第二章化学热力学初步
思考题
1．状态函数的性质之一是：状态函数的变化值与体系的始态与终态有关；与过程无关。在U、H、S、G、T、p、V、Q、W中，属于状态函数的是U、S、G、T、p、V。在上述状态函数中，属于广度性质的是U、H、S、G、V，属于强度性质的是T、p。
2．下列说法是否正确：
⑴状态函数都具有加和性。
⑵系统的状态发生改变时，状态函数均发生了变化。
⑶用盖斯定律计算反应热效应时，其热效应与过程无关。这表明任何情况下，化学反应的热效应只与反应的起止状态有关，而与反应途径无关。
⑷因为物质的绝对熵随温度的升高而增大，故温度升高可使各种化学反应的△S大大增加。
⑸△H，△S受温度影响很小，所以△G受温度的影响不大。
2．⑴错误。强度状态函数如T、p就不具有加和性。
⑵错误。系统的状态发生改变时，肯定有状态函数发生了变化，但并非所有状态函数均发生变化。如等温过程中温度，热力学能未发生变化。
⑶错误。盖斯定律中所说的热效应，是等容热效应ΔU或等压热效应ΔH。前者就是热力学能变，后者是焓变，这两个都是热力学函数变，都是在过程确定下的热效应。
⑷错误。物质的绝对熵确实随温度的升高而增大，但反应物与产物的绝对熵均增加。化学反应△S的变化要看两者增加的多少程度。一般在无相变的情况，变化同样的温度，产物与反应物的熵变值相近。故在同温下，可认为△S不受温度影响。
⑸错误。从公式△G=△H－T△S可见，△G受温度影响很大。
3．标准状况与标准态有何不同？
3．标准状态是指0℃，1atm。标准态是指压力为100kPa，温度不规定，但建议温度为25℃。
4．热力学能、热量、温度三者概念是否相同？试说明之。
4．这三者的概念不同。热力学能是体系内所有能量的总和，由于对物质内部的研究没有穷尽，其绝对值还不可知。热量是指不同体系由于温差而传递的能量，可以测量出确定值。温度是体系内分子平均动能的标志，可以用温度计测量。
5．判断下列各说法是否正确：
⑴热的物体比冷的物体含有更多的热量。
⑵甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。
⑶物体的温度越高，则所含热量越多。
⑷热是一种传递中的能量。
⑸同一体系：
①同一状态可能有多个热力学能值。
②不同状态可能有相同的热力学能值。
5．⑴错误。热量是由于温差而传递的能量，如果没有因温差而传递就没有意义。
⑵错误。原因同⑴，温度高，但不因温差而传递能量就无热量意义。
⑶错误。原因同⑴。
⑷正确。
⑸①错误。状态确定，热力学值也确定了，各热力学值都是唯一的数据。
②正确。对于不同状态，某些热力学值可以相同，但肯定有不同的热力学值，否则是同一种状态了。
6.分辨如下概念的物理意义：
⑴封闭系统和孤立系统。
⑵功、热和能。
⑶热力学能和焓。
⑷生成焓、燃烧焓和反应焓。
⑸过程的自发性和可逆性。
6．⑴主要是系统内外的各种交换不同，封闭体系也是密封的，与系统外也无物质交流，但不绝热，系统内外有能量交换。而孤立体系是绝热的，体系内外物质和能量均无交换。
⑵功、热都是交换的能量。由于温差而产生的能量交换为热，其他原因引起的能量交换为功。
⑶热力学能是体系内所有能量的总和，焓是导出的热力学函数，无物理意义。
⑷都是化学反应的焓变。由指定单质在标准态下生成1摩尔物质时的焓变为该物质的生成焓；在标准态下物质完全燃烧时的焓变叫燃烧焓。
⑸自发是指不需外力就能自动进行的，是向吉氏自由能减小的方向进行，直至吉氏自由能达到最小值。可逆是指能向正、逆两个方向同时进行。
7．一系统由状态(1)到状态(2)，沿途径Ⅰ完成时放热200 J，环境对体系做功50 J；沿途径Ⅱ完成时，系统吸热100 J，则W值为－250J；沿途径Ⅲ完成时，系统对环境做功40 J，则Q值为－110J 。
8.判断以下说法的正确与错误，尽量用一句话给出你作出判断的根据。
⑴碳酸钙的生成焓等于CaO(s)+CO2(g)==CaCO3(s)的反应焓。
⑵单质的生成焓等于零，所以它的标准熵也等于零。
8．⑴错误。反应物不是指定单质。
⑵错误。标准态是的指定单质生成焓为零，但标准熵不为零。
9．遵守热力学第一定律的过程，在自然条件下并非都可发生，说明热力学第一定律并不是一个普遍的定律，这种说法对吗？
9．热力学第一定律叙述的是能量变化，不是过程进行的方向。一个定律不可能把所有都包括上。
10．为什么单质的S m○–(T)不为零？如何理解物质的S m○–(T)是“绝对值”，而物质的△f H?m 和△f G?m为相对值？
10．只要不是绝对零度，即0，组成该物质的微粒都在不停地运动，都有一定的混乱度，故S m○–(T)不为零。
11．比较下列各对物质的熵值大小（除注明外，T=298K，p=p O）：
⑴1molO2(200kPa)＜1molO2(100kPa)
⑵1molH2O(s,273K)＜1molH2O(l,273K)
⑶1gHe＜1molHe
⑷1molNaCl＜1molNa2SO4
12．对于反应2C(s)+O2(g)====2CO(g)，反应的自由能变化(Δr Gθm)与温度(T)的关系为：
Δr Gθm∕J·mol-1 = －232 600 －168 T/K
由此可以说，随反应温度的升高，Δr Gθm更负，反应会更彻底。这种说法是否正确？为什么？
12．正确。Δr Gθm∕J·mol-1 =－232 600 －168 T/K =－RT ln K O
T增加，Δr Gθm更负，K O越大，反应越完全。
13．在298.15K及标准态下，以下两个化学反应：
⑴H2O(l)+1/2O2(g)→H2O2(l), (Δr Gθm)1=105.3kJ·mol-1＞0
⑵Zn(s) +1/2O2(g)→ZnO(s), (Δr Gθm)2=-318.3kJ·mol-1＜0
可知前者不能自发进行，若把两个反应耦合起来：
Zn(s) + H 2O(l)+O 2(g)→ZnO(s)+ H 2O 2(l)
不查热力学数据，请问此耦合反应在298.15K 下能否自发进行？为什么？
13．反应Zn(s) + H 2O(l)+O 2(g)→ZnO(s)+ H 2O 2(l)的Δr G θm 为两耦合反应之和
Δr G θm =Δr G θm1+Δr G θm2=105.3－318.3=－212.7 kJ·mol -1＜0
在298.15K 下能自发进行。
习题
1．在373K 时，水的蒸发热为40.58 kJ·mol -1。计算在1.0×105 Pa ，373K 下，
1 mol 水气化过程的ΔU 和ΔS （假定水蒸气为理想气体，液态水的体积可忽略不计）。
1．解：Q p =△r H 0M =40.58 kJ,
W = －P △V ≈－△nRT =－1×8.314×373.15×10-3=－3.10kJ
△U =Q p + W =40.58－3.10=37.48kJ
在373K 时，水的蒸发和冷凝达到平衡，Δr G θm =0。
Δr G θm =H 0M －T ΔS
ΔS =T
H o m r ?=373100058.40?=108.8 J·mol -1?K -1 2. 反应C 3H 8(g)+5O 2(g)=3CO 2(g)+4H 2O(l)在敞开容器体系中燃烧，测得其298K 的恒压反应热为-2220 kJ ?mol -1，求：
⑴反应的△r H 0M 是多少？
⑵反应的△U 是多少？
2．解：⑴△r H 0M =-2220 kJ ?mol -1
⑵△U =△r H 0M + W =△r H 0M －P △V =△r H 0M －△nRT =-2220－(3－5) RT
=-2220－(－2)×8.314×298×10-3=－2217.52 kJ ?mol -1
3．已知CS 2（l ）在101.3kPa 和沸点温度（319.3K ）气化时吸热352J·g -1，求
1 mol CS 2（l ）在沸点温度气化过程的ΔH 和ΔU ，ΔS 。
3．解：Q p =△r H 0M =352×76×10-3=26.752 kJ,
W = －P △V ≈－△nRT =－1×8.314×319.3×10-3=－2.655kJ
△U =Q p + W =26.752－2.655=24.097kJ
在373K 时，水的蒸发和冷凝达到平衡，Δr G θm =0。
Δr G θm =H 0M －T ΔS
ΔS =T
H o m r ?=3.3191000752.26?=83.78 J·mol -1?K -1 4．制水煤气是将水蒸气自红热的煤中通过，有下列反应发生
C (s) + H 2O (g) === CO (g) + H 2 (g)
CO (g) + H 2O (g) === CO 2 (g) + H 2 (g)
将此混合气体冷至室温即得水煤气，其中含有CO ，H 2及少量CO 2（水蒸气可忽略不计）。
若C 有95% 转化为CO ，5% 转化为CO 2，则1 dm 3此种水煤气燃烧产生的热量是多少（燃
烧产物都是气体）？已知
CO （g ） CO 2（g ） H 2O （g ）
Δf θm
H kJ ?mol -1 -110.5 -393.5 -241.8 4．解：由C (s) + H 2O (g) === CO (g) + H 2 (g)，第一步反应产生的CO (g) 和H 2 (g)为1：1， 反应产率为95%，可认为生成CO (g) 和H 2 (g)各为0.95/2体积。
C 有5% 转化为CO 2，C (s) + 2H 2O (g) === CO 2 (g) + 2H 2 (g)，可认为生成CO 2 (g) 和H 2 (g)各为0.05/2体积。
这样，各气体体积比，CO ：H 2：CO 2 =0.475：0.5：0.025
n (CO)=RT CO pV )(=298
314.810475.01032.1013
3????-=0.0194 mol
n (H 2)=RT H pV )(2==298314.8105.01032.1013
3????-=0.02104mol
CO(g)+1/2O 2(g)==CO 2(g)
CO 燃烧放出的热量Q =0.0194[－393.5－(－110.5)]= －5.492kJ
H 2燃烧放出的热量Q =0.02104×(－241.8)= －5.0875kJ
1 dm 3此种水煤气燃烧产生的热量Q =－5.492－5.0875=－10.58kJ
5．在一密闭的量热计中将2.456 g 正癸烷（C 10H 12 ，l ）完全燃烧，使量热计中的水温由296.32 K 升至303.51K 。已知量热计的热容为16.24 kJ·K -1，求正癸烷的燃烧热。
5． Q =-16.24×(303.51－296.32)=-116.77kJ
H C 0M =)
()(12101210H C m H C M Q ?=456.213277.116?-=-6275.9 kJ ?mol -1 6．阿波罗登月火箭用联氨（N 2H 4 , l ）作燃料，用N 2O 4（g ）作氧化剂，燃烧产物为N 2（g ） 和H 2O （l ）。计算燃烧1.0 kg 联氨所放出的热量，反应在300K ，101.3 kPa 下进行，需要多少升N 2O 4（g ）?
