第二章补充习题及答案 普通化学

化学反应基本原理——判断题 1、指定单质的

f

(错 ：升高温度正逆反应速率都增大，不会减小) 10、反应活化能越大，反应速率也越大。

(错 ：相同温度下，活化能越大，速率常数越小，一般讲速率也越小)

Gmθ、

θm

fm

Hθ、Smθ皆为零。

11、若反应速率方程式中浓度的指数等于反应方程式中反应物的系数，则该反应使基元反 (错 ：指定单质S不为零，)

2、Δ

rSm>0的反应都能自发进行。

(错 ：该条件只能判断对应温度孤立系统、标准状态下自发) 3、rGm<0的反应必能自发进行。 (错 ：该条件只能判断对应温度标准状态

4、若生成物的分子数比反应物的分子数多，则该反应的Δ

rSm>0 (错 ：主要看气体分子数)

5、CaCO3在高温下可以发生分解反应，故该反应为吸热熵增。 (对 ：) 6、根据能量最低原理，放热反应是自发进行的。 (错 ：影响自发性因素还有混乱度)

7、冰在室温下自动融化成水，是熵增起了重要作用的结果。 (对 ：)

8、化学反应的熵变与温度有关， 但随温度变化不明显。 (对 ：温度变化没有引起状态变化的前提下) 9、对于可逆反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),rHm0,升高温度使正增大，逆减小，

故平衡向右移动。

.. .. 应。

(错 ：例如H2（g）+I2(g)=2HI的反应就不是基元反应)

12、反应级数取决于反应方程式中反应物的计量系数。 (错 ：非基元反应必须以试验为依据)

13、根据分子碰撞理论，具有一定能量的分子在一定方位上发生有效碰撞，才可能生成产物。 (对 )

14、根据质量作用定律，反应物浓度增大，则反应速率加快，所以反应速率常数增大。 (错 ：速率常数与浓度无关)

15、反应速率常数与温度有关，而与反应物浓度无关。 (对 ) 二、选择题

1热力学函数的定义与性质

1-1下列各热力学函数中，哪一个为零： （B）

(A)

fGm(I2, g. 298 K) (B)

fHm(Br2, l. 298 K)

. . .

(C) Sm (E)

fm(H2, g. 298 K) (D)

fmG(O3, g. 298 K) (C)

1rGm(1)=rGm(1)=2rGm(2) (2) (D) rGm2H(CO2, g. 298 K)

rm1-6下列关于熵的叙述中，正确的是： （答：C）

1-2若下列反应都在298 K下进行，则反应的H与生成物的

fmH相等的反应是：

(C)

(A) 1/2H2(g) + 1/2I2(g) HI(g) (B) H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)

(C) H2(g) + 1/2O2(g) H2O(g) (D) C(金刚石) + O2(g) CO2(g)

1-3如果系统经过一系列变化，最后又回到起始状态，则下列关系式均能成立的是： (C)

(A) Q = 0；W = 0；

U = 0；H = 0 (B) Q 0；W 0；

U = 0；H = Q

(C)

U = 0；H = 0；G = 0；S = 0 (D) Q W；U = Q W；

H = 0

1-4 已知反应H2(g) + Br2(g) 2HBr(g)的标准平衡常数K1

= 4.0102

，则同温下反

应1/2H2(g) + 1/2Br2(g) HBr(g)的K2为： （B）

(A) (4.0102)1

(B) 2.0101

(C)

4.0102

(D) (4.0

102

)

1/2

1-5 上述两个反应的rGm(1)与rGm(2)的关系是 （答D） (A)

rGm(1)=rGm(2) (B)

rGm(1)=[rGm(2)]2

.. .. (A) 298K时，纯物质的Sm = 0 (B) 一切单质的Sm = 0

(C) 对孤立体系而言，

rSm > 0的反应总是自发进行的。

(D) 在一个反应过程中，随着生成物的增加，熵变增大。 2．反应自发性与化学平衡

2-1某反应在高温时能自发进行，低温时不能自发进行，则 （B） (A)

H > 0 , S< 0 (B)H > 0 , S > 0

(C) H < 0 ,

S> 0 (D) H < 0 ,

S < 0

2-2在定温定压条件下，某反应的Grm(298K)10kJmol1。下列说确的是 。(D)

(A) 该反应的rHm(298K)0，Srm(298K)0

(B) 该反应一定不能自发进行

(C) 该反应在非标准条件下，一定不能自发进行 （D）298K,标准条件下，该反应一定不能自发进行

2-3已知反应H2O(g)1/2O2(g) + H2(g)在一定温度、压力下达到平衡。此后通入氖气，若保持反应的（总）压力、温度不变，则： (A) 平衡向左移动 (B) 平衡向右移动

(C) 平衡保持不变 (D) 无法预测

. . .

