工科大學化學習題及解答

1、第一章 化學反應熱1說明下列符號的含義。 (T) (T) （T） 答：等容反應熱； (T)：某溫度下，反應的摩爾焓變（數(shù)值等于等壓反應熱）；(T)：某溫度下某物質的標準摩爾生成焓； ：反應進度。2蓋斯定律的使用條件，下列哪種說法正確？ （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熱力學標準態(tài)的含義？為什么要確定熱力學標準態(tài)？答：熱力學標準態(tài)是指在溫度T（但沒有限定溫度）和標準壓力 p(100kPa)下物質所處狀態(tài)。而對純理想氣體熱力學標準態(tài)是指該氣體處于標準壓力 p(100kPa)下的狀態(tài)。混合理想氣體中任一組分的標準態(tài)是指該

2、組分氣體的分壓為p時的狀態(tài)。因為化學反應中的能量以及狀態(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，國際上規(guī)定了物質的熱力學標準態(tài)。4簡述照明彈中的鋁、鎂、硝酸鈉和硝酸鋇等物質各起什么作用？ 答：金屬鋁、鎂在燃燒時,可以放出大量熱（= - 601.7 kJ/ mol, = - 1675.69 kJ/mol-1）產(chǎn)生千度以上的高溫，而反應放出的熱量又能使硝酸鹽分解產(chǎn)生O2，又加速鎂、鋁的燃燒反應，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通過計算說明，氧乙炔焰為什么可以用于金屬焊接和切割？答： （5/2）O2 + C2H2 =

3、 2CO2 + H2O(g)/（kJ mol-1） 0 226.7 -393.5 -241.8 rH=f H(生成物)（反應物）rH=2×(-393.5) + (-241.82) 226.7 0 = - 1255.5 kJ·mol-1 因反應放出大量熱，可以熔化金屬，所以可用于焊接或切割金屬。6通過計算說明，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·mol-1，B2O3（s）的-1132.55 kJ·mol-1；SiH4（g）的34.31 kJ·mol-1，SiO2（s）的-910.7kJ&

4、#183;mol-1 。解： B2H6（g） + 3O2(g) = B2O3（s） + 3H2O（g）（kJ·mol-1） 36.56 0 -1132.55 -241.82rH= -1132.55+3×(-241.82) 36.56 0 = - 1894.57 kJ·mol-1 SiH4（g） + 2O2(g) = SiO2（s） + 2H2O（g）（kJ·mol-1） 34.31 0 -910.7 -241.82 rH= -910.7 + 2×(-241.82) 34.31 0 = - 1428.65 kJ·mol-1 上述兩個反應

5、都放出大量熱，因此B2H6（g）和SiH4（g）可以作為高能燃料。7已知下列反應的化學反應熱 C（石墨）+ O2（g）= CO2（g） rHm(1) = -393.5 kJ·mol-1 H2（g）+ (1/2) O2（g）=H2O（l） rHm(2) = -285.8 kJ·mol-1 C2H6（g）+(7/2)O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） rHm (3) = -1559.8 kJ·mol-1不用查表，計算由石墨和氫氣化合生成1mol C2H6（g）反應的rHm。解:根據(jù)Hess定律 rHm (C2H6) = 2rHm(1) + 3rHm(2) -r

6、Hm (3)所以rHm (C2H6) = 2×(393.5) + 3×(285.8)(1559.8) = 84.6 kJ·mol-18在用硝石制硝酸時，下列反應同時發(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（1）產(chǎn)生的，20%是由反應（2）產(chǎn)生的。問在25制取1kgHNO3(g)時將放出多少熱量？已知KNO3、H2SO4、KHSO4、HNO3（g）、K2SO4的標準生成焓依次為-494.63、813.99、-11

7、60.6、135.6、-1437.79（kJ·mol-1）。 解： KNO3（s）+H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g）方程（1）/(kJmol-1) -494.63 813.99 -1160.6 135.6rH=f H(生成物)（反應物）rH(1) = ( 1160.6 +135.6 ) ( 494.63 + 813.99 ) = 1344.36 kJ·mol-12KNO3（s）+H2SO4（l）= K2SO4（s）+2HNO3（g）方程（2）/（kJmol-1）-494.63 813.99 -1437.79 135.6rH(2)= -1437.79+

