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一、选择题
1．对反应 2SO2(g)+O2(g)
A.
dc(SO2)dc(O2) ?dtdtNO(g) 2SO3(g) 下列几种速率表达式之间关系正确的是( )。
dc(SO2)dc(SO3) ?dt2dt B.
C. dc(SO3)?dc(O2) D. d c(SO3)??d c(O2)
2dtdt2d td 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：
??AA??BB??????????YY??ZZ
v?dcAdcdcdc?B?Y?Z vAdtvBdtvYdtvZdt2．由实验测定，反应 H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) 的速率方程为v＝kc(H2)c1/2(Cl2) ，在其他条件不变的情况下，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(H2)c1/2(Cl2)，H2和Cl2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Ea.正=70 kJ·mol-1，逆反应的活化能Ea.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 = Ea,正－ Ea,逆 。
4．在298K时，反应 2H2O2===2H2O+O2，未加催化剂前活化能Ea=71 kJ·mol-1，加入Fe3+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?EaRTk，可得2?ek1Ea?Ea21RT?e290008.314?298?1.2?105
5．某反应的速率常数为2.15 L2·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v?kca(A)cb(B)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)+Cl2(g)===2NOCl(g) 的速率方程为v＝kc2(NO)c(Cl2)。故该反应( )
A. 一定是复杂反应 B. 一定是基元反应 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是基元反应。反应是基元反应还是复杂反应，要通过实验来确定。 7．已知反应 N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔrHmθ>0，当升高温度时，Kθ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 2SO2(g)+O2(g)
的关系为( )
?A. K1θ＝K2θ B. K1θ＝K2 C. K2θ＝
?K12SO3(g) 平衡常数为K1θ，反应 SO2(g)+12O2(g) SO3(g) 平衡常数为K2θ。则K1θ和K2θ
D. 2K1θ＝K2θ
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 2MnO4-+5C2O42-+16H+===2Mn2++10CO2+8H2O ΔrHmθ< 0，欲使KMnO4褪色加快，可采取的措施最好不是( )。
A. 升高温度 B. 降低温度 C. 加酸 D. 增加C2O42-浓度
解：选B。欲使KMnO4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 aA(g) + bB(g)
?
dD(g) + eE(g) ?rHm>0，且a+b>d+e，要提高A和B的转化率，应采取的措施是( )。
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
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减小压力（即分子化学计量数之和小）的方向移动；所以为提高反应物A和B的转化率，应采取的措施是高温高压。 二、填空题
1．已知反应 2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) 的反应历程为 ① 2NO(g)+H2(g)===N2(g)+H2O2(g) （慢反应） ② H2O2(g)+H2(g)===2H2O(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(H2)c2(NO) ，此反应为 3 级反应。
