普通化学习题参考答案.pdf

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1、习题参考答案习题参考答案习题一习题一一、判断题一、判断题(对的，在括号内填“”，错的填“”对的，在括号内填“”，错的填“”)11.H2(g)O2(g)=H2O(l)和2H2(g)O2(g)=2H2O(l)的rHm相同。()22.功和热是在系统和环境之间的两种能量传递方式，在系统内部不讨论功和热。()3.反应的H就是反应的热效应。()4.()5.盖斯定律认为化学反应的热效应与途径无关，是因为反应处在可逆条件下进行的缘故。()6.同一系统不同状态可能有相同的热力学能。()7.由于H=qp，H是状态函数，H的数值只与系统的始、终态有关，而与变化的过程无关，故qp也是状态函数。()8.由于CaCO3固

2、体的分解反应是吸热的，故它的标准摩尔生成焓是负值。()9.当热量由系统传递给环境时，系统的内能必然减少。()10.因为q，w不是系统所具有的性质，而与过程有关，所以热力学过程中(q w)的值也应由具体的过程决定。()二、选择题二、选择题(将正确的答案的标号填入空格内将正确的答案的标号填入空格内)1.对于封闭体系，体系与环境间 (B)A.既有物质交换，又有能量交换 B.没有物质交换，只有能量交换C.既没物质交换，又没能量交换 D.没有能量交换，只有物质交换2.热力学第一定律的数学表达式U q w只适用于 (C)A.理想气体 B.孤立体系 C.封闭体系 D.敞开体系3.环境对系统作 10kJ 的功

3、，且系统又从环境获得 5kJ 的热量，问系统内能变化是多少 (D)A.15kJB.5kJC.+5kJD.+15kJ4.已知 2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g)的rHm=843.4kJmol1，则Fe(s)和Cl2(l)的rHm都为零。该反应的qV值是多少kJmol1 (D)A.B.C.845.9 D.840.95.通常，反应热的精确实验数据是通过测定反应或过程的哪个物理量而获得的。(D)A.H B.pV C.qp D.qV6.下列对于功和热的描述中，正确的是哪个 (A)A.都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值B.都是途径函数，对应于某一状态有一确定值C.都是状

4、态函数，变化量与途径无关D.都是状态函数，始终态确定，其值也确定7.在温度T的标准状态下，若已知反应 A2B 的标准摩尔反应焓rHm,1，与反应2AC 的标准摩尔反应焓rHm,2，则反应 C4B 的标准摩尔反应焓rHm,3与rHm,1及rHm,2的关系为rHm,3=(D)A.2rHm,1rHm,2 B.rHm,12rHm,2C.rHm,1rHm,2 D.2rHm,1rHm,28.对于热力学可逆过程，下列叙述不正确的是哪个 (C)A.变化速率无限小的过程 B.可做最大功的过程C.循环过程 D.能使系统与环境都完全复原的过程9.下述说法中，不正确的是哪个 (D)A.焓只有在某种特定条件下，才与系统

5、吸热相等B.焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量C.焓是状态函数D.焓是系统能与环境进行热交换的能量10.封闭系统经过一循环过程后，其下列哪组参数是正确的 (C)A.q=0，w=0，U=0，H=0B.q0，w0，U=0，H=qC.q=w，U=q w，H=0D.qw，U=q w，H=011.以下说法正确的是哪个 (B)A.状态函数都具有加和性B.系统的状态发生改变时，至少有一个状态函数发生了改变C.因为qV=U，qp=H，所以恒容或恒压条件下，q都是状态函数D.虽然某系统分别经过可逆过程和不可逆过程都可达到相同的状态，但不可逆过程的熵变值不等于可逆过程的熵变值。12.盖斯定律反映了 (B)A

6、.功是状态函数 B.H取决于反应体系的始终态，而与途径无关。C.热是状态函数 D.H取决于反应体系的始终态，也与途径有关。13.298K 时，下列各物质的fHm等于零的是哪个 (A)A.石墨 B.金刚石 C.溴气 D.甲烷14.在下列反应中，进行 l mol反应时放出热量最大的是哪个 (C)A.CH4(l)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)B.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)C.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)D.CH4(g)O2(g)=CO(g)2H2O(l)15.下列反应中rHm等于产物fHm的是（D）3211A.CO2(g)+CaO(s)=C

