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： 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 = 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: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)= 66.36kJmol-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 + 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24.3105Pa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N2的分压；（答案：3.79104Pa）(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2.5010-3m3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) 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(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) + H2O(l) 3HNO3(l) + NO(g) （答案：-71.7kJmol-1）17. 已知Ag2O(s) + 2HCl(g)2AgCl(s) + H2O(l)=