地大大学化学作业A2

第二部分 热力学第一定律

一、选择题

O( C )1. 在下列反应中,焓变等于AgBr(s)的?fHm的反应是

(A) Ag?(aq) + Br?(aq) = AgBr(s)； (C) Ag(s) + 1/2 Br2 (l) = AgBr(s)；

(B) 2Ag(s) + Br2 (g) = 2AgBr(s) (D) Ag(s) + 1/2 Br2 (g) = AgBr(s)

( B )2．n mol理想气体由同一始态出发，分别经 (1)等温可逆；(2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态，以H1和H2分别表示(1)和(2)过程终态的焓值，则：

(A) H1 > H2 ； (B) H1 < H2 ；

(C) H1 = H2 ； `(D) 上述三者都对。

( B )3．理想气体从同一始态（p1,V1,T1）出发，分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时，环境对体系所做功的绝对值比较：

(A) WT > Wi ； (B) WT < Wi ； (C) WT = Wi ； (D) 无确定关系。 ( C )4. 下述说法何者正确？

(A)水的生成热即是氧气的燃烧热；(B)水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热 (C)水的生成热即是氢气的燃烧热；(D)水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热 ( B )5. ?U可能不为零的过程为： (A) 隔离系统中的各类变化； (C) 理想气体等温过程；

( B) 等温等容过程； (D) 理想气体自由膨胀过程。

二、填空题

1. H2和O2以2 : 1的比例在绝热钢瓶中反应生成水，则△U _= _0。

2. 萘燃烧的化学反应方程式为C10H8(s) + 12 O2 (g) = 10 CO2 (g) + 4 H2O(l)，则 298 K时, Qp和 QV的差值(kJ·mol?1)为 -2RT =-5.0kJ?mol?1 。 3. 10mol单原子理想气体(?H?T)p = Cp=25R =207.85 __ J·K-1。 4. 理想气体恒温可逆压缩ΔU_=___0，ΔH__=___0。 5.氧气的标准燃烧热应为 0 。

三、计算题

1． 5mol理想气体在300K由0.5dm3恒温可逆膨胀至5dm3，求W、Q和?U。

2． 10mol理想气体由298.15K、106Pa自由膨胀到298.15K，10Pa，再经恒温可逆压缩到始态，求循环过程的Q、W、?U、?H。

3．单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5 mol，摩尔分数yB?0.4，始态温度T1?400K，压力p1?200kPa。今该混合气体绝热反抗恒外压p?100kPa膨胀到平衡态。求末态温度T2及过程的W、?U、?H。

3

4． 1molAr(g) 维持体积为22.4dm，温度由273.15K升高到373.15K，计算该过程的Q、

W、?U、?H5

。设Ar(g)为理想气体，CV?32R。

5. 25℃时，一个带有活塞的桶中装有100gN2，当外压为3000kPa时处于平衡，若压力骤减到1000kPa，气体可视作绝热膨胀。计算系统最后的温度和?U、?H。(假定N2是理想气体，CV,m

6．已知100℃、101.325kPa时水的蒸发热为40.66kJ?mol

7．1mol单原子分子理想气体，始态为202650 Pa，11.2dm3，经pT=常数的可逆过程压缩到终态为405300 Pa，求：(1)终态的体积和温度；(2)ΔU和ΔH；(3)所作的功。

?1?1?1?20.71J?mol?K)。

，求1mol 100℃、101.325kPa

水变成同温度、81.06kPa的水蒸气时的?U和?H。(设气体为理想气体)

8．某高压容器中装有未知气体，可能是氮气或氩气。25时℃，从容器中取出1mol样品，体积从5dm绝热可逆膨胀至6dm，气体温度降低了21℃，试判断容器中是何种气体。设气体为理想气体。

?1?1?3

9. 某理想气体的CV, m /J·K·mol=25.52+8.2×10(T/K)，问：(1) 写出Cp, m和T的函数关系 (2)一定量的此气体300 K下，由1013.25 kPa、1dm3膨胀到p2=101.325 kPa， 10 dm3时，过程的ΔU、ΔH是多少？ (3) 第 (2) 中的状态变化能否用绝热过程来实现？

10. 将浓度

c(MnO?433

c(C2O4)?0.16mol?dm?32??3的酸性草酸溶液25.00cm3和浓度

)?0.08mol?dm的高锰酸钾溶液20cm3在100kPa和298K混合使之反应，用量热计

测得的等容热效应为-1200J。该反应的计量方程可用下面两种写法表示，分别求出相应的???和?rHm(298K)。

?(1) C2O24(aq)?25MnO4(aq)??4?165H?(aq)?2CO2(g)?225Mn2?(aq)?85H2O(l)

