大學(xué)化學(xué)試題庫.doc

試題庫劉春英 王淑濤 羅立文 選編目 錄第1章 物質(zhì)及其變化的一些基本定律1.1 典型試題及解析1.2 試題1.3 參考答案第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度2.1 典型試題及解析2.2 試題2.3 參考答案第3章 電解質(zhì)溶液3.1 典型試題及解析3.2 試題3.3 參考答案第4章 氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)4.1 典型試題及解析4.2 試題4.3 參考答案第5章 原子結(jié)構(gòu)和周期系5.1 典型試題及解析5.2 試題5.3 參考答案第6章 分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)6.1 典型試題及解析6.2 試題6.3 參考答案第7章 配位化合物7.1 典型試題及解析7.2 試題7.3 參考答案第8章 無機化合物8.1 典型試題及解析8.2 試題8.3 參考答案第9章 化學(xué)與環(huán)境9.1 典型試題及解析9.2 試題9.3 參考答案第10章 化學(xué)與材料10.1 典型試題及解析10.2 試題10.3 參考答案第11章 化學(xué)與能源11.1 典型試題及解析11.2 試題11.3 參考答案第12章 化學(xué)與生活12.1 典型試題及解析12.2 試題12.3 參考答案第13章 化學(xué)與生命13.1 典型試題及解析13.2 試題13.3 參考答案綜合性試題(一)綜合性試題(二)綜合性試題(三)綜合性試題(四)綜合性試題五)綜合性試題(六)第1章 物質(zhì)及其變化的一些基本定律1.1典型試題及解析例1-1. 判斷下列說法是否正確，并說明理由。(1) 對應(yīng)于某一狀態(tài)的熱力學(xué)能是可以直接測定的。(2) 反應(yīng)的速率常數(shù)大，反應(yīng)速率一定高。解：(1) 這種說法不對。熱力學(xué)能的絕對值是難以確定的。(2) 這種說法不對。速率不僅與速率常數(shù)有關(guān)，還與濃度、壓力條件有關(guān)。例1-2. 298K時，在恒容量熱計中測得1.00 molC6H6（l）完全燃燒生成H2O(l)和CO2(g)時，放熱3263.9 kJ。計算恒壓下1.00 molC6H6（l）完全燃燒時的反應(yīng)熱效應(yīng)。C6H6(l)+O2(g)H2O(l)+ CO2(g)恒T、V解： C6H6(l) + O2 (g)3H2O(l)+ 6CO2(g)Qv = -3263.9 kJ，且QP = QV + nRTQP = -3263.9 +（6-）8.31429810-3 = -3267.6 kJQP = -3267.6 kJmol-1例1-3. 查表計算下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變：(1) Fe2O3(s) + 3CO(g) = 3CO2(g) + 2Fe(s)(2) 2NO2(s) = 2NO(g) + O2(g)解： (1) Fe2O3(s) + 3CO(g) = 3CO2(g) + 2Fe(s) -824.4 -110.525 -393.509 0= (i)(生成物)(i)(反應(yīng)物) =3(-393.509)+20 -824.4+3(-110.525) = -24.552 kJmol-1(2) 2NO2(s) = 2NO(g) + O2(g) 33.18 90.25 0= (i)(生成物)(i)(反應(yīng)物) = 290.25+0 233.18 = 114.14 kJmol-1例1-4. 試舉例說明質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)的理由。解：質(zhì)量作用定律的內(nèi)容是：基元反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計量數(shù)為指數(shù)的冪的連乘積成正比。許多化學(xué)反應(yīng)不是基元反應(yīng)，而是由兩個或多個基元步驟完成的復(fù)雜反應(yīng)。對于復(fù)雜反應(yīng)，其反應(yīng)的速率方程只有通過實驗來確定。例如，反應(yīng)： 2H2 + 2NO 2H2O + N2其速率方程為= kc(H2)c2(NO)，而不是= kc2(H2)c2(NO)。由此可見，質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)。例1-5. 