大学无机化学第3章 化学动力学基础(大连理工版)

无机化学第一章：气体第一节：理想气态方程1、气体具有两个基本特性：扩散性和可压缩性。

主要表现在：⑴气体没有固定的体积和形状。

⑵不同的气体能以任意比例相互均匀的混合。

⑶气体是最容易被压缩的一种聚集状态。

2、理想气体方程：nRT PV = R 为气体摩尔常数，数值为R =8.31411--⋅⋅K molJ3、只有在高温低压条件下气体才能近似看成理想气体。

第二节：气体混合物1、对于理想气体来说，某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。

2、Dlton 分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。

3、(0℃=273.15K STP 下压强为101.325KPa = 760mmHg = 76cmHg)第二章：热化学第一节：热力学术语和基本概念1、 系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。

按传递情况不同，将系统分为： ⑴封闭系统：系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。

系统质量守恒。

⑵敞开系统：系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递。

⑶隔离系统：系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。

2、 状态是系统中所有宏观性质的综合表现。

描述系统状态的物理量称为状态函数。

状态函数的变化量只与始终态有关，与系统状态的变化途径无关。

3、 系统中物理性质和化学性质完全相同而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分叫做相。

相可以由纯物质或均匀混合物组成，可以是气、液、固等不同的聚集状态。

4、 化学计量数()ν对于反应物为负，对于生成物为正。

5、反应进度νξ0)·(n n sai k et -==化学计量数反应前反应后-，单位：mol第二节：热力学第一定律0、 系统与环境之间由于温度差而引起的能量传递称为热。

热能自动的由高温物体传向低温物体。

系统的热能变化量用Q 表示。

若环境向系统传递能量，系统吸热，则Q>0；若系统向环境放热，则Q<0。

3.1　复习笔记一、基本概念1．平均速率在某一时间间隔内浓度变化的平均值，。

1c r n t∆=±⋅∆2．瞬时速率时间间隔Δt→0时的平均速率的极限值，01lim t c dc r n tn dt ∆→±∆==±⋅⋅∆。

3．定容反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，定义式为：（其中），单位为mol·L -1·s -1。

B B d d 1d d c r V t tξν==B B n c V =二、化学反应速率方程1．化学反应速率方程的表述化学反应速率方程是反应速率与反应物浓度之间的定量关系，A Br kc c αβ=式中，k 为速率系数，与浓度无关，与温度T 有关，单位由反应级数n 确定，可表示为（mol·L -1）1-n ·s -1；c A ，c B 分别为反应物A 和B 的浓度，单位为mol·L -1；α，β分别为反应对A 和B 的反应级数，量纲为一；（α+β）为反应的总级数。

速率常数k ：（1）可理解为当反应物浓度都为单位浓度时的反应速率；（2）k由化学反应本身决定，与反应物的本性有关，是化学反应在一定温度时的特征常数，不同的反应有不同的k值；（3）相同条件下，k的大小反映了反应的快慢，k值越大，反应速率越快；（4）k的数值与反应物的浓度无关；（5）同一反应，k随温度、溶剂和催化剂而变化。

反应级数：（1）表示反应速率与物质的量浓度（摩尔浓度）的关系；（2）零级反应表示反应速率与反应物浓度无关；（3）一级反应表示反应速率与反应物浓度的一次方成正比；二级…三级…类推，四级及以上反应不存在；（4）反应级数可以是分数或负数，负数时表示该物质浓度的增加反而抑制了反应，使反应速率下降。

2．确定反应级数的方法（1）对于基元反应（一步完成），α=a，β=b；（2）对于复合反应，α和β由实验确定。

3．温度对化学反应速率的影响（1）大多数化学反应的速率都随温度的升高而增大。

第三章化学动力学基础一、判断题（每题1分，共10分）1. 溶液中，反应物A在t1时的浓度为c1，t2时的浓度为c2，则可以由(c1－c2)/(t1-t2)计算反应速率，当△t→0时，则为平均速率。