?(2) 5C2O24(aq)?2MnO(aq)?16H?(aq)?10CO(g)?2Mn2?(aq)?8H2O(l)

11. 计算25℃时下列反应的等压反应热与等容反应热之差。 (1) CH4(g)?2O2(g)?CO2(g)?2H2O(l) (2) H2(g)?Cl2(g)?2HCl(g)

12．25℃下，密闭恒容的容器中有10 g固体奈C10H8(s)在过量的O2(g)中完全燃烧成CO2(g)和H2O(l)。过程放热401.73 kJ。求

(1) C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l)的反应进度

O(2) C10H8(s)的?cUm O(3) C10H8(s)的?cHm；

13. 已知下列两个反应的焓变，求298K时水的标准摩尔蒸发热。 (1) 2H2(g)(2) 2H2(g)?O2(g)?2H2O(l);?O2(g)?2H2O(g); ?rHm(298K)??571.70kJ?molOO?1

?rHm(298K)??483.65kJ?mol?1

14．-10℃的1mol过冷水，在标准压力下凝固成-10℃的冰，求水在-10℃的凝固热。已知水在0℃的凝固热为

75.3J?mol?1?6.02kJ?mol?1?1。假定水与冰的热容不随温度而变，分别为

?K?1和37.6J?mol?K?1。

OO15．利用附录中标准摩尔生成热数据计算下列反应在298.15K的?rHm及?rUm 。假

定反应中的各气体都可视作理想气体。

(1)H2S(g)?32O2(g)?H2O(l)?SO2(g)

(2)CO(g)?2H2(g)?CH3OH(l)

O16．25℃时，石墨、甲烷及氢的?cHm分别为?394kJ?mol?1、?890.3kJ?mol?1

和?285.8kJ?mol

?1。求25℃时在(1) 等压 (2) 等容情况下甲烷的标准摩尔生成热

17．已知反应

QV??1.192?10J6WC(s)?52O2(g)?WO3(s)?CO2(g)

在300K及恒容条件下进行时，。已知C和W在300K时的标

O，请计算反应的Qp和?fHm(WC,s,300K)准摩尔燃烧焓分别为?393.5和?837.5kJ

?mol?1。

18．已知化学反应CH4(g)?H2O(g)?CO(g)?3H2(g)的热力学数据如下

?fHmOCH4(g) -74.4 35.31 H2O(g) -241.826 33.60 CO(g) -110.53 29.14 H2(g) 0 28.8 /kJ·mol?1 Cp,m/J·K·mol?1 O(1) 求该反应在298.15K时的?rHm。 O(2) 求该反应在1000℃时的?rHm。

19．根据下列反应焓，计算25℃时AgCl(s)的标准摩尔生成焓。

Ag2O(s)?2HCl(g)?2AgCl(s)?H2O(l)； ?rHm，1??324.9kJ?mol2Ag(s)?12OO?1?1O2(g)?Ag2O(s)； ?rHm，2??30.57kJ?molO

?1?1H2(g)?Cl2(g)?2HCl(g)； ?rHm，3??184.62kJ?mol2H2(g)?O2(g)?2H2O(l)； ?rHm，4??571.68kJ?molO

第四部分 化学平衡

一、选择题

（B ）1．在刚性密闭容器中，有下列理想气体反应达平衡 A(g)+B(g)=C(g)，若在恒温下

加入一定量惰性气体，则平衡将

(A) 向右移动; (B) 不移动; (C) 向左移动; (D) 无法确定

（C ）2．在一定温度下，一定量的PCl5(g)在某种条件下的离解度增加，则

(A) 增加压力使体积缩小一倍;

(B) 保持体积不变，通入N2气使压力增加一倍; (C) 保持压力不变，通入N2气使体积增加一倍; (D) 保持体积不变，通入Cl2气使压力增加一倍

????（A ）3．已知FeO(s)+C(s)=CO(g)+Fe(s)，反应的?rHm为正，（设?rHm和?rSm?rSm为正

不随温度而变化），欲使反应正向进行，则一定

(A) 高温有利; (B) 低温有利; (C) 与温度无关; (D) 与压力有关

（D ）4．要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是

(A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变

(C) 孤立系统 (D) 内能, 压力与体积的乘积都不变

?（C ）5.理想气体反应CO(g)+2H2(g) = CH3OH(g)的??rGm与温度T 的关系为：

?? ?rGm= －21660+52.92T，若要使反应的平衡常数KO?1，则应控制的反应温度：

(A) 必须低于409.3℃(B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K

二、填空题

1．在298K时，反应N2O4（g）=2NO2 (g)的KpO?0.1132，当p(N2O4)= p(NO2)=1kPa时反

应将向_正向__移动。当p(N2O4)=10kPa， p(NO2)=1kPa时，反应将向__正向__移动。 2．一个抑制剂结合到碳酸酐酶中去时，在298K下反应的平衡常数为KO=4.17×107，

