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1、第一章思 考 題1. 一氣柜如下圖所示:AN2(2L) CO2(1L)假設(shè)隔板( A)兩側(cè) N2 和 CO2的 T, P 相同。試問:(1)隔板兩邊氣體的質(zhì)量是否相等? 濃度是否相等 ?物質(zhì)的量不等而濃度相等( 2)抽掉隔板(假設(shè)不影響氣體的體積和氣柜的密閉性)后,氣柜內(nèi)的T 和 P 會(huì)改變? N2、CO2物質(zhì)的量和濃度是否會(huì)改變? T和 P會(huì)不變, N2、CO2物質(zhì)的量不變而濃度會(huì)改變2.標(biāo)準(zhǔn)狀況與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)有何不同? 標(biāo)準(zhǔn)狀況指氣體在27.315K 和 101325Pa下的理想氣體,標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是在標(biāo)準(zhǔn)壓力下(100kPa)的純氣體、純液體或純固體3. 化學(xué)反應(yīng)方程式的系數(shù)與化學(xué)計(jì)量數(shù)有何不同 ?
2、對(duì)某一化學(xué)反應(yīng)方程式來說 , 化學(xué)反應(yīng)方程式的系數(shù)和化學(xué)計(jì)量數(shù)的絕對(duì)值相同 , 但化學(xué)反應(yīng)方程式的系數(shù)為正值 , 而反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為負(fù)值 , 生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為正值4. 熱力學(xué)能、熱量、溫度三者概念是否相同 ? 試說明之。5. 試用實(shí)例說明熱和功都不是狀態(tài)函數(shù)。6. 判斷下列各說法是否正確:( 1)熱的物體比冷的物體含有更多的熱量。×( 2)甲物體的溫度比乙物體高,表明甲物體的熱力學(xué)能比乙物體大。×( 3)物體的溫度越高,則所含熱量越多。×( 4)熱是一種傳遞中的能量。( 5)同一體系:(a) 同一狀態(tài)可能有多個(gè)熱力學(xué)能值。×(b) 不同狀態(tài)可能有
3、相同的熱力學(xué)能值。7. 判斷下列各過程中,那個(gè)U最大:( 1)體系放出了 60kJ 熱,并對(duì)環(huán)境做了 40kJ 功。( 2)體系吸收了 60kJ 熱,環(huán)境對(duì)體系做了 40kJ 功。( 3)體系吸收了 40kJ 熱,并對(duì)環(huán)境做了 60kJ 功。( 4)體系放出了 40kJ 熱,環(huán)境對(duì)體系做了 60kJ 功。根據(jù)U=Q+W, (1)U=-60+(-40)=-100KJ (2)U=+60+40=+100KJ ,(3)U=+40+(-60)=-20KJ (4)U=-40+60=+20KJ 因此通過計(jì)算可以看出,(2) 過程的U最大 .8. 下列各說法是否正確:( 1)體系的焓等于恒壓反應(yīng)熱。×
4、;( 2)體系的焓等于體系的熱量。×( 3)體系的焓變等于恒壓反應(yīng)熱。( 4)最穩(wěn)定的單質(zhì)焓等于零。×( 5)最穩(wěn)定的單質(zhì)的生成焓值等于零。×( 6)最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓等于零。( 7)由于 CaCO3分解是吸熱的,所以它的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為負(fù)值。×( 8)由于反應(yīng)焓變的單位為 kJ?mol -1 ,所以熱化學(xué)方程式的系數(shù)不影響反應(yīng)的焓變值。×9. 判斷下列各組內(nèi)的反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的恒壓反應(yīng)熱是否相同,請(qǐng)說明理由。(1)N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)1/2N2(g) + 3/2H2(g) NH3(g)不同, 因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)的反應(yīng)
5、計(jì)量數(shù)不同.(2)H2(g) + Br2(g) 2HBr(g)H2(g )+ Br2(l) 2HBr(g)不同, 因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物Br2 的狀態(tài)不同 .10.已知:A + BM+N;( )1 = 35kJ?mol-12M+2N 2D;()2=-80kJ?mol-1則 A+B D 的()3 是()( 1)( 2)- 10kJ?mol-1 - 45kJ?mol-1( 3)- 5kJ?mol - 1( 4)25kJ?mol -111. 下列純態(tài)單質(zhì)中,哪些單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓不等于零:( 1)金剛石(3)O3(臭氧)(5) Br(l)( 2)Fe(s)(4)Hg(g)(6)石墨12. 在一標(biāo)準(zhǔn)態(tài)
