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 , ΔH , ΔG答: Q +W , ΔH , ΔG 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 ,ΔH ,ΔH θ,Δf θ298H (B ),θ298S (B ), Δf θ298G (B )答:H :焓;ΔH :焓变;ΔH θ:标准焓变;Δf θ298H (B ):298K 时B 物质的标准生成焓;θ298S (B ):298K 时B 物质的标准熵; Δf θ298G (B ):298K 时B 物质的标准生成吉布斯函数。
3.下列反应的Q p 和Q V 有区别吗?(1)2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(g)(2)NH 4HS(s)=NH 3(g)+H 2S(g)(3)C(s)+O 2(g)=CO 2(g)(4)CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)答:(1)、(2)有区别。
4.已知下列热化学方程式:(1)Fe 2O 3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g);Δθ298H =-27.6kJ/mol ;(2)3Fe 2O 3(s)+CO(g)=2Fe 3O 4(s)+CO 2(g);Δθ298H =-58.6kJ/mol ;(3)Fe 3O 4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO 2(g);Δθ298H =38.1kJ/mol ;不用查表,计算下列反应的Δθ298H :(4)FeO(s)+CO=Fe(s)+CO 2(g)5.查表计算下列反应的Δθ298H :(1)Fe 3O 4(s)+4H 2(g)=3Fe(s)+4H 2O(g)(2)4NH 3(g)+5O 2(g)=4NO(g)+6H 2O(l)(3)CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)(4)S(s)+O 2(g)=SO 2(g)6.查表计算下列反应的Δθ298H :(1)Fe(s)+Cu 2+(aq)=Fe 2+(aq)+Cu(s)(2)AgCl(s)+I -(aq)=AgI(s)+Cl -(aq)(3)2Fe 3+(aq)+Cu(s)=2Fe 2+(aq)+Cu 2+(aq)(4)CaO(s)+H 2O(l)=Ca 2+(aq)+2OH -(aq)7.查表计算下列反应的Δθ298S 和Δθ298G :(1)2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g)(2)3Fe(s)+4H 2O(l)=Fe 3O 4(s)+4H 2(g)(3)Zn(s)+2H +(aq)=Zn 2+(aq)+H 2(g)(4)2Fe 3+(aq)+Cu(s)=2Fe 2+(aq)+Cu 2+(aq)8.已知反应 4CuO(s)=2Cu 2O(s)+O 2(g) 的Δθ298H =292.0kJ/mol,Δθ298S =220.8J ·K -1·mol -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?9.对于合成氨反应:N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g),查表计算:(1)298K 、标准状态下,反应是否自发?(2)标准状态下,反应能够自发进行的最高温度是多少?设反应的ΔH 和ΔS 不随温度变化。
(3)若p (N 2)=10p θ,p (H 2)=30p θ,p (NH 3)=1p θ,反应能够自发进行的温度又是多少?设反应的ΔH 和ΔS 仍不随温度变化。
10.已知 CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g) 的Δθ298H =178.4 kJ/mol, ΔS θ298 =160.5 J ·K -1·mol -1。
试计算CaCO 3(s)在空气中(CO 2体积分数为0.033%)开始分解的近似温度。
11.写出下列各反应平衡常数K θ的表达式(不计算):(1)2NO(g)+O 2(g) 2NO 2(g)(2)C(s)+H 2O(g) CO(g)+H 2(g)(3)HAc(aq) H+(aq)+Ac-(aq)(3)Pb(s)+2H+(aq) Pb2+(aq)+H2(g)12. 973K时,反应:CO(g)+H2O(g) CO2g)+H2(g) 的Kθ=1.56,问:(1)973K,标准状态下,反应是否自发?(2)若p(CO2)=p(H2)=1.27×105Pa,p(CO)=p(H2O)=0.76×105Pa,反应是否自发?13.已知N2O4(g) 2NO2(g)的ΔθG=4836 J/mol。
现将盛有3.176gN2O4的1L密闭容器置于25℃的恒298温槽中,问:平衡时容器内的总压力为多少?14.523K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Kθ。
15.740K时,Ag2S(s)+H2(g) 2Ag(s)+H2S(g) 的Kθ=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?16.反应2Cl2(g)+2H2O(g) 4HCl(g)+O2(g)的ΔHθ>0。
请根据吕·查德里原理判断下列左方操作对右方平衡数值的影响。
(1)升高温度Kθ↑,O2物质的量↑(2)加H2O H2O物质的量↑,Cl2物质的量↓(3)加Cl2Kθ不变,HCl物质的量↑(4)增大容器体积Kθ不变,O2物质的量↑(5)加压Kθ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Q p=Q V。
(+)(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)等温等压条件下,某反应的ΔθG=10 kJ/mol,则该反应。
298A.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ΔfθH(CO2,g)的是。
298A.C(金刚石)+O2(g)=CO2(g) B.C(石墨)+O2(g)=CO2(g)1O2(g)=CO2(g) D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)C. CO(g)+2(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。
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(注意曲线形式)(4)升高温度可以增加反应速率,是因为。
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0.003mol·L-1·s-1,请用三种物质浓度的变化分别表示此时的反应速率。
20.28℃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。
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。
2. 对具有相同质量摩尔浓度的非电解质溶液、AB 型 及A 2B 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>AB 2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cK θi =α,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HAc —Ac -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)PbI 2和CaCO 3的溶度积均近似为10-8,则两者的溶解度近似相等。
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)NH 4Cl (s ) (2)NaOH (s ) (3)HCl (aq ) (4)H 2O5. 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)CaCO 3溶于稀HCl 溶液中,而BaSO 4则不溶。
(2)Mg(OH)2溶于NH 4Cl 溶液中。
6. 选择题(1)欲使乙二醇(C 2H 6O 2)水溶液的凝固点为-0.93℃,需在200g 水中加入乙二醇 克。
A 3.2B 12.4C 6.2D 22.4(2)下列水溶液沸点最高的是 。
A 0.03m 甘油B 0.02mH 2SO 4C 0.02mNaClD 0.02m 蔗糖(3)25℃时,PbI 2的溶解度为1.52×10-3mol ·L -1,其溶度积常数为 。
A 2.8×10-8B 1.4×10-8C 4.71×10-6 (4)下列溶液中pH 值最高的是 ,最低的是 。
A 0.1mol ·L -1HAcB 0.1mol ·L -1HAc+等体积水C 0.2 mol ·L -1HAc 与0.2 mol ·L -1NaAc 等体积混合D 0.2 mol·L-1HAc与0.6 mol·L-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)0.1 mol·kg-1HAc (5)0.1 mol·kg-1NaCl (4)0.1 mol·kg-1CaCl2(3)1 mol·kg-1C6H12O6 (2)1 mol·kg-1NaCl (1)1 mol·kg-1 H2SO48. 20℃时,将15.0克葡萄糖(C6H12O6)溶于200克水中,计算:(1)溶液的凝固点;(2)在101325Pa下,该溶液的沸点。
9. 在1升水中加多少克甲醛(CH2O),才能使水在-15℃不结冰?10. 取0.1mol·L-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。