2．已知基元反应 CO(g)+NO2(g)===CO2(g)+NO(g) ，该反应的速率方程为 v=kc(CO)c(NO2) ；此速率方程为 质量作用 定律的数学表达式，此反应对NO2是 1 级反应，总反应是 2 级反应。
3．催化剂加快反应速率主要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是 活化分子总数 增加，提高温度，反应速率加快的主要原因是 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 < Kθ，所以平衡向正反应方向移动；对放热反应，提高温度，Q > Kθ，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 PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(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Kθ值 不变 ，如温度改变使化学
平衡发生移动，此时Kθ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。则该反应的活化能是 ，303
K时的速率常数为 。 三、简答题：
Ea?1．根据阿仑尼乌斯指数式k = A·eRT，对一切化学反应，升高温度，反应速率均加快吗？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？
Ea，?RT解：根据阿仑尼乌斯指数式k = A·e，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。
?? IO- 2．反应速率方程和反应级数能否根据化学反应方程式直接得出？次氯酸根和碘离子在碱性介质中发生下述反应：ClO + I ??--OH?+ Cl- 其反应历程为
（1）ClO- + H2O === HClO + OH- （快反应） （2）I- + HClO === HIO + Cl- （慢反应） （3）HIO + OH- === H2O + IO- （快反应）
试证明 v＝kc(I-)c(ClO-)c-1(OH-)
解：反应速率方程式和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v?k2c(I)c(HClO)
--Kc(ClO) c(HClO)c(OH) 由反应（1）可得平衡常数K= 所以 c(HClO)?c(OH-)c(ClO-)-Kc(ClO-)-c(ClO) 代入速率方程得：v?k2c(I) 整理得： v?Kk2c(I) --c(OH)c(OH)-令k2K=k 所以v?kc(I-)c(ClO-)c?1(OH-) 3．写出下列反应的平衡常数Kθ的表示式。
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（1）CH4(g) + 2O2(g) （2）MgCO3(s) （3）NO(g) +
12CO2(g) + 2H2O(l) MgO(s) + CO2(g)
O2(g) NO2(g)
2Mn2+(aq) + 5O2(g) + 8H2O(l)
（4）2MnO4-(aq) + 5H2O2(aq) + 6H+(aq) 解：
?p(CO2)??pθ??p(CO2)???θθ（1）K? （2）K??? 2θ?p(CH4)??p(O2)??p??pθ??pθ?????25?p(NO2)??c(Mn2+)??p(O2)??pθ?????θθ??θcp????（3）K? （4）Kθ? 1/2265?p(NO)??p(O2)??c(MnO-??c(H2O2)??c(H+)?4)?pθ??pθ???????θcθcθ??c????????四、计算题：
1．A(g) → B(g) 为二级反应。当A的浓度为0.050mol·L-1时，其反应速率为1.2 mol·L-1·min-1。（1）写出该反应的速率方程。（2）计算
速率常数。（3）在温度不变时欲使反应速率加倍，A的浓度应为多大？ 解：（1）依题意有：v?kc2(A)
（2）依据v?kc2(A) ，代入数据计算：1.2?k(0.05)2 得到
k?480L?mol-1?min-1 =8 L?mol-1?s-1
（3）依据v?kc2(A) 代入数据计算：2.4?480?c2(A) 得到 c(A)=0.0707mol.L-1
2．在1073K时，测得反应 2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) 的反应物的初始浓度和N2的生成速率如下表
实验序号 1 2 3 初始浓度 /（mol·L-1） c(NO) 2.00×10-3 1.00×10-3 2.00×10-3 c(H2) 6.00×10-3 6.00×10-3 3.00×10-3 生成N2的初始速率mol?L?1?s?1 1.92×10-3 0.48×10-3 0.96×10-3 （1）写出该反应的速率方程并指出反应级数； （2）计算该反应在1073K时的速率常数；
