注册岩土基础普通化学培训与例题

普通化学考考试大纲三、化学反反应速率与与化学平衡衡反应热与热热化学方程程式；化学学反应速率率；温度和和反应物浓浓度对反应应速率的影影响；活化能的物物理意义；；催化剂；；化学反应方方向的判断断；化学平平衡的特征征；化学平平衡移动原原理。一、反应热与热热化学方程程式1.基本概念：：（1）系统：作为研究对对象的那一一部分物质质和空空间。环境：系统之外，，与系统密密切联系的的其它物质质和空间间。开放系统：：有物质和能能量交换；；封闭系统：：只有能量交交换；隔离系统：无物质和能能量交换第三节、化化学反应速速率与化学学平衡40.体系和环境境之间只有有能量交换换，而没有有物质交换换，这种体体系在热力力学上称为为（）A.绝热体系;B.循环体系;C.孤立体系;D.封闭体系。。（2）相:系统中任何何物理和化化学性质完完全相同的的、均匀部部分称为相相。相与相之间间有明确的的界面气体:无论几种气气体只有1相即单相;液体:互溶为1相,如乙醇水溶溶液;不互溶为多多相,如水与油;固体:几种固体则则为几相.(互熔则为一一相)7、在一定条条件下，由由乙醇水溶溶液、冰、、水蒸气、、氮气和氧氧气组成的的系统中，，含有()A、三个相；B、五个相；；C、三种组分分；D、五种组分分。（3）状态:就是系统一一切性质的的总和(综合表现)状态函数:用于表示系系统性质的的物理量.如,压力p、体积V、温度T、焓、熵、吉吉布斯函数数。状态函数的的性质：状态函数是是状态的单单值函数当系统的状状态发生变变化时，状状态函数的的变化量只只与系统的的始、末态态有关，而而与变化的的实际途径径无关。1、下列对于功功的描述中中，正确的的是（A）A、是途径函函数，无确确定的变化化途径就无无确定的数数值；B、是途径函函数，对应应于某一状状态有一确确定的值；；C、是状态函函数，变化化量与途径径无关；D、是状态函函数，始终终态确定，，其值也确确定。2.反应热:化学反应时时所放出或或吸收的热热叫做反应应的热效应应，简称反反应热。q﹤0放热；q﹥0吸热。单位：kJmol－13、等容反应应热（qV）：等容，不做做非体积功功的条件下下的反应热热。△U＝qV即反应中系系统内能的的变化量（（△u）在数值上上等于等容容热效应qV。4、等压反应应热（qp）：等压，不做做非体积功功的条件下下的反应热热。△H=qp，即反应的焓焓变△H在数值上等等于其等压压热效应。。△H﹤0放热；△H﹥0吸热。5、反应热效效应的理论论计算（1）盖斯定律律：在恒容或恒压压条件下，化化学反应的的反应热只只与反应的的始态和终终态有关，，而与变化化的途径无无关。推论：热化学方程程式相加减减，相应的的反应热随随之相加减减反应（3）＝反应（（1）±反应（2）则△△H3=△H1±△H2例（1）C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1=－393.5kJmol－1(2)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H2=-283.0kJmol－1（3）C(s)+1/2O2(g)=CO(g)反应（1）－反应（（2）=反应（3）故△△H3=△H1－△H2＝〔（－393.5）－（-283.0）〕＝－110.5kJmol－1注意:1）方程式乘乘以系数,相应反应热热也应乘以以该系数.