课后习题解答

第一章思考题与习题解答 1．说明下列符号的含义。 (T) (T) （T）

答： ：等容反应热； (T)：温度T下，反应的摩尔焓变（数值等于等压反应热）； (T)：温度T下某物质的标准摩尔生成焓； ：反应进度。

2．盖斯定律的使用条件，下列哪种说法正确？ （1）等压 （2）等容 （3）等温、等容或等温、等压 （4）等温、不做有用功，等容或等压 答：正确答案为（4）。

3．热力学标准态的含义？为什么要确定热力学标准态？

答：纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压力[ pΘ(100kPa)]下的状

态。混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为pΘ时的状态。纯液态（或纯固态）物质的标准态是指压力为pΘ下的纯液体（或纯固体）的状态。溶液的标准态选1 mol·L–1。因为化学反应中的能量以及状态函数改变是受许多条件（如温度、压力、浓度、聚集状态等）的影响，为了比较方便，国际上规定了物质的热力学标准态。

4．简述照明弹中的铝、镁、硝酸钠和硝酸钡等物质各起什么作用？

答：金属铝、镁在燃烧时,可以放出大量热（ = – 601.7 kJ·mol–1, = – 1675.69 kJ?mol–1）产生千度以上的高温，而反应放出的热量能使硝酸盐分解产生O2，又加速镁、铝的燃烧反

应，使照明弹更加绚丽夺目。

在其中铝和镁作为还原剂；氧气、硝酸钠和硝酸钡等作氧化剂。 5．通过计算说明，氧－乙炔焰为什么可以用于金属焊接和切割？ 答： （5/2）O2 + C2H2 = 2CO2 + H2O(g) /（kJ? mol–1） 0 226.7 –393.5 –241.8 rH = f H (生成物)－ （反应物）

△rH =2×(–393.5) + (–241.82) – 226.7 – 0 = – 1255.5 kJ·mol–1 因反应放出大量热，可以熔化金属，所以可用于焊接或切割金属。

6．通过计算说明，为什么称硼的氢化物（硼烷），硅的氢化物（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·mol–1 ]。

解： B2H6（g） + 3O2(g) = B2O3（s） + 3H2O（g） ／（kJ·mol–1） 36.56 0 –1132.55 –241.82 △rH = –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 = –1427.25 kJ·mol–1

上述两个反应都放出大量热，因此B2H6（g）和SiH4（g）可以作为高能燃料。 7．已知下列反应的化学反应热

C（石墨）+ O2（g）= CO2（g） ΔrHm(1) = –393.5 kJ·mol–1 H2（g）+ (1/2) O2（g）=H2O（l） ΔrHm(2) = –285.8 kJ·mol–1 C2H6（g）+(7/2)O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） ΔrHm (3) = –1559.8 kJ·mol–1 不用查表，计算由石墨和氢气化合生成1mol C2H6（g）反应的ΔrHm。 解：根据Hess定律 ΔrHm (C2H6) = 2ΔrHm(1) + 3ΔrHm(2) –ΔrHm (3) 所以ΔrHm (C2H6) = 2×(–393.5) + 3×(–285.8) – (–1559.8) = –84.6 kJ·mol–1 8．在用硝石制硝酸时，下列反应同时发生

（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%是由反应（1）产生的，20%是由反应（2）产生的。问在25℃制取1kgHNO3(g)时将放出多少热量？已知KNO3、H2SO4、KHSO4、HNO3（g）、K2SO4的标准生成焓依次为–494.63、813.99、–1160.6、135.6、–1437.79（kJ·mol–1）。

解： KNO3（s）+H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g）方程（1） /（kJ?mol–1）–469.63 813.99 –1160.6 135.6 rH = f H (生成物)－ （反应物）

△rH (1) = (–1160.6 +135.6 ) – (–494.63 + 813.99 ) = –1344.36 kJ·mol–1 2KNO3（s）+H2SO4（l）= K2SO4（s）+2HNO3（g）方程（2） /（kJ?mol–1）–469.63 813.99 –1437.79 135.6

△rH (2)= [–1437.79) + 2× (135.6)] – [2× (–469.63) + 813.99]= –1041.32 kJ·mol–1

HNO3的相对分子量为63， 1 kg HNO3的物质的量n = =15.9 (mol)

