(完整版)大學(xué)化學(xué)課后習(xí)題答案解析..

1、.優(yōu)質(zhì)范文第一章 化學(xué)反應(yīng)熱教學(xué)內(nèi)容1系統(tǒng)、環(huán)境等基本概念； 2. 熱力學(xué)第一定律； 3. 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。教學(xué)要求掌握系統(tǒng)、環(huán)境、功、熱（恒容反應(yīng)熱和恒壓反應(yīng)熱）、狀態(tài)函數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、標(biāo)準(zhǔn)生成焓、反應(yīng)進(jìn)度等概念；熟悉熱力學(xué)第一定律；掌握化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)焓變的 計(jì)算方法。知識(shí)點(diǎn)與考核點(diǎn)系統(tǒng)（體系）被劃定的研究對(duì)象。化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)是由大量微觀粒子（分子、原子和離子等） 組成的宏觀集合體。環(huán)境（外界）系統(tǒng)以外與之密切相關(guān)的部分。系統(tǒng)和環(huán)境的劃分具有一定的人為性，劃分的原則是使研究問(wèn)題比較方便。系統(tǒng)又可以分為敞開(kāi)系統(tǒng)（系統(tǒng)與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換）；封閉體系（系統(tǒng)與環(huán)境之間沒(méi)有物質(zhì)交換，只有能

2、量交換）；孤立系統(tǒng)（體系與環(huán)境之間沒(méi)有物質(zhì)交換，也沒(méi)有能量交換） 系統(tǒng)與環(huán)境之間具有邊界，這一邊界可以是實(shí)際的相界面，也可以是人為的邊界，目的是確定研究對(duì)象的空間范圍。相系統(tǒng)中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的均勻部分。在同一個(gè)系統(tǒng)中，同一個(gè)相可以是連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的。例如油水混合物中，有時(shí)水是連續(xù)相，有時(shí)油是連續(xù)相。狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)是系統(tǒng)宏觀性質(zhì)（T、p、V、U 等）的綜合表現(xiàn)，系統(tǒng)的狀態(tài)是通過(guò)這些宏觀性質(zhì)描述的，這些宏觀性質(zhì)又稱為系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)：狀態(tài)函數(shù)之間往往相互制約（例如理想氣體狀態(tài)方程式中 p、V、n、T 之間互為函數(shù)關(guān)系）；其變化量只與系統(tǒng)的始、末態(tài)有關(guān)，與變化的途徑無(wú)

3、關(guān)。5*過(guò)程系統(tǒng)狀態(tài)的變化（例如：等容過(guò)程、等壓過(guò)程、等溫可逆過(guò)程等） 6*途徑完成某過(guò)程的路徑。若系統(tǒng)的始、末態(tài)相同，而途徑不同時(shí)，狀態(tài)函數(shù)的變量是相同的。7*容量性質(zhì)這種性質(zhì)的數(shù)值與系統(tǒng)中的物質(zhì)的量成正比，具有加合性，例如m（質(zhì)量）V、 U、G 等。8*強(qiáng)度性質(zhì)這種性質(zhì)的數(shù)值與系統(tǒng)中的物質(zhì)的量無(wú)關(guān)，不具有加合性，例如 T、 （密度）、p（壓強(qiáng)）等。功（W）溫差以外的強(qiáng)度性質(zhì)引起的能量交換形式 + 。體有環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功，其符號(hào)為（+）；反之為（）。功不是狀態(tài)函數(shù)，是過(guò)程量。因?yàn)楣偸桥c系統(tǒng)變化的途徑有關(guān)。例如鹽酸與鋅單質(zhì)在燒杯中發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)會(huì)有熱效應(yīng)，但是系統(tǒng)并不做功（W = 0）。但

4、是，若將其組成原電池，系統(tǒng)有就可以對(duì)環(huán)境做電功（W 0）。又例如一個(gè)帶活塞的汽缸膨脹，分別經(jīng)過(guò) 向有真空中膨脹； 向大氣中等外壓膨脹。 設(shè)活塞的兩個(gè)過(guò)程的始、末狀態(tài)相同，則 W =0； 而W= p體 1體 2（V V ）0。環(huán)境21熱（Q）系統(tǒng)與環(huán)境之間因溫差引起的能量交換形式。系統(tǒng)吸收熱量，熱的符號(hào)為（+），系統(tǒng)放熱為（）。熱是與變化途徑有關(guān)的物理量，任何一個(gè)系統(tǒng)只能說(shuō)它在某過(guò)程中吸收或放出多少熱量，不能說(shuō)它本身含有多少熱量，所以熱不是狀態(tài)函數(shù)?；瘜W(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)（反應(yīng)熱）生成物與反應(yīng)物的溫度相同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱量。12等壓熱效應(yīng)（Q ）p封閉系統(tǒng)，在等溫、等壓、不做有用功時(shí)的反

5、應(yīng)熱。等壓過(guò)程：系統(tǒng)的始態(tài)壓力和終態(tài)壓力與環(huán)境壓力相等。p（始態(tài)）=p（終態(tài)）=p（環(huán)境）= A（常數(shù)），而中間過(guò)程的壓力可以有所變化。（在專業(yè)的化學(xué)熱力學(xué)書(shū)中，等壓與恒壓是有區(qū)別的。恒壓過(guò)程是指系統(tǒng)的壓力在整個(gè)過(guò)程中與環(huán)境壓力相等并且恒定不變）。p（系統(tǒng)）=p（環(huán)境）= A（常數(shù)）； 13熱力學(xué)第一定律U = Q + W（條件：封閉系統(tǒng)）。U（熱力學(xué)能）是狀態(tài)函數(shù)，U 是熱力學(xué)能的變化量，U 不是狀態(tài)函數(shù)。焓H = U + pV （焓是狀態(tài)函數(shù)，是復(fù)合狀態(tài)函數(shù)）焓變：H =QP（條件：封閉系統(tǒng)、等壓、不做有用功），H 不是狀態(tài)函數(shù)。上式說(shuō)明，在一定條件下，狀態(tài)函數(shù)焓（H）的變化量（H）與特定

