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1、无机化学思考题+习题答案629出品第一章 思 考 题1. 一气柜如下图所示： AN2(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

2、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U最大：（1）体

3、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U=Q+W, (1) U=-60+(-40)=-100KJ (2) U=+60+40=+100KJ ,(3) U=+40+(-60)=-20KJ (4) U=-40+60=+20KJ因此通过计算可以看出,(2)过程的U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

4、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kJmol-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

5、= 35kJmol-12M + 2N 2D；( )2 = -80kJmol-1则 A + B D的( )3是（ ）（1）-10kJmol-1 （3）-5kJmol-1（2）-45kJmol-1 （4）25kJmol-111. 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:H

6、2(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) = 66.36kJmol-1, 则NO2(g)的标准摩尔生成焓为：(1)-66.336kJmol-1 (3)-33.18kJmol-1(2)33.18kJmol-1 (4)66.36kJmol-1习 题本章作业(P2425)：3.5.8.10.13.15.18.1. 制备硝酸(HNO3)的反应如下：4NH3+ 5O2 4NO + 6H2O2NO + O2 2NO23NO2 + H2O 2HNO3 +

7、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1.0107Pa,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1.01103kPa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

8、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9.7104Pa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：2.87104Pa）(2) 容器中N

9、2的分压；（答案：3.79104Pa）(3) O2的物质的质量分第2/4页数；（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2.5010-3m3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（B）和物质的量的变化(nB)计算反应进度并作出结论。(1

10、) 1/2N2(g) + 3/2H2(g) NH3(g)（答案：5.0mol）(2) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) （答案：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(U)（提示：UQppV=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

11、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rHm和U。（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

12、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) -315.5kJmol-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 = -92.22kJmol-12H2(g) + O2(g) 2H2O(g)；( )2 = -483.636kJmol-1试计算下列反应的( )3：4NH3(g) + 3O2(

13、g) 2N2(g) + 6H2O(g)（提示：反应（3）反应（2）3反应（1）2-1266.47kJmol-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 数第3/4页据，试计算下列反应的恒压反应热：(1)Fe3O4 + 4H2(g) 3Fe(s) + 4H2O(g)（答案：151.1kJmol-1）(2)4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g) （答案：-905.47kJmol-1）(3)3NO2(g) + H

14、2O(l) 3HNO3(l) + NO(g) （答案：-71.7kJmol-1）17. 已知Ag2O(s) + 2HCl(g)2AgCl(s) + H2O(l) = -324.9kJmol-1及 (Ag2O，s)= -30.57kJmol-1,试求：AgCl的标准摩尔生成焓。 （答案：-127.3kJmol-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) = -30.57kJmol-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）第二章思 考 题 1

15、. 下列说法是否正确? （1）质量定律适用于任何化学反应。（2）反应速率常数取决于反应温度，与反应的浓度无关。（3）反应活化能越大，反应速率也越大。（4）要加热才能进行的反应一定是吸热反应。2. 以下说法是否恰当，为什么? （1）放热反应均是自发反应。不一定（2）rSm为负值的反应均不能自发进行。不一定（3）冰在室温下自动溶化成水，是熵起了主要作用的结果。是3由锡石(SnO2)生产金属锡，要求温度尽可能低。可以单独加热矿石(产生O2)，或将锡石与碳一起加热(产生CO2)，或将锡石与氢气一起加热(产生水蒸气)。根据热力学原理，应选用何种方法?（氢气一起加热）4. 已知下列反应的平衡常数：H2(g

16、) + S(s) H2S(g)； S(s) + O2(g) SO2(g)； 则反应：H2(g) + SO2(g) O2(g) + H2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个。 (1) - (2) (3) / (4) / 5. 区别下列概念：(1) 与 (2) 与 (3) J 与 Jc、Jp (4) K 与 Kc 、Kp 6. 评论下列陈述是否正确?（1）因为 （T）=-RTlnK ，所以温度升高，平衡常数减小。不一定（2） （T）i (298.15)(生成物) + i (298.15)(反应物)（3）CaCO3在常温下不分解，是因为其分解反应是吸热反应；在高温(T1173K)下分解，是因为此时分解