6、下 CO2(g)的 為下列那個(gè)反應(yīng)的 值?(1)C( 金剛石 ) + O2(g) CO2(g)(2)CO(g) + 1/2O2(g) CO2(g)(3)C( 石墨) + O2(g) CO2(g)13.反應(yīng):H2(g) + S(g) H2S(g) 的值是否等于 H2S(g)的 ? 不等 , 因?yàn)?S(g) 不是穩(wěn)定單質(zhì) .14.已知 298.15K,100KPa 下,反應(yīng):N2(g) + 2O2(g) 2NO2(g)= 66.36kJ?mol -1, 則 NO2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為:(1)- 66.336kJ?mol -1(3)- 33.18kJ?mol -1(2)33.18kJ?mol -
7、 1 (4)66.36kJ?mol -1習(xí) 題本章作業(yè) (P2425) :3. 5. 8. 10. 13. 15. 18.1. 制備硝酸 (HNO3)的反應(yīng)如下:4NH3+ 5O2 4NO + 6H2O2NO + O2 2NO23NO2 + H2O 2HNO3 + NO試計(jì)算每消耗1.00 噸氨氣可制取多少噸硝酸?(提示: n(NH3):n(HNO3)=1:2/3.答案: 2.47 噸硝酸)2. 在容器為10.0L 的真空鋼瓶?jī)?nèi)充入氯氣,當(dāng)溫度為298.15K 時(shí),測(cè)得瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)為1.0 ×107Pa,試計(jì)算鋼瓶?jī)?nèi)氯氣質(zhì)量。提示:3.一氧氣瓶的容積是32L,其中氧氣的壓強(qiáng)為13.2
8、kPa 。規(guī)定瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)降至1.01 ×103kPa 時(shí)就要充氧氣以防混入別的氣體。今有實(shí)驗(yàn)設(shè)備每天需用101.325kPa 氧氣 400L,問一瓶氧氣能用幾天?解:允許使用的氧氣物質(zhì)的量為:每天需用氧氣的物質(zhì)的量為:以瓶氧氣可用的天數(shù)為:4. 一個(gè)容積為21.2L 的氧氣缸安裝有在24.3 ×105Pa 下能自動(dòng)打開的安全閥,冬季時(shí)曾灌入624 克氧氣。夏季某天閥門突然自動(dòng)打開了,試問該天氣溫達(dá)多少攝氏度?提示: 5. 冬季草原上的空氣主要含氮?dú)?(N2) 、氧氣 (O2) 和氬氣 (Ar) 。在 9.7 ×104Pa 及 - 22下手記得一份空氣試樣,竟測(cè)定
9、其中氮?dú)?、氧氣和氬氣的體積分?jǐn)?shù)依次為 0.78 、0.21 、0.01 。求收集試樣時(shí)各氣體得分壓。提示:根據(jù)道爾頓分壓定律:6. 30下,在一個(gè)容積為10.0L 的容器中, O2, N2和 CO2混和氣體的總壓力為5.00g 。試求:(1)容器中 CO2的分壓;(答案: 2.87 ×104Pa)93.3kPa ,其中 P(O2) 為 26.7kPa,CO2的含量為(2) 容器中 N2的分壓;(答案: 3.79 ×104Pa)(3) O2 的物質(zhì)的質(zhì)量分第2/4頁數(shù);(答案: 0.286 )7. 用鋅與鹽酸反應(yīng)制備氫氣:Zn(s) + 2H+Zn2+ + H2(g)若用排水
10、集氣法在98.6kPa 、25下(已知水的蒸氣壓為3.1kPa )收集到 2.50 ×10 -3m3的氣體。求:(1) 25時(shí)該氣體中H2的分壓;(答案: 95.43kPa )(2)收集到的氫氣的質(zhì)量。 (答案: 0.194g )8.設(shè)有 10molN2(g) 和20molH2(g) 在合成氨裝置中混合,反應(yīng)后有5molNH3(g)生成 , 試分別按下列反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)數(shù)量( B)和物質(zhì)的量的變化(nB)計(jì)算反應(yīng)進(jìn)度并作出結(jié)論。(1) 1/2N2(g) + 3/2H2(g) NH3(g) (答案: 5.0mol )(2) N2(g) + 3H2(g) 2NH3( g)(答案
11、: 2.5mol )提示:。結(jié)論:反應(yīng)進(jìn)度的值與選用反應(yīng)式中的哪個(gè)物質(zhì)的量變化來進(jìn)行計(jì)算無關(guān),但與反應(yīng)式的寫法有關(guān)。9. 某氣缸中有氣體 20L,從環(huán)境吸收了800J熱量后,在恒壓(97.3kPa)下體積膨脹到1.50L, 試計(jì)算系統(tǒng)熱力學(xué)能變化(U)(提示:UQp pV=0.771kJ )10. 2.00mol理想氣體在 350K 和152kPa 條件下,經(jīng)恒壓冷卻至體積為35.0L,此過程放出了1260J 熱。試計(jì)算(1) 起始體積(2) 終態(tài)溫度(3)(4) 熱力學(xué)能變化體系做功(5)焓變提示:( 問題主要出現(xiàn)在正負(fù)號(hào)上)11.用熱化學(xué)方程式表示下列內(nèi)容:在25及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下,每氧化12.
