无机习题解答.docx

1、第二章 化学反应速率和化学平衡习题解答复习思考题解答1区别下列概念(1) 反应速率与反应速率常数(2) 平衡常数与标准平衡常数(3) 反应商与平衡常数解：(1) 反应速率是衡量化学反应过程进行的快慢，即反应体系中各物质的数量随时间的变化率。反应速率常数：在数值上等于单位浓度 1mol/L 时的反应速率。 k 值的大小是由反应物的本性所决定的，与反应物浓度无关，但受温度、催化剂和溶剂等的影响。一般来说，k 值越大，反应速率就越快。(2) 平衡常数：对任何可逆反应，在一定温度下达到平衡时，各生成物平衡浓度幂的乘积与反应物平衡浓度幂的乘积之比为一常数，此常数称为化学平衡常数。标准平衡常数：在平衡常数

2、表达式中，若将平衡浓度用相对平衡浓度或相对平衡分压表示，则该常数称作标准平衡常数。(3) 反应商：对任何可逆反应，在一定温度下，其各生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积之比得到的一个值，此值称为该反应的反应商。平衡常数：对任何可逆反应，在一定温度下达到平衡时，各生成物平衡浓度幂的乘积与反应物平衡浓度幂的乘积之比为一常数，此常数称为化学平衡常数。2什么是可逆反应？什么是化学平衡？什么是多重平衡规则?解：在一定条件下，一个化学反应既可以向正反应方向进行又可以向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。反应进行到一定程度，正、逆反应速率相等时，体系中反应物和生成物的浓度不再发生变化，此时体系所处的状态称为

3、化学平衡。在多重平衡的体系中，若某反应是由几个反应相加而成，则该反应的标准平衡常数等于各分反应的标准平衡常数之积，若相减而成，则该反应的标准平衡常数等于各分反应的标准平衡常数相除，这种关系称为多重平衡规则。3某确定的化学反应的标准平衡常数是一个不变的常数吗？解：否。标准平衡常数 与浓度或分压无关，但随温度的变化而变化。对K同一可逆反应，当温度不同时， 值就不同。4惰性气体是如何影响化学平衡的？解：对于理想气体的反应，惰性气体的存在不影响平衡常数，但却常影响平衡组成，从而使化学反应平衡发生移动。当总压力一定时，惰性气体实际上起了稀释作用，它和减少反应体系总压力的效果相同。5温度升高或降低，可逆反

4、应的正、逆反应速率都加快或减慢，为什么化学平衡还会移动？ 解：化学反应的速率常数与温度有关，温度对不同反应的速率常数影响是不同的。虽然，温度升高或降低，可逆反应的正、逆反应速率都加快或减慢，但正、逆反应速率加快或减慢的程度不同，所以化学平衡还是会发生移动。6温度如何影响平衡常数？解：不论浓度、压强还是体积变化，它们对化学平衡的影响都是通过改变 Q 而得以实现的，温度对化学平衡的影响却是从改变平衡常数而产生的。平衡常数与温度的关系 21rm21ln()KHTR对于正向吸热反应， ，当升高温度时，即 ，必然有 ，也就是0mrH1212K说平衡将向吸热反应方向移动；对于正向放热反应， ，当升高温度，

5、即0mr时，则必有 ，就是说平衡向逆反应方向移动。12T21K7催化剂能影响反应速率，但不能影响化学平衡，为什么？解：因为催化剂能改变化学反应的历程，使反应的活化能改变，所以，催化剂能影响反应速率。但由于催化剂同等程度的改变正、逆反应的活化能，同等程度地影响正、逆反应的速率，所以，催化剂不能影响化学平衡。习题解答1试写出下列化学反应的反应速率表达式(1)N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)(2)N2O4(g) 2NO2(g)解：(1) 3NHNdd1ccvttt(2) 242O2某酶促反应的活化能是 50kJ/mol，试估算此反应在发热至 40的病人体内比从正常人( 体温 37)加快的

6、倍数( 不考虑温度对酶活力的影响) 。解：3a221 21 15010ln().86 .08.4EkTkR即反应速率增加了 1.2 倍。3尿素的水解反应为 CO(NH2)2 + H2O 2NH 3 + CO225无酶存在时，反应的活化能为 120 kJ/mol，当有尿素酶存在时，反应的活化能降为 46 kJ/mol，反应速率为无酶存在时的 9.41012 倍，试计算无酶存在时，温度要升到何值才能达到酶催化时的速率？解：浓度一定时，反应速率之比也即速率常数之比 12219.40ka2211lg.30EkTR； 得 2 2-398lg.38.4278(K)T4写出下列各反应的标准平衡常数表达式。(