（B：相当于增大体积产生的后果）

2-4 298K,对于反应2AB(g) = A2(g) + B2(g), 保持温度不变增大容器的体积，降低总压力时，反应物的转化率

2-7 在恒温下，对于同一反应来说，下列说确的是： (A) 一反应物浓度增大，该反应的转化率就增大

(B) 反应方程式中，化学计量系数相同的反应物的转化率总是相等 (A) 增大 (B) 减少 (C)不变 (D) 无法预测

（C：因反应前后气体分子系数相同，总压对平衡无影响）

2-5 已知反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)的K = 0.63，反应达到平衡时，若再通入一

定量的N2(g)，则K、反应商Q和

rGm的关系是： （答：D）

(A) Q = K，rGm = 0 (B) Q > K，rGm > 0

(C) Q < K，rGm < 0 (D) Q < K，rGm > 0

2-6 已知反应H5

2(g) + Br2(g) 2HBr(g)，在1297 K和1495 K时的K分别为1.610

和3.5

104

，则该反应的焓变或自由能变：

(A)

rHm > 0 (B)

rHm < 0 (C) rGm <

0 (D) rGm > 0

lnKHrmrSm（答：B C分析：根据

RTR 或

lnK(T)2rHmTTK(T1)R(21T)1T2 温度升高，放热反应，平衡常数减小；吸热反应，平衡常数增大

根据

rGm

RTlnK

K

可知

rGm < 0 ）

.. .. (C) 转化率和平衡常数都可以表示化学反应进行的程度

(D) 转化率和平衡常数都与反应物的最初浓度无关

（答：C 分析：A 增大某种反应物的浓度，其它反应物的转化率增大

B起始浓度不同时，转化率不等 D平衡常数与反应物的起始浓度无关 ）

2-8 化合物有三种不同的水合物，它们的脱水反应的K分别为

3H2O(s) =

2H2O(s) + H2O(g) K1 2H2O(s) =

H2O(s) + H2O(g) K2

H2O(s) = (s) + H2O(g) K3为了使

2H2O晶体保持稳定

（不发生风化与潮解）容器中水蒸气

p(H2O)p应为

（A）

p(H2O)p> Kp(H2O)1 (B)

p= K1

(C) p(H2O)p= Kp(H2O)2 (D) K1p> K2

. . .

3．化学反应速率 3-1 A

B + C是吸热的可逆基元反应，正反应的活化能为E正，逆反应的活化能为E逆，

(答：A 一级反应特征的几种计算要掌握)

3-5 对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是：

那么：

(A) E正 < E逆 (B) E正 > E逆 (C) E正 = E

逆

(D) 无法确定

（答：B 根据过度状态理论，能量—反应历程图理解。△H=E正 - E逆 ） 3-2下列能量—反应历程图，属于放热反应的是 (AD) （A） (B) (C) (D)

3-3 二级反应速率常数的量纲是： (A) s1

(B) moldm3

s1 (C) mol1

dm3

s1 (D) mol1

dm3s1

moldm3s1(答：D 速率常数k量纲=

(moldm3)n n—反应级数)

3-4 某反应的速率常数为0.099min-1

,反应物的起始浓度为0.20mol.L-1

,反应的半衰期为（ ）

(A) 7min (B) 1.01min (C)4.04min (D) 无法计算

.. .. (A) rGm越负，反应速率越快 (B)

rSm越正，反应速率越快

(C) rHm越负，反应速率越快 (D) 活化能越小，反应速率越快

E（答：D

vkcx(A)cy(B)a kAeRT 对于确定的反应，反应速率与过程活

化能、反应温度和反应物浓度有关 ）

3-6反应A + BC + D为放热反应，若温度升高10℃，其结果是（答：D）

(A) 对反应没有影响 (B) 使平衡常数增大

一倍

(C) 不改变反应速率 (D) 使平衡常数减少

4、热力学函数、平衡常数的计算与应用 4-1

反应

MgCO13(s) = MgO(s)+CO2(g)的

rHm117.66kJmol，

rSm174.91Jmol1K1，欲使该反应在500K时能自发进行，则CO2

的分压为（答A）

(A) 低于69.9Pa (B) 高于6.99×10-2

Pa (C) 低于6.99×10-2

Pa (D) 高于69.9Pa 分析：

rGm =

-3rHm

rSm117.66-500×174.91×10 =30.205kJ.mol-1

. . .

