无机化学思考题+习题答案629出品.docx

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无机化学思考题+习题答案629出品

无机化学思考题+习题答案（629出品）

第一章　思考题

　　1.一气柜如下图所示：

　　　　　　A

N2（2L）CO2（1L）

　　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（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ΔU最大：

（1）体系放出了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ΔU=Q+W,

（1）ΔU=-60+（-40）=-100KJ

（2）ΔU=+60+40=+100KJ,（3）ΔU=+40+（-60）=-20KJ（4）ΔU=-40+60=+20KJ因此通过计算可以看出,

（2）过程的ΔU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kJ•mol-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）─→2NH3（g）　

　　　　1/2N2（g）+3/2H2（g）─→NH3（g）　不同,因为两个反应的反应计量数不同.

（2）H2（g）+Br2（g）─→2HBr（g）　

　　　　H2（g）+Br2（l）─→2HBr（g）不同,因为两个反应的反应物Br2的状态不同.

　　10.已知：

　　　A+B─→M+N；　（）1=35kJ•mol-1

　　　2M+2N─→2D；　（）2=-80kJ•mol-1

　　则A+B─→D的（）3是（）

（1）-10kJ•mol-1　　（3）-5kJ•mol-1√

（2）-45kJ•mol-1　　（4）25kJ•mol-1

　　11.下列纯态单质中，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）Br（l）

（2）Fe（s）　　　（4）Hg（g）√　　　　（6）石墨

　　12.在一标准态下CO2（g）的为下列那个反应的值?

（1）C（金刚石）+O2（g）─→CO2（g）

（2）CO（g）+1/2O2（g）─→CO2（g）

　　　　（3）C（石墨）+O2（g）─→CO2（g）√

　　13.反应:

H2（g）+S（g）─→H2S（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：

　　　　N2（g）+2O2（g）─→2NO2（g）　=66.36kJ•mol-1,则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（P24~25）：

3.／5.／8.／10.／13.／15.／18.

1.制备硝酸（HNO3）的反应如下：

　　　4NH3+5O24NO+6H2O

　　　2NO+O2─→2NO2　　

　　　3NO2+H2O─→2HNO3+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（HNO3）=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1.0×107Pa,试计算钢瓶内氯气质量。

提示：

＃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1.01×103kPa时就要充氧气以防混入别的气体。

今有实验设备每天需用101.325kPa氧气400L，问一瓶氧气能用几天？

解：

允许使用的氧气物质的量为：

每天需用氧气的物质的量为：

以瓶氧气可用的天数为：

4.一个容积为21.2L的氧气缸安装有在24.3×105Pa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：

＃5.冬季草原上的空气主要含氮气（N2）、氧气（O2）和氩气（Ar）。

在9.7×104Pa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：

根据道尔顿分压定律：

6.30℃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,CO2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N2的分压；（答案：

3.79×104Pa）

　　　（3）O2的物质的质量分

第2/4页

数；（答案：

0.286）

7.用锌与盐酸反应制备氢气：

　　　　Zn（s）+2H+─→Zn2++H2（g）↑

　　　若用排水集气法在98.6kPa、25℃下（已知水的蒸气压为3.1kPa）收集到2.50×10-3m3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10molN2（g）和20molH2（g）在合成氨装置中混合，反应后有5molNH3（g）生成,试分别按下列反应方程式中各物质的化学计数量（νB）和物质的量的变化（ΔnB）计算反应进度并作出结论。

（1）1/2N2（g）+3/2H2（g）─→NH3（g）（答案：

ξ＝5.0mol）

（2）N2（g）+3H2（g）─→2NH3（g）（答案：

ξ＝2.5mol）

提示：

。

结论：

反应进度的值与选用反应式中的哪个物质的量变化来进行计算无关，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（ΔU）（提示：