7、1) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3 (g) (2) AgO(s) 2Ag(s)+ O2(g) 1(3) Cl2(g) + H2O(l) H+(aq) + Cl (aq) + HClO(aq)(4) Fe2+(aq) + O2(g) + 2H+(aq) Fe3+(aq) + H2O(l)解：(1) 322eq,S, eq,O(/)pKp(2) 21/eq,O()(3) 2+-eq,ClH(/)p(4) 23+ 12eq,OF/)eH(cKp5已知：(1) HCN H+ + CN- = 4.910-101K(2) NH3 + H2O NH4+ + OH- = 1.810-5 2(3)

8、H2O H+ + OH- = 1.010-143求反应 (4) NH3 + HCN NH4+ + CN- 的平衡常数 K 。解：因为(1)+(2) (3)=(4) ，所以根据多重平衡规则得 1051243.9.80.K6在某温度及标准压力 下，N 2O4(g)有 0.50(摩尔分数)分解成 NO2(g)，若压力扩大p10 倍，则 N2O4 的解离分数为多少？解： N2O4(g) 2 NO2(g)10.50 20.50 n 总 = 10.50；因为 ，得2(1)0.51.3.xKB(10)llnxK (1).x(10).xK设 为增加压力后为 N2O4 的解离度，则 240.13解得 = 0.1

9、8，可见增加压力不利于 N2O4 的解离。7蔗糖的水解反应为 122612612CH(aq) +(l)CH()(aq +CHO()aqA葡 萄 糖 果 糖假设在反应过程中的水的浓度不变。(1) 若蔗糖的起始浓度为 ，反应达平衡时蔗糖水解了一半，试计算反应的标 mol/L准平衡常数；(2) 若蔗糖的起始浓度为 2 ，则在同一温度下达平衡时，葡萄糖和果糖的浓 l/a度各为多少？解：(1) 蔗糖水解反应的标准平衡常数为 0.50.5Kaa葡 萄 糖 果 糖蔗 糖(2) 设葡萄糖的相对平衡浓度为 葡萄糖，则果糖和蔗糖的相对平衡浓度分别为 葡萄糖，2 葡萄糖 ，有a；20.5()葡 萄 糖葡 萄 糖 0

10、.78a葡 萄 糖葡萄糖和果糖的平衡浓度均为 。. mol/L8在温度 T 时，CO 和 H2O 在密闭容器内发生反应 22C(g) +()C(g) +HA平衡时， ， ， 。试计算eq,O10kPap2eq,HO0kPap2eq,O0kPap(1) 此温度下该可逆反应的标准平衡常数；(2) 反应开始前反应物的分压力；(3) CO 的平衡转化率。解：(1) 由题意可知，此温度下，该可逆反应的标准平衡常数为 22eq,eq,CO,H, O(/)0/10.()(/)ppK(2) 由反应方程式中各物质的计量关系可知 20,COeq,eq,CO10 += 3(kPa)pp222,H, 4(3) CO

11、的平衡转化率为 CO0,eq,CO,301%67p9在容积为 5.00L 的容器中装有等物质的量的 PCl3(g)和 Cl2(g)。523K 下反应325Pl(g) +l()Pl(g) 达平衡时， ， 。求5PClp0.76K(1) 开始装入的 PCl3(g)和 Cl2(g)的物质的量；(2) PCl3 的平衡转化率。解：(1) 设 PCl3(g)及 Cl2(g)的始态分压为 x Pa325 PCl(g)+l()PCl(g)xppA始 态 分 压 /a 0平 衡 分 压 - 5eq,3eq,2,PCl ll(/)1/ (pKx（ -） /-)/52(100.76)/x2.4Pa32PCll=

12、/npVRT353PCl2.1401.0.46(mol)8(2) PCl3 的平衡转化率为 35PCl 2.1400%46.7%px10已知反应 在 933K 时的 。2Fe(s)+HOgFe(s)+HgA2.35aK(1) 若在此温度时用总压为 100kPa 的等物质的量 和 混合气体处理 ，2O()(g)Fe会不会变成 ？Fee(2) 若要 不变成 ， 的分压最多不能超过多少？F2(g)解：(1) ； 2.35aK22HO10kPa)p22HO:1n所以 22=5(因为在 、 恒定时，纯固体的活度等于 1，即 和 都等于 1TFeO； ，因此，正向反应自发进行， 会变成 。2HO/1pQQ