已知
N 2H 4（l ） N 2O 4（g ） H 2O （l ）
Δf θm
H kJ ?mol -1 50.6 9.16 -285.8 6．解：反应方程式为2N 2H 4 (l )+N 2O 4(g)→3N 2(g)+4H 2O(l)
H r 0M = 4H f 0M (H 2O,l) －2H f 0M (N 2H 4 , l ) － H f 0M (N 2O 4,g)
=4×(-285.8) －2×50.6－9.16=－1253.56 kJ ?mol -1
Q =)
()(2222H N M H N m ×H r 0M =301000×(－1253.56)=41785.33kJ n (N 2O 4)= n (N 2H 4)/2=1000/30=33.33mol
V (N 2O 4)=n (N 2O 4)RT /p =33.33×8.314×300/101.32×103=0.8205m 3=820.5L
7．若已知12g 钙燃烧时放出190.8kJ 的热；6.2g 磷燃烧时放出154.9kJ 的热；而168g 氧化钙与142g 五氧化二磷相互作用时，放出672.0kJ 的热。试计算结晶状正磷酸钙的生成热。
7．解： Ca(s)+1/2O 2(g)→CaO(s) (1)
2P(白磷)+5/2O 2(g)→P 2O 5(s) (2)
3CaO(s)+P 2O 5(s)→Ca 3(PO 4)2(s) (3)
方程式(1)×3+(2)+(3)为：
3Ca(s)+2P(白磷)+4O 2(g)→Ca 3(PO 4)2(s)
正好是由指定单质生成Ca 3(PO 4)2的反应方程式，其热效应就是Ca 3(PO 4)2的生成焓H f 0M 。
H f 0M (Ca 3(PO 4)2,s)=3H r 0M (1)+ H r 0M (2)+ H r 0M (3)
=3×
1240×(－190.8)＋2
.662×(－154.9)＋(－670.0) =－4127.0 kJ ?mol -1
8．已知下列数据 （1）Zn （s ）+1/2O 2（g ）====ZnO （s ） Δr θm
H = -348.0 kJ ?mol -1 （2）S （斜方）+O 2（g ）====SO 2（g ） Δr θm
H = -296.9kJ ?mol -1 （3）SO 2（g ）+1/2O 2（g ）=== SO 3（g ） Δr θm
H = -98.3 kJ ?mol -1 （4）ZnSO 4（s ）=== ZnO （s ）+ SO 3（g ） Δr θm
H = 235.4 kJ ?mol -1 求ZnSO 4（s ）的标准生成热。
8．解：方程式(1)+(2)+(3)－(4)为：
Zn(s)+S(斜方)+2O 2(g)→ZnSO 4(s)
正好是由指定单质生成ZnSO 4(s)的反应方程式，其热效应就是ZnSO 4(s)的生成焓H f 0M 。
H f 0M (ZnSO 4,s)=H r 0M (1)+ H r 0M (2)+ H r 0M (3)－H r 0M (4)
=－348.0－296.9－98.3－235.4=－978.6 kJ ?mol -1
9．常温常压下B 2H 6（g ）燃烧放出大量的热
B 2H 6（g ）+3O 2（g ）===B 2O 3（s ）+3H 2O （l ） Δr θm
H = -2165 kJ ?mol -1 相同条件下 1 mol 单质硼燃烧生成B 2O 3（s ）时放热636kJ ，H 2O （l ）的标准生成热为 -285.8kJ·mol -1，求B 2H 6（g ）的标准生成热。
9．解：由2B(s)+3/2O 2(g)→B 2O 3(s ) H r 0M =2×636=－1272 kJ ?mol -1
H f 0M ( B 2O 3,s)= －1272 kJ ?mol -1
B 2H 6（g ）燃烧反应 Δr θm H = H f 0M ( B 2O 3,s)+3H f 0M ( B 2O 3,s)－H f 0
M (B 2H 6,g) H f 0M (B 2H 6,g)= H f 0M ( B 2O 3,s)+3H f 0
M ( B 2O 3,s)－Δr θm H
=－1272－3×(-285.8)－(-2165 )=35.6 kJ ?mol -1
10．已知反应 3Fe 2O 3(s)===2Fe 3O 4(s)+ 2
1O 2(g) 试计算Δr θm H ，△f θm G 。在标准状态下，哪种铁的氧化物稳定？ 10．解：Δr θm H =2 H f 0M (Fe 3O 4,s)+1/2H f 0
M (O 2,g)－3H f 0M (Fe 2O 3
,s) =2×(-1118.4)+0－3×(-824.3)=236.1 kJ ?mol -1 △r θm G =2 G f 0M (Fe 3O 4,s)+1/2G f 0M (O 2,g)－3G f 0
M (Fe 2O 3,s) =2×(-1015.4)+0－3×(-742.2)=195.8 kJ ?mol -1
该反应的△r θm G ＞0，为非自发，故Fe 2O 3
更稳定。 11. 分析下列反应自发进行的温度条件。
（1） 2N 2(g)+O 2(g) → 2N 2O(g) Δr θm
H =163 kJ/mol （2）Ag(s)+
2
1Cl 2(g) →AgCl(s) Δr θm H = ―127 kJ /mol （3）HgO(s) →Hg(l)+ 2
1O 2(g) Δr θm H =91 kJ/mol （4）H 2O 2 (l) →H 2O(l) + 21O 2(g) Δr θm H =―98 kJ /mol 11．解：⑴该反应气体分子数减小，Δr S ＜0，而Δr H ＞0，根据公式
Δr G =Δr H －T Δr S ＞0，即该反应在任何温度时都不能自发进行。
⑵该反应气体分子数减小，Δr S ＜0，而Δr H ＜0，根据公式
Δr G =Δr H －T Δr S ，该反应在低温时能自发进行。
⑶该反应气体分子数增加，Δr S ＞0，而Δr H ＞0，根据公式
Δr G =Δr H －T Δr S ，该反应在高温时能自发进行。
⑷该反应气体分子数增加，Δr S ＞0，而Δr H ＜0，根据公式
Δr G =Δr H －T Δr S ，该反应在任何温度时都能自发进行。
12．已知下列数据
CaSO 4(s) CaO(s) SO 3(g)
Δf θm
H /kJ ?mol -1 -1432.7 -635.1 -395.72 θm
S / J ?mol -1 ?K -1 107.0 39.75 256.65 通过计算说明能否用CaO (s) 吸收高炉废中的SO 3气体以防止SO 3污染环境。
12．解：用CaO (s) 吸收高炉废中的SO 3气体的化学方程式为：
CaO (s) + SO 3 (g)→CaSO 4(s)
Δr H m O =Δr H m O (CaSO 4,s)－Δr H m O (CaO,s)－Δr H m O (SO 3,g)
=-1432.7－(-635.1)－(-395.72)= －401.88kJ
Δr S m O =S m O (CaSO 4,s)－S m O (CaO,s)－S m O (SO 3,g)
=107.0－39.75－256.65=－189.4 J ?mol -1 ?K -1
若反应发生T ≥θθm
r m r S H ??=4.1891088.4013
-?-=2121.86K 在2121.86K 的高稳下都能自发进行，该反应在高炉中能进行。
13．已知下列键能数据
键 N N N －C1 N －H C1－C1 C1－H H －H
E ∕kJ ·mol -1 945 201 389 243 431 436
（1）求反应 2 NH 3（g ）+3Cl 2（g ）===N 2（g ）+ 6HCl(g) 的Δf θm
H ； （2）由标准生成热判断NCl 3 (g) 和NH 3（g ）相对稳定性。
13．解：⑴Δr θm H =6E (N-H)+3E (Cl-Cl )－E (N N )－6E (H-Cl) =6×389+3×243－945－6×431=－468 kJ·mol -1
⑵ ①1/2N 2(g)+3/2Cl 2(g)→NCl 3(g)
Δr H m O (1)=1/2E (N N )+ 3/2E (Cl-Cl )－3E(N-Cl)
=1/2×945+3/2×243－3×201=234 kJ·mol -1
②1/2N 2(g)+3/2H 2(g)→NH 3(g)
Δr H m O (1)=1/2E (N N )+ 3/2E (H-H )－3E(N-H)
=1/2×945+3/2×4363－3×389=－40.5 kJ·mol -1
NH 3（g ）比NCl 3 (g)相对稳定性。
14．已知θm S (石墨）= 5.740J·mol -1·K -1，Δf θm H (金刚石）=1.897 kJ·mol -1，
△f θm G (金刚石）=2.900 kJ·mol -1。根据计算结果说明石墨和金刚石的相对有序程度。
14．解： 反应C(石墨)→C(金刚石)
Δr θm S (金刚石）=T
G H m f m f )()(金刚石金刚石θθ?-?
