第三章 化学反应速率
一、选择题
1. 反应 A2 + 2B →2D 的速率方程式为υ= k c(A2) c2(B)，则该反应（ ）。 （A）一定是基元反应 （B）一定是非基元反应
（C）不能确定是否基元反应 （D）反应为二级反应
2. 某化学反应进行20min，反应完成40%，进行50min反应完成100%，则该反应是（ ）。 （A）零级反应 （B）一级反应 （C）二级反应 （D）三级反应
3. 质量作用定律适用于（ ）。
（A）任意反应 （B）复杂反应 （C）基元反应 （D）吸热反应 4. 某反应的速率常数k = 1.48×10-2 L·mol-1·s-1，则该反应级数为（ ）。 （A）0级 （B）一级 （C） 二级 （D） 三级
5. 反应A (g) + 2B(g) →2D(g)的速率方程为υ= k c(A) c(B)，若使密闭的反应容器体积增大一倍，则反应速率为原来的（ ）。 （A）8倍 （B）6倍 （C）倍 （D）倍
86112
6. 反应A(g)+ B2(g)→AB2(g)，ΔrHΘ?0，欲增大正反应速率，下列操作无用的是( )。 m （A）增加B2的分压 （B）加入催化剂
（C）升高温度 （D）减小AB2的分压 7. 升高温度可以增大反应速率，其主要原因是（ ）。
（A）活化分子百分数增大 （B）反应的活化能降低
（C）反应的摩尔吉布斯自由能减小 （D）反应的速率常数减小 8. 关于化学反应速率，下列叙述正确的是（ ）。 （A）反应的ΔrGΘ越小，反应速率越快 （B）反应的ΔrHΘ越小，反应速率越快 mm(C) 反应的Ea越小，反应速率越快 (D) 反应的ΔrSΘ越小，反应速率越快 m9. 在恒温下反应物浓度增大，反应速率加快的原因是（ ）。
（A）反应的速率常数增大 （B）反应的活化能增大 （C）活化分子百分数增大 （D）活化分子的数目增多
10. 有两个相同类型的基元反应，均为A + B = D2型。已知第一个反应的活化能Ea1大于第二个反应的活化能Ea2，则这两个反应的速率常数k1与k2的关系为（ ）。 (A) k1 > k2 （B）k1 = k2 （C）k1 < k2 （D）不能肯定 11. 某一化学反应，随着反应的进行，将会发生的变化是（速率方程为υ= k c2）（ ）。 （A）反应的速率减小 （B）速率常数变小
（C）反应的Ea减小 （D）以上叙述都正确
12. 某反应aA(g)+ bB(g) = dD(g) + eE(g) 正反应的活化能为Ea?，逆反应的活化能为Ea?，则反应的热效应Q为（ ）。
（A）Ea??Ea? （B）Ea??Ea? （C）Ea??Ea? （D）无法确定
13. 某温度下，反应A (g)+ B(g) = D(g)，ΔrHΘ?0，达平衡时，升高温度平衡逆向移动的原m因是（ ）。
（A）υ正减小，υ逆增大 （B）υ正和υ逆都增大
1
（C）k正减小，k逆增大 (D) υ正增大的程度小于υ逆增大的程度
二、填空题
1. 某基元反应 A (g) + 2B (g) = 2D (g) 的k = 8.8×10L·mol·s，则对B反应为
级；反应总级数为 ， 速率方程为 ，当反应物浓度均为0.02mol·L时，反应速率为 。
2. 使用催化剂可加快反应速率，这是因为催化剂能够改变 ， 使活化能 。 3. 对反应2N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g) 来说，升高温度反应速率 ；增大N2O5浓度
反应速率将 ，减小NO2浓度反应速率 。 4. 已知反应A (g) + B (g) = 2D (g) 为基元反应，其质量作用定律表达式为 ，在某温度下，将反应容器的体积缩小到原来的一半时，反应速率为原来的 倍。
-1
5. 已知反应C (s) + H2O (g) = CO (g) + H2 (g) ΔrHΘ= 131.27kJ·mol，压缩体系体积，正反m应速率将 ，其速率常数将 ；若在某温度下达到平衡后，压缩体系体积，
平衡将向 移动，平衡常数将 ；升高温度，逆反应速率将 ，其速率常数将 ，平衡将向 移动，平衡常数将 。 6. 已知反应C (s)+ CO2 (g) = 2CO (g)，ΔrHΘ= 172.43kJ·mol-1，降低温度，正反应速率m将 ，平衡常数将 。 7. 质量作用定律只适用于 ，其 可根据反应式直接写出；而 则
