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地大大学化学作业A2

地大大学化学作业A2

第二部分热力学第一定律

一、选择题

O(C)1.在下列反应中,焓变等于AgBr()的fHm的反应是

(A)Ag(aq)+Br(aq)=AgBr();(C)Ag()+1/2Br2(l)=AgBr();

(B)2Ag()+Br2(g)=2AgBr()(D)Ag()+1/2Br2(g)=AgBr()

(B)2.nmol理想气体由同一始态出发,分别经

(1)等温可逆;

(2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态,以H1和H2分别表示

(1)和

(2)过程终态的焓值,则:

(A)H1>H2;(B)H1

(C)H1=H2;`(D)上述三者都对。

(B)3.理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时,环境对体系所做功的绝对值比较:

(A)WT>Wi;(B)WT

(C)4.下述说法何者正确?

(A)水的生成热即是氧气的燃烧热;(B)水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热(C)水的生成热即是氢气的燃烧热;(D)水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热(B)5.U可能不为零的过程为:

(A)隔离系统中的各类变化;(C)理想气体等温过程;

(B)等温等容过程;(D)理想气体自由膨胀过程。

二、填空题

1.H2和O2以2:

1的比例在绝热钢瓶中反应生成水,则△U_=_0。

2.萘燃烧的化学反应方程式为C10H8()+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l),则298K时,Qp和QV的差值(kJ·mol1)为-2RT=-5.0kJmol13.10mol单原子理想气体(HT)p=Cp=25R=207.85__J·K-1。

4.理想气体恒温可逆压缩ΔU_=___0,ΔH__=___0。

5.氧气的标准燃烧热应为0

三、计算题

1.5mol理想气体在300K由0.5dm3恒温可逆膨胀至5dm3,求W、Q和U。

2.10mol理想气体由298.15K、106Pa自由膨胀到298.15K,10Pa,再经恒温可逆压缩到始态,求循环过程的Q、W、U、H。

3.单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol,摩尔分数yB0.4,始态温度T1400K,压力p1200kPa。

今该混合气体绝热反抗恒外压p100kPa膨胀到平衡态。

求末态温度T2及过程的W、U、H。

3

4.1molAr(g)维持体积为22.4dm,温度由273.15K升高到373.15K,计算该过程的Q、

W、U、H5

设Ar(g)为理想气体,CV32R。

5.25℃时,一个带有活塞的桶中装有100gN2,当外压为3000kPa时处于平衡,若压力骤减到1000kPa,气体可视作绝热膨胀。

计算系统最后的温度和U、H。

(假定N2是理想气体,CV,m

6.已知100℃、101.325kPa时水的蒸发热为40.66kJmol

7.1mol单原子分子理想气体,始态为202650Pa,11.2dm3,经pT=常数的可逆过程压缩到终态为405300Pa,求:

(1)终态的体积和温度;

(2)ΔU和ΔH;(3)所作的功。

11120.71JmolK)。

,求1mol100℃、101.325kPa

水变成同温度、81.06kPa的水蒸气时的U和H。

(设气体为理想气体)

8.某高压容器中装有未知气体,可能是氮气或氩气。

25时℃,从容器中取出1mol样品,体积从5dm绝热可逆膨胀至6dm,气体温度降低了21℃,试判断容器中是何种气体。

设气体为理想气体。

113

9.某理想气体的CV,m/J·K·mol=25.52+8.2某10(T/K),问:

(1)写出Cp,m和T的函数关系

(2)一定量的此气体300K下,由1013.25kPa、1dm3膨胀到p2=101.325kPa,10dm3时,过程的ΔU、ΔH是多少?

(3)第

(2)中的状态变化能否用绝热过程来实现?