12、在一敞口試管內(nèi)加熱氯酸鉀晶體時(shí)發(fā)生下列反應(yīng):2KClO3(s)下該反應(yīng)的rHm 和U。(提示:)1molNH3(g)和 H2O(g)并將放熱 226.2kJ 。(答案:) 2KCl(s) + 3O2(g), 并放出熱 89.5kJ(298.15K)。求: 298.15K13.在高爐煉鐵,主要反應(yīng)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) 分別計(jì)算 298.15K 時(shí)各反應(yīng)的 和各反應(yīng) 值之和;(2) 將上列反應(yīng)方程式和并成一個(gè)總反應(yīng)方程式,應(yīng)用各物質(zhì)的(298.15K)
13、值計(jì)算總反應(yīng)的并與 (1) 計(jì)算結(jié)果比較做出結(jié)論。(提示: (1) 各反應(yīng)的值之和為: (2)- 315.5kJ?mol -1, 計(jì)算結(jié)果基本相等。 可以得出結(jié)論: 反應(yīng)的熱效應(yīng)只與反應(yīng)的始、終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。多數(shù)同學(xué)出現(xiàn)了問題)14.已知 298.15K時(shí)反應(yīng):3H2(g) + N2(g)2NH3(g) ;()1=-92.22kJ?mol -12H2(g) + O2(g)2H2O(g) ;()2=-483.636kJ?mol -1試計(jì)算下列反應(yīng)的( )3:4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(g)(提示:反應(yīng)( 3)反應(yīng)( 2)×3反應(yīng)( 1)&
14、#215;2 - 1266.47kJ?mol -1 )15.鋁熱法反應(yīng)如下:8 Al + 3Fe3O4 4Al2O3 + 9Fe(1) 利用 數(shù)據(jù)計(jì)算恒壓反應(yīng)熱; ( 答案: )(2) 在此反應(yīng)中若用去267.0g 鋁,問能放出多少熱量?(答案:)16. 利用 數(shù)第3/4頁據(jù),試計(jì)算下列反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱:(1)Fe3O4 + 4H2(g) 3Fe(s) + 4H2O(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) + H2O(l) 3HNO3(l) + NO(g
15、)(答案:- 71.7kJ?mol -1 )17.已知 Ag2O(s) + 2HCl(g)2AgCl(s) + H2O(l)= -324.9kJ?mol -1 及 (Ag2O ,s)= - 30.57kJ?mol -1,試求: AgCl 的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。(答案: - 127.3kJ?mol -1 ) 18. 某天然氣中 CH4占85.0%,C2H6占10.0%, 其余為不可燃部分。若已知C2H6(g)+7/2O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)= -30.57kJ?mol -1試計(jì)算完全燃燒 1.00m3這種天然氣的恒壓反應(yīng)熱。( 提示:主要是摩爾體積的計(jì)算問題)第二章思 考 題1.
16、下列說法是否正確 ?( 1)質(zhì)量定律適用于任何化學(xué)反應(yīng)。×( 2)反應(yīng)速率常數(shù)取決于反應(yīng)溫度,與反應(yīng)的濃度無關(guān)。( 3)反應(yīng)活化能越大,反應(yīng)速率也越大。×( 4)要加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)。×2. 以下說法是否恰當(dāng),為什么 ?( 1)放熱反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)。不一定( 2) rSm為負(fù)值的反應(yīng)均不能自發(fā)進(jìn)行。不一定( 3)冰在室溫下自動(dòng)溶化成水,是熵起了主要作用的結(jié)果。是3由錫石 (SnO2)生產(chǎn)金屬錫,要求溫度盡可能低??梢詥为?dú)加熱礦石( 產(chǎn)生 O2),或?qū)㈠a石與碳一起加熱( 產(chǎn)生CO2),或?qū)㈠a石與氫氣一起加熱( 產(chǎn)生水蒸氣) 。根據(jù)熱力學(xué)原理,應(yīng)選用何種
17、方法?(氫氣一起加熱)4.已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù):H2(g) + S(s) H2S(g);S(s) + O2(g) SO2(g);則反應(yīng): H2(g) + SO2(g) O2(g) + H2S(g)的平衡常數(shù)是下列中的哪一個(gè)。(1) -(2)?(3) /(4)/ 5. 區(qū)別下列概念:(1)與(2) 與(3) J與 Jc 、Jp(4) K 與 Kc、Kp6. 評(píng)論下列陳述是否正確 ?( 1)因?yàn)?( T)=-RTlnK ,所以溫度升高,平衡常數(shù)減小。不一定(2) (T) i (298.15)(生成物)+i (298.15)(反應(yīng)物 )×(3)CaCO3在常溫下不分解,是因?yàn)槠浞纸夥磻?yīng)是
