工科大學(xué)化學(xué) 已勾出重點(diǎn)

1、第一章 化學(xué)反應(yīng)熱思考題與習(xí)題解答1說(shuō)明下列符號(hào)的含義。 (T) (T) （T） 答：等容反應(yīng)熱； (T)：溫度T下，反應(yīng)的摩爾焓變（數(shù)值等于等壓反應(yīng)熱）；(T)：溫度T下某物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓； ：反應(yīng)進(jìn)度。2蓋斯定律的使用條件，下列哪種說(shuō)法正確？ （1）等壓 （2）等容 （3）等溫、等容或等溫、等壓 （4）等溫、不做有用功，等容或等壓答：正確答案為（4）。3熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的含義？為什么要確定熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)？答：純理想氣體熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指該氣體處于標(biāo)準(zhǔn)壓力 p(100kPa)下的狀態(tài)?；旌侠硐霘怏w中任一組分的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指該組分氣體的分壓為p時(shí)的狀態(tài)。純液態(tài)（或純固態(tài)）物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指壓力為p下的純

2、液體（或純固體）的狀態(tài)。溶液的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)選1 mol·L1。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中的能量以及狀態(tài)函數(shù)改變是受許多條件（如溫度、壓力、濃度、聚集狀態(tài)等）的影響，為了比較方便，國(guó)際上規(guī)定了物質(zhì)的熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。4簡(jiǎn)述照明彈中的鋁、鎂、硝酸鈉和硝酸鋇等物質(zhì)各起什么作用？ 答：金屬鋁、鎂在燃燒時(shí),可以放出大量熱（= 601.7 kJ·mol1, = 1675.69 kJmol1）產(chǎn)生千度以上的高溫，而反應(yīng)放出的熱量能使硝酸鹽分解產(chǎn)生O2，又加速鎂、鋁的燃燒反應(yīng)，使照明彈更加絢麗奪目。在其中鋁和鎂作為還原劑；氧氣、硝酸鈉和硝酸鋇等作氧化劑。5通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，氧乙炔焰為什么可以用于金屬焊接和切割？答：

3、 （5/2）O2 + C2H2 = 2CO2 + H2O(g)/（kJ mol1） 0 226.7 393.5 241.8 rH=f H(生成物)（反應(yīng)物）rH=2×(393.5) + (241.82) 226.7 0 = 1255.5 kJ·mol1 因反應(yīng)放出大量熱，可以熔化金屬，所以可用于焊接或切割金屬。6通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，為什么稱硼的氫化物（硼烷），硅的氫化物（硅烷）是高能燃料 已知B2H6（g）的36.56 kJ·mol1，B2O3（s）的1132.55 kJ·mol1；SiH4（g）的34.31 kJ·mol1，SiO2（s）的910.

4、7kJ·mol1 。 解： B2H6（g） + 3O2(g) = B2O3（s） + 3H2O（g）（kJ·mol1） 36.56 0 1132.55 241.82rH= 1132.55+3×(241.82) 36.56 0 = 1894.57 kJ·mol1 SiH4（g） + 2O2(g) = SiO2（s） + 2H2O（g）（kJ·mol1） 34.31 0 910.7 241.82 rH= 910.7 + 2×(241.82) 34.31 0 = 1427.25 kJ·mol1 上述兩個(gè)反應(yīng)都放出大量熱，因此B2H

5、6（g）和SiH4（g）可以作為高能燃料。7已知下列反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)熱 C（石墨）+ O2（g）= CO2（g） rHm(1) = 393.5 kJ·mol1 H2（g）+ (1/2) O2（g）=H2O（l） rHm(2) = 285.8 kJ·mol1 C2H6（g）+(7/2)O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） rHm (3) = 1559.8 kJ·mol1 不用查表，計(jì)算由石墨和氫氣化合生成1mol C2H6（g）反應(yīng)的rHm。解：根據(jù)Hess定律 rHm (C2H6) = 2rHm(1) + 3rHm(2) rHm (3)所以rHm (C2H6)

6、 = 2×(393.5) + 3×(285.8) (1559.8) = 84.6 kJ·mol18在用硝石制硝酸時(shí)，下列反應(yīng)同時(shí)發(fā)生 （1）KNO3（s）+ H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g） （2）2KNO3（s）+ H2SO4（l）= K2SO4（s）+ 2HNO3（g） 制得的硝酸中80%是由反應(yīng)（1）產(chǎn)生的，20%是由反應(yīng)（2）產(chǎn)生的。問(wèn)在25制取1kgHNO3(g)時(shí)將放出多少熱量？已知KNO3、H2SO4、KHSO4、HNO3（g）、K2SO4的標(biāo)準(zhǔn)生成焓依次為494.63、813.99、1160.6、135.6、1437.79（k

7、J·mol1）。 解： KNO3（s）+H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g）方程（1）/（kJmol1）469.63 813.99 1160.6 135.6rH=f H(生成物)（反應(yīng)物）rH(1) = (1160.6 +135.6 ) (494.63 + 813.99 ) = 1344.36 kJ·mol12KNO3（s）+H2SO4（l）= K2SO4（s）+2HNO3（g）方程（2）/（kJmol1）469.63 813.99 1437.79 135.6rH(2)= 1437.79) + 2× (135.6) 2× (469.63

