1、大学化学课后习题答案(吉林大学版)第 1_2_3_章第 1 章 化学反应基本规律1.2 习题及详解一判断题1. 状态函数都具有加和性。 ()2. 系统的状态发生改变时,至少有一个状态函数发生了改变 。 ()3. 由于 CaCO3 固体的分解反应是吸热的,故 CaCO3 的标准摩尔生成焓是负值 。 ()4. 利用盖斯定律计算反应热效应时,其热效应与过程无关,这表明任何情况下,化学反应的热效应只与反应的起,始状态有关,而与反应途径无关。 ()5. 因为物质的绝对熵随温度的升高而增大,故温度升高可使各种化学反应的 S 大大增加 。 ()6. H, S受温度影响很小,所以 G 受温度的影响不大 。 (
2、)7. 凡 G大于零的过程都不能自发进行。 ()8. 273K,101.325KPa 下,水凝结为冰,其过程的 S0, S0, S0 C. H0 6. 1mol 气态化合物 AB 和 1mol 气态化合物 CD 按下式反应:AB(g)+CD(g)AD(g)+BC(g),平衡时,每一种反应物 AB 和 CD 都有 3/4mol 转化为 AD 和 BC,但是体积没有变化,则反应平衡常数为( B )A.16 B.9 C.1/9 D.16/97. 400时,反应 3H2(g)N 2(g)2NH 3(g)的 K673 1.6610-4。同温同压下,3/2H 2(g)+1/2N2(g)NH 3(g)的 r
3、Gm为( D )KJ.mol -1。A-10.57 B.10.57 C.-24.35 D.24.358. 已知下列反应的标准 Gibbs 函数和标准平衡常数:(1)C(s)+O2(g) CO 2(g) G1,K1(2)CO2(g) CO(g)+1/2O 2(g) G2,K2(3)C(s)+1/2O2(g) CO(g) G3,K3则它的 G,K之间的关系分别是( A )A. G3=G1+G2B. G3=G1G2C. K3= K1- K2D. K3= K1+ K29. 若反应 A+B C 对 A,B 来说都是一级反应,下列说法正确的是( C )A. 该反应是一级反应B. 该反应速率常数的单位可以用
4、 min-1C. 两种反应物中,无论哪一种物质的浓度增加 1 倍,都将使反应速率增加一倍D. 两反应物的浓度同时减半时,其反应速率也相应减半.10. 对一个化学反应来说,下列叙述正确的是( C )A. G越小,反应速率越快B. H越小,反应速率越快C. 活化能越小,反应速率越快D. 活化能越大,反应速率越快11. 化学反应中,加入催化剂的作用是( C )A. 促使反应正向进行B. 增加反应活化能C. 改变反应途径D. 增加反应平衡常数12. 升高温度,反应速率常数增加的主要原因是( A )A. 活化分子百分数增加B. 活化熵增加C. 活化能增加D. 压力增加13. 某反应 298K 时, rG
5、=130KJmol-1, rH=150KJmol-1,下列说法错误的是( C )A. 可以求得 298K 时反应的 rSB. 可以求得 298K 时反应的平衡常数C. 可以求得反应的活化能D. 可以近似求得反应达平衡时的温度14. 某基元反应 2A(g)+B(g)C(g),其速率常数为 k.当 2molA 与 1molB 在 1L 容器中混合时,反应速率是( A )A.4k B.2k C.1/4k D.1/2k15. 某反应在 370K 时反应速率常数是 300K 时的 4 倍,则这个反应的活化能近似值是( A )KJmol-1A.18.3 B.-9.3 C.9.3 D.数值不够,不能计算三填
6、空题1. 对于一封闭系统,定温定容且不做非体积功的条件下,系统热力学能的变化,数值上等于 恒容反应热 ; 定温定压且不做非体积功的条件下,系统的焓变,数值上等于 恒压反应热 。2. 一种溶质从溶液中结晶析出,其熵值 减小 ,纯碳与氧气反应生成 CO,其熵值 增加 。3. 定温定压下, G 可以作为过程自发性的判据。4. 当 H0 ;(2)KNO 3 从溶液中结晶 S0 ;(4)臭氧的生成:3O 3(g)2O3(g) S0 。 四计算题1. 标准状态下,下列物质燃烧的热化学方程式如下(1)2C2H2(g)+5O2(g) 4CO 2(g)+2H2O(l) H1=-2602 KJ(2)2C2H6(g
