大学化学课件与习题答案、模拟题习题解答1

1、第一章 化学反应原理1今有一密闭系统，当过程的始终态确定以后，下列各项是否有确定值？Q , W , Q-W , Q+W , H , G 答： Q+W , H , G 有确定值，Q , W , Q-W 无确定值。2下列各符号分别表示什么意义？H，H，f(298,B),(298,B), f(298,B) 答：H：焓；H：焓变；H：标准摩尔焓变；f(298,B)：298K时B物质的标准摩尔生成焓；(298,B)：298K时B物质的标准摩尔熵；f(298,B)：298K时B物质的标准摩尔生成吉布斯函数。3.下列反应的Qp和QV有区别吗？ （1）2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) （2）NH4HS

2、(s)NH3(g)+H2S(g) （3）C(s)+O2(g)=CO2(g) （4）CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) 答：（1）、（2）有区别。4.已知下列热化学方程式： （1）Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)；(298)=-27.6kJ/mol； （2）3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)；(298)=-58.6kJ/mol； （3）Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)；(298)=38.1kJ/mol； 不用查表，计算下列反应的(298)： （4）FeO(s)+CO=Fe(s)+CO2(g) 解：

3、(1)3-(2)-(3)2/6 =(4) (298) (4)=(-27.6)3-(-58.6)-38.12/6 = -16.72（kJ/mol）5.查表计算下列反应的(298)： （1）Fe3O4(s)+4H2(g)=3Fe(s)+4H2O(g) （2）4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) （3）CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) （4）S(s)+O2(g)=SO2(g) 解： （1） Fe3O4(s) + 4H2(g) = 3Fe(s) + 4H2O(g) f(298) -1118.4 0 0 -241.82 (298) = 4（-241.82）+111

4、8.4=151.12（kJ/mol） （2） 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O(l) f(298) -46.11 0 90.25 -285.83 (298) = 6（-285.83）+490.25+446.11= -1169.54（kJ/mol） （3） CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) f(298) -110.52 -241.82 -393.5 0 (298) =（-393.5）+110.52+241.82= -41.16（kJ/mol） （4） S(s) + O2(g) = SO2(g) f(298) 0 0 -296.83(2

5、98) = -296.83（kJ/mol）6.查表计算下列反应的(298)： （1）Fe(s)+Cu2+(aq)=Fe2+(aq)+Cu(s) （2）AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq) （3）2Fe3+(aq)+Cu(s)=2Fe2+(aq)+Cu2+(aq) （4）CaO(s)+H2O(l)=Ca2+(aq)+2OH-(aq) 解： （1） Fe(s) + Cu2+(aq) = Fe2+(aq) + Cu(s) f(298) 0 64.77 -89.1 0 (298) = -89.1-64.77=153.9（kJ/mol） （2） AgCl(s) + I-(aq) =

6、 AgI(s) + Cl-(aq) f(298) -127.07 -55.19 -61.84 -167.16 (298) = -167.16-61.84+127.07+55.19= -46.74（kJ/mol） （3） 2Fe3+(aq) + Cu(s) = 2Fe2+(aq) + Cu2+(aq) f(298) -48.5 0 -89.1 64.77 (298) =2（-89.1）+64.77+248.5= -16.43（kJ/mol） （4） CaO(s) + H2O(l) = Ca2+(aq) + 2OH-(aq) f(298) -635.09 -285.83 -542.83 -230(

7、298) = -2230-542.83+635.09+285.83= -81.91（kJ/mol）7.查表计算下列反应的(298)和(298)： （1）2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) （2）3Fe(s)+4H2O(l)=Fe3O4(s)+4H2(g) （3）Zn(s)+2H+(aq)=Zn2+(aq)+H2(g) （4）2Fe3+(aq)+Cu(s)=2Fe2+(aq)+Cu2+(aq) 解： （1） 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) (298) 197.56 205.03 213.64 f(298) -137.15 0 -394.36 (298) = 2213.64

8、-2197.56-205.03= -172.87（JK-1mol-1） (298) =2（-394.36）+2137.15= -514.41（kJ/mol） （2） 3Fe(s) + 4H2O(l) = Fe3O4(s) + 4H2(g) (298) 27.28 69.91 146.4 130.57 f(298) 0 -237.18 -1015.5 - 0 (298)=4130.57+146.4-327.28-469.91=307.2（JK-1mol-1） (298) =（-1015.5）+4237.18=-66.38（kJ/mol） （3） Zn(s) + 2H+(aq) = Zn2+(aq