=15
.29810)900.2897.1(3
?-=－3.364 J ?mol -1 ?K -1＜0 金刚石更有序。
15．已知下列数据：
SbCl 5（g ） SbCl 3（g ）
Δf θm H /kJ ?mol -1 -394.3 -313.8 △f θm
G /kJ ?mol -1 -334.3 -301.2 通过计算回答反应 SbCl 5（g ）=== SbCl 3（g ）+ Cl 2（g ）
⑴在常温下能否自发进行？
⑵在500℃时能否自发进行？
15．解：⑴Δr G m O =Δr G m O (SbCl 3,g)－Δr G m O (Cl 2,g)－Δr G m O (SbCl 5,g)
=-301.2+0－(-334.3)= 33.1k J ＞0
在常温下该反应不能自发进行。
⑵Δr H m O =Δr H m O (SbCl 3,g)－Δr H m O (Cl 2,g)－Δr H m O (SbCl 5,g)
=-313.8+0－(-394.3)=80.5k J
Δr S m O =
T G H m r m r θθ?-?=15
.29810)1.335.80(3?-=159.0 J ?mol -1 ?K -1 Δr G m O (500K)= Δr H m O －T Δr S m O
=80.5－(273.15+500)×159.0×10-3=-42.4 k J ?mol -1＜0
在500K 时该反应能自发进行。
16．已知反应：
CO 2(g)+2NH 3(g)===(NH 2)2CO(s)+H 2O(l)
试计算Δr θm H ，在标准状态下反应是否自发进行？使反应自发进行的最高温度为多少？
16．解：⑴Δr H m O =Δr H m O ((NH 2)2CO,s)+Δr H m O (H 2O,l)－Δr H m O (CO 2,g)－2Δr H m O (NH 3,g)
= ⑵Δr G m O =Δr G m O ((NH 2)2CO,s)+Δr G m O (H 2O,l)－Δr G m O (CO 2,g)－2Δr G m O (NH 3,g)
Δr S m O = S m O ((NH 2)2CO,s)+S m O (H 2O,l)－S m O (CO 2,g)－2S m O (NH 3,g)
要反应自发进行，Δr G m O = Δr H m O －T Δr S m O ＜0
T ＞θθm
r m r S H ??= 17．有人拟定如下三种方法生产丁二烯。试用热力学原理分析一下，这些方法能否实现？选用哪种方法更好？
⑴C 4H 8(g)→C 4H 6(g)+H 2(g)
⑵C 4H 8(g)+O 2(g) →C 4H 6(g)+H 2O(g)
⑶2C 2H 4(g) →C 4H 6(g)+H 2(g)
已知
项目
C 4H 8(g) C 4H 6(g) C 2H 4(g) H 2O(g) H 2(g) O 2(g) Δf H O /(kJ ?mol -1)
1.17 165.5 5
2.3 -241.8 0 0 S O /(J ?mol -1?K -1) 307.4 29
3.0 219.5 188.7 130.6 205.0
17．解：根据公式Δr G m O = Δr H m O －T Δr S m O
⑴ Δr H m O =Δr H m O (C 4H 6,g)+Δr H m O (C 4H 6,g)－Δr H m O (C 4H 8,g)
=165.5+0－1.17=164.33 kJ ?mol -1
Δr S m O =S m O (C 4H 6,g)+S m O (C 4H 6,g)－S m O (C 4H 8,g)
=293.0+130.6－307.4=116.2 J ?mol -1?K -1
T ＞θθm
r m r S H ??=2.1161033.1643
?=1414.2K ⑵Δr H m O =Δr H m O (C 4H 6,g)+Δr H m O (H 2O,g)－Δr H m O (C 4H 8,g)－Δr H m O (O 2,g)
=165.5+(-241.8)－1.17－0=－77.47kJ ?mol -1
Δr S m O =S m O (C 4H 6,g)+S m O (H 2O,g)－S m O (C 4H 8,g)－S m O (O 2,g)
=293.0+188.7－307.4－205.0=－30.7 J ?mol -1?K -1
T ＜θθm
r m r S H ??=7.301047.773
-?-=2523.5K ⑶Δr H m O =Δr H m O (C 4H 6,g)+Δr H m O (H 2,g)－2Δr H m O (C 4H 8,g)
=165.5+0－2×1.17=163.16 kJ ?mol -1
Δr S m O =S m O (C 4H 6,g)+S m O (H 2,g)－2S m O (C 4H 8,g)
=293.0+130.6－2×307.4=191.2 J ?mol -1?K -1
T ＞θθm
r m r S H ??=2.1911016.1633
?=853.35K 用上述三种方法均可使反应实现。其中反应⑵所需温度最低，反应⑴所需温度最高。
无机化学课后习题答案(天津大学第四版)
第2章 化学反应的方向、速率和限度 习题参考答案 1.解： m r H ? = -3347.6 kJ·mol -1; m r S ? = -216.64 J·mol -1·K -1; m r G ? = -3283.0 kJ·mol -1 ＜ 0 该反应在298.15K 及标准态下可自发向右 进行。 2.解： m r G ? = 113.4 kJ·mol -1 ＞ 0 该反应在常温(298.15 K)、标准态下不能自发进行。 （2） m r H ? = 146.0 kJ·mol -1; m r S ? = 110.45 J·mol -1·K -1; m r G ? = 68.7 kJ·mol -1 ＞ 0 该反应在700 K 、标准态下不能自发进行。 3.解： m r H ? = -70.81 kJ·mol -1 ; m r S ? = -43.2 J·mol -1·K -1; m r G ? = -43.9 kJ·mol -1 （2）由以上计算可知： m r H ?(298.15 K) = -70.81 kJ·mol -1; m r S ?(298.15 K) = -43.2 J·mol -1·K -1 m r G ? = m r H ? - T · m r S ? ≤ 0
T ≥K) (298.15K) (298.15m r m r S H ?? = 1639 K 4.解：（1）c K = {} O) H ( )(CH )(H (CO) 243 2c c c c p K = {}O) H ( )(CH )(H (CO) 243 2p p p p K = {}{}{}{} p p p p p p p p / O)H ( /)(CH / )(H / (CO) 2 4 3 2 （2） c K = {}{} )(NH )(H )(N 32 32212c c c p K = {}{} )(NH )(H )(N 32 3221 2p p p K = {}{} p p p p p p / )(NH / )(H / )(N 32 32212 （3）c K =)(CO 2 c p K =)(CO 2 p K = p p / )(CO 2 （4）c K ={}{} 3 23 2 )(H O)(H c c p K = {}{} 3 23 2 )(H O)(H p p K = {}{} 3 232 /)(H /O)(H p p p p 5.解：设 m r H ?、 m r S ?基本上不随温度变化。 m r G ? = m r H ? - T · m r S ? m r G ?(298.15 K) = -233.60 kJ·mol -1 m r G ?(298.15 K) = -243.03 kJ·mol -1 K lg (298.15 K) = 40.92, 故 K (298.15 K) = 8.3?1040