6、（等壓）過(guò)程的反應(yīng)熱（等壓熱Q ）在數(shù)值上相等，但不能因此就認(rèn)為熱是狀態(tài)P函數(shù)。蓋斯定律一個(gè)總反應(yīng)的 H 等于其所有分步 H的總和。r m，r m B熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)純理想氣體熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指該氣體處于標(biāo)準(zhǔn)壓力 p(100kPa)下的狀態(tài)?；旌侠硐霘怏w中任一組分的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指該組分氣體的分壓為p時(shí)的狀態(tài)。純液態(tài)（或純固態(tài)）物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指壓力為 p下的純液體（或純固體）的狀態(tài)。溶液的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)選 1 molL1。熱力學(xué)“標(biāo)準(zhǔn)態(tài)”與標(biāo)準(zhǔn)狀況的含義是不相同的。因?yàn)樵谘芯繗怏w定律時(shí)所規(guī)定的氣體“標(biāo)準(zhǔn)狀況”是指氣體的壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（ p = 101 325Pa）、和溫度為 0下所處的狀況。而熱力學(xué)“標(biāo)準(zhǔn)態(tài)”是

7、為了理論研究的需要，給物質(zhì)規(guī)定的作為參比的標(biāo)準(zhǔn)壓力（p=100kPa）；理想氣體的分壓為 p；理想溶液中溶質(zhì)的濃度為 1molL1，可見(jiàn)“標(biāo)準(zhǔn)態(tài)”并未對(duì)溫度作出規(guī)定。物理化學(xué)手冊(cè)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)多為 298.15K 下的測(cè)定值，并不是說(shuō)“標(biāo)準(zhǔn)態(tài)”包含25（298.15K）這一條件。標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓（ H ）f m在一定溫度，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol 純物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的焓變?；瘜W(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)焓變（ H ）rm設(shè)某化學(xué)反應(yīng)式為aA + fF gG + dD，則： H g H+ d Ha Hf H= H rmfm，Gfm，Dfm，Afm，F(xiàn)Bfm、BB注意：計(jì)量系數(shù)，物質(zhì)的聚集狀態(tài)。例如：2 H (g

8、) O (g) 2 H O(l)222查表fH /（kJmol1） 00285.83m H= 2(285.83) 0 20 = 571.66 kJmol1rm反應(yīng)進(jìn)度設(shè)某化學(xué)反應(yīng)式為aA + fF gG + dD， B 0 ；BBB：反應(yīng)物或產(chǎn)物， nnB 0 nBB（mol）BBB ：計(jì)量系數(shù)。（對(duì)反應(yīng)物，n 為負(fù)數(shù)， B 也為負(fù)數(shù)；對(duì)生成物 B 為正數(shù)；n 也為正數(shù)； 0）d dnAv dnF v dnG v dnD 。vAFGD1mol 反應(yīng)表示各物質(zhì)按給定的化學(xué)計(jì)量方程式進(jìn)行的完全反應(yīng)。在使用反應(yīng)進(jìn)度的概念時(shí)，必須指明對(duì)應(yīng)的反應(yīng)計(jì)量方程式。例如對(duì)反應(yīng)N 3H22 2NH3， =1 mo

9、l 表 示 1 mol N2與 3mol H2反應(yīng)生成 2 mol NH 。3而對(duì) 1 N3 H NH， =1 mol 表示 1 mol N3與 molH反應(yīng)生成 1molNH 。2222322223思考題與習(xí)題解答說(shuō)明下列符號(hào)的含義。Q HVrm(T) rH (T) mfH （T） m答： Q：等容反應(yīng)熱； H(T)：溫度T 下，反應(yīng)的摩爾焓變（數(shù)值等于Vrm等壓反應(yīng)熱）； fH (T)：溫度T 下某物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓； ：反應(yīng)進(jìn)度。m蓋斯定律的使用條件，下列哪種說(shuō)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）。熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)

10、態(tài)的含義？為什么要確定熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)？答：純理想氣體熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指該氣體處于標(biāo)準(zhǔn)壓力 p(100kPa)下的狀態(tài)。混合理想氣體中任一組分的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指該組分氣體的分壓為p時(shí)的狀態(tài)。純液態(tài)（或純固態(tài)）物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是指壓力為 p下的純液體（或純固體）的狀態(tài)。溶液的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)選 1 molL1。因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)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(guó)際上規(guī)定了 物質(zhì)的熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。簡(jiǎn)述照明彈中的鋁、鎂、硝酸鈉和硝酸鋇等物質(zhì)各起什么作用？答：金屬鋁、鎂在燃燒時(shí),可以放出大量熱（ fH m,MgO= 601.7 kJmolm1, H ,Al O2 3= 167

11、5.69 kJmol1）產(chǎn)生千度以上的高溫，而反應(yīng)放出的熱量能使硝酸鹽分解產(chǎn)生O ，又加速鎂、鋁的燃燒反應(yīng)，使照明彈更加絢麗奪目。2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(guò)計(jì)算說(shuō)明，氧乙炔焰為什么可以用于金屬焊接和切割？答：（5/2）O2+ C H2 2= 2CO2+ H O(g)2 H /（kJ mol1）0226.7393.5241.8fm H = H (生成物) H （反應(yīng)物）r mfmfm H =2(393.5) + (241.82) 226.7 0 = 1255.5 kJmol1r m因反應(yīng)放出大量熱，可以熔化金屬，所以可用于焊接或切割金屬。通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，為什么

12、稱硼的氫化物（硼烷），硅的氫化物（硅烷）是高能燃料 已知B H（g）的 H 36.56 kJmol1，B O（s）的H 1132.552 6fm2 3fmkJ mol1 ； SiH4（ g）的 H fm 34.31 kJ mol1 ， SiO2（ s）的 H fm910.7kJmol1 。解：B H （g） + 3O (g) = B O （s） + 3H O（g）2 622 32 H （kJmol1）36.5601132.55241.82fm H = 1132.55+3(241.82) 36.56 0 = 1894.57 kJmol1rmSiH （g） + 2O (g) = SiO （s） +

13、 2H O（g）4222 H （kJmol1）34.310910.7241.82fm H = 910.7 + 2(241.82) 34.31 0 = 1427.25 kJmolrm1上述兩個(gè)反應(yīng)都放出大量熱，因此B H （g）和SiH （g）可以作為高能燃料。2 64已知下列反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)熱C（石墨）+ O （g）= CO （g） H (1) = 393.5 kJmol22r m1H（g）+ (1/2) O（g）=H O（l） H (2) = 285.8 kJmol222r m1C H（g）+(7/2)O （g）=2CO （g）+3H O（l） H(3) = 1559.8 kJmol2 622