7、aCO3(s)B.H2(g)I2(g)HI(g)221C.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)D.H2(g)O2(g)H2O(g)2三、计算及问答题三、计算及问答题1试计算下列情况的热力学能变化：(1)系统吸收热量 500J，对环境作功 400J；解：U q w (500)(400)100J(2)系统吸收热量 500J，环境对系统作功 800J。解：U q w (500)(800)1300J2.在和 100kPa下，由 1mol水汽化变成 1mol水蒸气，此气化过程中系统吸热kJ。求：(1)系统膨胀对外作功w=(液体水体积可忽略不计)(2)此过程内能改变U=解：（1）w B(g)RT 18

8、.314103373.15 3.10kJ.mol1B（2）U qv qpB(g)RT 40.6318.314103373.15 37.53kJ.mol1B3反应 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)在恒容量热器中进行，生成 2mol NH3时放热，求(298.15K)。(298.15K)和 298K 时反应的rHm反应的rUm qv 82.7kJ解：rUm4.已知 100kPa，18时 1molZn溶于稀盐酸时放出kJ的热，反应析出 1molH2气。求反应过程的w，U，H。解：Zn(s)HCl(aq)ZnCl(aq)H2(g)5.在下列反应或过程中，qV与qp有区别吗简单说明。并根据所列的

9、各反应条件，计算发生下列变化时，各自U与H之间的能量差值。NH3(g)H2S(g)，molNH4HS(s)的分解；(1)NH4HS(s)C 2HCl(g)，生成molHCl(g)；(2)H2(g)Cl2(g)25C CO2(g)，molCO2(s)(干冰)的升华；(3)CO2(s)25oo25oC AgCl(s)NaNO3(aq)，沉淀出molAgCl(s)。(4)AgNO3(aq)NaCl(aq)25oC解：（1）U H B,gRT 2(11)8.314103298 4.96kJ.mol1B (2)无体积变化，U H (3)U H B,gRT 518.314103298 12.39kJ.mo

10、l1B(4)无体积变化，U H(298.15K)；(2)rUm(298.15K)和(3)K 进行 lmol6.计算下列反应的(1)rHm反应时的体积功w体。CH4(g)4Cl2(g)=CCl4(l)4HCl(g)解：fHm(298.15K)/kJ.mol1:0(1)rHm(298.15K)BfHm 4(92.307)(135.44)0(74.81)429.86kJ.mol1B(298.15K)rHm(298.15K)B,gRT(2)rUmB =(4-4-1)8.314103298.15 427.38kJ.mol1（3）w体 B,gRT (4 4 1)8.314103298.15 2.479kJ

11、.mol1B7.葡萄糖完全燃烧的热化学反应方程式为C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)，rHm=2820kJmol1当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热约 30%可用做肌肉的活动能量。试估计一食匙葡萄糖 g)在人体内氧化时，可获得盼肌肉活动的能量。解：M葡萄糖180.16g.mol18.已知下列热化学方程式：1Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)，rHm1=27.6kJmol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)，rHm2=58.6kJmol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)，rHm3=38.1kJmol

12、不用查表，试计算下列反应的rHm4。FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)解：rm,43rm,1 rHm,2 2rHm,3 16.7kJ.mol16(298.15K)。9.利用附录 3 数据，计算下列反应的rHm(1)Zn(s)2H(aq)=Zn2(aq)H2(g)(2)CaO(s)H2O(l)=Ca2(aq)2OH(aq)(298.15K)BfHm解：(1)rHm,B(298.15K)B-1(298.15K)BfHm（2）rHm,B(298.15K)B10.已知在 25和标准状态下，铝燃烧生成 Al2O3(s)放热，求 Al2O3(s)的(298K)。fHm解：fHm(Al2O3,2

13、98K)227g.mol130.92kJ.g1 1669.68kJ.mol111.用 来 焊 接 金 属 的 铝 热 反 应 涉 及Fe2O3被 金 属Al还 原 的 反 应：2Al(s)Fe2O3(s)Al2O3(s)2Fe(s)，试计算：(1)298K时该反应的rHm。(2)在此反应中若用铝，问能释放出多少热量(298.15K)BfHm解：（1）rHm,B(298.15K)B =20(1675.7)(824.2)20 851.5kJ.mol1 (2)q rHm(298K)267.0(851.5)4210.19kJ.mol122712.已知N2H4(l)、N2O4(g)和H2O(l)在时的标