制取1 kg HNO3(g)时的反应热为

9．甘油三油酸脂是一种典型的脂肪，当它在人体内代谢时发生下列反应 C57H104O6（s）+ 80 O2（g）= 57CO2（g）+52H2O（l）

该反应的 = –3.35×10 4 kJ·mol–1 ，问如以当代男大学生平均每人每日耗能10125.3kJ，且以完全消耗这种脂肪来计算，每天需消耗多少脂肪？

解：每天消耗脂肪物质的量

该脂肪相对分子量为884； 每天消耗脂肪的质量为 0.30×884=267.0 (g) 10．葡萄糖（C6H12O6）完全燃烧反应的方程式为

C6H12O6（s）+ 6O2（g）= 6CO2（g）+ 6H2O（l）

该反应的 = –2820 kJ·mol–1 ，当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热的约40%可用于肌肉活动的能量。试计算一匙葡萄糖（以3.8g计）在人体内氧化时，可获得的肌肉活动能量。

解：葡萄糖相对分子量为180；一匙葡萄糖(3.8g)的物质的量为 3.8 / 180 = 0.021(mol) 一匙葡萄糖被氧化放出的热量为

0.021 = 0.021 ×2820 = 59.2 kJ 可获得的肌肉活动能量 59.2×40% = 23.7 kJ

11．辛烷是汽油的主要成分，根据附录的有关数据计算下列两个反应的热效应，并从计算结果比较可以得到什么结论（已知： （C8H18，l）=–218.97 kJ·mol–1）？

（1）完全燃烧 C8H18（l）+ O2（g）→CO2（g）+ H2O（l） （2）不完全燃烧 C8H18（l）+ O2（g）→C（s）+ H2O（l）

解：据附录查得下列物质C8H18(l), O2 (g) , CO2 (g),C(s), H2O(l)的标准生成焓变

分别为218.97kJ.mol–1, 0, –393.5 kJ.mol–1, 0, –285.83 kJ.mol–1 rH = f H (生成物) － f H (（反应物）

C8H18（l）+（25/2）O2（g）= 8CO2 （g） + 9H2O（g） /（kJ?mol–1）–218.97 0 – 393.5 – 241.82 △rH (1)= 8 ( – 393.5) + 9 (285.83) – 0 – (–218.97) = –5105.41 kJ·mol–1

C8H18（l）+（9/2）O2（g）= 16C （s） + 9H2O(g) /（kJ?mol–1） –218.97 0 0 – 285.83 △rH (2)= 0 + 9 (– 285.83 ) –0 – (–218.97) = 2395.35 kJ.·mol–1 △rH (1) >> △rH (2)， 结论：完全燃烧放热量大。 第二章思考题与习题解答

1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。

（1） 因为 =ΔH，而ΔH与变化途径无关,，H是状态函数，所以 也是 状态函数。

答：错, H是状态函数，但是焓变（ΔH）不是状态函数。 =ΔH只是数值关系。 （2）单质的标准生成焓( )和标准生成吉布斯函数变( )都为零， 因此其标准熵（ )）也为零。

答：错，因 H 和 G 的绝对值还无法得到，因此采用相对值，根据定义，最 稳定单质的 和 都为零，而S有绝对值，除完美晶体在0K时的熵等

于0外，其它条件下的熵（包括标准熵）皆不为零。但离子的熵也是相对值， 是以氢离子为相对标准（H+的 = 0）。

（3）对于纯固、液、气态物质而言，100kPa、298K是其标准态。 答：对。虽然热力学标准态不指定温度，但是任何温度都有其对应的标准态。 （4）H、S、G都与温度有关，但ΔH，ΔS，ΔG都与温度关系不大。 答：错，一般认为反应的ΔH，ΔS 与温度关系不大，但ΔG =ΔH– TΔS，所 以ΔG与温度关系较大。

（5）等温等压条件下，用 就可以判断任何一个化学反应的方向。 答：错，等温等压条件下用 （>0 或<0）判断反应方向，而不是用 。

（6）化学反应进度可以度量化学反应进行的程度，所谓1mol反应是指各物质按化学反应方程式的计量关系进行的完全反应。

答：对

（7） 与KC、KP在数值上是相等的，但量纲不一定相同， 答：(有关数值) KC与 的数值相等；当 时， 与 的数值也 相等。（有关量纲） 没有量纲； 当 时，KC 与KP 也都没有量纲； 但是 时，KC 与KP有量纲； 例如合成氨反应

