天津大学无机化学第一章思考题

1、第一章 思 考 题1. 一气柜如下图所示：A N22L CO21L 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 浓度相等. 浓度是否相等 .物质的量不等而（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 会转变？ N2 、CO2 物质的量和浓度是否会转变 .T 和 P 会不变,N2 、CO2 物质的量不变而浓度会转变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 下的抱负气体,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

2、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肯定值相同 ,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. 判定以下各说法是否正确：（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,说明甲物体的热力学能比乙物体大；（3）物体的温度越高,就所含热量越多；（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. 判定以下各过程中,那个 U 最大：（1

3、）体系放出了 60kJ 热,并对环境做了 40kJ 功；（2）体系吸取了 60kJ 热,环境对体系做了40kJ 功；（3）体系吸取了 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；依据 U=Q+W, 1 U=-60+ -40=-100KJ 2 U= +60+40=+100KJ ,3 U=+40+-60=-20KJ 4 U= -40+60=+20KJ 因此通过运算可以看出 ,2过程的 U 最大.8.以下各说法是否正确：（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）最稳固的单质焓等于零；（

4、5）最稳固的单质的生成焓值等于零；（6）最稳固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 影响反应的焓变值； kJmol-1 ,所以热化学方程式的系数不9.判定以下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）N2g + 3H2g 2NH 3g 不同,由于两个反应的反1/2N2g + 3/2H2g NH 3g 应计量数不同 .（2）H2g + Br2 g 2HBrgBr2H2g + Br2l 2HBrg 不同,由于两个反应的反应物的状态不同 .10. 已知：A + B M + N；1 = 35kJ

5、 mol-1 2M + 2N 2D ；2 = -80kJ mol-1就 A + B D3 是（ ）（1）-10kJ mol-1 （2）-45kJ mol-1 （3）-5kJ mol-1 （4）25kJ mol-1 11. 以下纯态单质中,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）Brl （2）Fes （4）Hgg （6）石墨12. 在一标准态下 CO2g 的 为以下那个反应的 值. 1 C 金刚石 + O2 g CO 2g 2 COg + 1/2O2 g CO 2g 3 C 石墨 + O2 g CO 2g 13. 反应:H2g + Sg H2Sg 的 值是否等于

6、 H2Sg 的.不等,由于 Sg 不是稳固单质 .14.已知 298.15K,100KPa下,反应：= 66.36kJ mol-1, 就N2g + 2O2g 2NO 2g NO2g 的标准摩尔生成焓为：1-66.336kJ mol-1 233.18kJ mol-1习 题本章作业 P2425：3. 5. 8.10. 13. 15. 18.1. 制备硝酸 HNO 3的反应如下：4NH 3+ 5O 2 4NO + 6H 2O 2NO + O 2 2NO3NO 2 + H 2O 2HNO 3 + NO 试运算每消耗 1.00 吨氨气可制取多少吨硝酸？（提示： nNH 3:nHNO 3=1:2/3. 答

7、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 瓶内气体压强为 1.0 10 7Pa,试运算钢瓶内氯气质量；298.15K 时,测得 提示：pVnRTmRTMmMpV3 2.9 10gRT3. 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 10 3kPa 时就要充氧气以防混入别的气体；今有试验设备每天需用 101.325kPa 氧气 400L ,问一瓶氧气能用几天？p p V解：答应使用的氧气物质的量为：n 1RT每天需用氧气的物质的量为：n 2 p VRT 2以瓶氧气可用的天数为：n 1n 29.6d4. 一个容

8、积为 21.2L 的氧气缸安装有在24.3 10 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？ 提示：T pV nR MpV mR 318 K 44.9 0 C5. 冬季草原上的空气主要含氮气N 2、氧气 O2和氩气 Ar ；在9.7 10 4Pa 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：依据道尔顿分压定律：p i nn i pp N 2 7.6 10 4 Pap O 2 2.0 10 4 Pap Ar 1.0 10 3

9、Pa6.30 下,在一个容积为10.0L 的容器中, O2,N 2 和 CO2 混和气体的总压力为 93.3kPa ,其中 PO 2为 26.7kPa, CO 2 的含量为 5.00g ；试求：1 容器中 CO2 的分压； （答案： 2.87 104Pa）2 容器中 N 2 的分压； （答案： 3.79 104Pa）3 O 2 的物质的质量分数； （答案： 0.286 ）123nCO2=mCO2=0.114molMCO2P=nRT=2.87*104PaVPN2=P-PO2-PCO2 =3.79*104PanO2=PO2=0.286nP7. 用锌与盐酸反应制备氢气：Zns + 2H+ Zn 2+

