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第一章第一章 一些基本概念和定律一些基本概念和定律 本章总目标本章总目标 1 学习物质的聚集状态分气态 固态 液态三种 以及用来表示这三种聚集 态的相关概念 2 重点掌握理想气体状态方程 道尔顿分压定律以及拉乌尔定律 各小节目标各小节目标 第一节 气体 1 了解理想气体的概念 学习理想气体的状态方程推导实际气体状态方程的 方法 2 掌握理想气体状态方程的各个物理量的单位及相关的计算 理想气体 忽略气体分子的自身体积 将分子看成是有质量的几何点 假设 分子间没有相互吸引 分子之间及分子与器璧之间发生的碰撞时完全弹性的 不造成动能损失 3 掌握 Dalton 分压定律的内容及计算 第二节 液体和溶液 1 掌握溶液浓度的四种表示方法及计算 物质的量浓度 符号 单位 溶液中所含溶质 B 的物质的量 1 B c 1 molL 除以溶液的体积 质量摩尔浓度 单位 溶液中溶质 B 的物质的量 2B B A n b m 1 molkg 除以溶剂的质量 质量分数 B 的质量与混合物的质量之比 3B B m m 摩尔分数 溶液中溶质的物质的量与溶液的总物质的量之比 4B B n n 2 了解非电解质稀溶液的依数性及其应用 第三节 固体 1 了解常见的四种晶体类型 2 掌握四类晶体的结构特征及对物质性质的影响 比较其熔沸点差异 习题 一 选择题 1 如果某水合盐的蒸汽压低于相同温度下的蒸汽压 则这种盐可能发生的现象 是 无机化学例题与习题 吉大版 A 气泡 B 分化 C 潮解 D 不受大气组成影响 2 严格的讲 只有在一定的条件下 气体状态方程式才是正确的 这时的气体 称为理想气体 这条件是 A 气体为分子见的化学反应忽略不计 B 各气体的分压和气体分子本身的体积忽略不计 C 各气体分子的 物质的量 和气体分子间的引力忽略不计 D 各气体分子间的引力 气体分子的体积忽略不计 3 在 300K 把电解水得到的并经干燥的 H2和 O2的混合气体 40 0 克 通入 60 0L 的真空容器中 H2和 O2的分压比为 A 3 1 B 2 1 C 1 1 D 4 1 4 在下述条件中 能使实际气体接近理想的是 A 低温 高压 B 高温 低压 C 低温 低压 D 高温 高压 5 某未知气体样品为 5 0 克 在温度为 1000C 时 压力为 291KPa 时体积是 0 86L 该气体的摩尔质量是 A 42g mol B 52g mol C 62g mol D 72g mol 6 处于室温一密闭容器内有水及与水相平衡的水蒸气 现充入不溶于水也不与 水反应的气体 则水蒸气的压力 无机化学例题与习题 吉大版 A 增加 B 减少 C 不变 D 不能确的 7 将 300K 500KPa 的氧气 5L 400K 200KPa 的氢气 10L 和 200K 200KPa 的氮 气 3L 三种气体压入 10L 容器中维持 300K 这时气体的状态是 A 氧气的压力降低 氮气 氢气压力增加 B 氢气的压力降低 氮气 氧气的压力增加 C 氮气的压力不变 总压力比混合前低 D 氧气 氮气 氢气的压力降低 总压力比混合前低 8 土壤中NACL含量高时植物难以生存 这与下列稀溶液的性质有关的是 无机化学例题与习题 吉大版 A 蒸汽压下降 B 沸点升高 C 冰点下降 D 渗透压 9 一种元素的相对原子质量 是该元素的一定质量与核素126C的摩尔质量的1 12 的比值 这一质量是 A 原子质量 B 各核素原子质量的平均质量 C 平均质量 D 1mol原子平均质量 10 在一次渗流试验中 一定物质的量的未知气体通过小孔渗相真空 需要的时 间为5S 在相同条件下相同物质的量的氧气渗流需要20S 则未知气体的相对分 子质量为 无机化学例题与习题 吉大版 A 2 B 4 C 8 D 16 11 下述理想气体常数R所用单位错误的是 A 8 314Pa m3 mol 1 K 1 B 8 314KJ mol 1 K 1 C 8 314KPa L mol 1 K 1 D 8 314J mol 1 K 1 12 下列说法正确的是 A 44gCO2和32gO2 所含的分子数相同 因而体积不同 B 12gCO2和12gO2的质量相等 因而 物质的量 相同 C 1molCO2和1molO2的 物质的量 相同 因而它们的分子数相同 D 22 4LCO2和22 4LO2的体积相同 物质的量 一定相等 13 将压力为200KPa的氧气5 0L和100KPa的氢气15 0L同时混合在20L的密闭容器 中 在温度不变的条件下 混合气体的总压力为 A 120KPa B 125KPa C 180 KPa D 300KPa 14 在标准状态下 气体A的密度为2g dm 3 气体B的密度为0 08g dm 3 则气体A 对B的相对扩散速度为 无机化学例题与习题 吉大版 A 25 1 B 5 1 C 1 2 D 1 5 15 实验测得H2的扩散速度是一未知气体扩散速度的2 9倍 则该未知气体的相 对分子质量约为 无机化学例题与习题 吉大版 A 51 B 34 C 17 D 28 16 关于气体常数R 下列 种说法是错误的 A 数值与使用单位有关 B 是理想气体状态方程式的常数 C 与实验测定的条件无关 D 只在气体中使用 17 常压下将1dm3 