簡要解釋：(1) 反應(yīng)物間所有的碰撞并不是全部有效的。(2) A(g) + B(g) C(g)，總反應(yīng)并不一定都是二級反應(yīng)。(3) 在反應(yīng)機理中，最慢的一步反應(yīng)決定總反應(yīng)的速率。解：(1) 由于某些參加碰撞的分子所具有的能量小于活化能，有些分子在碰撞時的取向不合適，所以所有碰撞不可能全有效。 (2) 大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)不是基元反應(yīng)，其反應(yīng)歷程復(fù)雜。對于復(fù)雜反應(yīng)，反應(yīng)級數(shù)不是由反應(yīng)方程式而是由實際的反應(yīng)機理來確定。通常反應(yīng)級數(shù)由實驗測定。 (3) 快的反應(yīng)能迅速供給慢反應(yīng)所需的反應(yīng)物或很快消耗慢反應(yīng)的產(chǎn)物。所以總的反應(yīng)速率為最慢的一步制約。1.2 試題一. 填空題1. 當(dāng)體系的狀態(tài)被改變時，狀態(tài)函數(shù)的變化只決定于 ，而與 無關(guān)。2. 已知反應(yīng)2H2O(g) = 2H2(g) + O2(g)，= 483.6 kJmol-1，則(H2O，g) = kJmol-1。3. 等溫等壓條件下，只做體積功的反應(yīng)，QP = ，而恒容反應(yīng)時，QV = 。4. 某反應(yīng)A + 2B = C + D為基元反應(yīng)，其反應(yīng)速率表達式是 ，反應(yīng)級數(shù)是 。5. 根據(jù)阿侖尼烏斯公式，隨溫度的升高，其速率常數(shù)k將 ；對不同反應(yīng)，其活化能越大，速率常數(shù)k將 。二. 判斷題1. 化學(xué)熱力學(xué)中，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件是指壓力為101.325 kPa，溫度為298.15 K。( )2. 系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)之一發(fā)生變化，系統(tǒng)的狀態(tài)不一定變化。 ( )3. 反應(yīng)的焓變和反應(yīng)熱是同一概念。 ( )4. 某反應(yīng)2A+B=A2B，其反應(yīng)速率表達式是=kcx(A)cy(B)，反應(yīng)級數(shù)是x+y。( )5. 反應(yīng)N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)，已知某溫度下反應(yīng)速率(NH3) = 0.2 moldm-3h-1，則(H2) = 0.2 moldm-3h-1。 ( )6. 由Arrhenius公式可知，加快反應(yīng)速率的唯一方法是升高反應(yīng)溫度。 ( )7. 反應(yīng)A + B C，若是基元反應(yīng)，該反應(yīng)只能是二級反應(yīng)。 ( )三. 選擇題1. 如果系統(tǒng)經(jīng)過一系列變化，最后又變到初始狀態(tài)，則系統(tǒng)的( )。(A) Q = 0，W = 0，DU = 0，DH = 0 (B) Q 0，W 0，DU = 0，DH = Q(C) Q = |W|，DU = Q - W，DH = 0 (D) Q |W|，DU = Q - W，DH = 0 2. 升高溫度能提高反應(yīng)速率的主要原因是( )。 (A) 增加了活化分子百分?jǐn)?shù) (B) 降低了反應(yīng)的活化能 (C) 增加了反應(yīng)物分子間的碰撞頻率 (D) 增大了平衡常數(shù)3. 對于理想氣體的內(nèi)能有下述四種理解： (1) 狀態(tài)一定，內(nèi)能也一定； (2) 對應(yīng)于某一狀態(tài)的內(nèi)能是可以直接測定的； (3) 對應(yīng)于某一狀態(tài)，內(nèi)能只有一個數(shù)值，不可能有兩個或兩個以上的數(shù)值； (4) 狀態(tài)改變時，內(nèi)能一定跟著改變。其中正確的是：( )(A) (1)，(2) (B) (3)，(4) (C) (2)，(4) (D) (1)，(3)四. 計算題1. 已知反應(yīng)：CO(g) + O2(g) = CO2(g)。在298K，U q = -282.0 kJ，求此反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。