9、) + H2(g) (298) 41.63 0 -112.1 130.57 f(298) 0 0 -147.03 0 (298) =130.57-112.1-41.63= -23.16（JK-1mol-1） (298) = -147.03（kJ/mol） （4） 2Fe3+(aq) + Cu(s) = 2Fe2+(aq) + Cu2+(aq) (298) -315.9 33.15 -137.7 64.77 f(298) -4.6 0 -78.87 65.52 (298) =64.77-2137.7-33.15+2315.9=388.02（JK-1mol-1）(298) =65.52-278.8

10、7+24.6= -83.02（kJ/mol）8.已知反应 4CuO(s)=2Cu2O(s)+O2(g) 的(298)=292.0kJ/mol, (298)=220.8JK-1mol-1，设它们皆不随温度变化。问： （1）298K、标准状态下，上述反应是否正向自发？ （2）若使上述反应正向自发，温度至少应为多少？ 解：（1）(298)=292.0-298220.8103=226.2（kJ/mol）0,不自发 （2）须(T)=292.0-T220.81031322.5(K)9.对于合成氨反应：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),查表计算： （1）298K、标准状态下，反应是否自发？ （2）标

11、准状态下，反应能够自发进行的最高温度是多少？设反应的H和S不随温度变化。 （3）若p(N2)=10p,p(H2)=30p,p(NH3)=1p,反应能够自发进行的温度又是多少？设反应的H和S仍不随温度变化。 解： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) (298) 191.5 130.57 192.5 f(298) 0 0 -46.11 (298)=2192.5-3130.57-191.5= -198.21（JK-1mol-1） (298)= -246.11= -92.22（kJ/mol） （1）(298)= -92220+298198.21= -33.15（kJ/mol）0,自发 （

12、2）须(T)= -92220+T198.210, T464(K) （3）须= -92220+T198.21+0, T979(K)10已知 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 的(298)=178.4 kJ/mol, (298) =160.5JK-1mol-1。试计算CaCO3(s)在空气中（CO2体积分数为0.033%）开始分解的近似温度。 解：须=178400160.5T+785(K)11写出下列各反应平衡常数K的表达式（不计算）：（1）2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)（2）C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)（3）HAc(aq) H+(aq)+Ac-(aq)

13、（3）Pb(s)+2H+(aq) Pb2+(aq)+H2(g) 解：（1） （2） （3） （4）12. 973K时，反应：CO(g)+H2O(g) CO2g)+H2(g) 的K=1.56,问：（1）973K,标准状态下，反应是否自发？（2）若p(CO2)=p(H2)=1.27105Pa,p(CO)=p(H2O)=0.76105Pa,反应是否自发？解：（1）= -8.314973ln1.56= -35970,不自发13已知N2O4(g) 2NO2(g)的(298)=4836 J/mol。现将盛有3.176gN2O4的1L密闭容器置于25的恒温槽中，问：平衡时容器内的总压力为多少？ 解：n=3.

14、176/92=0.0345mol K=e4836/(8.314298) =0.142 开始时N2O4的压力为：0.03458.314298/103=85476(Pa)=0.8436p 设平衡时NO2的分压为x p,则N2O4 2NO2 0.8436-x 2x , 解得 x=0.158 p p总=0.8436+0.158=1.002 p14523K时，将0.70mol PCl5(g)注入2.0dm3的密闭容器中，反应：PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)达平衡时，有0.5mol的PCl5被分解了。求523K时反应的K。 解： PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)开始时物质的量

15、/mol 0.7 0 0平衡时物质的量/mol 0.2 0.5 0.5平衡时分压/Pa 15740K时，Ag2S(s)+H2(g) 2Ag(s)+H2S(g) 的K=0.36。该温度下，将一密闭容器中的1.0 mol Ag2S完全还原，至少需要多少mol的H2？ 解：设平衡时H2物质的量为x Ag2S(s) + H2(g) 2Ag(s) + H2S(g) 平衡时物质的量/mol x 1.0 平衡时分压/ p /=0.36 , 解得 x=2.78(mol) 加上反应掉的1mol,共需3.78mol. 16反应 2Cl2(g)+2H2O(g) 4HCl(g)+O2(g)的0。请根据吕查德里原理判断