如反应:（3）＝2反应（1）±3反应（2）则△△Hm3=2△Hm1±3△△Hm2C(s)+O2(g)=CO2(g);△△H=－393.5kJmol－12C(s)+2O2(g)=2CO2(g);△△H=－787kJmol－12）正逆反应的的反应热绝绝对值相等等，符号相相反。如，CO2(g)=C(s)+O2(g);△△H=＋393.5kJmol－1（2）反应的标标准摩尔焓焓变△rHmθ的计算1)标准条件气态物质:指气体混合合物中,各气态物质质的分压均均为标准压压力Pθ。Pθ=100kPa溶液中水合合离子或水水合分子：：指水合离子子或水合分分子的有效效浓度为标标准浓度Cθ。Cθ=1mol.dm-3液体或固体体：指在标准压压力下的纯纯液体或纯纯固体。2)标准状态：：反应中的各各物质均处处于标准条条件下称该该反应处于于标准状态态。以“θ”表示。3)物质的标准准摩尔生成成焓（△fHmθ）：在标准状态态下由指定定单质生成成单位物质质量（1mol）的纯物质质时反应的的焓变称该该物质标准准摩尔生成成焓。单位位kJmol－1规定：指定定单质标准准摩尔生成成焓为零。。△fHmθ(单质，298.15K)=0，如，△fHmθ(H2，g，298.15K)=0；△fHmθ(CO2,g，298.15K)=-393.15kJmol－115△rHmθ(298.15K)=｛g△fHmθ(G,298.15K)+d△fHmθ(D,298.15K)｝-｛a△fHmθ(A,298.15K)+b△fHmθ(B,298.15K)｝单位：kJmol－1任一反应:aA+bB=gG+dD(4)反应的标准准摩尔焓变变的计算二,化学反应速速率1.化学反应速速率的表示示νB:B物质的化学学计量数。。反应物取负负值，生成成物取正值值单位:moldm-3s-1对于反应：：aA+bB=gG+dD例：N2+3H2=2NH3平均反应速速率影响反应速速率的因素素：化反应物浓浓度(压力)、温度、催化剂。2.浓度的影响响和反应级级数浓度影响:增加反应物物或减少生生成物的浓浓度,反应速率加加大。(1)质量作用定定律：在一定温度度下，对于于元反应反应速率与与反应物浓浓度（以反反应方程式式中相应物物质的化学学计量数为为指数）的的乘积成正正比。元反应:即一步完成成的反应，，又称基元元反应或简简单反应.(2)速率方程元反应：aA+bB=gG+dD速率方程：：υ=κ｛c(A)｝a｛c(B)｝bκ:速率常数，表示反应应物均为单单位浓度时时的反应速速率。κ大小取决于于反应物性质质、温度及及催化剂，，与反应物物浓度无关。n=a+b:称反应级数；（3）非元反应应：（即两个或或两个以上上元反应构构成）：aA+bB=gG+dD速率方程式式：υ=κ｛c(A)｝x｛c(B)｝y反应级数:n=x+yx、y反应级数，，由试验来来确定。注意：在书写反应应速率方程程式时，反反应中液态和固态态纯物质的浓浓度作为常数“1”。54.对于反应ＡＡ＋ＢＣ而言，当当Ｂ的浓度度保持不变变，Ａ的起起始浓度增增加到两倍倍时，起始始反应速率率增加到两两倍；当ＡＡ的浓度保保持不变，，Ｂ的起始始浓度增加加到两倍时时，起始反反应速率增增加到四倍倍，则该反反应的速率率方程式为为___________。Ａ.Ｖ＝kＣＡＣＢＢ.