18、吸熱反應(yīng);在高溫(T>1173K)下分解,是因?yàn)榇藭r(shí)分解放熱。×7.向5L 密閉容器中加入3molHCl(g) 和2molO2(g) ,反應(yīng): 4HCl(g)+ O2(g) 2H2O(g) + 2Cl2(g)的 - 114.408kJ?mol -1,在723K 達(dá)到平衡,其平衡常數(shù)為 K。試問:( 1)從這些數(shù)據(jù)能計(jì)算出平衡常數(shù)嗎 ? 若不能,還需要什么數(shù)據(jù) ?不能(須知道轉(zhuǎn)化率或平衡分壓或反應(yīng)的熵)( 2)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下,試比較 723K 和823K 時(shí) K 的大小。(K( 723K)> K (823K)( 3)若下列兩反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為和2H2O(g) 2H2(g) +
19、O2(g)2HCl(g) H2(g) + 2Cl2(g)那么, K 與 和 之間有什么關(guān)系 ( 以式子表示 )? ( )2/8 對(duì)于可逆反應(yīng):C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g); > 0下列說法你認(rèn)為對(duì)否? 為什么 ?( 1)達(dá)平衡時(shí)各反應(yīng)物和生成物的分壓一定相等。×( 2)改變生成物的分壓,使 J < K ,平衡將向右移動(dòng)。( 3)升高溫度使 正增大; 逆減小,故平衡向右移動(dòng);×( 4)由于反應(yīng)前后分子數(shù)目相等,所以增加壓力對(duì)平衡無影響。×( 5)加入催化劑使 正增加,故平衡向右移動(dòng)。×9. 可逆反應(yīng):達(dá)平衡時(shí),A(g)
20、 + B(g) 2C(g) ( (298.15K)<0)如果改變下述各項(xiàng)條件,試將其它各項(xiàng)發(fā)生的變化填入表中。操作條件 正 逆 k正 k 逆 平衡常數(shù) 平衡移動(dòng)方向增加 A(g) 分壓 - - - - - 正正 -壓縮體積 - - - - - 逆-降低溫度 - - - - - -正使用正催化劑 - - - -不變-10根據(jù)平衡移動(dòng)原理,討論下列反應(yīng):2Cl2(g) + 2H2O(g) 4HCl(g) + O2(g); (298 15K)>0將 Cl2 ,H2O,HCl,O2四種氣體混合后,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),若進(jìn)行下列各項(xiàng)操作,對(duì)平衡數(shù)值各有何影響( 操作項(xiàng)目中沒有注明的是指溫度不變、體
21、積不變 )?操作項(xiàng)目平衡數(shù)值(1)加 O2H2O 的物質(zhì)的量 - (2)加 O2HCl 的物質(zhì)的量(3)加 O2O2 的物質(zhì)的量 - (4)增大容器的體積H2O 的物質(zhì)的量(5)減小容器的體積Cl2 的物質(zhì)的量 - (6)減小容器的體積Cl2 的分壓 - (7)減小容器的體積K 不變(8)升高溫度K- (9)升高溫度HCl 的分壓 - (10)加催化劑HCl 的物質(zhì)的量不變11. 設(shè)有反應(yīng) A(g) + B(g) 2C(g), A 、 B、C 都是理想氣體,在 25、1×105Pa 條件下,若分別按下列兩種過程變化,那么變化過程的 Q、W、 、 、 、 各是多少? (1) 體系放熱
22、41.8kJ?mol -1, 而沒有做功; (2) 體系做了最大功,放出 1.64kJ?mol -1的熱。過程 Q W體積 W非體積-41.8 -0 0- -41.8 - -41.85.5- -40.16 -1.64 -0 - 40.16 -41.8 -41.8 -5.5 -40.16解: (提示 : 在等溫等壓下 , 體系 的減小等于體系素做的最大非體積功)由于體系的H、U、S、G 都是狀態(tài)函數(shù),其改變量與過程的途徑無關(guān),所以以上2個(gè)過程的、 、 、 是相同的。由(1) 可知, W0,Q- 41.8kJ?mol -1, 根據(jù)熱力學(xué)第一定律:Qp+W +p(V2-V1)= +nRT因?yàn)閚0,所
23、以 Q- 41.8 kJ?mol -1由(2) 可知,體系作了最大非體積功,且放出1.64 kJ?mol-1 的熱。根據(jù) Q+W非體積可知:- 41.8kJ?mol -1 - 1.64 kJ?mol -1+W 非體積所以: W非體積 - 40.16 kJ?mol -1因?yàn)椋?-T- 41.8 kJ?mo l-1- 298.15K× - 40.16 kJ?mol -1所以:- 5.50J?mol - 1?K-112. 能否用 K 來判斷反應(yīng)自發(fā)性 ? 為什么 ? 不能13. 若基元反應(yīng) A 2B 的活化能為 Ea, 而其逆反應(yīng)活化能為 Ea', 問(1) 加催化劑后, Ea 和