16、下列左方操作对右方平衡数值的影响。 （1）升高温度 K，O2物质的量 （2）加H2O H2O物质的量，Cl2物质的量 （3）加Cl2 K不变，HCl物质的量 （4）增大容器体积 K不变，O2物质的量 （5）加压 K不变，O2物质的量17判断正错（-）（1）反应 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) 两边的摩尔数相等，所以Qp=QV。（+）（2）可逆反应达平衡后，若平衡条件不变，则各反应物和生成物的浓度（或分压）为定值。（-）（3）由反应式 2NH3=N2+3H2 可以知道，这是一个二级反应。（+）（4）对于给定的T2、T1来说，活化能越大的反应受温度的影响越大。18选择填空 （1）等

17、温等压条件下，某反应的(298)=10 kJ/mol，则该反应 D 。 A.一定不能进行 B.一定不能自发进行 C. 一定能自发进行 D.能否自发进行还须具体分析 （2）下列反应的热效应等于f(298,CO2,g)的是 B 。 AC(金刚石)+O2(g)=CO2(g) B.C(石墨)+O2(g)=CO2(g) C. CO(g)+O2(g)=CO2(g) D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)（3）若正向反应活化能大于逆向反应活化能，则关于该反应叙述正确的是 B 。 A一定是放热反应 B.一定是吸热反应 C. 吸热还是放热应具体分析 D. 反应热与活化能无关（4）升高温度可以增加反应速

18、率，是因为 D 。 A降低了反应的活化能 B.增加了反应的活化能 C. 增加了分子总数 D.增加了活化分子的百分数19实验发现，反应 2NO+Cl2=2NOCl 是基元反应。（1）写出该反应的反应速率表达式。反应级数为多少？（2）其他条件不变，将容器体积增加到原来的2倍，反应速率变化多少？（3）若容器体积不变，仅将NO的浓度增加到原来的3倍，反应速率又如何变化？（4）若某瞬间，Cl2的浓度减小了0.003molL-1s-1，请用三种物质浓度的变化分别表示此时的反应速率。解：（1）=kc2(NO)c(Cl2) ，三级（2）变为原来的八分之一（3）增加到原来的9倍（4）（NO）=（NOCl）=0.

19、006 molL-1s-12028时，鲜牛奶变酸约需4小时，在5的冰箱内冷藏时，约48小时才能变酸。已知牛奶变酸的反应速率与变酸时间成反比，求牛奶变酸反应的活化能。 解：由 得 解得 Ea=58859(J/mol)=58.86kJ/mol第二章 溶液1. 溶液的蒸气压为什么下降？如何用蒸气压下降来解释溶液的沸点升高和凝固点下降？ 答：部分溶质离子占据了原由溶剂粒子占据的表面，使可蒸发的粒子数减少。由于蒸气压下降，温度升高到原沸点时，溶液的蒸汽压小于外压，溶液不沸腾，只有继续升高温度溶液才能沸腾。当溶液的蒸气压下降到原冰点时，低于冰的蒸汽压，继续降低温度时，由于冰的蒸汽压下降快，两者在低于原冰点

20、的某一温度时相等（达到平衡），因而溶液的冰点降低。2. 对具有相同质量摩尔浓度的非电解质溶液、AB型 及A2B型电解质溶液来说，凝固点高低的顺序应如何判断？ 答：非电解质溶液AB型电解质溶液AB2型电解质溶液3. 下列说法是否正确？若不正确，请改正。 （1）稀溶液在不断蒸发中，沸点是恒定的。 （2）根据稀释定律，一元弱酸浓度越小，电离度越大，因而溶液酸性也越强。 （3）将一元弱酸溶液稀释十倍，则其pH值增大一个单位。 （4）由HAcAc-组成的缓冲溶液，若溶液中c(HAc）c(Ac），则该缓冲溶液抵抗外来酸的能力大于抵抗外来碱的能力。 （5）PbI2和CaCO3的溶度积均近似为108，则两者的

21、溶解度近似相等。 答：（1）错。沸点逐渐升高 （2）错。溶液的酸性越弱 （3）错。稀释100倍 （4）错。抵抗外来碱的能力大于外来酸的能力 （5）错。PbI2的溶解度大 4. 往氨水中分别加入下列物质，氨水的离解度和溶液的pH值将发生什么变化？ （1）NH4Cl（s） （2）NaOH（s） （3）HCl（aq） （4）H2O 答：（1）pH （2）pH （3）pH （4）pH 5. 如何从化学平衡的观点理解溶度积规则？并用该规则解释下列现象： （1）CaCO3溶于稀HCl溶液中，而BaSO4则不溶。（2）Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液中。 答：在难溶电解质的多相平衡系统中，不断降低离子的浓度

