物理化学核心教程第二版沈文霞课后习题答案8

物物理理化化学学核核心心教教程程第第二二 版版 沈沈文文霞霞 课课后后习习题题 答答案案 5 5- -8 8 -CAL-FENGHAI-2020YEAR-YICAI_JINGBIAN 四．概念题参考答案四．概念题参考答案 1．在等温、等压且不做非膨胀功的条件下，当反应的 rGm  5 kJmol1 时，该反应自发进行的方向为 A 正向自发进行 B 逆向自发进行 C 无法判断 D 反应不能进行 答答C。 判断反应能否自发进行，要用等温、等压且不做非膨胀功的条件 下 rGm 的变化值，而不能用 rGm 的值。除非该反应是在标准压力下进行，则  rGm 0，反应能逆向自发进行。或者 rGm 是一个绝对值很大的负值，改变压 力商也不可能改变 rGm 的符号，则 rGm 也小于零，这时可以估计反应能自发 正向进行。 2．理想气体混合物在化学反应达平衡时，应该使用下列哪个关系式 （） （A） rGm  RT lnK p （B） rGm  RT lnK p （C） rGm  RT ln K x （D） rGm  RT ln K c 答答（B）。根据理想气体化学势的表示式，对数项中用p B / p表示，在化 学反应等温式中，对数项中是压力商Q p ，达平衡时，是平衡时的压力商，所以 标准平衡常数是K p ，相应的 Gibbs 自由能的变化值为 rGm 。 3．理想气体反应COg  2H 2 g  CH 3OHg 的 rGm 与温度 T 的关系为  rGm /Jmol1  21 66052.92T /K。若要使反应的平衡常数大于 1，则应控 制的反应温度为 A 必须低于 409.3℃ B 必须高于409.3 K C 必须低于409.3 K D 必须等于409.3 K 答答C。 rGm 与标准平衡常数K p 的关系式为 rGm  RT lnK p ，要使 K p 1，则 rGm  0。从已知的关系式，解得T  409.3 K。要使反应在标准压 力下能自发正向进行， rGm 必须小于零，所以，根据已知的关系式，反应温度 必须低于409.3 K。 4．在 973 K 时，反应COg  H 2Og CO 2 g H 2 g的标准平衡常数 K p  0.71。若将如下各分压的理想气体混合在一起，p CO 100 kPa， 2 p H2O  50 kPa，p CO2 10 kPa，p H2 10 kPa，在相同温度下，反应的方向将 A 向右进行 B 向左进行 C 处于平衡状态 D 无法判断 答答（A）。有一个可以作为判据的化学反应等温式为  rGm T,p  RT lnK p  RT lnQ p 如果若K p Q p ，则 rGm T,p  2 BK p 1 K p 2， 1  2 CK p 1 K p 2， 1  2 DK p 1 K p 2， 1 E a,2 ，以下措施中哪一种不能改变获得产物 B和 D的比例 A 提高反应温度 C 加入适当催化剂 B 延长反应时间 D 降低反应温度 答B。延长反应时间既不能改变反应速率系数，又不能改变反应的活化 能，所以不能改变产物 B和 D的比例。提高反应温度，对活化能高的反应有 利，即产物 B的比例会提高。反之，降低反应温度，对活化能低的反应有利， 产物 B的比例会下降。加入适当催化剂，通常会加快主反应的速率，使主产物 的比例提高。 15 12a,1a,2B，A C，设反应开11．有两个都是一级的平行反应，A  k ,E k ,E 始时，生成物的浓度都等于零。下列哪个结论是不正确的 Ak 总  k 1  k 2 Bk 1 /k 2 [B]/[C] Dt 1 2  ln2 k 1 k 2 CE 总  E a,1  E a,2 答C。级数相同的平行反应，其积分式和半衰期的表示式等，与同一级 数的简单反应的相似，只是速率系数是两个平行反应速率系数的加和。如果反 应开始时，没有生成物存在，则产物的浓度比就等于速率系数之比。但是，表 观活化能不等于组成平行反应的两个基元反应的活化能之和，两个活化能之间 的关系要从k 总  k 1  k 2 的关系式导出（代入 Arrhenius公式的指数式，进行整理 即可）。  k 1  k  2k12．某总包反应的表观速率系数  ，则表观活化能E a 与基元反 2   2k 4  1 2 应活化能之间的关系为（） （A）E a  2E a,2  1E a,1 2E a,4  2 （B） E a  E a,2  1 E a,1 E a,4  2 （D）（C）E a  E a,2  E a,1  E a,4  E a,1  E a  E a,2   2E    a,4  1 2 答B。将表观速率系数表示式的等式双方取对数，得 lnk  ln2lnk 2  1 lnk 1 ln2lnk 4  2 将等式双方对温度 T 求微分，由于纯数值不是温度的函数，在求微分时等于 零，所以得 16 dlnkdlnk 2 1 dlnk 1 dlnk 4      dTdT2dTdT  在等式双方各乘以RT 2，得 RT2 dlnkdlnk 2 1 2 dlnk 1 dlnk 4   RT2 RT  RT2  dTdT2dTdT  根据活化能的定义式，E a  RT2 能之间的关系为E a  E a,2  dlnk ，就得到表观活化能E a 与基元反应活化 dT 1 E a,1 E a,4 。 2 在表观速率系数中，速率系数的乘除关系，体现在表观活化能上是加减的 关系，速率系数的指数，就是活化能的系数。速率系数的系数，在活化能的关 系式中不会出现，因为在取对数时已经分离开了，在对温度微分时其值为零。 18．汽车尾气中的氮氧化物，在平流层中破坏奇数氧（O 3 和O）的反应机 理为 NO 2 O 2 NO O 3  NOO 2 NO 2 O  在此机理中，NO起的作用是 A 总反应的产物 B 总反应的反应物 C 催化剂 D 上述都不是 答C。NO参与了破坏奇数氧的反应，但反应前后本身没有变化，起了 催化剂的作用。所以汽车和喷气式飞机的尾气中的