14、准摩尔生成焓分别是kJmol1、kJmol1和285.80kJmol1，计算火箭燃料联氮和氧化剂四氧化二氮反应：2N2H4(l)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(l)(1)反应的标准摩尔反应焓变rHm=(2)计算 32 g 液态联氮完全氧化时所放出的热量为多少(298.15K)BfHm解：(1)rHm,B(298.15K)B32(1254.12)627.06kJ.mol123213.试通过计算说明下列甲烷燃烧反应在进行 1mol 反应进度时，在定压和定容条件 (2)q rHm(298K)燃烧热之差别，并说明差别之原因。CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)解：U H B,

15、gRT 1(1 21)8.314103298.15 4.96kJ.mol1B原因：B,g 0B14.辛烷(C8H18)是汽油的主要成分，试计算 298K 时，100g 辛烷完全燃烧时放出的热量。解：C8H18(l)25O2(g)8CO2(g)9H2O(l)215.通过吸收气体中含有的少量乙醇可使K2Cr2O7酸性溶液变色(从橙红色变为绿色)，以检验汽车驾驶员是否酒后驾车(违反交通规则)。其化学反应可表示为22Cr2O7(aq)16H(aq)3C2H5OH(l)=4Cr3(aq)11H2O(l)3CH3COOH(l)(298.15K)。试利用标准摩尔生成焓数据求该反应的rHm(298.15K)B

16、f解：rHmm(298.15K)B =3(484.5)11(285.83)4(1999.1)2(1490.3)1603(277.69)=kJ mol-1习题二习题二一、判断题一、判断题(对的在括号内填“”，错的在括号内填“”对的在括号内填“”，错的在括号内填“”)1.rS为正值的反应均是自发反应。()2.反应产物的分子数比反应物多，该反应的S0。()3.rGm0，rSm0，升高温度使v正增大，v逆减小，故平衡向右移动。()13.根据分子碰撞理论，具有一定能量的分子在一定方位上发生有效碰撞，才可能生成产物。()14.活化能的大小不一定能表示一个反应的快慢，但可以表示一个反应受温度的影响是显着还是

17、不显着。()15.在一定温度下，对于某化学反应，随着反应的进行，反应速率逐渐减慢，反应速率常数逐渐变小。()二、选择题二、选择题(将正确的答案的标号填入空格内将正确的答案的标号填入空格内)1.下列体系变化过程中熵值减少的是哪个 (C)A.食盐溶于水 B.干冰升华C.活性炭吸附氧气 D.高锰酸钾受热分解2.等温等压下且不做非体积功条件下，反应自发进行的判据是哪个 (C)A.H0 B.S0 C.rG0 D.rGmEa2 B.Ea1Ea2 C.Ea1=Ea2 D.不能确定三、计算及问答题三、计算及问答题(298.15K)值由大到小的顺序排列，并简单1.不用查表，将下列物质按其标准熵Sm说明理由。(1

18、)K(s)；(2)Na(s)；(3)Br2(l)；(4)Br2(g)；(5)KCl(s)。解：(4)Br2(g)(3)Br2(l)(5)KCl(s)(1)K(s)(2)Na(s)理由：一般（相对分子质量相近时）气态的大于液态的；液体的大于固体物质的；而当温度和聚集态相同时，分子或晶体结构较复杂的物质的熵大，原子序数大的大于小的。2.分析下列反应的熵值是增加还是减少，并说明理由。1I2(g)；(2)H2O(l)H2(g)O2(g)；(1)I2(s)22CO2(g)；(4)A2(s)B2(g)2AB(g)。(3)2CO(g)O2(g)解：(1)增加：气态大于固态(2)增加：气态大于液态(3)减少：

19、气体分子数减少(4)增加：气体分子数增多(298.15K)和3试用书末附录3 中的标准热力学数据，计算下列反应的rSmrGm(298.15K)。(1)3Fe(s)4H2O(l)=Fe3O4(s)4H2(g)；(2)Zn(s)2H(aq)=Zn2(aq)H2(g)；1(3)CaO(s)H2O(l)=Ca2(aq)2OH(aq)；(4)AgBr(s)=Ag(s)Br(l)。2(298.15K)BSm解：rSm,B(298.15K)B(298.15K)Jmol1K1fGm(1)rSm(298.15K)kJmol1(298.15K)Jmol1K1fGm (2)rSm(298.15K)kJmol1(29