7、)+7O2(g) 4CO 2(g)+6H2O(l) H2=-3123 KJ(3)H2(g)+1/2O2(g) H 2O(l) H3=-286 KJ根据以上反应焓变,计算乙炔(C 2H2)氢化反应:C 2H2(g)+2H2(g) C 2H6(g)的焓变。(H= -312 KJ)2. 在 100,101.3KPa 时,2.00molH 2(g)与 1.00molO2(g)反应生成 2.00molH2O(g),反应中释放出 484.5KJ 热量。计算生成每 mol H2O(g)时的焓变 H和热力学能的变化 U。(H=-242.3KJmol-1 U=-240.7KJmol-1)3. 已知下列物质的生成
8、焓:NH3(g) NO(g) H2O(g)Hf(KJ/mol) -46.11 90.25 -241.818试计算在 25标态时,5molNH 3(g)氧化为 NO(g)及 H2O(g)的反应热效应。(5molNH3(g)的热效应为 : H=(-226.3765)KJ=-1131.85KJ)4. 计算说明用以下反应合成乙醇的条件(标准状态下):4CO2(g) 6H2O(l)2C2H5OH(l)6O 2(g)(如此高的温度,无实际意义。)5 由锡石(SnO 2)冶炼制金属锡(Sn)有以下三种方法,请从热力学原理讨论应推荐哪一种方法。实际上应用什么方法更好?为什么?(1) SnO2(s) Sn(s)
9、+O2(g)(2) SnO2(s)+C(s) Sn(s)+CO2(g)(3) SnO2(s)+2H 2(g) Sn(s)+2H2O(g)6. Ag2O 遇热分解:2Ag 2O(s)4Ag(s)+O 2(g), 已知在 298K 时,Ag 2O 的 fH31.1 KJmol-1, fGm11.2 KJmol-1,试求在 298K 时 P(O2)的压力是多少(Pa)?Ag 2O 的最低分解温度?(p(O2)=11.9Pa T 465.6 K)7. 反应 CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)在 973K 时 K2.9210 -2,900时 K1.04,试由此计算该反应的 97173,rr及
10、rmrHS,。( rmH169.5 KJmol -rSm=144.8 Jmol-1K-1rG973=28.6 KJmol-1rG1173=-0.382 KJmol-1)8. 金属钙极易与空气中的氧反应:Ca(s)+1/2O2(g)CaO(s) fG=-604 KJmol-1 欲使钙不被氧化,在 298K 空气中氧气的分压不能超过多少 Pa?( pKa(HCN),故相同浓度的 NaAc 溶液的 pH 比 NaCN 溶液的 pH 大。( )二选择题1在质量摩尔浓度为 1.00molkg-1 的 NaCl水溶液中,溶质的摩尔分数 B 和质量分数 B 为 ( C )A 1.00, 18.09% B0.
11、055, 17.0%C0.0177, 5.53% D0.180, 5.85%2. 30%的盐酸溶液,密度为 1.15gcm-3,其物质的量浓度 CB和质量摩尔浓度 bB 分别为 ( A )A9.452moldm -3, 11.74molkg-1 B 94.52moldm-3, 27.39molkg-1 C31.51moldm -3, 1.74molkg-1 D 0.945moldm-3, 2.739molkg-13.下面稀溶液的浓度相同,其蒸气压最高的是 ( C )ANaCl 溶液 BH 3PO4 溶液 CC 6H12O6 溶液 DNH 3-H2O 溶液4.下列物质水溶液中,凝固点最低的是 (
12、 C )A 0.2molkg-1 C12H22O11 B 0.2molkg-1 HAc C 0.2molkg-1 NaCl D 0.1molkg-1 HAc 5.相同浓度的下列溶液中沸点最高的是 ( C )A葡萄糖 BNaCl CCaCl 2 DCu(NH 3)4SO460.1molkg -1 的下列溶液中 pH 最小的是 ( B )AHAc BH 2C2O4 CNH 4Ac DH 2S7. 下列混合溶液,属于缓冲溶液的是 ( A )A 50g 0.2molkg-1 HAc 与 50g 0.1molkg-1 NaOHB 50g 0.1molkg-1 HAc 与 50g 0.1molkg-1 N