13、KFe(2)若要 不变成 ，对应的最大 可由 求出Fe2HOpQK；22HHOO/10/.35ppQ2HO9.8(kPa)p即 的分压不能大于 ；否则，正向反应自发进行， 会变成 。2(g)9.8kPaFeO第三章 酸碱平衡习题解答复习思考题解答1 关 于 酸 碱 质 子 理 论 ， 下 列 说 法 是 否 正 确 ， 为 什 么 ？(1) 酸 碱 反 应 的 实 质 是 酸 碱 对 之 间 的 质 子 传 递 反 应 ；(2) 水 是 酸 性 物 质 ， 而 氨 是 碱 性 物 质 ；(3) 已 知 (HAc) (HCN)， 所 以 CN 是 比 Ac 强 的 碱 ；aKa(4) 同 一 种

14、 物 质 不 能 同 时 起 酸 和 碱 的 作 用 ；(5) 质 子 不 能 独 立 存 在 ， 含 有 H 的 物 质 都 是 质 子 酸 。解：( 1) 正 确 ； (2) 不 正 确 。 水 、 氨 均 有 自 偶 解 离 ， 都 是 两 性 物 质 。(3) 正 确 ； (4) 不 正 确 ， 两 性 物 质 如 H2O 等 既 能 给 出 质 子 也 能 接 受 质 子 ， 同 时既 是 酸 也 是 碱 。 ； (5) 不 正 确 ， 有 些 有 机 物 如 CH4 不 能 给 出 质 子 ， 不 能 作 为 质 子 酸 。2 下 列 说 法 是 否 正 确 ， 为 什 么 ？(1

15、) 酸 性 水 溶 液 中 不 含 OH ， 碱 性 溶 液 中 不 含 H+； 在 一 定 温 度 下 ， 改 变 溶 液的 pH， 水 的 离 子 积 发 生 变 化 ；(2) 氨 水 的 浓 度 越 小 ， 解 离 度 越 大 ， 溶 液 中 OH 离 子 浓 度 就 越 大 ；(3) 溶 液 中 离 子 的 浓 度 越 大 、 电 荷 越 高 ， 离 子 强 度 越 大 ， 活 度 系 数 就 越 大 ；(4) 若 HCl 溶 液 的 浓 度 是 HAc 溶 液 的 2 倍 ， 则 HCl 溶 液 中 的 H+也 是 HAc溶 液 中 H+的 2 倍 ；(5) 氢 硫 酸 饱 和 溶

16、液 中 S2 离 子 和 H+离 子 的 浓 度 比 是 1 2；(6) 某 弱 酸 溶 液 稀 释 时 ， 其 解 离 度 增 大 ， 溶 液 的 酸 度 也 增 大 。解：( 1) 不 正 确 。 酸 碱 溶 液 中 均 存 在 OH 和 H+， 且 二 者 浓 度 乘 积 在 一 定 温 度 下为 定 值 。(2) 不 正 确 。 根 据 稀 释 定 律 ， 氨 水 的 浓 度 越 小 ， 解 离 度 越 大 ， 但 浓 度 对 OH 离 子 的 影 响 要 比 解 离 度 大 ， 因 此 溶 液 中 OH 离 子 浓 度 越 小 。(3) 不 正 确 。 溶 液 中 离 子 的 浓 度

17、 越 大 、 电 荷 越 高 ， 离 子 强 度 越 大 ， 活 度 系 数 就 越小 。(4) 不 正 确 。 HCl 为 一 元 强 酸 在 水 溶 液 中 完 全 电 离 ， HAc 为 一 元 弱 酸 在 水 溶 液中 部 分 电 离 ， 当 HCl 溶 液 的 浓 度 是 HAc 溶 液 的 2 倍 时 ， HCl 溶 液 中 的 H+大 于HAc 溶 液 中 H+的 2 倍 。(5) 不 正 确 。 氢 硫 酸 为 二 元 弱 酸 ， 在 溶 液 中 分 步 电 离 ， 且 每 一 步 都 是 部 分 电 离 ，所 以 氢 硫 酸 饱 和 溶 液 中 S2 离 子 和 H+离 子

