中农普通化学习题册 任丽平

1、1 物质的状态、溶液和胶体思考题与习题1 在相同温度下，几种压力相同、体积不同的气体混合，混合后保持总压力不变，总体积与组分体积是什么关系？2 什么是临界温度？它与液体的正常沸点有何区别？3 最常用的表示浓度的方法有几种？4 什么是分散系？分散系是如何分类的？5 如何理解溶胶的稳定性？破坏溶胶稳定性的办法有哪些？6 试述明矾能净水的原理7 什么叫表面活性剂？其分子结构有何特点？8 试述乳浊液的形成、性质和应用。9 某容器中含有14.0g N2 、16.0g O2、4.40gCO2, 20 e 时容器的压力为200kPa,计算各气体的分压和该容器得体积。解：该容器中各气体的物质的量分别为： 各气

2、体的摩尔分数为：各气体的分压为：根据气体状态方程pV = nRT得： 10.人体注射用生理盐水中，含有NaCl 0.900%，密度为1.01g.cm-3，若配置此溶液300×103g,需NaCl多少克？该溶液物质的量浓度是多少？解：配制该溶液需NaCl的质量为： 该溶液的物质的量浓度为：11.从某种植物中分离出的一种未知结构的有特殊功能的生物碱，为了测定其相对分子量，将19g该物质溶于100g水中，测得溶液的沸点升高了0.060K ，凝固点降低了0.220K 。计算该生物碱的相对分子质量。解： 所以，该生物碱的相对分子质量为；12.溶解0.324g的 于4.00gC6H6中，使C6H

3、6 的沸点上升了0.81K 。问此溶液中的硫分子是由几个原子组成的？解：设此溶液中的硫分子由 x个硫原子组成，则其摩尔质量为32x gmol-1 . 由于，Kb(C6H6)=2.53 Kkgmol-1 所以 故溶液中的1个硫分子是由8个硫原子组成的。13. 101 mg胰岛素溶于 10.0ml水，该溶液在25.0e 时的渗透压是 4.34kPa，计算胰岛素的摩尔质量和该溶液的蒸气压下降p(已知25.0e 水的饱和蒸气压为3.17kPa)。 解：设胰岛素的摩尔质量为M, 由于渗透压可由下式计算 =cBRT所以 该溶液的蒸气压下降为：14.今有两种溶液，其一为1.50g尿素(NH2)2CO 溶于2

4、00g 水中；另一为42.8g未知物溶于1000g水中，这两种溶液在同一温度开始沸腾，计算这个未知物的摩尔质量。 解：由于两种溶液的沸点相同，故其沸点升高值相同，则它们的质量摩尔浓度相同。设未知物的摩尔质量为M，可得如下关系：所以，该未知物的摩尔质量为342.4gmol-1。 15. 人体血浆的凝固点为272.59K，计算再正常体温(36.5e )下血浆的渗透压。（设血浆密度为1gml-1） Kf=1.86 Kkgmol-1 为计算方便，设有血浆1kg.。则其在36.5e 下的渗透压为：16.硫化砷溶胶是由H3AsO3和H2S 溶液作用而制得的 2H3AsO3 + 3H2S = As2S3 +

5、 6H2O试写出硫化砷胶体的胶团结构式（电位离子为HS-）。试比较NaCl、 MgCl2、 AlCl3三种电解质对该溶胶的聚沉能力，并说明原因。 2 原子结构思 考 题1、玻尔氢原子结构理论的要点及其主要贡献是什么？答：玻尔氢原子结构理论主要有是（1）原子核外电子只能在符合玻尔量子化条件的、具有确定的半径和能量的稳定轨道上运动，电子在稳定轨道上运动时，既不吸收能量也不放出能量。（2）不同的原子轨道能量不同，轨道离核越远，能量越高；（3）电子在不同的轨道间跃迁时，才能发生能量的辐射或吸收；发射光谱的能量决定于两个轨道间的能量差。玻尔氢原子结构理论的主要贡献是将量子化概念引入到了原子结构中，提出了

6、电子运动的轨道和能量都是量子化的。该理论较好的解释了氢原子和类氢离子的发射光谱，使人们开始了对原子结构的系统、科学的认识。2、微观体系中的电子运动与宏观物质比较，有什么不同？现代原子结构理论是如何来描述电子的运动状态的？答：微观体系中的电子运动与宏观物质比较，最大的特点是其表现出来的波粒二象性，并且电子波是一种不同于机械波和电磁波的一种概率波。现代原子结构理论是根据量子力学建立薛定谔方程，通过对薛定谔方程求解所得的波函数来描述电子的运动状态的，而波函数又是由量子数决定的，因此，通常可用四个量子数的一组取值来描述电子的一种运动状态。3、量子力学的原子轨道概念与玻尔理论的原子轨道概念有什么不同？答

