地大大学化学作业A2.docx
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地大大学化学作业A2
地大大学化学作业A2
第二部分热力学第一定律
一、选择题
O(C)1.在下列反应中,焓变等于AgBr()的fHm的反应是
(A)Ag(aq)+Br(aq)=AgBr();(C)Ag()+1/2Br2(l)=AgBr();
(B)2Ag()+Br2(g)=2AgBr()(D)Ag()+1/2Br2(g)=AgBr()
(B)2.nmol理想气体由同一始态出发,分别经
(1)等温可逆;
(2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态,以H1和H2分别表示
(1)和
(2)过程终态的焓值,则:
(A)H1>H2;(B)H1
(C)H1=H2;`(D)上述三者都对。
(B)3.理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时,环境对体系所做功的绝对值比较:
(A)WT>Wi;(B)WT (C)4.下述说法何者正确? (A)水的生成热即是氧气的燃烧热;(B)水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热(C)水的生成热即是氢气的燃烧热;(D)水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热(B)5.U可能不为零的过程为: (A)隔离系统中的各类变化;(C)理想气体等温过程; (B)等温等容过程;(D)理想气体自由膨胀过程。 二、填空题 1.H2和O2以2: 1的比例在绝热钢瓶中反应生成水,则△U_=_0。 2.萘燃烧的化学反应方程式为C10H8()+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l),则298K时,Qp和QV的差值(kJ·mol1)为-2RT=-5.0kJmol13.10mol单原子理想气体(HT)p=Cp=25R=207.85__J·K-1。 4.理想气体恒温可逆压缩ΔU_=___0,ΔH__=___0。 5.氧气的标准燃烧热应为0 三、计算题 1.5mol理想气体在300K由0.5dm3恒温可逆膨胀至5dm3,求W、Q和U。 2.10mol理想气体由298.15K、106Pa自由膨胀到298.15K,10Pa,再经恒温可逆压缩到始态,求循环过程的Q、W、U、H。 3.单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol,摩尔分数yB0.4,始态温度T1400K,压力p1200kPa。 今该混合气体绝热反抗恒外压p100kPa膨胀到平衡态。 求末态温度T2及过程的W、U、H。 3 4.1molAr(g)维持体积为22.4dm,温度由273.15K升高到373.15K,计算该过程的Q、 W、U、H5 。 设Ar(g)为理想气体,CV32R。 5.25℃时,一个带有活塞的桶中装有100gN2,当外压为3000kPa时处于平衡,若压力骤减到1000kPa,气体可视作绝热膨胀。 计算系统最后的温度和U、H。 (假定N2是理想气体,CV,m 6.已知100℃、101.325kPa时水的蒸发热为40.66kJmol 7.1mol单原子分子理想气体,始态为202650Pa,11.2dm3,经pT=常数的可逆过程压缩到终态为405300Pa,求: (1)终态的体积和温度; (2)ΔU和ΔH;(3)所作的功。 11120.71JmolK)。 ,求1mol100℃、101.325kPa 水变成同温度、81.06kPa的水蒸气时的U和H。 (设气体为理想气体) 8.某高压容器中装有未知气体,可能是氮气或氩气。 25时℃,从容器中取出1mol样品,体积从5dm绝热可逆膨胀至6dm,气体温度降低了21℃,试判断容器中是何种气体。 设气体为理想气体。 113 9.某理想气体的CV,m/J·K·mol=25.52+8.2某10(T/K),问: (1)写出Cp,m和T的函数关系 (2)一定量的此气体300K下,由1013.25kPa、1dm3膨胀到p2=101.325kPa,10dm3时,过程的ΔU、ΔH是多少? (3)第 (2)中的状态变化能否用绝热过程来实现? 10.