8、) + 813.99= 1041.32 kJ·mol1HNO3的相對(duì)分子量為63， 1 kg HNO3的物質(zhì)的量n =15.9 (mol)制取1 kg HNO3(g)時(shí)的反應(yīng)熱為9甘油三油酸脂是一種典型的脂肪，當(dāng)它在人體內(nèi)代謝時(shí)發(fā)生下列反應(yīng) C57H104O6（s）+ 80 O2（g）= 57CO2（g）+52H2O（l）該反應(yīng)的= 3.35×10 4 kJ·mol1 ，問(wèn)如以當(dāng)代男大學(xué)生平均每人每日耗能10125.3kJ，且以完全消耗這種脂肪來(lái)計(jì)算，每天需消耗多少脂肪？解：每天消耗脂肪物質(zhì)的量該脂肪相對(duì)分子量為884； 每天消耗脂肪的質(zhì)量為 0.30×

9、884=267.0 (g)10葡萄糖（C6H12O6）完全燃燒反應(yīng)的方程式為 C6H12O6（s）+ 6O2（g）= 6CO2（g）+ 6H2O（l） 該反應(yīng)的= 2820 kJ·mol1 ，當(dāng)葡萄糖在人體內(nèi)氧化時(shí)，上述反應(yīng)熱的約40%可用于肌肉活動(dòng)的能量。試計(jì)算一匙葡萄糖（以3.8g計(jì)）在人體內(nèi)氧化時(shí)，可獲得的肌肉活動(dòng)能量。 解：葡萄糖相對(duì)分子量為180；一匙葡萄糖(3.8g)的物質(zhì)的量為 3.8 / 180 = 0.021(mol) 一匙葡萄糖被氧化放出的熱量為 0.021 = 0.021 ×2820 = 59.2 kJ可獲得的肌肉活動(dòng)能量 59.2×40%

10、= 23.7 kJ11辛烷是汽油的主要成分，根據(jù)附錄的有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算下列兩個(gè)反應(yīng)的熱效應(yīng)，并從計(jì)算結(jié)果比較可以得到什么結(jié)論（已知：（C8H18，l）=218.97 kJ·mol1）？（1）完全燃燒 C8H18（l）+ O2（g）CO2（g）+ H2O（l） （2）不完全燃燒 C8H18（l）+ O2（g）C（s）+ H2O（l）解：據(jù)附錄查得下列物質(zhì)C8H18(l), O2 (g) , CO2 (g),C(s), H2O(l)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓變分別為218.97kJ.mol1, 0, 393.5 kJ.mol1, 0, 285.83 kJ.mol1rH=f H(生成物) f H(（反應(yīng)物）

11、 C8H18（l）+（25/2）O2（g）= 8CO2 （g） + 9H2O（g）/（kJmol1）218.97 0 393.5 285.83rH(1)= 8 ( 393.5) + 9 (285.83) 0 (218.97) = 5105.41 kJ·mol1 C8H18（l）+（9/2）O2（g）= 16C （s） + 9H2O(g)/（kJmol1） 218.97 0 0 285.83rH(2)= 0 + 9 ( 285.83 ) 0 (218.97) = 2395.35 kJ.·mol1rH(1) >> rH(2)， 結(jié)論：完全燃燒放熱量大。第二章 化學(xué)反

12、應(yīng)進(jìn)行的方向和限度 思考題與習(xí)題解答1下列說(shuō)法是否正確？如不正確，請(qǐng)說(shuō)明原因。 （1） 因?yàn)?H，而H與變化途徑無(wú)關(guān),，H是狀態(tài)函數(shù)，所以也是狀態(tài)函數(shù)。答：錯(cuò), H是狀態(tài)函數(shù)，但是焓變（H）不是狀態(tài)函數(shù)。=H只是數(shù)值關(guān)系。 （2）單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓()和標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)變()都為零，因此其標(biāo)準(zhǔn)熵（)）也為零。答：錯(cuò)，因 H 和 G 的絕對(duì)值還無(wú)法得到，因此采用相對(duì)值，根據(jù)定義，最穩(wěn)定單質(zhì)的和都為零，而S有絕對(duì)值，除完美晶體在0K時(shí)的熵等于0外，其它條件下的熵（包括標(biāo)準(zhǔn)熵）皆不為零。但離子的熵也是相對(duì)值，是以氫離子為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)（H+的= 0）。 （3）對(duì)于純固、液、氣態(tài)物質(zhì)而言，100kPa、29

13、8K是其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。答：對(duì)。雖然熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)不指定溫度，但是任何溫度都有其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。 （4）H、S、G都與溫度有關(guān)，但H，S，G都與溫度關(guān)系不大。 答：錯(cuò)，一般認(rèn)為反應(yīng)的H，S 與溫度關(guān)系不大，但G =H TS，所以G與溫度關(guān)系較大。 （5）等溫等壓條件下，用就可以判斷任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的方向。答：錯(cuò)，等溫等壓條件下用（>0 或<0）判斷反應(yīng)方向，而不是用 。 （6）化學(xué)反應(yīng)進(jìn)度可以度量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度，所謂1mol反應(yīng)是指各物質(zhì)按化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行的完全反應(yīng)。答：對(duì) （7）與KC、KP在數(shù)值上是相等的，但量綱不一定相同，答：(有關(guān)數(shù)值) KC與的數(shù)值相等；當(dāng) 時(shí)，與的數(shù)