（注意前后单位统一）

(A)-1.07 (B) 1.07 (C) 2.46 (D) -2.46 （E）-1.83 分析： lnKrGmRT30.20510008.3145007.27

K×10

-4

（注意上下单位统一；ln不是 log）

KP(co2) P(CO2

)=6.99×10-4×100kPa =6.99×10-2kPa

P所以，当P(CO2)<

69.9Pa时, Q < K

此时反应能自发进行。

（注意平衡常数表达式中，代相对分压 ） 4-2已知298K时， Br2(g)的fGm3.1kJmol1，则298K时，Br2

(l)的蒸汽压为

(答A)

(A)28.6kPa (B) 57.2kPa (C) 99.9kPa (D) 5.62kPa

分析：对于反应Brmol12(l) = Br2(g)

rGmfGm3.1kJ

lnKrGm RT3.110008.3142981.25

KP(Br2) 蒸汽压Pp(Br2)=e -1.25×100kPa =28.6kPa

4-38000

C时，AB2(s) = A(s) + B2(g) 达到平衡时测得B2(g)的分压为131.72kPa,此反应的

rGm为（ ）kJmol1

.. .. G131.72rmRTlnK8.314(273800)ln(

100)= -2457.8J.mol.-1

≈ -2.46kJ.mol

-1

(注意温度换算成热力学温度才能代入公式中)

三、计算题

1、化学反应的方向和化学平衡

1-1在101.3kPa和80.1℃（沸点）下，苯的气化热Q=30.5kJ·mol-1

，计算该条件下，苯的气化过程的

Um、Hm、Gm、Sm。

答：

Hm= Q=30.5kJ·mol-1

Um=Hm-(PV)= 30.5- 8.314×10-3（273+80.1）=30.5 -2.9= 27.6 kJ·mol-1

Gm=0

Sm= 30.5×1000/（273+80.1）= 86.3J·mol-1·K-1

1-2 设有反应A(g)+B(g)2C(g)，A、B、C都是理想气体。在250

C、1×105

Pa条件下，若分别按下列两种过程发生变化，且：过程Ⅰ体系放热41.8kJ.mol-1

，而没有做功；过程Ⅱ体系做了最大功，放出了1.64 kJ.mol

-1

的热。那么变化过程的Q，W，

U,H,S,G各是多少？

答：过程Ⅰ 过程Ⅱ

. . .

Q = -41.8 kJ.mol Q = -1.64 kJ.mol W=0 W=U-Q= -40.2 kJ.mol

-1

-1

-1

= -30585-823×（-66.27）=23954J.mol >>0

因为在指定温度与压力下，银氧化生成氧化银反应的吉布斯函数变大于零，所以反应不能进行，怀疑时错误的。 -1

U=Q+W=-41.8 kJ.mol

-1

状态函数的变化，过程Ⅱ与过程Ⅰ相同

H=U+n(g)RT= -41.8 kJ.mol

-1

S=

Q(可逆）1T16402985.50J.mol.K1(必须用可逆过程热效应

状态函数的改变与过程无关，始终态相同，可以用可逆途径计算)

G=H-TS=-41.8-298×(-5.50×10

-3

)= -40.2 kJ.mol-1

1-3在甲醇脱氢生产甲醛的反应中，银催化剂的活性逐渐降低，其光泽也 逐渐消失。有人怀疑，此现象是由于有Ag2O生成所致。这种怀疑是否正确？

已知：反应在5500

C 100kPa下进行。

fGm(298K,Ag2O)108.37kJmol1

1fHm(298K,Ag2O)305.85kJmol

答：反应：2Ag + 1/2O2 (g) = Ag2O 利用 rGm(298K)rHm(298K)298rSm(298K)

(30585)(10837)rSm(298K)66.27Jmol1K1298

550)rGm(273550K)rHm(298K)(273rSm(298K)

.. ..

