天津大學(xué)無機化學(xué)第一章思考題

1、第一章 思 考 題1. 一氣柜如下圖所示：A N22L CO21L 假設(shè)隔板（ A）兩側(cè) N2 和 CO2 的 T, P 相同；試問：（1）隔板兩邊氣體的質(zhì)量是否相等 濃度相等. 濃度是否相等 .物質(zhì)的量不等而（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 會轉(zhuǎn)變？ N2 、CO2 物質(zhì)的量和濃度是否會轉(zhuǎn)變 .T 和 P 會不變,N2 、CO2 物質(zhì)的量不變而濃度會轉(zhuǎn)變2. 標(biāo)準狀況與標(biāo)準態(tài)有何不同 . 標(biāo)準狀況指氣體在 27.315K 和101325Pa 下的抱負氣體,標(biāo)準態(tài)是在標(biāo)準壓力下（100kPa ）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)

2、計量數(shù)有何不同 .對某一化學(xué)反應(yīng)方程式來說 ,化學(xué)反應(yīng)方程式的系數(shù)和化學(xué)計量數(shù)的肯定值相同 ,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)計量數(shù)為負值,生成物的化學(xué)計量數(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. 試用實例說明熱和功都不是狀態(tài)函數(shù)；6. 判定以下各說法是否正確：（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,說明甲物體的熱力學(xué)能比乙物體大；（3）物體的溫度越高,就所含熱量越多；（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. 判定以下各過程中,那個 U 最大：（1

3、）體系放出了 60kJ 熱,并對環(huán)境做了 40kJ 功；（2）體系吸取了 60kJ 熱,環(huán)境對體系做了40kJ 功；（3）體系吸取了 40kJ 熱,并對環(huán)境做了 60kJ 功；（4）體系放出了 40kJ 熱,環(huán)境對體系做了 60kJ 功；依據(jù) U=Q+W, 1 U=-60+ -40=-100KJ 2 U= +60+40=+100KJ ,3 U=+40+-60=-20KJ 4 U= -40+60=+20KJ 因此通過運算可以看出 ,2過程的 U 最大.8.以下各說法是否正確：（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）體系的焓變等于恒壓反應(yīng)熱；（4）最穩(wěn)固的單質(zhì)焓等于零；（

4、5）最穩(wěn)固的單質(zhì)的生成焓值等于零；（6）最穩(wěn)固的純態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準生成焓等于零；（7）由于 CaCO3 分解是吸熱的,所以它的標(biāo)準摩爾生成焓為負值；（8）由于反應(yīng)焓變的單位為 影響反應(yīng)的焓變值； kJmol-1 ,所以熱化學(xué)方程式的系數(shù)不9.判定以下各組內(nèi)的反應(yīng)在標(biāo)準態(tài)下的恒壓反應(yīng)熱是否相同,請說明理由；（1）N2g + 3H2g 2NH 3g 不同,由于兩個反應(yīng)的反1/2N2g + 3/2H2g NH 3g 應(yīng)計量數(shù)不同 .（2）H2g + Br2 g 2HBrgBr2H2g + Br2l 2HBrg 不同,由于兩個反應(yīng)的反應(yīng)物的狀態(tài)不同 .10. 已知：A + B M + N；1 = 35kJ

5、 mol-1 2M + 2N 2D ；2 = -80kJ mol-1就 A + B D3 是（ ）（1）-10kJ mol-1 （2）-45kJ mol-1 （3）-5kJ mol-1 （4）25kJ mol-1 11. 以下純態(tài)單質(zhì)中,哪些單質(zhì)的標(biāo)準摩爾生成焓不等于零：（1）金剛石 （3）O3 臭氧） （5）Brl （2）Fes （4）Hgg （6）石墨12. 在一標(biāo)準態(tài)下 CO2g 的 為以下那個反應(yīng)的 值. 1 C 金剛石 + O2 g CO 2g 2 COg + 1/2O2 g CO 2g 3 C 石墨 + O2 g CO 2g 13. 反應(yīng):H2g + Sg H2Sg 的 值是否等于