14、值也相等。（有關(guān)量綱）沒(méi)有量綱； 當(dāng)時(shí)，KC 與KP 也都沒(méi)有量綱；但是時(shí)，KC 與KP有量綱；例如合成氨反應(yīng)設(shè)平衡時(shí) p (NH3) =247 kPa； p (N2) =1kPa； p (H2) =10kPa。Kp = = 6.1×105 (kPa) 2 假如單位用atm，Kp = 6.1×105atm2；或用mmHg，Kp =1.06mmHg2。 K = = 可以看出時(shí)，Kp有量綱，且數(shù)值與KQ 不等。 （8）> 0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，但其平衡常數(shù)并不等于零。答：> 0，只能說(shuō)明在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，過(guò)程不能自發(fā)進(jìn)行。在非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，而且|又不是很大時(shí)，不能用于判斷反應(yīng)

15、方向?？赡娣磻?yīng)平衡常數(shù)都不應(yīng)為零。2選擇題（將正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)）(1)下列物理量屬于狀態(tài)函數(shù)的是。T p V W H H S G: 答：正確答案為 。 (2)生產(chǎn)水煤氣的反應(yīng)為 C（s）+ H2O（g）= CO（g）+ H2（g）該反應(yīng)的= 131.3 kJ·mol1，則該反應(yīng)是 （系統(tǒng)H >0，S >0）。低溫下正向不自發(fā)，高溫下正向自發(fā)；低溫下正向自發(fā)，高溫下正向不自發(fā)；任何溫度下正向都自發(fā)；任何溫度下正向都不自發(fā) 答：正確答案為。3不用查表，將下列物質(zhì)按標(biāo)準(zhǔn)熵值由大到小的順序排列。（1）Si（s） （2）Br（l） （3）Br（g）答： （3）>（2）

16、>（1）4給出下列過(guò)程的，的正負(fù)號(hào)（或零）（1）電解水生成H2和O2； （2）H2O（g）273K H2O（l）； （3）H2O（l） 268K H2O（s）答：各變化量的符號(hào)如下表所示 （1）+（2）（3） 5SiC是耐高溫材料，問(wèn)以硅石（SiO2）為原料，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和298K時(shí)能否制得SiC。解 SiO2 + C = SiC + O2 kJ·mol1 856.67 0 62.76 0 0。 結(jié)論：不能在此條件下制備SiC。6由二氧化錳制備金屬錳可采取下列兩種方法（1）MnO2（s）+ 2H2（g）= Mn（s）+ 2H2O（g） =37.22 kJ·mol1 =9

17、4.96J·mol1·K1 （2）MnO2（s）+2 C（s）= Mn（s）+ 2CO（g） =299.8 kJ·mol1； =363.3J·mol1·K1 試通過(guò)計(jì)算確定上述兩個(gè)反應(yīng)在298K、標(biāo)態(tài)下的反應(yīng)方向？如果考慮工作溫度越低越好，則采用那種方法較好？ 解：（1）MnO2(s) + 2H2 (g) = Mn(s) + 2H2O(g)rG=rHTr S=37.22kJ·mol1298×94.96×10 3=8.922 (kJ·mol1) (2) MnO2(s) + 2C(s) = Mn(s) + 2

18、CO(g)rG=rHTrH= 299.8 298 × 363.3 × 10 3 = 191.5 kJ·mol1上述兩個(gè)反應(yīng)的均大于0，所以298K，100 kPa下反應(yīng)都不能自發(fā)正向進(jìn)行。（K） （K）答：若考慮工作溫度越低越好，易采用方程（1）的方法。7汞的冶煉可采用朱砂（HgS）在空氣中灼燒 2HgS（s）+ 3O2（g）= 2HgO（s）+ 2SO2（g） 而爐中生成的HgO又將按下式分解 2HgO（s）= 2Hg（g）+ O2（g） 試估算爐內(nèi)的灼燒溫度不得低于多少時(shí)，才可以得到Hg（g）？已知HgS（s），HgO（s）的分別是 58.2 kJ·

19、mol1，90.83 kJ·mol1；分別是50.6，58.56（kJ·mol1）；分別是82.4 J·mol1·K1和70.29 J·mol1·K1。 解： 查表得 2HgS（s） + 3O2 = 2HgO + 2SO2/（kJ·mol1） 58.2 0 90.83 297.04/（J·mol1·K1）82.4 205.03 70.29 248.11 ； 0 ， 低溫自發(fā)，高溫非自發(fā)。 結(jié)論（1）：當(dāng)升溫至T 4607.7K 時(shí), 反應(yīng)由自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榉亲园l(fā)。 2HgO（s） = 2Hg（l） + O2（g

20、） kJ·mol1 90.83 61.32 0 J·mol1·K1 70.29 174.85 205.03 ； 0 ， 低溫非自發(fā)，高溫自發(fā)。；結(jié)論（）當(dāng)升溫至T 740.29K 時(shí), 反應(yīng)由非自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)進(jìn)行。所以，當(dāng)740.29K T 4607.77K時(shí)。才可得到Hg(g)。8汽車尾氣中含有CO，能否用熱分解的途徑消除它？已知熱分解反應(yīng)為CO（g）= C（s）+ O2（g），該反應(yīng)的= 110.5 kJ·mol1， = 89J·mol1·K1 。解: rG=rH TrS， 此反應(yīng)rH0， rS0 rG永遠(yuǎn)大于零，說(shuō)明此反應(yīng)在任何