设平衡时 p (NH3) =247 kPa； p (N2) =1kPa； p (H2) =10kPa。 Kp＝ = = 6.1×10－5 (kPa)－ 2

假如单位用atm，Kp = 6.1×105atm2；或用mmHg，Kp =1.06mmHg2。

Kθ = =

可以看出 时，Kp有量纲，且数值与KQ 不等。

（8） > 0，反应不能自发进行，但其平衡常数并不等于零。 答： > 0，只能说明在标准态下，过程不能自发进行。在非标准态下， 而且| |又不是很大时，不能用于判断反应方向。可逆反应平衡常数都 不应为零。

2．选择题（将正确答案的标号填入空格内） (1)下列物理量属于状态函数的是。

①T ②p ③V ④W ⑤H ⑥ΔH ⑦S ⑧G : 答：正确答案为① ② ③ ⑤ ⑦ ⑧。

(2)生产水煤气的反应为 C（s）+ H2O（g）=== CO（g）+ H2（g） 该反应的 = 131.3 kJ·mol–1，则该反应是 （∵系统ΔH >0，ΔS >0）。

①低温下正向不自发，高温下正向自发；②低温下正向自发，高温下正向不自发；③任何温度下正向都自发；④任何温度下正向都不自发

答：正确答案为①。

3．不用查表，将下列物质按标准熵 值由大到小的顺序排列。 （1）Si（s） （2）Br（l） （3）Br（g） 答： （3）> （2）> （1）

4．给出下列过程的 ， ， 的正负号（或零）

（1）电解水生成H2和O2； （2）H2O（g）273K H2O（l）； （3）H2O（l） 268K H2O（s） 答：各变化量的符号如下表所示 （1） （2） （3）

5．SiC是耐高温材料，问以硅石（SiO2）为原料，在标准状态和298K时能否制得SiC。 解 SiO2 + C = SiC + O2 kJ·mol–1 –856.67 0 –62.76 0 ＞ 0。

结论：不能在此条件下制备SiC。

6．由二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法 （1）MnO2（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

+ – – + – – + – – 试通过计算确定上述两个反应在298K、标态下的反应方向？如果考虑工作温度越低越好，则采用那种方法较好？

解：（1）MnO2(s) + 2H2 (g) = Mn(s) + 2H2O(g)

△rG =△rH －T△r S =37.22kJ·mol–1－298×94.96×10 –3=8.922 (kJ·mol–1) (2) MnO2(s) + 2C(s) = Mn(s) + 2CO(g)

△rG =△rH －T△rH = 299.8 ― 298 × 363.3 × 10 –3 = 191.5 kJ·mol–1 上述两个反应的 均大于0，所以298K，100 kPa下反应都不能自发正向进行。 （K） （K）

答：若考虑工作温度越低越好，易采用方程（1）的方法。 7．汞的冶炼可采用朱砂（HgS）在空气中灼烧

2HgS（s）+ 3O2（g）= 2HgO（s）+ 2SO2（g） 而炉中生成的HgO又将按下式分解 2HgO（s）= 2Hg（g）+ O2（g）

试估算炉内的灼烧温度不得低于多少时，才可以得到Hg（g）？

已知HgS（s），HgO（s）的 分别是 –58.2 kJ·mol–1，–90.83 kJ·mol–1； 分别是–50.6，–58.56（kJ·mol–1）； 分别是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

＜０； ＜ 0 ， 低温自发，高温非自发。

结论（1）：当升温至T ＞ 4607.7K 时, 反应由自发转变为非自发。 2HgO（s） = 2Hg（l） + O2（g）

kJ·mol–1 – 90.83 61.32 0

J·mol–1·K–1 70.29 174.85 205.03 ＞０； ＞ 0 ， 低温非自发，高温自发。 ；

结论（２）当升温至T ＞ 740.29K 时, 反应由非自发转变为自发进行。 所以，当740.29K ＜ T ＜ 4607.77K时。才可得到Hg(g)。 8．汽车尾气中含有CO，能否用热分解的途径消除它？