ΔU＝Qp－pΔV=0.771kJ）

＃10.2.00mol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　　　　　　　　　（3）体系做功

（2）终态温度　　　（4）热力学能变化（5）焓变

提示：

（问题主要出现在正负号上）

11.用热化学方程式表示下列内容：

在25℃及标准态下，每氧化1molNH3（g）和H2O（g）并将放热226.2kJ。

（答案：

）

12.在一敞口试管内加热氯酸钾晶体时发生下列反应：

2KClO3（s）─→2KCl（s）+3O2（g）,并放出热89.5kJ（298.15K）。

求:

298.15K下该反应的ΔrHm和ΔU。

（提示：

）

＃13.在高炉炼铁，主要反应有：

　　　　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。

（提示：

（1）各反应的值之和为：

（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.已知298.15K时反应：

　　　3H2（g）+N2（g）─→2NH3（g）；（）1=-92.22kJ•mol-1

　　　2H2（g）+O2（g）─→2H2O（g）；（）2=-483.636kJ•mol-1　　　　

试计算下列反应的（）3：

4NH3（g）+3O2（g）─→2N2（g）+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+3Fe3O4─→4Al2O3+9Fe

（1）利用数据计算恒压反应热；（答案：

）

（2）在此反应中若用去267.0g铝，问能放出多少热量？

（答案：

）

16.利用数

第3/4页

据，试计算下列反应的恒压反应热：

（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）（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,

　　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

　　C2H6（g）+7/2O2（g）2CO2（g）+3H2O（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：

主要是摩尔体积的计算问题）

第二章　思考题

　　1.下列说法是否正确?

（1）质量定律适用于任何化学反应。

×

（2）反应速率常数取决于反应温度，与反应的浓度无关。

√

　　（3）反应活化能越大，反应速率也越大。

×

　　（4）要加热才能进行的反应一定是吸热反应。

×

　　2.以下说法是否恰当，为什么?

（1）放热反应均是自发反应。

不一定

（2）ΔrSm为负值的反应均不能自发进行。

不一定

　　（3）冰在室温下自动溶化成水，是熵起了主要作用的结果。

是

　　3．由锡石（SnO2）生产金属锡，要求温度尽可能低。

可以单独加热矿石（产生O2），或将锡石与碳一起加热（产生CO2），或将锡石与氢气一起加热（产生水蒸气）。

根据热力学原理，应选用何种方法?

（氢气一起加热）

　　4.已知下列反应的平衡常数：

　　　H2（g）+S（s）H2S（g）；

　　　S（s）+O2（g）SO2（g）；

则反应：

H2（g）+SO2（g）O2（g）+H2S（g）的平衡常数是下列中的哪一个。

（1）-　

（2）　•　（3）/　　（4）　/√

　　5.区别下列概念：

（1）与　　　　　

（2）与

　　　（3）J与Jc、Jp　　　　　　　（4）Kθ与Kc、Kp

　　6.评论下列陈述是否正确?

（1）因为（T）=-RTlnKθ，所以温度升高，平衡常数减小。

不一定

（2）（T）＝Σνi（298.15）（生成物）+Σνi（298.15）（反应物）×

　　（3）CaCO3在常温下不分解，是因为其分解反应是吸热反应；在高温（T>1173K）下分解，是因为此时分解放热。

×

　　7.向5L密闭容器中加入3molHCl（g）和2molO2（g），反应：

4HCl（g）+O2（g）2H2O（g）+2Cl2（g）的＝-114.408kJ•mol-1，在723K达到平衡，其平衡常数为Kθ。

试问：

（1）从这些数据能计算出平衡常数吗?

若不能，还需要什么数据?

不能（须知道转化率或平衡分压或反应的熵）

（2）标准态下，试比较723K和823K时Kθ的大小。

（Kθ（723K）>Kθ（823K））

　　（3）若下列两反应的平衡常数分别为和

　　　　2H2O（g）2H2（g）+O2（g）　　　

　　　　2HCl（g）H2（g）+2Cl2（g）　　

那么，Kθ与和之间有什么关系（以式子表示）?

（）2/

　　8．对于可逆反应：

　　　　　C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）；>0

下列说法你认为对否?