10.将浓度

c(MnO433

c(C2O4)0.16moldm323的酸性草酸溶液25.00cm3和浓度

)0.08moldm的高锰酸钾溶液20cm3在100kPa和298K混合使之反应,用量热计

测得的等容热效应为-1200J。

该反应的计量方程可用下面两种写法表示,分别求出相应的和rHm(298K)。

(1)C2O24(aq)25MnO4(aq)4165H(aq)2CO2(g)225Mn2(aq)85H2O(l)

(2)5C2O24(aq)2MnO(aq)16H(aq)10CO(g)2Mn2(aq)8H2O(l)

11.计算25℃时下列反应的等压反应热与等容反应热之差。

(1)CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)

(2)H2(g)Cl2(g)2HCl(g)

12.25℃下,密闭恒容的容器中有10g固体奈C10H8()在过量的O2(g)中完全燃烧成CO2(g)和H2O(l)。

过程放热401.73kJ。

(1)C10H8()+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l)的反应进度

O

(2)C10H8()的cUmO(3)C10H8()的cHm;

13.已知下列两个反应的焓变,求298K时水的标准摩尔蒸发热。

(1)2H2(g)

(2)2H2(g)O2(g)2H2O(l);O2(g)2H2O(g);rHm(298K)571.70kJmolOO1

rHm(298K)483.65kJmol1

14.-10℃的1mol过冷水,在标准压力下凝固成-10℃的冰,求水在-10℃的凝固热。

已知水在0℃的凝固热为

75.3Jmol16.02kJmol11。

假定水与冰的热容不随温度而变,分别为

K1和37.6JmolK1。

OO15.利用附录中标准摩尔生成热数据计算下列反应在298.15K的rHm及rUm假

定反应中的各气体都可视作理想气体。

(1)H2S(g)32O2(g)H2O(l)SO2(g)

(2)CO(g)2H2(g)CH3OH(l)

O16.25℃时,石墨、甲烷及氢的cHm分别为394kJmol1、890.3kJmol1

和285.8kJmol

1。

求25℃时在

(1)等压

(2)等容情况下甲烷的标准摩尔生成热

17.已知反应

QV1.19210J6WC()52O2(g)WO3()CO2(g)

在300K及恒容条件下进行时,。

已知C和W在300K时的标

O,请计算反应的Qp和fHm(WC,,300K)准摩尔燃烧焓分别为393.5和837.5kJ

mol1。

18.已知化学反应CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)的热力学数据如下

fHmOCH4(g)-74.435.31H2O(g)-241.82633.60CO(g)-110.5329.14H2(g)028.8/kJ·mol1Cp,m/J·K·mol1O

(1)求该反应在298.15K时的rHm。

O

(2)求该反应在1000℃时的rHm。

19.根据下列反应焓,计算25℃时AgCl()的标准摩尔生成焓。

Ag2O()2HCl(g)2AgCl()H2O(l);rHm,1324.9kJmol2Ag()12OO11O2(g)Ag2O();rHm,230.57kJmolO

11H2(g)Cl2(g)2HCl(g);rHm,3184.62kJmol2H2(g)O2(g)2H2O(l);rHm,4571.68kJmolO

第四部分化学平衡

一、选择题

(B)1.在刚性密闭容器中,有下列理想气体反应达平衡A(g)+B(g)=C(g),若在恒温下

加入一定量惰性气体,则平衡将

(A)向右移动;(B)不移动;(C)向左移动;(D)无法确定

(C)2.在一定温度下,一定量的PCl5(g)在某种条件下的离解度增加,则

(A)增加压力使体积缩小一倍;

(B)保持体积不变,通入N2气使压力增加一倍;(C)保持压力不变,通入N2气使体积增加一倍;(D)保持体积不变,通入Cl2气使压力增加一倍

(A)3.已知FeO()+C()=CO(g)+Fe(),反应的rHm为正,(设rHm和rSmrSm为正

不随温度而变化),欲使反应正向进行,则一定

(A)高温有利;(B)低温有利;(C)与温度无关;(D)与压力有关

(D)4.要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变,必须满足的条件是

(A)温度和内能都不变(B)内能和体积都不变

(C)孤立系统(D)内能,压力与体积的乘积都不变

(C)5.理想气体反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的rGm与温度T的关系为:

rGm=-21660+52.92T,若要使反应的平衡常数KO1,则应控制的反应温度:

