新大学化学1--3章答案

1.2 习题及详解

一．判断题

1. 状态函数都具有加和性。 （×） 2. 系统的状态发生改变时，至少有一个状态函数发生了改变 。 （√） 3. 由于CaCO3固体的分解反应是吸热的，故CaCO3的标准摩尔生成焓是负值 。 （×） 4. 利用盖斯定律计算反应热效应时,其热效应与过程无关,这表明任何情况下,化学反应的热效应只与反应的起,始状态有关,而与反应途径无关。 (×) 5. 因为物质的绝对熵随温度的升高而增大，故温度升高可使各种化学反应的ΔS大大增加 。

（×）

6. ΔH, ΔS受温度影响很小，所以ΔG受温度的影响不大 。 （×） 7. 凡ΔG大于零的过程都不能自发进行。 （×） 8. 273K，101.325KPa下，水凝结为冰，其过程的ΔS<0, ΔG=0 。 (√)

?KT??(pH2O/p?)4(pH2/p?)49.反应Fe3O4(s)+4H2(g) → 3Fe(s)+4 H2O(g)的平衡常数表达式为10．反应2NO+O2→2NO2的速率方程式是:

v?kc2(NO)?c(O2)。

（√）

，该反应一定是基元反应。

（×）

二．选择题

1. 某气体系统经途径1和2膨胀到相同的终态，两个变化过程所作的体积功相等且无非体积功，则两过程（ B ）

A. 因变化过程的温度未知，依吉布斯公式无法判断ΔG是否相等 B. ΔH相等

C. 系统与环境间的热交换不相等 D. 以上选项均正确 2. 已知

CuCl2(s)+Cu(s)→2CuCl(s) ΔrHmΘ(1) =170KJ?mol-1 Cu(s)+Cl2(g) → CuCl2(s) ΔrHmΘ(2) =-206KJ?mol-1 则ΔfHmΘ（CuCl,s）应为（ D ）KJ.mol-1

A.36 B. -36 C.18 D.-18

3. 下列方程式中,能正确表示AgBr(s)的ΔfHmΘ的是( B ) A. Ag(s)+1/2Br2(g)→ AgBr(s) B. Ag(s)+1/2Br2(l)→AgBr(s) C. 2Ag(s)+Br2(l)→ 2AgBr(s) D. Ag+(aq)+Br-(aq)→ AgBr(s)

4. 298K下，对参考态元素的下列叙述中，正确的是（ C ） A. ΔfHmΘ≠0，ΔfGmΘ＝0，SmΘ＝0 B. ΔfHmΘ≠0，ΔfGmΘ≠0，SmΘ≠0 C. ΔfHmΘ＝0，ΔfGmΘ＝0，SmΘ≠0 D. ΔfHmΘ＝0，ΔfGmΘ＝0，SmΘ＝0

5. 某反应在高温时能自发进行，低温时不能自发进行，则其（ B ） A. ΔH>0, ΔS<0 ； B. ΔH>0, ΔS>0 C. ΔH<0, ΔS<0 ； D.ΔH<0, ΔS>0

6. 1mol气态化合物AB和1mol气态化合物CD按下式反应:AB(g)+CD(g)→AD(g)+BC(g),平衡时,每一种反应物AB 和CD都有3/4mol转化为AD和BC,但是体积没有变化,则反应平衡常数为( B )

A.16 B.9 C.1/9 D.16/9

7. 400℃时，反应3H2(g)＋N2(g)→2NH3(g)的K673Θ＝1.66×10-4。同温同压下，3/2H2(g)+1/2N2(g)→NH3(g)的ΔrGmΘ为（ D ）KJ.mol-1。 A．-10.57 B.10.57 C.-24.35 D.24.35 8. 已知下列反应的标准Gibbs函数和标准平衡常数: (1)C(s)+O2(g) → CO2(g) ΔG1Θ,K1Θ (2)CO2(g) → CO(g)+1/2O2(g) ΔG2Θ,K2Θ (3)C(s)+1/2O2(g) → CO(g) ΔG3Θ,K3Θ 则它的ΔGΘ,KΘ之间的关系分别是( A ) A. ΔG3Θ=ΔG1Θ+ΔG2Θ B. ΔG3Θ=ΔG1Θ×ΔG2Θ C. K3Θ= K1Θ- K2Θ D. K3Θ= K1Θ+ K2Θ

