天津大學(xué)無機(jī)化學(xué)思考題

1、1. 一氣柜如下圖所示:CO2(1LN2(2L)假設(shè)隔板（A）兩側(cè)N2和C02的T, P相同。試問:（1）隔板兩邊氣體的質(zhì)量是否相等？濃度是否相等？物質(zhì)的量不等而濃度相等（2）抽掉隔板（假設(shè)不影響氣體的體積和氣柜的密閉性）后，氣柜 內(nèi)的T和P會(huì)改變？ N2、CO2物質(zhì)的量和濃度是否會(huì)改變？T和P會(huì) 不變，N2、CO2物質(zhì)的量不變而濃度會(huì)改變2. 標(biāo)準(zhǔn)狀況與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)有何不同？標(biāo)準(zhǔn)狀況指氣體在27.315K和 101325Pa下的理想氣體，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是在標(biāo)準(zhǔn)壓力下（10OkPa ）的純氣體、 純液體或純固體3. 化學(xué)反應(yīng)方程式的系數(shù)與化學(xué)計(jì)量數(shù)有何不同 ？對(duì)某一化學(xué)反應(yīng) 方程式來說,化學(xué)反應(yīng)方程式的系數(shù)

2、和化學(xué)計(jì)量數(shù)的絕對(duì)值相同，但化學(xué)反 應(yīng)方程式的系數(shù)為正值，而反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為負(fù)值，生成物的化學(xué)計(jì)量 數(shù)為正值4. 熱力學(xué)能、熱量、溫度三者概念是否相同 ？試說明之。5. 試用實(shí)例說明熱和功都不是狀態(tài)函數(shù)。6. 判斷下列各說法是否正確：（1）熱的物體比冷的物體含有更多的熱量。 ×（ 2）甲物體的溫度比乙物體高，表明甲物體的熱力學(xué)能比乙物體大 ×（3）物體的溫度越高，則所含熱量越多。 ×（4）熱是一種傳遞中的能量。 （5）同一體系：（a）同一狀態(tài)可能有多個(gè)熱力學(xué)能值。×（b）不同狀態(tài)可能有相同的熱力學(xué)能值。7. 判斷下列各過程中，那個(gè) U 最大：（1）體

3、系放出了 60kJ 熱，并對(duì)環(huán)境做了 40kJ 功。（2）體系吸收了 60kJ 熱，環(huán)境對(duì)體系做了 40kJ 功。 （3）體系吸收了 40kJ 熱，并對(duì)環(huán)境做了 60kJ 功。（4）體系放出了 40kJ 熱，環(huán)境對(duì)體系做了 60kJ 功。根據(jù) U=Q+W, (1) U=-60+ (-40)=-100KJ (2)U= +60+40=+100KJ ,(3)U=+40+(-60)=-20KJ(4)U= -40+60=+20KJ 因此通過計(jì)算可以看出 ,(2)過程的 U 最大.8. 下列各說法是否正確：(1)體系的焓等于恒壓反應(yīng)熱。 ×(2 )體系的焓等于體系的熱量。 ×(3)體系

4、的焓變等于恒壓反應(yīng)熱。 (4 )最穩(wěn)定的單質(zhì)焓等于零。 ×(5 )最穩(wěn)定的單質(zhì)的生成焓值等于零。 ×(6 )最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓等于零。 (7)由于 CaCO3 分解是吸熱的，所以它的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為負(fù)值。 ×(8)由于反應(yīng)焓變的單位為kJmol-1 ,所以熱化學(xué)方程式的系數(shù)不 影響反應(yīng)的焓變值。 ×9. 判斷下列各組內(nèi)的反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的恒壓反應(yīng)熱是否相同，請(qǐng)說明 理由。(1) N2(g) + 3H2 (g) 21NH)應(yīng)計(jì)量數(shù)不同 .(2)H2(g) + Br2 (g) 2HBr(g)H2(g )+ Br2 (l) 2HBr(不同 ,因?yàn)閮蓚€(gè)反

5、應(yīng)的反應(yīng)物Br2的狀態(tài)不同 .1/2N2(g) + 3/2H2 (g)3N(gH) 不同 ,因?yàn)閮蓚€(gè)反應(yīng)的反10. 已知：)1 =M + N (；35kJ mol-12M + 2N 2D ；)2 =-80kJ mol-1則 A + B 的D）3 是（ ）1 ）金剛石 3) O3( 臭氧) 5) Br(l)(1) -10kJ mol-1(3) -5kJ mol-1 (2) -45kJ mol-1(4) 25kJ mol-111. 下列純態(tài)單質(zhì)中，哪些單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓不等于零：2)Fe(s)4 )Hg(g) 6)石墨值?為下12. 在一標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下 CO2(g) 的列那個(gè)反應(yīng)的(1) C(金剛石)