14、2r m1不用查表，計(jì)算由石墨和氫氣化合生成1mol C H （g）反應(yīng)的 H 。2 6r mrm解：根據(jù)Hess 定律 H(C H ) = 2rH (1) + 3 H (2) H(3)26mrmrm所以 H (C H ) = 2(393.5) + 3(285.8) (1559.8) = 84.6 kJmolr m2 61在用硝石制硝酸時(shí)，下列反應(yīng)同時(shí)發(fā)生（1）KNO （s）+ H SO （l）= KHSO （s）+ HNO （g）32443（2）2KNO （s）+ H SO （l）= K SO （s）+ 2HNO （g）324243制得的硝酸中 80%是由反應(yīng)（1）產(chǎn)生的，20%是由反應(yīng)（2

15、）產(chǎn)生的。問(wèn)在25制取 1kgHNO (g)時(shí)將放出多少熱量？已知KNO 、H SO 、KHSO 、HNO （g）、K SO 的標(biāo)33244324準(zhǔn)生成焓依次為494.63、813.99、1160.6、135.6、1437.79（kJmol1）。解：KNO （s）+H SO （l）= KHSO （s）+ HNO （g）方程（1）32443 H /（kJmol1）469.63813.991160.6135.6fm H = H (生成物) H （反應(yīng)物）rmfmfm H (1) = (1160.6 +135.6 ) (494.63 + 813.99 ) = 1344.36 kJmol1rm2KNO

16、 （s）+H SO （l）= K SO （s）+2HNO （g）方程（2）324243 H /（kJmol1）469.63813.991437.79135.6fm H (2)= 1437.79) + 2 (135.6) 2 (469.63) + 813.99= 1041.32rmkJmol11000HNO3的相對(duì)分子量為 63，1 kg HNO3的物質(zhì)的量n =63=15.9 (mol)制取 1 kg HNO (g)時(shí)的反應(yīng)熱為380% 15.9 1344.36 20% 15.9 1041.32 2.04 104 kJ kg1甘油三油酸脂是一種典型的脂肪，當(dāng)它在人體內(nèi)代謝時(shí)發(fā)生下列反應(yīng)C H

17、O （s）+ 80 O （g）= 57CO （g）+52H O（l）57 104 6222該反應(yīng)的rH = 3.3510m4 kJmol1，問(wèn)如以當(dāng)代男大學(xué)生平均每人每日耗能 10125.3kJ，且以完全消耗這種脂肪來(lái)計(jì)算，每天需消耗多少脂肪？ H rm解：每天消耗脂肪物質(zhì)的量n 10125.3 10125.3 33500 0.302(mol)該脂肪相對(duì)分子量為 884； 每天消耗脂肪的質(zhì)量為 0.30884=267.0 (g)葡萄糖（C H O ）完全燃燒反應(yīng)的方程式為6 12 6C H O （s）+ 6O （g）= 6CO （g）+ 6H O（l）6 12 6222該反應(yīng)的rH = 282

18、0 kJmol1m，當(dāng)葡萄糖在人體內(nèi)氧化時(shí)，上述反應(yīng)熱的約 40%可用于肌肉活動(dòng)的能量。試計(jì)算一匙葡萄糖（以3.8g 計(jì)）在人體內(nèi)氧化時(shí)，可獲得的肌肉活動(dòng)能量。解：葡萄糖相對(duì)分子量為 180；一匙葡萄糖(3.8g)的物質(zhì)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 H = 0.021 2820 = 59.2 kJrm可獲得的肌肉活動(dòng)能量 59.240% = 23.7 kJ 11辛烷是汽油的主要成分，根據(jù)附錄的有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算下列兩個(gè)反應(yīng)的熱效應(yīng)，并從計(jì)算結(jié)果比較可以得到什么結(jié)論（已知： H （C H ，l）=218.97fm8 18kJmol1）？完全

19、燃燒C H （l）+ O （g）CO （g）+ H O（l）8 18222不完全燃燒 C H （l）+ O （g）C（s）+ H O（l）8 1822解：據(jù)附錄查得下列物質(zhì)C H(l), O(g) , CO(g),C(s), H O(l)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓變8 18222分別為 218.97kJ.mol1, 0,393.5 kJ.mol1,0,285.83 kJ.mol1 H = H (生成物) H (（反應(yīng)物）rmfmfmC H （l）+（25/2）O （g）= 8CO （g） +9H O（g）8 18222 H /（kJmol1）218.970 393.5 241.82fm H (1)= 8 (

20、 393.5) + 9 (285.83) 0 (218.97) = 5105.41rmkJmol1C H （l）+（9/2）O （g）=16C （s） + 9H O(g)8 1822 H /（kJmol1） 218.9700 285.83fm H (2)=0 + 9 ( 285.83 ) 0 (218.97) = 2395.35 kJ.mol1rm H (1) H (2)，rmrm結(jié)論：完全燃燒放熱量大。第二章 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和限度教學(xué)內(nèi)容焓變與變化方向； 2. 熵變與變化方向； 3. 吉布斯函數(shù)變與變化方向；化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)平衡。教學(xué)要求理解標(biāo)準(zhǔn)熵、標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)變、標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)等

21、有關(guān)概念；掌握反應(yīng)的熵變與吉布斯函數(shù)變的求算方法；熟悉等溫等壓條件下化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷方法；掌握吉布斯方程及轉(zhuǎn)化溫度的計(jì)算方法；掌握標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)（ K ）的表達(dá)和 K 與標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變的關(guān)系及化學(xué)平衡的相關(guān)計(jì)算；了解影響化學(xué)平衡移動(dòng)的有關(guān)因素。知識(shí)點(diǎn)與考核點(diǎn)熵（S）系統(tǒng)內(nèi)微觀質(zhì)點(diǎn)混亂度的量度。S k ln（k 是 Boltzmann 常數(shù)， 是微觀狀態(tài)數(shù)（與混亂度密切相關(guān)）。熵是狀態(tài)函數(shù)。熱力學(xué)第三定律在 0K 時(shí)，任何純物質(zhì)、完整晶體的絕對(duì)熵為0，（固體在 0K 時(shí)，任何物質(zhì)的熱運(yùn)動(dòng)停止，只有一種微觀狀態(tài)，即=1）。m標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵（ S ）一定溫度下，1mol 純物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)情況下的規(guī)定熵