气体的温度从0 升到273 其体积将变为 无机化学例题与习题 吉大版 A 0 5dm3 B 1dm3 C 1 5dm3 D 2dm3 18 在25 101 3 KPa时 下面几种气体的混合气体中分压最大的是 无机化学例题与习题 吉大版 A 0 1gH2 B 1 0gHe C 5 0gN2 D 10gCO2 19 合成氨的原料中氢气和氮气的体积比为3 1 若原料气中含有其它杂质气体 的体积分数为4 原料气总压为15198 75KPa 则氮气的分压为 无 机化学例题与习题 吉大版 A 3799 688 KPa B 10943 1 KPa C 3647 7 KPa D 11399 06 KPa 20 由NH4NO2得氮气和水 在23 95549 5Pa条件下 用排水集气法收集到 57 5 cm3氮气 已知水的饱和蒸汽压为2813 1Pa 则干燥后氮气的体积为 无机化学例题与习题 吉大版 A 55 8cm3 B 27 9cm3 C 46 5cm3 D 18 6cm3 二 填空题 1 实际气体与理想气体发生偏差的主要原因是 无机化学例题与习题 吉大版 2 当气体为1mol时 实际气体的状态方程式为 无机化学例题与习题 吉大版 3 一定体积的干燥空气从易挥发的三氯甲烷液体中通过后 空气体积变 空气分压变 无机化学例题与习题 吉大版 4 在标准状态下 空气中氧的分压是 Pa 无机化学例题与习题 吉 大版 5 某理想气体在273K和101 3KPa时的体积为0 312m3 则在298K和98 66KPa时 其体积为 m3 无机化学例题与习题 吉大版 6 将32 0gO2和56 0gN2盛于10 0 dm3的容器中 若温度为27 则气体的分压 P O2 KPa P N2 KPa 7 在相同的温度和压力下 两个容积相同的烧瓶中分别充满O3气体和H2S气体 已知H2S的质量为0 34g 则O3的质量为 g 无机化学例题与习题 吉大 版 8 在57 时 用排水集气法在1 0 105Pa下把空气收集在一个带活塞的瓶中 此时湿空气体积为1 0 dm3 已知57 时水的饱和蒸气压为1 7 104Pa 10 时 水的饱和蒸气压为1 2 103Pa 无机化学例题与习题 吉大版 1 温度不变 若压强降为5 0 104Pa时 该气体体积变为 dm3 2 温度不变 若压强增为2 0 105Pa时 该气体体积变为 dm3 3 压强不变 若温度为100 该气体体积应是 dm3 若温度为10 该气体体积为 dm3 9 海水结冰的温度比纯水结冰的温度 其温度改变值可以用 关系式表示 无机化学例题与习题 吉大版 10 在26 6g氯仿 CHCL3 中溶解0 402g萘 C10H8 其沸点比氯仿的沸点高 0 455K 则氯气的沸点升高常熟为 无机化学例题与习题 吉大版 三 计算题 1 将氮气和氢气按 1 3 的体积比装入一密闭容器中 在 4000C 和 10MPa 下达到 平衡时 NH3的体积百分数为 39 求 NH3 N2 H2的分压 2 某气体在293K与9 97 104Pa时占有体积1 910 1dm3其质量为0 132g 试求这 种气体的相对分子质量 它可能是何种气体 无机化学习题 吉大版 3 氧气在 1 0132 105Pa 300K 时 体积为 2L 氮气在 2 0265 105Pa 300K 时 体积为 1L 现将这两种气体在 1L 的容器中混合 如温度仍为 300K 问混合气 体的总压力是否等于 3 0397 105Pa 为什么 4 一敝口烧瓶在280K时所盛的气体 需加热到什么温度时 才能使其三分之 一逸出 无机化学例题与习题 吉大版 5 相对湿度定义为某一温度时 空气中水蒸气之分压与同温度应有的饱和水蒸 气压之比 试计算 1 303K 与 100 相对湿度 2 323K 与 80 相对湿度时 每升空气中含水气之质量 303K 323K 时 水的饱和蒸汽压分别为 4 24 103Pa 1 23 104Pa 6 在273K和1 013 105Pa下 将1 0 dm3洁净干燥的空气缓慢通过H3C O CH3 液体 在此过程中 液体损失0 0335 g 求此种液体273K时的饱和蒸汽压 无机化学例题与习题 吉大版 7 使氢气和过量的乙烯混合 在一定条件下 按 C2H4 g H2 g C2H6 g 进行反 应 设原来的总压力为 78mmHg 完全反应后在相同体积和温度下混合气体总压 力变为 51mmHg 求原来混合气体中氢的摩尔分数 8 在 250C 时 一个 50 0L 的密闭容器中充满氧气 压力为 99 2KPa 将 6 00 克 乙烷注入该容器中并加热 待乙烷完全燃烧后 问 1 当容器温度为 3000C 时 气体的压力是多少 2 待容器冷却至 900C 压力是多少 已知 900C 和 250C 时饱和水蒸气压分别为 70 0KPa 和 3 17KPa 9 在291K和总压为1 013 105Pa时 2 70 dm3含饱和水蒸汽的空气 通过CaCl2 干燥管 完全吸水后 干燥空气为3 21 g 求291K时水的饱和蒸汽压 无机 化学例题与习题 吉大版 10 在 273K 时 将同一初压的 4 0 dm3 N2和 1 0dm3 O2压缩到一个容积为 2 dm3的真空容器中 混合气体的总压为 3 26 105 Pa 试求 1 两种气体的初压 2 混合气体中各组分气体的分压 3 各气体的物质的量 