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文檔簡介
1、第一章 氣體、液體和溶液的性質(zhì) 1. 敞口燒瓶在7所盛的氣體,必須加熱到什么溫度,才能使1/3氣體逸出燒瓶? 2. 已知一氣筒在27,30.0atm時,含480g的氧氣。若此筒被加熱到100,然后啟開閥門(溫度保持在100),一直到氣體壓力降到1.00atm時,共放出多少克氧氣? 3. 在30時,把8.0gCO2、6.0gO2和未知量的N2放入10dm3的容器中,總壓力達800 mmHg。 試求: (1) 容器中氣體的總摩爾數(shù)為多少? (2) 每種氣體的摩爾分數(shù)為多少? (3) 每種氣體的分壓為多少? (4) 容器中氮氣為多少克? 4. CO和CO2的混合密度為1.82g×dm3(在
2、STP下)。問CO的重量百分數(shù)為多少? 5. 已知某混合氣體組成為:20份氦氣,20份氮氣,50份一氧化氮,50份二氧化氮。問:在0,760mmHg下200dm3此混合氣體中,氮氣為多少克? 6. S2F10的沸點為29,問:在此溫度和1atm下,該氣體的密度為多少? 7. 體積為8.2dm3的長頸瓶中,含有4.0g氫氣,0.50mol氧氣和分壓為2atm 的氬氣。這時的溫度為127。問: (1) 此長頸瓶中混合氣體的混合密度為多少? (2) 此長頸瓶內(nèi)的總壓多大? (3) 氫的摩爾分數(shù)為多少? (4) 假設在長頸瓶中點火花,使之發(fā)生如下反應,直到反應完全: 2H2(g) + O2(g) 2H
3、2O(g)當溫度仍然保持在127時,此長頸瓶中的總壓又為多大? 8. 在通常的條件下,二氧化氮實際上是二氧化氮和四氧化二氮的兩種混合氣體。在45,總壓為1atm時,混合氣體的密度為2.56g×dm3。計算: (1) 這兩種氣體的分壓。 (2) 這兩種氣體的重量百分比。 9. 在1.00atm和100時,混合300cm3H2和100 cm3O2,并使之反應。反應后溫度和壓力回到原來的狀態(tài)。問此時混合氣體的體積為多少毫升?若反應完成后把溫度降低到27,壓力仍為1.00atm,則混合氣體的體積為多少毫升? (已知27時水的飽和蒸汽壓為26.7mmHg) 10. 當0.75mol的“A4”固
4、體與2mol的氣態(tài)O2在一密閉的容器中加熱,若反應物完全消耗僅能生成一種化合物,已知當溫度降回到初溫時,容器內(nèi)所施的壓力等于原來的一半,從這些數(shù)據(jù),你對反應生成物如何下結(jié)論? 11. 有兩個容器A和B,各裝有氧氣和氮氣。在25時: 容器A: O2 體積500 cm3,壓力1atm。 容器B: N2 體積500 cm3,壓力0.5atm?,F(xiàn)將A和B容器相連,讓氣體互相混合,計算: (1) 混合后的總壓。 (2) 每一種氣體的分壓。 (3) 在此混合物中氧氣所占的摩爾分數(shù)。 12. 在1dm3的玻璃瓶中,裝有100 cm3含HCl 10%的鹽酸溶液(1.19g×cm3),在溫度為27時,
5、加入0.327g鋅(原子量為65.4)并立即用塞子塞緊。反應完全后,如瓶內(nèi)溫度和反應前相同,問:瓶中的壓力是多少?(假設反應前瓶中的壓力為1atm,包括空氣、水蒸氣和氯化氫三種氣體的分壓,并假設反應前后此三種分壓相同。) 13. 將未知量的氬氣和氦氣相混合,其混合物的重量為5.00g,并且知道此混合氣體在25,1atm時占有10dm3體積,求此混合氣體各組分的重量百分組成? 14. 現(xiàn)有5.00gFeCl3(固體),放入事先抽空的1dm3容器中氣化成在427時,該氣體的壓力為0.89atm。試證明氣體的分子組成是Fe2Cl6,而不是FeCl3。 15. 一氣態(tài)化合物的分子式為CxHyClz,它
6、與足量的氧氣完全燃燒,燃燒8體積該化合物,產(chǎn)生16體積的CO2,16體積的H2O蒸汽和8體積的Cl2(反應前后都在相同的溫度和壓力下)。問:此化合物的分子式如何? 16. 100cm3的O2加入50cm3的CO和C2H6的混合氣體中,點燃后,CO和C2H6完全變成CO2和H2O,然后再回到原來的溫度和壓力(此時水已不算體積了)。剩下的氣體體積為85cm3,求原來混合物中,CO和C2H6的體積百分數(shù)。 17. 在臭氧的分析中,把2.0´104dm3的空氣(在STP下)通入NaI的溶液中,發(fā)生如下反應: O3 + 2I + H2O O2 + I2 + 2OH生成的I2用0.0106mol
7、×dm3的硫代硫酸鈉溶液滴定,反應如下: I2 + 2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6為了使所有的I2和Na2S2O3完全反應,必須用此硫代硫酸鈉溶液4.2dm3,試計算: (1) 與Na2S2O3完全反應的I2的摩爾數(shù)? (2) 在20000dm3空氣中,含有多少摩爾O3? (3) 在STP下,這些O3占多大體積? (4) 空氣中O3占的體積為空氣的百分之幾? 18. 某兩種氣態(tài)混合烴,在常溫下體積為20cm3,與足量的氧氣反應,產(chǎn)生的氣體被濃硫酸吸收后,體積減少了30 cm3;被石灰水吸收后,體積減少了40 cm3(這些體積都已換算成與初始狀態(tài)在相同的溫度和壓力下)。
