参考借鉴天津大学无机化学第一章思考题doc.docx

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参考借鉴天津大学无机化学第一章思考题doc

第一章　思考题

　　1.一气柜如下图所示：

　　　　　　A

N2（2L）

CO2（1L）

　　假设隔板（A）两侧N2和CO2的T,P相同。

试问：

（1）隔板两边气体的质量是否相等?

浓度是否相等?

物质的量不等而浓度相等

（2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P会改变？

N2、CO2物质的量和浓度是否会改变?

T和P会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变

　　2.标准状况与标准态有何不同?

标准状况指气体在27.315K和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体

　　3.化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同?

对某一化学反应方程式来说,化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同,但化学反应方程式的系数为正值,而反应物的化学计量数为负值,生成物的化学计量数为正值

　　4.热力学能、热量、温度三者概念是否相同?

试说明之。

　　5.试用实例说明热和功都不是状态函数。

　　6.判断下列各说法是否正确：

（1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。

×

（2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。

×

　　（3）物体的温度越高，则所含热量越多。

×

　　（4）热是一种传递中的能量。

√

　　（5）同一体系：

　　　（a）同一状态可能有多个热力学能值。

×

　　　（b）不同状态可能有相同的热力学能值。

√

7.判断下列各过程中，那个ΔU最大：

（1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。

（2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。

√

　　（3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。

　　（4）体系放出了40kJ热，环境对体系做了60kJ功。

根据ΔU=Q+W,

（1）ΔU=-60+（-40）=-100KJ

（2）ΔU=+60+40=+100KJ,（3）ΔU=+40+（-60）=-20KJ（4）ΔU=-40+60=+20KJ因此通过计算可以看出,

（2）过程的ΔU最大.

8.下列各说法是否正确：

（1）体系的焓等于恒压反应热。

×

（2）体系的焓等于体系的热量。

×

　　（3）体系的焓变等于恒压反应热。

√

　　（4）最稳定的单质焓等于零。

×

　　（5）最稳定的单质的生成焓值等于零。

×

　　（6）最稳定的纯态单质的标准生成焓等于零。

√

　　（7）由于CaCO3分解是吸热的，所以它的标准摩尔生成焓为负值。

×

　　（8）由于反应焓变的单位为kJ·mol-1，所以热化学方程式的系数不影响反应的焓变值。

×

　　9.判断下列各组内的反应在标准态下的恒压反应热是否相同，请说明理由。

（1）N2（g）+3H2（g）─→2NH3（g）　

　　　　1/2N2（g）+3/2H2（g）─→NH3（g）　不同,因为两个反应的反应计量数不同.

（2）H2（g）+Br2（g）─→2HBr（g）　

　　　　H2（g）+Br2（l）─→2HBr（g）不同,因为两个反应的反应物Br2的状态不同.

　　10.已知：

　　　A+B─→M+N；　（

）1=35kJ·mol-1

　　　2M+2N─→2D；　（

）2=-80kJ·mol-1

　　则A+B─→D的（

）3是（）

（1）-10kJ·mol-1　　（3）-5kJ·mol-1√

（2）-45kJ·mol-1　　（4）25kJ·mol-1

　　11.下列纯态单质中，哪些单质的标准摩尔生成焓不等于零：

（1）金刚石√　　　（3）O3（臭氧）√　　　（5）Br（l）

（2）Fe（s）　　　（4）Hg（g）√　　　　（6）石墨

　　12.在一标准态下CO2（g）的

为下列那个反应的

值?

（1）C（金刚石）+O2（g）─→CO2（g）

（2）CO（g）+1/2O2（g）─→CO2（g）

　　　　（3）C（石墨）+O2（g）─→CO2（g）√

　　13.反应:

H2（g）+S（g）─→H2S（g）的

值是否等于H2S（g）的

?

不等,因为S（g）不是稳定单质.

　　14.已知298.15K,100KPa下，反应：

　　　　N2（g）+2O2（g）─→2NO2（g）　

=66.36kJ·mol-1,则NO2（g）的标准摩尔生成焓为：

（1）-66.336kJ·mol-1　　（3）-33.18kJ·mol-1

（2）33.18kJ·mol-1√　　　（4）66.36kJ·mol-1　

习题

本章作业（P24~25）：

3.／5.／8.／10.／13.／15.／18.

1.制备硝酸（HNO3）的反应如下：

　　　4NH3+5O2

4NO+6H2O

　　　2NO+O2─→2NO2　　

　　　3NO2+H2O─→2HNO3+NO

　试计算每消耗1.00吨氨气可制取多少吨硝酸？

（提示：

n（NH3）:

n（HNO3）=1:

2/3.答案：

2.47吨硝酸）

2.在容器为10.0L的真空钢瓶内充入氯气，当温度为298.15K时，测得瓶内气体压强为1.0×107Pa,试计算钢瓶内氯气质量。

提示：

＃3.一氧气瓶的容积是32L，其中氧气的压强为13.2kPa。

规定瓶内氧气压强降至1.01×103kPa时就要充氧气以防混入别的气体。

今有实验设备每天需用101.325kPa氧气400L，问一瓶氧气能用几天？

解：

允许使用的氧气物质的量为：

每天需用氧气的物质的量为：

以瓶氧气可用的天数为：

4.一个容积为21.2L的氧气缸安装有在24.3×105Pa下能自动打开的安全阀，冬季时曾灌入624克氧气。

夏季某天阀门突然自动打开了，试问该天气温达多少摄氏度？

提示：

＃5.冬季草原上的空气主要含氮气（N2）、氧气（O2）和氩气（Ar）。

在9.7×104Pa及-22℃下手记得一份空气试样，竟测定其中氮气、氧气和氩气的体积分数依次为0.78、0.21、0.01。

求收集试样时各气体得分压。

提示：

根据道尔顿分压定律：

6.30℃下，在一个容积为10.0L的容器中，O2，N2和CO2混和气体的总压力为93.3kPa，其中P（O2）为26.7kPa,CO2的含量为5.00g。

试求：

（1）容器中CO2的分压；（答案：

2.87×104Pa）

（2）容器中N2的分压；（答案：

3.79×104Pa）

　　　（3）O2的物质的质量分数；（答案：

0.286）

7.用锌与盐酸反应制备氢气：

　　　　Zn（s）+2H+─→Zn2++H2（g）↑

　　　若用排水集气法在98.6kPa、25℃下（已知水的蒸气压为3.1kPa）收集到2.50×10-3m3的气体。

求：

（1）25℃时该气体中H2的分压；（答案：

95.43kPa）

（2）收集到的氢气的质量。

（答案：

0.194g）

＃8.设有10molN2（g）和20molH2（g）在合成氨装置中混合，反应后有5molNH3（g）生成,试分别按下列反应方程式中各物质的化学计数量（νB）和物质的量的变化（ΔnB）计算反应进度并作出结论。

（1）1/2N2（g）+3/2H2（g）─→NH3（g）（答案：

ξ＝5.0mol）

（2）N2（g）+3H2（g）─→2NH3（g）（答案：

ξ＝2.5mol）

提示：

。

结论：

反应进度的值与选用反应式中的哪个物质的量变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。

9.某气缸中有气体20L，从环境吸收了800J热量后，在恒压（97.3kPa）下体积膨胀到1.50L,试计算系统热力学能变化（ΔU）（提示：

ΔU＝Qp－pΔV=0.771kJ）

＃10.2.00mol理想气体在350K和152kPa条件下，经恒压冷却至体积为35.0L,此过程放出了1260J热。

试计算

（1）起始体积　　　　　　　　　（3）体系做功

（2）终态温度　　　（4）热力学能变化（5）焓变

提示：

（问题主要出现在正负号上）

11.用热化学方程式表示下列内容：

在25℃及标准态下，每氧化1molNH3（g）和H2O（g）并将放热226.2kJ。

（答案：

）

12.在一敞口试管内加热氯酸钾晶体时发生下列反应：

2KClO3（s）─→2KCl（s）+3O2（g）,并放出热89.5kJ（298.15K）。

求:

298.15K下该反应的ΔrHm和ΔU。

（提示：

）

13.在高炉炼铁，主要反应有：

　　　　C（s）+O2（g）─→CO2（g）

　　　　1/2CO2（g）+1/2C（s）─→CO（g）

　　　　CO（g）+1/3Fe2O3（s）─→2/3Fe（s）+CO2（g）

（1）分别计算298.15K时各反应的

和各反应

值之和；

（2）将上列反应方程式和并成一个总反应方程式，应用各物质的

（298.15K）值计算总反应的

并与

（1）计算结果比较做出结论。

（提示：

（1）各反应的

值之和为：

（2）

＝-315.5kJ·mol-1,计算结果基本相等。

可以得出结论：

反应的热效应只与反应的始、终态有关，而与反应的途径无关。

多数同学出现了问题）

14.已知298.15K时反应：

　　　3H2（g）+N2（g）─→2NH3（g）；（

）1=-92.22kJ·mol-1

　　　2H2（g）+O2（g）─→2H2O（g）；（

）2=-483.636kJ·mol-1　　　　

试计算下列反应的（

）3：

4NH3（g）+3O2（g）─→2N2（g）+6H2O（g）

（提示：

反应（3）＝反应

（2）×3－反应

（1）×2＝-1266.47kJ·mol-1）

15.铝热法反应如下：

　　　8Al+3Fe3O4─→4Al2O3+9Fe

（1）利用

数据计算恒压反应热；（答案：

）

（2）在此反应中若用去267.0g铝，问能放出多少热量？

（答案：

）

16.利用

数据，试计算下列反应的恒压反应热：

（1）Fe3O4+4H2（g）─→3Fe（s）+4H2O（g）（答案：

151.1kJ·mol-1）

（2）4NH3（g）+5O2（g）─→4NO（g）+6H2O（g）（答案：

-905.47kJ·mol-1）

　（3）3NO2（g）+H2O（l）─→3HNO3（l）+NO（g）（答案：

-71.7kJ·mol-1）

17.已知Ag2O（s）+2HCl（g）─→2AgCl（s）+H2O（l）

=-324.9kJ·mol-1及

（Ag2O，s）=-30.57kJ·mol-1,

　　试求：

AgCl的标准摩尔生成焓。

（答案：

-127.3kJ·mol-1）

＃18.某天然气中CH4占85.0%,C2H6占10.0%，其余为不可燃部分。

若已知

　　C2H6（g）+7/2O2（g）

2CO2（g）+3H2O（l）　

=-30.57kJ·mol-1　

　　试计算完全燃烧1.00m3这种天然气的恒压反应热。

（提示：

主要是摩尔体积的计算问题）