无机化学例题与习题 吉大版 参考答案 一 选择题 1 C 2 D 3 B 4 B 5 C 6 C 7 D 8 D 9 D 10 A 11 B 12 C 13 B 14 D 15 C 16 D 17 D 18 D 19 C 20 C 二 填空题 1 实际气体分子具有一定的体积 分子间有一定的作用力 2 P a V2 V b RT 3 大 小 4 2 1 104 5 0 350 6 249 4 498 8 7 0 48 8 1 2 0 2 0 45 3 1 13 0 72 9 低 T Kf m 10 3 86K kg mol 1 三 计算题 1 解 3H2 g N2 g 2NH3 g 起始 3V V 0 平衡 3 1 x V 1 x V 2XV 2x 2x 3 3x 1 x 100 39 x 0 56 V氢 3 3x V 1 68V V氮 1 x V 0 44V V氨气 2 V 1 12V V总 1 68V 0 44V 1 12V 3 24V Pi Vi V总 P总 P氢 5 18MPa P氮 1 36MPa P氨气 3 46MPa 2 解 3 解 据 PiV nRT 得 n氧气 PiV RT 1 0132 105 Pa 2 L 8314 Pa L mol 1 K 1 300 0 0812 mol n氮气 2 0265 105 Pa 1 L 8314 Pa L mol 1 K 1 300K 0 0812 mol 两种气体混合在 1L 容器中 则 P总V总 n总RT n总 n氮气 n氧气 代入以上数据 得 P总 4 05 105pa 4 解 5 解 1 303k 时空气中水气分压为 PH2O g 4 24 103 100 1 PH2O g 4 24 103pa PH2O g V mH2ORT 18 mH2O PH2O g V 18 RT 4 24 103 1 18 8314 303 0 0303 g 2 323K 时空气中水气的分压为 PH2O g 1 23 104 100 80 PH2O g 9 84 103 Pa mH2O 9 84 103 1 18 8314 323 0 066 g 6 解 7 解 此题关键在于找出反应前后体系中各物质的数量关系 由于反应前后是同温和同体积 故反应前后物质的摩尔数与压力相对应 C2H4 g H2 g C2H6 g 反应前摩尔数 nC2H4 nH2 0 反应后摩尔数 nC2H4 n 0 n 设反应前总摩尔数为 n总 对应的压力为 P总 反应后总摩尔数为 n 总 对应的压力为 P 总 则 n总 nC2H4 nH2 78mmHg 1 04 104Pa n 总 nC2H4 n n 51mmHg 6 798 103Pa 据 PV nRT 则 1 04 104 V nC2H4 nH2 RT 1 6 798 103 V nC2H4RT 2 由上二式得 nC2H4 0 65mol 因反应前后 H2和 C2H4摩尔分数之和为 1 故 nH2 1 nC2H4 0 35mol 8 解 乙烷在氧气中完全燃烧的反应方程式为 2C2H6 g 7O2 g 6H2O 4CO2 据 PV nRT 得 nO2 PV RT 99 2 50 0 8 314 298 2 00 mol 参加反应的 C2H6为 6g 30g mol 1 0 20mol 需氧气 7 0 2 2 0 70mol 剩余氧气 2 00 0 70 1 30mol 生成的水 n 0 60mol 生成的二氧化碳 n 0 40mol 1 3000C 时 T 573K H2O 为气态 P PCO2 PO2 PH2O niRT V i 1 2 3 1 30 0 40 0 60 8 314 573 50 0 219KPa 2 900C 时 T 363K 如水为气态 则有 P水 n水RT V 0 60 8 314 363 50 0 36 2KPa 此值比 900C 时饱和水蒸气压 70 0Kpa 要小 所以水全部气化 P PCO2 PH2O PO2 0 60 0 40 1 30 8 314 363 50 0 139Kpa 9 解 10 解 第二章第二章 化学热力学基础化学热力学基础 本章总目标本章总目标 1 掌握四个重要的热力学函数及相关的计算 2 会用盖斯定律进行计算 3 理解化学反应等温式的含义 初步学会用吉布斯自由能变化去判断化学反应 的方向 各小节目标各小节目标 第一节 热力学第一定律 了解与化学热力学有关的十个基本概念 敞开体系 封闭体系 孤立体系 环境 状态 状态函数 过程 途径 体积功 热力学能 掌握热力学第一定 律的内容 U Q W 和计算 第二节 热化学 1 掌握化学反应热的相关概念 反应热 指恒压或恒容而且体系只做体积功不做其它功的条件下 当 1 一个化学反应发生后 若使产物的温度回到反应物的起始温度 这时体系放出 或吸收的热量称为反应热 标准生成热 某温度下 由处于标准状态的各元素的指定单质生成标 2 准状态的 1mol 某纯物质的热效应 符号 单位 或 fm H 1 Jmol 1 kJmol 燃烧热 在 100kPa 的压强下 1mol 物质完全燃烧时的热效应 符号 3 单位 cm H 1 kJmol 2 掌握恒容反应热 U Qv W 恒压反应热 Qp H 恒容反应热和恒压反应热的关系 pV QQnRT 3 掌握盖斯定律内容及应用 内容 一个化学反应若能分解成几步来完成 