2. b-丁酮二酸在水溶液中分解成丙酮和二氧化碳的反應(yīng)，其分解反應(yīng)速率常數(shù)在298 K時為1.0810-4 s-1，在333 K時為5.4810-2 s-1，試求該分解反應(yīng)的活化能。五. 綜合分析題1. 一般情況下，升高溫度反應(yīng)速度加快了，為什么？試用阿倫尼烏斯公式說明。2. 溫度不變時，給反應(yīng)加入正催化劑，為什么反應(yīng)速度加快了，試用阿倫尼烏斯公式說明。3. 簡述在合成氨生產(chǎn)中：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，DrHq= -92.4 kJmol-1，工業(yè)上采用溫度控制在673773 K，而不是更低些，壓力控制在30390 kPa而不是更高？ 1.3 參考答案一. 填空題1. 體系的始態(tài)和終態(tài)，變化途徑。 2. -241.8。3. H，U。 4. = k c(A) c2(B)，3。 5. 增大，越小。二. 判斷題1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 三. 選擇題1. C 2. A 3. D四. 計算題(略)1. -283.2 kJmol-1。 2. Ea = 97.6 kJmol-1。五. 綜合分析題1. 答：阿累尼烏斯公式為 k =Aexp(-Ea/RT)，對給定反應(yīng)A、Ea是定數(shù)，溫度升高使exp(-Ea/RT)變大，即k變大。在其它條件不變時，反應(yīng)速度完全由速度常數(shù)k決定，所以k增大必然使增大。2. 答：溫度不變時，給反應(yīng)加入正催化劑，作用是降低反應(yīng)的活化能。根據(jù)k =Aexp(-Ea/RT)，Ea的降低，使exp(-Ea/RT)增大，A為常數(shù)，則k增大。在其它條件一定時，k與成正比，所以活化能的降低必然導(dǎo)至反應(yīng)速度的加快。 3. 答：對于此反應(yīng)，低溫有利于提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，但低溫反應(yīng)速度慢，使設(shè)備利用率低，單位時間合成氨量少，為使其有較高的轉(zhuǎn)化率和較快的反應(yīng)速度，單位時間內(nèi)合成較多的氨，常以催化劑的活性溫度為該反應(yīng)的控制溫度。高壓對合成氨有利，但壓力過高對設(shè)備要求高，運轉(zhuǎn)費高，因此，壓力不宜過高，為了得到更多的氨，常用加壓、冷卻合成氣的方法，以分離氨，使平衡右移。第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向與限度2.1典型試題及解析例2-1. 判斷下列說法是否正確，并說明理由。(1) 放熱反應(yīng)是自發(fā)的。(2) 純單質(zhì)的、皆為零。(3) 反應(yīng)的rGq 0，該反應(yīng)是不能自發(fā)進行的。(4) 如反應(yīng)的rH和rS皆為正值，室溫下rG也必為正值。(5) 冰在室溫下自動融化成水，是熵增起了重要作用的結(jié)果。解：(1) 這種說法不對。放熱反應(yīng)即rH 0的反應(yīng)，大多數(shù)放熱反應(yīng)是自發(fā)的，但不能用rH 0作為判斷反應(yīng)自發(fā)的一般標(biāo)準(zhǔn)。因為在等溫、等壓條件下，決定化學(xué)反應(yīng)方向的是rG，rG 0該反應(yīng)不能自發(fā)進行。判斷某一反應(yīng)能否自發(fā)進行，一般用rG。而= + 2.303RTlgQ，當(dāng) 0時，不一定大于零，所以該說法不對。(4) 這種說法不對。根據(jù)吉布斯公式rG=rHTrS，若rH 0，rS 0，當(dāng)溫度降低時，rG增大，但不一定是正值，在低溫下可能為正值。 (5) 這種說法正確。冰在室溫下自動融化成水，是一個吸熱過程，但由于且G 0，說明該反應(yīng)在標(biāo)態(tài)、298 K時熱力學(xué)上不可能進行，而逆反應(yīng)(即AlCl3燃燒的反應(yīng))是可自發(fā)進行的。(2) Al2O3(s) + 3Cl2(g) + 3C(s) 2AlCl3(s) + 3CO(g) -1582.4 0 0 -628.8 -137.15最簡捷的計算方法是直接用進行計算，將為零的兩項略去。= 2 +3- = 2(-628.8) + 3(-137.15) - (-1582.4) = -86.65 kJmol-1該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變 0，在標(biāo)態(tài)、298K下可自發(fā)進行。例2-5. 