9. 若反应A+B → C对A,B来说都是一级反应,下列说法正确的是( C ) A. 该反应是一级反应

B. 该反应速率常数的单位可以用min-1

C. 两种反应物中,无论哪一种物质的浓度增加1倍,都将使反应速率增加一倍 D. 两反应物的浓度同时减半时,其反应速率也相应减半. 10. 对一个化学反应来说,下列叙述正确的是( C ) A. ΔGΘ越小,反应速率越快 B. ΔHΘ越小,反应速率越快 C. 活化能越小,反应速率越快 D. 活化能越大,反应速率越快

11. 化学反应中,加入催化剂的作用是( C ) A. 促使反应正向进行 B. 增加反应活化能 C. 改变反应途径 D. 增加反应平衡常数

12. 升高温度,反应速率常数增加的主要原因是( A ) A. 活化分子百分数增加 B. 活化熵增加 C. 活化能增加 D. 压力增加

13. 某反应298K时, ΔrGΘ=130KJ?mol-1, ΔrHΘ=150KJ?mol-1，下列说法错误的是( C ) A. 可以求得298K时反应的ΔrSΘ B. 可以求得298K时反应的平衡常数 C. 可以求得反应的活化能

D. 可以近似求得反应达平衡时的温度

14. 某基元反应2A(g)+B(g)→C(g),其速率常数为k.当2molA与1molB在1L容器中混合时,反应速率是( A )

A.4k B.2k C.1/4k D.1/2k

15. 某反应在370K时反应速率常数是300K时的4倍,则这个反应的活化能近似值是( A )KJ·mol-1

A.18.3 B.-9.3 C.9.3 D.数值不够,不能计算

三．填空题

1. 对于一封闭系统，定温定容且不做非体积功的条件下，系统热力学能的变化,数值上等于 恒容反应热 ; 定温定压且不做非体积功的条件下，系统的焓变,数值上等于 恒压反应热 。

2. 一种溶质从溶液中结晶析出,其熵值 减小 ,纯碳与氧气反应生成CO,其熵值 增加 。

3. 定温定压下, ΔG 可以作为过程自发性的判据。

4. 当ΔH<0,ΔS<0时,低温下反应可能是 自发进行 ，高温下反应可能是 非自发进行 。

5. U、S、H、G是 状态 函数,其改变量只取决于系统的 始态 和 终态 ,而与变化的 途径 无关，它们都是 容量 性质,其数值大小与参与变化的 物质的量 有关。

3

6. 在300K,101.3KPa条件下,100cm煤气中CO的体积百分数为60% ,此时CO的分压为 60.78 KPa,CO的物质的量是 2.437×10-3 mol。

7.在一固定体积的容器中放置一定量的NH4Cl,发生反应NH4Cl(s) → NH3(g)+HCl(g)，

ΔrHΘ=177KJ?mol-1,360℃达平衡时测得P(NH3)=1.50KPa.则该反应在360℃时的KΘ= 2.25×10-4 ,当温度不变时,加压使体积缩小到原来的1/2, KΘ值 不变 ,平衡向 左 移动；温度不变时,向容器内充入一定量的氮气, KΘ值 不变 ,平衡 不 移动；升高温度, KΘ

值 增大 ,平衡 向右 移动。

8. 反应A(g)+B(g)?AB(g),根据下列每一种情况的反应速率数据,写出反应速率方程式: (1)当A浓度为原来的2倍时,反应速率也为原来的2倍;B浓度为原来的2倍时,反应速率为原来的4倍.则V= kCACB2 。

(2)当A浓度为原来的2倍时,反应速率也为原来的2倍;B浓度为原来的2倍时,反应速率为原来的1/2倍.则V= kCACB-1 。

(3)反应速率与A的浓度成正比,而与B浓度无关.则V= kCA 。

9. 非基元反应是由若干 基元反应 组成的.质量作用定律不适合 非基元反应（复杂反应） 。

10.指出下列过程的ΔSΘ大于零还是小于零：（1）NH4NO3爆炸 ΔSΘ>0 ； （2）KNO3从溶液中结晶 ΔSΘ<0 ；（3）水煤气转化为CO2及H2 ΔSΘ>0 ； （4）臭氧的生成：3O3(g)?2O3(g) ΔSΘ<0 ；（5）向硝酸银溶液中滴加氯化钠溶液

ΘΘ

ΔS<0 ；（6）打开啤酒瓶盖的过程 ΔS>0 。

四．计算题

1. 标准状态下,下列物质燃烧的热化学方程式如下

(1)2C2H2(g)+5O2(g) →4CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-2602 KJ (2)2C2H6(g)+7O2(g) →4CO2(g)+6H2O(l) ΔH2=-3123 KJ (3)H2(g)+1/2O2(g) →H2O(l) ΔH3=-286 KJ