21、溫度下反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行，又因 >> 0，很?。?.5×1025），平衡產(chǎn)率很低，故不能用熱解法除CO。9在298K，100kPa條件下，金剛石和石墨的標(biāo)準(zhǔn)熵分別為2.45 J·mol1·K1和5.71 J·mol1·K1，它們的燃燒反應(yīng)熱分別為395.40 kJ·mol1和393.51 kJ·mol1，試求： （1）在298K，100kPa條件下，石墨變成金剛石的。 （2）說(shuō)明在上述條件下，石墨和金剛石那種晶型較為穩(wěn)定？解: 已知: S(石)=5.71J·mol1·K1, S(金)=2.45

22、 J·mol1·K1C(石)+O2(g)=CO2(g) rH(1) = 39351 kJ·mol1C(金)+O2(g)=CO2(g) rH(2)= 395.40 kJ·mol1方程(1) 方程 (2) 得方程（3）C(石)C（金） 根據(jù)Hess定律該反 rH (3)= rH (1) rH(2) = 393.51 (395.40) = 1.89 kJ·mol1rS=2.45 5.71= 3.26 J·mol1·K1rG=rHTrS = 1.89 298 × ( 3.26) ×103 = 2.86 kJ

23、83;mol1rG > 0 298K, 100kPa下, 石墨較穩(wěn)定10計(jì)算合成氨反應(yīng) N2（g）+ 3H2（g）= 2NH3（g） 在673K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，并指出在673K，下列三種情況下反應(yīng)向何方向進(jìn)行？ （1）p（NH3）= 304kPa，p（N2）= 171kPa，p（H2）= 2022kPa； （2）p（NH3）= 600kPa，p（N2）= 625kPa，p（H2）= 1875kPa； （3）p（NH3）= 100kPa，p（N2）= 725kPa，p（H2）= 2175kPa；解：首先用熱力學(xué)數(shù)據(jù) 求出。 查表得 N2(g) + 3H2(g) = 2 NH3(g)rH/

24、（ kJmol1） 0 0 46.11S/（J·mol1·K1） 191.50 130.57 192.34rH= 2×（ 46.11）= 92.22 kJ·mol1rS= 2×192.34 3×130.57 191.50 = 198.53 J·mol1·K1rG(673K)= rH TrS= 92.22× ( 198.53)×103 = 41.39kJ·mol1·K1= 7.397 ； K= 6.13×10 4， 再求出各條件下的，與進(jìn)行比較。(1) J1=6.5&

25、#215;10 4 J1> K 反應(yīng)逆向進(jìn)行在計(jì)算壓力商（J）時(shí)，各項(xiàng)一定要用相對(duì)壓力，而且注意分子和分母的單位要一致，在此單位用的是kPa，得出的結(jié)果J 與K進(jìn)行比較后，做出判斷。(2) J2=8.7×10 4 J2> K 逆向進(jìn)行(3) J3=1.0×10 5 J3< K 正向進(jìn)行11試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明1000K時(shí)能否用碳將Fe2O3、Cr2O3和CuO中的金屬還原出來(lái)？ 解： (1) 2Fe2O3 +3C = 4Fe + 3CO2fH/（kJ mol1） 824.25 0 0 393.51S/（J mol1·K1） 87.40 5.74 27.

26、28 213.64rH= 3 × (393.51) 2 × (824.25) = 467.97 kJ·mol1rS= 3 × 213.64 + 4 × 27.28 3 × 5.74 2 × 87.40 = 558.02 J mol1·K1rG=rH TrS= 467.97 1000×558.02×103= 1025.99 kJ·mol1rG<0， 1000K可用C還原出Fe。(2) 2Cr2O3 + 3C = 4Cr + 3CO2fH/（kJ mol1） 1139.72 0 0

27、393.51S/（J·mol1·K1） 81.17 5.74 23.77 213.64rH= 3× (393.51) 2×(1139.72) = 1098.91 J·mol1rS= 3×213.64 + 4×23.77 3×5.74 81.17×2 = 556.44 J·mol1·K1rG= 1098.91 1000×556.44 ×103 = 1655.35 J·mol1 rG < 0，可用C還原出Cr。(3) 2CuO + C = 2Cu + C

28、O2rH/（kJ mol1） 157.32 0 0 393.51S/（J·mol1·K1） 48.63 5.74 33.15 213.64rH = 3 × (393.51) 2 × (157.32) = 865.89 J·mol1rS= 213.64 + 2 × 33.15 5.74 2 × 48.63 = 176.94 J·mol1·K1 rG= 865.89 1000 × 176.94 × 103 = 688.95 kJ· mol1 rG> 0， 不能用C還原出Cu

29、12已知SiF4（g）、SiCl4（g）的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)（）分別為1506和569.8（kJ·mol1），試用計(jì)算說(shuō)明為什么HF（g）可以腐蝕SiO2，而HCl（g）則不能？解： 4HF(g) + SiO2(g) = SiF4(g) + 2H2O(1)fG/（kJ mol1） 273.22 856.67 1506 237.18rG= 2 × (237.18) + (1506)(856.67) 4 × (273.22 ) = 30.81 kJ·mol1 rG< 0， 反應(yīng)可正向進(jìn)行，HF可被用來(lái)腐蝕SiO2。4HCl(g) + SiO2 (g)