8、2×(135.6)- 2× (-469.63) +(813.99)=991.32 kJ·mol-1HNO3的相對分子量為63, 1 kg HNO3的物質的量n =15.9 (mol)制取1 kg HNO3(g)時的反應熱為9甘油三油酸脂是一種典型的脂肪，當它在人體內代謝時發(fā)生下列反應 C57H104O6（s）+ 80 O2（g）= 57CO2（g）+52H2O（l）該反應的= -3.35×10 4 kJ·mol-1 ，問如以當代男大學生平均每人每日耗能10125.3kJ，且以完全消耗這種脂肪來計算，每天需消耗多少脂肪？解：每天消耗脂肪物質的量該

9、脂肪相對分子量為884； 每天消耗脂肪的質量為：0.302×884=267.0 (g)10葡萄糖（C6H12O6）完全燃燒反應的方程式為 C6H12O6（s）+ 6O2（g）= 6CO2（g）+ 6H2O（l） 該反應的= -2820 kJ·mol-1，反應熱的約40%可用于肌肉活動的能量。試計算一匙葡萄糖（以3.8g計）在人體內氧化時，可獲得的肌肉活動能量。 解：葡萄糖相對分子量為180；一匙葡萄糖(3.8g)的物質的量為 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

10、肌肉活動能量 59.2×40% = 23.7 kJ11辛烷是汽油的主要成分，據(jù)附錄的有關數(shù)據(jù)計算下列兩個反應的熱效應，并從計算結果比較得出結論（已知：（C8H18，l）=-218.97 kJ·mol-1）？（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C8H18(l), O2 (g) , CO2 (g),C(s), H2O(l)的標準生成焓變分別為218.97kJ.mol-1, 0, 393.5 kJ.mol-1, 0, 285.83 kJ.mol-1

11、rH=f H(生成物) f H(（反應物） C8H18（l）+（25/2）O2（g）= 8CO2 （g） + 9H2O（l）/（kJmol-1）-218.97 0 - 393.5 - 285.83rH(1)= 8 ( - 393.5) + 9 ( - 285.83) 0 ( -218.97) = -5501.58 kJ·mol-1 C8H18（l）+（9/2）O2（g）= 16C （s） + 9H2O(l)/（kJmol-1） -218.97 0 0 - 285.83rH(2)= 0 + 9 ( - 285.83 ) 0 ( - 218.97) = 2353.5 kJ.·m

12、ol-1 rH(1) >> rH(2)， 結論：完全燃燒放熱量大。第二章 化學反應進行的方向和限度習題與解答1下列說法是否正確？如不正確，請說明原因。 （1） 因為QP=H，而H與變化途徑無關，是狀態(tài)函數(shù)，所以也是狀態(tài)函數(shù)。答：錯, H是狀態(tài)函數(shù)，但是焓變（H）不是狀態(tài)函數(shù)。熱量、功以及狀態(tài)函數(shù)的變量“”都不是狀態(tài)函數(shù)。 （2）單質的標準生成焓()和標準生成吉布斯函數(shù)變()都為零，因此其標準熵也為零。答：錯，因 H 和 G 的絕對值還無法得到，因此采用相對值，根據(jù)定義，最穩(wěn)定單質的和都為零，而S有絕對值，除完美晶體在OK時的熵等于0外，其它條件下的熵（包括標準熵）皆不為零。但離子的

13、熵也是相對值，是以氫離子為相對標準（H+的= 0） （3）對于純固、液、氣態(tài)物質而言，100kPa、298K是其標準態(tài)。答：對。雖然熱力學標準態(tài)不指定溫度，但是任何溫度都有其對應的標準態(tài)。 （4）H、S、G都與溫度有關，但H，S，G都與溫度關系不大。 答：錯，一般認為反應的H，S 與溫度關系不大，但G =H- TS所以G與溫度有關。 （5）等溫等壓條件下，用就可以判斷任何一個化學反應的方向。答：錯，等溫等壓條件下用（>0 或<0）判斷反應方向，而不是用。 （6）化學反應進度可以度量化學反應進行的程度，所謂1mol反應是指各物質按化學計反應方程式進行的完全反應。答：對 （7）與KC、