根据以上反应焓变,计算乙炔(C2H2)氢化反应:C2H2(g)+2H2(g) →C2H6(g)的焓变。 (ΔH= -312 KJ)

2. 在100℃,101.3KPa时,2.00molH2(g)与1.00molO2(g)反应生成2.00molH2O(g)，反应中释放出484.5KJ热量。计算生成每mol H2O(g)时的焓变ΔH和热力学能的变化ΔU。 (ΔH=-242.3KJ·mol-1 ΔU=-240.7KJ·mol-1) 3. 已知下列物质的生成焓:

NH3(g) NO(g) H2O(g) ΔHf(KJ/mol) -46.11 90.25 -241.818

试计算在25℃标态时，5molNH3(g)氧化为NO(g)及H2O(g)的反应热效应。 (5molNH3(g)的热效应为: ΔH=（-226.376×5）KJ=-1131.85KJ) 4. 计算说明用以下反应合成乙醇的条件（标准状态下）： 4CO2(g)＋6H2O(l)?2C2H5OH(l)＋6O2(g) (如此高的温度，无实际意义。)

5由锡石（SnO2）冶炼制金属锡（Sn）有以下三种方法，请从热力学原理讨论应推荐哪一种方法。实际上应用什么方法更好？为什么？ (1) SnO2（s）?Sn(s)+O2(g)

(2) SnO2（s）+C(s) ?Sn(s)+CO2(g)

(3) SnO2（s）+2H2(g) ? Sn(s)+2H2O(g)

6. Ag2O遇热分解：2Ag2O(s)→4Ag(s)+O2(g), 已知在298K时，Ag2O的ΔfHΘ＝－31.1 KJ·mol-1，ΔfGmΘ＝－11.2 KJ·mol-1,试求在298K时P(O2)的压力是多少（Pa）？Ag2O的最低分解温度？

(p(O2)=11.9Pa T> 465.6 K)

7. 反应CaCO3(s)?CaO(s)+CO2(g)在973K时Kθ＝2.92×10-2,900℃时Kθ＝1.04,试由此计算

?????G,?G?H，?Sr973r1173rmrm该反应的及。

??Hrm(＝169.5 KJ·mol-ΔrSmΘ=144.8 J·mol-1·K-1ΔrG973Θ=28.6 KJ·mol-1ΔrG1173Θ=-0.382

KJ·mol-1)

8. 金属钙极易与空气中的氧反应：

-1

Ca(s)+1/2O2(g)→CaO(s) ΔfGΘ=-604 KJ·mol欲使钙不被氧化，在298K空气中氧气的分压不能超过多少Pa？ ( p<1.2×10-207Pa)

9. 气体混合物中的氢气,可以让它在200℃下与氧化铜反应而较好的除去: CuO(s)+H2(g)→Cu(s)+H2O(g)

在298K时,查表计算反应的ΔGΘ, ΔHΘ, ΔSΘ,和KΘ。

??????G-1Θ17?rSm-1-1?rHm??G?T?-1Srm(=-98.87 KJ·molK=2.14×10==48.7J·K·mol=-84.36KJ·mol)

10. 在300K时，反应2NOCl（g）→2NO+Cl2的NOCl浓度和反应速率的数据如下：

NOCl的起始浓度/mol·dm-3 起始速率/ mol·dm-3·s-1

0.30 3.60×10

-8

0.60 1.44×10

-8

0.90 3.24×10

(1)写出反应速率方程式. (2)求出反应速率常数.

-3-3

(3)如果NOCl的起始浓度从0.30 mol·dm增大到0.45 mol·dm,反应速率将增大多少倍?

2??kc(NOCl) [(1)该反应的速率方程式为:

-9

3.60?10?9?8?1?1k??4.0?10dm?mol?s(0.30)2(2)

(3) 速率增大2.25倍.]

11. 根据实验测定，在一定温度范围内，2NO+Cl2→2NOCl为基元反应。 （1）写出该反应的速率方程式。

（2）其它条件不变时，如果将反应容器的体积增大到原来的2倍，反应速率将如何变化？ （3）如果体积不变，将NO的浓度增大到原来的3倍，反应速率将如何变化？

[(1)基元反应速率方程式为：

2??kc(NO)?c(Cl2)

(2) 反应速率是原来的1/8倍。 (3) 反应速率是原来的9倍。]

12. 将0.1mol?L的Na3AsO3和0.1mol?LNa2SO3溶液与过量稀H2SO4混合均匀,反应: 2H3AsO3 + 9H2SO3 → As2O3(s) + 3SO2 + 9H2O + 3H2S4O6 (黄色)

实验测得在17℃时,从溶液混合开始至刚出现黄色沉淀As2O3所需时间为25分15秒.若将上述溶液升温至27℃,重复上述实验,测得所需时间为8分20秒.求该反应的活化能.

