大学化学课件：第1章作业题解（物质及其变化的一些基本定律）

1、物质及其变化的一些基本定律,3. 某容器中含有NH3、O2与N2气体的混合物。取样分析后，得知其中n(NH3) = 0.32 mol, n(O2) = 0.18 mol, n(N2) = 0.70 mol。测得混合气体总压p = 133 kPa，试计算各组分气体的分压？,3解：n(总) = n(NH3) + n(O2) + n(N2) = 0.32 + 0.18 + 0.70 = 1.20 mol,5. 通过标准生成焓数据，计算下列反应的标准焓变H298 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) (1) 从计算结果说明fH 和H之间有

2、什么关系？ (2) 假定反应物和生成物都具有理想气体的性质，计算在 298.15 K时， 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)体系在恒压过程 发生变化所做的体积功？,解：H298= fH(H2O, g) 2fH(H2, g) fH(O2, g) = -241.82 0 0 = -241.82 kJmol-1 H298= 2fH(H2O, g) 2fH(H2, g) fH(O2, g) = 2(-241.82) 0 0 = -483.64 kJmol-1 (1) H= (ifH)产物 - (ifH)反应物 (2) W = PV = nRT (= -18.314298.15 = -24

3、78.8 J),6. 在373 K、101325 Pa下，1 mol H2O(l)汽化成1 mol H2O(g)。在此汽化过程中，H和U是否相等？若已知H = 40.63 kJmol-1,求U为多少？,解： H和U不相等。 H = U + PV = U + nRT U = H nRT = 40.63 - 18.314373 10-3 = 37.53 kJmol-1,7.查表计算下列反应的H298。 （1）2H2O(l) = 2H2(g) + O2 (g) （2）3Fe(s) + 4H2O(l) = Fe3O4(s) + 4H2(g) （3）Zn(s) + 2H+(aq) = Zn2+(aq)

4、+ H2(g) （4）CaO(s) + H2O(l) = Ca2+(aq) + 2OH-(aq),7. (1)H298 = 2fH(H2, g) fH(O2, g) 2fH(H2O, l) = 0 0 2 (-285.83) = 571.66 kJmol-1 (2) H298=fH(Fe3O4,s) + 4fH(H2，g) 3fH(Fe, s)+ 4fH(H2O, l) = 1118.4 + 0 0 4 (-285.83) = 24.92 kJmol-1 (3) H298= 153.89 kJmol-1 (4) H298= 838.07 kJmol-1,8. 已知单质S(s)燃烧可生成SO2(

5、g),也可以生成SO3(g)， 试根据标准生成焓数据，设计出不同的反应途径， 计算SO2(g) + 1/2O2 (g) = SO3(g)的H298？,8. H1 S(s) + 1.5O2 SO3(g) H2 H3 SO2(g) + 0.5O2(g) 因为H1= H2 +H3 所以H298= H3= H1 H2 = fH(SO3 , g) fH(SO2, g) = -395.72 - (-296.83) = -98.89 kJmol-1 或者式(3)=式(1)-式(2),9. 已知 2H2(g) + 2NO(g) = 2H2O + N2(g)速率方程为： v = kc(H2) c2(NO)，在一

6、定温度下若使容器缩小到原来的1/2时，问反应速率如何变化？,解：v = kc(H2) c2(NO) V= V 且c = n/V c= 2c v= kc(H2) c2(NO) = k2c(H2) 2c (NO)2 = 8 kc(H2) c2(NO) = 8v 即反应速率变为原来的8倍。,10.设A + B = C是一个二级反应(对A、B各为一级反应)。若在1.5 dm3溶液中，当A为4.5 mol、B为3 mol时，v为0.0042 moldm-3s-1。写出该反应的速率方程，计算速率常数。 解：v = kc(A) c(B) c(A) = 4.5/1.5 = 3.0 moldm-3, c(B)

7、= 3/1.5 = 2.0 moldm-3 0.0042 = k3.0 2.0 k = 7.0 10-4 mol-1dm3s-1,11. 根据实验，在一定温度范围内，NO和Cl2 的下列反应 方程式符合质量作用定律。 2NO + Cl2 2NOCl (1)写出该反应的反应速率表达式。 (2) 该反应的级数是多少？ (3) 其他条件不变，如果将容器的体积增加到原来的2 倍，反应速率如何变化？ (4)如果容器体积不变而将NO的浓度增加到原来的3 倍，反应速率又将怎样变化？,11.解: (1) v = kc2(NO) c(Cl2) (2)反应级数为3级。 (3) V= 2V 且c = n/V c= c v= k c(NO)2 c(Cl2) = kc2(NO) c(Cl2) = 1/8v (4) c(NO) = 3c(NO) v= k 3c(NO)2 c(Cl2) = 9kc2(NO) c(Cl2) = 9 v,12. 某反应的活化能100.27 kJmol-1，当温