总反应的热效应等于各步 1 反应的热效应之和 学会书写热化学方程式并从键能估算反应热 2 第三节 化学反应的方向 1 了解化学热力学中的四个状态函数 热力学能 焓 熵 吉布斯自由能 2 重点掌握吉 赫公式的意义及计算 rmrmrm GHTS 3 建立混乱度 标准摩尔反应焓 标准摩尔反应自由能和标准熵以及标准摩 尔反应熵的概念 并学会对化学反应的方向和限度做初步的讨论会运用吉布斯 自由能判断反应的自发性 习题 一 选择题 1 如果反应的H 为正值 要它成为自发过程必须满足的条件是 A S 为正值 高温 B S 为正值 低温 C S 为负值 高温 D S 为负值 低温 2 已知某反应为升温时rG0值减小 则下列情况与其相符的是 A rS00 C rH0 0 D rH0 0 3 该死定律认为化学反应的热效应与途径无关 这是因为反应处在 无机化学例题与习题 吉大版 A 可逆条件下进行 B 恒压无非体积功件下进行 C 恒容无非体积功件下进行 D 以上 B C 都正确 4 在 298K 时反应 H2 g 1 2O2 g H2O g 的 Qp 和 Qv 之差 KJ mol 是 A 3 7 B 3 7 C 1 2 D 1 2 5 冰的熔化热为330 5KJ mol 00C时将1 00g水凝结为同温度的冰 其 S为 无机化学例题与习题 吉大版 A 330 5Jmol 1K 1 B 1 21Jmol 1K 1 C 0 D 1 21Jmol 1K 1 6 下列变化为绝热过程的是 无机化学例题与习题 吉大版 A 体系温度不变 B 体系不从环境吸收热量 C 体系与环境无热量交换 D 体系的内能保持不变 7 某反应在 298K 时的 Kc1 5 398K 时 Kc2 11 则反应的rH0值为 A 0 B 0 C 于 0 D 不一定 8 298K 时 A BC D 的rG0 10KJ mol 已知 298K 时 A B C D 皆为 气体 当由等物质的量的 A 和 B 开始反应时 则达到平衡时混合物中 A C 和 D B A 和 B C A 和 B C 及 D 都有 A 和 B 的量大于 C 和 D 的量 D A 和 B C 及 D 都有 但 C 和 D 的量大于 A 和 B 的量 9 热化学方程式 Zn S 1 2O2 g ZnO s rH10 348 3KJ mol 2Hg 1 O2 g 2HgO s rH20 181 6KJ mol 则反应 Zn s HgO s ZnO s Hg l 的rH0 A 166 7KJ mol B 257 5KJ mol C 439 1KJ mol D 529 9KJ mol 10 若 298K 时 HCO3 aq 和 CO32 aq 的 fG0 587 06 KJ mol 和 528 10KJ mol 则反应 HCO3 aq H aq CO32 aq 的 rG0常数分别 为 A 1115 16KJ mol 和 4 7 10 11 B 58 96KJ mol 和 4 7 10 11 C 58 96KJ mol 和 4 7 10 11 D 58 96KJ mol 和 4 7 10 12 11 298K 时 标准熵减少最多的是 A H2 g Br2 l 2HBr g B 2N2H4 l N2O4 l 3N2 g 4H2O l C N2 g 3H2 g 2NH3 g D 2N2 O2 g 2N2O g 12 AgCl 的标准生成自由能为 109 5kJ mol 1则反应 G 2AgCl s 2Ag s Cl2 g 的为 G A 219KJ mol 1 B 109 5KJ mol 1 C 109 5 KJ mol 1 D 219KJ mol 1 13 下列叙述中正确的是 A 焓是状态函数 也是强度性质 B 焓是为了研究问题方便而引入的一个物理量 C 焓可以认为就是体系所含的热量 D 封闭体系不做其它功时 rH Qp 14 下列物质中 标准摩尔熵最大的是 无机化学例题与习题 吉大 版 A MgF2 B MgO C MgSO4 D MgCO3 15 某反应的rH0 122 KJ mol 1 rS0 231 J K 1 mol 1 则在标准状态下 对此反应下列叙述正确的是 A 在任何温度下均自发进行 B 在任何温度下均非自发进行 C 仅在高温下自发进行 D 仅在低温下自发进行 16 液体沸腾过程中 下列几种物理量数值增加的是 无机化学例题 与习题 吉大版 A 蒸汽压 B 标准摩尔自由能 C 标准摩尔熵 D 液体质量 17 下列叙述中正确的是 A rH0 0 的反应总是自发进行的 B 单质的S0 0 C 单质的fH0 0 fG0 0 D rH0 0 rS0 0 的反应总是自发进行的 18 下列物质中 fHm0 不等于零的是 无机化学例题与习题 吉大 版 A Fe s B C 石墨 C Ne g D Cl2 l 19 已知在298K时反应2N2 g O2 g 2N2O g 的rUm0为166 5 KJ mol 1 则该反应的rHm0为 无机化学例题与习题 吉大版 A 164 KJ mol 1 B 328KJ mol 1 C 146KJ mol 1 D 82KJ mol 1 20 将固体NH4NO3溶于水中 溶液变冷 则该过程的G H S的符号依次 是 无机化学例题与习题 吉大版 A B C D 二 填空题 1 化学反应的等压热效应 Qp 与等容热效应 