13、aOHC 50g 0.1molkg-1 HAc 与 50g 0.2molkg-1 NaOHD 50g 0.2molkg-1 HCl 与 50g 0.1molkg-1 NH3H2O8若用 HAc 和 NaAc 溶液配制 pH = 4.5 的缓冲溶液,则二者浓度之比为 ( C )A .1 B 362.C 18.D 99. 配制 pH 7 的缓冲溶液,应选择 ( D )A K(HAc)=1.810-5 BK (HCOOH)=1.7710-4 C K(H2CO3)=4.310-7 DK (H2PO4-)=6.2310-810. AgCl 在下列物质中溶解度最大的是 ( B ) A 纯水 B 6molk
14、g-1 NH3H2O C 0.1molkg-1 NaCl D 0.1molkg-1 BaCl211.在 PbI2沉淀中加入过量的 KI 溶液,使沉淀溶解的原因是 ( B )A同离子效应 B生成配位化合物 C氧化还原作用 D溶液碱性增强12下列说法中正确的是 ( A )A在 H2S 的饱和溶液中加入 Cu2+,溶液的 pH 值将变小。B分步沉淀的结果总能使两种溶度积不同的离子通过沉淀反应完全分离开。C所谓沉淀完全是指沉淀剂将溶液中某一离子除净了。D若某系统的溶液中离子积等于溶度积,则该系统必然存在固相。13下列配合物的中心离子的配位数都是 6,相同浓度的水溶液导电能力最强的是(D)A K2MnF
15、6 B Co(NH3)6Cl3C Cr(NH3)4Cl3 D K4Fe(CN)6三填空题1稀溶液的依数性是指溶液的_蒸气压下降_、_沸点升高_、_凝固点下降_和_渗透压_。它们的数值只与溶质的_粒子数目(一定量溶剂中溶质的物质的量)_成正比。2下列水溶液,按凝固点由高到低的顺序排列(用字母表示) _ D C A B 。A.1molkg-1 KCl B.1molkg-1 Na2SO4C.1molkg-1 蔗糖 D.0.1molkg-1 蔗糖3HAc 溶液中滴入 2 滴甲基橙指示剂,溶液显 _红_ 色,若再加入少量 NaAc(s),溶液由 _红_ 色变为 _黄_ 色,其原因是 _同离子效应_。4A
16、g 2CrO4 的溶度积常数表达式为 bCrObAgKs 242,其溶解度 S 与sK的关系为:3sS。5填表:化学式 名称 中心离子配位体 配 位 原子配位数配离子电荷Pt(NH3)4(NO2)ClSO4 硫酸一氯一硝基四氨合铂()Pt4+ NH3、NO2-、Cl - N、O、Cl6 +2Ni(en)3Cl2 二氯化三乙二胺合镍()Ni2+ en N 6 +2Fe(EDTA2- 乙二胺四乙酸根合铁() 配离子Fe2+ EDTA4- N、O 6 -2NH4Co(NCS)4(NH3)2 四异硫氰根二氨合钴()酸铵Co3+ NCS-、NH 3N、N 6 -1Co(ONO)(NH3)3(H2O)2C
17、l2 二氯化一亚硝酸根三氨二水合钴()Co3+ ONO-、NH 3、H2OO、N、O6 +2Co(C2O4)33- 三草酸根合钴()配离子Co3+ C2O42- O 6 -36试确定下列反应向 _右_ 方进行:ZnCO3(s) + 4CN- Zn(CN)42-+ CO32-7形成配位键时,中心原子必须具有 _空轨道_,配位体必须具有 _孤对电子_。8根据酸碱质子理论,H 2PO ;H 2PtCl6;HSO4;Fe(H 2O)63+ 的共轭碱的化学式分别是 4PO, HPtCl6- , 2SO和 Fe(H 2O)5OH2+ 。9已知 NH3 的 Kb为 1.7610-5,NH 4离子的 Ka值为
18、 5.6810-10 。10根据酸碱质子理论,下列物质中 NH 4、H 3PO4 、H 2S 是酸; PO 34、CO2、 、 CN 、OH 、NO 2 是碱; Fe(H2O)5OH2+ 、HSO3、HS 、H 2PO、 HPO 、H 2O 是两性物质。四问答题1溶液的沸点升高和凝固点降低与溶液的组成有何关系?2 怎样衡量缓冲溶液缓冲能力的大小?3试讨论怎样才能使难溶沉淀溶解。4试用平衡移动的观点说明下列事实将产生什么现象。(1)向含有 Ag2CO3 沉淀的溶液中加入 Na2CO3。(2)向含有 Ag2CO3 沉淀的溶液中加入氯水。(3)向含有 Ag2CO3 沉淀的溶液中加入 HNO35试说明