8、問此混合物有幾種?每種可能情況下,各烴的體積百分數(shù)為多少? 19. 有一種未知氣體,測得它的擴散速度是NH3擴散速度的2.92倍,求這種未知氣體的近似分子量? 20. 在第二次世界大戰(zhàn)期間,發(fā)明了分離鈾同位素的方法。把六氟化鈾(UF6,分子量為352)通過幾千層多孔的障礙,利用擴散速度的不同來分離。試比較氟甲烷(氘碳14甲基) (CD3F,分子量為39)和UF6的擴散速率比。 21. 在50atm和50時,10.0gCO2的體積為85cm3。試求:此實際氣體與理想氣體定律的體積百分偏差為多少? 22. 在18和760mmHg氣壓下,將含飽和水蒸汽的空氣2.70dm3通過CaCl2干燥管。吸去水
9、汽后,稱重得3.21g,求:18時飽和水蒸汽壓。(已知空氣的平均分子量為29.0)。 23. 在16和747mmHg氣壓力下,在水面上收集1dm3CO2氣體,經(jīng)干燥后,還有多少立方分米CO2?重多少克? 24. 液體A和B形成理想溶液。純A和純B的蒸汽壓(在100時)分別為300mmHg和100mmHg。假設100時此溶液是由1molA和1molB組成。收集此液體上方的蒸汽,然后冷凝,再把此冷凝液體加熱到100,然后再使此冷凝液體上方的蒸汽冷凝,形成液體X,問在液體X中,A的摩爾分數(shù)為多少? 25. 在80時苯的蒸汽壓為753mmHg,甲苯的蒸汽壓為290mmHg。若有1/3 mol的苯和2/
10、3mol的甲苯混合溶液,問: (1) 此溶液的蒸汽壓為多少? (2) 溶液上面蒸汽的組成如何? (假設此溶液中的兩個成分都服從拉烏爾定律) 26. 在25時,某液體上方的氧氣體積為4dm3,壓強為750mmHg。用適當?shù)姆椒ǔパ鯕庵械哪骋后w蒸汽。再測量氧氣的體積(在STP下)為3dm3,計算此液體的蒸汽壓。(假設開始時氧氣的液態(tài)蒸汽是飽和的)。 27. 4g某物質(zhì)溶于156g的苯中,苯的蒸汽壓從200mmHg減到196.4mmHg。計算: (1) 此物質(zhì)的摩爾分數(shù)。 (2) 此物質(zhì)的分子量。 28. 在25時3%的阿拉伯膠水溶液(最簡單的化學式為C6H10O5)的滲透壓為0.0272atm。
11、求此阿拉伯膠的分子量和聚合度? 29. 在30時,在水面上收集N2,此溫度下水的蒸汽壓為32mmHg。水上方氣體的總壓力為656mmHg,體積為606cm3。問:此混合氣體中,氮氣的摩爾數(shù)為多少? 30. 某酚的正常沸點為455.1K,蒸發(fā)熱為48.139kJ×mol1 。欲使沸點為400K,問真空度應為多少kPa? 31. 三氯甲烷在40時蒸汽壓為370mmHg,在此溫度和740mmHg氣壓下,有4.00dm3干燥空氣緩緩通過三氯甲烷(即每個氣泡都為三氯甲烷所飽和),求: (1) 空氣和三氯甲烷混合氣體的體積是多少? (2) 被空氣帶走的三氯甲烷質(zhì)量是多少克? 32. 在青藏高原某
12、山地,測得水的沸點為93,估計該地大氣壓是多少? (DHevap=43kJ×mol1) 33. 向某液態(tài)有機物(分子量為148.4)緩慢通人5dm3,1atmN2。當溫度為110時,失重32g,140時失重1215g。試求此有機物在110及140的飽和蒸汽壓、摩爾汽化熱和正常沸點。 34. 10g非揮發(fā)性未知樣品溶解在100g苯中,然后將空氣在此溶液內(nèi)鼓泡,流出的空氣被苯的蒸汽所飽和,這時溶液重量損失了1.205g(溶液的濃度在此過程中假定為不變);在同樣的溫度下,空氣通過純苯鼓泡,流出的氣體體積與前者相同時,苯的蒸汽也達到了飽和,引起的重量損失為1.273g,求未知樣品的分子量。
13、35. 在25時,固體碘的蒸汽壓為0.31mmHg,氯仿(液態(tài))的蒸汽壓為199.1mmHg,碘的氯仿飽和溶液中碘的摩爾分數(shù)為0.0147,計算: (1) 在這樣的飽和溶液中,平衡時碘的分壓, (2) 此溶液的蒸汽壓(假定服從拉烏爾定律)。 36. 在0時, 1大氣壓下,水溶解純N2為23.54cm3×dm3,溶解O2為48.89cm3×dm3,空氣中含N279%和O2 21%(體積百分數(shù)),問溶解空氣時,水中空氣的N2和O2的體積百分數(shù)為多少? 37. 當20、氮氣的壓力為730mmHg時,1000g水中可溶解9.3cm3氮氣,試求氮氣的亨利常數(shù)? 38. 氧在1atm下
14、,20時的溶解度是3.1cm3/100cm3水,問100dm3雨水中最多含多少溶解了的氧氣? 39. 由0.550g樟腦和0.045g有機溶質(zhì)所組成的溶液的凝固點為157.0。若溶質(zhì)中含93.46%的碳及6.54%的氫(重量百分比),試求溶質(zhì)的分子式。(已知樟腦的熔點為178.4) 40. 現(xiàn)有25mg的未知有機物溶在1.00g的樟腦中,樟腦的熔點下降2.0K,問此未知有機物的分子量為多少?(樟腦C10H16O的Kf =40) 41. 今有兩種溶液:一種為1.5g尿素溶在200g水內(nèi),另一種為42.72g未知物溶在1000g水內(nèi)。這兩種溶液在同一溫度時結(jié)冰。問這個未知物的分子量為多少? 42.