煤燃燒時含硫的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為SO2和SO3，造成對大氣的污染。試用熱力學(xué)數(shù)據(jù)說明可以用CaO吸收SO3，以消除煙道廢氣的污染。解：298K時 CaO(s) + SO3(g) CaSO4(s) -635.09 -395.7 -1434.1 39.75 256.6 107 =2 - = -1434.1- (-635.09) - (-395.7) = -403.31 kJmol-1 = -= 107 - 39.75-256.6 = -189.35 JK-1mol-1 298K時 = -T= -403.31103-298(-189.35) = -346.88 kJmol-1 0，所以298K時不能用CO還原Al2O3。 =3(-393.5) +0- (-1675.7) -3(-110.5) = 826.7 kJmol-1 =3213.7 + 228.33-50.92 -3197.6 = 54.04 kJmol-1=-T 0，則反應(yīng)向逆向進行。(2)由=+ 2.303RTlgQ= 100.97+2.3038.31410-3298lg= 84.1 kJmol-10，反應(yīng)仍向逆方向進行。例2-10. 已知在1362 K時下列化學(xué)反應(yīng)的焓變和平衡常數(shù)：(1) H2(g) +1/2S2(g) H2S(g) = -21 kJmol-1，=0.80(2) 3H2(g) + SO2(g) H2S(g) + 2H2O(g) = -207 kJmol-1，=1.8104計算：(3) 4H2(g) + 2SO2(g) 4H2O(g) + S2(g)，在1362K時的和。解： 由(3)式 = (2)式2(1)式2得： = 2 - 2 = (-207) 2 - (-21) 2 = -372 kJmol-1 =()2/()2 = (1.8104)2/0.82 =5.06108例2-11. 已知 2SO2(g) + O2 (g) 2SO3(g) 在1062 K時的平衡常數(shù)Kq= 0.955。如在該溫度下，某一容器中含有SO2、O2和SO3三種氣體，其分壓分別為30.4 kPa、 60.8 kPa和25.33 kPa，試判斷反應(yīng)進行的方向。如果只將SO3的分壓減至3 kPa，反應(yīng)方向有何變化。 分析 當(dāng)Q Kq， Kq， 0，反應(yīng)逆向自發(fā)。解：(1) 所以反應(yīng)逆向進行。(2) 所以反應(yīng)正向進行。例2-12. 反應(yīng)PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)在523 K和1.01325105 Pa下達平衡時，其分解百分率為80%，求該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp。解： 設(shè)開始時PCl5為1 mol PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)起始時物質(zhì)的量/mol 1 0 0平衡時物質(zhì)的量/mol 1-180% 0.8 0.8則平衡時總物質(zhì)的量為1.8 mol，由平衡常數(shù)Kp表達式得：例2-13. 苯甲醇脫氫可用來生產(chǎn)香料苯甲醛。反應(yīng)：C6H5CH2OH (g) C6H5CHO(g) + H2(g)，523 K時，(1) 假若將1.20 g苯甲醇放在 2.00 L容器中并加熱至523 K，當(dāng)平衡時苯甲醛的分壓是多少？(2) 平衡時苯甲醇的分解率是多少？解： (1) M(C6H5CH2OH)=108.14C6H5CH2OH (g) C6H5CHO(g) + H2(g) 平衡時p /kPa 24.1-x x xx =18.2p(C6H5CHO)= 18.2 kPa(2) 苯甲醇的分解率 2.2 試題一. 填空題1. 用熱力學(xué)函數(shù)符號表示下列狀態(tài)的熱力學(xué)特征：在恒溫恒壓條件下，放熱反應(yīng)的 小于零；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，298.15 K時，穩(wěn)定單質(zhì)的 和 等于零；在0 K時，純凈完美晶體的 等于零；自發(fā)進行的反應(yīng)的 小于零。2. 高溫下能自發(fā)進行，而低溫下非自發(fā)進行的反應(yīng)，通常是H 0，S 0的反應(yīng)。