22、。人為規(guī)定：處于標(biāo)準(zhǔn)條件下的水合H+ 離子的標(biāo)準(zhǔn)熵為零，其它離子的標(biāo)準(zhǔn)熵為其相對(duì)值。 4影響熵的因素 相同物質(zhì)S S S ；gls 分子數(shù)越多、分子量越大、物質(zhì)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，熵越大； 固體溶解于水，熵增加，而氣體溶解于水，熵減小； 溫度越高，熵越大。5反應(yīng)熵變的計(jì)算對(duì)化學(xué)反應(yīng)aA + f F gG + dD S rmgSm，G+ dSm，DaSm，AfSm，F(xiàn) BS。Bm,B注意：計(jì)量系數(shù)；物質(zhì)的聚集狀態(tài)。熵變與化學(xué)反應(yīng)方向等溫等壓條件下，熵變大于零（ S 0）有利于變化過(guò)程自發(fā)進(jìn)行，但不能單獨(dú)作為判斷化學(xué)反應(yīng)方向的標(biāo)準(zhǔn)。焓變與化學(xué)反應(yīng)方向等溫等壓條件下，焓變小于零（ H 0）有利于變化過(guò)程自發(fā)

23、進(jìn)行，但不能單獨(dú)作為判斷變化過(guò)程方向的標(biāo)準(zhǔn)。吉布斯函數(shù)G H TS（ G 為狀態(tài)函數(shù)，為復(fù)合函數(shù)）。吉布斯函數(shù)變G H TS (恒溫、恒壓下反應(yīng)的推動(dòng)力)（ G 不是狀態(tài)函數(shù)）。標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)( G )f m在一定溫度，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由最穩(wěn)定單質(zhì)生成 1mol 純物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變?；瘜W(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變( G )的計(jì)算rm對(duì)化學(xué)反應(yīng) aA + f F gG + dD G = g G + d G a G f G = G rmf m ，Gf m ，Df m ，Af m ，F(xiàn)Bfm,BBHS反應(yīng)自發(fā)性12（放熱） +（熵增）+（吸熱）（熵減）自發(fā)非自發(fā)G =HTS+34+不定（升

24、高溫度，G 由+變 ，利于自發(fā)）不定（升高溫度，G 由變+，不利于自發(fā)）注意：計(jì)量系數(shù)，物質(zhì)的聚集狀態(tài)。12G 與S、H 及 T 的關(guān)系等溫、等壓，判斷變化過(guò)程自發(fā)進(jìn)行方向的判據(jù)G 0 過(guò)程正向自發(fā)進(jìn)行G = 0 處于平衡狀態(tài)G 0 過(guò)程逆向自發(fā)進(jìn)行rm G與 G 的區(qū)別rmr Gm 是指參加反應(yīng)物系中各物質(zhì)處于任意狀態(tài)下， 反應(yīng)進(jìn)度 =1 時(shí)的吉布斯函數(shù)變。 由它判斷（等溫等壓）實(shí)際條件下系統(tǒng)自發(fā)變化過(guò)程方向的判據(jù)， G0 或 0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，但其平衡常數(shù)并不等于零。rmG 0，只能說(shuō)明在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，過(guò)程不能自發(fā)進(jìn)行。在非標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，rm而且| G |又不是很大時(shí)，不能用于判斷反應(yīng)方向?？?/p>

25、逆反應(yīng)平衡常數(shù)都rm不應(yīng)為零。選擇題（將正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)） (1)下列物理量屬于狀態(tài)函數(shù)的是。TpVWHHSG:答：正確答案為 。(2)生產(chǎn)水煤氣的反應(yīng)為 C（s）+ H O（g）= CO（g）+ H （g）22該反應(yīng)的rH = 131.3 kJmol1，則該反應(yīng)是 （系統(tǒng)H 0，S 0）。m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。不用查表，將下列物質(zhì)按標(biāo)準(zhǔn)熵S 值由大到小的順序排列。m（1）Si（s）（2）Br（l）（3）Br（g）答： S （3） S （2） S （1）mmm給出下列過(guò)程的G ，

26、 rmrH ， mrS 的正負(fù)號(hào)（或零）m（1）電解水生成H 和O ；（2）H O（g）273K222H O（l）；2（3）H O（l）2268KH O（s）2 Grm H rm S rm（1）+（2）（3）答：各變化量的符號(hào)如下表所示SiC 是耐高溫材料，問(wèn)以硅石（SiO ）為原料，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和298K 時(shí)能否2制得 SiC。解SiO2+C =SiC+O2 GkJmol1fm856.67062.760 Grm 62.76 (856.67) 793.91k J mol-1 0。結(jié)論：不能在此條件下制備SiC。由二氧化錳制備金屬錳可采取下列兩種方法（1）MnO （s）+ 2H （g）= Mn（s

27、）+ 2H O（g）222 H =37.22 kJmol1rm S =94.96Jmol1K1rm（2）MnO （s）+2 C（s）= Mn（s）+ 2CO（g）2 H =299.8 kJmol1； rmrS =363.3Jmol1K1m試通過(guò)計(jì)算確定上述兩個(gè)反應(yīng)在 298K、標(biāo)態(tài)下的反應(yīng)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）MnO (s) + 2H (g) = Mn(s) + 2H O(g)222 G = H T S =37.22kJmol129894.96103=8.922 (kJmol1)rmrmrm(2) MnO (s) + 2C(s) = Mn(s) + 2C

28、O(g)2 G = H T H = 299.8 298 363.3 103 = 191.5 kJmol1rmrmrm上述兩個(gè)反應(yīng)的G 均大于 0，所以 298K，100 kPa 下反應(yīng)都不能自發(fā)正rm向進(jìn)行。T r Hm37.22 391.95 （K）轉(zhuǎn)1 S rm94.96 103T299.8 825.2 （K）轉(zhuǎn)2363.3 103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）+ 3O （g）= 2HgO（s）+ 2SO （g）22而爐中生成的HgO 又將按下式分解2HgO（s）= 2Hg（g）+ O （g）2試估算爐內(nèi)的灼燒溫

29、度不得低于多少時(shí)，才可以得到Hg（g）？已知 HgS（s），HgO（s）的fH 分別是 58.2 kJmol1，90.83 kJmol1；m G 分別是50.6，58.56（kJmol1）；S 分別是 82.4 Jmol1K1 和 70.29fmmJmol1K1。解： 查表得2HgS（s） + 3O2=2HgO+2SO2 H /（kJmol1） 58.20 90.83297.04fm H rm S rmS /（Jmol1K1）82.4205.0370.29 248.11m 2 (297.04) 2 (90.83) 2 (58.2) 0 659.34 k J mol -1 2 248.11 2

