人卫版无机化学习题答案(7)

cln0?k1tc 据 有：k1＇=

1c0110.00ln?ln?2.53?10?4(min?1)tc1009.75

110.00ln?2.56?10?4(min?1)同理，由 t2 = 200 min 可得：k1＂= 2009.50

∴ k1 = ( k1＇+ k1＂) / 2 = 2.54 ×10 - 4

(2) 半衰期

t?t1/2?0.6930.693??2728(min)?4k12.54?10

(3)

c1ln0?1596(min)2k1c03

11．在301K时，鲜牛奶大约4小时变酸，但在278K冰箱内可保持48小时。假定反应速率与变酸时间成反比，试估算牛奶变酸反应的活化能。 解：已知：T1 = 278 K , t1 = 48 h ,T2 = 301 K , t2 = 4 h ;

依题意：v ∝ 1 / t

设反应速率方程为：v = k·cn 则有： k2

?k1?v2/cnv1/cn?v2t1?v1t2?Ea??2.303RT1T2k2lg(T2?T1)k12.303RT1T2tlg1(T2?T1)t22.303?8.314?278?30148lg?75.2(kJ?mol?1)(301?278)412．人体内某一酶催化反应的活化能是50.0 kJ·mol-1。试计算发烧40℃的病人与正常人（37℃）相比该反应的反应速率加快的倍数。 解：已知： Ea = 50.0 kJ·mol-1 , T1 = 310 K , T2 = 313 K ,

∵ v ∝ k

lnv2?lnk2?Ea?(T2?T1)v1k1RT1T2

50.0?103?(313?310)??0.1859 2.303?8.31?310?313v2?1.20 (倍)v∴ 1

13．尿素的水解反应如下：

CO（NH2）2 + H2O ? 2NH3 + CO2

无酶存在时反应的活化能为120 kJ·mol-1。当尿素酶存在时，反应的活化能降为46kJ·mol-1。设有、无酶存在时反应的频率因子A值相同。

试计算：（1）在298K时，由于尿素酶的催化作用，反应速率是无酶存在时的多少倍？

（2）无酶存在时，温度要升高到何值时才能达到酶催化时的反应速

率？

解： 已知： Ea1 = 120 kJ·mol-1 ，Ea2 = 46 kJ·mol-1 ，T = 298 K （1）设反应速率方程为：v = k·cn , 则 v2 / v1 = k2 / k1 据

有

(2 )

lnk??Ea?lnARTlnk2??lnk1??Ea2RT2Ea1RT1?lgA?lgA 依题意： T2?T1 ? 298 K ： k2Ea1?Ea2ln?k1RT120?103?46?103??29.8688.314?298k2·/k1?9.4?1012?v2/v1?9.4?1012k2Ea?T2?T1????ln??k1R?T1T2??T2?298Rk?ln2298?T2Eak1120?103?T2?777.3(K)?8.314lg9.4?1012?2.07?10?3

二 自习习题

1、碳燃烧反应为基元反应，其方程式为C(s)+O2 (g)→CO2 (g) 则其反应速率方程式为( )

A、υ=kc(C)c(CO2) B、υ=kc(O2)c(CO2) C、υ=kc(CO2) D、υ=kc(O2)

2、升高温度，可增加反应速度，主要因为( )

A、增加了分子总数 B、增加了活化分子百分数

C、降低了活化能 D、促进平衡向吸热方向移动 3、已测得高温时焦炭与二氧化碳反应 C+CO2→2CO的活化能为167kJ·mol-1。则当反应温度自900K升高到1000K 时，1000K的反应速率为原来的( ) 倍。 4、加入催化剂，能使反应速率加快，则其平衡常数也随之增大。正确与否( )

5、质量作用定律适用于( )

A、化学方程式中反应物和产物的系数均为1的反应 B、一步完成的简单反应

C、任何实际上能够进行的反应

6、用活化分子和活化能的概念来理解影响反应速率的因素时：反应物浓度增

大，是由于( ) ，提高反应温度，是由于( ) , 催化剂的存在，( ) ，因而都可提高反应速率。 7、反应速率常数k，可表示( ) 时的反应速率。k 值不受( ) 的影响而受( ) 的