19、什么叫螯合物。6酸碱质子理论与电离理论有哪些区别?五计算1在 100cm3 水( 密度为 1.0gcm-3)中溶解 17.1g 蔗糖(C 12H22O11),溶液的密度为 1.0638gcm-3,试计算:(1) 溶液的质量分数;(2) 溶液的物质的量浓度;(3) 溶液的质量摩尔浓度。(4) 蔗糖和水的摩尔分数。解:(1) 溶液的质量分数:%6.140.17gwB(2) 已知蔗糖摩尔质量为:342gmol -1,则:物质的量浓度: c B = 0.454moldm-3(3) 质量摩尔浓度: 13315.00.142/.7 kgmolcgmolb(4) 摩尔分数:H 2O 的物质的量 31.68n
20、ll蔗糖的物质的量 olg5.342.73109.)05.6(molx糖.2OH2将 0.450g 某电解质溶于 30.0g 水中,使溶液凝固点降到0.150。计算该非电解质的相对分子质量。M = 186gmol-1 3某浓度的蔗糖溶液在0.250时结冰。此溶液在 20时的蒸气压为多大?渗透压为多大?蔗糖的蒸气压为:P(蔗糖) = 2327.53Pa (蔗糖)= 326.4kPa 4计算下列溶液中的 b(H+)、b(Ac -)和(1) 、 (2)的解离度 :(1)0.050molkg -1 HAc 溶液;(2)0.10molkg -1 HAc 溶液中加入等质量的 0.050 molkg-1 K
21、Ac 溶液;(3)0.10 molkg -1 HAc 溶液中加入等质量的 0.05 molkg-1 HCl 溶液;(4)0.10 molkg -1 HAc 溶液中加入等质量的 0.05 molkg-1 NaOH 溶液。(1)%8.105.149(2) =0.07%(3) b(Ac-)=3.5210-5 molkg-1(4)b(H +)1.7610 -5 molkg-1 b(Ac-)=0.025molkg-1 50.010molkg -1 的某一弱酸溶液,在 298K 时,测定其 pH 值为 5.0,求:(1)该酸的aK和 。 (2)加入 1 倍水稀释后溶液的 pH 值、aK和 。解:(1) -
22、5810.a%10.(2) 862.07.5.1aK14.6)6计算 20时,在 0.10 molkg-1 氢硫酸饱和溶液中:(1) b(H+)、 b(S2-)和 pH;(2)如用 HCl 调节溶液的酸度为 pH2.00 时,溶液中的 S2-浓度是多少?计算结果说明什么问题?解:(1)b(H +) = b(HS-) = 9.510-5 molkg-1b(S2-) 2K= 1.110-12 molkg-1pH = -lg9.510-5 = 4.02(2)b(S 2-)= 1.010-16 molkg-17在 18时,PbSO 4 的溶度积为 1.8210-8,试求在这个温度 PbSO4 在 0.
23、1molkg-1 K2SO4溶液中的溶解度。b(Pb2+) = 1.8210-7 molkg-1 8在 18时,AgBr 的溶度积为 5.3510-13,在纯水中 AgBr 的溶解度是多少?在0.10molkg-1 的 NaBr 溶液中 AgBr 的溶解度是多少?解:(1)在纯水中 AgBr 的溶解度是 7.3110 -7 molkg-1。(2)即在 0.1molkg-1 的 NaBr 中,AgBr 的溶解度为 5.3510-12 molkg-1 9通过计算说明:(1)在 100g 0.15molkg-1 的 KAg(CN)2溶液中加入 50g 0.10molkg-1 的 KI 溶液,是否有
24、AgI 沉淀产生?(2)在上述混合溶液中加入 50g 0.20molkg-1 的 KCN 溶液,是否有 AgI 产生?解:(1) 有 AgI 沉淀析出。(2)无 AgI 沉淀析出。 10某溶液中含有 Pb2+ 和 Ba2+,其质量摩尔浓度分别为 0.01 molkg1和 0.10molkg1。若向此溶液逐滴加入 K2CrO4 溶液,问哪种金属离子先沉淀 ?此两种离子有无分离的可能?已知 Ks(PbCrO4)1.7710 14, Ks(BaCrO4)1.210 10。解:从计算结果可知:沉淀 Pb2+ 比沉淀 Ba2+ 所需的 CrO 24少得多,所以,将首先析出 PbCrO4 沉淀。当 BaCrO4 开始沉淀时, Pb2+已沉淀完全了。此两种离子可以分离。