Qv 的关系 可用下式表示 Qp Qv nRT 它的应用条件是 2 1 对于 体系 自发过程熵一定是增加 2 热力学体系的 过程 状态函数的变化一定为零 3 把 1000C 101 3KPa 下的 1mol 水向真空完全蒸发为同温 同压下的水蒸气 已知水的汽化热为 41KJ mol 则Gm0 Sm0 注 在等 温过程中 Sm0 Q T 可逆 4 2molHg l 在沸点温度 630K 蒸发过程中所吸收的热量为 109 12KJ 则 汞 的标准摩尔蒸发焓vapHm0 该过程对环境做功W U S G 无机化学例题与习题 吉大版 5 1mol 液态的苯完全燃烧生成 CO2 g 和 H2O l 则该反应的 Qp 与 Qv 的 差值为 KJ mol 温度为250C 无机化学例题与习题 吉大版 6 下列反应 1 C s O2 g CO2 g 2 2CO g O2 g 2CO2 g 3 NH4Cl s NH3 g HCl g 4 CaCO3 s CaO s CO2 g 则按 rSm0减小的顺序为 无机化学例题与习题 吉大版 7 常温常压下 Zn 和 CuSO4溶液在可逆电池中反应 放热 6 0KJ 则此过程的 rS 为 rG为 无机化学例题与习题 吉大版 8 已知反应CaCO3 s CaO s CO2 g 在298K时rGm0 130 KJ mol 1200K时rGm0 15 3KJ mol 则该反应的rHm0为 rSm0为 无机化学例题与习题 吉大版 9 将下列物质按摩尔熵由小到大排列 其顺序为 LiCl s Li s Cl2 g I2 g Ne g 无机化学例题与习 题 吉大版 10 若3mol理想气体向真空膨胀 该过程的Q W U H S G中不为 零的是 无机化学例题与习题 吉大版 三 问答题 1 什么是焓 非恒压过程是否有焓变 有的话 等于什么 2 单斜硫和臭氧都是单质 它们的 fH0否等于零 并说明理由 3 在气相反应中rGm0和 rGm 有何不同 在液体的正常沸点时 能否用 rGm0 0 表示该体系达到平衡 为什么 4 已知三溴化硼在常温是液态 能否用其 298K 的rG0去说明反应 BBr3 g B s 3 2Br2 g 在常温是否可以自发进行 5 100g 铁粉在 25 溶于盐酸生成氯化亚铁 FeCl2 1 这个反应在烧杯中发 生 2 这个反应在密闭贮瓶中发生 两种情况相比 哪个放热较多 简述理 由 6 判断下列反应中 哪些是熵增加的过程 并说明理由 1 I2 s I2 g 2 H2O s H2O g 3 H2O l H2 g 1 2O2 g 4 2CO g O2 g 2CO2 g 7 冰在室温下自动熔化成水 是熵增加起了主要作用的结果 这一说法是否恰 当 为什么 8 rHo fHo 产物 fHo 反应物 为什么反应热的单位与rHo相 同 皆是 KJ mol 9 在标准状态下 下列各组内反应的等压热效应是否相同 说明理由 1 N2 g 3H2 g 2NH3 g 1 2N2 g 3 2H2 g NH3 g 2 H2 g Br2 g 2HBr g H2 g Br2 l 2HBr g 四 计算题 1 已知 C s O2 g CO2 g rH0 393KJ mol H2 g 1 2O2 g H2O l rHo 283KJ mol CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O 2 rH0 890KJ mol 求反应 C s 2H2 g CH4 g 的 rH0 2 已知下列数据 无机化学例题与习题 吉大版 H Sn 白 0 f m H Sn 灰 2 1kJ mol f m 1 S Sn 白 51 5J k mol m 1 1 S Sn 灰 44 3J k mol m 1 1 求 Sn 白 与 Sn 灰 的相变温度 3 下表是 298K 时四种物质的 fH0 f G0和 S0 数据不全 fH0 KJ mol fG0 KJ mol S0 JK 1mol 1 CO g 110 5 137 3 197 9 CO2 g 393 5 394 4 213 6 H2O g 241 8 228 6 H2 g 130 6 1 只用此表中数据计算反应 H2O g CO g H2 g CO2 g 的 rH2980 rG2980和rS2980 2 试求 H2O g 在 298K 的标准熵 4 查表求298K时下列反应的反应热 无机化学例题与习题 吉大版 1 3NO2 g H2O l 2HNO3 l NO g 2 CuO s H2 g Cu s H2O g 5 指定 NH4Cl s 分解产物的分压皆为 105Pa 试求 NH4Cl s 分解的最低温 度 6 计算在 101 3KPa 下 CaCO3 s CaO s CO2 g 的 rH0 rS0 rG0 并计算反应自发进行的最低温度 7 在一知弹式量热计中燃烧 0 20molH2 g 生成 H2O l 使量热计温度升高 0 88K 当 0 010mol 甲苯在此量热计中燃烧时 量热计温度升高 0 615K 甲苯 的燃烧反应为 C7H8 l 9 O2 g 7 CO2 g 4H2O l 求该反应的 rH 已知 H H2O l 285 8 kJ mol 无机化学例 mf m 1 题与习题 吉大版 8 在水的正常沸点温度 H0蒸发为 40 58KJ mol 假定 1mol L 