30、70.29 3 205.03 2 82.4 143.09J mol1K 1 H ； rmrS 0 ， 低溫自發(fā)，高溫非自發(fā)。m H Trm659.32 4607.7K轉(zhuǎn) S rm143.09 103結(jié)論（1）：當(dāng)升溫至 T 4607.7K 時(shí), 反應(yīng)由自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榉亲园l(fā)。2HgO（s）=2Hg（l） + O （g）2 H kJmol1fm 90.8361.320mS Jmol1K170.29174.85205.03 H rm S rm 2 61.32 0 2 90.83 304.0kJ mol-1 2 174.85 1 205.03 2 70.29 414.15J mol1K 1 H ； rmr

31、S 0 ， 低溫非自發(fā)，高溫自發(fā)。mH Trm304.0 734.29K ；轉(zhuǎn) S rm414.15 103結(jié)論（）當(dāng)升溫至T 740.29K 時(shí), 反應(yīng)由非自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)樽园l(fā)進(jìn)行。所以，當(dāng) 740.29K T 4607.77K 時(shí)。才可得到Hg(g)。汽車尾氣中含有CO，能否用熱分解的途徑消除它？1已知熱分解反應(yīng)為CO（g）= C（s）+O（g），該反應(yīng)的22rH = 110.5 kJmol1，m S rm= 89Jmol1K1 。解: G = H T S ， 此反應(yīng) H 0， S 0 G 永r mr mr mr mr mr m遠(yuǎn) 大 于 零 ， 說(shuō) 明 此 反 應(yīng) 在 任 何 溫 度 下 反

32、應(yīng) 都 不 能 自 發(fā) 進(jìn) 行 ， 又 因mr G(298 K) 173.0 kJ mol1 0， K 很?。?.51025），平衡產(chǎn)率很低，故不能用熱解法除CO。在 298K，100kPa條件下，金剛石和石墨的標(biāo)準(zhǔn)熵分別為2.45 Jmol1K1 和5.71 Jmol1K1，它們的燃燒反應(yīng)熱分別為395.40 kJmol1 和393.51 kJmol1，試求：在 298K，100kPa 條件下，石墨變成金剛石的G 。rm說(shuō)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=5.71Jmol1K1, S=2.45 Jmol1K1m (石)m (金)C +O (g)=CO (g) H

33、(1) = 39351 kJmol1(石)22r mC +O (g)=CO (g) H (2)= 395.40 kJmol1(金)22r m方程(1) 方程 (2) 得方程（3）C C根據(jù)Hess 定律(石)（金）該反 H (3)= H (1) H (2) = 393.51 (395.40) = 1.89rmr mrmkJmol1 S =2.45 5.71= 3.26 Jmol1K1r m G = H T S= 1.89 298 ( 3.26) 103 = 2.86 kJmolr mr mr m1 G 0298K, 100kPa 下, 石墨較穩(wěn)定r m計(jì)算合成氨反應(yīng) N （g）+ 3H （g）

34、= 2NH （g） 在 673K 時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常223數(shù)，并指出在 673K，下列三種情況下反應(yīng)向何方向進(jìn)行？（1）p（NH ）= 304kPa，p（N ）= 171kPa，p（H ）= 2022kPa；322（2）p（NH ）= 600kPa，p（N ）= 625kPa，p（H ）= 1875kPa；322（3）p（NH ）= 100kPa，p（N ）= 725kPa，p（H ）= 2175kPa；322解：首先用熱力學(xué)數(shù)據(jù) 求出 K 。查表得N (g) +3H (g)=2 NH (g)223 H /（ kJmol1）0046.11r mmS /（Jmol1K1） 191.50130.57

35、192.34 H = 2（ 46.11）= 92.22 kJmol1r m S = 2192.34 3130.57 191.50 = 198.53 Jmol1K1r m G (673K)= H T S = 92.22 ( 198.53)103r mr mr m= 41.39kJmol1K1lnK = G rm 41.39= 7.397 ；RT8.314 103 673K = 6.1310 4，再求出各條件下的J P，與 K 進(jìn)行比較。171 p 2022 p (304p )23J =1=6.510 4J K反應(yīng)逆向進(jìn)行1在計(jì)算壓力商（J）時(shí)，各項(xiàng)一定要用相對(duì)壓力，而且注意分子和分母的單位要一致

36、，在此單位用的是kPa，得出的結(jié)果J 與 K 進(jìn)行比較后，做出判斷。625 p 1875 p (600p )23J =2=8.710 4J K逆向進(jìn)行2725 p 2175 p (100p )23J =3=1.010 5J K正向進(jìn)行3試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明1000K 時(shí)能否用碳將Fe O 、Cr O 和 CuO 中的金屬還原出2 32 3來(lái)？解：(1) 2Fe O+3C = 4Fe +3CO2 32 H /（kJ mol1）824.2500393.51f mS /（J mol1K1）87.405.7427.28 213.64m H = 3 (393.51) 2 (824.25) = 467.97 k

37、Jmol1r m S = 3 213.64 + 4 27.28 3 5.74 2 87.40 = 558.02 J molr m1K1 G = H T S = 467.97 1000558.0210 3= 1025.99rmrmrmkJmol1 G 0，1000K 可用C 還原出Fe。r m2Cr O + 3C = 4Cr + 3CO2 32 H /（kJ mol1）1139.7200393.51f mS /（Jmol1K1） 81.175.7423.77 213.64m H = 3 (393.51) 2(1139.72) = 1098.91 Jmol1rm S = 3213.64 + 423

38、.77 35.74 81.172 = 556.44 Jmol1Kr m1 G = 1098.91 1000556.44 103 = 1655.35 Jmol1r m G 0，不能用C 還原出Cur m已知 SiF（g）、SiCl（g）的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)（ G ）分別為150644fm和569.8（kJmol1），試用計(jì)算說(shuō)明為什么 HF（g）可以腐蝕SiO ，而HCl（g）2則不能？解：4HF(g)+SiO (g) = SiF (g) + 2H O(1)242 G /（kJ mol1） 273.22856.671506237.18fm G = 2 (237.18) + (1506)(856.