(A)必须低于409.3℃(B)必须高于409.3K(C)必须低于409.3K(D)必须等于409.3K

二、填空题

1.在298K时,反应N2O4(g)=2NO2(g)的KpO0.1132,当p(N2O4)=p(NO2)=1kPa时反

应将向_正向__移动。

当p(N2O4)=10kPa,p(NO2)=1kPa时,反应将向__正向__移动。

2.一个抑制剂结合到碳酸酐酶中去时,在298K下反应的平衡常数为KO=4.17某107,

mol,则在该温度下反应的rSm=-5.47kJK1molrHm=-45.1kJ·

-1

13.气体反应CO2H2=

KOCH3OHO的rGmmol-1,若平衡常数(90.6250.211T/K)kJ·

1,温度应为高温

4.PCl5(g)分解反应,在473K平衡时有48.5%分解,在573K平衡时有97%分解,此反应

的rHm>0(填>,<或=)。

三、计算题

1.25oC时,已知反应2ICl(g)

I2(g)+Cl2(g)的平衡常数K4.84106,试计算

下列反应的K

(1)ICl(g)

2.反应H2O(g)+CO(g)向如何?

3.298K时,NH4HS()的分解反应如下:

NH4HS()

NH3(g)+H2S(g)

将NH4HS()放入一真空容器中,平衡时,测得压力为66.66kPa,求反应的K;若容器中预先已有NH3(g),其压力为40.00kPa,则平衡时的总压为多少?

4.已知在1273K时,反应FeO()+CO(g)

Fe()+CO2(g)的K0.512I2(g)+

12Cl2(g)

(2)

12I2(g)+

12Cl2(g)ICl(g)

CO2(g)+H2(g)在900oC时K0.775,系统中的各气体

均视为理想气体,问H2O、CO、CO2和H2的分压力分别为下列两种情况时,反应进行的方

若起始浓

度c(CO)=0.05mol·dm3,c(CO2)=0.01mol·dm3,问:

(1)平衡时反应物、产物的浓度各是多少?

(2)CO的平衡转化率是多少?

(3)增加FeO()的量对平衡有何影响?

5.已知298.15K时,AgCl()、Ag+(aq)和Cl(aq)的

109.789kJmol1fGm(298.15K)分别为

、77.107kJmol1和131.22kJmol1。

求298.15K下AgCl()在水溶液中

的标准溶度积。

6.已知甲醇蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数fGm(298.15K)为161.92kJmol

1。

试求

液体甲醇的标准摩尔生成吉布斯函数。

(假定气体为理想气体,且已知298.15K时液体甲醇饱和蒸气压为16.343kPa)

7.银可能受到H2S(g)的腐蚀而发生反应2Ag()+H2S(g)298K、

pAg2S()+H2(g),现在

下将银放入等体积的H2S和H2组成的混合气体中。

问:

第八部分化学动力学

一、选择题

(C)1.反应2O3

23O2其反应速率方程式为dC(O3)/dt1k(O3)c(O3)c21(O2)或者

dC(O2)/dtk(O2)c(O3)c(O2),则速率常数k(O3)和k(O2)的关系是:

(A)2k(O3)3k(O2)(B)k(O3)k(O2)(C)3k(O3)2k(O2)(D)3k(O3)2k(O2)

2(D)2.实验测得化学反应S2O8+2I

I2+2SO2的速率方程为:

4dc(S2O8)dt2kc(S2O8)c(I)

2根据上述条件可以认为:

(A)反应分子数为3(B)反应分子数为2(C)3.反应CO(g)+2H2(g)

(C)反应级数为3

(D)反应级数为2

CH3OH(g)在恒温恒压下进行,当加入某种催化剂,该反应

速率明显加快。

不存在催化剂时,反应的平衡常数为K,活化能为Ea,存在催化剂时为K和Ea,则:

(A)K=K,EaEa

(B)KK,EaEa

(C)K=K,EaEa

(D)KK,EaEa

(D)4.关于反应级数的各种说法中正确的是

(A)只有基元反应的级数是正整数(B)反应级数不会小于零

(D)反应级数都可通过实验来确定

(C)反应总级数一定大于任一反应物级数

(D)5.对于一般化学反应,当温度升高时应该是

(A)活化能明显降低

(B)平衡常数一定变大(D)反应达到平衡的时间缩短

(C)正逆反应的速度常数成比例变化

二、填空题

1.由动力学实验测得某反应的若干组cA~t数据,然后以lncA对t作图得一直线,已知该直线的截距为100,斜率为2.010-2-1,则该反应的半衰期为──34.66──。