6、+ 02 (g) 20 C0(g) + 1/202 (g) 2(0 C(石墨)+ 02 (g) CO 13. 反應(yīng):H2(g) + S(g) HS(g)的值是否等于 H2S(g) 的?不等,因?yàn)镾(g)不是穩(wěn)定單質(zhì).14. 已知 298.15K,100KPa 下，反應(yīng)：=66.36kJ mol-1,貝S NO2(g)的標(biāo)準(zhǔn) 摩爾生成焓為：(1) -66.336kJ mol-1(3)-33.18kJ mol-1(2) 33.18kJ mol -1(4)66.36kJ mol -1習(xí)題 本章作業(yè) (P2425) ： 3. 5. 8. 10. 13. 15. 18.1. 制備硝酸 (HNO 3 )的

7、反應(yīng)如下：4NH 3+ 50 24N0 + 6H 2O2N0 + O 2 2N03N0 2 + H 20 2HN0 + NO試計(jì)算每消耗1.00噸氨氣可制取多少噸硝酸？(提示：n(NH3):n(HNO 3)=1:2/3. 答案：2.47 噸硝酸)2. 在容器為10.0L的真空鋼瓶?jī)?nèi)充入氯氣，當(dāng)溫度為 298.15K時(shí)，測(cè)得瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)為1.0 × TPa,試計(jì)算鋼瓶?jī)?nèi)氯氣質(zhì)量。提示：PV nRTMPVRTmRTM2.9 103g# 3. 一氧氣瓶的容積是32L,其中氧氣的壓強(qiáng)為13.2kPa。規(guī)定瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)降至1.01 × 3kPa時(shí)就要充氧氣以防混入別的氣體。今有實(shí)驗(yàn)設(shè)

8、備每天需用101.325kPa氧氣400L ,問一瓶氧氣能用幾天？PPlV解：允許使用的氧氣物質(zhì)的量為：n11RTp2V2RT4. 一個(gè)容積為21.2L的氧氣缸安裝有在24.3 × 5Pa下能自動(dòng)打開的安全閥，冬季時(shí)曾灌入624克氧氣。夏季某天閥門突然自動(dòng)打開了，試問該天氣溫達(dá)多少攝氏度？提亍 TMPV 318K44.90C提示:nRmR# 5.冬季草原上的空氣主要含氮?dú)?N2)、氧氣(02)和氬氣(Ar)。在9.7 × IKPa 及-22 C下手記得一份空氣試樣，竟測(cè)定其中氮?dú)?、氧氣和氬氣的體積分?jǐn)?shù)依次為0.78、0.21、0.01。求收集試樣時(shí)各氣體得分壓。提i示：根據(jù)

9、道爾頓分壓定律：Pi 門P6.30 C下，在一個(gè)容積為10.0L的容器中，O2, N2和CO2混和氣體的總壓力為93.3kPa ,其中P(O2)為26.7kPa, CO 2的含量為5.00g。試求：每天需用氧氣的物質(zhì)的量為:以瓶氧氣可用的天數(shù)為:(1)容器中CO2的分壓；(答案：2.87 ×104Pa) 容器中N2的分壓；(答案：3.79 ×104Pa)(3) O 2的物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；(答案：0.286 )7.用鋅與鹽酸反應(yīng)制備氫氣：Zn(S) + 2H + ZH + H 2(g)若用排水集氣法在98.6kPa、25 C下(已知水的蒸氣壓為3.1kPa ) 收集到2.50

10、× IOm3的氣體。求：(1) 25C時(shí)該氣體中H2的分壓；(答案：95.43kPa )(2) 收集到的氫氣的質(zhì)量。(答案：0.194g )# 8.設(shè)有10molN 2(g)和20molH 2(g)在合成氨裝置中混合，反應(yīng)后有5molNH 3(g)生成,試分別按下列反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)數(shù)量( V) 和物質(zhì)的量的變化nB)(計(jì)算反應(yīng)進(jìn)度并作出結(jié)論。(1) 1/2N 2(g) + 3/2H 2(g) 3(1Hl (答案：=5.0mol )(2) N 2(g) + 3H 2(g) 23(g)(答案：=2.5mol )1提示：nB。結(jié)論：反應(yīng)進(jìn)度的值與選用反應(yīng)式中的哪個(gè)物B質(zhì)的量變化來