30、= SiCl4(g) + 2H2O(l)fG/（kJ mol1） 95.30 856.67 617.01 237.18rG=2 × (237.18) + (569.8) (856.67) 4× (95.30) = 193.71 kJ· mol1 rG > 0 不能正向進(jìn)行，HCl不能被用來(lái)腐蝕SiO2。13試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，為什么用BaCO3熱分解制取BaO，反應(yīng)溫度要在1580K左右，而將BaCO3與碳黑或碎炭混合，按下式反應(yīng)： BaCO3（s）+ C（s）= BaO（s）+ 2CO（g） 則所需溫度可顯著降低。已知BaCO3（s）和BaO（s）的分別是12

31、16 kJ· mol1，548.1 kJ· mol1；分別是112 J·mol1·K1和72.09J·mol1·K1。解： BaCO3 = BaO + CO2fH/（kJ mol1） 1216 548.1 393.5 S/（J·mol1·K1）112 72.09 213.64 rH= 393.5 +（548.1）（1216）= 274.4 kJ· mol1rS= 213.64 + 72.09 112 = 173.73 J·mol1·K1； 0 ， 低溫非自發(fā)，高溫自發(fā)。轉(zhuǎn)化溫度 T =

32、 = 1580K BaCO3 + C = BaO + 2COfH/（kJ mol1）1216 0 548.1 110.53 S/（J·mol1·K1）112 5.74 72.09 197.56 rH= 2×(110.53)+（548.1）0 （1216）= 446.84（kJ· mol1）rS= 2×197.56 + 72.09 5.74 112 = 349.47 (J·mol1·K1)轉(zhuǎn)化溫度 T = = = 1278（K） 結(jié)論： 加還原劑后反應(yīng)所需的溫度降低。第三章 化學(xué)反應(yīng)速率思考題與習(xí)題解答1下列說(shuō)法是否正確？如不

33、正確，請(qǐng)說(shuō)明原因。 （1） 每種分子都具有各自特有的活化能。答：不正確，活化能是活化分子所具有的最低能量與反應(yīng)物分子平均能量之差。 （前提: 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；特點(diǎn):活化能是個(gè)差值，是對(duì)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)而言的，而不是對(duì)一個(gè)分子而言的）（2） 影響反應(yīng)速率的幾個(gè)主要因素對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)也都有影響。答：不正確，溫度和催化劑同時(shí)影響反應(yīng)速率和速率常數(shù)，而濃度和壓強(qiáng)只影響反應(yīng)速率，而不影響反應(yīng)速率常數(shù)。 （3）如果某反應(yīng)速率方程中每一反應(yīng)物的級(jí)數(shù)，都與相應(yīng)化學(xué)計(jì)量方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同，則該反應(yīng)必是元反應(yīng)。答：否，例如H2+I2=2HI 速率方程為 v=kc（H2）c（I2），曾經(jīng)長(zhǎng)期被認(rèn)為是簡(jiǎn)單反應(yīng)。但研究

34、表明，此反應(yīng)經(jīng)歷了兩個(gè)步驟 （快反應(yīng)，可逆平衡）； ； ； （慢反應(yīng)，元反應(yīng)）；根據(jù)質(zhì)量作用定律； 將帶入 得到其速率方程： = 雖然其速率方程符合質(zhì)量作用定律，但此反應(yīng)是復(fù)雜反應(yīng)。 （4）加催化劑不僅可以加快反應(yīng)速率，還可影響平衡，也可使熱力學(xué)認(rèn)為不能進(jìn)行的反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行. 答：否，加催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能影響化學(xué)平衡，也不能改變反應(yīng)方向。 （5）反應(yīng)級(jí)數(shù)只能是0或正整數(shù)。答：錯(cuò)，反應(yīng)級(jí)數(shù)不僅可以為0或正整數(shù)，而且可以為小數(shù)或負(fù)數(shù)。 （6）所有化學(xué)反應(yīng)速率都和溫度成正比。答：不對(duì)，多數(shù)化學(xué)反應(yīng)符合Arrhenius公式，但是一部分化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系比較復(fù)雜，甚至有些反應(yīng)（例如NO+

35、O2=NO2）與溫度成反比。 （7）升高溫度可以加快所有化學(xué)反應(yīng)的速率。答：錯(cuò) 見(jiàn)(6)。2選擇題（將正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)）（1）已知反應(yīng)A + 2B = 2D的速率方程為v=kc（A）c2（B），則該反應(yīng)（ ） 是元反應(yīng) 是非元反應(yīng) 應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定 無(wú)法確定答：正確答案是。（2）升高溫度可以增加反應(yīng)速率，主要原因是（ ） 增加分子總數(shù) 增加活化分子總數(shù) 降低反應(yīng)的活化能 使反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行 答：正確答案是。（3）鏈反應(yīng)的基本步驟有（ ），在鏈傳遞過(guò)程中，產(chǎn)生的自由基數(shù)目大于消耗掉的自由基數(shù)目的鏈反應(yīng)是（ ）。 鏈的引發(fā)，鏈的傳遞 鏈的引發(fā)，鏈的傳遞，鏈的終止 直鏈反應(yīng) 支鏈反應(yīng)答：正確答

