大学基础化学课后习题解答(1)大学基础化学课后习题解答第一章 溶液和胶体溶液 第二章 化学热力学基础2-1 什么是状态函数？它有什么重要特点？ 2-2 什么叫热力学能、焓、熵和自由能？符号H 、S 、G 、∆H 、∆S 、∆G 、θfmH ∆、θcmH ∆、θfmG ∆、θrmH ∆、θmS 、θr mS ∆、θrmG ∆各代表什么意义？2-3 什么是自由能判据？其应用条件是什么？ 2-4 判断下列说法是否正确，并说明理由。

（1）指定单质的θfmG ∆、θfmH ∆、θmS 皆为零。

（2）298.15K 时，反应 O 2(g) +S(g) = SO 2(g) 的θr mG ∆、θrmH ∆、θr mS ∆分别等于SO 2(g)的θfmG ∆、θfmH ∆、θmS 。

（3）θrmG ∆＜0的反应必能自发进行。

2-5 298.15K 和标准状态下，HgO 在开口容器中加热分解，若吸热22.7kJ 可形成Hg （l ）50.10g ，求该反应的θrmH ∆。

若在密闭的容器中反应，生成同样量的Hg （l ）需吸热多少？ 解：HgO= Hg(l)+1/2O 2(g)θr mH ∆=22.7×200.6/50.1=90.89 kJ·mol -1Qv=Qp-nRT=89.65 kJ·mol -12-6 随温度升高，反应（1）：2M(s)+O 2(g) =2MO(s)和反应（2）：2C(s) +O 2(g) =2CO(g)的摩尔吉布斯自由能升高的为 (1) ，降低的为 (2) ，因此，金属氧化物MO 被硫还原反应2MO(s)+ C(s) ＝M(s)+ CO(g)在高温条件下 正 向自发。

2-7 热力学第一定律说明热力学能变化与热和功的关系。

此关系只适用于：A.理想气体；B.封闭系统；C.孤立系统；D.敞开系统2-8 纯液体在其正常沸点时气化，该过程中增大的量是：A.蒸气压；B.汽化热；C.熵；D.吉布斯自由能2-9 在298K 时，反应N 2(g)+3H 2(g) = 2NH 3(g)，θr mH ∆＜0则标准状态下该反应A.任何温度下均自发进行；B.任何温度下均不能自发进行；C.高温自发；D.低温自发 2-10 298K ，标准状态下，1.00g 金属镁在定压条件下完全燃烧生成MgO(s),放热24.7kJ 。

则θfmH∆（MgO ，298K ）等于 600.21 kJ·mol -1 。

已知M(Mg)=24.3g ﹒mol -1。

2-11 已知298.15K 和标准状态下(1) Cu 2O(s) +1/2O 2(g)2CuO(s)θm r H ∆= -146.02kJ·mol -1(2)CuO(s)+Cu(s)Cu 2O(s)θm r H ∆= -11.30kJ·mol -1求(3) CuO(s)Cu(s) +1/2O 2(g)的θmr H ∆解：θrmH∆=-[(1)+(2)]=157.32 kJ·mol -12-12 已知298.15K 和标准状态下（1）Fe 2O 3(s) +3CO(g) =2 Fe(s) +3CO 2(g)θr mH ∆= -24.77 kJ·mol -1(2 ) 3Fe 2O 3(s) + CO(g) = 2 Fe 3O 4(s) + CO 2(g)θr mH ∆= -52.19 kJ·mol -1(3 ) Fe 3O 4(s) + CO(g) = FeO(s) + CO 2(g) θr mH ∆= -39.01 kJ·mol -1求（4）Fe(s) + CO 2(g) = FeO(s) + CO(g) 的θrmH ∆。

解：θr mH ∆=[(3)×2+(2)-(1)×3]÷6=-9.32kJ·mol -12-13 甘氨酸二肽的氧化反应为C 4H 8N 2O 3(s) + 3O 2(g) = H 2NCONH 2 (s) +3CO 2(g) +2 H 2O(l)已知θfmH ∆（H 2NCONH 2, s ）=-333.17 kJ·mol -1,θf mH ∆（C 4H 8N 2O 3, s ）=-745.25 kJ·mol -1。

计算：（1）298.15K 时，甘氨酸二肽氧化反应的标准摩尔焓变θrmH ∆= -1340.15 kJ·mol -1。

（2）298.15K 和标准状态下，1g 固体甘氨酸二肽氧化时放热多少？10.15 kJ·g -12-14 由θfmH ∆的数据计算下列反应在298.15K 和标准状态下的θrmH ∆。