14、KP在數(shù)值上是相等的，但量綱不一定相同，答：(有關數(shù)值) KC與的數(shù)值相等；當時，與的數(shù)值也相等。（有關量綱）沒有量綱； 當時，KC 與KP 也都沒有量綱；但是時，KC 與KP有量綱；例如合成氨反應設平衡時 p (NH3) =247 kPa； p (N2) =1kPa； p (H2) =10kPa。Kp= = 6.1×105 (Pa) 2 假如單位用atm，Kp = 6.1×105atm2；或用mmHg，Kp =1.06mmHg2。 K =可以看出時，Kp有量綱，且數(shù)值與K 不等。 （8）> 0，反應不能自發(fā)進行，但其平衡常數(shù)并不等于零。答：> 0，只能說明在標

15、準態(tài)下，過程不能自發(fā)進行。在非標準態(tài)下，而且|又不是很大時，不能用于判斷反應方向?？赡娣磻胶獬?shù)都不應為零。2選擇題（將正確答案的標號填入空格內）(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)水煤氣的反應為 C（s）+ H2O（g）= CO（g）+ H2（g）該反應的= 131.3 kJ·mol-1，則該反應是 （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，將下列物質按標準熵值由大到小的順序排

16、列。（1）Si（s） （2）Br（l） （3）Br（g）答： （3）>（2）>（1）4給出下列過程的，的正負號（或零）（1）電解水生成H2和O2； （2）H2O（g）273K H2O（l）； （3）H2O（l） 268K H2O（s）答：各變化量的符號如下表所示 （1）+（2）-（3）-5SiC是耐高溫材料，問以硅石（SiO2）為原料，在標準狀態(tài)和298K時能否制得SiC。解： SiO2 + C = SiC + C /( kJ·mol-1) -856.67 0 -62.76 0 0。 結論：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（

17、s）+ 2H2（g）= Mn（s）+ 2H2O（g） =37.22 kJ·mol-1 =94.96J·mol-1·K-1 （2）MnO2（s）+2 C（s）= Mn（s）+ 2CO（g） =299.8 kJ·mol-1； =363.3J·mol-1·K-1 試通過計算確定上述兩個反應在298K、標態(tài)下的反應方向？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·mol-1298×94.96×1

18、0 -3=8.922 (kJ·mol-1) (2) MnO2(s) + 2C(s) = Mn(s) + 2CO(g)rG=rHTrH= 299.8 298 × 363.3 × 10 3 = 191.5 kJ·mol-1上述兩個反應的均大于0，所以298K，100 kPa下反應都不能自發(fā)正向進行。（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

19、爐內的灼燒溫度不得低于多少時，才可以得到Hg（g）？已知HgS（s），HgO（s）的分別是 -58.2 kJ·mol-1，-90.83 kJ·mol-1；分別是-50.6，-58.56（kJ·mol-1）；分別是82.4 J·mol-1·K-1和70.29 J·mol-1·K-1。 解： 查表得 2HgS（s） + 3O2 = 2HgO + 2SO2/（kJ·mol-1） -58.2 0 - 90.83 -297.04/（J·mol-1·K-1）82.4 205.03 70.29 248.11

20、； 0 ， 低溫自發(fā)，高溫非自發(fā)。 結論（1）：當升溫至T 4607.7K 時, 反應由自發(fā)轉變?yōu)榉亲园l(fā)。 2HgO = 2Hg + O2 kJ·mol-1 90.83 0 0 J·mol-1·K-1 70.29 76.02 205.03 ； 0 ， 低溫非自發(fā)，高溫自發(fā)。；結論（）當升溫至T 839.11K 時, 反應由非自發(fā)轉變?yōu)樽园l(fā)進行。所以，當839.11K T 4607.9K時。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？已知熱分解反應為CO（g）= C（s）+ O2（g），該反應的= 110.5 kJ·mol-1，=