（）2. 反应2A+2B→C，其速率方程式r = kc(A)[c(B)]2，则反应级数为3。

（）3. 化学反应3A(aq)+B(aq)→2C(aq)，当其速率方程式中各物质浓度均为1.0 mol∙L--1时，其反应速率系数在数值上等于其反应速率。

（）4. 对零级反应来说，反应速率与反应物浓度无关。

（）5. 反应aA(aq)+bB(aq)→gG(aq)的反应速率方程式为r = k[c(A)]a[c(B)]b，则此反应一定是一步完成的简单反应。

（）6. 可根据反应速率系数的单位来确定反应级数。

若k的单位是mol1-n∙L n-1∙s-1，则反应级数为n。

（）7. 对不同化学反应来说，活化能越大者，活化分子分数越多。

（）8. 通常升高同样温度，E a较大的反应速率增大倍数较多。

（）9. 一般温度升高，化学反应速率加快。

如果活化能越大，则反应速率受温度的影响也越大。

（）10. 催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的热效应。

（）二、填空题（每空2分，共40分）1. 元反应A+B→C的反应速率方程式r =________________，其反应级数为_______。

2. 质量作用定律仅适用于________反应；反应速率系数k的单位与元反应方程式中的_____________有关。

3. 某反应的反应速率系数单位为：mol∙L-1·s-1，则该反应的反应级数为________.4. 某反应A→B+C，当A的浓度为0.20 mol·L-1时，反应速率是0.0050 mol∙L-1∙s-1，若是零级反应，反应速率系数为____________，若是一级反应，反应速率系数为_______________。

大连理工大学《无机化学》自测练习题第一章气体一、判断1、氨的沸点是-33℃，可将100kPa、－20℃时的氨气看作理想气体。

... ...... ...（）2、在相同温度和压力下，气体的物质的量与它的体积成反比。

... ..... ... ..........（）3、质量相同的N2和O2，在同温同压下，它们的体积比为7：8。

..... ... ..........（）4、在一定温度和压力下，混合气体中某组分的摩尔分数与体积分数不相等。

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ......（）5、混合气体中，某组分气体的分体积是指与混合气体具有相同温度、相同压力时该组分气体单独存在所占有的体积。

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ......................（）二、单选题1、理想气体状态方程用于真实气体的条件是. ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...............（）(A)低温、高压 (B)高温、高压 (C)低温、低压 (D)高温、低压。

2、在温度相同、容积相等的两个密闭容器中，分别充有气体A和B。

若气体A的质量为气体B的二倍，气体A的相对分子质量为气体B的0.5倍，则p(A):p(B) =.................................................................................... ............（）(A) 1/4； (B) 1/2； (C) 2； (D) 4。

3、?对下列各种烃来说，使其在充有足量氧的密闭容器中完全燃烧，生成CO2和H2O。

《无机化学》考试大纲一考试要求1、初步掌握元素周期律，化学动力学，化学热力学，近代物质结构，化学平衡以及基础电化学等基本原理。

2、利用无机化学原理去掌握有关无机化学中元素和化合物的基本知识，并具有对一般无机化学问题进行理论分析和计算的能力。

二考试内容第一章气体（1）掌握理想气体状态方程式及其应用。

（2）掌握道尔顿分压定律。

第二章热化学（1）热力学第一定律及相关概念（2）化学反应热效应，等容化学反应热和等压反应热的概念及关系。

（3）热化学方程式；反应热、反应焓变的计算；盖斯定律及有关计算；第三章化学动力学基础（1）化学反应速率、催化剂、反应机理等相关概念。

（2）各种动力学方程：速率方程和Arrhenius方程。

第四章化学平衡熵和Gibbs函数（1）化学反应的可逆性，掌握化学平衡和平衡常数的概念。

（2）标准平衡常数和吉布斯自由能变，反应商、标准平衡常数及其有关计算；利用反应商和标准平衡常数判断反应进行的方向。

（3）浓度、压力、温度对化学平衡移动的影响；（4）吉布斯自由能和化学反应的方向，吉布斯-姆霍兹公式：ΔG=ΔH-TΔS公式。

了解从热力学和动力学等方面来选择合理的生产条件。

第五章酸碱平衡（1）酸碱质子理论。

（2）掌握一元弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡和近似计算；熟悉多元酸、多元碱、两性物质的质子转移平衡和近似计算。