22、可使电解质不断溶解。 （1）CO32-为弱酸根，能与H+结合，而SO42-不与H+结合（2）Mg(OH)2的溶解度较大，像NH4+这样具有微弱酸性的物质即可使其溶解。 6. 选择题（1）欲使乙二醇(C2H6O2)水溶液的凝固点为-0.93，需在200g水中加入乙二醇 C 克。 A 3.2 B 12.4 C 6.2 D 22.4（2）下列水溶液沸点最高的是 B 。 A 0.03m甘油 B 0.02mH2SO4 C 0.02mNaCl D 0.02m蔗糖（3）25时，PbI2的溶解度为1.52103molL-1，其溶度积常数为 B 。 A 2.8108 B 1.4108 C 4.71106 （4）

23、下列溶液中pH值最高的是 D ，最低的是 A 。 A 0.1molL-1HAc B 0.1molL-1HAc+等体积水 C 0.2 molL-1HAc与0.2 molL-1NaAc等体积混合D 0.2 molL-1HAc与0.6 molL-1NaAc等体积混合7. 将下列溶液按凝固点由高到低的顺序排列： （6）1 molkg-1 H2SO4（5）1 molkg-1NaCl （4）1 molkg-1C6H12O6 （3）0.1 molkg-1CaCl2（2）0.1 molkg-1NaCl （1）0.1 molkg-1HAc 8. 20时，将15.0克葡萄糖(C6H12O6)溶于200克水中，计算

24、：(1)溶液的凝固点；(2)在101325Pa下,该溶液的沸点。 解：m=0.417(mol/kg)tfp=1.860.417=0.776 , tfp= -0.776tbp=0.5150.417=0.215 , tbp=100.229. 在1升水中加多少克甲醛(CH2O),才能使水在15不结冰? 解： 15=1.86 , w=242(g)10. 取0.1molL-1的甲酸(HCOOH)溶液50ml，加水稀释至100ml，求稀释前后溶液的H+浓度、pH值和离解度。从计算结果可以得出什么结论？ 解：稀释前：c(H+)=3.1610-3(mol/L) pH=2.5 =3.1610-3/0.1=3.1

25、6% 稀释后：c(H+)=2.2410-3(mol/L) pH=2.65 =2.2410-3/0.05=4.48% 稀释后 增大c(H+)降低 11. 计算下列混合溶液的pH值： （1）30ml1.0 molL-1的HAc与10 ml1.0 molL-1的NaOH混合 解：混合并反应后： c(Ac-)=101/40=0.25mol/L , c(HAc)=201/40=0.5mol/L c(H+)=1.810-50.5/0.25=3.610-5 , pH=4.44 （2）10ml1.0 molL-1的NH3H2O与10 ml0.33 molL-1的HCl混合 解：混合并反应后： c(NH4+)=

26、100.33/20=0.165mol/L , c(NH3)=(101100.33)/20=0.33mol/L c(OH-)=1.810-50.33/0.165=3.610-5 , pOH=4.44 , pH=9.5612. 欲配制500mlpH为9.00且C(NH4+)= 1.0 molL-1的NH3H2ONH4Cl缓冲溶液， 需密度为0.904g ml-1含NH3 26.0% 的浓氨水多少ml?固体NH4Cl多少克? 解：（1） w（NH4Cl）=1.00.553.5=26.75 (g) （2）pH=9 , c(OH)=105 mol/L , c(NH3)=0.556 (mol/L) , V

27、=20.11 (ml) 13. 取100克NaAc3H2O，加入130ml 6.0 molL-1的HAc溶液，然后用水稀至1.0L，此缓冲溶液的pH为多少?若向此溶液中加入0.1mol固体氢氧化钠(忽略溶液体积变化)，求溶液的pH值。 解：c(HAc)=1306.010-3=0.78 (mol/L) c (Ac)=100/136/1=0.735 (mol/L) (mol/L) , pH=4.72 加入固体NaOH后 c(HAc)=0.68 (mol/L) c (Ac)=0.835 (mol/L) (mol/L) , pH=4.8314. 已知室温时下列各盐的溶解度，试求各盐的溶度积。 （1）A