7、：量子力学的原子轨道是具有确定量子数取值的一个波函数，也叫原子轨函，它没有固定轨迹的含义；而玻尔理论的原子轨道则是指一个具有固定轨迹的、绕核的圆形轨道。4、原子轨道和电子云的角度分布图有哪些异同？答：两者相同之处在于：首先在于两者在空间出现了极大值的位置和大小是相同的，其次，两者在空间各个方面上的伸展趋势是相似的，即形状上有相似性。两者的不同之处在于：原子轨道的角度分布图有正负之分，而电子云的角度分布只有正值；态电子云的角度分布图比原子轨道的角度分布要瘦小些。5、4个量子数的取值和物理意义分别是什么？答：主量子数n的取值为正整数，即n=1，2，3，4，5，6，7，主量子数表明了原子轨道离核的远

8、近，同时说明了原子轨道能量的高低。角量子数的取值规定为=0，1，2，3（n-1）。角量子数表明了原子轨道角动量的大小，它体现的是原子轨道在空间各个方向上的伸展，即决定了原子轨道的形状，同时，还要影响多电子原子体系原子轨道的能量。磁量子数的取值为m=0，±1，±2，±（-1）。磁量子数说明的是原子轨道在空间的伸展方向。自旋磁量子数mS的取值只有+和-两种。它描述的是电子的自旋运动状态。6、什么是屏蔽效应和钻穿效应？他们对原子轨道能量有何影响？答：在多电子原子体系中，电子与电子间有相互排斥作用，特别是内层和同层电子对外层电子的排斥力削弱了原子核对外层电子的吸引力，这就

9、叫做屏蔽效应，屏蔽效应使原子轨道的能量升高。主量子数较大而角量子数较小的原子轨道的电子云径向分布图有多个小峰，除其最高峰外，其余小峰伸入到了内层轨道的主峰内，这种现象叫钻穿效应，钻穿效应由于避免了内层电子的屏蔽效应，所以使原子轨道的能量降低。7、多电子原子体系核外电子的排布遵循哪些规律？答：多电子原子体系核外电子的排布遵循保利不相容原理、能量最低原理和洪特规则三规律。8、元素原子第一电离能的周期性变化规律及其原因是什么？原子的各原子参数之间相互有何区别和联系？答：同一周期的元素，从左到右，第一电离能的总体变化趋势是逐渐减小，到每周期的最后一个元素稀有气体时，第一电离能的数值达到最大。这是由于同

10、一周期元素，从左到右，电子层没有变化，核电荷逐渐增加，原子半径逐渐减小，核对外层电子的吸引力增强的结果。同一族的元素，自上而下，第一电离能的总体变化趋势是逐渐减小的，这是因为从上到下，电子层数增加，原子半径变大，有效核电荷减小，核对外层电子的吸引力减弱的原因。原子参数常包含原子半径、有效核电荷、电离能、电子亲和能和电负性等，它们分别表示了原子性质的各个方面，但各原子参数在周期表中都呈现出一定的周期性变化规律，并且这些周期性变化规律都是由于原子内电子有规律性排布的结果。9、什么叫镧系收缩？什么叫镧系收缩效应？答：对镧系和锕系元素，从左自右，由于增加的电子填充进入了倒数第三层的（n2)f轨道，其对

11、外层电子的屏蔽作用较大，因此，随着原子序数的增加，镧系元素原子半径缓慢的减小，这种现象叫着镧系收缩。由于屏蔽效应,使镧系元素原子半径减小缓慢,但镧系中14种元素原子半径减小的累计值还是不少的,因此到镧系后的几个第六周期副族元素的原子半径与相应的第五周期同族元素的原子半径十分接近,导致其性质也十分相似,这种现象叫做镧系收缩效应。习 题1、有无下列各组电子运动状态,为什么?（1）=2,=1,=0 ； （2）=2,=2, =-1；（3）=2,=0,=-1； （4）=2,=3, =2；（5）=3,=2,=-2； （6）=4,=-1,=0；（7）=4,=1,=-2； （8）=3,=3, =-3。解：（1

12、）、（5）有；（2）、（3）、（4）、（6）、（7）、（8）无，违背了四个量子数的取值规则。2、在下列各组量子数中,填充合理的量子数。 （1）?, =2, =0, =+ ；（2）=4, =2, =0, =?；（3）=2, =0, =?, =+ ；（4）=2, =? =1, =- 。 解：（1）、3、4、5 （2）、= +或- （3）、=0 （4）、=1 3、试说明下列符号表示的意义：（1） s （2） 3d （3） 2P2。解：（1）表示角量子数=0的电子亚层；（2）表示主量子数为3，角量子数=2的电子亚层；（3）表示主量子数为2，角量子数=2的电子亚层中填有两个电子。4、按照能量大小顺序排列

