普通化学教材参考答案 申少华主编（中国矿业大学出版社）

习题参考答案

习题一

一、判断题(对的，在括号内填“√”，错的填“×”)

1?1. H2(g)?O2(g)===H2O(l)和2H2(g)?O2(g)===2H2O(l)的?rHm相同。

2( × )

2. 功和热是在系统和环境之间的两种能量传递方式，在系统内部不讨论热。 (对 )

3. (× )

4. ( × )

5. 盖斯定律认为化学反应的热效应与途径无关，是因为反应处在可逆条件下( × )

6. 同一系统不同状态可能有相同的热力学能。 (× )

7. 由于?H=qp，H是状态函数，?H的数值只与系统的始、终态有关，而

与变化的过程无关，故qp也是状态函数。 (×)

8. 由于CaCO3固体的分解反应是吸热的，故它的标准摩尔生成焓是负值。 ( × )

9. 当热量由系统传递给环境时，系统的内能必然减少。 (× )

10. 因为q，w不是系统所具有的性质，而与过程有关，所以热力学过程中

(q?w)的值也应由具体的过程决定。 (× )

二、选择题(将正确的答案的标号填入空格内)

1. ( B )

A. 既有物质交换，又有能量交换 B. 没有物质交换，只有能量交换

对

于

封

闭

体

系

，

体

系

与

环

境

间

进

行

的

缘

故

。

Fe(s)

和

反

应

的

?H就是反应的热效应。 。

Cl2(l)的

??rHm都为零

C. 既没物质交换，又没能量交换 D. 没有能量交换，只有物质交换

2. 热力学第一定律的数学表达式?U?q?w只适用于 (

C

)

A. 理想气体 B. 孤立体系 C. 封闭体系 D. 敞开体系 3. 环境对系统作10kJ的功，且系统又从环境获得5kJ的热量，问系统内能变

化

是

多

少

？

( D )

A. ?15kJ B. ?5kJ C. +5kJ D. +15kJ

4.

已知

2PbS(s)

+

3O2(g)===

2PbO(s)

+

2SO2(g)的

?1?l？ =?843.4kJ?mol?1，则该反应的qV值是多少kJ?mo?rHm( D )

A. 840.9 B. 845.9 C. ?845.9 D. ?840.9

5. 通常，反应热的精确实验数据是通过测定反应或过程的哪个物理量而获得的。

( D )

A. ?H B. p?V C. qp D. qV

6. 下列对于功和热的描述中，正确的是哪个？ ( A )

A. 都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值 B. 都是途径函数，对应于某一状态有一确定值 C. 都是状态函数，变化量与途径无关 D. 都是状态函数，始终态确定，其值也确定

?7. 在温度T的标准状态下，若已知反应A→2B的标准摩尔反应焓?rHm,1，?与反应2A→C的标准摩尔反应焓?rHm,2，则反应C→4B的标准摩尔反应焓??rHm,3与

??rHm,1及

??rHm,2的关系为

??rHm,3=？

( D )

????A. 2?rHm,1??rHm,2 B. ?rHm,1?2?rHm,2 ????C. ?rHm,1??rHm,2 D. 2?rHm,1??rHm,2

8. 对于热力学可逆过程，下列叙述不正确的是哪个？ ( C)

A. 变化速率无限小的过程 B. 可做最大功的过程 C. 循环过程 D. 能使系统与环境都完全复原的过程 9. ( D )

A. 焓只有在某种特定条件下，才与系统吸热相等 B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 C. 焓是状态函数

D. 焓是系统能与环境进行热交换的能量

10. 封闭系统经过一循环过程后，其下列哪组参数是正确的？ ( C )

A. q=0，w=0，?U=0，?H=0 B. q≠0，w≠0，?U=0，?H=q C. q=?w，?U=q?w，?H=0 D. q≠w，?U=q?w，?H=0 11. ( B )

A. 状态函数都具有加和性

B. 系统的状态发生改变时，至少有一个状态函数发生了改变 C. 因为qV=?U，qp=?H，所以恒容或恒压条件下，q都是状态函数 D. 虽然某系统分别经过可逆过程和不可逆过程都可达到相同的状态，但不可逆过程的熵变值不等于可逆过程的熵变值。

12. ( B )

