題解三化學(xué)動(dòng)力學(xué)

題解三化學(xué)動(dòng)力學(xué)1第1頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1.是非題（對(duì)的在括號(hào)內(nèi)填“+”號(hào)，錯(cuò)的填“-”號(hào)）（1）ΔrS為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)。（）習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)（2）某給定反應(yīng)達(dá)到平衡后，若平衡溫度條件不變，分離除去某生成物，待達(dá)到新的平衡后，則各反應(yīng)物和生成物的分壓和濃度分別保持原有定值。（）-解：對(duì)孤立系統(tǒng)正確。解：各反應(yīng)物和生成物的分壓和濃度均發(fā)生變化，平衡發(fā)生移動(dòng)。各產(chǎn)物與反應(yīng)物以其化學(xué)計(jì)量數(shù)為指數(shù)的分壓或濃度的比值不變（即K值不變）。-2第2頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，(298.15K)=131.3k·Jmol-1。由于化學(xué)方程式兩邊物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的總和相等，所以增加總壓力對(duì)平衡無(wú)影響。（）習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)解：反應(yīng)前后氣態(tài)組分總體積不等，平衡向體積縮小的方向即逆向移動(dòng)。-（4）上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，若升高溫度，則正反應(yīng)速率v(正)增加，逆反應(yīng)速率v(逆)減小，結(jié)果平衡向右移動(dòng)。（）解：正逆反應(yīng)速率都增加；因吸熱，平衡右移（K增大）。-3第3頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（5）反應(yīng)的級(jí)數(shù)取決于反應(yīng)方程式中反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。（）習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)（6）催化劑能改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的。（）解：對(duì)基元反應(yīng)結(jié)論合理，對(duì)于非基元反應(yīng)，反應(yīng)級(jí)數(shù)必須由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。-+解：定溫下，均為狀態(tài)函數(shù)。4第4頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（7）在常溫常壓下，空氣中的N2和O2能長(zhǎng)期存在而不化合生成NO。且熱力學(xué)計(jì)算表明：N2(g)+O2(g)2NO(g)的(298.15K)?0，則N2與O2混合氣必定也是動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。（）習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)+解：根據(jù)事實(shí)，該反應(yīng)非自發(fā)，則必為熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)必然是動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。5第5頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（8）已知CCl4不會(huì)與H2O反應(yīng)，但CCl4(l)+2H2O(l)CO2(g)+4HCl(aq)的（298.15K）=-397.93kJ·mol-1，則必定是熱力學(xué)不穩(wěn)定而動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的系統(tǒng)。（）習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)+解：根據(jù)事實(shí)，該反應(yīng)為動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)可以是熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。6第6頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.填空題（解）（1）對(duì)于反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；(298.15K)=-92.2kJ·mol-1若溫度升高（例如升高100K），則下列各項(xiàng)將如何變化（填寫：不變，基本不變，增大或減小。）解：·

，·

，

·

，·

，

v（正）·

，v（逆）·

。適用公式：習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)基本不變基本不變?cè)龃鬁p小增大增大7第7頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：適用公式：

v=k{c(A)}a·{c(B)}b

k(正)k(逆)v(正)v(逆)平衡移動(dòng)方向增加總壓力升高溫度加催化劑（2）對(duì)于下列反應(yīng)：C(s)+CO2(g)2CO(g)；(298.15K)=172.5kJ·mol-1若增加總壓力或升高溫度或加入催化劑，則反應(yīng)速率常數(shù)k(正)、k(逆)和反應(yīng)速率v(正)、v(逆)以及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)、平衡移動(dòng)的方向等將如何？分別填入下表中。習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)不變不變?cè)龃笤龃蟛蛔兡嫦蛟龃笤龃笤龃笤龃笤龃笳蛟龃笤龃笤龃笤龃蟛蛔儾蛔?第8頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月答：氟利昂(CFC)、NOx、烴類物質(zhì)(CH4)；CO2、CH4、N2O、CFC、O3等；SO2，NOx