13、下列原子轨道，并解释轨道能量的大小顺序。 （1）E1S，E4S，E3S，E2S； （2）E3d，E3S，E3P； （3）E4S，E3d。解：（1）E1S<E2S<E3S<E4S ,角量子数相同，随着主量子数的增加，电子离核越来越远，故能量越来越大； （2）E3S<E3P<E3d ，主量子数相同，随着角量子数的增加，电子离核越来越远，故能量越来越大； （3）对单电子原子体系，原子轨道能量只决定于主量子数，所以E4S>E3d；对多电子原子体系，核电荷Z在15到20之间时，发生了能级交错，E4S<E3d ；核电荷Z在小于15或大于20时，E4S>E3d

14、。5、下列各原子的电子构型中,何者是基态、激发态或不正确的? （1）1s22s12d1 （2）1s22s22p43s1 （3）1s22s12p2 （4）1s22s22p63s23p8 （5）1s22s22p63s23p1解：（1）、不正确（2）、激发态（3）、激发态（4）、不正确（5）、基态6、用四个量子数描述基态N原子中最外电子层上的各电子的运动状态。解： （1）=2, =0, =0, =+ ；（2）=2, =0, =0, =-；（3）=2, =1, =0, =+（或-）；（4）=2, =1, =1, =+ （或-）；（5）=2, =1, =-1, =+（或-）。 7、写出Cr、Cu、Ag、

15、V等原子和Co2+、Fe3+、Sn2+、I-等离子的电子组态。解：Cr、24 1S22S22P63S23P63d54S1 Cu、29 1S22S22P63S23P63d104S1 Ag、47 1S22S22P63S23P63d104S24P64d105S1 V、23 1S22S22P63S23P63d34S2 Co2+、27 1S22S22P63S23P63d7 Fe3+、26 1S22S22P63S23P63d5Sn2+、50 1S22S22P63S23P63d104S24P64d105S2 I-、53 1S22S22P63S23P63d104S24P64d105S2 5P68、不查周期表,

16、分别写出下列元素在周期表中的位置(周期、族、区),元素符号及名称。 Z=47； 基态原子中有3d6电子； 基态原子中有两个未成对的3d电子； 基态原子的电子构型为Kr4d45s1； 基态原子的外层电子组态为3d14s2。解： （1）银，Ag,第五周期，第IB族；（2）铁，Fe,第四周期，第VIII族； （3）钛，Ti，第四周期，第IVB族或镍，Ni，第四周期，第VIII族；（4）铌，Nb，第五周期，第VB族；（5）钪，Sc，第四周期，第IIIB族。9、不用查表确定下列各组元素中电离势最大的一个元素。 Na，Mg，Al； Na，K，Rb； Si，P，S； K，Ca，Mg。 解：（1）Mg Na

17、P Mg10、A、B两元素，A原子的M层和N层的电子数分别比B原子的M层和N层的电子数少7个和4个，写出A、B两原子的名称和电子排布式。解：A，钒，V、23 1S22S22P63S23P63d34S2 B，硒，Se、34 1S22S22P63S23P63d104S2 4P411、A和B族元素的最外层电子数都是1，但它们的金属性强弱却很不同，试从有效和电荷数和原子半径两方面予以解释。解：同周期的A族元素与B族元素比较，两者电子层数相同，但B族元素核电荷比A族元素原子多，虽有屏蔽效应，可B族元素原子的有效核电荷仍比A族元素的大，A族元素原子半径比B族元素的大，B族元素原子的核对外层电子的吸引力强，

18、所以A族元素原子的电离能小，易失去电子，金属性强，B族元素原子正好相反，不易失去电子，金属性弱。3 化学键与分子结构思考题习题答案思 考 题1、共价键和离子键有无本质的区别？两者各有什么特点？答：两者并无本质的区别，从本质上来讲，两者都是电性作用力，由于离子极化，使离子键逐渐向共价键过渡。共价键既有方向性，也有饱和性；但离子键既无方向性，也无饱和性。2、共价键的两种类型键和键是怎样形成的？各有何持点？答：原子轨道沿着键轴头碰头的重叠形成的共价键叫键，键重叠程度较大，键能高，稳定性好；并且键针对键轴呈圆柱形的对称，成键的两原子绕着键轴任意相对旋转，键不会被破坏；沿着键轴，原子轨道“肩并肩”的重叠

19、形成的是键。由于键是原子轨道“肩并肩”的重叠形成的，因此，其重叠程度较小，键能低于键，稳定性较差，含有键的物质化学性质活泼，容易参加化学反应。另外，由于键针对键轴反对称，所以以键结合的两原子就不能相对旋转，否则键将被破坏。3、什么叫极性共价键？什么叫做极性分子？键的极性和分子的极性有什么关系？答：化学键中正负电荷重心不重合的共价键叫做极性共价键，正负电荷重心不重合的分子叫做极性分子。分子的极性是由共价键的极性和分子的空间构型共同决定的。对于双原子分子来说，分子的极性与共价键的极性是一致的，由极性共价键构成的双原子分子，必然是极性分子，由非极性共价键构成的双原子分子必然为非极性分子。对于三个或三