已知热分解反应为CO（g）= C（s）+ O2（g），该反应的 = 110.5 kJ·mol–1， = – 89J·mol–1·K–1 。

解: ∵△rG =△rH – T△rS ， 此反应△rH ＞0， △rS ＜0 ∴△rG 永远大于零，说明此反应在任何温度下反应都不能自发进行，又因 >> 0， 很小（9.5×10–25），平衡产率很低，故不能用热解法除CO。

9．在298K，100kPa条件下，金刚石和石墨的标准熵分别为2.45 J·mol–1·K–1和5.71 J·mol–1·K–1，它们的燃烧反应热分别为–395.40 kJ·mol–1和–393.51 kJ·mol–1，试求：

（1）在298K，100kPa条件下，石墨变成金刚石的 。 （2）说明在上述条件下，石墨和金刚石那种晶型较为稳定？

解: 已知: S (石)=5.71J·mol1·K–1, S (金)=2.45 J·mol–1·K–1 C(石)+O2(g)=CO2(g) △rH (1) = – 39351 kJ·mol–1 C(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） 根据Hess定律 该反 △rH (3)= △rH (1) – △rH (2) = –393.51 – (–395.40) = 1.89 kJ·mol–1 △rS =2.45 – 5.71= – 3.26 J·mol–1·K–1

△rG =△rH –T△rS = 1.89 – 298 × ( – 3.26) ×10–3 = 2.86 kJ·mol–1 ∵△rG > 0 ∴298K, 100kPa下, 石墨较稳定

10．计算合成氨反应 N2（g）+ 3H2（g）= 2NH3（g） 在673K时的标准平衡常数，并指出在673K，下列三种情况下反应向何方向进行？

（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：首先用热力学数据 求出 。

查表得 N2(g) + 3H2(g) = 2 NH3(g) △rH /（ kJ?mol–1） 0 0 –46.11 S /（J·mol–1·K–1） 191.50 130.57 192.34 △rH = 2×（– 46.11）= – 92.22 kJ·mol–1

△rS = 2×192.34 – 3×130.57 – 191.50 = – 198.53 J·mol–1·K–1 △rG (673K)= △rH – T△rS = – 92.22×– (– 198.53)×10–3

= 41.39kJ·mol–1·K–1 = = = – 7.397 ；

K = 6.13×10 – 4， 再求出各条件下的 ，与 进行比较。 (1) J1= =6.5×10 – 4 J1> K ∴反应逆向进行

在计算压力商（J）时，各项一定要用相对压力，而且注意分子和分母的单位要一致，在此单位用的是kPa，得出的结果J 与K 进行比较后，做出判断。

(2) J2= =8.7×10 – 4 J2> K ∴逆向进行 (3) J3= =1.0×10 –5 J3< K ∴正向进行

11．试通过计算说明1000K时能否用碳将Fe2O3、Cr2O3和CuO中的金属还原出来？ 解： (1) 2Fe2O3 +3C = 4Fe + 3CO2 △fH /（kJ? mol–1） 824.25 0 0 393.51 S /（J? mol–1·K–1） 87.40 5.74 27.28 213.64 △rH = 3 × (393.51) – 2 × (824.25) = – 467.97 kJ·mol–1

△rS = 3 × 213.64 + 4 × 27.28 – 3 × 5.74 – 2 × 87.40 = 558.02 J mol–1·K–1 △rG =△rH – T△rS = – 467.97 – 1000×558.02×10–3= – 1025.99 kJ·mol–1 ∵△rG <0， ∴1000K可用C还原出Fe。 (2) 2Cr2O3 + 3C = 4Cr + 3CO2

△fH /（kJ? mol–1） 1139.72 0 0 393.51 S /（J·mol–1·K–1） 81.17 5.74 23.77 213.64 △rH = 3× (393.51) – 2×(1139.72) = –1098.91 J·mol–1

△rS = 3×213.64 + 4×23.77 – 3×5.74 – 81.17×2 = 556.44 J·mol–1·K–1 △rG = –1098.91 – 1000×556.44 ×10–3 = – 1655.35 J·mol–1 △rG < 0，∴可用C还原出Cr。

(3) 2CuO + C = 2Cu + CO2

△rH /（kJ? mol–1） 157.32 0 0 393.51 S /（J·mol–1·K–1） 48.63 5.74 33.15 213.64 △rH = 3 × (393.51) – 2 × (157.32) = 865.89 J·mol–1

