天津大学无机化学第一章__思考题

1. 一气柜如下图所示:ACO2(1LN2(2L)假设隔板（A）两侧N2和CO2的T,P相同。试问:（1）隔板两边气体的质量是否相等？浓度是否相等？物质的量不等而浓度相等（2）抽掉隔板（假设不影响气体的体积和气柜的密闭性）后，气柜内的T和P会改变？N2、CO2物质的量和浓度是否会改变？T和P会不变，N2、CO2物质的量不变而浓度会改变2 .标准状况与标准态有何不同？标准状况指气体在和101325Pa下的理想气体，标准态是在标准压力下（100kPa）的纯气体、纯液体或纯固体3 .化学反应方程式的系数与化学计量数有何不同？对某一化学反应方程式来说，化学反应方程式的系数和化学计量数的绝对值相同，但化学反应方程式的系数为正值，而反应物的化学计量数为负值，生成物的化学计量数为正值4 .热力学能、热量、温度三者概念是否相同？试说明之。5 .试用实例说明热和功都不是状态函数。6 .判断下列各说法是否正确：（1）热的物体比冷的物体含有更多的热量。X2）甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。（3）物体的温度越高，则所含热量越多。x（4）热是一种传递中的能量。V（5）同一体系：（a）同一状态可能有多个热力学能值。x（b）不同状态可能有相同的热力学能值。V7.判断下列各过程中，那个AU最大：（ 1）体系放出了60kJ热，并对环境做了40kJ功。（ 2）体系吸收了60kJ热，环境对体系做了40kJ功。V（ 3）体系吸收了40kJ热，并对环境做了60kJ功。（ 4）体系放出了40kJ热，环境对体系做了60kJ功。根据AU=Q+W,(1)U=-60+(-40)=-100KJ(2)U=+60+40=+100KJ,(3)AU=+40+(-60)=-20KJ(4)U=-40+60=+20KJ因此通过计算可以看出，(2)过程的AU最大.8. 下列各说法是否正确：(1)体系的始等于恒压反应热。X(2)体系的给等于体系的热量。X(3)体系的始变等于恒压反应热。V(4)最稳定的单质始等于零。X(5)最稳定的单质的生成始值等于零。X(6)最稳定的纯态单质的标准生成始等于零。V(7)由于CaCO3分解是吸热的，所以它的标准摩尔生成焓为负值。x(8)由于反应始变的单位为kJmol-1,所以热化学方程式的系数不影响反应的始变值。x9. 判断下列各组内的反应在标准态下的恒压反应热是否相同，请说明理由。1 ) N2(g) + 3H2 (g)23N(Hg)应计量数不同.(2) H2(g)+Br2(g)-«B2(g)H2(g)+Br2(l)->2HBr司，因为两个反应的反应物Br2的状态不同.10. 已知：)1 =M+N(；35kJmol-1-80kJmol-1则A+B-相)3是(1) -10kJmol-1(3)-5kJmol-1V(2) -45kJmol-1(4)25kJmol-111.下列纯态单质中，哪些单质的标准摩尔生成焓不等于零：哪些单质的标准摩尔生成始不等于零:列那个反应的12.在一标准态下CO2(g)的为下值?(1)C(金刚石)+O2(g)2C(gO)(2)CO(g)+1/2O2(g)2C(gO)(3)C(石墨)+O2(g)>2CO)V值是否等于H2S(g)的?不等，因为S(g)不是稳定单质.N2(g)+2O2(g)22N(Og)=mol-1,则NO2(g)的标准摩尔生成焓为：(1) mol-1(3)mol-1(2) mol-1V(4)mol-1习题本章作业(P2425)：3.5.8.10.13.15.18.1.制备硝酸(HNO3)的反应如下：4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2->2NO3NO2+H2O->2HNO+NO试计算每消耗吨氨气可制取多少吨硝酸？(提示：n(NH3):n(HNO3)=1:2/3.答案：吨硝酸)2.在容器为10.0L的真空钢瓶内充入氯气，当温度为时，测得瓶内气体压强为x7Pa,试计算钢瓶内氯气质量。提示：pV nRTMpV mRTmRTM一一 一 32.9 103 g#3.一氧气瓶的容积是32L,其中氧气的压强为。规定瓶内氧气压强降至x13kPa时就要充氧气以防混入别的气体。今有实验设备每天需用氧气400L,问一瓶氧气能用几天？解：允许使用的氧气物质的量为:nipPl VRT每天需用氧气的物质的量为：电P2V2RT以瓶氧气可用的天数为：9.6d4.一个容积为21.2L的氧气缸安装有在x5Paf0能自动打开的安全阀，冬季时曾灌入624克氧气。夏季某天阀门突然自动打开了，试问该天气温达多少摄氏度？提示：T7RMpVmR318K44.90C#5.冬季草原上的空气主要含氮气(N2)、氧气(02)和瀛气(Ar)。在x14Pa及-22C下手记得一份空气试样，竟测定其中氮气、氧气和敏气的体积分数依次为、。求收集试样时各气体得分压。提示：根据道尔顿分压定律：PiniPn6.30C下，在一个容积为10.0L的容器中，O2,N2和CO2混和气体的总压力为，其中P(O2)为，CO2的含量为5.00g。