不能，需通过实验来确定。 8. 增加反应物浓度，反应速率加快的主要原因是 ，化学平衡移动的主要原因是 ；减小生成物浓度，正反应速率 ，化学平衡将向 移
动。
-1
-2 2-2
-1
三、简答题
1. 化学反应的速率方程和反应级数能否根据反应方程式直接得出？为什么？
2. 为什么催化剂影响化学反应速率，而不影响化学平衡？
3. 为什么不能根据反应式直接写出速率方程式，但可根据反应式直接写出平衡常数表达式？
4. 反应级数与反应分子数有何不同？
四、计算题
1. 密闭容器中进行的某基元反应A (g)+ 2B (g) = 2C (g)，当反应物的起始浓度分别为：cA =
0.2 mol·L-1，cB = 0.3 mol·L-1时的反应速率为0.72mol·L-1·s-1，若温度不变增大反应物浓度，使cA = 1.2 mol·L-1，cB = 0.6 mol·L-1，此时反应速率多大？为原来反应速率的多少倍？
2. 某反应A (g) →B (g) + D (g)，当cA = 0.50 mol·L-1时，反应速率υ=0.014mol·L-1·s-1。
若该反应为：（1）零级反应；(2) 一级反应；（3）二级反应。求cA = 1.2 mol·L-1时上述反应的反应速率分别是多少？
3. N2O5分解的反应，在400K时 k = 1.4s-1，500K时 k = 6.66×102s-1，求该反应的活化能。 4. 某反应在650K时速率常数k = 2.0×10L· mol· s，在670K时速率常数k = 7.0×10
L·mol-1· s-1。求（1）该反应的活化能；（2）该反应在800K时的速率常数；（3）加入
-6
-1
-1
-6
某催化剂后该反应的活化能为185kJ· mol-1，800K时反应速率比无催化剂时增大多少倍？
2
第四章 物质结构
一、选择题
1. 已知多电子原子中，下列各电子具有如下量子数，其中能量最高的电了应是（ ）。 （A）（2，1，1，?） （B）（2，1，0，?）
2211 （C）（3，1，1，?） （D）（3，2，-2，?）
22112. 下列用来表示核外某电子运动状态的各组量子数（n, l, m, ms）中，合理的是（ ）。 （A）（2，1，-1，?） （B）（3，1，2，?）
2211 （C）（2，1，0，0） （D）（1，2，0，?）
213. 氧原子一个2p电子可以被描述为下列六组量子数之一，试指出氧原子四个2p电子组合中正确的有（ ）。
①（2，1，0，?） ② （2，1，0，?） ③（2，1，1，?）
222111④ （2，1，1，?） ⑤ （2，1，-1，?） ⑥ （2，1，-1，?）
222111(A) ①②③⑤ (B) ①②⑤⑥ (C) ③④⑤⑥ (D) ①④⑤⑥ 4. 在下列所示的电子排布中，哪些是激发态的电子（ ），哪些是不存在的状态（ ）。
226221226122511
（A）1s2s2p (B) 1s2s3s (C) 1s2s2p3s (D) 1s2s2p2d3s 5. 屏蔽效应起着（ ）。 （A）对核电荷的增强作用 （B）对核电荷的抵消作用
（C）正负离子间的吸引作用 （D）正负离子间的电子云层的排斥作用 6. 钻穿效应越大，则（ ）。
（A）轨道能量越高 （B）轨道能量越低 （C）原子的能量越低 （D）原子的能量越高
7. 估计一电子受屏蔽的总效应，一般要考虑下列哪一种情况下电子的排斥作用（ ）。 （A）内层电子对外层电子 （B）外层电子对内层电子 （C）所有存在的电子对某电子 （D）同层和内层电子对某电子 8. 在电子云示意图中，小黑点（ ）。 （A）其疏密表示电子出现的概率密度的大小 （B）其疏密表示电子出现的概率的大小 （C）表示电子在该处出现 （D）表示电子 9. 氢原子的1s电子分别激发到4s和4p轨道所需的能量（ ）。
（A）前者 > 后者 （B）前者 < 后者 (C) 两者相等 （D）无法判断 10. 某元素A，电子最后填入3d轨道，最高化合价为4，元素B电子最后排入4p，最高化合价为5，可以肯定（ ）。
（A）A为IVA Ge， B为VA As （B）A为IVA Sn， B为VA Te （C）A为IIB Zn， B为IIIB Sc （D）A为IVB Ti， B为VA As 11. 有关基态氢原子的玻尔半径为52.9pm的说法正确的是（ ）。 (A) 氢原子中1s电子在距离52.9pm处作圆周运动