6、 H2Sg 的.不等,由于 Sg 不是穩(wěn)固單質(zhì) .14.已知 298.15K,100KPa下,反應(yīng)：= 66.36kJ mol-1, 就N2g + 2O2g 2NO 2g NO2g 的標(biāo)準摩爾生成焓為：1-66.336kJ mol-1 233.18kJ 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的反應(yīng)如下：4NH 3+ 5O 2 4NO + 6H 2O 2NO + O 2 2NO3NO 2 + H 2O 2HNO 3 + NO 試運算每消耗 1.00 噸氨氣可制取多少噸硝酸？（提示： nNH 3:nHNO 3=1:2/3. 答

7、案： 2.47 噸硝酸）2. 在容器為 10.0L 的真空鋼瓶內(nèi)充入氯氣,當(dāng)溫度為 瓶內(nèi)氣體壓強為 1.0 10 7Pa,試運算鋼瓶內(nèi)氯氣質(zhì)量；298.15K 時,測得 提示：pVnRTmRTMmMpV3 2.9 10gRT3. 一氧氣瓶的容積是32L,其中氧氣的壓強為13.2kPa ；規(guī)定瓶內(nèi)氧氣壓強降至 1.01 10 3kPa 時就要充氧氣以防混入別的氣體；今有試驗設(shè)備每天需用 101.325kPa 氧氣 400L ,問一瓶氧氣能用幾天？p p V解：答應(yīng)使用的氧氣物質(zhì)的量為：n 1RT每天需用氧氣的物質(zhì)的量為：n 2 p VRT 2以瓶氧氣可用的天數(shù)為：n 1n 29.6d4. 一個容

8、積為 21.2L 的氧氣缸安裝有在24.3 10 5Pa 下能自動打開的安全閥,冬季時曾灌入 624 克氧氣；夏季某天閥門突然自動打開了,試問該天氣溫達多少攝氏度？ 提示：T pV nR MpV mR 318 K 44.9 0 C5. 冬季草原上的空氣主要含氮氣N 2、氧氣 O2和氬氣 Ar ；在9.7 10 4Pa 及-22 下手記得一份空氣試樣,竟測定其中氮氣、氧氣和氬氣的體積分數(shù)依次為 0.78 、0.21 、0.01 ；求收集試樣時各氣體得分壓；提示：依據(jù)道爾頓分壓定律：p i nn i pp N 2 7.6 10 4 Pap O 2 2.0 10 4 Pap Ar 1.0 10 3

9、Pa6.30 下,在一個容積為10.0L 的容器中, O2,N 2 和 CO2 混和氣體的總壓力為 93.3kPa ,其中 PO 2為 26.7kPa, CO 2 的含量為 5.00g ；試求：1 容器中 CO2 的分壓； （答案： 2.87 104Pa）2 容器中 N 2 的分壓； （答案： 3.79 104Pa）3 O 2 的物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)； （答案： 0.286 ）123nCO2=mCO2=0.114molMCO2P=nRT=2.87*104PaVPN2=P-PO2-PCO2 =3.79*104PanO2=PO2=0.286nP7. 用鋅與鹽酸反應(yīng)制備氫氣：Zns + 2H+ Zn 2+

10、 + H 2g如用排水集氣法在98.6kPa 、 25 下（已知水的蒸氣壓為 3.1kPa ）收集到 2.50 10-3m 3 的氣體；求：1 25時該氣體中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 2g 和 20molH 2g 在合成氨裝置中混合,反應(yīng)后有5molNH 3g 生成,試分別按以下反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計數(shù)量（B）和物質(zhì)的量的變化 nB運算反應(yīng)進度并作出結(jié)論；1 1/2N 2g + 3/2H 2g NH 3g （答案： 5.0mol ）2 N 2g + 3H 2g 2NH 3g （答案： 2.5m