1-4 煤里总含有一些含硫杂质，因此燃烧时会产生SO2和SO3 。试问能否用CaO吸收SO3

以减少烟道气体对空气的的污染？若能进行，试计算标准状态下能使反应进行的最高温度？（所需数据可查表）

答：反应： CaO(s)+SO3(g) = CaSO4(s)

rHm(298K)fHm(CaSO4)fHm(CaO)fHm(SO3)

=-1434.5-(-634.9)-(-396.7)= -403.9kJ.mol-1

G同理

rm(298K)-1322.0-（-603.3）-（-371.1）=-347.6 kJ.mol-1

（由于-347.6<< -40 kJ.mol-1

, 根据经验可以判断反应可以自发进行）

rSm(298K)106.5-38.1-256.8 = -188.4 J.mol-1.K-1

但由于

rHm(298K)0S

rm(298K)0 反应进行最高温度

TrHm403.91000CS2143.84K1870.69C rm188.4

1-5已知

S= -1-1

m(石墨）5.740J·mol·K，

fHm(金刚石）=1.897 kJ·mol-1

，

-1

fGm（金刚石）=2.900 kJ·mol。试通过计算说明石墨和金刚石的相对有序程度。

答：转变反应：石墨=金刚石 rHm(298.15K)1.897 kJ.mol-1

. . .

-1rGm(298.15K)=2.900kJ.mol rSm(298.15K)=

47.480.533.1kJ.mol.K1 kJ.mol.K1 =

298.15298.15G(298.15K)H(298.15K)-298.15K×

rmrmrSm(298.15K)（注意上式对应的反应为由指定单质生成1molB反应时，反应的焓变用生成焓代替，反应的吉布斯函数变用生成吉布斯函数变代替，熵变绝对不要用B的标准熵代，应该是由指定单质生成1molB反应的熵变）

S-1

rm(298.15K)=

1.8972.900298.151000J.mol.K1=-3.364J.mol

.K-1

Srm(298.15K)=Sm(金刚石)Sm（石墨）=Sm(金刚石)5.740 S=5.740-3.364=2.376 J.mol.K-1

m(金刚石)所以金刚石比石墨相对有序

1-6 已知下列数据： SbCl5（g） SbCl3（g）

fHm/kJ.mol1 -394.3 -313.8

fGm/kJ.mol1 -334.3

-301.2

通过计算回答反应 SbCl5（g）=== SbCl3（g）+ Cl2（g） （1）在常温下能否自发进行？ （2）在600K时能否自发进行？

答：（1）反应的：rGm(298.15K)= -301.2 +334.3 =33.1kJ.mol-1

1分

rGm(298.15K)>0 所以常温标准状态下不能自发反应. (3分)

（2） H-1

rm(298.15K)=-313.8+394.3 = 80.5 kJ.mol

.. .. GK)rm(600rHm(298.15K)-600K×rSm(298.15K)

=80.5-600×

47.4

298.15= -14.9 kJ.mol

-1

6分

rGm(600K)<0 所以600K标准状态下能自发反应. 8分

1-7某反应A(s) + B(aq) = C(g) + D(l) 的和rGm(298K)rGm(299K)分别为

30.00kJ.mol-1

和30.02kJ.mol-1

,求该反应的rHm和rSm。

答：根据

rHm和

rSm受温度影响小，在一定温度围其值可视为常数得：

30.00 = rHm-298rSm 30.02 =Hrm-299rSm

解得：-1

rHm=35.96 kJ.mol

-1

-1

-1

-1

rSm= -0.02kJ.mol.K = -20kJ.mol.K

1-8 298K时，反应：

(1) HF ( aq ) + OH ( aq ) = H 2O ( l ) + F( aq ) , rGm= 61.86

kJ

mol1

(2) H2O (l) = H ( aq ) + OH ( aq ) ,

1

rGm= 79.89 kJmol计算HF在水中离解反应HF(aq)=H(aq)+F(aq)的= c (F

rGm。若c (HF) )=0.1mol

L

1

时，HF在水中离解反应正向自发，介质pH应在何围？

答：反应（1）+（2）得HF在水中离解

. . .