20、8.15K)Jmol1K1fGm(3)rSm(298.15K)kJmol1(298.15K)Jmol1K1fGm(4)rSm(298.15K)kJmol14.试分析下列反应自发进行的温度条件：N2(g)2CO2(g)，rHm(1)2NO(g)2CO(g)=746.5kJmol1；1Hg(l)O2(g)，rHm(2)HgO(s)=kJmol1；22N2O(g)，rHm(3)2N2(g)O2(g)=kJmol1；2H2O(l)O2(g)，rHm(4)2H2O2(l)=196kJmol1。TrSm 0解：自发进行的温度条件是：rHmrHmrHm二者同号且rS 0时：T；rSm 0时：T rSmrSm

21、m2213.74191.50 2197.674 2210.761 197.89J.mol1K1（1）rSm(2)rSm1205.138 76.0270.29 108.30J.mol1.K12(3)rSm0，任何温度下非自发；（4）rSm0，rHm0,任何温度下均自发。5.用锡石(SnO2)制取金属锡，有建议可用下列几种方法：(1)单独加热矿石，使之分解；(2)用碳(以石墨计)还原矿石(加热产生CO2)；(3)用H2(g)还原矿石(加热产生水蒸气)。今希望加热温度尽可能低一些。试利用标准热力学数据通过计算，说明采用何种方法为宜。解：（1）SnO2(s)Sn(s)O2(g)查表计算得：rSm=J.

22、mol1.K1；rHm=kJ.mol1(2)C(s,石墨)SnO2(s)Sn(s)CO2(g)查表计算得：rSm=J.mol1.K1；rHm=kJ.mol1(3)SnO2(s)H2(g)SnO2(g)H2O(g)查表计算得：rSm=J.mol1.K1；rHm=kJ.mol1由计算可知：用氢气还原锡矿石温度最低。6.己知下列反应：Ag2S(s)H2(g)=2Ag(s)H2S(g)在 740K 时的K=。若在该温度下，在密闭容器中将molAg2S还原为银，试计算最少需用H2的物质的量。解：设最少需要H2的物质的量为xmol.Ag2S(s)H2(g)=2Ag(s)H2S(g)起始时物质的量(mol)

23、：x 0 0反应后的变化量(mol)：2平衡时物质的量(mol)：(0)x1.0定温定压下，分压之比等于物质的量之比，故：解得：x 3.87.利用标准热力学函数估算反应：CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)在 873 K 时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数。若此时系统中各组分气体的分压为p(CO2)=p(H2)=127kPa，p(CO)=p(H2O)=76kPa，计算此条件下反应的摩尔吉布斯函数变，并判断反应进行的方向。解：(1)CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)(T)RT ln(pB/p)B(2)rGm(T)rGmB(76/100)2rGm(873K)4.438.3

24、1410873ln 3.0kJ.mol10。问：(1)欲使平衡向右移动，可采取哪些措施(2)欲使正反应进行得较快且较完全(平衡向右移动)的适宜条件如何这些措施对K及k(正)、k(逆)的影响各如何解：（1）增加H2O(g)的分压（或浓度）；减少CO(g)、H2(g)的分压（或浓度）；减少系统总压力；升高温度。（2）使正反应进行得较快且较完全的条件有：增加温度，这使得K及k(正)、k(逆)均增大；增加H2O(g)的分压（或浓度），这使得K及k(正)、k(逆)均不变。13.如果一反应的活化能为kJmol1，问在什么温度时反应的速率常数k的值是400K 速率常数k的值的 2 倍kEa(T 400)11

25、7.15(T 400)1000解：ln ln2 k400RT4008.314T14.将含有mol dm3Na3AsO3和moldm3Na2S2O3的溶液与过量的稀硫酸溶液混合均匀，产生下列反应：今由实验测得在 17时，从混合开始至溶液刚出现黄色的As2S3沉淀共需时 1515s；若将上述溶液温度升高 10，重复上述实验，测得需时 500s，试求该反应的活化能Ea值。解：lnk2t1515Ea101000 ln2 ln1 lnk11t25008.31429030015.反应2NO2(g)=2NO(g)O2(g)是一个基元反应，正反应的活化能Ea(正)为114kJmol1，rHm为 113kJmol1。(1)写出正反应的反应速率方程式。(2)在 398K 时反应达到平衡，然后将系统温度升至 598K，分别计算正、逆反应速率增加的倍数，说明平衡移动的方向。解：(1)kc(NO2)2 Ea(正)rHm114-113 1kJ.mol1 (2)Ea(逆）由计算结果可知：升高温度，正反应速率增加的倍数远远大于逆反应速率增加的倍数，平衡向着正反应方向移动。这与升高温度，平衡向着吸热反应方向移动时一致的。