2.在二级反应中,以1/c对t作图,其图形为___一条直线________,图形的___斜率____为速率

常数k。

3.反应2O3(g)

O3O2(g)的活化能为117kJ·mol,O3的fHm为142kJ·mol,则该反应

11

的反应热为___-284__kJ·mol_______;逆反应的活化能为____401__kJ·mol__。

11

三、计算题

1.根据质量作用定律,写出下列基元反应的速率方程。

2P;

(2)2AB2P;(3)A2B2P2S

(1)ABkkk

2.某反应BC+D,当cB0.200moldm3时,反应速率是6103moldm31。

如果

(1)对B是零级反应;

(2)对B是一级反应;(3)对B是二级反应。

问以上各种情况下的速率常数是多少?

单位是什么?

3.根据实验,在一定温度范围内,NO和Cl2反应是基元反应,反应式如下:

2NO+Cl22NOCl

(1)写出质量作用定律的数学表达式,反应级数是多少?

(2)其它条件不变,将容积增加一倍,反应速率变化多少?

(3)容器体积不变,将NO浓度增加2倍,反应速率变化多少?

4.某人工放射性元素放出粒子,半衰期为15分钟,试计算该试样蜕变(转化率)为80%时需要多少时间?

5.某一级反应,若反应物浓度从1.0moldm3降到0.20moldm3需30分钟,问反应物浓度从0.20moldm3降到0.040moldm3需要多少分钟?

求该反应的速率常数k。

6.在一级反应中,消耗99.9%的反应物所需的时间是消耗50%反应物所需时间的多少倍?

7.反应2NOCl2NO+Cl2在200C下的动力学数据如下:

c(NOCl)/mol·dm30.020.01590.01440.0121

反应开始时只有NOCl,并认为反应能进行到底,求反应级数和速率常数。

/020*******

8.某一级反应在340K时达到20%的转化率需时3.2min,而在300K时达到同样的转化率用时12.61min,试估计该反应的活化能。

9.65C时N2O5气相分解的速率常数为0.292min1,活化能为103.3kJ·mol1,求80C时的速率常数k和半衰期T1/2

10.反应2HIH2+I2在无催化剂存在时,其活化能Ea(非催化)=184.1kJ·mol;在以Au作催化剂时,反应的活化能Ea(催化)=104.6kJ·mol。

若反应在503K时进行,如果指前因子A(催化)值比A(非催化)值小1108倍,试估计以Au为催化剂的反应速率常数将比非催化反应的反应速率常数大多少倍?

第十部分分子结构与分子间力

1.原子轨道组合成分子轨道必须遵守的3个原则是______能量相近____、____轨道最大重叠____、__对称性匹配__________。

(A)2.下列分子的键长次序正确的是

A.OF>OF>OFC.OF>OF>OF

+-+

B.OF>OF>OFD.OF>OF>OF

+

-+

(A)3.下列各种气体,分子间力最大的是

A.Cl2B.N2C.H2D,O2

(C)4.熔化下列晶体时,只需克服色散力的是

A.HFB.NH3C.SiF4D.OF2

(A)5.下列各组分子中,化学键均有极性,但分子偶极矩均为零的是

(A)BeCl2、BCl3、PBr5;(B)NH3、BF3、H2O;(C)N2、CS2、PH3;(D)NO2、SO3、SiH4。

(D)6.OF2中,O原子的杂化轨道类型是

A.pB.p2C.等性p3D.不等性p3

7.根据价键理论,写出下列分子的分子结构式

(1)HCN

(2)PCl3

(3)BF3

(4)HClO

8.试用杂化轨道理论说明BeH2分子的形成过程,画出轨道重叠示意图。

9.说明下列分子的中心原子采用的杂化轨道类型,并指出它们的空间构型。

(1)BeCl2

(2)BCl3

(3)CCl4

(4)H2O

(5)SO2

10.说明下列分子的中心原子采用的杂化轨道类型,并判断它们的空间构型。

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