为什么?

（1）达平衡时各反应物和生成物的分压一定相等。

×

（2）改变生成物的分压，使J

√

　　（3）升高温度使υ正增大；υ逆减小，故平衡向右移动；×

　　（4）由于反应前后分子数目相等，所以增加压力对平衡无影响。

×

　　（5）加入催化剂使υ正增加，故平衡向右移动。

×

9.可逆反应：

达平衡时，A（g）+B（g）2C（g）（（298.15K）<0）如果改变下述各项条件，试将其它各项发生的变化填入表中。

操作条件υ正υ逆k正k逆平衡常数平衡移动方向

增加A（g）分压-↑-↑-─-─-─正正-

压缩体积-↑-↑-─-─-─逆-

降低温度-↓-↓-↓-↓-↑-正

使用正催化剂-↑-↑-↑-↑-─不变-

　　10．根据平衡移动原理，讨论下列反应：

　　2Cl2（g）+2H2O（g）4HCl（g）+O2（g）；（298．15K）>0

将Cl2，H2O，HCl，O2四种气体混合后，反应达平衡时，若进行下列各项操作，对平衡数值各有何影响（操作项目中没有注明的是指温度不变、体积不变）?

　　　　操作项目　　　　　　　平衡数值

（1）加O2　　　　　　　H2O的物质的量-↑

（2）加O2　　　　　　　　HCl的物质的量↓

　　（3）加O2　　　　　　　O2的物质的量-↑

　　（4）增大容器的体积　　H2O的物质的量↓

　　（5）减小容器的体积　　Cl2的物质的量-↑

　　（6）减小容器的体积　　Cl2的分压-↑

　　（7）减小容器的体积　　Kθ不变

　　（8）升高温度　　　　　Kθ-↑

　　（9）升高温度　　　　　HCl的分压-↑

　　（10）加催化剂　　　　　HCl的物质的量　不变

　　11.设有反应A（g）+B（g）─→2C（g）,A、B、C都是理想气体，在25℃、1×105Pa条件下，若分别按下列两种过程变化，那么变化过程的Q、W、、、、各是多少？

（1）体系放热41.8kJ•mol-1,而没有做功；

（2）体系做了最大功，放出1.64kJ•mol-1的热。

过程QW体积W非体积

①---41.8-00--41.8---41.8–5.5--–40.16

②--1.64-0-–40.16--41.8--41.8-–5.5-–40.16

解:

（提示:

在等温\等压下,体系的减小等于体系素做的最大非体积功）

由于体系的H、U、S、G都是状态函数，其改变量与过程的途径无关，所以以上2个过程的、、、是相同的。

由

（1）可知，W＝0，Q＝-41.8kJ•mol-1,根据热力学第一定律：

＝Qp+W＝+p（V2-V1）=+ΔnRT

因为Δn＝0，所以＝Q＝-41.8kJ•mol-1

由

（2）可知，体系作了最大非体积功，且放出1.64kJ•mol-1的热。

根据＝Q+W非体积可知：

-41.8kJ•mol-1＝-1.64kJ•mol-1+W非体积

所以：

W非体积＝＝-40.16kJ•mol-1

因为：

＝-T＝-41.8kJ•mol-1-298.15K×

＝-40.16kJ•mol-1

所以：

＝-5.50J•mol-1•K-1

12.能否用Kθ来判断反应自发性?

为什么?

不能

13.若基元反应A─→2B的活化能为Ea,而其逆反应活化能为Ea',问

（1）加催化剂后，Ea和Ea'各有何变化?

等值降低

（2）加不同的催化剂对Ea的影响是否相同?

Ea值不同

　　（3）提高反应温度，Ea、Ea'各有何变化?

不变

　　（4）改变起始浓度，Ea有何变化?

不变

　　*14.状态函数p、T、V、U、H、S、G中哪些具有加和性（指其值与体系中物质的量有关）?

V、U、H、S、G

习题

作业：

第2/5页

：

P60~62

2./3./6./8./11./13./15./18.