第二章化学热力学初步 思考题 1．状态函数的性质之一是：状态函数的变化值与体系的始态与终态有关；与过程无关。在U、H、S、G、T、p、V、Q、W中，属于状态函数的是U、S、G、T、p、V。在上述状态函数中，属于广度性质的是U、H、S、G、V，属于强度性质的是T、p。 2．下列说法是否正确： ⑴状态函数都具有加和性。 ⑵系统的状态发生改变时，状态函数均发生了变化。 ⑶用盖斯定律计算反应热效应时，其热效应与过程无关。这表明任何情况下，化学反应的热效应只与反应的起止状态有关，而与反应途径无关。 ⑷因为物质的绝对熵随温度的升高而增大，故温度升高可使各种化学反应的△S大大增加。 ⑸△H，△S受温度影响很小，所以△G受温度的影响不大。 2．⑴错误。强度状态函数如T、p就不具有加和性。 ⑵错误。系统的状态发生改变时，肯定有状态函数发生了变化，但并非所有状态函数均发生变化。如等温过程中温度，热力学能未发生变化。 ⑶错误。盖斯定律中所说的热效应，是等容热效应ΔU或等压热效应ΔH。前者就是热力学能变，后者是焓变，这两个都是热力学函数变，都是在过程确定下的热效应。 ⑷错误。物质的绝对熵确实随温度的升高而增大，但反应物与产物的绝对熵均增加。化学反应△S的变化要看两者增加的多少程度。一般在无相变的情况，变化同样的温度，产物与反应物的熵变值相近。故在同温下，可认为△S不受温度影响。 ⑸错误。从公式△G=△H－T△S可见，△G受温度影响很大。 3．标准状况与标准态有何不同？ 3．标准状态是指0℃，1atm。标准态是指压力为100kPa，温度不规定，但建议温度为25℃。 4．热力学能、热量、温度三者概念是否相同？试说明之。 4．这三者的概念不同。热力学能是体系内所有能量的总和，由于对物质内部的研究没有穷尽，其绝对值还不可知。热量是指不同体系由于温差而传递的能量，可以测量出确定值。温度是体系内分子平均动能的标志，可以用温度计测量。 5．判断下列各说法是否正确： ⑴热的物体比冷的物体含有更多的热量。 ⑵甲物体的温度比乙物体高，表明甲物体的热力学能比乙物体大。 ⑶物体的温度越高，则所含热量越多。 ⑷热是一种传递中的能量。 ⑸同一体系： ①同一状态可能有多个热力学能值。 ②不同状态可能有相同的热力学能值。 5．⑴错误。热量是由于温差而传递的能量，如果没有因温差而传递就没有意义。 ⑵错误。原因同⑴，温度高，但不因温差而传递能量就无热量意义。 ⑶错误。原因同⑴。 ⑷正确。 ⑸①错误。状态确定，热力学值也确定了，各热力学值都是唯一的数据。
第二章 化学热力学基础 本章总目标： 1：掌握四个重要的热力学函数及相关的计算。 2：会用盖斯定律进行计算。 3：理解化学反应等温式的含义，初步学会用吉布斯自由能变化去判断化学反应的方向。 各小节目标： 第一节：热力学第一定律 了解与化学热力学有关的十个基本概念（敞开体系、封闭体系、孤立体系、环境、状态、状态函数、过程、途径、体积功、热力学能），掌握热力学第一定律的内容（△U=Q-W ）和计算。 第二节：热化学 1：掌握化学反应热的相关概念： ○ 1反应热——指恒压或恒容而且体系只做体积功不做其它功的条件下，当一个化学反应发生后，若使产物的温度回到反应物的起始温度，这时体系放出或吸收的热量称为反应热。（）。 ○ 2标准生成热——某温度下，由处于标准状态的各元素的指定单质生成标准状态的1mol 某纯物质的热效应。符号f m H θ?,单位：1J mol -?或1kJ mol -?）。 ○ 3燃烧热——在100kPa 的压强下1mol 物质完全燃烧时的热效应。符号：c m H θ?；单位：1kJ mol -?。 2：掌握恒容反应热△U=Q v -W;恒压反应热Q p =△H 恒容反应热和恒压反应热的关系：p V Q Q nRT =+? 3：掌握盖斯定律内容及应用 ○1内容：一个化学反应若能分解成几步来完成，总反应的热效应等于各步反应的热效应之和。 ○ 2学会书写热化学方程式并从键能估算反应热。
第三节：化学反应的方向 1：了解化学热力学中的四个状态函数——热力学能、焓、熵、吉布斯自由能。 2：重点掌握吉——赫公式r m r m r m G H T S θθθ ?=?-?的意义及计算。 3;建立混乱度、标准摩尔反应焓、标准摩尔反应自由能和标准熵以及标准摩尔反应熵的概念，并学会对化学反应的方向和限度做初步的讨论会运用吉布斯自由能判断反应的自发性。 Ⅱ 习题 一 选择题 1.如果反应的H 为正值，要它成为自发过程必须满足的条件是（ ） A.S 为正值，高温 B.S 为正值，低温 C.S 为负值，高温 D.S 为负值，低温 2.已知某反应为升温时rG 0值减小，则下列情况与其相符的是（ ） A.rS 0<0 B.rS 0>0 C.rH 0>0 D.rH 0<0 3.该死定律认为化学反应的热效应与途径无关。这是因为反应处在（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.可逆条件下进行 B. 恒压无非体积功件下进行 C. 恒容无非体积功件下进行 D.以上B,C 都正确 4.在298K 时反应 H 2（g ）+1/2O 2（g ） =H 2O （g ）的Qp 和Qv 之差（KJ/mol ）是（ ） A.-3.7 B.3.7 C.1.2 D.-1.2 5.冰的熔化热为330.5KJ/mol ，00C 时将1.00g 水凝结为同温度的冰，其S 为（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.-330.5Jmol -1K -1 B.-1.21Jmol -1K -1 C .0 D.+1.21Jmol -1K -1 6.下列变化为绝热过程的是（ ）(《无机化学例题与习题》吉大版) A.体系温度不变 B.体系不从环境吸收热量 C.体系与环境无热量交换 D.体系的内能保持不变 7.某反应在298K 时的Kc 1=5，398K 时Kc 2=11，则反应的rH 0值为（ ） A 〈0 B. 〉0 C.于0 D.不一定 8. 298K 时的rG 0=-10KJ/mol.已知：298K 时A,B,C ，D 皆为气体，当由等物质的量的A 和 B 开始反应时，则达到平衡时混合物中（ ） A .C 和D B. A 和B C . A 和B 、C 及 D 都有，A 和B 的量大于C 和D 的量 D. A 和B 、C 及D 都有，但C 和D 的量大于A 和B 的量 9.热化学方程式：Zn （S ）+1/2O 2（g ）=ZnO （s ） rH 10=-348.3KJ/mol 2Hg(1)+O 2（g ）=2HgO （s ） rH 20=-181.6KJ/mol 则反应：Zn （s ）+HgO （s ）=ZnO （s ）+Hg （l ）的rH 0 （ ） A.166.7KJ/mol B.-257.5KJ/mol C.–439.1KJ/mol D. -529.9KJ/mol
第十二章 1．卤素中哪些元素最活泼为什么有氟至氯活泼性变化有一个突变 答：单质的活泼性次序为：F2>>Cl2>Br2>I2 从F2到Cl2活泼性突变，其原因归结为F原子和F—离子的半径特别小。 F Cl Br I F—Cl—Br—I— r/pm 64 99 114 133 136 181 195 216 (1)由于F的原子半径非常小，F—F原子间的斥力和非键电子对的斥力较大，使F2的 解离能（155KJ/mol）远小于Cl2的解离能（240KJ/mol）。 (2)由于F-离子半径特别小，因此在形成化合物时，氟化物的离子键更强，键能或晶格 能更大。 由于F-离子半径特别小，F-的水合放热比其他卤素离子多。 2．【 3．举例说明卤素单质氧化性和卤离子X-还原性递变规律，并说明原因。 答：氧化性顺序为：F2 >Cl2 >Br2>I2 ;还原性顺序为：I- >Br->Cl->F-. 尽管在同族中氯的电子亲合能最高，但最强的氧化剂却是氟 卤素单质是很强的氧化剂,随着原子半径的增大,卤素的氧化能力依次减弱。尽管在同族中氯的电子亲合能最高,但最强的氧化剂却是氟。一种氧化剂在常温下,在水溶液中氧化能 ?值的大小和下列过程有关（见课本P524） 力的强弱,可用其标准电极电势值来表示,θ 4．写出氯气与钛、铝、氢、水和碳酸钾作用的反应式，并注明必要的反应条件。 答：（1）2Cl2+Ti =TiCl4加热，干燥 （2）3Cl2+2Al =2AlCl3 加热，干燥 （3）Cl2+H2 =2HCl 点燃 （4）3Cl2+2P(过量)=2PCl3 干燥 ！ 5Cl2(过量)+2P=2PCl5干燥 （5）Cl2+H2O=HClO +HCl (6) Cl2+2K2CO3+H2O=KCl+KClO+2KHCO3 5．试解释下列现象： （1）I2溶解在CCl4中得到紫色溶液，而I2在乙醚中却是红棕色。 （2）I2难溶于水却易溶于KI中。 答：（1）CCl4为非极性溶剂，I2溶在CCl4中后仍为分子状态，显示出I2单质在蒸气时的紫颜色。 而乙醚为极性溶剂，I2溶于乙醚时与溶剂间有溶剂合作用，形成的溶剂合物不再呈其 单质蒸气的颜色，而呈红棕色。 （2）I2以分子状态存在，在水中歧化部分很少，按相似相溶的原则，非极性的I2在水中溶解度很小。但I2在KI溶液中与I-相互作用生成I3—离子，I3—离子在水中的溶解度很大，因 此，I2易溶于KI溶液。