21、- 89J·mol-1·K-1 。解: rG=rH- TrS， 此反應rH0， rS0 rG永遠大于零，說明此反應在任何溫度下反應都不能自發(fā)進行，又因 >> 0，很?。?.5×10-25），平衡產(chǎn)率很低，故不能用熱解法除CO。9在298K，100kPa條件下，金剛石和石墨的標準熵分別為2.45 J·mol-1·K-1和5.71 J·mol-1·K-1，它們的燃燒反應熱分別為-395.40 kJ·mol-1和-393.51 kJ·mol-1，試求： （1）在298K，100kPa條件下，石墨變成

22、金剛石的。 （2）說明在上述條件下，石墨和金剛石那種晶型較為穩(wěn)定？解: 已知: S(石)=5.71J·mol1·K-1, S(金)=2.45 J·mol-1·K-1C(石)+O2(g)=CO2(g) rH(1) = - 39351 kJ·mol-1C(金)+O2(g)=CO2(g) rH(2)= - 395.40 kJ·mol-1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·mol-1r

23、S=2.45 - 5.71= - 3.26 J·mol-1·K-1rG=rH-TrS= 1.89 - 298 × ( - 3.26) ×10-3 = 2.86 kJ·mol-1rG> 0 298K, 100kPa下, 石墨較穩(wěn)定10計算合成氨反應 N2（g）+ 3H2（g）= 2NH3（g） 在673K時的標準平衡常數(shù)，并指出在673K，下列三種情況下反應向何方向進行？ （1）p（NH3）= 304kPa，p（N2）= 171kPa，p（H2）= 2022kPa； （2）p（NH3）= 600kPa，p（N2）= 625kPa，p（H2）

24、= 1875kPa； （3）p（NH3）= 100kPa，p（N2）= 725kPa，p（H2）= 2175kPa；解：首先用熱力學數(shù)據(jù) 求出。 查表得 N2(g) + 3H2(g) = 2 NH3(g)rH/（ kJmol-1） 0 0 46.11S/（J·mol-1·K-1）191.50 130.57 192.34rH= 2×（- 46.11）= - 92.22 kJ·mol-1rS= 2×192.34 - 3×130.57 - 191.50 = - 198.53 J·mol-1·K-1rG(673K)= rH

25、- TrS= - 92.22× - 673(- 198.53)×10-3 = 41.39kJ·mol-1·K-1= - 7.397 ； K= 6.13×10 4， 再求出各條件下的，與進行比較。(1) J1=6.5×10 - 4 J1> K反應逆向進行在計算壓力商（J）時，各項一定要用相對壓力，而且注意分子和分母的單位要一致，在此單位用的是kPa，得出的結果J 與K進行比較后，做出判斷。(2) J2=8.7×10 - 4 J2> K逆向進行(3) J3=1.3×10 -5 J3< K正向進行11試

26、通過計算說明1000K時能否用碳將Fe2O3、Cr2O3和CuO中的金屬還原出來？ 解： (1) 2Fe2O3 +3C = 4Fe + 3CO2fH/（kJ mol-1） 824.25 0 0 393.51S/（J mol-1·K-1） 87.40 5.74 27.28 213.64rH= 3 × (393.51) 2 × (824.25) = - 467.97 kJ·mol-1rS= 3 × 213.64 + 4 × 27.28 3 × 5.74 2 × 87.40 = 558.02 J mol-1·K

27、-1rG=rH- TrS= - 467.97 - 1000×558.02×10-3= - 1025.99 kJ·mol-1rG<0， 1000K可用C還原出Fe。(2) 2Cr2O3 + 3C = 4Cr + 3CO2fH/（kJ mol-1） 1139.72 0 0 393.51S/（J·mol-1·K-1） 81.17 5.74 23.77 213.64rH= 3× (393.51) - 2×(1139.72) = -1098.91 kJ·mol-1rS= 3×213.64 + 4×2