；（自學(xué)內(nèi)容）（3）造成平流層中臭氧層破壞的主要物質(zhì)有

；主要的溫室氣體有

；形成酸雨的大氣污染物主要是

和

。習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)9第9頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.不用查表，將下列物質(zhì)按其標(biāo)準(zhǔn)熵（298.15K）值由大到小的順序排列，并簡(jiǎn)單說(shuō)明理由。（a）K（s），（b）Na（s），（c）Br2（l），（d）Br2（g），（e）KCl（s）；習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)解：d>c>e>a>b同一物質(zhì)的熵值：氣體>液體的熵>固體熵；分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì)熵比較大；原子量大的物質(zhì)熵比較大。10第10頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

4.定性判斷下列反應(yīng)或過(guò)程中熵變的數(shù)值是正值還是負(fù)值。（1）溶解少量食鹽于水中。（2）活性炭表面吸附氧氣。（3）碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳。習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)解：（1）ΔS>0；（2）ΔS<0；（3）ΔS>0，2C(s)+O2(g)2CO(g)11第11頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算說(shuō)明下列水結(jié)冰過(guò)程：H2O（l）→H2O（s）在298.15K的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)能否自發(fā)進(jìn)行。已知冰在298.15K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)為-236.7kJ·mol-1。

習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)解：(298.15K)=ΣvB,m(298.15K)=

(冰)-(水)=[(-236.7)–(-237.1)]kJ·mol-1=0.4kJ·mol-1>0故這個(gè)過(guò)程在298.15K的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)不能自發(fā)進(jìn)行。12第12頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.試用書末附錄中的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)的(298.15K)和(298.15K)（1）3Fe(s)+4H2O(l)Fe3O4(s)+4H2(g)（2）Zn(s)+2H+(aq)Zn2+(aq)+H2(g)（3）CaO(s)+H2O(l)Zn2+(aq)+2OH-(aq)（4）AgBr(s)Ag(s)+Br2(l)習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)13第13頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解（1）3Fe(s)+4H2O(l)Fe3O4(s)+4H2(g)

27.2869.91146.4130.680-237.129-1015.40

=(146.4+4×130.68-4×69.91-3×27.28)=307.7J·mol-1K-1

=[(-1015.4)+0-4×(-237.129)-3×0]=-66.9kJ·mol-1習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)14第14頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)=[(-147.06)+0–2×0-0]=-147.06kJ·mol-1=

[(-112.1)+130.684-41.63–2×0]=-23.0J·mol-1·K-115第15頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月=[(-553.58)+2(-157.24)-(-604.03)-(-237.129)]=-26.91kJ·mol-1=[2×(-10.75)+(-53.1)-39.75-69.91]=-184.3J·mol-1·K-1（3）習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)16第16頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）AgBr(s)Ag(s)+Br2(l)=42.55+0.5×152.231-170.1=-51.4J·mol-1·K-1=[0+0-(-96.90)]=96.90kJ·mol-1）習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)