20、个以上的原子构成的多原子分子，一般由非极性共价键构成的多原子分子是非极性分子，如P5、S8等，由极性共价键构成的多原子分子，如果分子的空间构型是完全对称的，共价键的极性被抵消，正负电荷重心正好重合，就是非极性分子，如果分子的空间构型不对称，正负电荷重心不重合，就是极性分子。4、分子轨道理论对物质的顺磁性是如何解释的？举例说明。答：根据分子轨道理论，原子轨道线性组合成分子轨道，能量升高的叫反键轨道，能量降低的叫成键轨道。电子在分子轨道中的填充仍然要遵循电子排布三原理，因此，分子轨道中就可能有成单电子，有成单电子的物质就是顺磁性物质。例如O2，起电子组态为：02：kk两个反键轨道中各有一个成单电子

21、，所以O2是顺磁性物质。5、价层电子对互斥理论是怎样确定中心原子的价层电子对数的？答：6、试说明乙烯分子中各种共价键的类型及碳原子的杂化轨道类型。答：碳原子以SP2杂化轨道和氢原子的1S轨道重叠成键，4个氢原子与2个碳原子形成4个键，2个碳原子之间的双键，其中一个是键，一个是键。整个乙烯分子的各个原子处于同一平面内。7、四种晶体的结构和性质有何异同？ 答：表313 四种晶体的比较 8、什么叫离子极化？离子极化对物质性质有何影响？答：离子是带电的，任何一个离子对另一个离子来说都相当于一个外加电场。当离子相互靠近时，任何一个离子都有使其它离子变形的能力，每个离子也总是会在其它离子的极化力下发生变形

22、，产生诱导偶极，这就叫做离子的极化。离子极化使物质化学键由离子键向共价键过渡，使晶体结构向配位数减小的方向、由离子型向分子型过渡。离子极化越强，物质的热稳定性越差，物质的熔点、沸点就越低，水解程度越大，颜色越深。9、什么是分子间作用力？分子间作用力有何特点？答：分子与分子之间由偶极矩产生的作用力叫分子间作用力，有取向力、诱导力和色散力三种。分子间作用力的特点是：既没有方向性也没有饱和性，比化学键能小得多,是近程力，作用范围很小，只有几个pm，三种分子间力的存在范围和在分子中的相对大小都是不同的。10、氢键是怎样形成的？氢键的怎样形成对物质性质有什么影响？答：当氢原子与一个电负性大的X原子以共价

23、键结合后，共价键中的共用电子对强烈的偏向X原子，使氢原子带上了部分正电荷，几乎成为裸露的质子，它可以吸引与其靠近的另一个电负性较大的、带有孤对电子的Y原子，H原子与Y原子结合就形成了氢键。分子间若能生成氢键，物质的熔点、沸点要升高；如果溶质与溶剂分子能够形成分子间氢键，则溶质的溶解度要增大；氢键的形成对物质的粘度、表面张力、比热容等很多性质都有影响。习 题1、NaF和MgO中离子的电子构型相同，但MgO的硬度是NaF的两倍，MgO的熔点为2800，比NaF的熔点993高得多，为什么？答：NaF和MgO均为离子化合物，其结合力离子键与离子半径、电荷和电子构型有关，NaF和MgO比较，后者离子电荷

24、的乘积比前者大4倍，所以离子间的结合力大，离子键牢固，其硬度和熔点都要大得多。2、氧化物MgO、CaO、SrO、BaO均是NaCl型离子晶体，据离子键理论定性比较它们的晶格能大小和熔点的高低。答：阴离子相同，阳离子半径从左到右逐渐增大，离子间作用力逐渐减弱，所以从左到右，各离子化合物的晶格能逐渐减小，熔点逐渐降低。3、写出分子或分子离子的分子轨道式，并比较它们的稳定性，判断它们的磁性。答： ：kk 键级=2 ：kk 键级=1.5 ：kk 键级=2.5 从键级来看，>>,所以稳定性大小顺序为>>；由于轨道中都有成单电子，故三者都是顺磁性的。4、BF3和NF3的杂化轨道类型

25、和分子几何构型分别是什么？它们是极性还是非极性分子？答：BF3 SP2杂化，平面三角形，非极性分子； NF3 SP3不等性杂化，三角锥形，极性分子。5、利用价层电子对互斥理论判断下列分子或离子的空间几何构型：（1）BeCl2(2)SnCl2(3)(4)(5)(6)PCl5(7)(8)SF6(9)(10)O3答：（1）BeCl2 直线形，(2)SnCl2 V形，(3) 正四面体形，(4) 三角锥形，(5) 正八面体形，(6)PCl5 三角双锥形，(7) 正四面体形，(8)SF6 正八面体形，(9) 正四面体形，(10)O3 V形。6、根据离子极化理论解释： AgF、AgCl、AgBr、AgI的熔

