天津大学无机化学思考题

1、1. 一气柜如下图所示:CO2(1LN2(2L)假设隔板（A）两侧N2和C02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（10OkPa ）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

2、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

4、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) 21NH)应计量数不同 .(2)H2(g) + Br2 (g) 2HBr(g)H2(g )+ Br2 (l) 2HBr(不同 ,因为两个反

5、应的反应物Br2的状态不同 .1/2N2(g) + 3/2H2 (g)3N(gH) 不同 ,因为两个反应的反10. 已知：)1 =M + N (；35kJ mol-12M + 2N 2D ；)2 =-80kJ mol-1则 A + B 的D）3 是（ ）1 ）金刚石 3) O3( 臭氧) 5) Br(l)(1) -10kJ mol-1(3) -5kJ mol-1 (2) -45kJ mol-1(4) 25kJ mol-111. 下列纯态单质中，哪些单质的标准摩尔生成焓不等于零：2)Fe(s)4 )Hg(g) 6)石墨值?为下12. 在一标准态下 CO2(g) 的列那个反应的(1) C(金刚石)

6、+ 02 (g) 20 C0(g) + 1/202 (g) 2(0 C(石墨)+ 02 (g) CO 13. 反应:H2(g) + S(g) HS(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：=66.36kJ mol-1,贝S 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 (P2425) ： 3. 5. 8. 10. 13. 15. 18.1. 制备硝酸 (HNO 3 )的

7、反应如下：4NH 3+ 50 24N0 + 6H 2O2N0 + O 2 2N03N0 2 + H 20 2HN0 + 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(HNO 3)=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 × TPa,试计算钢瓶内氯气质量。提示：PV nRTMPVRTmRTM2.9 103g# 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 × 3kPa时就要充氧气以防混入别的气体。今有实验设

8、备每天需用101.325kPa氧气400L ,问一瓶氧气能用几天？PPlV解：允许使用的氧气物质的量为：n11RTp2V2RT4. 一个容积为21.2L的氧气缸安装有在24.3 × 5Pa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？提亍 TMPV 318K44.90C提示:nRmR# 5.冬季草原上的空气主要含氮气(N2)、氧气(02)和氩气(Ar)。在9.7 × IKPa 及-22 C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i示：根据

9、道尔顿分压定律：Pi 门P6.30 C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, CO 2的含量为5.00g。试求：每天需用氧气的物质的量为:以瓶氧气可用的天数为:(1)容器中CO2的分压；(答案：2.87 ×104Pa) 容器中N2的分压；(答案：3.79 ×104Pa)(3) O 2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 + ZH + H 2(g)若用排水集气法在98.6kPa、25 C下(已知水的蒸气压为3.1kPa ) 收集到2.50

10、× IOm3的气体。求：(1) 25C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10molN 2(g)和20molH 2(g)在合成氨装置中混合，反应后有5molNH 3(g)生成,试分别按下列反应方程式中各物质的化学计数量( V) 和物质的量的变化nB)(计算反应进度并作出结论。(1) 1/2N 2(g) + 3/2H 2(g) 3(1Hl (答案：=5.0mol )(2) N 2(g) + 3H 2(g) 23(g)(答案：=2.5mol )1提示：nB。结论：反应进度的值与选用反应式中的哪个物B质的量变化来

11、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：U =QP-P V=0.771kJ )# 10. 2.0Omol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) 起始体积体系做功终态温度热力学能变化(5)焓变:乂 nRTI 38.3 10 3m338.3LP(2): T2Z 320KnR提示:(3):W：UP V 502JQ W 758J(5): H QP 1260J(问题主要出现在正负号上)11. 用

12、热化学方程式表示下列内容：在 25 C及标准态下，每氧化1molNH 3(g)和 H2O(g)并将放热 226.2kJ。(答案：5298 15K31NH3(g) 4O2(g) 2标准态K NO(g) 2H2O(g); rHm 226.2kJ mol 1)12. 在一敞口试管内加热氯酸钾晶体时发生下列反应：2KCI3(s)2KCl(s) + 3O 2(g),并放出热 89.5kJ(298.15K)。求:298.15K 下该反应的H QP 89.5kJrHm 和 U。(提示：U HW H PV)H nRT 96.9kJ13. 在高炉炼铁，主要反应有:C(S) + O2 (g)82(g)12CO2

13、(g) + 1/2C(S) CO(g)CO(g) + 13Fe2O3(S) 2/3Fe(S) + (2(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3H2(g) + N2 (g)23N(Hg) ；r H m ( 393.509) 86.229 ( 8.3)kJ mol 1 315.6kJ mol(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、)14. 已知 298.15K 时反应：)1 = -92.22kJmol-12H2(g) + O2 (g)H2O(g);)2 = -483.636kJ mol-1试计算下列反应的 ()3：4NH3(g) +3O2(g) 22N + 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 + 3Fe3O44A2lO3 + 9Fe(1)利用数据计算恒压反应热；(答案：QPrHm 33476kJ)在此反应中若用去267.0g铝，问能放出多少热量？(答案： 因为8mol的铝放出的热量为：QP3347

15、.6kJ,则每摩尔铝所放出的热量为：3347.6kJ8mol则267.0g铝的摩尔数为：267.0g26.98g mol 1 所以267.0g铝放出的热量为：)C 3347.6kJ267.0gJIz(JIz(I IQI 4141kJ8mol 26.98g mol16. 利用 数据，试计算下列反应的恒压 反应热：(1) Fe3O4 + 4H2 (g) 3Fe(s) + 4O(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) + H2 O(l) 3HNO+ NO(g)(

16、答案:-71.7kJ mol -1)17. 已知 Ag2 o(s) + 2HCl(g)2AgCl(s2) o+(Hl)=-324.9kJ mo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2CO2(g)+3H2OC2H6(g)+7/2O2(g)(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：CH4(g) 22(g)298.15KPCO2(g) 2H2O(l)rHm 89