（3）掌握同离子效应的概念。

（4）掌握缓冲溶液的作用和组成、缓冲作用机制、能熟悉地计算缓冲溶液pH值。

（5）掌握配位化合物的基本概念，组成，命名，分类。

（6）掌握配位平衡，配合物的稳定常数和不稳定常数的概念以及配合物的有关计算。

第六章沉淀溶解平衡（1）熟悉难溶电解质溶液的沉淀溶解平衡、掌握溶度积原理与溶解度的关系。

（2）掌握溶度积规则，能用溶度积规则判断沉淀的生成和沉淀的溶解，了解两种沉淀间的转化、分步沉淀。

（3）熟悉pH值对难溶金属氢氧化物和金属硫化物沉淀溶解平衡的影响及有关计算。

第三章化学动力学基础填空题：1、在氨合成的催化反应中，某温度下该反应的反应速率测量结果为：∆c(NH3)/∆t =2.0×10-4mol·L-1·s-1；如果以-∆c(N2)/∆t表示反应速率，其值为mol·L-1·s-1；若以-∆c(H2)/∆t表示，则为mol·L-1·s-1。

2、反应2NO(g)+Cl2(g)→2NOCl(1)在-10℃下的反应速率实验数据如下：浓度c/(mol·L-1)初始速率r(mol·L-1·min-1)NO Cl210.100.100.1820.100.200.3630.200.20 1.45推断NO的反应级数为，C12的反应级数为;-10℃下，该反应的速率系数k＝。

3、对于元反应，某物种的反应级数一定等于该物种在反应方程式中的系数。

通常，反应速率系数随温度升高而，k与物种浓度，k的单位取决于。

若某反应的速率系数的单位是s-1，则该反应为级反应。

4、反应A(g)+2B(g)→C(g)的速率方程为r＝kc(A)·c(B)。

该反应为级反应，k的单位是。

当只有B的浓度增加2倍时，反应速率将增大倍；当反应容器的体积增大到原来的3倍时，反应速率将倍。

5、某一级反应的半衰期T1/2=2.50h，则该反应的速率系数k＝s-1；若此反应中物种A的浓度降低至初始浓度的25％，则所需时间为。

6、催化剂能加快反应速率的主要原因是反应活化能，使活化分子分数。

7、如果某反应的速率方程为：r＝kc(A)[c(B)]3/2，则该反应一定元反应。

在复合反应中，中间产物的能量比相关元反应中活化络合物的能量。

8、元反应A+B→C的反应速率方程式v=____，其反应级数为__。

9、某反应的反应速率系数单位为：mol·L-1·s-1，则该反应的反应级数为___，若反应速率系数的单位为：L2·mol-2·s-1，则该反应的反应级数为___。

大连理工无机化学习题答案无机化学是化学学科的一个重要分支，对于理解物质的组成、结构和性质有着至关重要的作用。

大连理工大学的无机化学教材在众多高校中被广泛使用，其配套的习题也具有一定的难度和深度。

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首先，让我们来看第一章的习题。

第一章主要涉及原子结构和元素周期表的相关内容。

例如，有一道习题是这样的：计算一个氢原子从 n=3 能级跃迁到n=2 能级时所释放的光子的频率。

我们知道，根据玻尔的原子模型，氢原子能级跃迁时释放或吸收的能量是由能级差决定的。

所以，先计算出能级差：ΔE ＝ E₃ E₂。

然后，根据光子能量公式 E ＝hν（其中 h 是普朗克常数，ν 是光子频率），可以得到ν ＝ΔE ／ h 。

经过计算，得出具体的频率数值。

再来看第二章，关于化学键和分子结构的习题。

比如，有这样一个问题：比较氮气（N₂）和一氧化碳（CO）分子的化学键类型和键能大小。

氮气分子中存在的是三键，而一氧化碳分子中是一个三键和一个配位键。

由于氮气分子中的键是同种原子间形成的，键能较大。

通过分析它们的电子结构和原子轨道重叠方式，可以得出详细的比较结果。

第三章的化学热力学基础部分，也有一些具有挑战性的习题。

像这样一道题：在一定温度下，反应 A ＋ B ＝ C 的焓变ΔH ＜ 0，熵变ΔS ＞0，判断该反应在该温度下的自发性。

根据热力学第二定律，当ΔG ＝ΔH TΔS ＜ 0 时，反应自发进行。

由于ΔH ＜ 0 ，ΔS ＞ 0 ，所以在温度不是极低的情况下，ΔG 一定小于 0 ，该反应是自发的。

第四章化学反应速率部分的习题，往往需要对反应速率的影响因素有深入的理解。

例如：有一个反应，增加反应物浓度，反应速率加快，而升高温度，反应速率也加快。

请解释这两种情况加快反应速率的原因。

增加反应物浓度，使得单位体积内的活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，从而加快反应速率。

升高温度，则增加了分子的能量，更多的分子具有了达到活化能的能力，活化分子百分数增加，有效碰撞频率增大，反应速率加快。

第一章气体填空题：1、某广场上空有一气球，假定气压在一日内基本不变，早晨气温15℃时，气球体积为25.0L；中午气温为30℃，则其体积为 26.3 L；若下午的气温为25℃，气球体积为 25.9 L。