11、進(jìn)行計(jì)算無關(guān)，但與反應(yīng)式的寫法有關(guān)。9.某氣缸中有氣體20L ,從環(huán)境吸收了 800J熱量后，在恒壓(97.3kPa) 下體積膨脹到1.50L,試計(jì)算系統(tǒng)熱力學(xué)能變化 U)(提示：U =QP-P V=0.771kJ )# 10. 2.0Omol理想氣體在350K和152kPa條件下，經(jīng)恒壓冷卻至體積為35.0L,此過程放出了 1260J熱。試計(jì)算(1) 起始體積體系做功終態(tài)溫度熱力學(xué)能變化(5)焓變:乂 nRTI 38.3 10 3m338.3LP(2): T2Z 320KnR提示:(3):W：UP V 502JQ W 758J(5): H QP 1260J(問題主要出現(xiàn)在正負(fù)號(hào)上)11. 用

12、熱化學(xué)方程式表示下列內(nèi)容：在 25 C及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，每氧化1molNH 3(g)和 H2O(g)并將放熱 226.2kJ。(答案：5298 15K31NH3(g) 4O2(g) 2標(biāo)準(zhǔn)態(tài)K NO(g) 2H2O(g); rHm 226.2kJ mol 1)12. 在一敞口試管內(nèi)加熱氯酸鉀晶體時(shí)發(fā)生下列反應(yīng)：2KCI3(s)2KCl(s) + 3O 2(g),并放出熱 89.5kJ(298.15K)。求:298.15K 下該反應(yīng)的H QP 89.5kJrHm 和 U。(提示：U HW H PV)H nRT 96.9kJ13. 在高爐煉鐵，主要反應(yīng)有:C(S) + O2 (g)82(g)12CO2

13、(g) + 1/2C(S) CO(g)CO(g) + 13Fe2O3(S) 2/3Fe(S) + (2(g)( 1 )分別計(jì)算 298.15K 時(shí)各反應(yīng)的和各反應(yīng)值之和；(2)將上列反應(yīng)方程式和并成一個(gè)總反應(yīng)方程式，應(yīng)用各物質(zhì)的(298.15K) 值計(jì)算總反應(yīng)的并與(1)計(jì)算結(jié)果比較做出結(jié)論。(提3H2(g) + N2 (g)23N(Hg) ；r H m ( 393.509) 86.229 ( 8.3)kJ mol 1 315.6kJ mol(2) = -315.5kJ mol-1,計(jì)算結(jié)果基本相等?？梢缘贸鼋Y(jié)論：反應(yīng)的熱效應(yīng)只與反應(yīng)的始、終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng) 的途徑無關(guān)。 多數(shù)同學(xué)出現(xiàn)了問題

14、)14. 已知 298.15K 時(shí)反應(yīng)：)1 = -92.22kJmol-12H2(g) + O2 (g)H2O(g);)2 = -483.636kJ mol-1試計(jì)算下列反應(yīng)的 ()3：4NH3(g) +3O2(g) 22N + 6H2O(g)(提示：反應(yīng)(3)=反應(yīng)(2) ×3 反應(yīng)(1 ) ×2 =-1266.47kJ mol-1)15. 鋁熱法反應(yīng)如下：8Al + 3Fe3O44A2lO3 + 9Fe(1)利用數(shù)據(jù)計(jì)算恒壓反應(yīng)熱；(答案：QPrHm 33476kJ)在此反應(yīng)中若用去267.0g鋁，問能放出多少熱量？(答案： 因?yàn)?mol的鋁放出的熱量為：QP3347

15、.6kJ,則每摩爾鋁所放出的熱量為：3347.6kJ8mol則267.0g鋁的摩爾數(shù)為：267.0g26.98g mol 1 所以267.0g鋁放出的熱量為：)C 3347.6kJ267.0gJIz(JIz(I IQI 4141kJ8mol 26.98g mol16. 利用 數(shù)據(jù)，試計(jì)算下列反應(yīng)的恒壓 反應(yīng)熱：(1) Fe3O4 + 4H2 (g) 3Fe(s) + 4O(g)(答案：151.1kJ mol-1)(2) 4NH3(g) + 5O2 (g) 4No(g) + 6H2O(g)(答案：-905.47kJ mol-1)(3) 3NO2(g) + H2 O(l) 3HNO+ NO(g)(

16、答案:-71.7kJ mol -1)17. 已知 Ag2 o(s) + 2HCl(g)2AgCl(s2) o+(Hl)=-324.9kJ mo及(Ag2O , S)= -30.57kJ mol-1,試求：AgCl的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。（答案：-127.3kJ mol-1）18. 某天然氣中 CH4 占 85.0%,C2H6 占 10.0% ， 其余為不可燃部分 若已知2CO2(g)+3H2OC2H6(g)+7/2O2(g)(l)=-30.57kJ mol-1試計(jì)算完全燃燒 1.00m3 這種天然氣的恒壓反應(yīng)熱。 （提示：CH4(g) 22(g)298.15KPCO2(g) 2H2O(l)rHm 89