液体的体积可 忽略 并假定水蒸气为理想气体 计算在恒压 101325Pa 和 373K 下 lmol 水 汽化的 Q W U S 和 G 9 已知下列热化学反应 无机化学例题与习题 吉大版 Fe2O3 s 3CO g 2Fe s 3CO2 g rH 27 61 kJ mol m 1 3Fe2O3 s 3CO g 2 Fe3O4 s CO2 g rH 27 61 kJ mol m 1 Fe3O4 s CO g 3FeO s CO2 g rH 38 07 kJ mol m 1 求下列反应的反应热 rH FeO s CO g Fe s CO2 g m 10 计算 MgCO3 s MgO s CO2 g 的 和 850K 时 298 KH 298 KS 的已知 KJ mol 1 J mol 1 K 1 850 KG H S MgCO3 s 1096 65 7 MgO s 601 7 26 9 CO2 g 393 214 参考答案 一 选择题 1 A 2 B 3 D 4 A 5 B 6 C 7 B 8 D 9 B 10 B 11 C 分析 对熵影响最大的是固 液态与气态间的转变 所以只要求出反应前 后气体物质的量的变化值即可判断 a 1 熵增加 b 3 熵增加 c 2 减小最多 d 1 减小 12 D 分析 Ag s 1 2Cl2 g AgCl s 109 5KJ mol 1 G 所以所求 109 5 2 KJ mol 1 G 13 B 14 C 15 D 16 C 17 D 18 D 19 A 20 D 二 填空题 1 理想气体 只做膨胀功 2 1 孤立 2 循环 3 0 1 1 102Jmol 1K 1 4 vapHm0 54 56 KJ mol 1 W 10 48KJ U 98 64KJ S 173 2 J K 1 G 0 5 3 72 6 3 4 1 2 7 rS 20 1 Jmol 1K 1 rG 200KJ 8 178 KJ mol 1 161 Jmol 1K 1 9 Li s LiCl s Ne g Cl2 g I2 g 10 S G 三 问答题 1 答 焓用 H 表示 定义为 H U PV 是状态函数 非恒压过程中有焓变 H U PV 恒压过程焓变 H U PV H Qp 2 答 它们的 fH0不等于零 因为它们不是最稳定的单质 只有最稳定的单质 如 O2 g 和斜方硫的 fH0才等于零 3 答 rG0是气相反应体系中各气态物质的分压均为标准压力时的摩尔吉布 斯自由能变 rGm 则是各气态物质的压力为任何数值时的摩尔吉布斯自由 能变 液体在正常沸点 即标准压力 温度下 气液达平衡时可用rGm0 0 表示该体系达到平衡 4 答 不能 因为rG0是状态函数 与物质所处的状态有关 fG0 BBr3 g 不等于fG0 BBr3 l 不能用fG0 BBr3 l 判断 BBr3 g B s 3 2Br2 g 在常温下进行的可能性 5 答 第一种情况放热量为 Qp 第二种情况放热量为 Qv 由于 Qp Qv P V Qv n RT 因为变化过程有气体产生 n 为正值 所以 Qp Qv nRT 0 所以 Qp Qv 故第一种情况放热多于第二种情况 6 1 2 3 都是熵增加 因为气体分子数增加 4 熵减少 因为气体 分子数随反应而减少 7 冰在室温下自动熔化成水时 是一个吸热过程 但由于 H2O s 298K S H2O l 298K 且G 0 所以冰在室温下自动熔化成水是熵增加起了 S 主要作用的结果 8 反应热和生成热的单位相同 因为按反应式所示的那些粒子的特定组合的基 本单元数都是 1mol 9 1 不相同 因为等压热效应rH0是容量性质 与体系中各物质的饿量有 关 2 不相同 因为等压热效应rH0是状态函数的改变量 与体系中各组分 的聚集状态有关 四 计算题 1 解 1 C s O2 g CO2 g rH10 2 H2 g 1 2O2 g H2O l rH20 3 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l rH30 4 C s 2H2 g CH4 g rH0 得 2 2 1 3 C s 2H2 g CH4 g 即得 4 根据盖斯定律得 rH0 rH10 2rH20 rH30 393 2 283 890 69KJ mol 2 解 3 解 1 H2O g CO g H2 g CO2 g rH2980 398 5 0 241 8 110 5 41 2KJ mol rG2980 394 4 0 137 3 228 6 28 5KJ mol rS2980 rH0 rG0 T 41 2 28 5 298 0 0426KJ K 1mol 1 42 6J K 1mol 1 2 SH2O g 0 SCO2 g 0 SH2 g 0 SCO g 0 S2980 213 6 130 6 197 6 42 6 188 9J K 1mol 1 4 解 1 2 5 解 NH4Cl s NH3 g HCl g rG0 fG0 产物 fG0 反应物 fGNH30 fGHCl0 fGNH4Cl0 16 5 95 4 203 91 1KJ mol 0 故 该反应不可自发进行 rH0 fHNH30 fHHCl0 fHNH4Cl0 46 11 92 5 315 176 4KJ mol rS0 SNH30 SHCl0 