15、 某6g溶質(zhì),溶解于100g水中,冰點降低了1.02K,計算此溶質(zhì)的分子量。 43. 用0.244g的苯甲酸溶在20g苯中,冰點為5.232,純苯的冰點為5.478,計算在此溶液中苯甲酸的分子量。寫出在此溶液中苯甲酸的分子式。 44. 在0時,1大氣壓的氮氣在水中的溶解度為23.54cm3×dm3,1大氣壓的氧氣在水中的溶解度為48.89cm3×dm3,空氣中的水和無空氣水的冰點差為多少? 45. 在100cm3含有2.30g甘油,這時冰點為0.465。計算:溶解在水中的甘油的近似分子量。 46. 當CO2的壓力為760mmHg,每100g水中能溶解335mg的CO2(0)
16、,試計算:當CO2的壓力為5atm,溫度為0時,1kg水能溶解多少毫克CO2?此溶質(zhì)的冰點是多少? 47. 水溶液中含5%尿素(M=60.05)和10%的葡萄糖(M=180.02)。試求此溶液的凝固點。 48. 乙二醇(CH2OHCH2OH)通常與水混合,在汽車水箱中作為抗凍液體。 (1) 如果要求溶液在20才能結(jié)凍,問此水溶液的質(zhì)量摩爾濃度為多少? (2) 需多大體積的乙二醇(密度為1.11g×cm3 )加到30dm3水中,才能配成(1)中所要求的濃度? (3) 在1atm下,此溶液的沸點為多少? 49. 把5g未知有機物溶解在100g的苯中,苯的沸點升高了0.65K。求此未知有機
17、物的分子量? (Kb=2.64) 50. 把5.12g萘(C10H8)溶在100g的CCl4中,CCl4的沸點升高了2.00K。求CCl4的摩爾沸點升高常數(shù)是多少? 51. 一水溶液,凝固點為1.50,試求: (1) 該溶液的沸點, (2) 25時的蒸汽壓, (3) 25時的滲透壓。 52. 在40下人類的血液的滲透壓為7.7atm,試求: (1) 人類血液的濃度, (2) 若c = m,求血液的凝固點。 53. 馬的血紅素是血液中紅細胞的一種蛋白質(zhì)。分析此血紅素的無水化合物,發(fā)現(xiàn)有0.328%的鐵。問此馬的血紅素的最小分子量為多少?有人在一個實驗中發(fā)現(xiàn)每升含80g血紅素的溶液,在4,滲透壓為
18、0.026atm。問: (1) 此血紅素的正確分子量為多少? (2) 比較兩個結(jié)果,可以得到一個血紅素分子中有幾個鐵原子? 54. 在100ml水中含有1.35g的蛋白質(zhì)溶液,在25時它的滲透壓為9.9´103atm。問:此蛋白質(zhì)的分子量為多少? 55. 在25時,5.0g聚苯乙烯溶于1dm3苯中,其滲透壓為7.6mmHg,求:聚苯乙烯的分子量。 56. 試求17、含17.5g蔗糖的150cm3蔗糖水溶液的滲透壓。 57. 計算冰點為0.035的水溶液,在25時它的滲透壓是多少? 58. 葡萄糖(C6H12O6)、蔗糖(C12H22O11)和氯化鈉三種溶液,它們的濃度都是1%(g
19、215;cm3),試比較三者滲透壓的大小。 59. 在0時每升溶液含有45.0g蔗糖的水溶液的滲透壓為2.97atm,試求氣體常數(shù)。 60. 近年來,在超臨界CO2(臨界溫度Tc = 304.3K;臨界壓力pc = 72.8·105 Pa)中的反應引起廣泛關(guān)注。該流體的密度在臨界點附近很容易調(diào)制,可認為是一種替代有機溶劑的綠色溶劑。該溶劑早已用于萃取咖啡因。然而,利用超臨界CO2的缺點之一是二氧化碳必須壓縮。 (1) 計算將二氧化碳從1bar壓縮到50bar所需的能量,其最終體積為50ml,溫度為298K,設為理想氣體。實際氣體用范德瓦爾斯方程描述(盡管仍是近似的):對于CO2: a
20、 = 3.59·105Pa·dm6·mol-2 b = 0.0427 dm3· mol-1 (2) 分別計算在溫度為305K和350K下為達到密度220g·dm-3,330 g·dm-3,and 440 g·dm-3所需的壓力。超臨界流體的性質(zhì),如二氧化碳的溶解能力和反應物的擴散性與液體的密度關(guān)系密切。上問的計算表明,通過改變壓力可調(diào)制密度。 (3) 在哪一區(qū)域近臨界點還是在較高壓力/溫度下更容易調(diào)制流體的密度(利用臨界常數(shù)和5.2問的計算結(jié)果)? 在超臨界二氧化碳中氧化醇類,如將芐醇氧化為苯甲醛,是一種超臨界工藝。反應在催
21、化選擇性效率為95的Pd/Al2O3催化劑作用下進行。 (4) (a) 寫出主要反應過程的配平的反應式。 (b) 除完全氧化外,進一步氧化時還發(fā)生哪些反應? 在另一超流體工藝合成有機碳酸酯和甲酰胺的例子中,二氧化碳既是溶劑,又可作為反應物替代光氣或一氧化碳。 (5) ( a) 寫出甲醇和二氧化碳反應得到碳酸二甲酯的配平的方程式。如以光氣為反應物如何得到碳酸二甲酯? (b) 用適當?shù)拇呋瘎┛捎脝徇投趸己铣杉柞;鶈徇?。該反應還需添加什么反應物?寫出反應式。若用一氧化碳替代,反應式將如何改變? (6) 用綠色化學的觀念給出用CO2代替一氧化碳和光氣的2個理由。與以CO或COCl2為反應物對比,