24、 Ea' 各有何變化 ?等值降低(2) 加不同的催化劑對(duì) Ea 的影響是否相同 ? Ea 值不同(3) 提高反應(yīng)溫度, Ea、Ea' 各有何變化 ?不變(4) 改變起始濃度, Ea 有何變化 ? 不變*14.狀態(tài)函數(shù) p 、 T、 V、U、H、S、G 中哪些具有加和性(指其值與體系中物質(zhì)的量有關(guān))? V 、U、H、S、G習(xí) 題作業(yè):第2/5頁: P60622./3./6./8./11./13./15./18.1. 應(yīng)用公式 (T)= ( T) - T (T), 計(jì)算下列反應(yīng)的值,并判斷反應(yīng)在 298.15K 及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能自發(fā)向右進(jìn)行。8Al(s) + 3Fe3O4(s) 4Al
25、2O3(s)+ 9Fe(s)(提示: )#2.通過計(jì)算說明下列反應(yīng):2CuO(s) Cu2O(s) + 1/2O2(g)(1) 在常溫 (298K) 、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能自發(fā)進(jìn)行 ?(2) 在700K 時(shí)、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能否自發(fā)進(jìn)行 ?(提示:(1)(2) )#3.碘鎢燈可提高白熾燈的發(fā)光效率并延長(zhǎng)其使用壽命。其原理是由于燈管內(nèi)所含少量碘發(fā)生了如下可逆反應(yīng), 即W(s) + I2(g) WI2(g)當(dāng)生成的WI2(g)擴(kuò)散到燈絲附近的高溫區(qū)時(shí),又會(huì)立即分解出W而重新沉積至燈管上。已知298.15K時(shí) :W(s)WI2(g)/(kJ?mol-1)0-8.37/(J?mol - 1?K-1)33.5251(1)
26、 若燈管壁溫度為 623K,計(jì)算上式反應(yīng)的 (623K)(2) 求 WI2(g) 在燈絲上發(fā)生分解所需的最低溫度。(提示:(1)(2) )4. 寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc 、Kp、 K 的表達(dá)式 :(1) CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)(2) NH3(g) 1/2N2(g) + 3/2H2(g)(3) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)(4) Al2O3(s) + 3H2(g) 2Al(s) + 3H2O(g) ( 注意:固體和溶劑液體不計(jì)入平衡常數(shù) )5. 298.15K時(shí),下列反應(yīng): 2H2O2(l) 2H2O(l) + O2(g)的 = -19
27、6.10 kJ?mol - 1 , = 125.76 J?mol- 1?K-1,試分別計(jì)算該反應(yīng)在298.15K 和373.15K 的 K 值。(提示: )#6.試判斷下列反應(yīng)N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)(1) 在298.15K、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下能否自發(fā)進(jìn)行 ?(2) 計(jì)算298.15K 時(shí)該反應(yīng)的 K 值。(提示: )7. 將空氣中的N2(g) 變成各種含氨的化合物的反應(yīng)叫做固氮反應(yīng)。根據(jù)計(jì)算下列 3種固氮反應(yīng)的及 K,并從熱力學(xué)角度選擇那個(gè)反應(yīng)最好?N2(g) + O2(g) 2NO(g)2N2(g) + O2(g)N2(g) + 3H2(g) 2N2O(g) 2NH3(g)(提示
28、:)#8.求下列反應(yīng)的CO(g) + NO(g)、 、 ,并用這些數(shù)據(jù)分析利用該反應(yīng)凈化汽車尾氣中 CO2(g) + 1/2N2(g)NO和 CO的可能性。(提示 :)9. 設(shè)汽車內(nèi)燃機(jī)內(nèi)溫度因燃料燃燒反應(yīng)達(dá)到 1300, 試估算此溫度時(shí)下列反應(yīng)1/2N2(g) + 1/2O2(g)NO(g) 的和 K 值。(提示:)10.在699K 時(shí),反應(yīng)H2(g) + I2(g) 2HI(g)的Kp = 55.3,如果將 2.00molH2和 2.00molI2作用于 4.00L的容器內(nèi),問在該溫度下達(dá)到平衡時(shí)合成了多少HI?(提示:平衡分壓kPa 2905.74-x 2905.74-x 2x)#11.