A. 功是状态函数 B. ?H取决于反应体系的始终态，而与途径无关。 C. 热是状态函数 D. ?H取决于反应体系的始终态，也与途径有关。 13. 298K( A)

A. 石墨 B. 金刚石 C. 溴气 D. 甲烷

14. 在下列反应中，进行l mol反应时放出热量最大的是哪个？ ( C )

A. CH4(l)?2O2(g)===CO2(g)?2H2O(g)

?时，下列各物质的?fHm等于零的是哪个？

下述说法中，不正确的是哪个？

以下说法正确的是哪个？

盖斯定律反映了

B. CH4(g)?2O2(g)===CO2(g)?2H2O(g) C. CH4(g)?2O2(g)===CO2(g)?2H2O(l)

D. CH4(g)?3O2(g)===CO(g)?2H2O(l) 2??15. 下列反应中?rHm等于产物?fHm的是（ D ）

11H2(g)?I2(g)???HI(g) 221C. H2(g) + Cl2(g) === 2HCl(g) D. H2(g)?O2(g)???H2O(g)

2三、计算及问答题

1．试计算下列情况的热力学能变化：

(1) 系统吸收热量500J，对环境作功400J；

A. CO2(g) + CaO(s) === CaCO3(s) B.

解：?U?q?w?(?500)?(?400)?100J (2) 系统吸收热量500J，环境对系统作功800J。 解：?U?q?w?(?500)?(?800)?1300J

2. 在373.15K和100kPa下，由1mol水汽化变成1mol水蒸气，此气化过程中系统吸热40.63kJ。求：

(1) 系统膨胀对外作功w=？(液体水体积可忽略不计) (2) 此过程内能改变?U=？

解：（1）w????B(g)RT??1?8.314?10?3?373.15??3.10kJ.mol?1

B （

B2）

?U?qv?qp???B(g)RT?40.63?1?8.314?10?3?373.15?37.53kJ.mol?1

3．反应N2(g)+3H2(g) === 2NH3(g)在恒容量热器中进行，生成2mol NH3时

??放热82.7kJ，求反应的?rUm(298.15K)和298K时反应的?rHm(298.15K)。

?解：?rUm?qv??82.7kJ

??rHm?qp?qv???B(g)RT??82.7?(2?1?3)?8.314?10?3?298.15??87.7kJ.mol?1B

4. 已知100kPa，18℃时1molZn溶于稀盐酸时放出151.5kJ的热，反应析出1molH2气。求反应过程的w，?U，?H。

解：Zn(s)?HCl(aq)???ZnCl(aq)?H2(g)

?H?qp??151.5kJ.mol?1

w????(B,g)RT??1?8.314?10?3?291??2.42kJ.mol?1

B?U?qv?qp???B,gRT??151.5?2.42??153.92kJ.mol?1

B5. 在下列反应或过程中，qV与qp有区别吗？简单说明。并根据所列的各反应条件，计算发生下列变化时，各自?U与?H之间的能量差值。

C(1) NH4HS(s)?25???NH3(g)?H2S(g)，2.00molNH4HS(s)的分解； C(2) H2(g)?Cl2(g)?25???2HCl(g)，生成1.00molHCl(g)； C(3) CO2(s)?25???CO2(g)，5.00molCO2(s)(干冰)的升华；

ooo(4)

CAgNO3(aq)?NaCl(aq)?25???AgCl(s)?NaNO3(aq)，沉淀出

o2.00molAgCl(s)。

解

B：（1）

?U??H?????B,gRT??2?(1?1)?8.314?10?3?298??4.96kJ.mol?1

(2)无体积变化，?U??H

(3) ?U??H?????B,gRT??5?1?8.314?10?3?298??12.39kJ.mol?1

B(4) 无体积变化，?U??H

??6. 计算下列反应的(1) ?rHm(298.15K)；(2) ?rUm(298.15K)和(3) 298.15 K

进行lmol反应时的体积功w体。

CH4(g)?4Cl2(g)===CCl4(l)?4HCl(g)

?解：?fHm(298.15K)/kJ.mol?1:-74.81 0 -135.44 -92.307

(1)

???rHm(298.15K)???B?fHm?4?(?92.307)?(?135.44)?0?(?74.81)??429.86kJ.mol?1B

??(2)?rUm(298.15K)??rHm(298.15K)???B,gRT

B

? (2)?rGm??nFE???2?96485?0.2355?10?3kJ.mol?1??45.44kJ.mol?1

（3）(-)Pt︱I2(s)︱I-(C3)︱︳Fe2+(c1), Fe3+(c2)|Pt(+)