22、再給出用CO2為反應物的1個主要障礙(除必須對二氧化碳進行壓縮外)。第二章 化學熱力學基礎(chǔ)及化學平衡 1. 有一活塞,其面積為60cm2,抵抗3atm的外壓,移動了20cm,求所作的功。 (1)用焦耳; (2)用卡來表示。 2. 1dm3氣體在絕熱箱中抵抗1atm的外壓膨脹到10dm3。計算: (1)此氣體所作的功;(2)內(nèi)能的變化量;(3)環(huán)境的內(nèi)能變化量。 3. 壓力為5.1atm,體積為566dm3的流體,在恒壓過程中,體積減少到1/2, (1)求對流體所作的功 (2)求流體的內(nèi)能減少365.75kJ時,流體失去的熱量? 4. 在一汽缸中,放入100g的氣體。此氣體由于壓縮,接受了294
23、0kJ的功,向外界放出了2.09kJ的熱量。試計算每千克這樣的氣體內(nèi)能的增加量。 5. 在1atm、100時,水的摩爾汽化熱為40.67kJ×mol1,求:1mol水蒸汽和水的內(nèi)能差?(在此溫度和壓力下,水蒸汽的摩爾體積取作29.7dm3) 6. 某體系吸收了3.71kJ的熱量,向外部作了1.2kJ的功,求體系內(nèi)部能量的變化。 7. 某體系作絕熱變化,向外部作了41.16kJ的功, 求此體系內(nèi)能的變化量。 8. 有一氣體,抵抗2atm的外壓從10dm3膨脹到20dm3,吸收了1254J的熱量,求此氣體的內(nèi)能變化? 9. 一理想氣體在恒定的一大氣壓下,從10dm3膨脹到16dm3,同時
24、吸熱125.4J的熱量,計算此過程的DU和DH。 10. 在300K時3mol的理想氣體等溫膨脹,它的內(nèi)壓為8atm,抵抗2atm的恒壓力作功,體積增加到4倍,試求W、Q、DU和DH。 11. 現(xiàn)有2dm3氮氣在0及5atm下抵抗1atm的恒外壓作等溫膨脹,其最后的壓力為1atm,假設氮氣為理想氣體,求此過程的W、DU、DH及Q。 12. 在1atm下,2molH2和1molO2反應,在100和1atm下生成2mol水蒸汽,總共放出了115.8kJ×mol1熱量。求生成每摩爾H2O(g)時的DH和DU。 13. 在25和恒壓下(1atm),1/2molOF2同水蒸氣反應,反應式如下:
25、 OF2(g) + H2O(g) ® O2(g) + 2HF(g)放出161.35kJ×mol1的熱量,試計算每摩爾OF2同水蒸氣反應的DH和DU。 14. 當反應: N2(g)+3H2(g)®2NH3(g)在恒容的彈式量熱計內(nèi)進行,放出熱量87.2kJ×mol1, 計算:此反應的DH和DU是多少?(25時) 15. 已知A + B ® C + D DH = 41.8kJ×mol1 C + D ® E DH = 20.9 kJ×mol1 試計算下列各反應的DH (1) C + D ® A + B (2)
26、2C + 2D ® 2A + 2B (3) A + B ® E 16. 計算下列三個反應的DH 、DG 298和DS ,從中選擇制備丁二烯的反應。 (1) C4H10(g) ® C4H6(g)2H2(g) (2) C4H8(g) ® C4H6(g)H2(g) (3) C4H8(g)1/2O2(g) ® C4H6(g)H2O(g) 17. 利用附表中燃燒熱的數(shù)據(jù),計算下列反應的反應熱DH 298: (1) C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g) (2) 3C2H2(g) = C6H6(l) (3) C2H5OH(l) = C2H4(g
27、) + H2O(l) 18. 已知反應: C(金鋼石) + O2(g) = CO2(g) DH 298= 395.01kJ×mol1 C(石墨) + O2(g) = CO2(g) DH 298= 393.13kJ×mol1求:C(石墨)C(金剛石)的DH 298=? 19. 從下列熱反應方程式求出PCl5(s)的標準摩爾生成熱(溫度為25) 2P(s) + 3Cl2(g) = 2PCl3(l) DH = 634.5kJ×mol1 PCl3(l) + Cl2(g) = PCl5(s) DH = 137.1kJ×mol1 20. 從下列數(shù)據(jù)計算AgCl在25