10、 + H 2g如用排水集气法在98.6kPa 、 25 下（已知水的蒸气压为 3.1kPa ）收集到 2.50 10-3m 3 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 10molN 2g 和 20molH 2g 在合成氨装置中混合,反应后有5molNH 3g 生成,试分别按以下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运算反应进度并作出结论；1 1/2N 2g + 3/2H 2g NH 3g （答案： 5.0mol ）2 N 2g + 3H 2g 2NH 3g （答案： 2.5m

11、ol ）1提示：n ；结论：反应进度的值与选用反应式中的哪个物B质的量变化来进行运算无关,但与反应式的写法有关；9. 某气缸中有气体 20L,从环境吸取了800J 热量后,在恒压 97.3kPa下体积膨胀到 1.50L, 试运算系统热力学能变化 U（提示： UQpp V=0.771kJ ）10. 2.00mol 抱负气体在 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；试运算1 起始体积3体系做功1）2 终态温度4热力学能变化（5）焓变1:V 1nRT 138.3 1033 m38.3Lp2 :T 2pV 2320KnR提示：3 :Wp V

12、502JJ4 :UQW7585 :HQp1260J问题主要显现在正负号上 11.用热化学方程式表示以下内容：在25 及标准态下,每氧化1molNH3g 和 H2Og 并将放热 226.2kJ ；（答案：NH3 5O 2 298.15KNO g3H O g ;rHm226.2kJ mol4标准态212. 在一敞口试管内加热氯酸钾晶体时发生以下反应：2KClO 3s 2KCls + 3O 2g, 并放出热 89.5kJ298.15K ；求: 298.15K 下该反应的H Q p 89.5 kJ rHm 和 U；（提示：U H W H p V）H nRT 96.9 kJ13. 在高炉炼铁,主要反应有

13、：Cs + O2 g CO 2g 1/2CO2 g + 1/2Cs COgCOg + 1/3Fe2O3 s 2/3Fes + CO 2g 1 分别运算 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 值运算总反应的并与1运算结果比较做出结论； （提示：1各反应的值之和为：1rHm 393.50986.229 8.3 kJ mol1315.6kJ mol2 -315.5kJ mol-1,运算结果基本相等；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；多数同学显现了问题）14. 已知 298.15K 时反

14、应：3H2g + N2g 2NH 3g ；1 = -92.22kJmol-1 2H2g + O2g 2H 2Og ；2 = -483.636kJmol-1 试运算以下反应的 3：4NH3g + 3O2g 2N 2g + 6H2Og （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 + 3Fe3O4 4Al2O3 + 9Fe QprHm3347.6 kJ 1利用数据运算恒压反应热； 答案：2在此反应中如用去267.0g 铝,问能放出多少热量？（答案：由于 8 mol 的铝放出的热量为：Q p 3347.6 kJ ,就每摩尔铝所放

15、出的热量为：3347.6 kJ8 mol就 267.0 g 铝的摩尔数为：267.0 g / 26.98 g mol 1所以 267.0 g 铝放出的热量为：）3347.6 kJ 267.0 gQ 1 4141 kJ8 mol 26.98 g mol16. 利用 数据,试运算以下反应的恒压反应热：1Fe3O4 + 4H2 g 3Fes + 4H 2Og （答案： 151.1kJ mol-1）24NH3g + 5O2 g 4NOg + 6H 2Og （答案：-905.47kJ mol-1）33NO2g + H2Ol 3HNO 3l + NOg（答案：-71.7kJ mol-1）17. 已知 Ag2 Os + 2HClg 2AgCls + H= - 324.9kJ-1 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. 某自然气中 CH4 占 85.0%,C2H6 占 10.0% , 其余为不行燃部分；如已知C2H6g+7/2O2g2CO2g+3H2Ol = -30.57kJ mol-1 试运算完全燃烧 1.00m3 这种自然气的恒压反应热；提示：2.4L mol-1CH4 2O 2 298.15KCO2 2H