（3）当c(NO)=4.00×10-3 mol·L-1，c(H2)=4.00×10-3 mol·L-1时，计算该反应在1073K时的反应速率。
解：（1）设速率方程为： v=kcx(NO)cy(H2)
代入实验数据得： ① 1.92×10-3=k(2.00×10-3)x(6.00×10-3)y ② 0.48×10-3=k(1.00×10-3)x(6.00×10-3)y ③ 0.96×10-3=k(2.00×10-3)x(3.00×10-3)y
①÷②得 4 = 2x x=2 ； ①÷③得 2 = 2y ，y = 1 所以 v=kc2(NO)c(H2)
（2）k=8×104 L2·mol-2·s-1 （3）v=5.12×10-3 mol·L-1
3． 已知反应 N2O5(g)=== N2O4(g)+1O2(g) 在298K时的速率常数为3.46×105s-1，在338K时的速率常数为4.87×107s-1，求该反应的2活化能和反应在318K时的速率常数。 解：
E?T2?T1?k?ln2?a? ??k1R?T2T1? 则：Ea=103.56 kJ.mol-1
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?T1?298?K?5?1 ?k1?3.46?10s?T1?338K?7?1 ?k2?4.87?10s- - .. --
?T3?318Kk3Ea?T3?T1?T1?298K?ln? ? 代入公式 ?5?1k1R??k3???k1?3.46?10s?T3T1得k3= 4.79×106 s-1
??? ?4．在301K时，鲜牛奶大约4h变酸，但在278K的冰箱中可保持48h，假定反应速率与牛奶变酸的时间成反比，求牛奶变酸的活化能。
1E?T2?T1?k11k?解：v? 所以 k? ， 2?t2?t1?48?12 ln2?a? ??1ttkRTTk1t241?21?t1 ln12?Ea301K?278K() 则：Ea=75.16 kJ.mol-1 -1?18.314J?K?mol301K?278?5．已知反应 2H2O2===2H2O+O2 的活化能Ea=71kJ·mol-1，在过氧化氢酶的催化下，活化能降为8.4 kJ·mol-1。试计算298K时在酶的
催化下，H2O2的分解速率为原来的多少倍？ 解：lnk2??Ea2RT?lnA ①; lnk1??Ea1RT?lnA ②
k2Ea?Ea271000?8400? ln= =25.27 所以k1RT8.314?298k2?k19.4×1010 即v2/v1=9.4×1010
6．在791K时，反应 CH3CHO===CH4+CO 的活化能为190 kJ·mol-1，加入I2作催化剂约使反应速率增大4×103倍，计算反应在有I2
存在时的活化能。 解：lnk2??Ea2RT?lnA ①; lnk1??Ea1RT?lnA ②
k2Ea1?Ea2kln? 因为 2?4?103， k1RTk13 所以 lg(4?10)?190000??J?mol?1?Ea22.303?8.314J?K-1?mol?1?791K
则 Ea2=135.4 kJ.mol-1
7．已知下列反应在1362K时的平衡常数： （1） H2(g) +
12S2(g)
H2S(g) K1θ=0.80 H2S(g) + 2H2O(g) K2θ=1.8×104
S2(g) + 4H2O(g) 在1362K时的平衡常数Kθ。
（2） 3H2(g) + SO2(g)
计算反应（3）4H2(g) + 2SO2(g)
解：目标方程式（3）可以这样重合得到：(3) = (2)×2-(1)×2 ∴Kθ=
?1.8?10?(K)?108 ??=5.06×2(K)0.8?? 2SO3(g) SO2(g)的起始量为0.4 mol·L-1， O2(g)
θ2θ12428．在800K下，某体积为1L的密闭容器中进行如下反应 2SO2(g) + O2(g)
的起始量为1.0 mol·L-1，当80%的SO2转化为SO3时反应达平衡，求平衡时三种气体的浓度及平衡常数。 解：
2SO2(g) + O2(g) ====== 2SO3(g) 起始浓度/(mol?L-1) 0.4 1 0 平衡浓度/ (mol?L-1) 0.4(1-80%) 1-0.4?280% 0.4×80% =0.08 =0.84 =0.32
所以 c(SO2)?0.08mol?L?1 ， c(O2)?0.84mol?L?1， c(SO3)?0.32mol?L?1
c2(SO3)0.322.-1 Kc= 219.05 Lmol??c(SO2)c2(O2)0.082?0.84L?mol?1因为压力平衡常数：Kp= Kc(RT)-1=[19.05/（8.314×800）] （kPa）-1= 0.00286（kPa）-1