反应（3）：HF ( aq )= H ( aq ) + F

( aq ) 所以反应（3）的1

1

r

G1

m = （ 61.86 kJmol ）+（79.89 kJmol）= 18.03 kJ

mol

正向自发r

Gm<0

-3

×298×lnc(H)/cc(F)/cr

Gm= 18.03 + 8.314×10

c(HF)/c<0

18.03 + 2.48lnc(H+)<0 18.03 -2.48×2.303pH<0 pH >2.3

1-9有下列两个反应：SO2(g) + Cl2(g) = SO2Cl2(l) (1) SO3(g) +2HCl(g) = SO2Cl2(l) + H2O(l) (2) 计算回答：

（1）根据热力学观点，298K,SO2Cl2(l)的合成应采用哪个反应？ （2）求反应（1）在298K的标准平衡常数。 （3）说明温度对SO2Cl2与水的反应的影响。

已知热力学数据: 11fHm/kJmol fGm/kJmol

SO2(g) -296.8 -300.1 SO3(g) -395.7 -371.1 HCl(g) -92.3 -95.3 SO2Cl2(l) -389.1 -313.8 H2O(l) -285.8 -237.1

答：(1)对于反应（1）rGm(298K)= -313.8 -0-（-300.1）= -13.7 kJmol1

对于反应（2）rGm(298K)= -313.8 +(-237.1)-2(-95.3) -(-371.1)

= 10.8 kJmol1

由于反应（1）K)<0 反应（2）rGm(298rGm(298K)>0

.. .. 在298K采用反应（1）合适

(2) lnK(1)rGm(13.7)10008.3142985.53

RT K(1)e5.53252.14

（3）反应（2）rHm(2)-285.8 +(-389.1)- (-395.7)-2(-92.3)= -94.6 kJmol1

反应（2）为放热反应，其逆反应为吸热反应，因此升高温度有利于向SO2Cl2与水反应生成SO3 和HCl。

1-10已知反应CuBr2(s) = CuBr(s) + 1/2Br2(g) 在450K时PBr20.680kPa,在

550KPBr268.0kPa。求：（1）该反应的rHm、rSm、rGm （2）向一个2.00L容器中引入0.500mol CuBr2,加热到600K时CuBr2的分解率。

01 答：(1)450K K(PBr122.680P)(100)2 rGmRTlnK 0.6801 rGm8.314450ln()29336.2J.mol1100

550K K(PBr168.01222P)(100) 18.314450ln(68.0rGm)2881.8J.mol1100

根据 rGmrHmTrSm rHm和rSm受温度影响小

. . .

93436.2J.mol1rHm450rSm 881.8J.mol1rHm550rSm .2881.8rSm=

933645084.5J.mol1.K1550

rHm= 881.855084.547356.8J.mol1 (2)600K rGm47356.860084.53343.2J.mol1

1lnKln(PBr122PBr22(3343.2)P)ln(100)8.314600=0.67

P67Br2e20.100kPa382kPa

38210002103 分解率=

分解n0.52nBr220.58.3146000.561.3% （知识点：根据平衡分压计算平衡常数，根据平衡常数计算热力学函数） 1-11在1200K时，CaCO3的分解反应按下式进行：

(1):CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)

已知该反应达到平衡时，CO3

2的分压为3.95×10Pa；同时又已知反应(2):（Cs）+CO2(g)=2CO(g)在1200K时的标准平衡常数为1.9.现将固态的C,CaO,CaCO3同置于一密闭容器中，并让其在1200K时反应，求平衡态时CO的分压。

答：密闭容器的平衡系统同时存在两个反应，可以合并为(3) (3)=(1) +(2) (3) CaCO3(s) + C(s) = CaO(s) + 2CO(g) K3(PcoP)2 .. .. KPco2Pco23.95103Pa-2

3(P)=K1K2=(P)K2100000Pa1.9=7.51×10

平衡时系统CO分压：P(CO)=7.51102p=2.74×104

Pa

1-12在693K时，反应2HgO(s)=2Hg(g)+O2(g)在密闭容器发生，，所生成的两种气体总压力为5.16×104

Pa.。已知该反应的rHm304.3kJ.mol1，求该分解反应在723K时

的标准平衡常数。

答：根据反应中化学计量数关系可知 p(总)=p(Hg)+p(O2)= 2 p(O2)+ p(O2)=3 p(O2) p(O4

2)=1/3 p(总)=1.72×10Pa p(Hg)=3.44×104

Pa

K(693K)(PHg2PO23.4410421.72104-2

P)(P)=(105)(105)=2.03×10

利用 lnK(TH2)rmT2T1K(T1)R(T)

1T2K(723K)304.3103ln7236932.031028.314(693723) K(723K)0.182 1-13反应C(石墨) + CO2(g) =2CO(g)的有关热力学数据（298K）

fHm/kJmol1 fGm/kJmol1

CO2(g) -393.5 -394.4

CO(g) -110.5 -137.2 (1) 判断该反应在600K、标准状态下能否自发进行？ (2) 估算1000K和100kPa下，CO2转化率？

(3) 欲使CO2转化率达到90%,反应温度应达到多高？

. . .