第五章氧化-还原反应 无机化学习题解答（5） 思考题 1．什么是氧化数如何计算分子或离子中元素的氧化数 氧化数是某一原子真实或模拟的带电数。若某一原子并非真实得到若 失去电子而带电荷，可以认为得到与之键合的电负性小于它的原子的 电子或给予与之键合的电负性大于它的原子电子，然后计算出来的带 电情况叫氧化数。 已知其他原子的氧化数，求某一原子的氧化数时可用代数和的方法， 中性分子总带电数为零；离子总带电数为离子的电荷。 2．指出下列分子、化学式或离子中划线元素的氧化数： As2O3 KO2 NH4+ Cr2O72- Na2S2O3 Na2O2 CrO5 Na2PtCl6 N2H2 Na2S5 2．As2O3 +3，KO2 +1，NH4+ -3，Cr2O72-+3，Na2S2O3 +2，Na2O2 -1，CrO5 +10，Na2PtCl6 +4，N2H2 -1，Na2S5 -2/5， 3．举例说明下列概念的区别和联系： ⑴氧化和氧化产物⑵还原和还原产物 ⑶电极反应和原电池反应⑷电极电势和电动势 3．⑴氧化是失去电子氧化数升高，所得氧化态较高产物即为氧化产物。 ⑵还原是得到电子氧化数降低，所得氧化态较较产物即为还原产物。
⑶在某个电极上发生的反应为电极反应，分为正极的还原反应和负极的氧化反应，总反应为原电池反应。 ⑷固体电极材料与所接触的溶液间的电势差即为该原电池的电极电势。两电极构成原电池时两电极间的电势差为该原电池的电动势。 4．指出下列反应中何者为氧化剂，它的还原产物是什么何者为还原剂，它的氧化产物是什么 ⑴2FeCl3+Cu→FeCl2+CuCl2 ⑵Cu+CuCl2+4HCl→2H2[CuCl3] ⑶Cu2O+H2SO4→Cu+CuSO4+H2O 4．⑴氧化剂：FeCl3，还原产物：FeCl2，还原剂：Cu，氧化产物：CuCl2。 ⑵氧化剂：CuCl2，还原产物：2H2[CuCl3]，还原剂：Cu，氧化产物：2H2[CuCl3]。 ⑶氧化剂：Cu2O，还原产物：Cu，还原剂：Cu2O，氧化产物：CuSO4。 5．离子-电子法配平氧化-还原方程式的原则是什么判断下列配平的氧化还原方程式是否正确，并把错误的予以改正。 ⑴2FeCl2+3Br2→2FeBr3+4Cl- ⑵Fe2++NO3-+4H+→Fe3++NO↑+2H2O 5．原则是：(1)根据质量守恒定律，反应前后各种元素的原子总数各 自相等； (2)根据电荷平衡，反应前后各物种所带电荷总数之和相 等。 ⑴6FeCl2+3Br2→2FeBr3+4FeCl3 ⑵3Fe2++NO3-+4H+→3Fe3++NO↑+2H2O
第十七章卤素 总体目标： 1.掌握卤素单质、氢化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途 2.掌握卤素及其化合无各氧化态间的关系 各节目标： 第一节卤素单质 1.了解卤素单质的物理性质，如：颜色、状态、熔点、沸点、溶解性等等 2.掌握卤素单质的化学性质，包括与水作用、与金属的反应、与非金属反应、与氢气的反应及其递变规律；了解卤素单质的用途 3.运用元素电势图来判断卤素及其化合物的氧化—还原性 第二节卤化氢和氢卤酸 掌握卤化氢的酸性、还原性、热稳定性及其变化规律；卤化氢的制备方法 第三节卤化物、卤素互化物和拟卤素 了解卤化物的分类；金属卤化物、卤素互化物和拟卤素的主要性质和制备 第四节卤素的含氧化合物 了解卤素含氧酸及其盐酸性、氧化性强度及变化规律 Ⅱ习题 一选择题 1.某元素的电势图为：E A ?M4+-0.15M2+-0.14M，下列说法中正确的是（） A. M2+不能发生歧化反应 B. M2+是强氧化剂 C. M是强还原剂 D. M4+与M 反应生成M2+ 2.碘的电子结构式是[Kr]5S25P5 ，指出下列哪种化学式的化合物不能存在（） A.IF 5 B.IF 7 C.Na 3 H 2 IO 6 D.HIF 3.下列关于（CN） 2 的反应中，不象卤素单质反应的是（） A.（CN） 2 +H 2 O==HCN+HCNO B.可在空气中燃烧 C.与银、汞、铅反应得难溶盐 D.与卤素反应生成CNCl、CNBr等 4.下列叙述正确的是（） A.无论在酸性还是在碱性介质中，卤素电对X 2 |Xˉ不变
B.由于卤素阴离子（Xˉ）具有还原性，所以能用电解卤化物水溶液的方法制备卤素单质 C. 卤素阴离子可以作为路易斯碱而构成配合物的内界 D.氟的电负性最大，所以F 2 分子中的共价键是所有共价键中最强的 5.在含Iˉ的溶液中通入Cl 2 ，产物可能是（） A.I 2和Clˉ B.ClO 3 和Clˉ C.ICl 2 ˉ D.以上产物均有可能 6.将氟气通入水中，生成的产物可能有（） A.O 2、O 3 和HF B.OF 2 和HF C.H 2 O 2 和HF D.以上诸种 7.冷的氯水中微粒的种类有（） A.5种 B.6种 C.7种 D.8种 8.卤素互化物一般由较重卤素和较轻卤素构成，在卤素互化物分子中，较轻卤素原子个数一般为（） A.1 B.2 C.1、3、5、7（奇数） D.2、4、6（偶数） 9.下列物质受热产生Cl 2 的是（） A.Cl 3O 5 B.ClO 2 C.Cl 2 O 2 D.Cl 2 O 10.关于SnCl 2和SnCl 4 的熔沸点高低，正确的是（） A.SnCl 2高于SnCl 4 B. SnCl 2 低于SnCl 4 C.两者差不多一样高 D.外界条件不同，熔、沸点高低不同 11.制备F 2 实际所采用的方法是（） A.电解HF B.电解CaF 2 C.电解KHF 2 D.电解NH 4 F 12.实验室制备Cl 2 最常用的方法是（） A.KMnO 4与浓盐酸共热 B.MnO 2 与稀盐酸反应 C.MnO 2与浓盐酸共热 D. KMnO 4 与稀盐酸反应 13.实验室制得的氯气含有HCl和水蒸气，欲通过二个洗气瓶净化，下列洗气瓶中试剂选择及顺序正确的是（） A.NaOH，浓H 2SO 4 B.CaCl 2 ，浓H 2 SO 4 C.H 2O，浓H 2 SO 4 D. 浓H 2 SO 4 ，H 2 O 14.下列各对试剂混合后能产生氯气的是（） A.NaCl与浓H 2SO 4 B.NaCl与MnO 2
第15章碳族元素 一、选择题 1．关于单质硅，以下结论中正确的是（）。 （1）能溶于盐酸中； （2）能溶于硝酸中； （3）能溶于氢氟酸中； （4）能溶于由氢氟酸和硝酸组成的混酸中。 A．（1） B．（1）、（2） C．（3） D．（4） 【答案】D 2．下列物质中热稳定性最高的是（）。 A．Mg(HCO3)2 B．MgCO3 C．H2CO3 D．CaCO3 【答案】D 3．下列各对化合物的热稳定性顺序判断正确的是（）。
A．NaHCO3＜Na2CO3＜CaCO3 B．Na2CO3＜NaHCO3＜CaCO3 C．CaCO3＜NaHCO3＜Na2CO3 D．NaHCO3＜CaCO3＜Na2CO3 【答案】D 【解析】因为极化能力：H＋＞Ca2＋＞Na＋，且极化能力越强含氧酸盐的稳定性越差，所以，热稳定性：NaHCO3＜CaCO3＜Na2CO3。 4．下列物质中碱性最强的是（）。 A．Sn(OH)2 B．Sn(OH)4 C．Ge(OH)2 D．Ge(OH)4 【答案】A 【解析】Sn(OH)2、Sn(OH)4、Ge(OH)2、Ge(OH)4都是两性化合物，溶于强碱溶液。同族元素形成氧化态相同的同类化合物，随着周期的增加，化合物的碱性增强；同一元素的同类化合物，氧化态高的化合物酸性强。 5．将SiF4通入NaOH溶液中，主要产物是（）。 A．H4SiO4＋NaF B．Na2SiO3＋NaF C．Na2SiO3＋Na2SiF6