29、反應(yīng)CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)在某溫度下Kp = 1,在此溫度下于6.0L容器中加入:2.0L 、3.04 ×105Pa的 CO(g)3.0L 、2.02 ×105Pa的 CO(g)6.0L 、2.02 ×105Pa的 H2O(g)1.0L 、2.02 ×105Pa 的 H2(g)問反應(yīng)向哪個(gè)方向進(jìn)行?( 提示:在第3/5頁恒溫下由 p1V1=p2V2分別求出將氣體加入該容器后的分壓。P(CO)=1.01×105Pa,P(H2O)=2.02×105Pa,P(CO2)=1.01×105Pa,P(
30、H2)= 0.34 ×105Pa起始分壓 105Pa 1.01 2.01 1.01 0.34反應(yīng)商 J 為:平衡向正方向移動(dòng)。)12.在294.8K 時(shí)反應(yīng): NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g)的 K = 0.070,求:(1) 平衡時(shí)該氣體混合物的總壓。(2) 在同樣的實(shí)驗(yàn)中, NH3的最初分壓為 25.3 kPa 時(shí) ,H2S的平衡分壓為多少 ?(提示:(1)平衡分壓為:x x則標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為:所以平衡時(shí)的總壓為: p=2×26kPa=52kPa(2) T 不變,則平衡常數(shù)不變。平衡分壓為: 25.3+y y所以 H2S的平衡分壓為 17kPa)#13.反
31、應(yīng): PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)(1) 523K 時(shí),將 0.70mol 的 PCl5 注入容積為 2.0L 的密閉容器中,平衡時(shí)有 0.50molPCl5 被分解了。試計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù) Kc、K 和 PCl5 的分解百分?jǐn)?shù)。(2) 若在上述容器中已達(dá)平衡后,再加入 0.10molC12,則 PCl5的分解百分?jǐn)?shù)與未加 Cl2 時(shí)相比有何不同 ?(3) 如開始時(shí)注入 0.70molPCl5 的同時(shí),注入 0.10molCl2 ,則平衡時(shí) PCl5 的分解百分?jǐn)?shù)又是多少 ? 比較 (2) 、(3) 所得結(jié)果,可得出什么結(jié)論 ?( 提示:( 1)起始濃度為 (mol?L
32、 -1) 0.70/2.0 0 0平衡濃度濃度為 (mol?L -1) (0.70-0.50)/2.0 0.50/2.0 0.50/2.0Kc=0.62mol?L -1 , (PCl5)=71%起始分壓為 0 0平衡分壓為(2)新的平衡濃度為:0.10+y 0.25-y 0.25+(0.10/2)-yT 不變,則Kc0.62 mol?L -1 不變, y=0.01 mol?L -1, (PCl5)=68%(3)起始濃度為 (mol?L -1) 0.70/2.0 0 0.10/2.0平衡濃度為 (mol?L -1) 0.35-z z 0.050+zKc 不變, z=0.24 mol?L -1 ,
33、 (PCl5)=68%。比較( 2)(3)說明最終濃度及轉(zhuǎn)化率只與始終態(tài)有關(guān),與加入的過程無關(guān)。)14.在673K 下,1.0L容器內(nèi)N2、 H2、NH3三種氣體的平衡濃度分別為:c(N2) = 1.0mol?L-1 ,c(H2) = 0.50mol?L-1 ,c(NH3)0. 50mol?L-1 。若使 N2的平衡濃度增加到 1.2mol?L -1 ,需從容器中取走多少摩爾的H2才能使體系重新達(dá)到平衡?(提示:先求出平衡常數(shù)Kc.平衡濃度為 (mol?L -1) 1.0 0.50 0.50所以 Kc2.0 mol?L -1N2的平衡濃度發(fā)生變化后:起始濃度為 (mol?L -1) 1.0 0
34、.50 0.50新的平衡濃度 (mol?L -1) 1.2 0.5+(3×0.2 )-x 0.5-(2×0.2 )所以從容器中取走的氫氣為:x=0.94mol )#15.在749K 條件下,在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng):CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)Kc = 2.6,求:(1)當(dāng) H2O與 CO物質(zhì)的量之比為1時(shí), CO的轉(zhuǎn)化率為多少?(2)當(dāng) H2O與 CO物質(zhì)的量之比為 3時(shí), CO的第4/5頁轉(zhuǎn)化率為多少 ?(3) 根據(jù)計(jì)算結(jié)果,你能得出什么結(jié)論 ?(提示:在體積恒定時(shí),物質(zhì)的量之比等于濃度之比,故當(dāng)H2O與 CO物質(zhì)的量之比為 1時(shí),則 c(