答：（1）求rGm(600K)

 rHm(298K)={2（-110.5）-（-393.5）}=172.5kJ.mol

-1

2x2(){P(CO)/P}1x K1.56 x=0.53mol 1xP(CO2)/P1x2-1

rGm(298K)={2（-137.2）-（-394.4）}=120kJ.mol

172.5120rSm(298K)=

0.1762kJ.mol1.K1298

G)= rm(600KrHm(298K)600rSm(298K)

172.5-600×0.1762＝66.78kJ.mol-1

>0

所以该反应在600K、标准状态下不能自发进行

（2）1000K转化率—K—rGm(1000K)

K)172.5-1000×0.1762＝ -3.7kJ.mol-1

rGm(1000

lnK(3.71000)8.31410000.445 Ke0.4451.56

设 开始n(CO2)=1mol 转化n(CO2)= xmol

平衡 n(CO2)=(1-x) mol n(CO)= 2xmol n(总)= 1+x

平衡相对分压

P(CO2)1xp(总）P1x1xp1x

P(CO)2xp(总）2xP1xp1x .. .. 1000K转化率=53%

2(3)当转化率=90% x=0.90mol K{PP}2x2(CO)/()P1x17.05 (CO2)/P1x1x Grm(TK)8.314Tln17.04{172.5T0.1762}1000

-23.57T=172500-176.2T T=1130K

1-14反应C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g) 在873K和100kPa下达到平衡。求下列情况

下乙苯转化为笨乙烯的转化率(873K K=8.9×10-2

)

（1）以纯乙苯为原料

（2）原料气中加入不起反应的水蒸气，使物质的量之比为

n(乙苯)：n(水)=1：10

答：设起始取1mol乙苯气体，达到平衡时转化率(1)为x (2)为y

C6H5C2H5(g) = C6H5C2H3(g) + H2(g)

（1）平衡时 (1-x)mol x mol x mol n(总)=(1+x)mol （2）平衡时 (1-y)mol y mol y mol n(总)=(1+y+10)mol

P(H2)p(C6H5C2H3） 根据 Pn(A)pA=

np总 K=

P总p

(C6H5C2H5)p

. . .

(x100（1）K=

1xkPa2p)x100kPa8.91021 x = 0.29

1xp(y11y100kPa2(2) K=

p)1y100kPa8.9102 y=0.62

11yp由计算得到的结论时，加入不参与反应的水，（相当于增大体积）平衡向气体分子数增大的方向移动，使反应进行程度增大，转化率提高。

2. 化学反应速率——计算

反应级数、反应速率方程式、速率常数

2-1 400℃时，反应CO(g)NO2(g)CO2(g)NO(g)的速度常数

k0.50dm3mol1s1，对于CO、NO2都是一级反应。问

（1）反应的总级数是多少？

（2）当c(CO)0.025moldm3，c(NO2)0.040moldm3时反应速度v = ？

答：

（1）因对于CO、NO2都是一级反应，所以反应的总级数n=2 (2) kc(CO)c(NO2)

= 0.50dm3mol1s1×0.025moldm3×0.040moldm3

.. .. = 0.0005moldm3s1

2-2 高层大气中微量臭氧O3吸收紫外线而分解，使地球上的动物免遭辐射之害，但低层的O3却是光化学烟雾的主要成分之一。低层O3可通过下列过程形成：（1）NO2NO +O (一级反应)，k-3

-1

1=6.0×10s

（2）O + O2 O3 (二级反应)，k2=1.0×106

mol-1

.L.s-1

假设由反应（1）产生氧原子的速率等于反应（2）消耗氧原子的速率，当空气中NO2浓度为3.0×10-9

mol.L-1

时，污染空气中O3的生成速率是多少？

答：由反应式（2）可知O3的生成速率等于O的消耗速率

由反应式（1）可知O的生成速率等于NO2消耗速率

又假设由反应（1）产生氧原子的速率等于反应（2）消耗氧原子的速率

dc(O3)dc(NO2)k1c(NO所以有dtdt2)

dc(O3)-3

-9 -1-1

dt6.0×10×3.0×10= 1.8×10-11 mol.L.s

2-3 在TK时，对于某反应2A(aq)+2B(aq)+2D(aq)=G(s)+2M(1), 测得如下表的动力学数据，

序号 起始浓度c/mol.dm-3 起始反应率 c (A) c (B) c (D) c/mol.dm-3.s-1 1 0.010 0.010 0.10 1.75×10-6 2 0.030 0.010 0.10 5.25×10-6 3 0.030 0.020 0.10 10.5×10-6

. . .