28、3.77 - 3×5.74 - 81.17×2 = 556.44 J·mol-1·K-1rG= rH-TrS=-1098.91-1000×556.44×10-3 = -1655.35 J·mol-1 rG< 0，可用C還原出Cr。(3) 2CuO + C = 2Cu + CO2rH/（kJ mol-1） 157.32 0 0 393.51S/（J·mol-1·K-1） 48.63 5.74 33.15 213.64rH= 3 × (393.51) 2 × (157.32) = 8

29、65.89 J·mol-1rS= 213.64 + 2 × 33.15 - 5.74 2 × 48.63 = 176.94 J·mol-1·K-1rG= 865.89 1000 × 176.94 × 10-3 = 689.95 （kJ· mol-1） rG> 0， 不能用C還原出Cu12已知SiF4（g）、SiCl4（g）的標準生成吉布斯函數(shù)（）分別為-1506和-569.8（kJ·mol-1），試用計算說明為什么HF（g）可以腐蝕SiO2，而HCl（g）則不能？解： 4HF(g) + SiO2(g

30、) = SiF4(g) + 2H2O(1)fG/（kJ mol-1） 273.22 856.67 -1506 237.18rG= 2 × (237.18)+ (-1506) (856.67) 4× (273.22 ) = 2981.19 kJ·mol-1 rG 0， 反應可正向進行，HF可被用來腐蝕SiO2。4HCl(g) + SiO2 (g) = SiCl4(g) + 2H2O(l)fG/（kJ mol-1） 95.30 856.67 569.8 237.18rG=2×(237.18) + (569.8) -(856.67) - 4×(95.

31、30) = 193.71 kJ· mol-1 rG> 0 不能正向進行，HCl不能被用來腐蝕SiO2。13試通過計算說明，為什么用BaCO3熱分解制取BaO，反應溫度要在1580K左右，而將BaCO3與碳黑或碎炭混合，按下式反應： 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-1216 kJ· mol-1，-548.1 kJ· mol-1；分別是112 J·mol-1·K-1和72.09J·mol-1·K-1。解 BaCO3 = BaO

32、+ CO2fH/（kJ mol-1） 1216 548.1 393.5 S/（J·mol-1·K-1）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)。轉化溫度 T = = 1580K BaCO3 + C = BaO + 2COfH/（kJ mol-1）1216 0 548.1 110.53 S/（J·mol-1·K-1）112 5.74 72.0

33、9 197.56 rH= 2×(110.53)+（548.1）0 （1216）= 446.84（kJ· mol1）rS= 2×197.56 + 72.09 - 5.74 112 = 349.47.0(J·mol1·K1)轉化溫度 T = = = 1278.6（K）第三章 化學反應速率習題與解答1下列說法是否正確？如不正確，請說明原因。 （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物分子平均能量之差。（前提:發(fā)生化學反應；特點:活化能是個差值，是對化學反應而言的。）（2） 影響反應速率的幾個主要因素對

34、反應速率常數(shù)也都有影響。答：溫度和催化劑同時影響反應速率和速率常數(shù)；濃度和壓強只影響反應速率。 （3）如果某反應速率方程中每一反應物的級數(shù)，都與相應化學計量方程式中的化學計量數(shù)相同，則該反應必是元反應。答：否，例如H2+I2=2HI 速率方程為 v=kc（H2）c（I2），曾經(jīng)長期被認為是簡單反應。但研究表明，此反應經(jīng)歷了兩個步驟 （快反應，可逆平衡）； ； ； （慢反應，元反應）；根據(jù)質量作用定律； 將帶入 得到其速率方程：= 雖然其速率方程看起來是元反應，但此反應是復雜反應。 （4）加催化劑不僅可以加快反應速率，還可影響平衡，也可使熱力學認為不能進行的反應自發(fā)進行. 答：否，加催化劑只改變