K?290K?lg1515s?80.2KJ?mol?1500s

2.2 习题及详解

一．是非题

1．高分子溶液与溶胶都是多相不稳定系统。 ( × ) 2．在一定温度下，液体蒸气产生的压力称为饱和蒸气压。 ( × )

3．溶质是强电解质或其浓度较大时，溶液的蒸气压下降不符合拉乌尔定律的定量关系。

( √ )

4．液体的凝固点就是液体蒸发和凝聚速率相等时的温度。 ( × )

5．质量相等的丁二胺（H2N(CH2)4NH2）和尿素（CO(NH2)2）分别溶于1000 g水中，所得 两溶液的凝固点相同。 ( × ) 6．常利用稀溶液的渗透压来测定溶质的相对分子质量。 ( √ ) 7． 在100g水中溶解5.2g某非电解质，该非电解质的摩尔质量为60，此溶液 在标准压力下的沸点为373.60K。 ( √ ) 8．弱酸或弱碱的浓度越小，其解离度也越小，酸性或碱性越弱。 ( × ) 9．在一定温度下，某两种酸的浓度相等，其水溶液的pH值也必然相等。( × )

10．当弱电解质解离达平衡时，离子浓度越小，解离常数越小，弱电解质的解离越弱。

( × )

11．在缓冲溶液中，只是每次加少量强酸或强碱，无论添加多少次，缓冲溶液始终具有缓冲 能力。 ( × )

12．已知Ksθ (Ag2CrO4) =1.11×10-12，Ksθ(AgCl)=1.76×10-10，在0.0100mol·kg-1K2CrO4和

2?0.1000mol·kg-1KCl的混合溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，则CrO4先沉淀。

( × )

13. 用EDTA做重金属的解毒剂是因为其可以降低金属离子的浓度。 ( √ )

14．由于Ka(HAc)>Ka(HCN),故相同浓度的NaAc溶液的pH比NaCN溶液的pH大。( ×)

二．选择题

1．在质量摩尔浓度为1.00mol·kg-1的NaCl

水溶液中，溶质的摩尔分数

χB

和质量分数ωB

( C )

为

A． 1.00, 18.09% B．0.055, 17.0% C．0.0177, 5.53% D．0.180, 5.85%

2. 30%的盐酸溶液，密度为1.15g·cm-3，其物质的量浓度CB和质量摩尔浓度bB分别为

( A )

-3-1-3-1

A．9.452mol·dm, 11.74mol·kg B． 94.52mol·dm, 27.39mol·kg

-3-1-3

C．31.51mol·dm, 1.74mol·kg D． 0.945mol·dm, 2.739mol·kg-1

3.下面稀溶液的浓度相同，其蒸气压最高的是 ( C ) A．NaCl溶液 B．H3PO4溶液 C．C6H12O6溶液 D．NH3-H2O溶液 4.下列物质水溶液中，凝固点最低的是 ( C )

A． 0.2mol·kg-1 C12H22O11 B． 0.2mol·kg-1 HAc C． 0.2mol·kg-1 NaCl D． 0.1mol·kg-1 HAc

5.相同浓度的下列溶液中沸点最高的是 ( C )

A．葡萄糖 B．NaCl C．CaCl2 D．[Cu(NH3)4]SO4 6．0.1mol·kg-1 的下列溶液中pH最小的是 ( B ) A．HAc B．H2C2O4 C．NH4Ac D．H2S

7. 下列混合溶液，属于缓冲溶液的是 ( A )A． 50g 0.2mol·kg-1 HAc与 50g 0.1mol·kg-1 NaOH B． 50g 0.1mol·kg-1 HAc与 50g 0.1mol·kg-1 NaOH C． 50g 0.1mol·kg-1 HAc与 50g 0.2mol·kg-1 NaOH D． 50g 0.2mol·kg-1 HCl与 50g 0.1mol·kg-1 NH3·H2O

8．若用HAc和NaAc溶液配制pH = 4.5的缓冲溶液，则二者浓度之比为 ( C )

13.21.88A． 1.8 B． 36 C．1 D．9

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