36、案是和。3用鋅和稀硫酸制取氫氣，該反應(yīng)的rH為負(fù)值，在反應(yīng)開(kāi)始后的一段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率加快，后來(lái)反應(yīng)速率又變慢，試從濃度、溫度等因素來(lái)解釋此現(xiàn)象。答：開(kāi)始時(shí)，因?yàn)榉磻?yīng)放熱，使體系溫度升高，加快反應(yīng)了速率；隨反應(yīng)物的消耗，其濃度下降，反應(yīng)速率隨之變慢。 4反應(yīng) A（g）+ B（g）= 2D（g），rH為負(fù)值，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，如改變下表中各項(xiàng)條件，試將其他各項(xiàng)發(fā)生的變化的情況填入表中： 改變條件增加A的分壓增加壓力降低溫度使用催化劑正反應(yīng)速率速率常數(shù)k正 答：改變條件增加A的分壓增加壓力降低溫度使用催化劑正反應(yīng)速率加快不變變慢加快速率常數(shù)k正不變不變減小加快5化學(xué)反應(yīng)發(fā)生爆炸的原因是什么？H2和O

37、2的混合物（2:1）的爆炸半島圖上為什么存在三個(gè)爆炸極限？答：通常發(fā)生在自由基產(chǎn)生速率大于其銷毀速率時(shí)，溫度、壓力和混合氣體的組成都是影響爆炸的重要因素。在爆炸半島圖上，當(dāng)壓力處于第一與第二爆炸極限時(shí)，支鏈反應(yīng)速率加快，自由基產(chǎn)生速率大于銷毀速率而發(fā)生爆炸；當(dāng)壓力升至第二和第三爆炸區(qū)間時(shí)，自由基銷毀速率大于產(chǎn)生速率，進(jìn)入慢速反應(yīng)區(qū)，不發(fā)生爆炸；當(dāng)壓力達(dá)到第三爆炸限以上時(shí)，發(fā)生的是熱爆炸。6在660K時(shí)，反應(yīng)2NO + O2 = 2NO2的有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表c（NO）/（mol·L1） c（O2）/（mol·L1） v（NO）/（mol·L1·s1） 0.

38、010 0.010 2.5×103 0.010 0.020 5.0×103 0.030 0.020 4.5×102 求：（1）反應(yīng)的速率方程及反應(yīng)級(jí)數(shù)； （2）速率常數(shù)k ； （3）c（NO）= 0.035mol·L1，c（O2）= 0.025mol·L1時(shí)的反應(yīng)速率。解：（1）速率方程通式可寫(xiě)作 將各級(jí)濃度及相應(yīng)反應(yīng)速率數(shù)據(jù)代入上式，可得 2.5×103 = k (0.01)x (0.01)y 5.0×103 = k (0.01)x (0.02)y 4.5×102 = k (0.03)x (0.02)y 由（1）

39、、（2）可得y = 1，由（1）、（3）可得x = 2。將x =2, y = 1代入速率方程，可得k c（NO）2 c (O2)；反應(yīng)級(jí)數(shù)為3級(jí)（2）將y =1，x =2代入中任意式， 可得 k = 2.5×10 3 ·mol·l1·s1（3）將k值及濃度數(shù)據(jù)代入速率方程， v = 2.5 × 103 × (0.035)2 × 0.025 = 7.6 × 102 mol·l1·s17放射性所產(chǎn)生的強(qiáng)輻射，廣泛用于癌癥治療。放射性物質(zhì)的強(qiáng)度以“居里”表示。某醫(yī)院一個(gè)20居里的鈷源，經(jīng)一定時(shí)間后鈷源

40、的剩余量只有5.3居里。問(wèn)這一鈷源已有多少時(shí)間了。已知的半衰期為5.26a。解：此反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，將k = 0.132a1 、c0 = 20居里、ct = 5.3居里， 代入ln， 則ln= 0.132 t； t = 10.06a 2 某藥物分解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，在37時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)k為0.46h1，若服用該藥0.16g，問(wèn)該藥在胃中停留多長(zhǎng)時(shí)間方可分解90%。解：將ct = ( 1 90%) × 0.16 = 0.016g代入一級(jí)速率方程為ln，得ln= 0.46t ； t = 5h3 在500K時(shí)，硝基甲烷（CH3NO2）的半衰期是650s。試求該一級(jí)反應(yīng)的 （1）速率常數(shù)。 （

41、2）硝基甲烷的濃度由0.05mol·L1減至0.0125mol·L1所需時(shí)間。 （3）繼（2）之后1h硝基甲烷的濃度。解： （1）一級(jí)反應(yīng)； （s 1）（2）ct = 0.0125mol·L 1, co = 0.05mol·L1代入一級(jí)反應(yīng)速率方程，可得lnln= 1.07×103 t ； t = 1300s（或推論，反應(yīng)由0.05mol·L1 減至0.0125mol·L1經(jīng)歷兩個(gè)半衰期，因此t = 2×=1300s）（3）繼（2）以后，反應(yīng)時(shí)間為t = 1300 +3600 = 4900（s）， 代入速率方程表達(dá)