28、時標準生成熱。 Ag2O(s) + 2HCl(g) = 2AgCl(s) + H2O(l) DH 1= 324.4kJ×mol1 2Ag(s) + 1/2O2(g) = Ag2O DH 2= 30.56kJ×mol1 1/2H2(g) + 1/2Cl2 = HCl(g) DH 3 = 92.21kJ×mol1 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) DH 4 = 285.6kJ×mol1 21. 根據(jù)硫生成SO2,SO2在鉑的催化下,被氧化生成SO3,SO3溶于H2O生成H2SO4(l)等反應,利用下面的數(shù)據(jù);計算H2SO4(l)的生成熱。已
29、知: SO2(g)的DHf = 296.6kJ×mol1 SO2(g)1/2O2=SO3(g)的DH = 98.19kJ×mol1 H2O(l)的DHf = 285.6kJ×mol1 SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)的DH = 130.2kJ×mol1 22. 利用附表中生成焓(DHf )數(shù)據(jù),計算下列反應的DH (1) 2Al(s) + Fe2O3(s) ® Al2O3(s) + 2Fe(s) (2) SiH4(g) + 2O2(g) ® SiO2(s) + 2H2O(g) (3) CaO(s) + SO3(g)
30、74; CaSO4(s) (4) CuO(s) + H2(g) ® Cu(s) + H2O(g) (5) C2H4(g) + H2(g) ® C2H6(g) 23. 已知下列熱化學方程式 Fe2O3(s) + 3CO(g) ® 2Fe(s) + 3CO2(g) DH 1= 27.59kJ×mol1 3Fe2O3(s) + CO(g) ® 2Fe3O4(s) + CO2(g) DH 2= 58.52kJ×mol1 Fe3O4(s) + CO(g) ® 3FeO(s) + CO2(g) DH 3= + 38.04kJ×
31、mol1不用查表,計算下列反應的DH FeO(s) + CO(g) ® Fe(s) + CO2(g) 24. 水蒸汽與石墨反應得到CO和H2O(水煤氣),此反應為 H2O(g) + C(石墨) ®CO(g) + H2(g), 求此反應的DH 。 25. 從乙醇、石墨和氫氣的燃燒熱來計算下列反應的DH 2C(石墨) + 2H2(g) + H2O(l) ® C2H5OH(l)若把反應物H2O(l)換成H2O(g),試求上述反應的DH 。 26. 已知某溫度下,下列反應的焓變化: (1) 3H2(g) + N2(g) ® 2NH3(g) DH= 92.4kJ&
32、#215;mol1 (2) 2H2(g) + O2(g) ® 2H2O(g) DH= 483.7kJ×mol1計算:反應4NH3(g) + 3O2(g) ® 2N2(g) + 6H2O(g)的焓變化。說明在此溫度下,此正反應是吸熱還是放熱的。 27. 由下面的熱化學方程式,計算CH4的標準生成焓。 (1) CH4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O(l) DH = 890.3kJ×mol1 (2) 2H2 + O2 ® 2H2O(l) DH = 572.7kJ×mol1 (3) C(石墨) + O2 ® CO2
33、DH = 392.9kJ×mol1 28. 丙酮CH3COCH3的DHf 為256.7kJ×mol1,溫度為25,計算: (1)在一定壓力下的燃燒熱; (2) 2g丙酮燃燒所放出的熱量。 29. 預言下列從左到右的過程,熵是增加的還是減少的? (1) H2O(s) ® H2O(l) (2) C(s) + 2H2(g) ® CH4(g) (3) 2CO2(g) ® 2CO(g) + O2(g) (4) N2(g,1atm) ® N2(g,2atm) (5) CaCO3(s) + 2H+(aq) ® Ca2+(aq) + CO2
34、(g) + H2O(l) (6) NaCl(s) ® Na+(aq) + Cl(aq) 30. 在1atm及146.5下,AgI(a)=AgI(b)是一個可逆轉(zhuǎn)變。其轉(zhuǎn)換能是6.395kJ×mol1。問2mol的AgI(b)變?yōu)锳gI(a),其熵的變化量DS是多少? 31. 指出下列(1)、(2)、(3)中各對過程中,哪一個熵變更大?試解釋。 (1) 0的冰變0的水蒸汽與0的水變成0的水蒸汽; (2) 一液體在比已知溫度下的蒸汽壓要低的外壓情況下變成氣體與一液體在與已知溫度下的蒸汽壓相等的外壓情況下變成氣體; (3) 一氣體從30可逆地加熱到70與一同樣的氣體從30不可逆地
35、加熱到80。 32. 計算25由氧及氫生成水蒸汽的熵變化,已知O2的S 是204.8J×mol1×K1,H2的S 是130.5J×mol1×K1,H2O的S 是188.5J×mol1×k1。 33. 正己烷的沸點為68.7,在沸點時,汽化熱為28.83kJ×mol1,若1mol該液體完全汽化成飽和蒸汽時,其熵變化若干? 34. 在一個很大的室內(nèi),保持空氣在294K,室外的空氣在250K時,一小時由壁向外傳5058kJ的熱量。求: (1)室內(nèi)的空氣, (2)室外的空氣, (3)宇宙三者的熵變化? 35. (1)求1g 0的冰熔