26、、沸点，溶解度和颜色的变化顺序。答：AgF、AgCl、AgBr、AgI各物质从左到右，阳离子相同，阴离子的离子半径逐渐增大，阴离子的离子的变形性增大，离子极化逐渐增强，所以熔、沸点逐渐降低，在水中的溶解度逐渐减小，颜色逐渐加深。7、将下列分子按化学键的极性大小依次排列，并说明原因：F2、HF、HCl、HBr、HI、NaF。答：F2为同核双原子分子，F原子间形成的是非极性共价键；NaF为典型的离子型化合物，键的极性是最强的；HF、HCl、HBr、HI各无物质从左到右，形成共价键的两原子的电负性差越来越小，共价键的极性也越来越小；所以其化学键的极性大小依次为F2<HF<HCl<H

27、Br<HI<NaF。8、下列各对分子间存在的分子间力有哪些，是否存在氢键？（1）H2H2， （2）H2OH2O， （3）NH3H2O, (4)CCl4H2O答：（1）H2H2，存在色散力,无氢键；（2）H2OH2O，存在取向力、诱导力和色散力,有分子间氢键；（3）NH3H2O,存在取向力、诱导力和色散力,有分子间氢键；(4)CCl4H2O，存在诱导力和色散力,无分子间氢键。9、下列物质哪些能形成分子间氢键，哪些能形成分子内氢键，哪些不能形成氢键？（1）苯，（2）NH3，（3）C2H6，（4）水杨醛，（5）对羟基苯甲醛，（6）H3BO3答：（1）苯，不能形成氢键；（2）NH3，分子间

28、氢键；（3）C2H6，不能形成氢键；（4）水杨醛，分子内氢键；（5）对羟基苯甲醛，分子间氢键；（6）H3BO3，分子内氢键。10、判断下列晶体类型，并指出其结合力分别是什么？（1）NaCl (2)SiC (3)CO2 (4)Pt答：（1）NaCl，离子晶体，结合力为离子键；(2)SiC ，原子晶体，结合力为共价键； (3)CO2，分子晶体，结合力为分子间力； (4)Pt，金属晶体，结合力为金属键。4 化学热力学基础1、判断下列说法是否正确，并说明理由。(1)指定单质的DfGmy、DfHmy、Smy皆为零。(2) 热力学标准态下的纯气体的分压为100 kPa，温度为298.15K。(3) DrG

29、my <0的反应必能自发进行。(4) 298.15K时，反应O2(g)+S(g)SO2(g)的DrGmy，DrHmy，DrSmy分别等于SO2(g)的DfGmy，DfHmy，Smy。（5）随温度升高，反应C ( s ) + O2 ( g ) = CO ( g )的Dr Gmy降低。（6）T K时，反应的Dr Gm与Dr Gmy ( 298 ) 的关系为Dr Gm ( T ) = Dr Gmy(298 ) + RT lnQ答：（1）错。指定单质的DfGmy，DfHmy皆为零，但Smy不为零。(2) 错。在化学热力学中选100 kPa为标准压力，用py 表示。把处于温度T、压力为py状态下的

30、纯固体、纯液体和纯理想气体分别作为固体、液体、气体的标准状态。此处温度T没有给定，对应每个T都有一个标准状态。298.15K仅仅是经常选用的温度。（3）错。DrGmy只能判断标准状态下反应是否自发进行。（4）错。S(g)不是指定单质，而且Smy有绝对值，不能用类似的办法计算。（5）对。该反应的Dr Hmy ( 298K ) <0， Dr Smy ( 298K )>0。（6）错。等温方程式中的Dr Gm与Dr Gmy 必须在同一温度下。2、指出下列各关系式成立的条件 (1)DU=Qv (2)DH=Qp (3)DG=DHTDS答：（1）等温等容，系统不做非体积功 （W非=0）；（2）等

31、温等压，系统不做非体积功（W非=0）；（3）等温，且系统无非体积功。3、指出下列过程DG，DH，DS的正、负号，并说明使过程自发进行的温度条件(1)气体被吸附在固体表面；(2)Ag(aq)+I(aq)AgI(s)；(3)MgCO3(s)MgO(s)十CO2(g)；(4)冰在常温下融化。 答： （1）DS <0 DH<0 ，低温自发（DG<0），高温不自发（DG >0）；（2）DS <0 DH<0 ，低温自发（DG<0），高温不自发（DG >0）； （3）DS >0 DH>0 ，高温自发（DG<0），低温不自发（DG >0）

32、；（4）DS >0 DH>0 ，高温自发（DG<0），低温不自发（DG >0）。4、一热力学系统在等温定容的条件下发生一变化时，放热15kJ，同时做电功35kJ假若系统在发生变化时，不做非体积功(其他条件不变)，计算系统能放出多少热。解： 由题意知， Q=-15kJ，W=-35kJ；故U=Q+W=-15kJ-35kJ = -50 kJ 等温定容，不做非体积功 QV=U=-50kJ5、由下列热力学数据计算NaCl(s)的晶格能UCl 2(g)Cl(g) DrHmy= D=119.8kJ·mol-1Na(s)Na(g) DrHmy=S=108.4kJ·m