18、的 浓 度 不 是 1 2。(6) 不 正 确 。 弱 酸 溶 液 稀 释 时 ， 其 解 离 度 增 大 ， 溶 液 的 酸 度 减 小 。3 在 HAc 和 氨 水 溶 液 中 分 别 加 入 NH4Ac， 这 两 种 溶 液 的 解 离 度 和 pH 将 如何 变 化 ？ 若 分 别 加 入 NaCl， 其 溶 液 的 解 离 度 和 pH 又 将 如 何 变 化 ？解：在 HAc 溶 液 中 加 入 NH4Ac， 溶 液 的 解 离 度 减 小 ， pH 值 增 加 。在 HAc 溶 液 中 加 入 NaCl， 溶 液 的 解 离 度 增 加 ， pH 值 减 小 。氨 水 溶 液 中

19、 加 入 NH4Ac， 溶 液 的 解 离 度 减 小 ， pH 值 减 小 。氨 水 溶 液 中 加 入 NaCl， 溶 液 的 解 离 度 增 加 ， pH 值 增 大 。4 NaH2PO4 水 溶 液 呈 弱 酸 性 ， 而 Na2HPO4 水 溶 液 呈 弱 碱 性 ， 为 什 么 ？解：N aH2PO4 水 溶 液 呈 弱 酸 性 ：H2PO4-作 为 酸 ： H2PO4- H2O H3O+ HPO42-；23424 8a,a, 6.10K H2PO4-作 为 碱 ， H2PO4- H2O H3PO4 OH-；241341412wb,a,P.075 因 为 ， 所 以 NaH2PO4

20、 水 溶 液 显 酸 性 。24,HOK 24b,同 理 ： ， 所 以 Na2HPO4 水 溶 液 呈 弱 碱 性 。4b,P 4a,HPO5 如 何 配 制 SnCl2、 Na2S 和 Bi(NO3)3 溶 液 ？解：将 SnCl2 溶 于 少 量 盐 酸 溶 液 (抑 制 水 解 )中 ， 并加入少量锡粒， 然 后 用 水 稀 释到 所 需 浓 度 。 将 Bi(NO3)3 溶 于 少 量 硝 酸 中 ， 再 加 水 稀 释 到 所 需 浓 度 。 Na2S 溶 液 配制 时 直 接 加 水 溶 解 即 可 。SnCl2 H2O Sn(OH)Cl HClBi(NO3)3 H2O BiON

21、O3 2HNO3S2- H2O OH- HS-6 将 Al2(SO4)3 溶 液 和 NaHCO3 溶 液 混 合 ， 会 出 现 什 么 现 象 ， 其 产 物 是 什 么 ？解：将 Al2(SO4)3 溶 液 和 NaHCO3 溶 液 混 合 ： 有 絮状沉淀生成，并有气泡放出。产 物 有 ： Al(OH)3、 CO2、 H2O、 Na2SO47 下 列 四 种 水 溶 液 的 pH 大 小 顺 序 如 何 ？ 并 说 明 理 由 (设 浓 度 相 同 ， 不 要 求 计算 )。解：N aCN NaAc NH4CN NH4Ac理 由 ： (HAc) (HCN)， 所 以 NaCN 的 碱

22、性 强 于 NaAc， NH4CN 的 碱 性K a强 于 NH4Ac， NaAc 和 NH4CN 碱 性 的 大 小 取 决 于 HAc， HCN 及 NH3 的 标 准 平 衡常 数 ， 经 过 计 算 判 断 NaAc 的 碱 性 强 于 NH4CN。8 什 么 是 缓 冲 溶 液 ？ 试 以 血 液 中 的 缓 冲 系 为 例 ， 说 明 缓 冲 作 用233O的 原 理 及 其 在 医 学 上 的 重 要 意 义 。解：缓 冲 溶 液 就 是 能 抵 抗 外 来 少 量 酸 碱 或 适 当 稀 释 ， 保 持 pH 基 本 不 变 的 溶 液 。缓 冲 作 用 原 理 及 其 在 医