2、某真空集气瓶的质量为134.567g。

将一温度为31℃，压力为 kPa的气体充入其中，然后再称其质量为137.456g，则该气体的质量m＝ 2.889g。

如果集气瓶中装满31℃的水，其总质量为1067.9g(该温度下水的密度为0.997g·mL-1)，集气瓶的容积为0.936 L;该气体的密度ρ＝ 3.09 g.·L-1，摩尔质量M＝79.6g·moI-1。

3、恒定温度下，将1.0L 204kPa的氮气与2.0L 303kPa的氧气充入容积为3.0L的真空容器中，则p(N2)＝ 68 kPa; p(O2)＝ 202 kPa; 容器内的总压力p＝270 kPa。

4、在温度T时，在容积为c L的真空容器中充入氮气和氩气。

容器内压力为a kPa，若p(N2)＝b kPa, 则p(Ar)＝ a-b kPa; N2和Ar的分体积分别为 bc/aL和 (a-b)c/a L; n(N2)＝ bc/RT mol，n(Ar)＝ (a-b)c/RT mol。

5、在相同温度、压力、体积下，两种气体的摩尔质量分别为M1和M2(M1＞M2)。

试比较：n1 = n2, m1> m2; ēk,1= ēk,2; v1< v2; ρ1> ρ2。

若体积增大，温度、压力保持不变，则ρ1, ρ2都不变。

选择题：1、一定温度下，某容器中含有相同质量的H2，O2，N2与He的混合气体,其中分压最小的组分是………………………………………………………………( B )(A)N2 (B)O2(C)H2(D)He2、某温度下，一容器中含有 O2， N2及 Ar。

如果混合气体的总压为a kPa，则p(O2)＝…………………………………………………( A )(A) a／3 kPa (B) a／6 kPa (C) a／4 kPa (D) a／2 kPa3、1000℃时，压力下硫蒸气密度为0.5977g·L-1，则相应条件下硫的化学式为…………………………………………………………………………( D )(A)S (B)S8 (C)S4(D)S24、将C2H4充入温度为T(120℃)、压力为p的密闭容器中，该容器的容积是可变的，设其初始体积为V。

第一章气体1、气体具有两个基本特性：扩散性和可压缩性。

主要表现在：(1)气体没有固定的体积和形状。

(2)不同的气体能以任意比例相互均匀地混合。

(3)气体是最容易被压缩的一种聚集状态。

气体的密度比液体和固体的密度小很多。

2、理想气态方程：pV=nRT，其中p、V、T分别为一定量气体的体积、压力和热力学温度。

R为摩尔气体常数。

在国际单位制中，p以Pa、V以m3、T以K为单位，则R=8.314J·mol-1·K-1。

3、理想气体是一种假想的模型，它忽略了气体本身的体积和分子之间的相互作用。

对于真实气体，只有在低压高温下，分子间作用力比较小，分子间平均距离比较大，分子自身的体积与气体体积相比，完全微不足道，才能把它近似地看成理想气体。

4、理想气体混合物：当两种或两种以上的气体在同一容器中混合时，相互间不发生化学反应，分子本身的体积和它们相互间的作用力都可以忽略不计，这就是理想气体混合物。

其中每一种气体都称为该混合气体的组分气体。

5、混合气体中某组分气体对器壁所施加的压力叫做该组分气体的分压。

对于理想气体来说，某组分气体的分压力等于在相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。

6、Dalton分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。

7、Amage分体积定律：混合气体中组分B的分体积V B是该组分单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时占有的体积。

8、气体分子动理论的基本要点：(1)气体是由分子组成的，分子是很小的粒子，彼此间的距离比分子的直径大许多，分子体积与气体体积相比可以略而不计。

(2)气体分子以不同的速度在各个方向上处于永恒地无规则运动之中。

(3)除了在相互碰撞时，气体分子间相互作用是很弱的，甚至是可以忽略的。

(4)气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。

碰撞时总动能保持不变，没有能量损失。

(5)分子的平均动能与热力学温度成正比。

9、气体的压力是由气体分子对器壁的弹性碰撞而产生的，是“分子群”对器壁碰撞作用的统计平均的结果。