（1） 4NH 3(g) + 5O 2(g) = 4NO(g) +6H 2O(l)θr mH ∆= -1169.78 kJ·mol -1 (2 ) 8Al(s) + 3Fe 3O 4(s) = 4Al 2O 3(s) +9Fe(s)θr mH ∆= -6327.86kJ·mol -1(3) CO(g) +H 2O(l) = CO 2(g) + H 2(g) θr mH ∆=2.88kJ·mol -12-15 液态乙醇的燃烧反应：C 2H 5OH(l) +3O 2(g) = 2 CO 2(g) +3 H 2O(l)利用附录提供的数据，计算298K 和标准状态时，92g 液态乙醇完全燃烧放出的热量。

解：θr mH ∆=-393.51×2-285.85×3-(-276.98)=-1367.59 kJ·mol -1 -2735.18 kJ·mol -12-16 由葡萄糖的θcmH ∆和水及二氧化碳的θfmH ∆数据，求298K 和标准状态下葡萄糖的θfmH ∆。

解：θr mH ∆=-393.51×6+(-285.85)×6-(-2815.8)=-1260.36kJ·mol -12-17 已知298K 时，下列反应BaCO 3(s) = BaO(s) + CO 2(g)θf mH ∆ (kJ·mol -1) -1216.29 -548.10-393.51θr mH ∆=274.68θmS (J·mol -1·K -1) 112.13 72.09213.64 θmS =173.60求298.15K 时该反应的θrmH ∆，θr mS ∆和θrmG ∆，以及该反应可自发进行的最低温度。

解：θr mG ∆=222.95kJ·mol -1T≥274680/173.6=1582K2-18 将空气中的单质氮变成各种含氮化合物的反应叫固氮反应。

利用附录提供的θfmG ∆数据计算下列三种固氮反应的θrmG ∆，从热力学角度判断选择哪个反应最好？（1）N 2 (g) + O 2 (g) = 2NO (g)θr mG ∆=173.38kJ·mol -1(2) 2 N 2 (g) + O 2 (g) = 2N 2O (g) θr mG ∆=207.32kJ·mol -1 (3)N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g)θr mG ∆=-32.24kJ·mol -12-19 已知298.15K 时和标准状态下，θmS (S,单斜)=32.6 J·mol -1·K -1，θmS (S,正交)=31.8J·mol -1·K -1。

S(S,单斜) + O 2 (g) = SO 2(g)θr mH ∆=-297.2 kJ·mol -1S(S,正交) + O 2 (g) = SO 2(g)θr mH ∆=-296.9kJ·mol -1计算说明在标准状态下，温度分别为25℃和95℃时两种晶型硫的稳定性。

解：S(s,单斜)= S(s,正交)θr mH ∆=-0.3kJ·mol -1θmS =-0.8 J·mol -1·K -125℃时θr mG ∆=-0.3-298.15×(-0.8)/1000=-0.06 kJ·mol -1 正交硫稳定。

95℃时θr mG ∆=-0.3-368.15×(-0.8)/1000=-0.0kJ·mol -12-20 已知 2NO(g)+O 2(g) = 2 NO 2(g)θf mG ∆/kJ ﹒mol -186.57 51.30计算298K 时，上述反应的θrmG ∆，并说明NO 2气体的稳定性。

解：θrmG ∆=（51.30-86.57）×2=-70.54kJ·mol -1第三章 化学反应速率和化学平衡3-1 什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？ 3-2 什么是活化能？3-3 在1073K 时，测得反应2NO （g ）+2H 2（g ）=N 2（g ）+2H 2O （g ）的反应物的初始浓度和N 2的生成速率如下表：（1）写出该反应的速率方程并指出反应级数； （2）计算该反应在1073K 时的速率常数 （3）当c (NO)=4.00×10-3 mol·L -1，c (H 2)=4.00×10-3 mol·L -1时，计算该反应在1073K 时的反应速率。

解：（1）22(NO)(H )v kc c(2）k=8.4×104mol -2·L 2 ·s -1实验序号 初始浓度/mol·L -1 生成Ｎ２的初始速率/C (NO)C (H 2)mol·L -1·s -11 2.00×10-3 6.00×10-3 1.92×10-32 1.00×10-3 6.00×10-3 0.48×10-33 ２.00×10-3 3.00×10-3 0.96×10-3(3) v=8×104×(4.00×10-3)2×4.00×10-3=5.12×10-3mol ·L -1·s -13-4 已知反应N 2O 5(g)===N 2O 4(g)+1/2O 2(g)在298K 时的速率常数为3.46×105s -1，在338K 时的速率常数为4.87×107s -1，求该反应的活化能和反应在318K 时的速率常数。

解：72125112()(338.15298.15)4.8710ln ln 4.953.46108.314338.15298.15a a E T T E k k RTT --⨯====⨯⨯⨯E a =103.57k J ·mol -1K=4.8×106s -13-5 反应A+B==C ，若A 的浓度为原来的2倍，反应速率也为原来的2倍；若B 的浓度为 原来的2倍，反应速率为原来的4倍。