3
(B) 氢原子中1s电子在距离52.9pm处?1s的值最大
（C）在距离52.9pm的薄球壳内1s电子出现的概率密度最大 （D）在距离52.9pm的薄球壳内1s电子出现的概率最大
+
12. He离子中3s、3p、3d和4s轨道能量关系为（ ）。 （A）3s<3p<3d<4s （B）3s<3p<4s<3d （C）3s=3p=3d=4s （D）3s=3p=3d<4s 13. 价电子构型为4d105s1的元素，其原子序数为（ ）。
（A）19 （B）29 （C）37 （D）47 14. 某原子在第三电子层有10个电子，其电子构型为（ ）。 （A）[Ne]3s23p33d54s2 (B) [Ne]3s23p63d104s2 (C) [Ne]3s3p3d4s (D) [Ne]3s3p4s 15. 下列化合物熔点高低顺序为（ ）。
（A）SiCl4>KCl>SiBr4>KBr (B) KCl>KBr>SiBr4>SiCl4 (C) SiBr4>SiCl4>KBr>KCl (D) KCl>KBr>SiCl4>SiBr4 16. 下列化合物熔点高低顺序为（ ）。
（A）SiO2>HCl>HF (B) HCl>HF>SiO2
(C) SiO2>HF>HCl (D) HF>SiO2>HCl
17. 乙醇的沸点（78℃）比乙醚的沸点（35℃）高得多，主要原因是（ ）。 （A）由于相对分子质量不同 （B）由于分子极性不同 （C）由于乙醇分子间存在氢键 （D）由于乙醇分子间取向力强 18. 在下列化合物中（ ）不具有孤对电子。
（A）H2O (B) NH3 (C) NH4 (D) H2S 19. 下列叙述中错误的是（ ）。
（A）|?|2表示电子的概率密度 （B）|?|2在空间分布的形象化图像称为电子云 （C）|?|2值小于相应的|?|值 （D）|?|2表示电子的概率
20. 下列分子的中心原子采用sp3杂化，分子构型为正四面体的是（ ）。 （A）AlCl3 (B) CH2F2 (C) SiH4 (D) PF3
+
2
6
2
2
2
6
2
二、填空题
1. 电子等微观粒子的性质和运动特点与宏观物体的重要区别有：
（1） ，其实验佐证是 。 （2） ，其实验佐证是 。 2. 确定一个波函数?的量子数为 ，确定氮原子中各轨道能量的量子数为 ，其2p轨道的能量 于硫原子中2p轨道能量。
3. H2O、H2S和H2Se三物质中，分子间取向力按 顺序递增，色散力按 顺序递增，沸点按 顺序递增。 4. 某元素激发态的电子组态为[Ar]3d54s24p1，它位于元素周期表 周期 族。 5. 某元素基态原子，有量子数n = 4、l = 0、m = 0的一个电子，有n =3、l =2的10个电子，该原子的价层电子构型为 ，位于周期表第 周期 族。 6. 某元素的原子序数为33，（1）此元素原子的电子总数 ，有未成对的电子 个，外层电子构型 ；（2）它有 个电子层 个能级；（3）它属于第 周期 族 区 金属。
7. He+离子中，3s、3p、3d轨道 同，处于 个能级，氯原子中3s、3p、3d轨道能量 同，处于 个能级，氯原子和溴原子中3s轨道能量 。
4
8. 原子轨道近似能级图中，4s<3d是由于 之故。
9. 下列原子轨道：氢原子的3s、3p和钠原子的3s、3p，其能量高低顺序为 。 10. 氢原子的1s基态电子在距核52.9pm附近的球壳中出现的 最大，这是因为距核更近时，虽然 较大，但球壳体积却较小，因而 较小，距核更远时，虽然球壳体积较大，但因 很小，因而 也较小之故。
三、简答题
1. 19号元素K和29号元素 Cu的最外层都只有1个4s电子，但二者的化学活性相差很大，试从有效核电荷和电离能说明之。
2. 有A、B、C、D、E、F元素，试按下列条件推断各元素在周期表中的位置、元素符号，给出各元素的价电子构型。
（1）A、B、C为同一周期活泼金属元素，原子半径满足A>B>C，已知C有3个电子层； （2）D、E为非金属元素，与氢结合生成HD和HE。室温下D的单质为液体，E的单质为固体；
（3）F为金属元素，它有4个电子层并有6个单电子。 3. 下列说法是否正确？举例说明并解释原因。
（1）非极性分子中只有非极性共价键； （2）极性分子中的化学健都有极性；
（3）全由共价键结合形成的化合物只能形成分子晶体；