39、67) 4 (273.22 ) = 30.81r mkJmol1 G 0不能正向進(jìn)行，HCl 不能被用來(lái)腐蝕SiO 。r m2試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，為什么用BaCO 熱分解制取BaO，反應(yīng)溫度要在 1580K3左右，而將BaCO 與碳黑或碎炭混合，按下式反應(yīng)：3BaCO （s）+ C（s）= BaO（s）+ 2CO（g）3fm則所需溫度可顯著降低。已知 BaCO （s）和 BaO（s）的 H 3分別是 1216mkJ mol1，548.1 kJ mol1； S 分別是 112 Jmol1K1 和 72.09Jmol1K1。解：BaCO3=BaO+CO2 H /（kJ mol1） 1216548.13

40、93.5f mmS /（Jmol1K1）11272.09 213.64 H = 393.5 +（548.1）（1216）= 274.4 kJ mol1r m S = 213.64 + 72.09 112 = 173.73 Jmol1K1r m H ； rmrS 0 ， 低溫非自發(fā)，高溫自發(fā)。m轉(zhuǎn)化溫度 T = H rm 274.4 1000= 1580K S 173.73rmBaCO+C=BaO +2CO3 H /（kJ mol1）12160548.1110.53f mmS /（Jmol1K1）1125.7472.09 197.56 H = 2(110.53)+（548.1）0 （1216）=

41、 446.84（kJ mol1）r mmrS = 2197.56 + 72.09 5.74 112 = 349.47 (Jmol1K1)轉(zhuǎn)化溫度 T = H rm446.84 1000= 1278（K） S 349.47rm結(jié)論： 加還原劑后反應(yīng)所需的溫度降低。第三章化學(xué)反應(yīng)速率教學(xué)內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)速率； 2.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。教學(xué)要求掌握化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法；熟悉元反應(yīng)、反應(yīng)級(jí)數(shù)、反應(yīng)速率常數(shù)、半衰期、有效碰撞、活化分子、活化能等概念；熟悉化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及其 本質(zhì)；掌握質(zhì)量作用定律及其應(yīng)用條件；掌握 Arrhenius 公式及其應(yīng)用；掌握一級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)和有關(guān)計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)與考核點(diǎn)1

42、.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法aA + fF gG + dD0 BBBdv V dt(moll1s1)(單位體積中反應(yīng)進(jìn)度隨時(shí)間的變化率)dnBvdc= B。V dtB dtB因?yàn)榉磻?yīng)進(jìn)度與化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)方式有關(guān), 所以速率方程也必須對(duì)應(yīng)指定的化學(xué)方程式。2元反應(yīng)直接作用，一步完成的反應(yīng)。（復(fù)雜反應(yīng)：由多步完成的反應(yīng)，其中每一步均為元反應(yīng)。）速率方程：化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的關(guān)系式。3質(zhì)量作用定律dc對(duì)元反應(yīng) aA + fF = gG + dD，反應(yīng)速率 v B k ca c f（速率方程）。 dtAFBk 為速率常數(shù)。 a + f為反應(yīng)級(jí)數(shù)。說(shuō)明： 質(zhì)量作用定律僅適用于元反應(yīng)； 速率方程中固體、

43、純液體、稀溶液中的溶劑濃度不表示； 反應(yīng)機(jī)理不清或非元反應(yīng)的速率方程由實(shí)驗(yàn)測(cè)定?；罨肿幽馨l(fā)生有效碰撞（能生成產(chǎn)物的碰撞）的分子，活化分子的能量較高?；罨?E a活化分子所具有的最低能量與反應(yīng)物分子的平均能量之差。Arrhenius 公式kA eEaRTk2 ET T( 21 )lnakRT T12 1一級(jí)反應(yīng)速率方程v dc(B)c(B) kdt ，特點(diǎn) lnc（B）與t 呈線性關(guān)系 lnc（B）= kt + lnc （B）。0 t1 20.693k（半衰期t1 2與 c 無(wú)關(guān)）08化學(xué)熱力學(xué)與化學(xué)動(dòng)力學(xué)rm化學(xué)熱力學(xué)研究的是反應(yīng)能否進(jìn)行，反應(yīng)的限度如何；化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究的是反 應(yīng)的速度如何

44、，反應(yīng)經(jīng)歷怎樣的步驟，機(jī)理如何。 所以熱力學(xué)的自發(fā)進(jìn)行與實(shí)際發(fā)生化學(xué)反應(yīng)還不能完全一致。例如 G 0 時(shí)，只能說(shuō)明從化學(xué)熱力學(xué)角度講， 在等溫等壓條件下，反應(yīng)有自發(fā)進(jìn)行的可能，但是有時(shí)實(shí)際上并不發(fā)生。例如常rm溫、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下由H 和 O 化合生成H O 的反應(yīng) G 0，但是實(shí)際上幾乎不發(fā)生此222rmrmrm反應(yīng)，若要實(shí)現(xiàn)此反應(yīng)，往往要采用催化劑或其它手段以降低活化能?；瘜W(xué)熱力學(xué)的可能性與化學(xué)動(dòng)力學(xué)的現(xiàn)實(shí)性之間的關(guān)系是： G 0，反應(yīng)不一定實(shí)際發(fā)生，但反應(yīng)實(shí)際發(fā)生了， G 一定 0，則反應(yīng)一定不能發(fā)生。思考題與習(xí)題解答下列說(shuō)法是否正確？如不正確，請(qǐng)說(shuō)明原因。每種分子都具有各自特有的活化能。答：不

45、正確，活化能是活化分子所具有的最低能量與反應(yīng)物分子平均能量之 差。 （前提: 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；特點(diǎn):活化能是個(gè)差值，是對(duì)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)而言的，而不是對(duì)一個(gè)分子而言的）影響反應(yīng)速率的幾個(gè)主要因素對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)也都有影響。答：不正確，溫度和催化劑同時(shí)影響反應(yīng)速率和速率常數(shù)，而濃度和壓強(qiáng)只影響反應(yīng)速率，而不影響反應(yīng)速率常數(shù)。如果某反應(yīng)速率方程中每一反應(yīng)物的級(jí)數(shù)，都與相應(yīng)化學(xué)計(jì)量方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同，則該反應(yīng)必是元反應(yīng)。答：否，例如H2+I2=2HI 速率方程為 v=kc（H2）c（I2），曾經(jīng)長(zhǎng)期被認(rèn)為是簡(jiǎn)單反應(yīng)。但研究表明，此反應(yīng)經(jīng)歷了兩個(gè)步驟c 2 (I) I 2 I（快反應(yīng)，可逆平衡）； K