33、ol-1Na(g)Na(g)e DrHmy=I1=495.8kJ·mol-1Cl(g)eCl(g) DrHmy=E=-348.7kJ·mol-1Na(s)Cl2(g)NaCl(s) DrHmy=DfHmy=-411.2 kJ·mol-1解：（5）-（1）-（2）-（3）-（4）得：Na(g)Cl(g)NaCl(s) ，DrHmy= - U（以正值表示）-U = DrHmy（5）-DrHmy（1）-DrHmy（2）-DrHmy（3）-DrHmy（4）=DfHmy-D -S-I1-E= -411.2 kJ·mol-1-119.8kJ·mol-1-1

34、08.4kJ·mol-1-495.8kJ·mol-1+348.7kJ·mol-1= -786.5 kJ·mol-1U 取正值，故晶格能为786.5 kJ·mol-16、生物体内有机物的分解氧化对菌体的生长、营养的消耗十分重要。例如醋酸杆菌可通过乙醇氧化反应而获得生产所需要的能量，其过程分两步完成：CH3CH2OH® CH3CHO ® CH3COOH 请根据下列反应及其反应热计算生物体内乙醇被氧化成乙醛及乙醛被进一步氧化成乙酸的反应热。(1)CH3CH2OH（l）+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) DrHmy=-1

35、371 kJ·mol-1(2)CH3CHO（l）+O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) DrHmy=-1168 kJ·mol-1(3)CH3COOH（l）+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) DrHmy=-876 kJ·mol-1解：由（1）-（2）得：CH3CH2OH（l）+1/2O2(g) = CH3CHO（l）+ H2O(l) DrHmy = DrHmy（1）- DrHmy（2） = （-1371 kJ·mol-1）-（-1168 kJ·mol-1）= -203 kJ·mol-1由（2）-（3）得：CH3CHO（

36、l）+1/2O2(g) = CH3COOH（l） DrHmy = DrHmy（2）- DrHmy（3） = （-1168 kJ·mol-1）-（-876 kJ·mol-1）= -292 kJ·mol-17、已知甲醇的标准燃烧热为-726.6 kJ·mol-1，即CH3OH(l)O2(g)CO2(g)2H2O(l)，H2O(l) DfHmy=-285.8kJ·mol-1，CO2(g) DfHmy=-393.5 kJ·mol-1，求甲醇的DfHmy。解：DrHmy = 2DfHmy（H2O(l)）+ DfHmy（CO2(g)）-DfHmy

37、（CH3OH(l)）- DfHmy（O2(g)）-726.6 kJ·mol-1= 2×（-285.8 kJ·mol-1）+（-393.5 kJ·mol-1）-DfHmy（CH3OH(l)）-×0 DfHmy（CH3OH(l)）=-238.5 kJ·mol-18、化学反应A(g)+B(g)=2C(g), A、B 、C均为理想气体。在25，标准状态下，该过程分别依两个不同途径完成：(1)不作功，放热40 kJ；(2)作最大功，放热2 kJ。则在(1)、(2)两种情况下，计算两个过程的Hy、Gy、Sy。解：Hy、Gy、Sy均为状态函数，其变

38、量与途径无关，反应在标准状态下进行，故为等压过程，根据（1）Qp =Hy = -40 kJ HyUy+pV=Uy+nRT=Uy=-40kJ根据（2）UyQ+W=-2kJ+WW=-38kJ又pV=nRT0 此最大功为非体积功。GyW=-38kJSy=-6.7J·K-19、计算下列反应在标准状态下，298.15K时的DrGmy，并判断该条件下反应自发进行的方向。2Al(s)Fe2O3(s)Al2O3(s)2Fe(s)SiO2(s)4HF(g)SiF4(g)2H2O(g)I2(s)I2(g)4Fe(OH)2(s)+O2(g)+2H2O(l)=4Fe(OH)3(s)解：（1）DrGmy=2D

39、fGmy（Fe）+DfGmy（Al2O3）- DfGmy（Fe2O3）-2DfGmy（Al）= 2×0 +（-1576 kJ·mol-1） - （-741.0kJ·mol-1） -2×0= -835.0kJ·mol-1<0标准状态下，反应可自发。（2）DrGmy = 2×DfGmy（H2O(g)）+DfGmy（SiF4(g)）- DfGmy（SiO2(s)）-4×DfGmy（HF(g)）=2×（-228.6 kJ·mol-1）+（-1506.2kJ·mol-1）-（-805.0 kJ