试求：(1)容器中CO2的分压；(答案：x104Pa)容器中N2的分压；(答案：x104Pa)(3)O2的物质的质量分数；(答案：)7.用锌与盐酸反应制备氢气：Zn(s)+2H+->Z2+H2(g)T若用排水集气法在、25c下(已知水的蒸气压为)收集到>3m310的气体。求:(1)25C时该气体加2的分压；(答案：)(2)收集到的氢气的质量。(答案：0.194g)#8.设有10molN2(g)和20molH2(g)在合成氨装置中混合，反应后有5molNH3(g)生成,试分别按下列反应方程式中各物质的化学计数量(3)和物质的量的变化nB)如算反应进度并作出结论。(1) 1/2N2(g)+3/2H2(g)->3NH(答案：2=)(2) N2(g)+3H2(g)->23Ng)(答案：2=)1提示：nB。结论：反应进度的值与选用反应式中的哪个物B质的量变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。9.某气缸中有气体20L,从环境吸收了800J热量后，在恒压下体积膨胀到1.50L,试计算系统热力学能变化U)(提示：AU=Qp-p=)#10.2.00mol理想气体在350K和152kPa条件下，经恒压冷却至体积为35.0L,此过程放出了1260J热。试计算(1)起始体积(3)体系做功终态温度(4)热力学能变化(5)始变38.3L:VinRT138.3103m3P(2):T2PV2320KnR提示:(3):WpV502J(4):UQW758J(5):HQp1260Jp(问题主要出现在正负号上)11 .用热化学方程式表示下列内容：在25c及标准态下，每氧化1molNH3(g)和H2O(g)并将放热。(答案：5_29815K_3_1NH3(g)4O2S)曾；5KNO(g)-H2O(g);rHm226.2kJmol1)12 .在一敞口试管内加热氯酸钾晶体时发生下列反应：2KC1O3(s)->2KCl(s)+3O2(g),并放出热。求：下该反应的ArHm和AU。(提示：HQp89.5kJpUHWHpV)HnRT96.9kJ13 .在高炉炼铁，主要反应有:1/2CO2(g)+1/2C(s)->CO(g)CO(g)+1/3Fe2O3(s)->2/3Fe(s)+(2(g)(1)分别计算时各反应的值之和；和各反(2)将上列反应方程式和并成一个总反应方程式，应用各物质的值计算总反应的并与(1)计算结果比较做出结论。(提值之和为：示：(1)各反应的rHm(393.509)86.229(8.3)kJmol1315.6kJmol(2)=mol-1,计算结果基本相等。可以得出结论：反应的热效应只与反应的始、终态有关，而与反应的途径无关。多数同学出现了问题)14. 已知时反应：3H2(g)+N2(g)23N(Hg)；)1=mol-12H2(g)+O2(g)22OH(g)；)2=mol-1试计算下列反应的()3：4NH3(g)+302(g)->2(妙+6H2O(g)(提示：反应(3)=反应(2)X3反应(1)X2=mol-1)15. 铝热法反应如下：8Al+3Fe3O4->4A103+9Fe(1) 利用数据计算恒压反应热；(答案：QprHm3347.6kJ)(2)在此反应中若用去267.0g铝，问能放出多少热量？(答案:因为8mol的铝放生的热量为：Qd3347.6kJ,p则每摩尔铝所放生的热量为:3347.6kJ8mol贝U267.0g铝的摩尔数为：267.0g/26.98gmol所以267.0g铝放生的热量为:3347.6kJ267.0gQ14141kJ8mol26.98gmol16. 利用数据，试计算下列反应的恒压反应热：(1)Fe3O4+4H2(g)->3Fe(s)+2O(g)(答案：mol-1)(2)4NH3(g)+5O2(g)->4NO(g)+62O(g)(答案：-mol-1)(3)3NO2(g)+H2O(l)->3H3(O+NO(g)(答案：mol-1)17.已知 Ag2O(s) + 2HCl(g)> 2AgCl(S2O(H=mdl及(Ag2O,s)=mol-1,试求：AgCl的标准摩尔生成始。(答案：mol-1)118.某天然气中CH4占,C2H6占,其余为不可燃部分。若已知2CO2(g)+3H2O(l)C2H6(g)+7/2O2(g)=mol-1试计算完全燃烧1.00m3这种天然气的恒压反应热。（提示：CH4（g）202（g）2T5KCO2（g）2H2。）1rHm890.36kJmol1因为在标准状况下（273.15K、101.325kPa）理想气体的摩尔体积为：22.4Lmol-1根据：WpV2可计算出在本题条件下的摩尔体为：123V2,m 24.774L mol 24.774 10 m所以：Qp Qp(CH4) Qp(C2H6)0.85m3_ 1mol ,2 31 ( 890.36kJ24.774 10 m mol0.1m3mol 1) _23_ 124.774 10 2m3 mol 143.69 10 kJ1(1559.8kJ mol 1)主要是摩尔体积的计算问题）