将浓度 c(MnO433 c(C2O4)0.16moldm323的酸性草酸溶液25.00cm3和浓度 )0.08moldm的高锰酸钾溶液20cm3在100kPa和298K混合使之反应,用量热计 测得的等容热效应为-1200J。 该反应的计量方程可用下面两种写法表示,分别求出相应的和rHm(298K)。 (1)C2O24(aq)25MnO4(aq)4165H(aq)2CO2(g)225Mn2(aq)85H2O(l) (2)5C2O24(aq)2MnO(aq)16H(aq)10CO(g)2Mn2(aq)8H2O(l) 11.计算25℃时下列反应的等压反应热与等容反应热之差。 (1)CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l) (2)H2(g)Cl2(g)2HCl(g) 12.25℃下,密闭恒容的容器中有10g固体奈C10H8()在过量的O2(g)中完全燃烧成CO2(g)和H2O(l)。 过程放热401.73kJ。 求 (1)C10H8()+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l)的反应进度 O (2)C10H8()的cUmO(3)C10H8()的cHm; 13.已知下列两个反应的焓变,求298K时水的标准摩尔蒸发热。 (1)2H2(g) (2)2H2(g)O2(g)2H2O(l);O2(g)2H2O(g);rHm(298K)571.70kJmolOO1 rHm(298K)483.65kJmol1 14.-10℃的1mol过冷水,在标准压力下凝固成-10℃的冰,求水在-10℃的凝固热。 已知水在0℃的凝固热为 75.3Jmol16.02kJmol11。 假定水与冰的热容不随温度而变,分别为 K1和37.6JmolK1。 OO15.利用附录中标准摩尔生成热数据计算下列反应在298.15K的rHm及rUm假 定反应中的各气体都可视作理想气体。 (1)H2S(g)32O2(g)H2O(l)SO2(g) (2)CO(g)2H2(g)CH3OH(l) O16.25℃时,石墨、甲烷及氢的cHm分别为394kJmol1、890.3kJmol1 和285.8kJmol 1。 求25℃时在 (1)等压 (2)等容情况下甲烷的标准摩尔生成热 17.已知反应 QV1.19210J6WC()52O2(g)WO3()CO2(g) 在300K及恒容条件下进行时,。 已知C和W在300K时的标 O,请计算反应的Qp和fHm(WC,,300K)准摩尔燃烧焓分别为393.5和837.5kJ mol1。 18.已知化学反应CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)的热力学数据如下 fHmOCH4(g)-74.435.31H2O(g)-241.82633.60CO(g)-110.5329.14H2(g)028.8/kJ·mol1Cp,m/J·K·mol1O (1)求该反应在298.15K时的rHm。 O (2)求该反应在1000℃时的rHm。 19.根据下列反应焓,计算25℃时AgCl()的标准摩尔生成焓。 Ag2O()2HCl(g)2AgCl()H2O(l);rHm,1324.9kJmol2Ag()12OO11O2(g)Ag2O();rHm,230.57kJmolO 11H2(g)Cl2(g)2HCl(g);rHm,3184.62kJmol2H2(g)O2(g)2H2O(l);rHm,4571.68kJmolO 第四部分化学平衡 一、选择题 (B)1.在刚性密闭容器中,有下列理想气体反应达平衡A(g)+B(g)=C(g),若在恒温下 加入一定量惰性气体,则平衡将 (A)向右移动;(B)不移动;(C)向左移动;(D)无法确定 (C)2.在一定温度下,一定量的PCl5(g)在某种条件下的离解度增加,则 (A)增加压力使体积缩小一倍; (B)保持体积不变,通入N2气使压力增加一倍;(C)保持压力不变,通入N2气使体积增加一倍;(D)保持体积不变,通入Cl2气使压力增加一倍 (A)3.已知FeO()+C()=CO(g)+Fe(),反应的rHm为正,(设rHm和rSmrSm为正 不随温度而变化),欲使反应正向进行,则一定 (A)高温有利;(B)低温有利;(C)与温度无关;(D)与压力有关 (D)4.要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变,必须满足的条件是 (A)温度和内能都不变(B)内能和体积都不变 (C)孤立系统(D)内能,压力与体积的乘积都不变 (C)5.