3. H2(g) + I2(g) 2HI(g)，= 50.3(713K)，某狀態(tài)下，p(H2) = p(I2) = 5.379105 Pa，p(HI) = 62.59105 Pa，則自發(fā)進行的方向是 ，原因是 。4. 下列反應(yīng)處于平衡狀態(tài)：X(g) + Y(g) 4Z(g) H = -45 kJmol-1，當(dāng)同時升高溫度加入正催化劑時，正反應(yīng)速度將 ，化學(xué)平衡將 。 5. 反應(yīng)NO2(g) + NO(g) N2O3 (g)，H 0，故要尋找適合的催化劑將反應(yīng)的活化能降低，使反應(yīng)向正向進行。 ( )3. 穩(wěn)定單質(zhì)在298 K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵均為零。 ( )4. 可逆吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大；可逆放熱反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小。 ( )5. 只要溫度不變，可逆反應(yīng)反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率也不變。 ( )6. C2H4(g) + H2(g) C2H6(g)是熵增反應(yīng)。 ( )7. 反應(yīng)Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO2(g)，(298K) = 15.2 Jmol-1K-1，則(500K) 15.2 Jmol-1K-1。 ( )8. 催化劑能改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的。( )三. 選擇題1. 已知某反應(yīng)的 0 (C) 0 (D) -1 2. 已知：H2(g) + S(s) H2S(g) S(s) + O2(g) SO2(g) 則反應(yīng) H2(g) + SO2(g) O2(g) + H2S(g) 的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是( )。 (A) + (B) - (C) (D) /3. 某溫度時，反應(yīng) H2(g) + Br2(g) = 2HBr(g) 的Kq= 410-2，則反應(yīng)HBr(g) =H2(g) +Br2(g) 的Kq等于( )。(A) (B) (C) 410-2 (D) 4. 一個氣相反應(yīng)mA(g) + nB(g) qC(g)，達到平衡時( )。(A) = 0 (B) Qp= 1 (C) Qp= Kq (D) 反應(yīng)物分壓和等于產(chǎn)物分壓和 5. 將固體NH4NO3溶于水中，溶液變冷，則該過程的G 、H、S的符號依次是( )。(A) + - - (B) + + - (C) - + - (D) - + + 6. 在100K時，反應(yīng)A(g) + B(g) C(g) +D(g) 在密閉容器中達到平衡，若此時在該平衡體系中引入稀有氣體，則平衡將( )。(A) 正向移動 (B) 逆向移動 (C) 不發(fā)生移動 (D) 不能確定 7. 已知反應(yīng)C(s) +H2O(g) =CO (g)+H2(g)，DrHq =131 kJmol-1，為增大水煤氣的產(chǎn)率，需采取( )。(A) 增大壓力 (B) 升高溫度 (C) 降低溫度 (D) 使用催化劑8. 在密閉容器中，盛有NO2氣體，在等溫下建立下列平衡2NO2 (紅棕色) N2O4 (無色)， DrHq 0，DrGq 0 (B) DrHq 0(C) DrHq 0，DrGq 0 (D) DrHq 0，DrGq 011. 反應(yīng) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 在853K達到平衡時的氣體分壓：SO2為22.4 kPa，O2為33.0 kPa，SO3為46.0 kPa，則此溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值為（ ）。(A) 0.0622 (B) 0.128 (C) 7.81 (D) 12.9 12. 某反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾Gibbs自由能變化在773 K時為1.00 kJmol-1，在此溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)是( )。 (A) 1.27 (B) 1.17 (C) 1.00 (D) 0.85613. 