无机化学 答案 (2)

6-21自然界里氮的固定的主要途径之一是在闪电的作用下，氮气与氧气反应生成 NO ，然后 NO 和氧气继续反应生成 NO2 ，后者与水反应，生成硝酸。热力学研究证明，在通常条件下氮气和氧气的反应的转化率要低于闪电条件下的转化率（在催化剂存在下，克服动力学的障碍，氮气和氧气在常温下也能反应的话）。问：氮气和氧气的反应是放热反应还是吸热反应？闪电造成的气体体积膨胀对反应的平衡转化率有何影响？

6-22超音速飞机在平流层飞行放出的燃烧尾气中的 NO 会通过下列反应破坏其中保护我们免受太阳光中的短波紫外线辐射伤害的臭氧: NO(g) + O3(g) = NO2(g) + O2(g)

a.如果已知 298K 和 100kPa 下 NO、NO2和 O3 的生成自由能分别为 +86.7、+51.8、+163.6kJ·mol-1，求上面的反应的 Kp 和 Kc 。

b.假定反应在 298 K下发生前，高层大气里的 NO、O3和 O2 的浓度分别为 2×10-9 mol·L-1，1×10-9mol·L-1，，2×10-3 mol·L-1，NO2的浓度为零，试计算O3的平衡浓度。 c.计算达到平衡时 O3 被 NO 破坏的百分数。

附注：实际上上述反应的速度不很大，反应并不易达到平衡转化率。

6-23 通过热力学的研究求得反应： CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g)

在 1600℃ 下的 Kc 约为 1×104 。经测定汽车的尾气里的 CO 和 CO2 气体的浓度分别为 4.0×10-5 mol·L-1和4.0×10-4 mol·L-1。若在汽车的排气管上增加一个1600℃的补燃器，并使其中的氧气的浓度始终保持 4.0×10-4 mol·L-1，求 CO 的平衡浓度和补燃转化率。

6-24 在23题的系统里，同时发生反应： SO2(g) + 1/2 O2(g) = SO3(g) Kc=20

经测定，汽车的尾气原有 SO2 气体的浓度为 2.0×10-4 mol·L-1，问 SO3 的平衡浓度。

6-25汽车的尾气里有 NO 气体，他是汽车内燃机燃烧的高温引起的氮气和氧气的反应： N2(g) + O2(g) = 2NO(g) Kc=0.10(2000℃时)

在一个 2L 的容器里进行实验，起始时，氮气和氧气的浓度分别为 0.81 mol·L-1 ，求达到平衡时 NO 气体的浓度。

6-26实验指出，无水三氯化铝在热力学标准压力下的以下各温度时测定的密度为： T/℃ 200 600 800 d/mg·L-1 6.8×10-3 2.65×10-3 1.51×10-3 A.求三氯化铝在 200℃ 和 800℃ 时的分子式。 B.求 600℃下的平衡物种。 C.求 600℃下个物种的平衡分压。 D.求 600℃ 的 Kc和 Kp。 第七章

1. 什么是化学反应的平均速率，瞬时速率？两种反应速率之间有何区别与联系？ 答

2. 分别用反应物浓度和生成物浓度的变化表示下列各反应的平均速率和瞬时速率，并表示出用不同物质

浓度变化所示的反应速率之间的关系。这种关系对平均速率和瞬时速率是否均适用？ （1） N2 + 3H2 → 2NH3 （2） 2SO2 + O2 →2SO3 （3） aA + Bb → gG + hH 解 （1）V=

△[N2]△tlim=

△[H2]△t△[N2]△t12VNH

3=

△[NH3]△tlim

V瞬=

△t?013VH=

2 =

△[H2]△t△t?0 =

lim△t?0△[NH3]△t

VN=

2两种速率均适用。

（2）（3）（同1）。

3. 简述反应速率的碰撞理论的理论要点。 答

4. 简述反应速率的过渡状态理论的理论要点。 答

5. 反应C2H6 → C2H4 + H2，开始阶段反应级数近似为 31.13dm1.5·mol变化表示）。 解

?0.5

2级，910K时速率常数为

·s

?1。试计算C2H6（g）压强为1.33×104Pa时的起始分解速率?0（以 [C2H6]的

[NO]/mol·dm0.100 0.500 ?3

6. 295K时，反应2NO + Cl2 → 2 NOCl，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下：

[Cl2]/mol·dm0.100 0.100 ?3 ?Cl2/mol·dm?3·s?1 8.0×102.0×10?3 ?10.100 0.500 4.0×10 ?2 问：（1）对不同反应物反应级数各为多少？ （2）写出反应的速率方程； （3）反应的速率常数为多少？ 解

7. 反应 2 NO（g） + 2 H2（g） → N2（g） + 2 H2O其速率方程式对NO（g）是二次、对H2（g）

是一次方程。

（1） 写出N2生成的速率方程式；

（2） 如果浓度以mol·dm3表示，反应速率常数k的单位是多少？

—

（3） 写出NO浓度减小的速率方程式，这里的速率常数k和（1）中的k的值是否相同，两个k

值之间的关系是怎样的？

解

8. 设想有一反应Aa + bB + cC → 产物，如果实验表明A，B和C的浓度分别增加1倍后，整个反应速

率增为原反应速率的64倍；而若[A]与[B]保持不变，仅[C]增加1倍，则反应速率增为原来的4倍；而[A]、[B]各单独增大到4倍时，其对速率的影响相同。求a，b，c的数值。这个反应是否可能是基元反应？ 解

9. 一氧化碳与氯气在高温下作用得到光气（COCl2），实验测得反应的速率方程为：

d[COCldt2]== k[CO][Cl2]

32

有人建议其反应机理为： Cl2

2Cl

Cl + CO COCl

COCl + Cl2 COCl2 + Cl

（1） 试说明这一机理与速率方程相符合；

（2） 指出反应速率方程式中的k与反应机理中的速率常数（k1，k?1，k2，k?2）间的关系。 答

10. 如何正确理解各种反应速率理论中活化能的意义？ 答

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