35、H2O)/ c(CO)=1 .( 1)起始濃度為 (mol?L -1) c c 0 0平衡濃度 (mol?L -1) c-x c-x x x所以:(2)設(shè)達(dá)到平衡后,已轉(zhuǎn)化的CO濃度為 x mol?L -1 ,Kc = 2.6 不變起始濃度為 (mol?L -1) c 3c 0 0平衡濃度 (mol?L -1) c-x 3c - x x x 所以:通過計(jì)算說明:增加反應(yīng)物中某一物質(zhì)的濃度,可以提高另一物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率;增加反應(yīng)物的濃度,平衡向生成物方向移動(dòng)。16.將 NO和 O2注入一保持在 673K 的固定容器中,在反應(yīng)發(fā)生以前,它們的分壓分別為p(NO) = 101kPa ,p(O2) = 2
36、86kPa)。當(dāng)反應(yīng): 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)達(dá)平衡時(shí), p(NO2) = 79.2kPa 。計(jì)算該反應(yīng)的K 和 值。(答案: K 5.36 , - 9.39kJ?mol -1 )*17.已知反應(yīng): 1/2H2(g) + 1/2Cl2(g)HCl(g)在298.15K時(shí)的K4.9 ×1016,(298.15K) - 92.307kJ?mol -1 ,求在500 K時(shí)的 K 值 近似計(jì)算,不查S(298.15K)和(298.15K)數(shù)據(jù)。( 提示:)#18.在298.15K 下,以下兩個(gè)化學(xué)反應(yīng):(1)H2O(l) + 1/2O2(g) H2O2(aq), ( )
37、1 = 105.3mol?L-1>0(2)Zn(s) + 1/2O2(g) ZnO(s), ( )2 =- 318.3mol?L -1 < 0可知前者不能自發(fā)進(jìn)行。若把兩個(gè)反應(yīng)耦合起來:“aq”表示水合之意。Zn(S) + H2O(l) + O2(g) ZnO + H2O(aq)不查熱力學(xué)數(shù)據(jù),請(qǐng)問此耦合反應(yīng)在298.15K 能否自發(fā)進(jìn)行 ? 為什么 ?(提示:,即該耦合反應(yīng)在上述條件下能自發(fā)進(jìn)行。)第三章酸堿反應(yīng)和沉淀反應(yīng)思 考 題1闡述下列化學(xué)名詞、概念的含義。解離常數(shù),解離度,分步解離,水解常數(shù),水解度,分步水解,水的離子積,緩沖溶液,溶度積,溶度積規(guī)則,分步沉淀,沉淀完全,
38、沉淀轉(zhuǎn)化。2在氨水中加入下列物質(zhì)時(shí),NH3?H2O的解離度和溶液的pH 值將如何變化 ?(1) 加 NH4C1;NH3?H2O的解離度下降, pH值(2) 加 NaOH; NH3?H2O的解離度下降, pH 值(3) 加 HCl; NH3?H2O的解離度增大, pH值(4) 加水稀釋。 解離度 ,溶液 pH值的變化與加水的多少有關(guān)。3是非題:(1) 酸性水溶液中不含 OH-,堿性水溶液中不含 H+;×(2)1 ×10 - 5 mol?L -1 的鹽酸溶液沖稀 1000倍,溶液的 pH值等于 8.0 ;×(3) 使甲基橙顯黃色的溶液一定是堿性的;×(4)
39、在一定溫度下,改變?nèi)芤旱?pH值,水的離子積不變;(5) 弱電解質(zhì)的解離度隨弱電解質(zhì)濃度降低而增大;(6)H2S 溶液中 c(H+)=2c(S2- ) ×4下列說法是否正確? 為什么 ?(1) 將氨水和 NaOH溶液的濃度各稀釋為原來的 1/2 ,則兩種溶液中 OH-濃度均減小為原來的 1/2 ;×(2) 若 HCI 溶液的濃度為 HOAc溶液的 2倍,則 HCl 溶液中 H+濃度也為 HOAc溶液中 H+濃度的 2倍;×(3)中和同濃度、等體積的一元酸所需的堿量基本上是相等的,所以同濃度的一元酸溶液中H+濃度基本上也是相等的;前半句、后半句×(4)氨水
40、的濃度越小,解離度越大,溶液中OH-濃度也必越大。5根據(jù)弱電解質(zhì)的解離常數(shù),確定下列各溶液在相同濃度下,pH值由大到小的順序。NaOAcNaCNNa3PO4H3PO4(NH4)2SO4HCOONH4NH4OAcH2SO4 HClNaOH。6試回答下列問題;(1)如何配制 SnCl2、Bi(NO3)3 、Na2S溶液 ?先用濃 HCl 溶解 SnCl2固體、先用濃HNO3溶解 Bi(NO3)3 固體、先用濃NaOH溶解 Na2S固體后再稀釋。(2) 將 Na2CO3和 FeCl3溶液混合,其產(chǎn)物是什么 ? Fe(OH)3+CO27現(xiàn)有 0.20 mol?L -1 HCl溶液與 0.20 mol?