23、 学 上 的 重 要 意 义 ：呼 吸 作 用 产 生 的 CO2 溶 于 血 液 生 成 H2CO3， 与 其 离 解 产 生 的 离 子 及 血3CO液 中 贮 存 的 离 子 存 在 如 下 平 衡 ： CO2 H2O H2CO3 H+3H A正 常 情 况 下 ， 当 体 内 酸 性 物 质 增 加 ， 既 H+增 加 时 ， 血 液 中 大 量 存 在 的 抗 酸 成分 与 H+结 合 ， 上 述 平 衡 向 左 移 动 ， 使 H+不 发 生 明 显 地 改 变 。 在 人 体 内 ，3CHCO3 是 血 浆 中 含 量 最 多 的 抗 酸 成 分 ， 在 一 定 程 度 上 可

24、代 表 血 浆 对 体 内 产 生 酸 性 物 质的 缓 冲 能 力 ， 所 以 将 血 浆 中 的 称 为 碱 储 。 同 理 ， 体 内 碱 性 物 质 增 加 ， 即3COOH 增 加 时 ， 血 液 中 大 量 存 在 的 抗 碱 成 分 H2CO3 解 离 ， 以 补 充 消 耗 掉 的 H+， 上述 平 衡 向 右 移 动 ， 使 H+也 不 会 发 生 明 显 地 改 变 。9 下 列 有 关 缓 冲 溶 液 的 说 法 是 否 正 确 ， 为 什 么 ？(1)因 为 NH3-NH4Cl 缓 冲 溶 液 的 pH 大 于 7， 所 以 不 能 抵 抗 少 量 的 强 碱 ；(2)

25、在 HAc-NaAc 缓 冲 溶 液 中 ， 若 cHAc cNaAc， 则 该 缓 冲 溶 液 的 抗 碱 能 力 大 于抗 酸 能 力 ；(3)缓 冲 溶 液 被 稀 释 后 ， 溶 液 的 pH 基 本 不 变 ， 故 缓 冲 容 量 基 本 不 变 ；(4)缓 冲 溶 液 就 是 能 抵 抗 外 来 酸 碱 影 响 ， 保 持 pH 绝 对 不 变 的 溶 液 。(5)在 NH4Cl-NH3 缓冲溶液中，若 c(NH4+)c (NH3) ，则该缓冲溶液的抗碱能力大于抗酸能力。解：( 1)不 正 确 。 NH3-NH4Cl 缓 冲 溶 液 是 由 抗 碱 成 分 NH4Cl 和 抗 酸

26、成 分 NH3 组成 ， 只 要 此 缓 冲 溶 液 的 pH 值 在 9.241 范 围 内 ， 都 具 有 缓 冲 作 用 。(2)正 确 。 (3)不 正 确 。 缓 冲 溶 液 被 稀 释 后 ， 溶 液 的 pH 基 本 不 变 ， 但 缓 冲 容 量 发生 变 化 ， 稀 释 后 变 小 ， 且 分 子 上 两 浓 度 积 会 变 得 更 小 ， 因 而 缓 冲 容 量 将 减 小 。c总(4)不 正 确 。 缓 冲 溶 液 除 了 能 抵 抗 外 来 少 量 酸 碱 影 响 外 ， 还 有 抗 稀 释 作 用 。 (5)正 确 。10 将 0.20 mol/L 的 H3PO4 溶

27、液和 0.30 mol/LNaOH 溶液等体积混合，是否能组成缓冲溶液？若能，请指出缓冲对、抗酸成分和抗碱成分。解：由 题 意 可 知 ： H3PO4 和 NaOH 以 2：3 的反应，反应的方程式如下：3424422PONaPONaHOA该 反 应 的 产 物 为 和 可以组成缓冲溶液，缓冲对为： 和2 24HPO，抗酸成份是 ，抗碱成份是 。24H244习题解答1 0.100 molkg-1 HAc 水 溶 液 的 解 离 度 为 1.33%， 试 计 算 此 溶 液 的 Tf 和Tb。 已 知 水 的 kb 0.512 Kkgmol-1， kf 1.86 Kkgmol-1。解：0 .100 molkg-1 HAc 水 溶 液 中 含 有 如 下 粒 子 ：CHAc=0.100-0.1001.33%=0.0987 (molkg-1)CH+= CAc =0.101.33%=0.00133 (molkg-1)C 总 =0.0987+0.00133+0.00133=0.1013 (molkg-1)Tf=0.10131.86=0.19 K； Tb=0.10130.512=0.052 K2 实 验 测 得 某 氨 水 的 pH 为 11.26， 已 知 ， 求 氨 水 的 浓 度 。3b,NH74