0.05917[c(Fe2?)]2(4) E?E? lg2[c(Fe3?)]2[c(I?)]2?0.05917102 =0.2355?lg?22?0.0580V

2(10)7. 由标准钴电极(Co2?/Co)与标准氯电极组成原电池，测得其电动势为1.64V，此时钴电极为负极。已知??(Cl2/Cl?)=1.36V，问：

(l) 标准钴电极的电极电势为多少？(不查表) (2) 此电池反应的方向如何？

(3) 当氯气的压力增大或减小时，原电池的电动势将发生怎样的变化？ (4) 当Co2?的浓度降低到0.010mol?L?1时，原电池的电动势将如何变化？数值是多少？

???????????1.36???1.64V 解：（1）E?????2??(Cl2/Cl)(Co/Co)(Co2?/Co)??(?Co2?/Co)??0.28V

(2) 正向进行，即：Co + Cl2=== Co2+ + 2Cl-

0.05917[c(Co2?)]2[c(Cl?)]2（3）E?E? lg?2p(Cl2)/p? 由公式可知：氯气压力增大时，原电池的电动势增大，反之则减小。

0.05917[c(Co2?)]2[c(Cl?)]2（4）E?E? lg?2p(Cl2)/p?0.05917lg0.012?1.7583V(原电池的电动势增大了) 28. 反应Sn2??2Fe3?===Sn4++2Fe2+中，各离子的度均为1mol?L?1，根据电

=1.64-

?极电势判断反应的方向，并计算此反应的?rGm(用浓度代替活度)。

??????????0.771?0.151?0.620V?0正向进解：E????3?2??(Fe/Fe)(Sn4?/Sn2?)?行。

? ?rGm??nFE???2?96485?0.620?10?3kJ.mol?1??119.64kJ.mol?1

9. 已知下列电对的标准电极电势，计算AgBr的溶度积。

???Ag(s)，?(Ag=0.799V Ag?(aq)?e??/Ag)??Ag?(aq)?Br?(aq)，?(AgBr/Ag)=0.073V AgBr(s)?e?解：设c(Ag?)为smol.L?1

?2 ?(AgB/Arg=)?(Ag?/Ag)-0.05917lg(1/s)

即：0.073=0.799+0.05917lgs2?s2=5.37?10?13 Ksp(AgBr)?s2?5.37?10?13

10. 将氢电极插入0.1mol?L?1的醋酸溶液中，并保持氢气的分压为180kPa，把铅电极插入0.16mol?L?1的KIO3溶液中，该溶液与Pb(IO3)2固体接触，测得此

?电池的电动势为0.366V，试计算Pb(IO3)2的Ksp。已知Ks(HAc)=1.8?10?5，??H??/H2?=0V，?Pb=?0.13V，氢电极为正极。 2?/Pb解：HAc Pb(I3)O2H??Ac??c(Ac?)?c(HAc)Ka?0.1Ka

????Pb2??2IO3?c(Pb2?)?Ksp/c(IO3)?Ksp/0.16

电池反应：2HAc(aq)?Pb(s)?Pb2?(aq)?2Ac?(aq)?H2(g)

2??2?0.05917c(Pb)[c(Ac)](pH2/p) E?E? lg22[c(HAc)]?

0.05917(KSP/0.16)?0.1?1.8?10?5?(18/010)0 0.366?[0?(?0.13)]?lg220.1? 解得：Ksp=8.32?10?6

?2??11. 已知MnO?===，=1.49V ?8H?5eMn?4HO?42?MnO2?4H??2e===Mn2??2H2O，??=1.21V

求MnO2?4H??3e===Mn2??2H2O的??。

12. 向含有cCu2?=1.0mol?L?1和cAg?=1.0mol?L?1的混合溶液中加入铁粉。 (1) 何种金属先析出？

(2) 当第二种金属析出时，第一种金属在溶液中的浓度应为多少？ 解：（1）金属银先析出。

（2） 2Ag??Fe???Fe2??2Ag————①

Cu2??Fe???Fe2??Cu—————②

设Cu2?析出时，c(Fe2?)?1.0mol.L?1

????0.7889V E?(2)??(?2?Cu/Cu)(Fe2?/Fe)? E(1)?E?(2)?(?(???)??Ag/Ag)(Fe2?/Fe)0.059171 lg?22[c(Ag)] 代入数据解得：c(Ag?)?1.8?10?8mol.L?1

13. 电解铜时，给定电流强度为5000A，电解2h后，理论上能得到多少kg铜？

15000?2?3600??63.55?10?3QMItM2解：mCu?nM????11.86kg FF9648514. 用铂电极电解0.5mol?L?1Na2SO4的水溶液，测得25℃时阴极电势为

1.23V，溶液pH值为6.5，求阴极过电势值。

1解：阴极反应：H2O?O2?2e???2OH?