46、2 H 2 I 2 HI （慢反應(yīng)，元反應(yīng)）；2c(I2； c 2 (I) K c(I ) ；)2根據(jù)質(zhì)量作用定律 k2 c(H 2 )c 2 (I) ； 將c 2 (I) Kc(I2 ) 帶入 得到其速率方程： k2 c(H 2 )Kc(I2 )= kc(H 2 )c(I2 )雖然其速率方程符合質(zhì)量作用定律，但此反應(yīng)是復(fù)雜反應(yīng)。加催化劑不僅可以加快反應(yīng)速率，還可影響平衡，也可使熱力學(xué)認(rèn)為不能進(jìn)行的反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行.答：否，加催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能影響化學(xué)平衡，也不能改變反應(yīng)方向。反應(yīng)級(jí)數(shù)只能是 0 或正整數(shù)。答：錯(cuò)，反應(yīng)級(jí)數(shù)不僅可以為 0 或正整數(shù)，而且可以為小數(shù)或負(fù)數(shù)。所有化學(xué)反應(yīng)速率都

47、和溫度成正比。答：不對(duì)，多數(shù)化學(xué)反應(yīng)符合Arrhenius 公式，但是一部分化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系比較復(fù)雜，甚至有些反應(yīng)（例如NO+O2=NO2）與溫度成反比。升高溫度可以加快所有化學(xué)反應(yīng)的速率。答：錯(cuò) 見(jiàn)(6)。選擇題（將正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi)）已知反應(yīng)A + 2B = 2D的速率方程為v=kc（A）c2（B），則該反應(yīng)（ ） 是元反應(yīng) 是非元反應(yīng) 應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定 無(wú)法確定答：正確答案是。升高溫度可以增加反應(yīng)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(yīng)的活化能 使反應(yīng)向吸熱方向進(jìn)行答：正確答案是。鏈反應(yīng)的基本步驟有（），在鏈傳遞過(guò)程中，產(chǎn)生的自由基數(shù)目大于消耗掉的自由基

48、數(shù)目的鏈反應(yīng)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(yīng) 支鏈反應(yīng)答：正確答案是和。用鋅和稀硫酸制取氫氣，該反應(yīng)的H 為負(fù)值，在反應(yīng)開(kāi)始后的一段時(shí)間r內(nèi)反應(yīng)速率加快，后來(lái)反應(yīng)速率又變慢，試從濃度、溫度等因素來(lái)解釋此現(xiàn)象。答：開(kāi)始時(shí)，因?yàn)榉磻?yīng)放熱，使體系溫度升高，加快反應(yīng)了速率；隨反應(yīng)物的消耗，其濃度下降，反應(yīng)速率隨之變慢。反應(yīng) A（g）+ B（g）= 2D（g）， H 為負(fù)值，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，如改r變下表中各項(xiàng)條件，試將其他各項(xiàng)發(fā)生的變化的情況填入表中：改變條件正反應(yīng)速率速率常數(shù) k正增加 A 的分壓增加壓力降低溫度使用催化劑答：改變條件增加 A 的分壓增加壓力降低溫

49、度使用催化劑正反應(yīng)速率加快速率常數(shù) k不變正不變變慢加快不變減小加快化學(xué)反應(yīng)發(fā)生爆炸的原因是什么？H 和 O 的混合物（2:1）的爆炸半島圖22上為什么存在三個(gè)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(shí)，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(dāng)壓力處于第一與第二爆炸極限時(shí)，支鏈反應(yīng)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(dāng)壓力升至第二和第三爆炸區(qū)間時(shí)，自由基銷毀速率大于產(chǎn)生速率，進(jìn)入慢速反應(yīng)區(qū)， 不發(fā)生爆炸；當(dāng)壓力達(dá)到第三爆炸限以上時(shí)，發(fā)生的是熱爆炸。在 660K 時(shí)，反應(yīng) 2NO + O2= 2NO2的有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表c（NO）/（molL1

50、）c（O ）/（molL1）v（NO）/（molL1s1）20.0100.0102.51030.0100.0205.01030.0300.0204.5102求：（1）反應(yīng)的速率方程及反應(yīng)級(jí)數(shù)；（2）速率常數(shù)k ；（3）c（NO）= 0.035molL1，c（O ）= 0.025molL1 時(shí)的反應(yīng)速率。2解：（1）速率方程通式可寫(xiě)作 v kc x (NO) c y (O )2將各級(jí)濃度及相應(yīng)反應(yīng)速率數(shù)據(jù)代入上式，可得2.5103 = k (0.01)x (0.01)y5.0103 = k (0.01)x (0.02)y4.5102 = k (0.03)x (0.02)y由（1）、（2）可得 y

51、 = 1，由（1）、（3）可得 x = 2。將 x =2, y = 1 代入速率方程，可得v k c（NO）2 c (O )；反應(yīng)級(jí)數(shù)為 3 級(jí)2（2）將y =1，x =2 代入中任意式， 可得 k = 2.510 3將k 值及濃度數(shù)據(jù)代入速率方程，moll1s1v = 2.5 103 (0.035)2 0.025 = 7.6 102 moll1s1放射性 60 Co 所產(chǎn)生的強(qiáng)輻射，廣泛用于癌癥治療。放射性物質(zhì)的強(qiáng)度27以“居里”表示。某醫(yī)院一個(gè) 20 居里的鈷源，經(jīng)一定時(shí)間后鈷源的剩余量只有5.3居里。問(wèn)這一鈷源已有多少時(shí)間了。已知60 Co 的半衰期為 5.26a。270.6930.69

52、3解：此反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，由t可得，k 0.132a 112k5.26ac將 k = 0.132a15.3、c = 20 居里、c0t= 5.3 居里， 代入 lnt kt ，c0則 ln20 = 0.132 t；t = 10.06a某藥物分解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，在 37時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)k 為 0.46h1， 若服用該藥 0.16g，問(wèn)該藥在胃中停留多長(zhǎng)時(shí)間方可分解90%。解：將ct= ( 1 90%) 0.16 = 0.016g代入一級(jí)速率方程為lnct kt ，c0得0.016ln 0.16= 0.46t ；t = 5h9 在 500K 時(shí)，硝基甲烷（CH NO ）的半衰期是 650s。試求該一

53、級(jí)反應(yīng)32的 （1）速率常數(shù)。硝基甲烷的濃度由 0.05molL1 減至 0.0125molL1 所需時(shí)間。繼（2）之后 1h 硝基甲烷的濃度。0.6930.69312解： （1）一級(jí)反應(yīng)；k t650 1.07 103 （s 1）（2）ct= 0.0125molL 1, co= 0.05molL1 代入一級(jí)反應(yīng)速率方程，可得cln ct0 ln0.01250.05= 1.07103 t ；t = 1300s（或推論，反應(yīng)由 0.05molL1 減至 0.0125molL1 經(jīng)歷兩個(gè)半衰期，因此 t =122 t=1300s）（3）繼（2）以后，反應(yīng)時(shí)間為 t = 1300 +3600 = 4