35、反應速率，不能影響化學平衡，也不能改變反應方向。（5）反應級數(shù)只能是0或正整數(shù)。答：錯，反應級數(shù)不僅可以為0或正整數(shù)，而且可以為小數(shù)或負數(shù)。 （6）所有化學反應速率都和溫度成正比。答：不對，多數(shù)化學反應符合Arrhenius公式，但是一部分化學反應速率與溫度的關系比較復雜，甚至有些反應（例如NO+O2=NO2）與溫度成反比 。 （7）升高溫度可以加快所有化學反應的速率。答：錯 見(6)。2選擇題（將正確答案的標號填入空格內）（1）已知反應A + 2B = 2D的速率方程為v=kc（A）c2（B），則該反應（） 是元反應 是非元反應 應由實驗確定 無法確定答：（1）題的正確答案是。（2）升高溫度

36、可以增加反應速率，主要原因是（ ） 增加分子總數(shù) 增加活化分子總數(shù) 降低反應的活化能 使反應向吸熱方向進行 答：（2）題的正確答案是。（3）鏈反應的基本步驟有（ ），在鏈傳遞過程中，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 支鏈反應答：（3）題的正確答案是和。3用鋅和稀硫酸制取氫氣，該反應的rH為負值，在反應開始后的一段時間內反應速率加快，后來反應速率又變慢，試從濃度、溫度等因素來解釋此現(xiàn)象。答：開始時，因為反應放熱，使體系溫度升高，加快反應了速率；隨反應物的消耗，其濃度下降，反應速率隨之變慢。 4反應 A（g）+ B

37、（g）= 2D（g），rH為負值，當達到化學平衡時，如改變下表中各項條件，試將其他各項發(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速率速率常數(shù)k正5化學反應發(fā)生爆炸的原因是什么？H2和O2的混合物（2:1）的爆炸半島圖上為什么存在三個爆炸極限？答。通常發(fā)生在自由基產(chǎn)生速率大于其銷毀速率時，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，當壓力處于第一與第二爆炸極限時，支鏈反應速率加快，自由基產(chǎn)生速率大于銷毀速率而發(fā)生爆炸；當壓力升至第二和第三爆炸區(qū)間時，自由基銷毀速率大

38、于產(chǎn)生速率，進入慢速反應區(qū)，不發(fā)生爆炸；當壓力達到第三爆炸限以上時，發(fā)生的是熱爆炸。6在660K時，反應2NO + O2 = 2NO2的有關實驗數(shù)據(jù)如下表c（NO）/（mol·L-1） c（O2）/（mol·L-1） v（NO）/（mol·L-1·s-1） 0.010 0.010 2.5×10-3 0.010 0.020 5.0×10-3 0.030 0.020 4.5×10-2 求：（1）反應的速率方程及反應級數(shù) （2）速率常數(shù)k （3）c（NO）= 0.035mol·L-1，c（O2）= 0.025mol

39、83;L-1時的反應速率。解：（1）速率方程通式可寫作：將各級濃度及相應反應速率數(shù)據(jù)代入上式，可得 2.5×10-3 = k (0.01)x (0.01)y 5.0×10-3 = k (0.01)x (0.02)y 4.5×10-2 = k (0.03)x (0.02)y 由（1）、（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)；反應級數(shù)為3級（2）將y =1，x =2代入中任意式， 可得 k = 2.5×10 3 ·mol·l-1·s-1（3）

40、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 × 10-2 mol·l-1·s-17放射性所產(chǎn)生的強輻射，廣泛用于癌癥治療。放射性物質的強度以“居里”表示。某醫(yī)院一個20居里的鈷源，經(jīng)一定時間后鈷源的剩余量只有5.3居里。問這一鈷源已有多少時間了。已知的半衰期為5.26a。解：此反應為一級反應，將k = 0.132a-1 、c0 = 20居里、ct = 5.3居里， 代入ln， 則ln= - 0.132 t； t = 10.06a 8 某藥物分解反應為一級反應，在37時，