D．SiO2＋HF 【答案】C 【解析】 6．下列氯化物中最不稳定的是（）。 A．SnCl4 B．SbCl5 C．GeCl4 D．PbCl4 【答案】D 【解析】由于惰性电子对效应，Pb（Ⅳ）和Bi（Ⅴ）的氧化能力很强，除氟化物外，与其他卤离子形成的化合物不稳定。SbCl5中的Sb（Ⅴ）氧化数虽高，但氧化能力不强，故SbCl5稳定。 7．下列硫化物中，能溶于Na2S溶液的是（）。 A．SnS B．SnS2 C．PbS D．Bi2S3 【答案】B 【解析】B项，SnS2为酸性硫化物，溶于NaOH、Na2S和(NH4)2S溶液中，如
第1章 物质的聚集态习题答案 1-1 实验室内某氦气钢瓶，内压为18 MPa ，放出部分氦气后，钢瓶减重500 kg ，瓶内氦气的压强为9.5 MPa 。假定放出气体前后钢瓶的温度不变，钢瓶原储有氦气为多少（物质的量）？ 解：V 与T 一定时，n 与p 成正比， 即： mol .0026 410500MPa )5.918(MPa 183?=－总n 解得 mol 10645.25?=总n 1-2 273Ｋ和101 kPa 的1.00 dm 3干燥空气缓慢通过液态的二甲醚（CH 3OCH 3）。假定（１）通过二甲醚后的空气被二甲醚饱和且液态二甲醚损失0.0335g ；（２）被二甲醚饱和的空气的总压强仍为101kPa 。计算二甲醚在273Ｋ时的饱和蒸汽压。 解：由理想气体状态方程得： 空气的物质的量：m ol 0445.0K 273K m ol dm 8.314kPa 1.00dm kPa 1011133 =?????==－－空RT pV n 二甲醚的物质的量：mol 10283.7mol g 0.46g 02335.041－－二甲醚?=?==M m n 二甲醚的摩尔分数：0161.00445 .010283.710283.744=+??=+=－－二甲醚空二甲醚二甲醚n n n x 二甲醚的饱和蒸汽压： 1.626kPa kPa 1010161.0=?=?=p x p 二甲醚二甲醚 1-3 在273.15 K 和1.01325×105 Pa 压力下，测得某气体的密度为1.340 g ·dm -3，在一实验中测得这种气体的组成是C 79.8%和H 20.2%。求此化合物的分子式。 解 =30.02(g·mol -1) 每分子含碳原子：30.02×0.798/12.01=1.9953≈2 每分子含氢原子：30.02×0.202/1.008=6.016≈6 即分子式为：C 2H 6 1-4 在293 K 和9.33×104 Pa 条件下，在烧瓶中称量某物质的蒸气得到下列数据，烧瓶
16. 完成并配平下列反应式： （1）H2S+H2O2→ （2）H2S+Br2→ （3）H2S+I2→ （4）H2S+O2→ +H+→ （5）H2S+ClO- 3 （6）Na2S+Na2SO3+H+→ （7）Na2S2O3+I2→ （8）Na2S2O3+Cl2→ （9）SO2+H2O+Cl2→ （10）H2O2+KMnO4+H+→ （11）Na2O2+CO2→ （12）KO2+H2O→ （13）Fe(OH)2+O2+OH-→ → （14）K2S2O8+Mn2++H++NO- 3 （15）H2SeO3+H2O2→ 答：（1）H2S+H2O2=S+2H2O H2S+4H2O2（过量）=H2SO4+4H2O （2）H2S+Br2=2HBr+S H2S+4Br2（过量）+4H2O=8HBr+H2SO4 （1）H2S+I2=2I-+S+2H+ （2）2H2S+O2=2S+2H2O （3）3H2S+ClO3-=3S+Cl-+3H2O （4）2S2-+SO32-+6H+=3S+3H2O （5）2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI （6）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl （7）SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl （8）5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2+8H2O （9）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 （10）2KO2+2H2O=2KOH+O2+H2O2 （11）4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 （12）5S2O82-+2Mn2++8H2O=10SO42-+2MnO4-+16H+（13）H2SeO3+H2O2=H2SeO4+H2O
无机化学(周祖新)习题解答第二章 https://www.doczj.com/doc/a711973270.html,work Information Technology Company.2020YEAR
第二章化学热力学初步 思考题 1．状态函数的性质之一是：状态函数的变化值与体系的始态与终态 有关；与过程无关。在U、H、S、G、T、p、V、Q、W中，属于状态函数的是U、S、G、T、p、V。在上述状态函数中，属于广度性质的是U、H、S、G、V，属于强度性质的是T、p。 2．下列说法是否正确： ⑴状态函数都具有加和性。 ⑵系统的状态发生改变时，状态函数均发生了变化。 ⑶用盖斯定律计算反应热效应时，其热效应与过程无关。这表明任何情况下，化学反应的热效应只与反应的起止状态有关，而与反应途径无关。 ⑷因为物质的绝对熵随温度的升高而增大，故温度升高可使各种化学反应的△S大大增加。 ⑸△H，△S受温度影响很小，所以△G受温度的影响不大。 2．⑴错误。强度状态函数如T、p就不具有加和性。 ⑵错误。系统的状态发生改变时，肯定有状态函数发生了变化，但并非所有状态函数均发生变化。如等温过程中温度，热力学能未发生变化。 ⑶错误。盖斯定律中所说的热效应，是等容热效应ΔU或等压热效应ΔH。前者就是热力学能变，后者是焓变，这两个都是热力学函数变，都是在过程确定下的热效应。 ⑷错误。物质的绝对熵确实随温度的升高而增大，但反应物与产物的绝对熵均增加。化学反应△S的变化要看两者增加的多少程度。一般在无相变的情况，变化同样的温度，产物与反应物的熵变值相近。故在同温下，可认为△S不受温度影响。 ⑸错误。从公式△G=△H－T△S可见，△G受温度影响很大。 3．标准状况与标准态有何不同？ 3．标准状态是指0℃，1atm。标准态是指压力为100kPa，温度不规定，但建议温度为25℃。
第六章化学键理论 本章总目标： 1：掌握离子键、共价键和金属键的基本特征以及它们的区别； 2：了解物质的性质与分子结构和键参数的关系； 3：重点掌握路易斯理论、价电子对互斥理论、杂化轨道理论以及分子轨道理论。 4：熟悉几种分子间作用力。 各小节目标： 第一节：离子键理论 1:掌握离子键的形成、性质和强度，学会从离子的电荷、电子构型和半径三个方面案例讨论离子的特征。 2:了解离子晶体的特征及几种简单离子晶体的晶体结构，初步学习从离子的电荷、电子构象和半径三个方面来分析离子晶体的空间构型。 第二节：共价键理论 1;掌握路易斯理论。 2：理解共价键的形成和本质。掌握价键理论的三个基本要点和共价键的类型。3：理解并掌握价层电子对互斥理论要点并学会用此理论来判断共价分子的结构，并会用杂化轨道理论和分子轨道理论来解释分子的构型。 第三节：金属键理论 了解金属键的能带理论和三种常见的金属晶格。 第四节：分子间作用力 1：了解分子极性的判断和分子间作用力（范德华力）以及氢键这种次级键的形成原因。 2;初步掌握离子极化作用及其强度影响因素以及此作用对化合物结构及性质的影响。 习题 一选择题 1.下列化合物含有极性共价键的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 2 C. Na2O 2.下列分子或离子中键能最大的是（） A. O2 C. O22+ D. O22-