理想气体反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的rGm与温度T的关系为: rGm=-21660+52.92T,若要使反应的平衡常数KO1,则应控制的反应温度: (A)必须低于409.3℃(B)必须高于409.3K(C)必须低于409.3K(D)必须等于409.3K 二、填空题 1.在298K时,反应N2O4(g)=2NO2(g)的KpO0.1132,当p(N2O4)=p(NO2)=1kPa时反 应将向_正向__移动。 当p(N2O4)=10kPa,p(NO2)=1kPa时,反应将向__正向__移动。 2.一个抑制剂结合到碳酸酐酶中去时,在298K下反应的平衡常数为KO=4.17某107, mol,则在该温度下反应的rSm=-5.47kJK1molrHm=-45.1kJ· -1 13.气体反应CO2H2= KOCH3OHO的rGmmol-1,若平衡常数(90.6250.211T/K)kJ· 1,温度应为高温 4.PCl5(g)分解反应,在473K平衡时有48.5%分解,在573K平衡时有97%分解,此反应 的rHm>0(填>,<或=)。 三、计算题 1.25oC时,已知反应2ICl(g) I2(g)+Cl2(g)的平衡常数K4.84106,试计算 下列反应的K (1)ICl(g) 2.反应H2O(g)+CO(g)向如何? 3.298K时,NH4HS()的分解反应如下: NH4HS() NH3(g)+H2S(g) 将NH4HS()放入一真空容器中,平衡时,测得压力为66.66kPa,求反应的K;若容器中预先已有NH3(g),其压力为40.00kPa,则平衡时的总压为多少? 4.已知在1273K时,反应FeO()+CO(g) Fe()+CO2(g)的K0.512I2(g)+ 12Cl2(g) (2) 12I2(g)+ 12Cl2(g)ICl(g) CO2(g)+H2(g)在900oC时K0.775,系统中的各气体 均视为理想气体,问H2O、CO、CO2和H2的分压力分别为下列两种情况时,反应进行的方 。 若起始浓 度c(CO)=0.05mol·dm3,c(CO2)=0.01mol·dm3,问: (1)平衡时反应物、产物的浓度各是多少? (2)CO的平衡转化率是多少? (3)增加FeO()的量对平衡有何影响? 5.已知298.15K时,AgCl()、Ag+(aq)和Cl(aq)的 109.789kJmol1fGm(298.15K)分别为 、77.107kJmol1和131.22kJmol1。 求298.15K下AgCl()在水溶液中 的标准溶度积。 6.已知甲醇蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数fGm(298.15K)为161.92kJmol 1。 试求 液体甲醇的标准摩尔生成吉布斯函数。 (假定气体为理想气体,且已知298.15K时液体甲醇饱和蒸气压为16.343kPa) 7.银可能受到H2S(g)的腐蚀而发生反应2Ag()+H2S(g)298K、 pAg2S()+H2(g),现在 下将银放入等体积的H2S和H2组成的混合气体中。 问: 第八部分化学动力学 一、选择题 (C)1.反应2O3 23O2其反应速率方程式为dC(O3)/dt1k(O3)c(O3)c21(O2)或者 dC(O2)/dtk(O2)c(O3)c(O2),则速率常数k(O3)和k(O2)的关系是: (A)2k(O3)3k(O2)(B)k(O3)k(O2)(C)3k(O3)2k(O2)(D)3k(O3)2k(O2) 2(D)2.实验测得化学反应S2O8+2I I2+2SO2的速率方程为: 4dc(S2O8)dt2kc(S2O8)c(I) 2根据上述条件可以认为: (A)反应分子数为3(B)反应分子数为2(C)3.反应CO(g)+2H2(g) (C)反应级数为3 (D)反应级数为2 CH3OH(g)在恒温恒压下进行,当加入某种催化剂,该反应 速率明显加快。 不存在催化剂时,反应的平衡常数为K,活化能为Ea,存在催化剂时为K和Ea,则: (A)K=K,EaEa (B)KK,EaEa (C)K=K,EaEa (D)KK,EaEa (D)4.关于反应级数的各种说法中正确的是 (A)只有基元反应的级数是正整数(B)反应级数不会小于零 (D)反应级数都可通过实验来确定 (C)反应总级数一定大于任一反应物级数 (D)5.