40、83;mol-1）- 4×（-270.7 kJ·mol-1）=-75.6 kJ·mol-1标准状态下，反应可自发。（3）DrGmy=DfGmy（I2(g)）- DfGmy（I2(s)）=19.4 kJ·mol-1 - 0kJ·mol-1） =19.4 kJ·mol-1标准状态下，反应不自发。（4）DrGmy=4×DfGmy（Fe(OH)3(s)）-2×DfGmy（H2O(l)）- 4×DfGmy（Fe(OH)2(s)）=4×（-694.5kJ·mol-1）-2×（-237.2

41、 kJ·mol-1） - 4×（-483.6kJ·mol-1） = -369.2kJ·mol-1标准状态下，反应可自发。10、试根据下列数据，推断哪些氮的氧化物能在高温标准态下由N2 (g)和O2 (g)化合而生成(说明推断过程)。已知298 K时有关热力学数据:N2O ( g )NO ( g )N2O3 ( g )NO2 ( g )Df Hmy/ kJ×mol-182908333Df Gmy/ kJ×mol-11048713951解： （1） N2 (g) + 1/2 O2 (g) = N2O ( g )（2） 1/2 N2 (g)

42、 + 1/2 O2 (g) = NO ( g )（3） N2 (g) + 3/2 O2 (g) = N2O3 ( g )（4） 1/2 N2 (g) + O2 (g) = NO2 ( g ) 根据题意，只有熵增反应才可能高温自发，由 DrGmy (T)= DrHmy -T DrSmy得： T DrSmyDrHmy - DrGmy (T)>0即 DrHmy > DrGmy (T)只有（2）符合条件，可推断NO ( g )，即反应（2）能在高温标准态下由N2 (g)和O2 (g)化合而成。11、在101.3kPa和80.1下，苯的气化热Q=30.5kJ·mol-1，计算该条件

43、下，苯的气化过程的DUm、DHm、DGm、DSm。解：C6H6（l） = C6H6（g）， DHm=Qp=30.5kJ·mol-1，对于等温等压下的相变过程：DGm=0DGm = DHm-TDSmDSm= =86.34J·mol-1·K-1 DHm = DUm+DnRT Dn 1 mol DUm =DHm -DnRT=30.5kJ·mol-1-8.314×103kJ·mol-1·K-1×353.25K = 27.6 kJ·mol-112、室温下暴露在空气中的金属铜，表面层因生成CuO(黑)而失去光泽，将金

44、属铜加热到一定温度T1时，黑色CuO转化为红色Cu2O，再继续加热至温度升至T2时，金属表面氧化物消失，写出上述后两个反应的方程式，并估计T1,T2的取值范围。解： 2CuO(s) = Cu2O(s)1/2O2(g) （1）Cu2O(s)= 2Cu (s)1/2O2(g) （2） 设加热到T1时，CuO开始转变为Cu2O，则T1为转变温度。DrHmy=DfHmy（Cu2O(s)）- 2×DfHmy（CuO(s)）= -166.69kJ·mol-1- 2×（-155.23）kJ·mol-1 = 143.77 kJ·mol-1DrSmy=Smy（O

45、2(g)）+Smy（Cu2O(s)）- 2×Smy（CuO(s)）= ×205.03J·mol-1·K-1 + 100.83J·mol-1·K-1 -2×43.51J·mol-1·K-1= 116.3J·mol-1·K-1T 1= =1236K同理：DrHmy=DfHmy（O2(g)）+2DfHmy(Cu(s)-DfHmy（Cu2O(s)）=166.69 kJ·mol-1 DrSmy= Smy（O2(g)）+2Smy（Cu(s)）- Smy（Cu2O(s)）=68.29 J&

46、#183;mol-1·K-1T2=2441K故 1236K < T1 <2441K ，T2 > 2441K13、已知298.15K标准态下，Smy(S,正交)= 31.8J·mol-1·K-1 ，Smy(S,单斜)= 32.6J·mol-1·K-1S(单斜)O2(g)SO2(g) DrHmy =-297.2kJ·mol-1S(正交)O2(g)SO2(g) DrHmy=-296.9kJ·mol-1计算说明在标准态下，温度分别为25和95时两种晶型硫的稳定性。解：(1)-(2)得： S(单斜) S(正交)DrH

47、my= -297.2 kJ·mol-1-296.9kJ·mol-1 = -0.3 kJ·mol-1<0DrSmy=31.8 J·mol-1·K-1 32.6 J·mol-1·K-1= -0.8J·mol-1·K-1<0低温自发，T=375K= 102 温度低于102 时均正向自发，故25，95时，正交硫比单斜硫稳定。14、反应H2 ( g )+F2 (g) = 2HF(g)被建议用于火箭的推进。估算1000 °C、标准态下，每生成 1g HF，最多能对火箭做多少非体积功？M ( HF

48、 ) = 20 g×mol-1。 已知298 K时Smy(H2,g)131.0J×mol-1×K-1，Smy(F2,g)203.3J×mol-1×K-1，Smy(HF,g)175.3J×mol-1×K-1， DfGmy(HF,g)-271kJ×mol-1。解： H2 ( g ) + F2 (g) = 2HF(g)Smy（298K）/J×mol-1×K-1 131.0 203.3 175.3 DfGmy（298K）/kJ×mol-1 0 0 -271DrGmy （298K）= 2