下列說法中正確的是( )。 (A) 熵總是隨著物質(zhì)聚集狀態(tài)的變化而增大。 (B) 熵總是隨著溫度的升高而減小。 (C) 熵與溫度無關(guān)。 (D) 0K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，任何完整晶態(tài)物質(zhì)的熵值都為0。四. 計算題1. 反應(yīng)PCl5(g) + PCl3(g) Cl2(g)在298K時的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如表所列：PCl5PCl3Cl2/ kJmol-1-374.9-287.00/Jmol-1K-1364.6311.78223.1試通過計算說明：反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時能否自發(fā)進行？標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)自發(fā)進行的溫度是多少？標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，600K時，反應(yīng)的=？2. 已知反應(yīng)及熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下： Ca(OH)2(s) + CO2(g) = CaCO3(s) + H2O(l)Ca(OH)2(s)CO2(g)CaCO3(s)H2O(l)/ kJmol-1-898.5-394.4-1128.8-237.1/ kJmol-1986.1-393.5-1206.9-285.8試通過計算說明：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，298 K時，反應(yīng)的=？當(dāng)溫度升高到353 K時，的變化率為多少？該變化率說明什么？3. 在250 時，將0.70 mol的PCl5置于2.0 dm3的密閉容器內(nèi)使其達平衡，經(jīng)測定PCl5的物質(zhì)的量為0.20 mol。(1) 求該反應(yīng)PCl5(g) + PCl3(g) Cl2(g) 在250 達平衡時的Kc及PCl5的百分轉(zhuǎn)化率。(2) 在溫度不變的條件下，在上述平衡體系中再加入0.20 mol的PCl5，使其重新達平衡，求各物質(zhì)的平衡濃度及PCl5的百分轉(zhuǎn)化率。4. 在497 時，101.325 kPa下，某一容器中2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)建立平衡，有56%的NO2離解為NO和O2。(1) 求，(2) 若要使離解度增加到80%，平衡時的壓力為多少？五. 綜合分析題1. 根據(jù)熱力學(xué)計算吉布斯函數(shù)變?yōu)樨撝档姆磻?yīng)，在該條件下，卻觀察不到明顯的反應(yīng)，為什么？(用碰撞理論說明)。2. 溫度對反應(yīng)：mA + nB pC，DH ，。3. 逆向進行，Q=135.4 =50.3或rG0。4. 加快，向左移動。 5. 向右，不，向左，向左。6. 基本不變，基本不變，增大，減小，增大，增大。 7. 25%。二. 判斷題1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 三. 選擇題1. B 2. D 3. B 4. C 5. D 6. C 7. B 8. A 9. B 10. A 11. D 12. D 13. D 四. 計算題(略)1. (298K)=37.2 kJmol-1 0，不能自發(fā)進行； T516K；17.38。2. 6.1721012 平衡常數(shù)的變化率為1056數(shù)量級，說明溫度升高平衡常數(shù)顯著增大，平衡向右移動。3. (1) Kc=0.625，Kp=26.8，PCl5的百分轉(zhuǎn)化率a1=71.4%。(2) c(PCl3)= c(Cl2)= 0.30 moldm-3，c(PCl5)= 0.15 moldm-3，PCl5的百分轉(zhuǎn)化率為a2=66.67%。4. (1) =0.354；(2) p=7.85 kPa。五. 綜合分析題1. 答：熱力學(xué)計算只是用始態(tài)與終態(tài)自由能之差進行判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行。而實際反應(yīng)卻需要一個活化能,活化能越大，活化分子數(shù)越少，難于發(fā)生有效碰撞，而觀察不到有明顯的反應(yīng)發(fā)生。