4. 为什么原子的最外层、次外层和外数第三层依次最多只能有8、18和32个电子？ 5. 试根据原子结构理论预测：
（1）原子核外出现第一个g(l = 4)电子的元素的原子序数是多少？
（2）第七周期为未满周期，若填满后应有多少种元素？第八周期有多少种元素？
5
第三章 习题解答
一、选择题
1. C 2. A 3. C 4. C 5. C 6. D 7. A 8. C 9. D 10. C 11. A 12. A 13. D
二、填空题
1. 2，3，υ= k c(A) c2(B)，7.04×10-7 mol·L-1·s-1 2. 反应历程，降低 3. 增大，增大，不变
4. υ= k c(A) c(B)，4
5. 增大，不变，左，不变，增大，增大，右，增大 6. 降低，减小
7. 基元反应，速率方程，复杂反应 8. 活化分子数增加，Q 三、简答题 1. 答：不能。因为只有基元反应的速率方程和反应级数可根据反应方程式直接得出，而复杂反应的反应速率取决于定速步聚，它要根据反应机理或实验来确定。 2. 答：因为催化剂能改变反应途径，降低反应活化能，所以反应速率加快，但不影响反应的终、始态，体系的ΔrGΘ不变，KΘ也不变，因而不能影响化学平衡。 3. 答：化学反应速率与化学平衡是两类不同性质的概念。前者属化学动力学范畴，后者属于化学热力学范畴。因此，处理它们的方法有所不同。动力学一定要考虑变化途径。化学反应式只表明始、终态，没有指明始态通过什么途径变成终态，所以从反应式不能给出速率方程式是很明显的。但基元反应例外，因基元反应的反应式既表明了始、终态又表明了反应的途径（反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子），所以从反应式可直接写出速率方程。化学平衡的KΘ直接与热力学状态函数G相联系（ΔrGΘ??RTlnKΘ），因此KΘ只与系统的始、终态有关，而与用什么途径达到平衡无关，所以KΘ的表达式可直接由反应式给出。 4. 答：反应级数应用于宏观化学反应，它表明了反应速率与反应物浓度几次方成正比的关系。反应级数不仅适用于基元反应也适于非基元反应。只要实验确定某反应速率可写成 υ= k cm(A) cn(B) 的形式，m + n的值就是该反应的级数。它的取值可为正整数、分数和零。 反应分子数是为了描述基元反应的微观化学变化而提出来的概念。它是指基元反应中相碰撞的反应物微粒数目。根据引起反应所需微粒数目不同，可将基元反应分为单分子、双分子和三分子反应。它的取值只能为正整数。 四、计算题 1. 解：因为是基元反应，所以υ= k c(A) c(B) 当cA=0.2 mol·L-1、cB=0.3 mol·L-1时，υ= 0.72 mol·L-1·s-1 k?2 ?cAc2B?0.720.2?0.32?40L?mol2?2?s?1 当cA=1.2 mol·L-1、cB=0.6 mol·L-1时， 6 υ′= k c(A) c(B) = 40×1.2×(0.6)= 17.28 mol·L ????17.28?240.722 2 -1 ·s -1 -1 -1 -1 2. 解：因为cA=0.50 mol·L，υ= 0.014 mol·L·s，所以 （1） 对零级反应υ= k，所以当c=1.20 mol·L-1时，υ= k = 0.014 mol·L-1·s-1 （2） 一级反应υ= kc，k-1 ??c?0.0140.50?0.028s-1 ?1 -1 -1 当c=1.20 mol·L时，υ= kc = 0.028s×1.2 mol·L= 0.0336 mol·L(3) 二级反应υ= kc， -1 2 ·s -1 k??c20.014?1?1??0.056L?mol?s2（0.50）2 2 -1 当c=1.20 mol·L时，υ= kc = 0.056×（1.2） = 0.0806mol·L 3. 解：由lg k2k1?Ea2.303R(T2?T1T2T1)·s -1 得 lg6.66?101.42Ea?2.303?8.314?10k2k1?3?500?400500?400(T2?T1T2T1)?102.5kJ?mol?1 4. 