△rS = 213.64 + 2 × 33.15 – 5.74 – 2 × 48.63 = 176.94 J·mol–1·K–1 △ rG = 865.89 – 1000 × 176.94 × 10–3 = 688.95 kJ· mol–1 △rG > 0， ∴不能用C还原出Cu

12．已知SiF4（g）、SiCl4（g）的标准生成吉布斯函数（ ）分别为–1506和–569.8（kJ·mol–1），试用计算说明为什么HF（g）可以腐蚀SiO2，而HCl（g）则不能？

解： 4HF(g) + SiO2(g) = SiF4(g) + 2H2O(1) △fG /（kJ? mol–1） –273.22 –856.67 1506 –237.18 ΔrG = 2 × (–237.18) + (1506)–(–856.67) – 4 × (–273.22 ) = –30.81 kJ·mol–1 ΔrG < 0， ∴反应可正向进行，HF可被用来腐蚀SiO2。 4HCl(g) + SiO2 (g) = SiCl4(g) + 2H2O(l)

△fG /（kJ? mol–1） –95.30 –856.67 –617.01 –237.18

△rG =2 × (–237.18) + (–569.8) – (–856.67) – 4× (–95.30) = 193.71 kJ· mol–1 ∵△rG > 0 ∴不能正向进行，HCl不能被用来腐蚀SiO2。

13．试通过计算说明，为什么用BaCO3热分解制取BaO，反应温度要在1580K左右，而将BaCO3与碳黑或碎炭混合，按下式反应：

BaCO3（s）+ C（s）= BaO（s）+ 2CO（g）

则所需温度可显著降低。已知BaCO3（s）和BaO（s）的 分别是–1216 kJ· mol–1，–548.1 kJ· mol–1； 分别是112 J·mol–1·K–1和72.09J·mol–1·K–1。

解： BaCO3 = BaO + CO2 △fH /（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· mol－1 △rS = 213.64 + 72.09 — 112 = 173.73 J·mol－1·K－1 ＞０； ＞ 0 ， 低温非自发，高温自发。 转化温度 T = = 1580K

BaCO3 + C = BaO + 2CO

△fH /（kJ? mol–1）–1216 0 –548.1 –110.53 S /（J·mol–1·K–1）112 5.74 72.09 197.56 △rH = 2×(–110.53)+（–548.1）–0 –（–1216）= 446.84（kJ· mol－1） △rS = 2×197.56 + 72.09 – 5.74 – 112 = 349.47 (J·mol－1·K－1) 转化温度 T = = = 1278（K） 结论： 加还原剂后反应所需的温度降低。 思考题与习题解答

1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。 （1） 每种分子都具有各自特有的活化能。

答：不正确，活化能是活化分子所具有的最低能量与反应物分子平均能量之

差。 （前提: 发生化学反应；特点:活化能是个差值，是对一个化学反应而言的，而不是对一个分子而言的）

（2） 影响反应速率的几个主要因素对反应速率常数也都有影响。

答：不正确，温度和催化剂同时影响反应速率和速率常数，而浓度和压强只影响反应速率，而不影响反应速率常数。

（3）如果某反应速率方程中每一反应物的级数，都与相应化学计量方程式 中的化学计量数相同，则该反应必是元反应。

答：否，例如H2+I2=2HI 速率方程为 v=kc（H2）c（I2）， 曾经长期被认为是简单反应。但研究表明，此反应经历了两个步骤 ① （快反应，可逆平衡）； ； ； ② （慢反应，元反应）；

根据质量作用定律 ； [ 将 带入 ] 得到其速率方程： =

虽然其速率方程符合质量作用定律，但此反应是复杂反应。

（4）加催化剂不仅可以加快反应速率，还可影响平衡，也可使热力学认为 不能进行的反应自发进行.