??mol,则在该温度下反应的?rSm= -5.47kJ?K?1?mol?rHm=-45.1kJ·

-1

?1 3．气体反应CO?2H2 =

KOCH3OHO的?rGmmol-1，若平衡常数?(?90.625?0.211T/K)kJ·

?1，温度应为 高温 。

4．PCl5(g)分解反应，在473K平衡时有48.5%分解，在573K平衡时有97%分解，此反应

?的?rHm > 0（填 >，< 或 =）。

三、计算题

1．25oC时，已知反应2ICl(g)

I2(g) +Cl2(g) 的平衡常数K??4.84?10?6，试计算

下列反应的K?。

(1) ICl (g)

2．反应H2O(g) + CO(g) 向如何？

(1) 20265 Pa、20265 Pa、20265 Pa、30398 Pa (2) 40530 Pa、20265 Pa、30398 Pa、10135 Pa

3．298K时，NH4HS(s)的分解反应如下： NH4HS(s)

NH3(g) + H2S(g)

将NH4HS(s)放入一真空容器中，平衡时，测得压力为66.66kPa，求反应的K?；若容器中预先已有NH3(g)，其压力为40.00kPa，则平衡时的总压为多少？

4．已知在1273K时，反应FeO(s) +CO(g)

Fe (s)+ CO2(g) 的K??0.512I2 (g) +

12Cl2 (g) (2)

12I2 (g) +

12Cl2 (g) ICl(g)

CO2(g) + H2(g)在900oC时K??0.775，系统中的各气体

均视为理想气体，问H2O、CO、CO2和H2的分压力分别为下列两种情况时，反应进行的方

。若起始浓

度c(CO) = 0.05 mol·dm?3，c(CO2) = 0.01 mol·dm?3，问：

(1) 平衡时反应物、产物的浓度各是多少？ (2) CO的平衡转化率是多少？ (3) 增加FeO(s)的量对平衡有何影响？

5．已知298.15K时，AgCl(s)、Ag+(aq)和Cl?(aq)的

?109.789kJ?mol?1?fGm(298.15K)?分别为

、77.107kJ?mol?1和?131.22kJ?mol?1。求298.15K下AgCl(s)在水溶液中

的标准溶度积。

?6．已知甲醇蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数?fGm(298.15K)为?161.92kJ?mol

?1。试求

液体甲醇的标准摩尔生成吉布斯函数。（假定气体为理想气体，且已知298.15K时液体甲醇饱和蒸气压为16.343kPa）

7．银可能受到H2S(g)的腐蚀而发生反应2Ag(s) + H2S(g) 298K、

p? Ag2S(s) + H2(g)，现在

下将银放入等体积的H2S和H2组成的混合气体中。问：

第八部分 化学动力学

一、选择题

( C )1. 反应2O3

23O2其反应速率方程式为?dC(O3)/dt?1?k(O3)c(O3)c2?1(O2)或者

dC(O2)/dt?k(O2)c(O3)c(O2)，则速率常数k(O3)和k(O2)的关系是：

(A) 2k(O3)?3k(O2) (B) k(O3)?k(O2)(C) 3k(O3)?2k(O2) (D) ?3k(O3)?2k(O2)

2?( D )2. 实验测得化学反应S2O8+ 2I

?

?I2 + 2SO2的速率方程为： 4?dc(S2O8)dt2??kc(S2O8)c(I)

2??根据上述条件可以认为：

(A) 反应分子数为3 (B) 反应分子数为2 ( C ) 3. 反应CO(g) + 2H2(g)

(C) 反应级数为3

(D) 反应级数为2

CH3OH(g)在恒温恒压下进行，当加入某种催化剂，该反应

速率明显加快。不存在催化剂时，反应的平衡常数为K，活化能为Ea，存在催化剂时为K?和Ea?，则：

(A) K?=K，Ea??Ea

(B) K??K，Ea??Ea

(C) K?=K，Ea??Ea

(D) K??K，Ea??Ea

( D )4. 关于反应级数的各种说法中正确的是

(A) 只有基元反应的级数是正整数 (B) 反应级数不会小于零

(D) 反应级数都可通过实验来确定

(C) 反应总级数一定大于任一反应物级数

( D )5. 对于一般化学反应, 当温度升高时应该是

(A) 活化能明显降低

(B) 平衡常数一定变大 (D) 反应达到平衡的时间缩短

(C) 正逆反应的速度常数成比例变化

二、填空题

1. 由动力学实验测得某反应的若干组cA～t数据，然后以ln cA对t作图得一直线，已知该直线的截距为100，斜率为?2.0?10-2 s-1，则该反应的半衰期为──34.66──s。