解：（1）由lg?Ea2.303R?3得 lg7.0?102.0?10-1 ?6?6Ea?2.303?8.314?10?670?650670?650-6 ?226.8kJ?mol-1 ?1 （2）T1 = 650K k1 = 2.0×10 L·mol lgk2k1?Ea2.303R(T2?T1T2T1)·s T2 = 800K时 = 226.8?1032.303?8.314800?650(800?650)?3.417k2 = 5.2×10-3 L·mol-1·s-1 (3) 由kk2k1?A?e?EaRT得k2/k1?A?eA?e?Ea2RTEa1RTEa1?Ea2?eRT ?lg?Ea1?Ea22.303RT?(226.8?185)?1032.303?8.314?800?2.729 所以k2 / k1 = 535.8 7 第四章 习题解答 一、选择题 1. D 2. A 3. A 4. B/D 5. B 6. B 7. D 8. A 9. C 10. D 11. D 12. D 13. D 14. C 15. B 16. C 17. C 18. C 19. D 20. C 二、填空题 1. 能量的量子化，氢原子光谱；波粒二象性，电子衍射，阴极射线 2. n, l, m; n, l; 大 3. H2Se, H2S, H2O; H2O, H2S, H2Se; H2S, H2Se, H2O 4. 四，VIII 5. 3d104s1，四，IB 6. （1）33，3，4s24p3；（2）4，8；（3）四，VA，p，非 7. 相，同一，不，3，不同 8. 穿钻效应不同 9. H3s = H3p > Na3p > Na3s 10. 概率，概率密度，概率，概率密度，概率 三、简答题 1. 答：K 和Cu外层电子构型相同，但次外层不同。K的次外层为3s3p，Cu为3s3p3d。虽然Cu的最外层4s电子受到内层电子对它的屏蔽效应比K大，但是Cu的核电荷比K大10，其4s电子受到的有效核电荷却比K的外层4s电子大，因而Cu的电离能比K大，失电子比K难，所以化学活泼性：K>Cu 2. 答： A B C D E F 周期 三 三 三 四 五 四 族 IA IIA IIIA VIIA VIIA VIB 元素符号 Na Mg Al Br I Cr 价电子构型 3s1 3s2 3s23p1 4s24p5 255s5p 3d54s1 2 6 2 6 10 3. 答：（1）不正确。分子是否有极性由化学键的极性和分子的空间构型共同决定的。若化学键有极性，但分子空间构型对称，分子的正负重心重合，分子仍无极性，如CCl4、BCl3等。 （2）不正确。极性分子中可能含有非极性共价键，如H2O2是极性分子，但分子中的过氧键─O─O─的两个氧原子间形成的是非极性共价键。 （3）不正确。金刚石和石英是典型的原子晶体，原子间靠共价键结合。在金刚石晶体中不存在“分子”的概念，整个晶体为一个巨型分子，因此，金刚石不是分子晶体。石英的化学式为SiO2，但其中Si采用sp3杂化，Si与O间无限连接下去，也形成原子晶体。 4. 答：设某元素原子填充电子的最高能级组为 ns (n-2)f (n-1)d np 8 由此可见，最外层为nsnp，最多能填充8个电子；次外层为（n-1）s (n-1) p (n-1) d，最多只能填充18个电子；外数第三层为（n-2）s (n-2) p (n-2) d (n-2) f，最多只能填充32个电子。 但须指出：如果n≤5，因不可能存在相应的f轨道，所以外数第三层最多只能填充18个电子。同理，当n≤3时，因不可能存在相应的d轨道，所以次外层最多只能填充8个电子。 5. 答：（1）因角量子数l最大值为n-1，又g轨道l=4，所以最低g轨道为5g。根据能级交错规律，出现g轨道的能级组中各能级排列顺序为 ns (n-3)g (n-2)f (n-1)d np 21 由此可见，该原子最高能级组电子排布为8s5g，然后将比它低的能级组各轨道都填满电子，可得 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p8s5g 所以该元素的原子序数为121。 （2）因第七能级组中不可能出现g轨道，该能级组可填充的电子数为 7s25f146d107p6 所以第七周期共有32种元素。 第八能级组可填充的电子数为 8s25g186f147d108p6 所以第八周有50种元素。 2 2 6 2 6 2 10 6 2 10 6 2 14 10 6 2 14 10 6 2 1 9