41、L -1 氨水,在下列各情況下如何計(jì)算混合溶液的pH值?(1) 兩種溶液等體積混合; pH=5.12(2) 兩種溶液按 2:l 的體積混合; pH=1.17(3) 兩種溶液按 1:2 的體積混合。 pH=9.258農(nóng)村用草木灰作為鉀肥( 含碳酸鉀 ) ,試解釋為什么草木灰不宜與氮肥( 如 NH4C1)混合使用。9試解答下列問題:(1) 能否將 0.1mol?L -1 NaOH 溶液稀釋至 c(OH-)=1.0 ×10 - 8 mol?L -1? 不能(2) CaCO3在下列哪種試劑中的溶解度最大 ?純水; 0.1 mol?L -1NaHCO3溶液; 0.1mol?L -1Na2CO3
42、溶液; 0.1mol?L -1CaCl2 溶液; 0.5mol?L -1 KNO3溶液。在 KNO3溶液中(3) 洗滌 BaSO4沉淀時(shí),往往使用稀 H2SO4,而不用蒸餾水; SO42-的同離子效應(yīng), BaSO4沉淀的損失最小(4) Ag2CrO4 在0.01mol?L -1AgNO3溶液中的溶解度小于在 K2CrO4溶液中的溶解度。通過計(jì)算 Ag2CrO4 在0.01mol?L -1AgNO3溶液中的溶解度為: s=1×10 - 8 mol?L -1, Ag2CrO4在0.01mol?L -1 K2CrO4 溶液中的溶解度為: s=5×10 - 6 mol?L -111
43、. 許多難溶于水的化學(xué)試劑如難溶的碳酸鹽、硫化物、銀鹽、鋇鹽、鉻酸鹽等,常用沉淀法合成。沉淀工藝條件一般為操作液濃度宜適當(dāng)稀一點(diǎn),合成溫度宜高一點(diǎn),加沉淀劑宜慢一點(diǎn),為什么?( 提示:與獲得的晶粒大小、純度有關(guān)) 。主要是為了獲得純度高、晶粒大的產(chǎn)品。第四章氧化還原反應(yīng)思考題1. 分別將元素 Mn、N在下列兩組物質(zhì)中的氧化數(shù)按高到低順序排列。(1) KMnO4, MnO2, K2MnO4, MnSO4, MnO(OH)(2) N2, N2O5, N2O, N2O3,NO2, NO, NH32. 試分別寫出碳在下列各物質(zhì)中的共價(jià)鍵數(shù)目和氧化數(shù).CH3Cl (-2 ), CH4 ( -4 ), C
44、HCl3 (+2), CH2Cl2 ( 0), CCl4 (+4) ( 共價(jià)鍵數(shù)目均為 4)3. 指出下列各物質(zhì)中各元素的氧化數(shù)。Cs+, (+1) F-, (-1 ) NH4+, (-3 ,+1) H3O+,(+1,-2 ) H2O2, (+1,-1 ) Na2O2(+1,-1 ), KO2, (+1,-1 2) CH3OH,( -2 ,+1,-2 ) Cr2O72-, (+6, -2 ) KCr(SO4)2?12H2O( +1,+3,+6,-2 , +1)4. 判斷下列氧化還原反應(yīng)方程式書寫是否正確, 并把錯(cuò)誤予以改正。(1) 3Ag2S + 8HNO3 6AgNO3 + 3S+ 2NO+
45、 4H2O(2) 4MnO4- + 4H+ 4MnO2 + ( 3)2O2+ 2H2O×(3)( 2)NO2- + (4)2H+ + 2I-( 2)NO + I2 +(2)H2O×(4) K2Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O + 2K+ ×Cr2O7 + 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O(5) FeS + 4HNO3 Fe(NO3)3 + S + NO + 2H2O(6) ( 3)Fe2+ + NO3- + 4H+ ( 3)Fe3+ + NO+ 2H2O×5. 指出下列各原
46、電池符號(hào)的表示式是否正確, 并把錯(cuò)誤的予以改正。(1)氧化還原反應(yīng) : Fe(s) + Ag+(aq) Fe2+(aq) + Ag(s)原電池符號(hào) : (-)AgAg+Fe2+Fe(+) ×(- )FeFe2+( c1)Ag+( c2)Ag (+)(2)氧化還原反應(yīng) : Fe3+(aq) + 2I-(aq) Fe2+(aq) + I2(s)原電池符號(hào) : (-)Pt,I2(s)I- (c1) Fe2+(c2) Fe3+(c3) (+)×(- )Pt,I2(s)I- (c1) Fe3+ (c2) ,F(xiàn)e2+ (c3)Pt (+)(3) 氧化還原反應(yīng) :2Fe2+(0.010m
47、ol?L - 1) + Cl2(100kPa)=2Fe3+(0.10mol?L-1) + 2Cl-(2.0mol?L-1)原電池符號(hào) :(- )Pt Fe2+(mol?L - 1),Fe3+(0.10mol?L- 1) Cl2(100kPa) Cl - (2.0mol?L - 1),Pt(+)×(- )Pt Fe2+(0.01mol?L - 1),Fe3+(0.10mol?L- 1) Cl - (2.0mol?L - 1) Cl2(100kPa),Pt(+)6. 氧化還原電對(duì)當(dāng)氧化型或還原型物質(zhì)發(fā)生下列變化時(shí), 電極電勢(shì)將發(fā)生怎樣的變化 ?(1) 氧化型物質(zhì)生成沉淀;(2) 還原型物質(zhì)生成弱酸。7. 填寫下列空白 :(1)下列氧化劑 : KClO4, Br2, FeCl3, KMnO4, H2O2當(dāng)其溶液中H+濃度增大時(shí) ,氧化能力增強(qiáng)的是KClO4, KMnO4, H2O2,不變的是 Br2,FeCl3 。(2) 下列電對(duì)中 , E 值最小的是 OH-/H2。H+/H2, H2O/H2, OH-/H2, HF/H2, HCN/H2, H+/H28. 下列電對(duì)中 , 若濃度增大 , 哪種電對(duì)的電極電勢(shì)增大、不變或變小?Cl2/Cl-, C
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