54、900（s）， 代入速率c方程表達(dá)式，得lnt0.05= 1.0710 34900 ；c = 2.6410 4 molL1t在稀的蔗糖溶液中（即水大量存在）發(fā)生下列反應(yīng)：C H O （aq）+ H O（l）2C H O （aq）12 22 1126 12 6該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，若該反應(yīng)的速率常數(shù)k 為 0.034h1，且蔗糖溶液的起始濃度為 0.010 molL1，試求：（1）蔗糖水解反應(yīng)的起始速率；（2）5h 后蔗糖的濃度。解： （1）該一級(jí)反應(yīng)的速率方程可寫(xiě)作v = k c（C H O ）12 22 11起始速率v = 0.034 0.010 = 3.410cc 4molL1h1（2）ln

55、ct= k tlnt 0.034 5c= 0.0084 molL10.01t0某病人發(fā)燒至 40，使體內(nèi)某一酶催化反應(yīng)的速率常數(shù)增大為正常體溫（37）時(shí)的 1.23 倍。試求該催化反應(yīng)的活化能。kEaT T解：由阿氏公式k = AeEa/RT ，可得ln k2R (21 )T T將 T = 273 + 37 = 310K,T121= 273 + 40 = 313K, k21= 1.23k12代入公式，有kEaT Tln2kR (21 )；T T11.23kln11 2Ea(313 310 )k8.314 1031310 313aE = 55.70 kJmol 1反應(yīng) 2NOCl（g）= 2NO

56、（g）+ Cl （g）的活化能為 101kJmol1，300K2時(shí)，速率常數(shù)k1為 2.80105 Lmol1s1，試求 400K 時(shí)的速率常數(shù)k 。2k解：由ln k2ETRT Ta ( 2 T1 )；有11 2kln2101( 400 300 )； 2.80 1058.314 103300 400k = 0.698 Lmol1s12已知青霉素G 的分解反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，37時(shí)其活化能為 84.8 kJmol1，指前因子A 為 4.21012h1，試求 37時(shí)該反應(yīng)的速率常數(shù)k。解：代入阿氏公式 k = Ae Ea/RT得k 4.2 1012 e 84.4 / 8.314103 (27337)

57、 4.2 1012 e347.2110 3 h114300K 時(shí)，下列反應(yīng)H O （aq）= H O（l）+ （1/2）O （g）2 222的活化能為 75.3kJmol1。若用I 催化，活化能降為 56.5kJmol1；若用酶催化，活化能降為 25.1kJmol1。試計(jì)算在相同溫度下，該反應(yīng)用I催化及酶催化時(shí)，其反應(yīng)速率分別是無(wú)催化劑時(shí)的多少倍？解： 由 Arrhenius 公式，有k = Ae Ea/RT用 I 催化時(shí)，k(1 ) ke Ea (1 )/ RT75.356.5 e 8.314103 300 =1.9103 倍(無(wú))ke EaeEa/ RT( 無(wú))/ RT75.325.1用酶

58、催化時(shí)，(酶)k(無(wú))eEa(酶)( 無(wú))/ RT e 8.341103 300 =5.5108 倍第四章溶液及溶液中的離子平衡教學(xué)內(nèi)容1溶液濃度的表示方法；2.稀溶液的通性；3.一元弱酸和一元弱堿的離解平衡； 4.同離子效應(yīng)與緩沖溶液；5.溶度積與溶度積規(guī)則。教學(xué)要求掌握溶液濃度摩爾分?jǐn)?shù)（x）也稱摩爾分?jǐn)?shù)濃度、質(zhì)量摩爾濃度（b ）、（物質(zhì)B的量濃度 c）的概念和計(jì)算；了解氣體、固體在液體中的溶解度及其影響因素； 了解相似相溶原理和萃取分離原理；熟悉蒸氣壓、沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)、滲透壓等概念， 熟悉蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降、滲透壓產(chǎn)生的原因和定量計(jì)算方法。 掌握稀溶液的依數(shù)性定律。了解一元弱電

59、解質(zhì)的離解平衡的特點(diǎn)；掌握一元弱酸、弱堿溶液pH 值的計(jì)算方法；掌握緩沖溶液的特點(diǎn)、作用、配制方法及緩沖溶液 pH 值的計(jì)算方法；了解溶度積的概念及難溶電解質(zhì)離解平衡特點(diǎn)；掌握溶度積規(guī)則。知識(shí)點(diǎn)與考核點(diǎn)摩爾分?jǐn)?shù)（x）nnnx =1； x =1n2122n n12； x + x =112質(zhì)量摩爾濃度（b ）BBb n(溶質(zhì),mol)Bm（溶劑,kg)物質(zhì)的量濃度（c）c （n 溶質(zhì),mol)V（溶劑,L)溶解與熱效應(yīng)氣體溶解于水時(shí)放熱，所以溫度升高時(shí)，氣體的溶解度降低。固體溶于水多為吸熱過(guò)程，所以升溫時(shí)多數(shù)固體在水中的溶解度增大。蒸氣壓一定溫度下,液體與其蒸氣處于平衡狀態(tài)時(shí)蒸氣的壓力叫該液體的飽

60、和蒸氣壓（簡(jiǎn)稱蒸氣壓）。蒸氣壓是液體的本性和溫度的函數(shù)。溶液的蒸氣壓下降同溫度下，純?nèi)軇┱魵鈮汉腿芤赫魵鈮旱牟钪担y揮發(fā)的溶質(zhì)使液體蒸氣壓下降，易揮發(fā)溶質(zhì)使液體蒸氣壓上升）。拉烏爾定律.p =p * x一定溫質(zhì)度下，難揮發(fā)、非電解質(zhì)的稀溶液的蒸氣壓下降與溶質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（ x）成正比，比例質(zhì)系數(shù)是純?nèi)軇┰谠摐囟认碌娘?和蒸氣壓。稀溶液蒸氣壓下降如圖 41 所示。沸點(diǎn)圖 41 溶液的蒸氣壓下降、液體的蒸氣壓等于外壓時(shí)的溫度。沸點(diǎn)上升和凝固點(diǎn)下降圖溶液的沸點(diǎn)上升溶液的沸點(diǎn)與純?nèi)軇┓悬c(diǎn)的差值。t K bbbb溶液的沸點(diǎn)上升與質(zhì)量摩爾濃度(b)成正比，比例系數(shù) K 是溶劑本性的函數(shù)。沸點(diǎn)上升如圖 4