Ｖ＝k｛ＣＡ｝２｛ＣB｝Ｃ.Ｖ＝k｛ＣＡ｝{CB}2D.V=k{CA}2{CB}270.反应2H2+2NO—→2H2O+N2的速率方程程为V=k{C（H2）}{C（NO）}2，则此反应应的总级数数为____________。A.4B.3C.2D.1例题2．温度对反反应速率的的影响温度对反应应速率的影影响体现在在反应速率率常数上阿仑尼乌斯斯公式：Z:指前因子；；Ea:活化能(1)温度升高（（T↑);速率常数升升高k↑（k正↑，k逆↑）;反应速率υ↑。(2)活化能越低低Ea↓，速率常数数升高k↑,反应速率越越高υ↑1.反应C（s）+O2（g）==CO2（g）,的△H<0,欲加快正反反应速率,下列措施无无用的是（（））A.增大O2的分压;B.升温;C.使用催化剂剂;D.增加C碳的浓度.6.下列关于化化学反应速速率常数κ的说法正确确的是：（A）κ值较大的反反应，其反反应速率在在任何条件件下都大；；（B）通常一个个反应的温温度越高，，其κ值越大；（C）一个反应应的κ值大小与反反应物的性性质无关；；（D）通常一个个反应的浓浓度越大，，其κ值越大。3．活化能与与催化剂（1）活化分子：：具有足够够能量，能能发生反应应的分子。。（1）活化能：：活化分子的的平均能量量与反应物物分子平均均能量之差差。即反应发生生所必须的的最低能量量。Ea(正)－Ea(逆)≈△H（2）催化剂：：改变反应历历程，降低反应活活化能，加快反应应速率。而而本身组成成、质量及及化学性质质在反应前前后保持不不变。4．从活化分分子、活化化能的观点点解释加快快反应速率率的方法：：活化分子总总数＝分子子总数×活化分子数数%（1）增大浓度度：活化分子％％一定，浓度增大大，增加单位体积内内分子总数，增加活化化分子总数数，从而加加快反应速速率。（2）升高温度度：分子总数不不变，升高高温度使更更多分子获获得能量而而成为活化化分子，活化分子百百分数显著著增加，增加活化分分子总数，，从而加快快反应速率率。（3）催化剂：：降低反应的的活化能，使更多分分子成为活活化分子，，活化分子％％显著增加加，增加活化分分子总数，，从而加快快反应速率率。(υ正↑υ逆↑，催化化剂不能使使平衡发生生移动)66.催化剂加快快反应进行行的原因在在于它（））Ａ．提高反反应活化能能;Ｂ．降低反反应活化能能;Ｃ．使平衡衡发生移动动;Ｄ．提高反反应分子总总数.67．升高温度可可以增加反反应速率，，主要是因因为_________。Ａ．增加了了分子总数数Ｂ．增加了了活化分子子百分数Ｃ．降低了了反应的活活化能ＤＤ．．使平衡向向吸热方向向移动40、对于一个个化学反应应来说，下下列叙述正正确的是（（）A、△rGθm越小，反应应速率越快快，B、△rHθm越小，反应应速率越快快，C、活化能越越小，反应应速率越快快，D、活化能越越大，反应应速率越快快，三、化学反反应方向判判断1、熵及反应应的熵变（1）熵：是系统内物物质微观粒粒子的混乱度(或无序度)的量度.符号S.熵是状态函函数。熵值越大,系统混乱度度越大。（2）热力学第第三定律:在绝对零度度时,一切纯物物质的完完美晶体体的熵值值为零,即S(0K)=0.（3)物质的标标准摩尔尔熵：单位物物质量的的纯物质质在标准准状态下下的规定定熵叫做做该物质质的标准准摩尔熵熵，以Sθm表示。单单位J.mol-1.K-1.r