17、放热。 7. 向5L密闭容器中加入3molHCl(g)和2molO2(g)，反应：4HCl(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2Cl2(g)的 -114.408 kJmol-1 ，在723K达到平衡，其平衡常数为K。试问：（1）从这些数据能计算出平衡常数吗? 若不能，还需要什么数据?不能（须知道转化率或平衡分压或反应的熵）（2）标准态下，试比较723K和823K时K的大小。（K（723K） K（823K）（3）若下列两反应的平衡常数分别为 和 2H2O(g) 2H2(g) + O2(g) 2HCl(g) H2(g) + 2Cl2(g) 那么，K与 和 之间有什么关系(以式子表示)? (

18、 )2/ 8对于可逆反应：C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)； 0下列说法你认为对否? 为什么? （1）达平衡时各反应物和生成物的分压一定相等。（2）改变生成物的分压，使 J K ，平衡将向右移动。（3）升高温度使正增大；逆减小，故平衡向右移动；（4）由于反应前后分子数目相等，所以增加压力对平衡无影响。（5）加入催化剂使正增加，故平衡向右移动。9. 可逆反应：达平衡时，A(g) + B(g) 2C(g) ( (298.15K)0 将Cl2，H2O，HCl，O2四种气体混合后，反应达平衡时，若进行下列各项操作，对平衡数值各有何影响(操作项目中没有注明的是指温度不变、体积不变)

19、?操作项目 平衡数值 (1) 加O2 H2O的物质的量-(2) 加O2HCl的物质的量(3) 加O2 O2 的物质的量-(4) 增大容器的体积 H2O的物质的量(5) 减小容器的体积 Cl2的物质的量-(6) 减小容器的体积 Cl2的分压-(7) 减小容器的体积 K 不变(8) 升高温度 K-(9) 升高温度 HCl的分压-(10) 加催化剂 HCl的物质的量不变11. 设有反应A(g) + B(g) 2C(g), A、B、C都是理想气体，在25、1105Pa条件下，若分别按下列两种过程变化，那么变化过程的Q、W、 、 、 、 各是多少？(1)体系放热41.8kJmol-1,而没有做功；(2)

20、体系做了最大功，放出1.64kJmol-1的热。过程 Q W体积 W非体积 -41.8 -0 0- -41.8 - -41.8 5.5- -40.16 -1.64 -0 -40.16 -41.8 -41.8 -5.5 -40.16 解: (提示:在等温等压下,体系 的减小等于体系素做的最大非体积功)由于体系的H、U、S、G都是状态函数，其改变量与过程的途径无关，所以以上2个过程的 、 、 、 是相同的。由(1)可知，W0，Q-41.8kJmol-1,根据热力学第一定律：Qp+W +p(V2-V1)= +nRT因为n0，所以 Q-41.8 kJmol-1由(2)可知，体系作了最大非体积功，且放出

21、1.64 kJmol-1的热。根据 Q+W非体积可知：-41.8kJmol-1-1.64 kJmol-1+W非体积所以：W非体积 -40.16 kJmol-1因为： -T -41.8 kJmol-1-298.15K -40.16 kJmol-1所以： -5.50Jmol-1K-112. 能否用K来判断反应自发性? 为什么? 不能13. 若基元反应A 2B的活化能为Ea, 而其逆反应活化能为Ea, 问(1) 加催化剂后，Ea和Ea各有何变化?等值降低(2) 加不同的催化剂对Ea的影响是否相同? Ea值不同(3) 提高反应温度，Ea、Ea各有何变化?不变(4) 改变起始浓度，Ea有何变化? 不变*