36、化成同溫度的水時,熵的增量?(其中冰的溶解熱為334.4J×g1) (2)求1atm下,100時1g水蒸發(fā)成同溫度的水蒸氣時熵的增量?(其中水的汽化熱為2.253kJ×g1) 36. 一定量的理想氣體,在一獨立的體系中,溫度為400K時,作等溫可逆膨脹。在此過程中,從熱源吸入836J熱量,求: (1)氣體的熵變化, (2)熱源的熵變化, (3)宇宙的熵變化。 37. 判斷下列說法是否正確?為什么? (1) 自發(fā)過程是體系的熵減少的過程; (2) 在溫度、壓力不變時,自發(fā)過程為只作pV功時的自由能增加的過程; (3) 自發(fā)過程是吸熱反應的過程。 38. 下列反應是放熱反應:C
37、H4(g) + Cl2(g) ® CH3Cl(g) + HCl(g)試判斷哪一個反應方向是自發(fā)進行的方向。 39. (1)甲烷和硫化氫的反應是吸熱反應:CH4(g) + 2H2S(g) ® CS2(g) + 4H2(g) 升高溫度,對反應有什么影響? (2)氯氣和氧氣之間的反應是吸熱反應:2Cl2(g) + O2(g) ® 2Cl2O(g)升高溫度,對反應有什么影響? 40. 對于298K時的CO2和石墨的反應:CO2(g) + C(石墨)2CO(g) DH = +172.3kJ×mol1 DS = +175.3J×mol1×K1試說
38、明: (1)此反應的DS為正值的理由。 (2)問此反應能否自發(fā)進行(用計算來說明)。 (3)試求在什么溫度以上,此反應能自發(fā)進行。 41. 已知反應(1)、(2)的DG 298分別為DG 1 142.0kJ×mol1,DG 2= 113.6kJ×mol1 (1) 16H+ + 2MnO4 + 10Cl ® 5Cl2(g) + 2Mn2+ + 8H2O(l) (2) Cl2(g) + 2Fe2+ ® 2Fe3+ + 2Cl試求下面反應的DG 8H+ + MnO4 + 5Fe2+ ® 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O(l) 42. 已知:H2
39、O2(l):DGf = 118.0kJ×mol1 H2O(l):DGf = 236.4kJ×mol求下面反應的標準自由能的變化 H2O2(l)H2O(l)1/2O2(g) 43. 已知: CH4(g) O2(g) CO2(g) H2O(l) DH 74.82 392.9 285.5 (kJ×mol1) S 186.01 49.0 51.06 16.75 (J×mol1×K1)試求下面反應的標準自由能的變化DG 298 CH4(g) + 2O2(g) ® CO2(g) + 2H2O(l) 44. 已知:CH3OH(g):DG 298=
40、-162.6kJ×mol1 CO(g):DG 298= -135.9kJ×mol1試求下面反應的DG 298k CO(g) + 2H2(g) ® CH3OH(g) 45. 計算下面反應在25時的DG 、DH 、DS 。 1/2H2(g) + 1/2Br2(g) ® HBr(g) 46. 計算下面反應的DG (在25時) 2C2H6(g) + 7O2(g) ® 4CO2(g) + 6H2O(l) 47. 已知:Fe3O4的DHf = -1.117´103kJ×mol1,DGf = -1.014´103kJ×
41、mol1計算25時下面反應的DG 、DH 、DS 。 Fe3O4(s) + 4H2(g) ® 3Fe(s) + 4H2O(g) 48. 已知: H2(g) + 1/2O2(g)H2O(l) DG = -237.13kJ×mol1 H2O(g) + Cl2(g)2HCl(g) + 1/2O2(g) DG = 38.1 kJ×mol1 H2O(l)H2O(g) DG = 8.58 kJ×mol1計算HCl(g)在25時的標準生成自由能。 49. 由鐵礦石生產(chǎn)鐵有兩種可能途徑: (1) Fe2O3(s) + 3C(s) ® 2Fe(s) + 3CO2
42、(g) (2) Fe2O3(s) + 3H2(g) ® 2Fe(s) + 3H2O(g)上述哪個反應可在較低的溫度下進行? 50. 利用298K時的下列數(shù)據(jù),估計在1atm下,F(xiàn)e2O3能用碳來還原的溫度。 2C + O2 2CO D rHm= -221kJ×mol1 2Fe + 3/2O2 Fe2O3 D rHm= -820kJ×mol1 S (C)=5.5J×mol1×K1 S (O2)=205J×mol1×K1 S (Fe2O3)=180J×mol1×K1 S (Fe)=27J×mol1&