=g

(G,s)+

d

(D,g)

–

a

(A,l)–

b

(B,aq)(2.4b)SmSmSmSmSmr(T)≈r(298.15K

)SmSm(6)反应标准准摩尔熵熵变rSөm的计算任一反应应:aA+bB=gG+dD物质熵值值的大小小,有如下规规律:1)同一物质质,气态时的的熵大于于液态时时,而液态时时的熵又又大于固固态.即S(g)>S(ι)>S(s).2)同一物质质,聚集状态态相同时时,熵值随温温度升高高而增大大.即S(高温)>(S低温)3)当温度和和聚集状状态相同同时，结结构较复复杂物质质的熵值值大于结结构简单单的。S（复杂分分子）>S（简单分分子）。。1.下列反应应中△rSθm>0的是（））A、2H2（g）+O2（g）=H2O(g)，B、N2（g）+3H2（g）=2NH3(g)，C、NH4Cl（s）=NH3(g)+HCl（g），D、CO2（g）+2NaOH（aq）=Na2CO3（aq）+H2O(l)2、吉布斯斯函数变变及反应应方向(自发性)的判断（1）吉布斯斯函数G=H––TS,为一复合合状态函函数（2）吉布斯斯函数变变ΔG=ΔH––TΔS，吉布斯斯等温温方程程式（3）反应应方向向(自发性性)的判断断：ΔG＜0反应正正向自自发;ΔG=0平衡状状态;ΔG＞0反应逆逆向自自发，，正向向非自自发。。考虑ΔH和ΔS两个因因素的的影响响,分为四四种情情况:1)ΔΔH＜0，ΔS＞0；ΔG＜0正向自自发2)ΔΔH＞0，ΔS＜0；ΔG＞0正向非非自发发3)ΔΔH＞0，ΔS＞0；升高高至某某温度度时ΔG由正值值变为为负值值，高高温有有利于于正向向自发发4)ΔΔH＜0，ΔS＜0；降低低至某某温度度时ΔG由正值值变为为负值值，低低温有有利于于正向向自发发（4）反应应自发发进行行的临临界温温度为为：例：化学反反应低低温自自发，，高温温非自自发（（）1)ΔΔH＜0，ΔS＞02)ΔΔH＞0，ΔS＜03)ΔΔH＞0，ΔS＞04)ΔΔH＜0，ΔS＜0四．化化学平平衡1．化学学平衡衡的特特征：：（1）υ正＝υ逆即正、、逆两两方向向反应应速率率相等等时,系统达达到平平衡状状态。。（2）生成成物和和反应应物的的浓度（（或压压力））不再再发生生变化化（恒恒定））。(3）化学学平衡衡是有条件件的、、相对对的、、暂时时的动态平平衡。。条件件改变变,平衡会会发生生移动动。2.标准平平衡常常数kθ(1)试验证证明：：生成成物相相对浓浓度（（或相相对压压力））以计计量系系数为为指数数的的的乘积积与反反应物物相对对浓度度（或或相对对压力力）以以计量量系数数为指指数的的的乘乘积的的比值值为一一常数数，此此常数数称为为该反反应在在该温温度下下的标标准平平衡常常数，，以kθ表示。。(2)kθ的表达达式对于气气体反反应：：aA(g)+bB(g)=gG(g)+dD(g)对于溶溶液中中的反反应:aA(aq)+bB(aq)=gG(aq)+dD(aq)pθ=100kPa;Cθ=1moldm-3纯固体体、纯纯液体体不的的浓度度不列列入表表达式式。1.下列反反应的的平衡衡常数数可用用pθ/PH2表示的的。A.H2(g)+S(g)=H2S(g);B.H2(g)+S(s)=H2S(g);C.H2(g)+S(s)=H2S(L);D.H2(L)+S(s)=H2S(s);答：C41.反应PCl3（g）+Cl2（g）≒PCl5（g），在在298K时，KΘ=0.767，此温温度下下平衡衡时，，如p（PCl5）=p（PCl3），则p（Cl2）=？A.130.38kPa;B.0.767kPa;C.7607kPa;D.7.67×10-3kPa。38、在一定定温度度下，，反应应2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）的Kp与Kc之间的的关系系正确确的是是（））A、Kp=Kc；B、Kp=Kc×（RT）；C、Kp=Kc/（RT）；D、Kp=1/Kc。答：C说明:⑴kθ只是温温度的的函数数,温度一一定,kθ为一常常数,不随浓浓度或或压力力而变变。