答：否，加催化剂只能改变反应速率，不能影响化学平衡，也不能改变反应方向。

（5）反应级数只能是0或正整数。

答：错，反应级数不仅可以为0或正整数，而且可以为小数或负数。 （6）所有化学反应速率都和温度成正比。

答：不对，多数化学反应符合Arrhenius公式，但是一部分化学反应速率与温度的关系比较复杂，甚至有些反应（例如NO+O2=NO2）与温度成反比。

（7）升高温度可以加快所有化学反应的速率。答：错 [见(6)]。 2．选择题（将正确答案的标号填入空格内）

（1）已知反应A + 2B = 2D的速率方程为v=kc（A）c2（B），则该反应（ ） ① 是元反应 ② 是非元反应 ③ 应由实验确定 ④ 无法确定 答：正确答案是③。

（2）升高温度可以增加反应速率，主要原因是（ ） ① 增加分子总数 ② 增加活化分子总数 ③ 降低反应的活化能 ④ 使反应向吸热方向进行 答：正确答案是②。

（3）链反应的基本步骤有（ ），在链传递过程中，产生的自由基数目大于消耗掉的自由基数目的链反应是（ ）。

① 链的引发，链的传递 ② 链的引发，链的传递，链的终止 ③ 直链反应 ④ 支链反应 答：正确答案是②和④。

3．用锌和稀硫酸制取氢气，该反应的ΔrH为负值，在反应开始后的一段时间内反应速率加快，后来反应速率又变慢，试从浓度、温度等因素来解释此现象。

答：开始时，因为反应放热，使体系温度升高，加快反应了速率；随反应物 的消耗，其浓度下降，反应速率随之变慢。

4．反应 A（g）+ B（g）= 2D（g），ΔrH为负值，当达到化学平衡时，如改变下表中各项条件，试将其他各项发生的变化的情况填入表中：

增加A的分改变条件 压 正反应速 率 速率常数k 正 答：

增加压改变条件 增加A的分压 力 正反应速率 速率常数k不变 正 5．化学反应发生爆炸的原因是什么？H2和O2的混合物（2:1）的爆炸半岛图上为什么存在三个爆炸极限？

不变 减小 加快 加快 不变 度 变慢 加快 降低温使用催化剂 力 度 剂 增加压降低温使用催化答：通常发生在自由基产生速率大于其销毁速率时，温度、压力和混合气体的组成都是影响爆炸的重要因素。在爆炸半岛图上，当压力处于第一与第二爆炸极限时，支链反应速率加快，自由基产生速率大于销毁速率而发生爆炸；当压力升至第二和第三爆炸区间时，自由基销毁速率大于产生速率，进入慢速反应区，不发生爆炸；当压力达到第三爆炸限以上时，发生的是热爆炸。

6．在660K时，反应2NO + O2 = 2NO2的有关实验数据如下表

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）反应的速率方程及反应级数； （2）速率常数k ；

（3）c（NO）= 0.035mol·L–1，c（O2）= 0.025mol·L–1时的反应速率。 解：（1）速率方程通式可写作

将各级浓度及相应反应速率数据代入上式， 可得 2.5×10–3 = k (0.01)x (0.01)y ① 5.0×10–3 = k (0.01)x (0.02)y ② 4.5×10–2 = k (0.03)x (0.02)y ③

由（1）、（2）可得y = 1，由（1）、（3）可得x = 2。将x =2, y = 1代入速率方程，可得 k [c（NO）]2 [c (O2)]；反应级数为3级

（2）将y =1，x =2代入①②③中任意式， 可得 k = 2.5×10 3 ·mol·l–1·s–1

（3）将k值及浓度数据代入速率方程，

v = 2.5 × 103 × (0.035)2 × 0.025 = 7.6 × 10–2 mol·l–1·s–1

7．放射性 所产生的强γ辐射，广泛用于癌症治疗。放射性物质的强度以―居里‖表示。某医院一个20居里的钴源，经一定时间后钴源的剩余量只有5.3居里。问这一钴源已有多少时间了。已知 的半衰期为5.26a。

解：此反应为一级反应，

将k = 0.132a–1 、c0 = 20居里、ct = 5.3居里， 代入ln ， 则ln = – 0.132 t； t = 10.06a

2． 某药物分解反应为一级反应，在37℃时，反应速率常数k为0.46h–1， 若服用该药0.16g，

问该药在胃中停留多长时间方可分解90%。

解：将ct = ( 1– 90%) × 0.16 = 0.016g代入一级速率方程为ln ，，得 ln = － 0.46t ； t = 5h

3． 在500K时，硝基甲烷（CH3NO2）的半衰期是650s。试求该一级反应 的 （1）速率常数。

（2）硝基甲烷的浓度由0.05mol·L–1减至0.0125mol·L–1所需时间。 （3）继（2）之后1h硝基甲烷的浓度。 解： （1）一级反应； （s –1）