22、14. 状态函数 p、T、V、U、H、S、G 中哪些具有加和性（指其值与体系中物质的量有关）? V、U、H、S、G习 题作业： 第2/5页： P60622./3./6./8./11./13./15./18.1. 应用公式 （T）= （T）- T （T）, 计算下列反应的值，并判断反应在298.15K及标准态下能自发向右进行。8Al(s) + 3Fe3O4(s) 4Al2O3(s)+ 9Fe(s)(提示： )#2. 通过计算说明下列反应：2CuO(s) Cu2O(s) + 1/2O2(g)(1) 在常温(298K)、标准态下能自发进行?(2) 在700K时、标准态下能否自发进行?（提示：（1）

23、（2） ）#3. 碘钨灯可提高白炽灯的发光效率并延长其使用寿命。其原理是由于灯管内所含少量碘发生了如下可逆反应, 即 W(s) + I2(g) WI2(g) 当生成的WI2(g)扩散到灯丝附近的高温区时，又会立即分解出W而重新沉积至灯管上。已知298.15K时：W(s) WI2(g) /(kJmol-1)0 -8.37 /(Jmol-1K-1)33.5 251(1) 若灯管壁温度为623K，计算上式反应的 (623K)(2) 求WI2(g)在灯丝上发生分解所需的最低温度。（提示：（1） （2） ）4. 写出下列反应的平衡常数 Kc 、Kp、 K的表达式:(1) CH4(g) + H2O(g)

24、CO(g) + 3H2(g)(2) NH3(g) 1/2N2(g) + 3/2H2(g)(3) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)(4) Al2O3(s) + 3H2(g) 2Al(s) + 3H2O(g)(注意：固体和溶剂液体不计入平衡常数)5. 298.15K时，下列反应：2H2O2(l) 2H2O(l) + O2(g)的 = -196.10 kJmol-1 , = 125.76 Jmol-1K-1, 试分别计算该反应在298.15K和373.15K的K值。（提示： ）#6. 试判断下列反应 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) (1) 在298.15K、标准态下能否

25、自发进行?(2) 计算298.15K时该反应的K值。（提示： ）7. 将空气中的N2(g)变成各种含氨的化合物的反应叫做固氮反应。根据 计算下列3种固氮反应的 及K，并从热力学角度选择那个反应最好?N2(g) + O2(g) 2NO(g)2N2(g) + O2(g) 2N2O(g)N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)（提示： ）#8. 求下列反应的 、 、 ，并用这些数据分析利用该反应净化汽车尾气中NO和CO的可能性。CO(g) + NO(g) CO2(g) + 1/2N2(g)（提示: ）9. 设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300, 试估算此温度时下列反应 1/2N2(g)

26、+ 1/2O2(g) NO(g)的 和K值。（提示： ）10. 在699K时，反应H2(g) + I2(g) 2HI(g)的Kp = 55.3,如果将2.00molH2和2.00molI2作用于4.00L的容器内，问在该温度下达到平衡时合成了多少HI? （提示： 平衡分压kPa 2905.74-x 2905.74-x 2x）#11. 反应CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)在某温度下Kp = 1,在此温度下于6.0L容器中加入：2.0L、3.04105Pa的CO(g)3.0L、2.02105Pa的CO(g)6.0L、2.02105Pa的H2O(g)1.0L、2.02105

27、Pa的H2(g)问反应向哪个方向进行?(提示：在第3/5页恒温下由p1V1=p2V2分别求出将气体加入该容器后的分压。P(CO)=1.01105Pa，P(H2O)=2.02105Pa，P(CO2)=1.01105Pa，P(H2)=0.34105Pa起始分压105Pa 1.01 2.01 1.01 0.34反应商J为： 平衡向正方向移动。)12. 在294.8K时反应：NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) 的K = 0.070，求：(1) 平衡时该气体混合物的总压。(2) 在同样的实验中，NH3的最初分压为25.3 kPa时 ，H2S的平衡分压为多少?（提示：（1） 平衡分压为： x x则标准平衡常数为： 所以平衡时的总压为：p=226kPa=52kPa(2) T不变，则平衡常数不变。平衡分压为： 25.3+y y所以H2S的平衡分压为17kPa）#13. 反应：PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)(1) 523K时，将0.70mol的PCl5注入容积为2.0L的密闭容器中，平衡时有0.50molPCl5被分解