 减小压强使容器的体积增大1倍;

(2) 保持容器体积不变,加入氮气使体系总压强增大1倍; (3) 保持体系总压强不变,加入氮气使容器体积增大1倍; (4) 保持体系总压强不变,逐渐加入氯气使体系体积增大1倍; (5) 保持体积不变,逐渐加入氯气使体系总压强增大1倍。