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大学基础化学课后习题解答

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大学基础化学课后习题解答

第一章 溶液和胶体溶液 第二章 化学热力学基础

2-1 什么是状态函数?它有什么重要特点?

2-2 什么叫热力学能、焓、熵和自由能?符号H、S、G、?H、?S、?G、?fHm、?cHm、?fGm、

θθθθ?rHm、Sm、?rSm、?rGm各代表什么意义?

θθθ2-3 什么是自由能判据?其应用条件是什么? 2-4 判断下列说法是否正确,并说明理由。 (1)指定单质的?fGm、?fHm、Sm皆为零。

θθθ?rSm分别等于SO2(g)的?fGm、?fHm、?rHm、(2)时,反应 O2(g) +S(g) = SO2(g) 的?rGm、

Sm。

θθθθθθ(3)?rGm<0的反应必能自发进行。

2-5 和标准状态下,HgO在开口容器中加热分解,若吸热可形成Hg(l),求该反应的?rHm。若在密闭的容器中反应,生成同样量的Hg(l)需吸热多少?

解:HgO= Hg(l)+1/2O2(g)

θ?rHm=×= kJ·mol-1 Qv=Qp-nRT= kJ·mol-1

θθ2-6 随温度升高,反应(1):2M(s)+O2(g) =2MO(s)和反应(2):2C(s) +O2(g) =2CO(g)的摩尔吉布斯自由能升高的为 (1) ,降低的为 (2) ,因此,金属氧化物MO被硫还原反应2MO(s)+ C(s) =M(s)+ CO(g)在高温条件下 正 向自发。

2-7 热力学第一定律说明热力学能变化与热和功的关系。此关系只适用于:

A.理想气体; B.封闭系统; C.孤立系统; D.敞开系统 2-8 纯液体在其正常沸点时气化,该过程中增大的量是:

A.蒸气压; B.汽化热; C.熵; D.吉布斯自由能 2-9 在298K时,反应N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g),?rHm<0则标准状态下该反应

A.任何温度下均自发进行; B.任何温度下均不能自发进行; C.高温自发; D.低温自发

2-10 298K,标准状态下,金属镁在定压条件下完全燃烧生成MgO(s),放热。则?fHm(MgO,298K)等于 kJ·mol-1 。已知M(Mg)=﹒mol-1。 2-11 已知和标准状态下

解:?rHm=-[(1)+(2)]= kJ·mol-1 2-12 已知和标准状态下

θ (1)Fe2O3(s) +3CO(g) =2 Fe(s) +3CO2(g) ?rHm= kJ·mol-1

θθθθ (2 ) 3Fe2O3(s) + CO(g) = 2 Fe3O4(s) + CO2(g) ?rHm= kJ·mol-1 θ (3 ) Fe3O4(s) + CO(g) = FeO(s) + CO2(g) ?rHm= kJ·mol-1

求(4)Fe(s) + CO2(g) = FeO(s) + CO(g) 的?rHm。 解:?rHm=[(3)×2+(2)-(1)×3]÷6=·mol-1

2-13 甘氨酸二肽的氧化反应为

C4H8N2O3(s) + 3O2(g) = H2NCONH2 (s) +3CO2(g) +2 H2O(l)

θθ已知?fHm(H2NCONH2, s)= kJ·mol-1, ?fHm(C4H8N2O3, s)= kJ·mol-1。

θθ计算:

(1)时,甘氨酸二肽氧化反应的标准摩尔焓变?rHm= kJ·mol-1。

θ(2)和标准状态下,1g固体甘氨酸二肽氧化时放热多少? kJ·g-1 2-14 由?fHm的数据计算下列反应在和标准状态下的?rHm。

θθ (1) 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) +6H2O(l) ?rHm= kJ·mol-1

θ (2 ) 8Al(s) + 3Fe3O4(s) = 4Al2O3(s) +9Fe(s) ?rHm= ·mol-1

θ(3) CO(g) +H2O(l) = CO2(g) + H2(g) ?rHm= ·mol-1

θ2-15 液态乙醇的燃烧反应:

C2H5OH(l) +3O2(g) = 2 CO2(g) +3 H2O(l)

利用附录提供的数据,计算298K和标准状态时,92g液态乙醇完全燃烧放出的热量。 解:?rHm=××3-= kJ·mol-1 kJ·mol-1

θ2-16 由葡萄糖的?cHm和水及二氧化碳的?fHm数据,求298K和标准状态下葡萄糖的

θ?fHm。

θθ解:?rHm=×6+×6-=·mol-1

θ2-17 已知298K时,下列反应

BaCO3(s) = BaO(s) + CO2(g)

θθ?fHm (kJ·mol-1) ?rHm=

Sm (J·mol-1·K-1) Sm=

θθ求时该反应的?rHm,?rSm和?rGm,以及该反应可自发进行的最低温度。 解:?rGm=·mol-1 T≥274680/=1582K

θθθθ2-18 将空气中的单质氮变成各种含氮化合物的反应叫固氮反应。利用附录提供的?fGm数据计算下列三种固氮反应的?rGm,从热力学角度判断选择哪个反应最好?

θ(1)N2 (g) + O2 (g) = 2NO (g) ?rGm=·mol-1 θ(2) 2 N2 (g) + O2 (g) = 2N2O (g) ?rGm=·mol-1 θ(3) N2 (g) + 3H2(g) = 2NH3(g) ?rGm=·mol-1

θθθθ2-19 已知时和标准状态下,Sm (S,单斜)= J·mol-1·K-1,Sm (S,正交)= J·mol-1·K-1。

θS(S,单斜) + O2 (g) = SO2(g) ?rHm= kJ·mol-1 θS(S,正交) + O2 (g) = SO2(g) ?rHm= kJ·mol-1

计算说明在标准状态下,温度分别为25℃和95℃时两种晶型硫的稳定性。

θθ解:S(s,单斜)= S(s,正交) ?rHm=·mol-1 Sm= J·mol-1·K-1

25℃时?rGm= kJ·mol-1 正交硫稳定。

95℃时?rGm= 已知 2NO(g)+O2(g) = 2 NO2(g)

-1θ?fGm/kJ﹒mol

θθ计算298K时,上述反应的?rGm,并说明NO2气体的稳定性。 解:?rGm=()×2=·mol-1

第三章 化学反应速率和化学平衡

3-1 什么是反应的速率常数?它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系? 3-2 什么是活化能?

3-3 在1073K时,测得反应2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)的反应物的初始浓

度和N2的生成速率如下表:

(1)写出该反应的速率方程并指出反应级数; (2)计算该反应在1073K时的速率常数 (3)当c(NO)=×10-3 mol·L-1,c(H2)=×10-3 mol·L-1时,计算该反应在1073K时的反应速率。

θθ实验序号 初始浓度/mol·L-1 生成N2的初始速率/ C(NO) C(H2) mol·L-1·s-1

1 ×10-3 ×10-3 ×10-3

2 ×10-3 ×10-3 ×10-3 3 2.00×10-3 ×10-3 ×10-3

大学基础化学课后习题解答

大学基础化学课后习题解答第一章溶液和胶体溶液第二章化学热力学基础2-1什么是状态函数?它有什么重要特点?2-2什么叫热力学能、焓、熵和自由能?符号H、S、G、?H、?S、?G、?fHm、?cHm、?fGm、θθθθ?rHm、Sm、?rSm、?rGm各代表什么意义?θθθ2-3什么是自由能判据?其应用条
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