SNH4Cl0 192 8 186 6 94 6 284 3J K 1mol 当 rG 0 即 T rH0 rS0时 反应自发进行 T rH0 rS0 176 4 103 284 3 620 6K NH4Cl s 的分解温度为 620 6K 6 解 对反应 CaCO3 s CaO s CO2 g 查表得 fHm0 KJ mol 1207 635 1 394 Sm0 JK 1mol 1 92 7 39 7 214 fGm0 KJ mol 1128 8 604 2 394 rH0 635 1 394 1207 177 9KJ mol rS0 214 39 7 92 7 161J K 1mol 1 rG0 604 2 394 1128 8 130 6KJ mol 反应自发进行 必有 G 0 而 G H T S T rH0 rS0 178 9 160 8 10 3 1112 6K 839 60C 7 解 rV rH RT 285 8 1 5 RT 282 1kJ mol m m 8 解 Q H蒸发 0 40 58KJ mol W n g RT 1 8 314 373 10 3 3 101KJ U 40 58 3 101 37 48KJ mol G0 0 S0 H0 T 40 58 373 0 1088KJ mol 1K 1 108 8J K 1mol 1 9 解 10 解 1 298 KH B B BfH 601 7 393 1096 101 3KJ mol 1 2 298 KS B B BS 214 26 9 65 7 175 2 J mol 1 K 1 3 H T S 850 KG 101 3 850 175 2 1000 47 45KJ mol 1 第三章第三章 化学反应速率化学反应速率 总章目标 总章目标 1 了解化学反应速度的概念及反应速度的实验测定 2 了解基元反应 复杂反应 反应级数 反应分子数的概念 3 掌握浓度 温度及催化剂对反应温度的影响 4 了解速率方程的实验测定和阿累尼乌斯公式的有关计算 5 初步了解活化能的概念及其于反应速度的关系 各小节目标 各小节目标 第一节 反应速率的定义 1 掌握表示化学反应速率的两个概念 2 学会用平均速率和瞬时速率来表示化学反应速率 平均速率 121 21 cc r tt 瞬时速率 某一时刻的化学反应速率 2 第二节 反应速率与反应浓度的关系 掌握反应级数的概念 学会建立简单的速率方程 1 掌握速率常数 k 的概念及意义 可以由速率常数的单位来确定反应级数 2 第三节 反应机理 了解什么是基元反应 1 学会从微观角度角度建立速率方程探讨反应机理 2 第四节 反应物浓度与时间的关系 熟练掌握零级 一级 二级 三级反应中反应物浓度与时间的关系 1 学会计算零级 一级反应的半衰期 了解二级 三级反应的半衰期 2 第五节 反应速率理论的简介 了解解释基元反应速率方程的碰撞理论和解释阿仑尼乌斯方程的过渡态理论 第六节 温度对化学反应速率的影响 掌握阿仑尼乌斯公式的三种表达方式及计算 1 1 a E RT kAe 2 lnln Ea kA RT 3ln lg 2 303 a E kA RT 熟悉温度对化学反应速率的影响 2 学会计算不同温度下的速率常数的关系 3212 11 2 lg 2 303 a EkTT kRTT 第七节 催化剂与催化反应简介 简单了解催化剂对化学反应速率的影响原理 习题 一 选择题 1 下列说法正确的是 A 反应速率常数的大小即反应速率的大小 B 反应级数和反应分子数是同义词 C 反应级数越大 反应速率越大 D 从反应的速率常数的单位可以推测该反应的反应级数 2 关于催化剂的下列说法中 正确的是 无机化学例题与习题 吉 大版 A 不能改变反应的 G H S U B 不能改变反应的 G 但能改变 H S U C 不能改变反应的 G H 但能改变 S U D 不能改变反应的 G H U 但能改变 S 3 对任意化学反应 A B2D 其含义是 A 表明它是二级反应 B 表明它是双分子反应 C 表明反应物与产物间的计量关系 D 表明它是基元反应 4 二级反应速度常数的量纲是 无机化学例题与习题 吉大版 A s 1 B mol dm 3 C mol dm 3 s 1 D mol 1 dm3 s 1 5 某化学反应进行 1h 反应完成 50 进行 2h 反应完成 100 则此反应是 A 零级反应 B 一级反应 C 二级反应 D 三级反应 6 升高同等温度 反应速度增大幅度大的是 无机化学例题与习题 吉大版 A 活化能小的反应 B 双分子反应 C 多分子反应 D 活化能大的反应 7 对于反应 2D E 2F 若反应机理为 D2G 快 G EH 快 H DF 慢 则反应的速度方程为 A v kCD2CE B v kCDCE C v kCD3 2CE D v kCD1 2CE 8 某一级反应的速率常数为 9 5 10 2min 1 则此反应的半衰期为 无机化学例题与习题 吉大版 A 3 65 min B 7 29 min C 0 27 min D 0 55 min 9 反应 W产物的速度常数为 8L2mol 2s 1 若浓度消耗一半时的速度为 8L2mol 2s 1 则起始浓度为 A 8mol L B 4mol L C 16mol L D 2mol L 10 温度升高导致反应速率明显增加的主要原因是 