170.142.55152.231-96.900017第17頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.用錫石（SnO2）制取金屬錫，有建議可用下面幾種辦法：（1）單獨(dú)加熱礦石，使之分解；（2）用碳（以石墨計(jì)）還原礦石（加熱產(chǎn)生CO2）；（3）用H2（g）還原礦石（加熱產(chǎn)生水蒸氣）。今希望加熱溫度盡可能低一些。試?yán)脴?biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算，說(shuō)明采用何種方法為宜。習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)18第18頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：（1）SnO2(s)Sn(s)+O2(g)-580.70052.351.55205.138=0+0-(-580.7)kJ·mol-1=580.7kJ·mol-1習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)=(51.55+205.138-52.3)J·mol-1=204.4J·mol-1·K-119第19頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月依據(jù)反應(yīng)溫度習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)=580.7kJ·mol-1/204.410×10-3kJ·mol-1·K-1=2841K20第20頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解（2）SnO2(s)+C(s)Sn(s)+CO2(g)-580.700-393.50952.35.74051.55213.74=0+(-393.509)-0-(-580.7)kJ·mol-1=187.2kJ·mol-1習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)=[51.55+213.74–(52.3+5.740)]=207.3J·mol-1·K-1Tc>187.2kJ·mol-1/207.3×10-3kJ·mol-1·K-1=903.0K21第21頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）SnO2(s)+2H2(g)Sn(s)+2H2O(g)-580.700-241.8252.3130.68451.55188.825=0+(-241.82)×2-0-(-580.7)=97.1kJ·mol-1習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)=[51.55+2×188.825–(52.3+2×130.684)=115.5J·mol-1·K-1Tc>97.1kJ·mol-1/115.5×10-3kJ·mol-1·K-1=841K22第22頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.計(jì)算利用水煤氣制取合成天然氣的下列反應(yīng)在523K時(shí)（近似）的值。CO（g）+3H2（g）CH4（g）+H2O（g）解：寫出化學(xué)方程式，從附錄查反應(yīng)物和生成物的（298.15）和(298.15K)值，并在各物質(zhì)下面標(biāo)出。習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)-110.5250-74.81-241.818197.674130.684186.264188.82523第23頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月=-214.637J.mol-1.K-1=-206.10kJ·mol-1習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)=-93.848kJ·mol-124第24頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.某溫度時(shí)8.0molSO2和4.0molO2在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)生成SO3氣體，測(cè)得起始時(shí)和平衡時(shí)（溫度不變）系統(tǒng)的總壓力分別為300kPa和220kPa。試?yán)蒙鲜鰧?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求該溫度時(shí)反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和SO2的轉(zhuǎn)化率。習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)25第25頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：設(shè)SO3在平衡的物質(zhì)的量為xmol2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始時(shí)物質(zhì)的量/mol8.0

4.0

0平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol8-

x4-

x/2x則恒溫恒容條件下，系統(tǒng)總壓與系統(tǒng)物質(zhì)總量成正比。SO2轉(zhuǎn)化率習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)26第26頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月平衡時(shí)各物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)：

xeq(SO2)=(8.0-6.4)mol/(8.0-6.4+4.0-6.4/2+6.4)mol=1.6/8.8

xeq(O2)=(4.0-6.4/2)mol/(8.0-6.4+4.0-6.4/2+6.4)mol=0.8/8.8

xeq(SO3)=6.4mol/(8.0-6.4+4.0-6.4/2+6.4)mol=6.4/8.8習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)peq(SO2)=1.6/8.8×220kPa=40kPapeq(O2)=0.8/8.8×220kPa=20kPapeq(SO3)=6.4/8.8×220kPa=160kPa平衡分壓：27第27頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)28第28頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10.已知反應(yīng)：H2(g)+Cl2(g)HCl(g)在298K時(shí)的=4.9×1016，(298K)=-92.31kJ·mol-1，求在500K時(shí)的值【近似計(jì)算，不查(298)和

(298K)數(shù)據(jù)】。習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)解:根據(jù)范德霍夫等壓方程29第29頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月11.利用標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)估算反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)在873K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。若此時(shí)系統(tǒng)中各組分氣體的分壓為p(CO2)=p(H2)=127kPa，p(CO)=p(H2O)=76kPa，計(jì)算此條件下反應(yīng)的摩爾吉布斯函數(shù)變，并判定反應(yīng)進(jìn)行的方向。

習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)解CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)-393.510-110.53-241.818213.74130.684197.67188.82530第30頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)31第31頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月故反應(yīng)向正方向進(jìn)行。

習(xí)題解答----化學(xué)動(dòng)力學(xué)32第32頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

12.

在沒(méi)有催化劑存在時(shí)，H2O2的分解反應(yīng)：H2O2（l）→H2O（l）+