41、反應速率常數(shù)k為0.46h-1，若服用該藥0.16g，問該藥在胃中停留多長時間方可分解90%。解：將ct = ( 1- 90%) × 0.16 = 0.016g代入一級反應速率方程為ln，得 ln= 0.46t ； t = 5h9 在500K時，硝基甲烷（CH3NO2）的半衰期是650s。試求該一級反應的 （1）速率常數(shù)。 （2）硝基甲烷的濃度由0.05mol·L-1減至0.0125mol·L-1所需時間。 （3）繼（2）之后1h硝基甲烷的濃度。解：（1）一級反應； （s -1）（2）ct = 0.0125mol·L- 1, co = 0.05mol&#

42、183;L1代入一級反應速率方程，可得lnln= 1.07×103 t ； t = 1300s（或推論，反應由0.05mol·L-1 減至0.0125mol·L1經(jīng)歷兩個半衰期，因此t = 2×=1300s）（3）繼（2）以后，反應時間為t = 1300 +3600 = 4900（s）， 代入速率方程表達式，得ln= - 1.07×10 - 3×4900 ； ct = 2.64×10 410在稀的蔗糖溶液中（即水大量存在）發(fā)生下列反應： C12H22O11（aq）+ H2O（l） 2C6H12O6（aq） 該反應為一級反應，

43、若該反應的速率常數(shù)k為0.034h-1，且蔗糖溶液的起始濃度為0.010 mol·L-1，試求：（1）蔗糖水解反應的起始速率；（2）5h后蔗糖的濃度。解：（1）該一級反應的速率方程可寫作v = k c（C12H22O11）起始速率v = 0.034 × 0.010 = 3.4×10 - 4mol·L-1·s-1 （2）ln= - k t ct = 0.0084 mol·L-111某病人發(fā)燒至40，使體內某一酶催化反應的速率常數(shù)增大為正常體溫（37）時的1.23倍。試求該催化反應的活化能。解：由阿氏公式k = A·eEa/RT

44、 ， 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2NOCl（g）= 2NO（g）+ Cl2（g）的活化能為101kJ·mol-1，300K時，速率常數(shù)k1為2.80×10-5 L·mol-1·s-1，試求400K時的速率常數(shù)k2。解：由 ；有 ； k2 = 0.698 L·mol-1·s-1 13；已知青霉素G的分解反應是一級反應，37時其活化能為84.8 kJ·mol-1，指前因子

45、A為4.2×1012h-1，試求37時該反應的速率常數(shù)k。解：代入阿氏公式 k = A·e - Ea/RT得 =7.2×10 3 h-1 14300K時，下列反應 H2O2（aq）= H2O（l）+ （1/2）O2（g） 的活化能為75.3kJ·mol-1。若用I -催化，活化能降為56.5kJ·mol-1；若用酶催化，活化能降為25.1kJ·mol-1。試計算在相同溫度下，該反應用I催化及酶催化時，其反應速率分別是無催化劑時的多少倍？解： 由Arrhenius公式，有k = A·e - Ea/RT用I- 催化時，=1.9&

46、#215;103倍有酶催化時，=5.5×108倍第四章 溶液及溶液中的離子平衡習題與解答1下列說法是否正確？如不正確，請說明原因。（1） 物質的量濃度的優(yōu)點是與溫度無關，而質量摩爾濃度和物質的量分數(shù)與溫度有關。答：否，（體積）物質的量濃度與溫度有關，而質量摩爾濃度和物質的量分數(shù)濃度都與溫度無關。（2） 直鏈羧酸通式為CH3(CH2)nCOOH，當n值增大時，羧酸在極性溶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。（3） 溶液的蒸氣壓隨著溶解的質量的增加而增加。答：錯，溶液的蒸氣壓隨所溶解的難揮發(fā)溶質的質量增加而降低，從而引起溶液的沸點上升和凝固點降低。對難揮