20.05917[c(OH?)]2 ? lg（理）??-2[pO2/p?]1/2?0.05917(10?7.5)2?0.401-lg?0.8448V 2(100/100)1/2???实??理?1.23?0.8448?0.385V 15. 用两极反应表示下列物质的主要电解产物。 (1) 电解NiSO4溶液，阳极用镍，阴极用铁； (2) 电解熔融MgCl2，阳极用石墨，阴极用铁； (3) 电解KOH溶液，两极都用铂。 解：(1)阳极：Ni(s) === Ni2+(aq) + 2e 阴极：Ni2+(aq) + 2e === Ni(s) (2)阳极：2Cl-(aq) === Cl2 + 2e

阴极：Mg2+(aq) + 2e=== Mg(s) (3)阳极：4OH-(aq) === 2H2O(l) +O2(g) + 4e 阴极：2H2O(l) + 2e=== 2OH-(aq) + H2(g)

习题五

一、判断题(对的，在括号内填“√”，错的填“×”)

1. 电子具有波粒二象性，就是说它一会儿是粒子，一会儿是电磁波。 (× )

2. 当原子中电子从高能级跃迁至低能级时，两能级间能量相差越大，则辐

射出的电磁波的波长越长。 (× )

3. 电子云的黑点表示电子可能出现的位置，疏密程度表示电子出现在该范

围的机率大小。 (√ )

4. 当主量子数n=2(× )

5. p轨道的角度分布图为“8”形，这表明电子是沿“8”轨迹运动的。 (× )

6. 3个p轨道的能量、形状和大小都相同，不同的是在空间的取向。 ( √ )

7. 价电子层排布含ns2的元素都是碱土金属元素。 (× )

8. 多电子原子轨道的能级只与主量子数n有关。 (× )

9. 原子核外有几个未成对电子，就能形成几个共价键。 (× )

10. 对多原子分子来说，其键的键能就等于它的离解能。 (× )

11. s轨道和p轨道成键时，只能形成σ键。 ( √ )

12. ?=0的分子，其化学键一定是非极性键。 (× )

13. sp2杂化轨道是由某个原子的1s轨道和2p轨道混合形成的。 (× )

14. 所有含氢的化合物的分子之间都存在着氢键。 (× )

15. 稀有气体是由原子组成的，属原子晶体。

时，角量子数l只能取

l。

(× )

二、选择题(将正确的答案的标号填入空格内)

1. ( D )

A. 与玻尔理论中的轨道实质相同，只是轨道半径和能量的计算方法不同而已

B. 指n和l具有一定数值时的一个波函数 C. 指n，m和l具有一定数值时的一个波函数 D. 指n，m，l和ms具有一定数值时的一个波函数

2. 对s原子轨道及s电子云，下列说法正确的是哪种？ ( A )

A. 某原子s原子轨道的能量随n增大而增大

B. s电子在以原子核为中心的球面上出现，但其运动轨迹测不准 C. s轨道的l=0，有自旋方向相反的两原子轨道

D. s轨道的波函数图形为球形，说明电子在空间各方向出现的机会相等

3. 下列成套的量子数不能描述电子运动状态的是哪组？ ( D )

A. 3，1，1，12 B. 4，3，?3，?12 C. 2，1，1，12 D. 3，3， 0，?12

4. 某元素的最外层只有一个l=0的电子，则该元素不可能是哪个区的元素？ ( A )

A. s区元素 B. p区元素 C. d区元素 D. ds区元素

5. 下列元素中外层电子构型为ns2np5的是哪个？ (

A. Na B. Mg C. Si D. F 6.

1s2

量子力学的一个轨道是什么？

D)

已知某元素+2价离子的电子分布式为

2s23p6( C )

3d10，该元素在周期表中所属的分区为

A. p区 B. d区 C. ds区 D. f区 7. ( D)

下列原子中哪个的第一电离能最大？

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