42、式，得ln= 1.07×10 3×4900 ； ct = 2.64×10 4 mol·L110在稀的蔗糖溶液中（即水大量存在）發(fā)生下列反應(yīng)： C12H22O11（aq）+ H2O（l） 2C6H12O6（aq） 該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，若該反應(yīng)的速率常數(shù)k為0.034h1，且蔗糖溶液的起始濃度為0.010 mol·L1，試求：（1）蔗糖水解反應(yīng)的起始速率；（2）5h后蔗糖的濃度。解： （1）該一級(jí)反應(yīng)的速率方程可寫(xiě)作v = k c（C12H22O11）起始速率v = 0.034 × 0.010 = 3.4×10 4mol·

43、;L1·h1 （2）ln= k t ct = 0.0084 mol·L111某病人發(fā)燒至40，使體內(nèi)某一酶催化反應(yīng)的速率常數(shù)增大為正常體溫（37）時(shí)的1.23倍。試求該催化反應(yīng)的活化能。解：由阿氏公式k = A·eEa/RT ， 可得將T1 = 273 + 37 = 310K, T2 = 273 + 40 = 313K, k2 = 1.23k1 代入公式，有； ln Ea = 55.70 kJmol 112反應(yīng)2NOCl（g）= 2NO（g）+ Cl2（g）的活化能為101kJ·mol1，300K時(shí)，速率常數(shù)k1為2.80×105 L·

44、;mol1·s1，試求400K時(shí)的速率常數(shù)k2。解：由；有 ； k2 = 0.698 L·mol1·s1 13已知青霉素G的分解反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，37時(shí)其活化能為84.8 kJ·mol1，指前因子A為4.2×1012h1，試求37時(shí)該反應(yīng)的速率常數(shù)k。解：代入阿氏公式 k = A·e Ea/RT得 7.21×10 3 h1 14300K時(shí)，下列反應(yīng) H2O2（aq）= H2O（l）+ （1/2）O2（g） 的活化能為75.3kJ·mol1。若用I 催化，活化能降為56.5kJ·mol1；若用酶催化，活化能降

45、為25.1kJ·mol1。試計(jì)算在相同溫度下，該反應(yīng)用I催化及酶催化時(shí)，其反應(yīng)速率分別是無(wú)催化劑時(shí)的多少倍？解： 由Arrhenius公式，有k = A·e Ea/RT用I 催化時(shí)，=1.9×103倍用酶催化時(shí)，=5.5×108倍第四章 溶液及溶液中的離子平衡思考題與習(xí)題解答1下列說(shuō)法是否正確？如不正確，請(qǐng)說(shuō)明原因。（1） 物質(zhì)的量濃度的優(yōu)點(diǎn)是與溫度無(wú)關(guān)，而質(zhì)量摩爾濃度和物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度有關(guān)。答：否，（體積）物質(zhì)的量濃度與溫度有關(guān)，而質(zhì)量摩爾濃度和物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)濃度都與溫度無(wú)關(guān)。（2） 直鏈羧酸通式為CH3(CH2)nCOOH，當(dāng)n值增大時(shí)，羧酸在極性溶

46、劑水中的溶解度變小，而在非極性溶劑如CCl4中的溶解度將增大。答：對(duì)。（3） 溶液的蒸氣壓隨著溶解溶質(zhì)的質(zhì)量的增加而增加。答：錯(cuò)，溶液的蒸氣壓隨所溶解的難揮發(fā)溶質(zhì)的質(zhì)量增加而降低，從而引起溶液的沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)降低。對(duì)難揮發(fā)、非電解質(zhì)的稀溶液，其蒸氣壓下降滿足下式p = p：蒸氣壓下降值； Kp：凝固點(diǎn)降低常數(shù)，與溶劑的性質(zhì)有關(guān)； b：質(zhì)量摩爾濃度。若溶質(zhì)是易揮發(fā)的，則蒸氣壓上升。（4） 由于海水和淡水的滲透壓不同，所以海水和淡水魚(yú)不能調(diào)換生活環(huán)境，否則將會(huì)引起魚(yú)體細(xì)胞的腫脹和萎縮，使其難以生存。答：對(duì)。（5） 在氫硫酸（H2S）中，H+(aq)和S2（aq）濃度之比應(yīng)為21。答：錯(cuò)，H2S溶

47、液中c（H+） >> c（S2）, 這是因?yàn)闅潆x子濃度主要來(lái)自于一級(jí)解離，而S2離子濃度近似等于其二級(jí)解離常數(shù)，而且Ka1 >> Ka2。（6） 緩沖溶液是指在一定范圍內(nèi)溶液的pH不因稀釋或外加酸（或堿）而發(fā)生明顯改變的溶液。答：不確切，緩沖溶液是指在一定范圍內(nèi),溶液的pH不因稀釋、濃縮或外加少量酸（或堿）而發(fā)生明顯改變的溶液.2選擇題（將正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)，正確答案可以不止一個(gè)）:（1） 通常加熱可以使固體在液體中的溶解度增大是由于_。 固體在液體中溶解多為吸熱過(guò)程， 固體在液體中溶解多為放熱過(guò)程 固體的熵值增加 液體的熵值增加正確答案為。（2） 要提高萃取分離