4 0.030 0.020 0.20 10.5×10-6 （1）写出该该反应的速率方程式，并确定该反应的级数。

（2）计算这个反应在TK速率常数k。

（3）计算当c (A)=0.040 mol.dm-3 ，c (B)=0.030 mol.dm-3

这个反应在TK反应速率。 答： （1）

从试验序号1、2可知

c(A) 从试验序号2、3可知c(B)

0从试验序号3、4可知{c(D)} 即速率与反应物D无关

所以速率方程式为：

kc(A)c(B) 反应的总级数n=2

（2） 任选一组（如1组数据）数据计算速率常数（用任一组数据计算结果应相同，

但由于试验操作误差存在，会有差别，对实验数据的处理严格讲应取各组数据处理结果的平均值。）

k1.75106mol.dm3.s10.0100.010(mol.dm3)21.75102dm3.mol1.s1 （3）1.751020.0400.030= 2.1×10

-5

mol.dm-3.s

-1

2-4 在8000

C时，对反应2NO + 2H2 = N2 +2H2O 进行了实验测定，有关数据如下：

起始浓度c/mol.dm-3 起始反应率 实验编号 c (NO)/10-3 c (H2)/10-3 c/mol0.dm-3.s-1 1 6.00 1.00 3.19 2 6.00 2.00 6.36 3 6.00 3.00 9.56 .. .. 4 1.00 6.00 0.48 5 2.00 6.00 1.92 6 3.00 6.00 4.30 （1）写出该该反应的速率方程式，并确定该反应的级数。

（2）计算这个反应在8000

C速率常数k。

（3）计算当c (NO)=4.00×10-3mol.dm-3 ，c (H-3-30

2)=5.00×10 mol.dm这个反应在800C 反

应速率。 答：

(1) 从试验序号1-3可知 c(H2) 从试验序号4-6可知c2(NO) 所以速率方程式为：

kc2(NO)c(H2) 反应的总级数n=3

(2) 任选一组（如2组数据）数据计算速率常数

6.36103mol.dm3k.s1(6.00103)2(2.00103)(mol.dm3)38.83104(mol.dm3)2.s1

（3）8.83104(6.00103)22.00103= 7.06×10

-3

mol.dm-3.s

-1

一级反应特征——lnc = lnc20 – kt t1/2lnk 2-5 某抗生素在人体血液中呈现一级反应。如果给病人在上午8时注射一针抗生素，然

后在不同时刻t 后测定抗生素在血液中的质量浓度，得到如下数据：

t（h） 4 8 12 16

. . .

（mg·L） 4.80 3.26 2.22 1.51 试求：（1） 反应的速率常数和半衰期；

-1

ln （2）

c0m20.0ln0ktln3.221043600cmm m=6.27g

(2）若抗生素在血液中的质量浓度不低于3.7mg·L-1

才为有效，问大约何时应注射第二针？

答：（1） 根据实验数据得到

ln4.8lnc0k4

ln3.26lnc0k8

kln4.8ln3.2640.096h18 （用其它数据也可以求速率常数）

tln21/2k0.6930.0967.22h lnc0ln3.260.09681.953

（2）

ln3.7lnc0kt ln3.71.9530.096t

t = 6.7h 大约6.7h注射第二针

lnc1 (一级反应特点：半衰期与初始浓度无关，ck(t2t1)2 )

阿伦尼乌斯公式

2-6 蔗糖水解是一级反应 C-10

12H22O11+H2O = 2 C6H12O6 反应的活化能为110kJ.mol,48C反应的速率常数k=3.22×10-4

s-1

。

求（1）该温度下20.0g蔗糖水解掉一半所需时间。 （2）1小时后蔗糖水解还剩多少？

（3）若要求在30分钟之分解掉80%，温度应升高多少？

tln2 答：（1）

1/2k0.6933.221042.15103s

.. .. lnc0ck18000(180%)

k8.94104s1 lnk28kln.9422EaR(T321321T)13. T=329K=560

C

(3)