（2）ct = 0.0125mol·L– 1, co = 0.05mol·L1代入一级反应速率方程，可得 ln ln = －1.07×103 t ； t = 1300s

（或推论，反应由0.05mol·L–1 减至0.0125mol·L1经历两个半衰期，因此t = 2× =1300s）

（3）继（2）以后，反应时间为t = 1300 +3600 = 4900（s）， 代入速率方程表达式，得ln = – 1.07×10 – 3×4900 ；

ct = 2.64×10 – 4 mol·L–1

10．在稀的蔗糖溶液中（即水大量存在）发生下列反应：

C12H22O11（aq）+ H2O（l） 2C6H12O6（aq） 该反应为一级反应，若该反应的速率常数k为0.034h–1，且蔗糖溶液的起始浓度为0.010 mol·L–1，

试求：（1）蔗糖水解反应的起始速率；（2）5h后蔗糖的浓度。 解： （1）该一级反应的速率方程可写作v = k c（C12H22O11） 起始速率v = 0.034 × 0.010 = 3.4×10 – 4mol·L–1·h–1 （2）ln = – k t ct = 0.0084 mol·L–1

11．某病人发烧至40℃，使体内某一酶催化反应的速率常数增大为正常体 温（37℃）时的1.23倍。试求该催化反应的活化能。 解：由阿氏公式k = A·eEa/RT ， 可得

将T1 = 273 + 37 = 310K, T2 = 273 + 40 = 313K, k2 = 1.23k1 代入公式，有 ； ln

∴Ea = 55.70 kJ?mol –1

键级为（成键电子数–反键电子数）/ 2 = （5 – 0）/ 2 = 2.5 有1个未成对电子，具有顺磁性。稳定性不及N2分子(键级=3)。 9. 填充下表

物 质 KBr I2 离子键或共价键 极性共价键或非极性性共价键 离子型分子、极性分子或非极性分子 答： 物质 Br 化学键类型 共价键的极性 分子的类型

10．填充下表

离子键 离子型 共价键 非极性共价键 非极性分子 键 极性共价键 非极性分子 共价KI2 CS2 gO 离子键 离子型 键 极性共价键 极性分子 共价MNH3 S2 CgO MH3 N 物 质 晶格节点 上的微粒 晶格节点上微粒间的作用力 型 体 晶 预测熔点 熔融时的导电性好或差 类 低 高或 NaCl N2 SiC NH3 答： 物质 晶格节点 上的微粒 晶格节点上微粒间的作用力 晶体类型 预测熔点 高或低 熔融时导电性好或差 NaCl N2 Cl– Na+, 离子键 离子晶体 高 好 N2 力 分子间分子晶体 低 差 SiC Si, C 共价键 原子晶体 高 差 NH3 NH3 力 分子间分子晶体 低 差 （氢键） 11．填空题

（1）第七主族元素的单质，常温时F2、Cl2是气体，Br2为液体，I2为固体，这是因为 卤素是同类型的非极性分子，其分子间力随分子量增加而增加。

（2 ）C和Si是同族元素，但常温下CO2是气体，SiO2是固体，这是因为 CO2是分子晶体， SiO2是原子晶体 。

（3）金刚石与石墨都是由碳组成的，但它们的导电性与导热性差别很大，这是因为

金刚石是原子晶体，石墨为混合型层状晶体，层内有巨大的π键，所以可 导电导热。

（4）离子极化作用的结果，是使化合物的键型由 离子 键向 共价 键转化，这将导致键能 增加 ，键长 缩短 ，配位数 降低 。

（5） 某元素A处于周期表第二周期，其原子的最外电子层有4个电子，则该元素属于第 Ⅳ主族，__p__区，由该元素组成的同核双原子分子的分子轨道表达式为 。分子中未成对电子数有_ 0__个，是 反__磁性物质，键级为_ 2__，该元素原子与H组成化合物AH4时，A原子是以___ sp3_____杂化轨道与氢原子1s原子轨道成键，AH4分子的几何形状为 正四面体

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