⑵kθ表达式式,与化学学方程程式的的书写写方式式有关关①N2+3H2=2NH3;k1θ②N2+H2=NH3;k2θ③2NH3=N2+3H2;k3θk1θ=｛k2θ｝2=⑶多重平平衡规规则反应（（3）＝反反应（（1）+反应（（2）;k3θ=k1θ.k2θ反应（（3）＝反反应（（1）－反反应（（2）;k3θ=k1θ/k2θ69.一密闭闭容器器中，，有A、B、C三种气气体建建立了了化学学平衡衡，它它们的的反应应是:A（g）+B（g）—→C（g），相同温温度下下，体体积缩缩小2/3，则平平衡常常数Kθ为原来来的：：__________。A.3倍B.2倍C.9倍D.不变66.某温度度时反反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl2(g)的K1θ=4××10-2，则反反应HCl2(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的K2θ为__________。A.25B.5C.4××10-2D.2×10-13.温度对对平衡衡常数数的影影响:对于吸吸热反反应：：△H>0,随温度度升高高,平衡常常数增增大.即T↑,kθ↑对于放放热反反应：：△H<0,随温度度升高高,平衡常常数减减少.即T↑,kθ↓73.反应H2g+I2（g）＝2HI（g），在350oC时浓度度平衡衡常数数Kθ=66.9；448oC时浓度度平衡衡常数数Kθ=50.0。由此判判断下下列说说法正正确的的是：：A。该反反应的的正反反应是是吸热热反应应B。该反反应的的逆反反应是是放热热反应应C。该反反应的的正反反应是是放热热反应应D。温度度对该该反应应没有有影响响74.对于一一个化化学反反应，，下列列各组组中关关系正正确的的是：：A、△rGmθ>0,Kθ<1B、△△rGmθ>0,Kθ>1C、△△rGmθ<0,Kθ=1D、△△rGmθ<0,Kθ<14.平衡的的有关关计算算已知初初始浓浓度和和转化化率,通过化化学平平衡可可求平平衡常常数;或已知知平衡衡常和和数初初始浓浓度,通过化化学平平衡可可求平平衡浓浓度和和转化化率.例:5.在温度度和压压强不不变的的情况况下,1dm3NO2在高温温时按按2NO2（g）＝O2（g）+2NO（g）分解解,达到平平衡时时,体积变为为1.2dm3,此时,NO2的转化化率为为:A.10%;B.20%C.40%;D.50%提示:设反应应前的的总摩摩尔数数为n1,平衡时时的总总摩尔尔数为为n2,则;2NO2（g）=O2（g）+2NO（g）平衡摩摩尔数数:n1-2xx2xn2=（n1-2x）+x+2x=n1+x=1.2n1;x=0.2n1;例:6.在一定定温度度下,将1.0molN2O4（g）放入入一密密闭容容器中中,当反应应N2O4（g）＝2NO2（g）达到到平衡衡时,容器内内有0.8molNO2（g）,气体总总压力力为100.0kPa,则该反反应的的K为:（A）0.76（B）1.3（C）0.67（D）4.0提示：：N2O4（g）=2NO2（g）平衡时时物质质的量量/mol0.60.8平衡时时的摩摩尔分分数x0.6/1.40.8/1.4平衡分分压为为：0.6/1.4××P总=42.86kPa;0.8/1.4××P总=57.14kPa4.化学平平衡的的移动动(1)吕.查德里里原理理:假如改改变平平衡系系统的的条件件之一一,平衡就就向能能减弱弱这个个改变变的方方向移移动。。①浓度对对平衡衡影响响:增大反反应物物的浓浓度或或减少少生成成物的的浓度度,都可以以使平平衡向向正反反应的的方向向移动动;增大生生成物物的浓浓度或或减少少反应应物的的浓度度,都可以以使平平衡向向逆反反应的的方向向移动动。②压力平平衡影影响:增大压压力会会使化化学平平衡向向着气气体体体积（（分子子数））减小小的方方向移移动;减小压压力,会使平平衡向向着气气体体体积增增大的的方向向移动动。③温度平平衡影影响:升高温温度,会使化化学平平衡向向着吸吸热反反应的的方向向移动动;降低温温度,会使化化学平平衡向向着放放热反反应的的方向向移动动。注意:催化剂剂同时时加快快正逆逆反应应速率率,故不能能使平平衡