3. 下列化合物共价性最强的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) C. BeI2 4.极化能力最强的离子应具有的特性是（） A.离子电荷高，离子半径大 B.离子电荷高，离子半径小 C.离子电荷低，离子半径小 D.离子电荷低，离子半径大 5. 下列化合物中，键的极性最弱的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 3 C. SiCl4 6.对下列各组稳定性大小判断正确的是（） +＞O22- B. O2-＞O2 C. NO+＞NO D. OF-＞OF 7. 下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 3 C. Na2O2 8.下列各对物质中，是等电子体的为（） 和O3 B. C和B+ C. He和Li D. N2和CO 9. 中心原子采取sp2杂化的分子是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) 3 C. PCl3 10.下列分子中含有两个不同键长的是（） A .CO2 3 C. SF4 11. 下列分子或离子中，不含有孤电子对的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. H2O B. H3O+ C. NH3 D. NH4+ 12.氨比甲烷易溶于水，其原因是（） A.相对分子质量的差别 B.密度的差别 C. 氢键 D.熔点的差别 13. 下列分子属于极性分子的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. CCl43 C. BCl3 D. PCl5 14.下列哪一种物质只需克服色散力就能使之沸腾( ) 15. 下列分子中，中心原子采取等性杂化的是（）(《无机化学例题与习题》吉大版) A. NCl34 C. CH Cl3 16.下列哪一种物质既有离子键又有共价键( )
第二章物质的状态 习题 2.1 什么是理想气体？实际气体在什么条件下可用理想气体模型处理？ 2.2 为什么家用加湿器都是在冬天使用，而不在夏天使用？ 2.3 常温常压下，以气体形式存在的单质、以液体形式存在的金属和以液体形式存在的 非金属单质各有哪些？ 2.4 平均动能相同而密度不同的两种气体，温度是否相同？压力是否相同？为什么？ 2.5 同温同压下，N2和O2分子的平均速度是否相同？平均动能是否相同？ 2.6试验测得683K、100kPa时气态单质磷的密度是2.64g·dm－3。求单质磷的分子量。2.71868年Soret用气体扩散法测定了臭氧的分子式。测定结果显示，臭氧对氯气的扩散速 度之比为1.193。试推算臭氧的分子量和分子式。 2.8常压298K时，一敞口烧瓶盛满某种气体，若通过加热使其中的气体逸出二分之一，则 所需温度为多少？ 2.9氟化氙的通式为XeF x（x＝2、4、6…），在353K、1.56×104Pa时，实验测得某气态氟 化氙的密度为0.899g·dm－3。试确定该氟化氙的分子式。 温度为300K、压强为3.0×1.01×105Pa时，某容器含，每升空气中水汽的质量。 （2）323K、空气的相对湿度为80％时，每升空气中水汽的质量。 已知303K时，水的饱和蒸气压为4.23×103Pa； 323K时，水的饱和蒸气压为1.23×104Pa。 2.10在303K，1.01×105Pa时由排水集气法收集到氧气1.00dm3。问有多少克氯酸钾按 下式分解？ 2KClO3 === 2KCl ＋3O2 已知303K时水的饱和蒸气压为4.23×103Pa。 2.11298K，1.23×105Pa气压下，在体积为0.50dm3的烧瓶中充满NO和O2气。下列反 应进行一段时间后，瓶内总压变为8.3×104Pa，求生成NO2的质量。 2NO ＋O2 === 2NO2 2.12一高压氧气钢瓶，容积为45.0dm3，能承受压强为3×107Pa，问在298K时最多可 装入多少千克氧气而不致发生危险？
第六章原子结构和元素周期律 习题解答 思考题 1．氢原子为什么是线状光谱谱线波长与能层间的能量差有什么关系 1．因为氢原子(也包括其他原子)核外电子按不同能量分层排布，这些能量间是不连续的。跃迁到高能量轨道的电子回到低能量轨道时放出的能量以光的形式放出。任一原子轨道间的能量差个数是有限的，故放出的光谱是有限的几条，所以是线状光谱。根据hγ=△E，谱线波长λ= hc/△E。 2．原子中电子的运动有什么特点 2．原子中电子的运动有什么特点与其他微观粒子一样，具有波粒两象性。量子力学用几率波来描述电子的运动。 3．量子力学的轨道概念与波尔原子模型的轨道有什么区别和联系 3．波尔原子模型的轨道把原子核作为球心，电子在原子核为球心的同心圆上围绕原子核旋转，也称“星系模型”。量子力学的轨道概念是电子作为几率波，在原子核和其他电子形成的电场中运动。用波动方程描述电子的运动，由于是微分方程，要有合理解，要确定一系列量子数，每一组量子数确定的波动方程即为一轨道。 4．比较原子轨道角度分布图与电子云角度分布图的异同。 4．原子轨道有正负之分，且原子轨道比较“胖”；电子云是原子轨道的平方，无正负之分，比原子轨道“瘦”。 5．氢原子的电子在核外出现的概率最大的地方在离核的球壳上(正好等于波尔半径)，所以电子云的界面图的半径也是。这句话对吗 5．不对。电子云的界面图指包括电子运动概率很大(例如90%或99%)的等密度面的界面。6．说明四个量子数的物理意义和取值范围。哪些量子数决定了原子中电子的能量 6．主量子数是决定电子与原子核平均距离的参数。其取值范围n为1、2、3、4……∞的自然数。角量子数是电子运动角动量的参数，其取值范围l为0、1、2、3、……(n-1)的自然数。磁量子数是具有相同角动量的电子在空间不同伸展方向的参数，其取值范围m为0、±1、±2、……±l。自旋量子数是表示电子自旋的参数，根据电子自旋只有顺时针和逆时针两种情况，自旋量子数m s的取值范围取＋1/2和－1/2。对于氢原子，只有主量子数决定原子中电子的能量，对于其他原子，有主量子数和角量子数决定电子的能量。 7．原子核外电子的排布遵循哪些原则举例说明。 7．原子核外电子排布遵循泡利不相容原理、能力最低原理和洪特规则极其特例。（举例略）8．为什么任何原子的最外层均不超过8个电子次外层均不超过18个电子为什么周期表中各周期所包含的元素数不一定等于相应电子层中电子的最大容量2n2 8．这是原子轨道能级交错的必然结果。当原最外层已排满8个电子时，按基态能量最低原理，这8个电子排布的轨道肯定是n s2n p6，若还有电子要进入原子轨道，由于n d的能量大于的(n+1)s能量，电子排在新开辟的(n+1)s轨道，在(n+1)s轨道排满2个电子后，电子再依次进入n d轨道，这时n层是次外层，所以最外层电子不会超过8个电子。当次外层d轨道的10个电子排满后，也是由于能级交错的原因，新增的电子进入到能量较低的(n+2)s轨道，只有(n+2)s轨道排满2个电子后，电子再依次进入n f轨道，这时n层是倒数第三层，所以次外层电子不会超过18个电子。 9．什么叫有效核电荷其递变规律如何有效核电荷的变化对原子半径、第一电离能有什么影响 9．元素的有效核电荷Z*是核对最外层电子的净吸引作用。即扣除了其他电子屏蔽作用后剩
第二章化学热力学基础 本章总目标： 1：掌握四个重要的热力学函数及相关的计算。 2：会用盖斯定律进行计算。 3：理解化学反应等温式的含义，初步学会用吉布斯自由能变化去判断化学反应的方向。 各小节目标： 第一节：热力学第一定律 了解与化学热力学有关的十个基本概念（敞开体系、封闭体系、孤立体系、环境、状态、状态函数、过程、途径、体积功、热力学能），掌握热力学第一定律的内容（△U=Q-W）和计算。 第二节：热化学 1：掌握化学反应热的相关概念： ○1反应热——指恒压或恒容而且体系只做体积功不做其它功的条件下，当一个化学反应发生后，若使产物的温度回到反应物的起始温度，这时体系放出或吸收的热量称为反应热。（）。 ○2标准生成热——某温度下，由处于标准状态的各元素的指定单