49、5;（-271）kJ×mol-1 = - 542 kJ×mol-1 DrSmy （298K）= 2×Smy(HF,g)- Smy(F2,g)- Smy(H2,g) = （2×175.3-203.3-131.0）J×mol-1×K-1 = 16.3J×mol-1×K-1DrGmy （298K）= DrHmy （298K）-T DrSmy （298K） DrHmy （298K）=DrGmy （298K）+ T DrSmy （298K） = - 542 kJ×mol-1 + 298 ×0.0163 k

50、J×mol-1 = -537.14 kJ×mol-11000 °C、标准态下，DrGmy （1273.15K） DrHmy （298K）-T DrSmy （298K） -537.14 kJ×mol-1 -（1273.15K）×0.0163kJ×mol-1= -557.89 kJ×mol-1 由于 DrGm = - W, 1g HF最多能对火箭做非体积功为：= 13.95 kJ·g-115、生石灰（CaO）是由石灰石(CaCO3)高温分解得到的，请利用有关的热力学数据，估计标准状态下，石灰石的分解温度解：石灰石(Ca

51、CO3)热分解温度可由分解反应在标准压力下（100kPa）达平衡时的温度来估算。CaCO3（s） = CaO（s） + CO2（g）DrHmy(298K)= DfHmy(CaO,s,298K) + DfHmy(CO2,g,298K) - DfHmy(CaCO3,s,298K) =-635.55 kJ·mol-1 -393.51 kJ·mol-1 +1206.88 kJ·mol-1 =177.82 kJ·mol-1DrSmy= Smy(CaO,s,298K) +Smy(CO2,g,298K) - Smy(CaCO3,s,298K) =39.75 J

52、3;mol-1·K-1+213.64 J·mol-1·K-1-92.89 J·mol-1·K-1=160.5 J·mol-1·K-1根据DrGmy（T） DrHmy （298K）-T DrSmy （298K）=0 得 T= =1108K 石灰石的分解温度约为1108K。16 、某气体反应, Dr Hmy=10.5 kJ×mol-1，Dr Smy= 41.8 J×mol-1 × K -1，一定温度下达平衡时各物质分压均为100 kPa。估计反应温度。解：定温下达平衡，故Dr Gmy= 0；反应温度

53、T= 251.2 K4-17 、298K时，反应：(1) HF ( aq ) + OH- ( aq ) = H2O ( l ) + F- ( aq ) ,Dr Gmy= - 61.86 kJ×mol-1(2) H2O (l) = H+ ( aq ) + OH- ( aq ) ,Dr Gmy= 79.89 kJ×mol-1计算HF在水中离解反应HF(aq)=H+(aq)+F-(aq)的DrGmy。若c (HF) = c (F- )=0.1mol×L-1 时，HF在水中离解反应正向自发，介质pH应在何范围？解：（1）+（2） 得：HF(aq)=H+(aq)+F-(aq

54、) DrGmy = DrGmy（1） + DrGmy （2）= - 61.86 kJ×mol-1 + 79.89 kJ×mol-1 = 18.03 kJ×mol-1 根据题意，HF在水中的离解正向自发，则DrGm = DrGmy+RT ln Q < 0RTln<-DrGmy 8.314J·mol-1·K-1 ×298K ×ln < -18030 J·mol-1c (H+) /c<6.9×10-4pH > 3.16 5 化学平衡1、判断下列叙述是否正确：(1) 化学反应商Q和标

55、准平衡常数K的单位均为1。(2) 对rH0的反应，温度越高，K越小，故rG越 大。(3) 一定温度下，1，2两反应的标准摩尔吉布斯自由能之间的关系为rG(1)=2rG(2)，则两反应标准平衡常数间关系为：K(2)=K(1)2。(4) 从化学平衡的角度看，升高温度，有利于吸热反应；降低温度有利于放热反应。(5) 由于反应前后分子数相等，所以增加系统压力对化学平衡没有影响。答：（1）正确。（2）错误。rG的代数值越大。（3）错误。K(1)K(2)2。（4）正确。（5）错误。对于反应前后气体分子数相等的反应，增加系统压力对化学平衡没有影响。2、673 K时，反应N2(g)+3H2 (g)= 2NH3(g)的K= 6.2×104，计算反应NH3(g)=N2(g)+H2(g) 的K。解：找出两个反应之间的关系，再根据K的表达式推导得到： K2=16.2×104K= 403、已知下列反应在指定温度的rG和K： (1) N2(g)+O2(g)=N2O(g)， rG(1)， K(1)； (2) N2O4(g)=2NO2(g)， rG(2)， K(2)； (3) N2(g)+O2(g)=NO2(g)， rG(3)， K(3)；计算反应 (4) 2N2O(g)+3O2(g)=