对于一般化学反应,当温度升高时应该是 (A)活化能明显降低 (B)平衡常数一定变大(D)反应达到平衡的时间缩短 (C)正逆反应的速度常数成比例变化 二、填空题 1.由动力学实验测得某反应的若干组cA~t数据,然后以lncA对t作图得一直线,已知该直线的截距为100,斜率为2.010-2-1,则该反应的半衰期为──34.66──。 2.在二级反应中,以1/c对t作图,其图形为___一条直线________,图形的___斜率____为速率 常数k。 3.反应2O3(g) O3O2(g)的活化能为117kJ·mol,O3的fHm为142kJ·mol,则该反应 11 的反应热为___-284__kJ·mol_______;逆反应的活化能为____401__kJ·mol__。 11 三、计算题 1.根据质量作用定律,写出下列基元反应的速率方程。 2P; (2)2AB2P;(3)A2B2P2S (1)ABkkk 2.某反应BC+D,当cB0.200moldm3时,反应速率是6103moldm31。 如果 (1)对B是零级反应; (2)对B是一级反应;(3)对B是二级反应。 问以上各种情况下的速率常数是多少? 单位是什么? 3.根据实验,在一定温度范围内,NO和Cl2反应是基元反应,反应式如下: 2NO+Cl22NOCl (1)写出质量作用定律的数学表达式,反应级数是多少? (2)其它条件不变,将容积增加一倍,反应速率变化多少? (3)容器体积不变,将NO浓度增加2倍,反应速率变化多少? 4.某人工放射性元素放出粒子,半衰期为15分钟,试计算该试样蜕变(转化率)为80%时需要多少时间? 5.某一级反应,若反应物浓度从1.0moldm3降到0.20moldm3需30分钟,问反应物浓度从0.20moldm3降到0.040moldm3需要多少分钟? 求该反应的速率常数k。 6.在一级反应中,消耗99.9%的反应物所需的时间是消耗50%反应物所需时间的多少倍? 7.反应2NOCl2NO+Cl2在200C下的动力学数据如下: c(NOCl)/mol·dm30.020.01590.01440.0121 反应开始时只有NOCl,并认为反应能进行到底,求反应级数和速率常数。 /020******* 8.某一级反应在340K时达到20%的转化率需时3.2min,而在300K时达到同样的转化率用时12.61min,试估计该反应的活化能。 9.65C时N2O5气相分解的速率常数为0.292min1,活化能为103.3kJ·mol1,求80C时的速率常数k和半衰期T1/2 10.反应2HIH2+I2在无催化剂存在时,其活化能Ea(非催化)=184.1kJ·mol;在以Au作催化剂时,反应的活化能Ea(催化)=104.6kJ·mol。 若反应在503K时进行,如果指前因子A(催化)值比A(非催化)值小1108倍,试估计以Au为催化剂的反应速率常数将比非催化反应的反应速率常数大多少倍? 第十部分分子结构与分子间力 1.原子轨道组合成分子轨道必须遵守的3个原则是______能量相近____、____轨道最大重叠____、__对称性匹配__________。 (A)2.下列分子的键长次序正确的是 A.OF>OF>OFC.OF>OF>OF +-+ B.OF>OF>OFD.OF>OF>OF + -+ (A)3.下列各种气体,分子间力最大的是 A.Cl2B.N2C.H2D,O2 (C)4.熔化下列晶体时,只需克服色散力的是 A.HFB.NH3C.SiF4D.OF2 (A)5.下列各组分子中,化学键均有极性,但分子偶极矩均为零的是 (A)BeCl2、BCl3、PBr5;(B)NH3、BF3、H2O;(C)N2、CS2、PH3;(D)NO2、SO3、SiH4。 (D)6.OF2中,O原子的杂化轨道类型是 A.pB.p2C.等性p3D.不等性p3 7.根据价键理论,写出下列分子的分子结构式 (1)HCN (2)PCl3 (3)BF3 (4)HClO 8.试用杂化轨道理论说明BeH2分子的形成过程,画出轨道重叠示意图。 9.说明下列分子的中心原子采用的杂化轨道类型,并指出它们的空间构型。 (1)BeCl2 (2)BCl3 (3)CCl4 (4)H2O (5)SO2 10.说明下列分子的中心原子采用的杂化轨道类型,并判断它们的空间构型。
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- 大学化学 作业 A2