质生成标准状态的1mol 某纯物质的热效应。符号f m H θ ?,单位：1 J mol -?或1kJ mol -?）。 ○ 3燃烧热——在100kPa 的压强下1mol 物质完全燃烧时的热效应。符号：c m H θ?；单位：1kJ mol -?。 2：掌握恒容反应热△U=Q v -W;恒压反应热Q p =△H 恒容反应热和恒压反应热的关系：p V Q Q nRT =+? 3：掌握盖斯定律内容及应用 ○ 1内容：一个化学反应若能分解成几步来完成，总反应的热效应等于各步反应的热效应之和。 ○ 2学会书写热化学方程式并从键能估算反应热。 第三节：化学反应的方向 1：了解化学热力学中的四个状态函数——热力学能、焓、熵、吉布斯自由能。 2：重点掌握吉——赫公式r m r m r m G H T S θθθ ?=?-?的意义及计算。 3;建立混乱度、标准摩尔反应焓、标准摩尔反应自由能和标准熵以及标准摩尔反应熵的概念，并学会对化学反应的方向和限度做初步的讨论会运用吉布斯自由能判断反应的自发性。
第五章氧化-还原反应 无机化学习题解答(5) 思考题 １、什么就是氧化数?如何计算分子或离子中元素的氧化数？ 氧化数就是某一原子真实或模拟的带电数。若某一原子并非真实得到若失去电子而带电荷,可以认为得到与之键合的电负性小于它的原子的电子或给予与之键合的电负性大于它的原子电子,然后计算出来的带电情况叫氧化数。 已知其她原子的氧化数,求某一原子的氧化数时可用代数与的方法,中性分子总带电数为零;离子总带电数为离子的电荷。 2.指出下列分子、化学式或离子中划线元素的氧化数: As2O3KＯ2NH4+Cr2O７２－Nａ2S2O3Na2O２ＣｒO5Na２ＰtＣl６N2H2Na２Ｓ5 2.As2O３+3,KO2 +１,NH4＋－３,Cr2O72-+3,Ｎa2S2Ｏ３+2,Ｎa2O2－1,CrＯ5 +10,Na2PｔCl6+4,N2H2 -1,Ｎａ2Ｓ5 -2/5, ３.举例说明下列概念的区别与联系: ⑴氧化与氧化产物⑵还原与还原产物 ⑶电极反应与原电池反应⑷电极电势与电动势 ３.⑴氧化就是失去电子氧化数升高,所得氧化态较高产物即为氧化产物。 ⑵还原就是得到电子氧化数降低,所得氧化态较较产物即为还原产物。 ⑶在某个电极上发生的反应为电极反应,分为正极的还原反应与负极的氧化反应,总反应为原电池反应。 ⑷固体电极材料与所接触的溶液间的电势差即为该原电池的电极电势。两电极构成原电池时两电极间的电势差为该原电池的电动势。 4.指出下列反应中何者为氧化剂,它的还原产物就是什么？何者为还原剂,它的氧化产物就是什么? ⑴2ＦeCl3＋Ｃｕ→ＦeCｌ２+CuCl2 ⑵Cｕ+CuＣl2+4HCl→2Ｈ2[CuＣl3] ⑶Cｕ2Ｏ＋H2SO4→Cu+CuSO4+H２O ４、⑴氧化剂:FeCl3,还原产物:FeＣl2,还原剂:Cｕ,氧化产物:CuCl2。 ⑵氧化剂:CｕCｌ２,还原产物:2Ｈ２[CuＣl3］,还原剂:Ｃu,氧化产物:２Ｈ２［CuＣl3］。 ⑶氧化剂:Cu2O,还原产物:Cu,还原剂:Cu2O,氧化产物:CｕSＯ4。 5.离子-电子法配平氧化－还原方程式的原则就是什么？判断下列配平的氧化还原方程式就是否正确,并把错误的予以改正。 ⑴2FｅCｌ2＋3Br2→2FeBｒ3＋4Cl－ ⑵Fｅ2＋+NO3-＋4H+→Fe3＋+NＯ↑＋２H2O 5、原则就是:(1)根据质量守恒定律,反应前后各种元素的原子总数各自相等; (２)根据电荷平衡,反应前后各物种所带电荷总数之与相等。 ⑴6FｅCｌ2+3Br２→2FeＢr3+4ＦeCl３ ⑵3Fe2++NＯ3-+4H+→3Fe３+＋ＮＯ↑+２H２O ６.下列说法就是否正确？ ⑴电池正极所发生的反应就是氧化反应; ⑵E 值越大则电对中氧化型物质的氧化能力越强; ⑶E 值越小则电对中还原型物质的还原能力越弱; ⑷电对中氧化型物质的氧化能力越强则还原型物质的还原能力越强。 6、⑴错。电池正极所发生的反应就是还原反应; ⑵错。氧化能力强弱还与该物质浓度有关;⑶错。还原能力强弱还与该物质浓度有关; ⑷错。电对中氧化型物质的氧化能力越强则还原型物质的还原能力越弱。
第二章 化学热力学基础 本章总目标: 1:掌握四个重要的热力学函数及相关的计算。 2:会用盖斯定律进行计算。 3:理解化学反应等温式的含义,初步学会用吉布斯自由能变化去判断化学反应的方向。 各小节目标: 第一节:热力学第一定律 了解与化学热力学有关的十个基本概念(敞开体系、封闭体系、孤立体系、环境、状态、状态函数、过程、途径、体积功、热力学能),掌握热力学第一定律的内容(△U=Q-W)与计算。 第二节:热化学 1:掌握化学反应热的相关概念: ○ 1反应热——指恒压或恒容而且体系只做体积功不做其它功的条件下,当一个化学反应发生后,若使产物的温度回到反应物的起始温度,这时体系放出或吸收的热量称为反应热。()。 ○ 2标准生成热——某温度下,由处于标准状态的各元素的指定单质生成标准状态的1mol 某纯物质的热效应。符号f m H θ?,单位:1J mol -?或1kJ mol -?)。 ○3燃烧热——在100kPa 的压强下1mol 物质完全燃烧时的热效应。符号:c m H θ?;单位:1kJ mol -?。 2:掌握恒容反应热△U=Q v -W;恒压反应热Q p =△H 恒容反应热与恒压反应热的关系:p V Q Q nRT =+? 3:掌握盖斯定律内容及应用 ○ 1内容:一个化学反应若能分解成几步来完成,总反应的热效应等于各步反应的热效应之与。 ○ 2学会书写热化学方程式并从键能估算反应热。
第三节:化学反应的方向 1:了解化学热力学中的四个状态函数——热力学能、焓、熵、吉布斯自由能。 2:重点掌握吉——赫公式r m r m r m G H T S θθθ?=?-?的意义及计算。 3;建立混乱度、标准摩尔反应焓、标准摩尔反应自由能与标准熵以及标准摩尔反应熵的概念,并学会对化学反应的方向与限度做初步的讨论会运用吉布斯自由能判断反应的自发性。 Ⅱ 习题 一 选择题 1、如果反应的H 为正值,要它成为自发过程必须满足的条件就是( ) A 、S 为正值,高温 B 、S 为正值,低温 C 、S 为负值,高温 D 、S 为负值,低温 2、已知某反应为升温时rG 0值减小,则下列情况与其相符的就是( ) A 、rS 0<0 B 、rS 0>0 C 、rH 0>0 D 、rH 0<0 3、该死定律认为化学反应的热效应与途径无关。这就是因为反应处在( )(《无机化学例题与习题》吉大版) A 、可逆条件下进行 B 、 恒压无非体积功件下进行 C 、 恒容无非体积功件下进行 D 、以上B,C 都正确 4、在298K 时反应 H 2(g)+1/2O 2(g)=H 2O(g)的Qp 与Qv 之差(KJ/mol)就是( ) A 、-3、7 B 、3、7 C 、1、2 D 、-1、2 5、冰的熔化热为330、5KJ/mol,00C 时将1、00g 水凝结为同温度的冰,其S 为 ( )(《无机化学例题与习题》吉大版) A 、-330、5Jmol -1K -1 B 、-1、21Jmol -1K -1 C 、0 D 、+1、21Jmol -1K -1 6、下列变化为绝热过程的就是( )(《无机化学例题与习题》吉大版) A 、体系温度不变 B 、体系不从环境吸收热量 C 、体系与环境无热量交换 D 、体系的内能保持不变 7、某反应在298K 时的Kc 1=5,398K 时Kc 2=11,则反应的rH 0值为( ) A 〈0 B 、 〉0 C 、于0 D 、不一定 8、 298K 时 的rG 0=-10KJ/mol 、已知:298K 时A,B,C,D 皆为气体,当由等物质的量的A 与B 开始反应时,则达到平衡时混合物中( ) A 、C 与D B 、 A 与B C 、 A 与B 、C 及 D 都有,A 与B 的量大于C 与D 的量 D 、 A 与B 、C 及D 都有,但C 与D 的量大于A 与B 的量 9、热化学方程式:Zn(S)+1/2O 2(g)=ZnO(s) rH 10=-348、3KJ/mol 2Hg(1)+O 2(g)=2HgO(s) rH 20=-181、6KJ/mol 则反应:Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的rH 0( ) A 、166、7KJ/mol B 、-257、5KJ/mol C 、–439、1KJ/mol D 、 -529、9KJ/mol