无机化学例题与习 题 吉大版 A 分子碰撞几率增加 B 反应物压力增大 C 活化分子数增加 D 活化能降低 11 有反应 X Y Z 两种无色物质 X 和 Y 生成有色物质 Z 对 X 和 Y 的不同初 始浓度 产生一定颜色深度所需时间如下表所示 X mol L 1 Y mol L 1时间 s 0 050 0544 0 050 1022 0 100 0544 下面哪一个速度方程式与表中结果相符 A V k y 1 2 B V k y C V k x D V k x y 12 某化学反应进行 30min 反应完成 50 进行 60min 完成 100 则此反应是 无机化学例题与习题 吉大版 A 三级反应 B 二级反应 C 一级反应 D 零级反应 13 升高温度可以增加反应速度 主要是因为 A 增加了反应物的平均能量 B 增加了活化分子百分数 C 降低了活化能 D 促使平衡向吸热反应方向移动 14 在给定条件下 可逆反应达到平衡时 A 各反应物和生成物浓度相等 B 各反应物和生成物的浓度分别为定值 C 各反应物浓度系数次方乘积小于各生成物浓度系数次方乘积 D 各生成物浓度系数次方乘积小于各反应物浓度系数次方乘积 15 当反应 A2 B2 2AB 的速率方程为 V k A2 B2 时 则反应 无 机化学例题与习题 吉大版 A 一定是基元反应 B 一定是非基元反应 C 不能肯定是否是基元反应 D 反应为一级反应 16 当速率常数的单位为 mol 1 dm3 s 1时 反应级数为 A 一级 B 二级 C 零级 D 三级 17 下列叙述中正确的是 无机化学例题与习题 吉大版 A 化学反应动力学是研究反应的快慢和限度的 B 反应速率常数大小即是反应速率的大小 C 反应级数越大 反应速率越大 D 活化能的大小不一定总能表示一个反应的快慢 但可以表示反应速率常 数受温度影响的大小 18 在某温度下平衡 A B G F 的H0 0 升高温度平衡逆向移动的原因是 A v 正 减小 v 逆 增大 B k 正 减小 k 逆 增大 C v 正 和 v 逆 都增大 D v 正 增加的倍数小于 v 逆 增加的倍数 19 催化剂是通过改变反应进行的历程来加速反应速率 这一历程影响 无机化学例题与习题 吉大版 A 增大碰撞频率 B 降低活化能 C 减小速率常数 D 增大平衡常数值 20 反应 A B产物为简单反应 则其反应速度常数的单位是 A L mol 1 s 1 B L2 mol 2 min 1 C L mol 1 min 1 D L2 mol 2 s 1 二 填空题 1 某反应在温度由 20 升至 30 时 反应速率恰好增加 1 倍 则该反应的活化 能为 KJ mol 无机化学例题与习题 吉大版 2 反应 H2 g I2 g 2HI g 的速率方程为 v k H2 I2 根据该速率方程 能否说它肯定是基元反应 能否说它肯定是双分子反应 3 反应 2NO2 2NO O2的速率方程式可表示为 v NO2 kC NO2 2 或者表示为 v O2 k C O2 2 速度常数 K 和 K 的关系 4 在常温常压下 HCL g 的生成热为 92 3KJ mol 生成反应的活化能为 113KJ mol 则其逆反应的活化能为 KJ mol 无机化学例题与习题 吉大版 5 已知 基元反应 正反应的活化能 KJ mol 逆反应的活化能 KJ mol A 70 20 B 16 35 C 40 45 D 20 80 E 20 30 在相同温度时 1 正反应时吸热反应的是 2 放热最多的反应是 3 正反应速度常数最大的反应是 4 反应可逆性最大的反应是 5 正反应的速度常数 K 随温度变化最大的是 6 某温度下反应 2NO g O2 g 2NO2 g 的速率常数 k 8 8 10 2 dm6 mol 2 s 1 已知反应对 O2 来说是一级反应 则对 NO 为 级 速率方程 为 当反应物浓度都是 0 05 mol dm 3时 反应的速率是 无机化学例题与习题 吉大版 7 反应 A BC 的速率方程为 v k A B 1 2 其反应速率的单位是 速率常数的单位是 注 浓度用 mol dm 3 时间用 s 无机化学例 题与习题 吉大版 8 催化剂改变了 降低了 从而增加了 使反应 速率加快 无机化学例题与习题 吉大版 9 若 A2B 的活化能为 Ea 则 2BA 的活化能为 Ea 加催化剂后 Ea 和 Ea 加不同的催化剂则 Ea 的数值变化 提高反应温度 Ea 和 Ea 值 改变起始浓度后 Ea 无机化学例题与习 题 吉大版 10 加入催化剂可以改变反应速率 而化学平衡常数 原因是 三 问答题 无机化学习题 武大版 1 什么是化学反应的平均速率 瞬时速率 两种反应速率之间有何区别与联系 2 简述反应速率的碰撞理论的理论要点 3 简述反应速率的过渡状态理论的理论要点 4 如何正确理解各种反应速率理论中活化能的意义 5 下面说法你认为正确与否 说明理由 1 反应的级数与反应的分子数是同义词 2 在反应历程中 定速步骤是反应速率最慢的一步 3 反应速率常数的大小就是反应速率的大小 4 从反应速率常数的单位可以判断该反应的级数 四 计算题 1 一氧化碳与氯气在高温下作用得到光气 COCl2 实验测得反应的速率方程 为 k CO Cl2 dt COCld 223 有人建议其反应机理为 Cl2 2Cl Cl CO COCl