无机及分析化学第三章化学反应速率和限度习题答案

第三章 化学反应速率和限度
3-1 ①×；②×；③×；④×；⑤√；⑥×；⑦√；⑧×；⑨×；⑩×；
3-2 ⑪-④；⑫-③；⑬-①；⑭-③；⑮-③；⑯-③；⑰-②；⑱-③；⑲-①③④；⑳-②； 3-3 ⑪ 复杂反应；基元反应；定速步骤；V=kc(H 2)c 2(NO)；三； ⑫ V=kc(CO)c(NO 2)；质量作用定律；一；二；
⑬ 改变；降低； ⑭ 活化分子总数；活化分子百分数； ⑮ <；>； ⑯ =；<；>； ⑰ 不；右； ⑱ V 正=V 逆；不变；改变； ⑲ ln ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=121212
T T T T R E k k a log
298
323298
323314.8303.210
1.1105.54
2⨯-⨯
⨯=
⨯⨯--a E E a =199.0 kJ.mol -1
lnk 3=
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-1313T T T T R
E a
+lnk 1=()298303314.8298303199000⨯⨯-⨯+ln(1.1×10-4)= -7.7898 k 3=4.14×10-4 s -1
3-4 (1) V=kc 2
(A) (2) k=480L.mol -1
.min -1
8 L.mol -1
.s -1
(3) c(A)=0.0707mol.L -1
3-5 (1) 设速率方程为： V=kc x (NO)c y (H 2)
代入实验数据得： ① 1.92×10-3
=k(2.0×10-3
)x
(6.0×10-3)y
② 0.48×10-3=k(1.0×10-3)x (6.0×10-3)y
③ 0.96×10-3
=k(2.0×10-3)x
(3.0×10-3)y
①÷②得 4 = 2x x=2 ； ①÷③得 2 = 2y y = 1 ∴ V=kc 2(NO)c(H 2) (2) k=8×104
L 2
.mol -2
.s -1
(3) v=5.12×10-3
mol.L -1
3-6 (1) ln ⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-=121212
T T T T R
E k k a ⎩⎨
⎧
⨯==-1
5111046.3298s
k K T ⎩⎨
⎧
⨯==-1
7211087.4338s
k K T 则：E a =103.56 kJ.mol -1
⎩⎨⎧
⨯==-15111046.3298s
k K T ⎩⎨
⎧==?
31833k K T 代入公式ln
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-=131313T T T T R E k k a 得k 3= 4.79×106 s -1
3-7 lnk 2= -RT
E a 2+ lnA ①; lnk 1= -RT
E a 1+ lnA ②
ln
RT
E E k k a a 2112
-==
298314.8840071000⨯-=25.27 ∴
=1
2
k k 9.4×1010 即V 2/V 1=9.4×1010
3-8
v ∝t
1
k ∝t
1 ∴=
1
2
k k
1
211t t =
4
4821=t t =12 ln
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-=121212
T T T T R E k k a
∴ ln12 = )278
301278
301(314.8⨯-a E 则：E a =75.16 kJ.mol -1
3-9 lnk 2= -RT
E a 2+ lnA ①; lnk 1= -RT
E a 1+ lnA ②
ln
RT
E E k k a a 2112
-= ∵
1
2k k =4×103 lg(4×103) =
791
314.8303.21900002⨯⨯-a E 则：E a2=135.4 kJ.mol -1
3-10 ∵反应（2）式为定速步骤，∴v=k 2c(I -)c(HClO) 由反应（1）可得K=
)
()
()(--ClO c OH c HClO c ∴c(HClO)=
)
()(--OH c ClO Kc
代入速率方程得：v=k 2c(I -)
)
()(-
-OH c ClO Kc 令k 2K=k ∴ v=k c(I -)c(ClO -)c -1(OH -) 3-11 ∵反应（2）式为定速步骤，∴dt
O dc )(3-=k 2c(O 3)c(O) 由反应（1）可得K=)
()()(32O c O c O c c(O)=
)
()(23O c O Kc
代入速率方程得：dt
O dc )(3-
= k 2c(O 3)
)
()(23O c O Kc 令k 2K=k ∴dt
O dc )
(3-
=)
()(232O c O c k
3-12 (2)×2-(1)×2=(3) ∴K o
=2
4
212
28.0108.1)()
(⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛⨯=o o K K =5.06×108 3-13 2SO 2(g) + O 2(g) ====== 2SO 3(g) 起始/mol.L -1 0.4 1 0
平衡/ mol.L -1 0.4(1-80%) 1-2%
804.0⨯ 0.4×80%
=0.08 =0.84 =0.32 K c = 84
.008.032.0)
()()(2
2222
32⨯=
O c SO c SO c =19.05L.mol -1
3-14 PCl 5(g) ===== PCl 3(g) + Cl 2(g) 起始/mol.L -1 2
7
.0=0.35 0 0
平衡/ mol.L -1
2
5.07.0-=0.1 0.25 0.25 ∵ PV=nRT ∴ P=V n
RT=cRT
K o
=
1001.0523
314.825.025.0)]([)]()][([]
[
]
][[523)
()()(323⨯⨯⨯⨯=⨯=
o P PCl P P Cl P P PCl P P
RT PCl c Cl c PCl c o
o o =27.2
α=100
35.01
.035.0⨯-= 71.43% 3-15 (1) 由 ln
)(12121
2T T T T R H K K o
m r o o
-∆=
o m
r H ∆=2310
6.1101.2ln 1273177312731773314.8⨯⨯-⨯⨯= 96.62 kJ.mol -1 (2) o
m r G ∆= -2.303RT lgK o = -2.303×8.314×1773×lg2100 = -112.76 kJ.mol -1
(3)
o
m
r G ∆=
o m
r H ∆-T
o m
r S ∆
o
m
r S ∆=1773
112760
96620+=∆-∆T G H o m r o m r = 118.1J.mol -1.K -1
3-16 K o
= 45.9 Q 1 =
)
)(()(1400.0106.02
100.2=166.7 > K o = 45.9 反应逆向自发
Q 2 =
))(()(1300.01096.02100.5.0=8.68 < K o = 45.9 正向自发 Q 3 = )
)(()(1263.01086.02
102.1≈45.9 = K o = 45.9 平衡状态 3-17 （4） 6
5
222
45
22
2)()()()()(⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛=
+-+o o o o c H c c O H c c MnO c P O P c Mn c K
3-18 07.7501
===o o
K K ； 02.050
1
12==
=o
o K
K 3-19 )(2o m f o m
r G G ∆-=∆=22.4 kJ.mol -1
；)(2o m f o m r H H ∆-=∆=61.12 kJ.mol -1
(1) o o
m
r K RT G ln -=∆ o
o P
O P K )(2= 22.4=o
P
P RT )
(ln 2- o
o P O P K )
(2== 0.000118 P(O 2)=0.0118kPa
(2) ∵P(O 2)=100kPa ∴K o
=1 ⎪⎪⎭⎫
⎝⎛-∆=211
2
11ln T T R H K K o m r o o
T 1=298K 000118.01ln 2.61314.8298112-=T T 2 = 470K。