43、#215;K1 S (CO)=198J×mol1×K1 51. 利用問題50中對于反應CO22CO所給數(shù)據(jù)和下列數(shù)據(jù) Ti + O2 TiO2 DH =912kJ×mol1 S (Ti)=30J×mol1×K1 S (TiO2)=50.5J×mol1×K1估計反應TiO2 + 2C = Ti + 2CO的溫度(以K為單位) 52. 氧化銀和氧化銅在室溫下是穩(wěn)定的,但在高溫空氣中不穩(wěn)定。試計算在含氧20(體積)的空氣中,Ag2O和CuO發(fā)生分解的最低溫度。(假設DH 和DS 不隨溫度而變化) 53. 計算下列兩個反應DH 、D
44、G 298和DS ,并討論用焦炭還原煉制金屬鋁的可能性。 2Al2O3(S)3C(s) = 4Al(s)3CO2(g) Al2O3(S)3CO(s) = 2Al(s)3CO2(g) 54. 寫出平衡常數(shù)Kc的表達式(由各單質(zhì)氣體生成下面的1mol氣體化合物): (1)NO, (2)HCl, (3)NH3, (4)ClF3, (5)NOCl。 55. 寫出下列各可逆反應的平衡常數(shù)Kc的表達式 (1) 2NaHCO3(s)Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) (2) CO2(s)CO2(g) (3) (CH3)2CO(l)(CH3)2CO(g) (4) CS2(l) + 3Cl2
45、(g)CCl4(l) + S2Cl2(l) (5) 2 Na2CO3(s) + 5C(s) + 2N2(g)4NaCN(s) + 3CO2(g) 56. 在1120時CO2 + H2CO + H2O之Kp=2 2CO2CO + O2之Kp=1.4´10-12 求:H2 + 1/2O2H2O的Kp。 57. 已知:2800K時反應CO + 1/2O2 ® CO2的平衡常數(shù)Kp=6.443。求同溫度下,下列反應(1)、(2)的Kp。 (1) 2CO + O2 ® 2CO2 (2) CO2 ® CO + 1/2O2 58. 某氣體X2Z在通常的溫度下穩(wěn)定,但當
46、加熱時,部分離解成氣體Z,假設一氣體X2Z樣品的最初狀態(tài)為27和1atm,把它放入一固定體積的長頸瓶中,加熱到627,如果壓強增加到4.20atm,問X2Z的離解度為多少? 59. 在550,平衡時總壓強為1atm,光氣COCl2部分離解為CO和Cl2。離解后混合氣體每升重0.862g,求光氣的離解度? 60. 在800到1200之間,磷蒸氣由P4和P2混合組成。在1000和0.200atm下,磷蒸氣的密度為0.178g.dm3。問在此條件下,P4離解成P2的離解度是多少? 61. 3dm3的瓶內(nèi)裝有壓強為0.5atm的氯氣,再加入0.1mol的PCl5。求在250時PCl5的離解度。(PCl
47、5PCl3 + Cl2,當t=250時,Kp=1.78) 62. 一平衡體系N2O4(g)2NO2(g)。在某溫度和1atm時N2O4的離解百分率為50,問壓強增加至2atm時,N2O4的離解百分率為多少。 63. 設有1.588g的N2O4,按下式進行部分解離N2O42NO2在25時達到平衡后,體積為0.500dm3,總壓強維持760mmHg,求25時N2O4的離解度? 64. 在45時N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)Kc=0.0269。如果2.50´103mol的NO2放入一個0.35dm3的長頸瓶中,平衡時,NO2和N2O4的濃度各為多少? 65. 在600K時,反應NH
48、3(g)1/2N2(g)+3/2H2(g)的平衡常數(shù)Kc=0.395。如果把1.00gNH3注入1.00dm3的容器中,在600K達到平衡,問將會產(chǎn)生多大的壓強? 66. COCl2光氣在足夠高的溫度下可以部分分解成氣體CO和Cl2。在一實驗中,把0.631g的COCl2注入0.472dm3的容器中,在900K時產(chǎn)生的總壓強為1.872atm。試計算光氣的離解百分數(shù)? 67. 有一反應:2X + Y X2Y(X、Y、X2Y都為氣體)。現(xiàn)把3molX和3molY放入1dm3容器中,平衡時,X2Y為0.6mol,求: (1)平衡時X,Y各為多少摩爾? (2)平衡常數(shù)Kc、Kp(若在100達到平衡)
49、。 68. 反應XY2 X + 2Y中三種皆為理想氣體。在體積為10.0dm3的容器中,起初XY2有0.40mol,現(xiàn)加入催化劑,使XY2離解。達到平衡時,混合物的壓強為1.20atm,溫度為300K,求Kp。 69. 反應Fe3O4 + CO 3FeO(s) + CO2,在溫度為600時平衡常數(shù)Kp為1.15。若混合物原先有1mol的Fe3O4、2mol的CO、0.5mol的FeO和0.3mol的CO2,如果總壓是5atm,求平衡時各物質(zhì)的摩爾數(shù)? 70. 在溫度為1482.53K,總壓為10atm時,蒸氣平衡時的質(zhì)量組成為:Na(g) 71.30%,Na2(g) 28.70%,計算此反應2