47、發(fā)、非電解質的稀溶液，其蒸氣壓下降滿足下式p = p：蒸氣壓下降值； Kp：凝固點降低常數(shù)，與溶劑的性質有關；b：質量摩爾濃度。若溶質是易揮發(fā)的，則蒸氣壓上升。（4） 由于海水和淡水的滲透壓不同，所以海水和淡水魚不能調換生活環(huán)境，否則將會引起魚體細胞的腫脹和萎縮，使其難以生存。答：對。（5） 在氫硫酸（H2S）中，H+(aq)和S2-（aq）濃度之比應為2:1。答：否，H2S溶液中c（H+） >> c（S2-）, 這是因為氫離子濃度主要來自于一級解離，而S2-離子濃度近似等于其二級解離常數(shù)，而且Ka1 >> Ka2。（6） 緩沖溶液是指在一定范圍內溶液的pH不因稀釋或外

48、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,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（將正確答案的標號填入空格內，正確答案可以不止一個）:（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程， 固體在液體中溶解多為放熱過程 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

49、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:（1） Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液中。答：NH4Cl為強酸弱堿鹽，顯酸性，可中和部分OH -， Mg(OH)2 = Mg2+ + 2OH-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卻不能溶于鹽酸和稀硫酸，但能溶于硝酸中。答：由式可知，c(S2 - )與溶液中c(H+)2有關，當溶液中c(H+)增加時，c(S2)c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

50、5;10-24），而KspCuS = 6.3×10-37, 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中解離出來的離子（Ba2+ 或 SO42）反應，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，水體質量惡化_。（2） 水中加乙二醇可

51、以防凍的原因是水中溶解溶質后使水的凝固點降低。（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%(質量分數(shù))，密度為1.19g/cm3。計算:（1） 鹽酸的物質的量濃度(c)。（2） 鹽酸的質量摩爾濃度(bB)。（3） HCl和H2O的物質的量分數(shù)(x2 和x1)。 解：(1)鹽酸的分子量為36.5, c = = 12.06 mol·L-1 (2) bB = = 1

52、6.09 mol·kg-1 (3) x2 = ；x1 = 1-x2 =0.7756 由于食鹽對草地有損傷，因此有人建議用化肥如硝酸銨或硫酸銨代替食鹽來融化人行道旁的冰雪。下列化合物各100g溶于1kg水中，問哪一種冰點下降的多？若各0.1mol溶于1kg水中，又問哪一種冰點下降的多？（1） NaCl (2) NH4NO3 (3) (NH4)2SO4答: 根據(jù)依數(shù)性定律，答案分別為（1）；（3）NaClNH4NO3(NH4)2SO4100g物質含離子數(shù)（mol）100×2/58.5100×2/80100×3/1320.1mol 物質含離子數(shù)（mol）0.2

53、0.20.37 3.62g尼古丁溶于73.4g水中，其凝固點降低了0.563。求尼古丁的相對分子質量。解：由公式可得 bB = 0.563/ 1.86 = 0.303 mol·kg-1 尼古丁的分子量為 8樹干內部樹汁上升是滲透壓所致.設樹汁是濃度為0.20molL-1的溶液,在樹汁的半透膜外部水中非電解質濃度為0.02molL-1.試估計在25時,樹汁能夠上升多高。解：根據(jù)求滲透壓公式=cRT =(0.20-0.02)×8.314×298 =446kPa48m9. 25時,0.1mol l-1甲胺（CH3NH2）溶液的解離為6.9%CH3NH2(aq) + H2

54、O(l) = CH3NH+3(aq) + OH-(aq)試問:相同濃度的甲胺與氨水哪個堿性強? 解： 甲胺中 c(OH - )=c（CH3NH2）= 0.1 × 6.9% = 0.0069 mol·L-10.1mol·l1氨水中c(OH - ) = 0.00133 mol L-1結論：相同濃度時，甲胺的堿性更強10在1 L 0.1mol L-1 HAc 溶液中,需加入多少克的NaAc·3H2O才能使溶液的pH 為5.5？（假設NaAc·3H2O的加入不改變HAc的體積）。解：該系統(tǒng)為緩沖溶液 c（H+）= ； 10-5.5 = 1.74×10 -5 ； cs = 0.055 molL-1。需加醋酸 0.55×136 = 74.8g11某一元弱堿（M