11、ol ）1提示：n ；結(jié)論：反應(yīng)進度的值與選用反應(yīng)式中的哪個物B質(zhì)的量變化來進行運算無關(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)境吸取了800J 熱量后,在恒壓 97.3kPa下體積膨脹到 1.50L, 試運算系統(tǒng)熱力學(xué)能變化 U（提示： UQpp V=0.771kJ ）10. 2.00mol 抱負氣體在 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；試運算1 起始體積3體系做功1）2 終態(tài)溫度4熱力學(xué)能變化（5）焓變1:V 1nRT 138.3 1033 m38.3Lp2 :T 2pV 2320KnR提示：3 :Wp V

12、502JJ4 :UQW7585 :HQp1260J問題主要顯現(xiàn)在正負號上 11.用熱化學(xué)方程式表示以下內(nèi)容：在25 及標(biāo)準態(tài)下,每氧化1molNH3g 和 H2Og 并將放熱 226.2kJ ；（答案：NH3 5O 2 298.15KNO g3H O g ;rHm226.2kJ mol4標(biāo)準態(tài)212. 在一敞口試管內(nèi)加熱氯酸鉀晶體時發(fā)生以下反應(yīng)：2KClO 3s 2KCls + 3O 2g, 并放出熱 89.5kJ298.15K ；求: 298.15K 下該反應(yīng)的H Q p 89.5 kJ rHm 和 U；（提示：U H W H p V）H nRT 96.9 kJ13. 在高爐煉鐵,主要反應(yīng)有

13、：Cs + O2 g CO 2g 1/2CO2 g + 1/2Cs COgCOg + 1/3Fe2O3 s 2/3Fes + CO 2g 1 分別運算 298.15K 時各反應(yīng)的 和各反應(yīng) 值之和；2 將上列反應(yīng)方程式和并成一個總反應(yīng)方程式,應(yīng)用各物質(zhì)的298.15K 值運算總反應(yīng)的并與1運算結(jié)果比較做出結(jié)論； （提示：1各反應(yīng)的值之和為：1rHm 393.50986.229 8.3 kJ mol1315.6kJ mol2 -315.5kJ mol-1,運算結(jié)果基本相等；可以得出結(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)顯現(xiàn)了問題）14. 已知 298.15K 時反

14、應(yīng)：3H2g + N2g 2NH 3g ；1 = -92.22kJmol-1 2H2g + O2g 2H 2Og ；2 = -483.636kJmol-1 試運算以下反應(yīng)的 3：4NH3g + 3O2g 2N 2g + 6H2Og （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 + 3Fe3O4 4Al2O3 + 9Fe QprHm3347.6 kJ 1利用數(shù)據(jù)運算恒壓反應(yīng)熱； 答案：2在此反應(yīng)中如用去267.0g 鋁,問能放出多少熱量？（答案：由于 8 mol 的鋁放出的熱量為：Q p 3347.6 kJ ,就每摩爾鋁所放

15、出的熱量為：3347.6 kJ8 mol就 267.0 g 鋁的摩爾數(shù)為：267.0 g / 26.98 g mol 1所以 267.0 g 鋁放出的熱量為：）3347.6 kJ 267.0 gQ 1 4141 kJ8 mol 26.98 g mol16. 利用 數(shù)據(jù),試運算以下反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱：1Fe3O4 + 4H2 g 3Fes + 4H 2Og （答案： 151.1kJ mol-1）24NH3g + 5O2 g 4NOg + 6H 2Og （答案：-905.47kJ mol-1）33NO2g + H2Ol 3HNO 3l + NOg（答案：-71.7kJ mol-1）17. 已知 Ag2 Os + 2HClg 2AgCls + H= - 324.9kJ-1 及Ag2O ,s= -30.57kJ mol-1, 試求： AgCl 的標(biāo)準摩爾生成焓；（答案： -127.3kJ mol-1）18. 某自然氣中 CH4 占 85.0%,C2H6 占 10.0% , 其余為不行燃部分；如已知C2H6g+7/2O2g2CO2g+3H2Ol = -30.57kJ mol-1 試運算完全燃燒 1.00m3 這種自然氣的恒壓反應(yīng)熱；提示：2.4L mol-1CH4 2O 2 298.15KCO2 2H