影响。

答案： 1、D 2、B 3、9.3 4、错 5、B

6、单位体积内活化分子数增多、更多的分子获得了能量而成为活 化分子,即活化分子分数增加、降低了活化能 7、一定温度下，反应物为单位浓度、浓度、温度

第七章 氧化还原与电极电势

Oxidation-Reduction and Electromotive Force

一 习题答案

1. 用离子-电子法配平下列氧化还原反应式

（1）Cr2O72－ + Fe2+ → Cr3+ + Fe2+ + H2O (酸性介质) （2）Mn2+ + BiO3－ + H+ → MnO4－ + Bi3+ + H2O （3）H2O2 + MnO4－ + H+ → O2 + Mn2+ + H2O

解：（1）Cr2O72－ + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

（2）2Mn2+ + 5BiO3－ + 14H+ = 2MnO4－ + 5Bi3+ + 7H2O （3）5H2O2 + 2MnO4－ + 6H+ = 5O2 + 2Mn2+ + 8H2O

2. 根据标准电极电势表，将下列氧化剂、还原剂按照由强到弱分别排列成序： Hg2+ Cr2O72－ H2O2 Sn Zn Br－ 解：氧化剂由强到弱：H2O2> Cr2O72－> Hg2+

还原剂由强到弱：Zn > Sn > H2O2> Br－

3. 查出下列电对的?＃值，判断哪一种物质是最强的氧化剂？哪一种物质是最强的还原剂？

（1）MnO4－/ Mn2+ MnO4－/MnO2 MnO4－/MnO42－ （2）Cr3+/Cr CrO2－/Cr Cr2O72－/Cr3+ CrO42－/Cr(OH)3 解： （1）MnO4是最强的氧化剂，MnO42是最强的还原剂。

－

－

（2）Cr2O72－是最强的氧化剂，Cr是最强的还原剂。

4. 若下列反应在原电池中正向进行，试写出电池符号和电池电动势的表示式。

（1）Fe + Cu2+（2）Cu2+ + Ni

Fe2+ + Cu Cu + Ni2+

解： （1）（－）Fe | Fe2+ (1 mol·L－1) || Cu2+ (1mol·L－1) | Cu（＋） E = ? (+) －? (－)

2?0.0592[Cu]2?2lg[Fe] = ?＃(Cu2+/Cu) － ?＃(Fe2+/Fe) + （2）（－）Ni | Ni2+ (1mol·L－1) || Cu2+ (1mol·L－1) | Cu（＋）

E = ? (+) －? (－)

2?[Cu]0.05922?2lg[Ni] = ?＃(Cu2+/Cu) － ?＃(Ni2+/Ni) +

5. 求出下列原电池的电动势，写出电池反应式，并指出正负极。

（1）Pt | Fe2+(1mol·L－1) , Fe3+(0.0001mol·L－1) || I－(0.0001 mol·L－1)，I2(s) | Pt （2）Pt | Fe3+(0.5 mol·L－1)，Fe2+(0.05 mol·L－1) || Mn2+(0.01 mol·L－1)，

H+(0.1 mol·L－1)，MnO2（固）| Pt

解：（1）Pt | Fe2+(1mol·L－1) , Fe3+(0.0001mol·L－1) || I－(0.0001 mol·L－1)，I2(s) | Pt

设右边为正极，左边为负极

E = ? (+) －? (－)

1[Fe3?]?2? = φ＃(I2/I－) + 0.0592lg[I]－?＃(Fe3+/Fe2+)－0.0592 lg[Fe]

1 = 0.535－0.771＋0.0592lg0.0001?0.0001

=0.238V > 0

∴假设正确，电池反应式为 I2 + 2Fe2+ = 2I－ + 2Fe3+

（2） Pt | Fe3+(0.5 mol·L1)，Fe2+(0.05 mol·L1) || Mn2+(0.01 mol·L1)，H+(0.1

－

－

－

mol·L－1)，MnO2（固）| Pt 设右边为正极，左边为负极 E = ? (+) －? (－)

1[Fe3?]0.05922?2?＃＃2+3+2+[Mn][Fe] 2=φ(MnO2/Mn)+lg－?(Fe/Fe)－0.0592 lg

=0.3406V > 0

∴假设正确，电池反应式为 MnO2 + 2Fe2+ + 4H+ = Mn2+ + 2Fe3+ + 2H2O 6. 将铜片插入盛有0.5mol·L－1CuSO4溶液的烧杯中， 银片插入盛有0.5mol·L－1 AgNO3溶液的烧杯中，组成一个原电池。 （1）写出原电池符号；

（2）写出电极反应式和电池反应式； （3）求该电池的电动势。

解： （1）（－）Cu | Cu 2+ (0.5 mol·L－1) || Ag + (0.5 mol·L－1) | Ag（＋）

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