28、gCl 1.95104g/100gH2O （2）AgBr 7.1107 molL-1 （3）BaF2 6.3103 molL-1 解：（1）S=1.9510-3/143.5=1.3610-5 (mol/L) , （2） （3）15. 根据PbI2的溶度积常数计算: （1）PbI2在纯水中的溶解度；（2）PbI2饱和溶液中的c(Pb2+)、c(I)；（3）在0.01 molL-1KI溶液中的溶解度；（4）在0.01 molL-1Pb(NO3)2溶液中的溶解度。 解：（1） (mol/L) （2）c(Pb2+)=1.5110-3 , c(I-)=3.0210-3 (mol/L) （3）1.3910

29、-8=S(0.01+2S)2 , S=1.3910-4 (mol/L) （4）1.3910-8=(S+0.01)(2S)2 , S=5.910-4 (mol/L)16. 在0.5 molL-1MgCl2溶液中加入等体积的0.1 molL-1的氨水溶液,问 （1）有无沉淀生成?（2）若所加氨水中含有NH4Cl，则NH4Cl浓度多大时才不致生成Mg(OH)2沉淀? 解：（1）c(Mg2+)=0.25 mol/L , c(NH3)=0.05 mol/L c(OH-)= (mol/L) J= , 有沉淀 （2）欲不生成沉淀，须 (mol/L) , c(NH4+)=0.106 (mol/L) 原氨水中

30、c(NH4+)=0.212 (mol/L)17. （1）在10 ml 1.5103 molL-1 MnSO4溶液中，加入5ml 0.15 molL-1 氨水，是否有沉淀生成?（2）若在原MnSO4溶液中，先加入0.495克(NH4)2SO4固体(忽略体积变化)，然后再加入上述氨水5ml，是否有沉淀生成? 解：（1）c(Mg2+)=101.510-3/15=110-3 , c(NH3)=50.15/15=0.05 mol/L J=c(Mg2+)c2(OH-)=110-31.810-50.05=910-11=1.910-13 有沉淀 （2）c(NH4+)= (mol/L) c(OH-)= (mol

31、/L) J=c(Mg2+)c2(OH-)=110-3(1.810-6)2=3.24910-15=1.910-13 , 无沉淀18. 一种混合溶液中c(Pb2+)= 3.0102 mol L-1 ，c(Cr3+)= 2.0102 molL-1，若向其中逐滴加入浓NaOH(忽略体积变化)， Pb2+ 与Cr3+均有可能生成氢氧化物沉淀。问： （1）哪一种离子先被沉淀？ （2）若要分离这两种离子，溶液的pH值应控制在什么范围？ 解：（1）c(OH-)= (mol/L) c(OH-)= (mol/L) 先生成Cr(OH)3沉淀 Cr3+沉淀完全时，c(Cr3+)=410-9 (mol/L) , pOH

32、5.6 不使Pb2+沉淀时，前已计算c(OH-)6.7 , pH7.3 综上 5.6pH0 , 正向自发 （2） (-)PtFe3+,Fe2+MnO4-,Mn2+Pt(+) ，E=1.49-0.77=0.72V7 判断下列氧化还原反应在298.15K、标准状态下进行的方向：（1）（2）（3） 解：（1）E=0.80-0.770 , 正向自发 （2）E=0.545-1.330 , 正向自发8 计算说明在pH=4.0时，下列反应能否自动进行（其余物质均处于标准状态）：（1）（2） 解：（1）(Br2/Br-)=(Br2/Br-)=1.07V (Cr2O72-/Cr3+)=1.33+(V) +- ,

33、 逆向自发 （2）(Cl2/Cl-)=(Cl2/Cl-)=1.36V (MnO4-/Mn2+)=1.49+(V) +- , 逆向自发9 将下列反应组成原电池：（1）用符号表示原电池的组成，并计算E；（2）计算反应的(298)；（3）若c(Sn2+)=1.010-3molL-1，其它离子浓度均为1.0 molL-1，计算原电池的电动势；（4）计算反应的平衡常数。 解：（1） (-)PtSn4+,Sn2+Fe3+,Fe2+Pt(+) , E=0.77-0.15=0.62V （2）(298)= -2964850.62= -119641(J/mol) （3）(Sn4+/Sn2+)=0.15+(V) E=0.77-0.24=0.53(V) （4） ， K=8.91102010有一Br-和Cl-的混合溶液，其浓度均为1.0 molL-1，现欲使用1.0 molL-1KMnO4溶液只氧化Br-而不氧化Cl，问系统中H+浓度应在什么范围？假定Mn2+和气体均处于标准状态。 解：以题意，应有