普通化学习题与解答（第二章）

由天下分享时间：2025/1/2 8:32:05 加入收藏我要投稿点赞

=3.52?104h?4年

20、根据实验结果，在高温时焦炭中碳与二氧化碳的反应：

C?CO2?2CO

其活化能为167.4kJgmol?1，计算自900K升高到1000K时，反应速率的变化。解：由阿仑尼乌斯公式，得

ln?v(T2)/v(T1)??ln?k(T2)/k(T1)??Ea(T2?T1)

RT2T1167.4kJgmol?1?(1000?900)K==2.24 8.314?10?3kJgK?1gmol?1?1000K?900Kv(T2)?9.4v(T1)

即反应温度自900K升高到1000K时，反应速率增大9.4倍。

21、将含有0.1molgdm?3Na3AsO3 和0.1molgdm?3Na2S2O3的溶液与过量的

稀硫酸溶液混合均匀，产生下列反应：

2H3AsO3(aq)?9H2S2O3(aq)?As2S3(s)?3SO2(g)?9H2O(l)?3H2S4O6(aq)

今由实验测得在17℃时，从混合开始至溶液刚出现黄色的As2S3沉淀共需时1515s；若将上述溶液温度升高10℃，重复上述实验，测得需时500s，试求该反应的活化能Ea值。(提示：实验中，反应速率常用某物质一定浓度改变所需的时间来表示。)

解：该反应17℃（290K）时，所需时间t1=1515s；27℃（300K）时，所需时间t1=500s。因反应速率与反应所需时间成反比，故可得

?ET?Tv2t1k2ln?ln?ln??a(21) v1t2k1RTT12即 lnEa1515s300K?290K?()= -1.11 500s8.314JgK?1gmol?1300K?290KEa=8.02×104Jgmol?1=80.2kJgmol?1

22、在没有催化剂存在时，H2O2 的分解反应：

1H2O2(l)?H2O(l)?O2(g)

2的活化能为75kJgmol?1。当有铁催化剂存在时，该反应的活化能就降低到54kJgmol?1。计算在298K 时此两种反应速率的比值。

解：设无催化剂存在时，该反应的活化能Ea,1=75kJgmol?1，反应速率为v1；使用铁催化剂时，该反应的活化能Ea,2=54kJgmol?1，反应速率为v2。根据阿仑尼乌斯公式：lnk?Ea，在相同温度和其他条件下 ?ART?E?Ea,2v2k2 ln?ln??a,1v1k1RT(75?54)kJgmol?1 ==8.5 ?3?1?18.314?10kJgKgmol?298K故两反应速率的比值为

v2?4.8?103。 v1?C(s)?H2O(g)?CO(g)?H2(g);?rHm?0。23、对于制取水煤气的下列平衡系统：

问：

（1）欲使平衡向右移动，可采取哪些措施？

（2）欲使正反应进行得较快且较完全（平衡向右移动）的适宜条件如何？这些措施对K?及k（正）、k（逆）的影响各如何？解：根据吕·查德里原理：

（1）欲使平衡向右移动，可采取以下措施：增加H2O(g)的分压（或浓度）；减

少CO(g)或H2(g)的分压（或浓度）；减少系统总压力；增加反应温度。（2）使正反应进行得较快且较完全条件有：增加温度，这使得K?及k（正）、

????rHm??rSm??，当?rHm＞0时，温度升k（逆）均增大。因为lnK?RTR?高，K增大。k?Ae??EaRT，当温度升高时，k（正）、k（逆）均增大。增

加H2O(g)的分压（或浓度），此时K?及k（正）、k（逆）均不变，因为、k（逆）均与反应物浓度无关。 K?及k（正）

24、设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300℃，试利用标准热力学函数

11?估算此温度时反应N2(g)?O2(g)?NO(g)的?rGm和K?的数值，并联系反应

22速率简单说明在大气污染中的影响。解：

11N2(g)?O2(g)?NO(g) 22??fHm(298K)/kJgmol?1 0 0 90.25