1.应用公式（T）=（T）-T（T）,计算下列反应的值，并判断反应在298.15K及标准态下能自发向右进行。

　　8Al（s）+3Fe3O4（s）─→4Al2O3（s）+9Fe（s）

（提示：

）

#2.通过计算说明下列反应：

　　　　2CuO（s）─→Cu2O（s）+1/2O2（g）

（1）在常温（298K）、标准态下能自发进行?

（2）在700K时、标准态下能否自发进行?

（提示：

（1）

（2））

#3.碘钨灯可提高白炽灯的发光效率并延长其使用寿命。

其原理是由于灯管内所含少量碘发生了如下可逆反应,即

　　W（s）+I2（g）WI2（g）

当生成的WI2（g）扩散到灯丝附近的高温区时，又会立即分解出W而重新沉积至灯管上。

已知298.15K时：

　　　　　　　　　　　　　　　W（s）　　　　　WI2（g）

　　/（kJ•mol-1）　　　0　　　　　　-8.37

　　/（J•mol-1•K-1）　　33.5　　　　　　251

（1）若灯管壁温度为623K，计算上式反应的（623K）

（2）求WI2（g）在灯丝上发生分解所需的最低温度。

（提示：

（1）

（2））

4.写出下列反应的平衡常数Kc、Kp、Kθ的表达式:

（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：

固体和溶剂液体不计入平衡常数）

5.298.15K时，下列反应：

2H2O2（l）2H2O（l）+O2（g）的=-196.10kJ•mol-1,=125.76J•mol-1•K-1,试分别计算该反应在298.15K和373.15K的Kθ值。

（提示：

）

#6.试判断下列反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

（1）在298.15K、标准态下能否自发进行?

（2）计算298.15K时该反应的Kθ值。

（提示：

）

7.将空气中的N2（g）变成各种含氨的化合物的反应叫做固氮反应。

根据计算下列3种固氮反应的及Kθ，并从热力学角度选择那个反应最好?

　　N2（g）+O2（g）─→2NO（g）

　　2N2（g）+O2（g）─→2N2O（g）

　　N2（g）+3H2（g）─→2NH3（g）

（提示：

）

#8.求下列反应的、、，并用这些数据分析利用该反应净化汽车尾气中NO和CO的可能性。

　　CO（g）+NO（g）─→CO2（g）+1/2N2（g）

（提示:

）

9.设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300℃,试估算此温度时下列反应

　　1/2N2（g）+1/2O2（g）─→NO（g）的和Kθ值。

（提示：

）

10.在699K时，反应H2（g）+I2（g）2HI（g）的Kp=55.3,如果将2.00molH2和2.00molI2作用于4.00L的容器内，问在该温度下达到平衡时合成了多少HI?

（提示：

平衡分压／kPa2905.74-x2905.74-x2x

）

#11.反应CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）在某温度下Kp=1,在此温度下于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）　问反应向哪个方向进行?

（提示：

在

第3/5页

恒温下由p1V1=p2V2分别求出将气体加入该容器后的分压。

P（CO）=1.01×105Pa，P（H2O）=2.02×105Pa，P（CO2）=1.01×105Pa，P（H2）=0.34×105Pa

起始分压／105Pa1.012.011.010.34

反应商J为：

平衡向正方向移动。

）

12.在294.8K时反应：

NH4HS（s）NH3（g）+H2S（g）的Kθ=0.070，求：

（1）平衡时该气体混合物的总压。

（2）在同样的实验中，NH3的最初分压为25.3kPa时，H2S的平衡分压为多少?

（提示：

（1）

平衡分压为：

xx

则标准平衡常数为：

所以平衡时的总压为：

p=2×26kPa=52kPa

（2）T不变，则平衡常数不变。

平衡分压为：

25.3+yy

所以H2S的平衡分压为17kPa）

#13.反应：

PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）

（1）523K时，将0.70mol的PCl5注入容积为2.0L的密闭容