2. 在二级反应中, 以 1/c 对t作图, 其图形为___一条直线________, 图形的___斜率____为速率

常数k。

3. 反应 2O3(g)

O3O2(g) 的活化能为 117 kJ·mol, O3 的 ?fHm为 142 kJ·mol, 则该反应

?1?1

的反应热为___-284__ kJ·mol_______; 逆反应的活化能为____401__ kJ·mol__。

?1?1

三、计算题

1. 根据质量作用定律，写出下列基元反应的速率方程。

??2P；(2) 2A?B???2P；(3) A?2B???2P?2S (1) A?B?kkk

2. 某反应B ?C+D，当cB?0.200mol?dm?3时，反应速率是6?10?3mol?dm?3?s?1。如果(1) 对B是零级反应；(2) 对B是一级反应；(3) 对B是二级反应。问以上各种情况下的速率常数是多少？单位是什么？

3. 根据实验，在一定温度范围内，NO和Cl2反应是基元反应，反应式如下： 2NO + Cl2 ? 2 NOCl

(1) 写出质量作用定律的数学表达式，反应级数是多少？ (2) 其它条件不变，将容积增加一倍，反应速率变化多少？ (3) 容器体积不变，将NO浓度增加2倍，反应速率变化多少？

4. 某人工放射性元素放出 ? 粒子，半衰期为15分钟，试计算该试样蜕变(转化率)为80%时需要多少时间？

5. 某一级反应，若反应物浓度从1.0mol?dm?3降到0.20mol?dm?3需30分钟，问反应物浓度从0.20mol?dm?3降到0.040mol?dm?3需要多少分钟？求该反应的速率常数k。

6. 在一级反应中，消耗99.9%的反应物所需的时间是消耗50%反应物所需时间的多少倍？

7. 反应2NOCl ? 2NO + Cl2在200?C下的动力学数据如下：

c ( NOCl ) / mol·dm?3 0.02 0.0159 0.0144 0.0121

反应开始时只有NOCl，并认为反应能进行到底，求反应级数和速率常数。

t / s 0 200 300 500

8. 某一级反应在340K时达到20%的转化率需时3.2 min，而在300K时达到同样的转化率用时12.61 min，试估计该反应的活化能。

9. 65?C时N2O5气相分解的速率常数为0.292 min?1，活化能为103.3 kJ·mol?1，求80?C时的速率常数k和半衰期T1/2 。

10. 反应2HI ? H2 + I2 在无催化剂存在时，其活化能Ea(非催化) =184.1 kJ·mol；在以Au作催化剂时，反应的活化能Ea(催化) =104.6 kJ·mol。若反应在503K时进行，如果指前因子A(催化)值比A(非催化)值小1?108倍，试估计以Au为催化剂的反应速率常数将比非催化反应的反应速率常数大多少倍？

?1

?1

第十部分 分子结构与分子间力

1. 原子轨道组合成分子轨道必须遵守的3个原则是__ ____能量相近____、 ____轨道最大重叠____、__对称性匹配__________。 ( A ) 2．下列分子的键长次序正确的是

A．OF > OF > OF C．OF > OF > OF

+ -+

B．OF > OF > OF D．OF > OF > OF

-

+

- +

-

( A )3．下列各种气体，分子间力最大的是

A．Cl2 B．N2 C．H2 D，O2

( C ) 4．熔化下列晶体时，只需克服色散力的是

A．HF B．NH3 C．SiF4 D．OF2

( A ) 5.下列各组分子中，化学键均有极性，但分子偶极矩均为零的是

(A) BeCl2、BCl3、PBr5； (B) NH3、BF3、H2O； (C) N2、CS2、PH3； (D) NO2、SO3、SiH4。 ( D ) 6．OF2 中，O 原子的杂化轨道类型是

A．sp B．sp2 C．等性 sp3 D．不等性 sp3

7．根据价键理论，写出下列分子的分子结构式 （1）HCN

（2）PCl3

（3）BF3

（4）HClO

8．试用杂化轨道理论说明BeH2分子的形成过程，画出轨道重叠示意图。

9．说明下列分子的中心原子采用的杂化轨道类型，并指出它们的空间构型。

（1）BeCl2

（2）BCl3

（3）CCl4

（4）H2O

（5）SO2

10．说明下列分子的中心原子采用的杂化轨道类型，并判断它们的空间构型。

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