所以标准平衡常数 Kθ=Kp(pθ)=Kc(RT)-1(pθ)= 0.00286（kPa）-1 ×100 kPa = 0.286
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9．在523K下PCl5按下式分解 PCl5(g) PCl3(g)+C12(g) 将0.7mol的PCl5置于2L密闭容器中，当有0.5mol PCl5 分解时，
体系达到平衡，计算523K时反应的Kθ及PCl5分解率。 解：
PCl5(g) ===== PCl3(g) + Cl2(g) 起始浓度/(mol?L-1) 平衡浓度/ (mol?L-1)
0.72=0.35 0 0
=0.1 0.25 0.25
0.7?0.52 因为pV=nRT 所以p=
θn
RT=cRT V
[p(PCl3/pθ)][p(Cl2/pθ)]c(PCl3)c(Cl2)]RT0.25?0.25?8.314?523 K???θ??27.18 θc(PCl5)0.1?100[p(PCl5/p)]p??0.35?.01?100%= 71.43% 0.35 2CO(g) 在1773K时Kθ＝2.1×103，1273K时Kθ＝1.6×102，计算:
10．反应 C(s) + CO2(g)
（1）反应的ΔrHmθ，并说明是吸热反应还是放热反应； （2）计算1773K时反应的ΔrGmθ （3）计算反应的ΔrSmθ。 解：
θθ8.314J?mol?1?K?1?1773K?1273K2.1?103K2?rHmT2?T1-1θln （1） 由 lnθ?= 96.62 kJ·mol () ?rHm=2(1773?1273)K1.6?10K1RT2T1θ （2） ?rHm= -2.303RT lgKθ = -2.303×8.314 J?mol?1?K?1×1773K×lg2100 = -112.78 kJ·mol-1
θθ?rTm??rGm(96620?112760)J?mol-1??118.1J?mol-1?K-1 （3） ?rG??rH?T?rS ?rS?T1773Kθmθmθmθm11．在763K时反应 H2(g) + I2(g) 实验序号 1 2 3
c(H2) / (mol·L-1) 0.060 0.096 0.086 2HI(g) Kθ=45.9，H2、I2、HI按下列起始浓度混合，反应将向何方向进行？ c(I2) /( mol·L-1) 0.400 0.300 0.263 c(HI) / (mol·L-1) 2.00 0.5000 1.02 2.002(1)θθ
解：K = 45.9 Q1 = 0.060=166.7 > K = 45.9 反应逆向自发
(1)(0.400)12(0.50001)Q2 = 0.0960.300=8.68 < Kθ = 45.9， 正向自发 (1)(1)022(1.1)Q3 = 0.0860.263≈45.9 = Kθ = 45.9， 平衡状态
(1)(1)12．Ag2O遇热分解 2Ag2O(s)4Ag(s) + O2(g)， 已知298K时Ag2O的ΔfHmθ = -30.59kJ·mol-1，ΔfGmθ= -10.82 kJ·mol-1。求:
（1）298K时Ag2O(s)-Ag体系的p(O2)；
（2）Ag2O的热分解温度（在分解温度时p(O2)＝100kPa）。 解：由题意可得Ag2O分解的化学反应吉布斯自由能变、焓变分别为
θθθθ?rGm?2(??fGm)=21.64 kJ·mol-1 ；?rHm?2(??fHm)=61.18 kJ·mol-1 θθ（1）?rGm??RTlnK Kθ?p(O2)/pθ 21.64??RTlnp(O2)/pθ
Kθ?p(O2)/pθ?0.00061 p(O2)=0.0161 kPa
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θθ?11? T=298 K 则 ?rHm（2）因为当恰好分解，处于平衡状态时，p(O2)=100 kPa 所以Kθ=1 ，lnK21????θK1R?T1T2?118.314J?mol?1?K?11??ln ， T2 = 470 K T2298K61.18kJ?mol?10.0001611宁可累死在路上，也不能闲死在家里！宁可去碰壁，也不能面壁。是狼就要练好牙，是羊就要练好腿。什么是奋斗？奋斗就是每天很难，可一年一年却越来越容易。不奋斗就是每天都很容易，可一年一年越来越难。能干的人，不在情绪上计较，只在做事上认真；无能的人！不在做事上认真，只在情绪上计较。拼一个春夏秋冬！赢一个无悔人生！早安！—————献给所有努力的人
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无机与分析化学课后习题第三章答案