48、的效率，可_。 多加萃取劑 升高溫度 多次萃取 降低溫正確答案為。（3） 在兩只燒杯中分別裝上純水和飽和的糖水，并用鐘罩將其罩住，將發(fā)現(xiàn)_。 裝有純水的燒杯中的純水逐漸增加 裝有純水的燒杯中的純水逐漸減少 裝有飽和糖水的燒杯中的水逐漸增加 裝有飽和糖水的燒杯中的水逐漸減少正確答案為和。3試用溶度積規(guī)則解釋下列事實(shí):（1） Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液中。答：NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽，解離出的可與溶解的部分OH結(jié)合，形成難電離的，從而使的沉淀溶解平衡 Mg(OH)2 = Mg2+ + 2OH 向右移動(dòng)。使Mg(OH)2的離子積小于溶度積而溶解。（2） ZnS能溶于鹽酸和稀硫酸，而CuS卻不能溶

49、于鹽酸和稀硫酸，但能溶于硝酸中。答：由H2S的解離平衡關(guān)系得出的可知，c(S2 )與溶液中c(H+)2有關(guān)，當(dāng)溶液中c(H+)增加時(shí)，c(S2)減小，在鹽酸和稀硫酸溶液中的c（H+）足以使c (Zn2+)與c (S2) 的離子積小于ZnS的溶度積 （KspZnS = 1.6×1024），而KspCuS = 6.3×1037, 非氧化性酸不足以使 c (Cu2+) 與c (S2)的離子積小于CuS的溶度積， 只有氧化性酸（HNO3等）可以將S2氧化，而大大降低c (S2) ,使CuS溶解。（3） BaSO4不溶于稀鹽酸中。答：鹽酸中的H+ 或Cl 不能與BaSO4中解離出來(lái)的

50、離子（Ba2+ 或 SO42）反應(yīng)生成難溶解的物質(zhì)，即鹽酸不能降低溶液中c(Ba2+) 或c(SO42)，所以BaSO4不溶于稀鹽酸。4填充題（1） 熱電廠廢水排放造成熱污染的原因是 熱的廢水使天然水體的溫度升高，溶解氧的濃度降低，厭氧菌和水藻增加，水體質(zhì)量惡化。（2） 水中加乙二醇可以防凍的原因是水中溶解溶質(zhì)后使水的凝固點(diǎn)降低。（3） 氯化鈣和五氧化二磷可用作干燥劑的原因是 在它們的表面所形成的溶液的蒸氣壓顯著下降，可不斷地吸收水蒸氣，使體系中的水分降低。（4） 人體輸液用的生理鹽水及葡萄糖溶液的濃度不能隨意改的原因是 保證所輸入的液體與人體血液的滲透壓相近或相等_。5鹽酸含HCl 37.0

51、%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，密度為1.19g/cm3。計(jì)算:（1） 鹽酸的物質(zhì)的量濃度(c)。（2） 鹽酸的質(zhì)量摩爾濃度(bB)。（3） HCl和H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(x2 和x1)。 解：(1)鹽酸的分子量為36.5, c = = 12.06 mol·L1 (2) bB = = 16.09 mol·kg1 (3) x2 = ； x1 = 1 x2 = 0.7756 由于食鹽對(duì)草地有損傷，因此有人建議用化肥如硝酸銨或硫酸銨代替食鹽來(lái)融化人行道旁的冰雪。下列化合物各100g溶于1kg水中，問(wèn)哪一種冰點(diǎn)下降的多？若各0.1mol溶于1kg水中，又問(wèn)哪一種冰點(diǎn)下降的多？（1） NaCl (2

52、) NH4NO3 (3) (NH4)2SO4答: 根據(jù)依數(shù)性定律，冰點(diǎn)下降的多少與溶質(zhì)離子質(zhì)量摩爾濃度成正比，在溶劑量一定的情況下，與溶質(zhì)粒子的摩爾數(shù)成正比，故通過(guò)求溶質(zhì)離子摩爾數(shù)來(lái)判斷。答案分別為（1）；（3）NaClNH4NO3(NH4)2SO4100g溶質(zhì)含離子摩爾數(shù)100×2/58.5=3.42100×2/80=2.5100×3/1322.270.1mol 溶物質(zhì)含離子摩爾數(shù)0.20.20.37 3.62g尼古丁溶于73.4g水中，其凝固點(diǎn)降低了0.563。求尼古丁的相對(duì)分子質(zhì)量。解：由公式 可得 bB = 0.563/ 1.86 = 0.303 mol·kg1 尼古丁的分子量為 8樹(shù)干內(nèi)部樹(shù)汁上升是滲透壓所致.設(shè)樹(shù)汁是濃度為0.20molL1的溶液,在樹(shù)汁的半透膜外部水中非電解質(zhì)濃度為0.02molL1.試估計(jì)再25時(shí),數(shù)汁能夠上升多高。解：根據(jù)求滲透壓公式 =cRT = (0.200.02)×8.314×298 = 446kPa 4.4m9. 25時(shí),0.1mol ·l1甲胺（CH3NH2）溶液的解離為6.9%CH3NH2(aq) + H2O(l) = CH3NH+3(aq) + OH(aq)試問(wèn):相同濃度的甲胺與氨水哪個(gè)堿性強(qiáng)? 解： 甲胺中 c(OH