50、Na(g)Na2(g)的Kp值。 71. 在250時,為要在1dm3容器中生成0.1mol×dm3的氯氣,需通入PCl5若干摩爾? Kp=1.78 72. 合成氨的原料中,氮和氫的摩爾比為1:3。在400和10atm下平衡時,可產(chǎn)生3.85%的NH3(體積百分數(shù)),求: (1)反應N2 + 3H22NH3的Kp。 (2)如果要得到5的NH3,總壓需要多少? (3)如果將混合物的總壓增加到50atm,平衡時NH3的體積百分數(shù)為多少? 73. 已知下列反應的在不同溫度下平衡常數(shù),求正反應是吸熱還是放熱的,并解釋之。 H2(g) + I2(g)2HI(g) 74. 下列可逆反應達到平衡:
51、2A(g) + B(g)C(g)。在兩升的容器內(nèi)反應物A的量為1.2mol,B的量為0.8mol(初始)。達到平衡后,A的量為0.9mol,求此反應的Kc。 75. 把1.0g的PCl5放入250cm3的長頸瓶中,長頸瓶加熱到250,PCl5離解并達到平衡,PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)。在平衡時Cl2的量為0.25g,問在250時,這個離解反應的Kc為多少? 76. 在一定的溫度下,SO2和O2作用生成SO3的反應,其平衡常數(shù)為Kp=2.25,設在該溫度下參加反應的SO2為5mol,O2為4mol,要使平衡時有80的SO2轉(zhuǎn)變?yōu)镾O3,問反應的總壓應當是多少? 77. 在2
52、7和1atm下,NO2相對于H2的密度為38.34,求: (1) NO2的轉(zhuǎn)化率為多少? (2)這溫度下的平衡常數(shù)Kc,Kp為多少?(2NO2N2O4) 78. 固體碳酸銨按如下的方程式分解: (NH4)2CO3(s)2NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)在某一高溫下,NH3、CO2和H2O氣體的總壓是由純的固體碳酸銨分解產(chǎn)生。在平衡時,其總壓為0.400atm, (1)計算此反應的平衡常數(shù)。 (2)如果pH2O通過外界手段調(diào)到0.200atm,在(NH4)2CO3(s)還有留存的情況下pNH3和pCO2的壓強為多少? 79. 為測定445時反應H2(g) + I2(g)2HI(g
53、)的平衡常數(shù),把0.915gI2和0.0197gH2在445時反應直至平衡建立,還留下0.0128g H2沒有反應。 計算此反應的平衡常數(shù)Kc。 80. 在T=750K,p=300atm,分子比H2:N2=3:1時,反應:1/2N23/2H2NH3的Kp=0.00658。設最初摻有惰性氣體的原料氣共有2mol,通過計算說明當惰性氣體之摩爾分數(shù)分別為0.08,0.20,0.40時,對平衡的影響。 81. 從實驗得知五氯化磷蒸氣能分解如下:PCl5(g)PCl3(g) + Cl2(g)長頸瓶中起先只含純PCl5,在2atm下加熱到250時有69PCl5(g)離解,計算在250時,此離解反應的Kp。
54、 82. 在一個真空容器中,混合2mol的CH4氣體和1mol的H2S氣體,當加熱到727時,氣體反應CH4 + 2H2SCS2 + 4H2建立了平衡,這個容器內(nèi)的總壓是0.9atm,氫氣的分壓是0.2atm,求這個容器的體積。 83. 對于合成氨的反應:(N2:H21:3)N2 + 3H22NH3在500時平衡常數(shù)Kp=1.5×105(atm)。求壓強為p=300atm時,達到平衡時的氨的摩爾分數(shù)。 84. 在反應CO + Cl2COCl2中,CO與Cl2以相同的摩爾數(shù)相互作用,當平衡時,CO僅剩下一半,如果反應前混合物的總壓為1atm,平衡時氣體總壓為多少? 85. 在25,1atm時N2O4和NO2的平衡混合物的密度為3.18g×dm3,求: (1)混合氣體的平均分子量。 (2)該條件下N2O4的離解度。 (3)NO2和N2O4的分壓。 (4)反應N2O42NO2的平衡常數(shù)Kp。 86. 固態(tài)的NH4HS分解時建立下列平衡: NH4HS(s)NH3(g) + H2S(g)當25.9時,平衡的氣體總壓是0.658atm。假設在此溫度下,固體NH4HS在密閉容器中分解,瓶內(nèi)原有0.45atm
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