2. 答：升高溫度，可以加快正逆反應(yīng)的反應(yīng)速度，平衡將逆向移動。因升高溫度使速度常數(shù)增大，反應(yīng)速度則加快。(或從活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞增多，微觀角度說明)。依據(jù)勒夏特列原理，升高溫度，平衡向吸熱方向移動。給出反應(yīng)，逆向吸熱，正向放熱，所以平衡將逆向移動。 3. 答：因為催化劑能起到改變反應(yīng)歷程，從而改變反應(yīng)活化能的作用，所以能影響反應(yīng)速度，但由于催化劑同時改變正、逆反應(yīng)的活化能，同等速度的影響正、逆反應(yīng)速度，而不改變反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)，所以不影響化學(xué)平衡。 4. 答：平衡發(fā)生移動，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)不一定改變。若溫度保持不變，反應(yīng)物濃度或分壓等其它條件改變而引起的平衡的移動，此時標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)不變；但由于溫度改變引起平衡移動，此時標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)改變。第3章 電解質(zhì)溶液3.1典型試題及解析例3-1. 若要比較一些難溶電解質(zhì)溶解度的大小，是否可以根據(jù)難溶電解質(zhì)溶度積大小直接比較，即：溶度積較大的，溶解度應(yīng)較大；溶度積較小的，溶解度也較小，為什么？ 答: 同一類型的難溶電解質(zhì)可以根據(jù)難溶電解質(zhì)溶度積大小直接比較，否則不能。因為存在著化學(xué)計量數(shù)的方次問題。例3-2. 寫出下列各種物質(zhì)的共軛酸。 HS- H2O S2- Al(OH)(H2O)52+解： H2S H3O+ HS- Al(H2O)63+例3-3. 寫出下列各種物質(zhì)的共軛堿。 H3PO4 HAc HS- HNO3 HClO Al(H2O)63+解： Ac- S2- ClO- Zn(OH)(H2O)5+例3-4. 要使沉淀溶解，可采用哪些措施？舉例說明。 答: 措施主要有加酸、加堿、加配合劑(形成配合物)、加氧化劑。例如： Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O Al(OH)3 +NaOH = NaAl(OH)4 AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2Cl3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O+ 3S例3-5. 計算下列各溶液的pH值：(1) 20 cm3 0.10 moldm-3 HCl和20 cm3 0.10 moldm-3 NH3H2O溶液混合；(2) 20 cm3 0.10 moldm-3 HCl和20 cm3 0.20 moldm-3 NH3H2O溶液混合；(3) 20 cm3 0.10 moldm-3 NaOH和20 cm3 0.20 moldm-3 NH4Cl溶液混合；(4) 20 cm3 0.20 moldm-3 HAc和20 cm3 0.10 moldm-3 NaOH溶液混合；(5) 20 cm3 0.10 moldm-3 HCl和20 cm3 0.20 moldm-3 NaAc溶液混合；(6) 20 cm3 0.10 moldm-3 NaOH和20 cm3 0.10 moldm-3 NH4Cl溶液混合。解：(1) HCl為強酸，NH3為弱堿，兩者量皆為0.1020 = 2 mmol，故能完全反應(yīng)，生成NH4Cl。 設(shè)平衡時，c(H+) = x moldm-3 + H2O NH3H2O+ H+，平衡濃度/moldm-3 0.050- x x x又 所以解得x = 5.310-6 moldm-3pH = -lgc(H+) = -lg(5.310-6) = 5.28(2) HCl物質(zhì)的量0.1020 = 2 mmol 強酸，NH3H2O物質(zhì)的量0.2020 = 4 mmol 強堿，兩者溶液混合后，部分中和，得一緩沖溶液：NH3H2O的解離平衡為：NH3H2O +OH-，pH= 14-pOH (3) NaOH為強堿，其物質(zhì)的量為0.1020 = 2 mmol，NH4Cl為弱堿強酸鹽，其物質(zhì)的量為0.2020 = 4 mmol， 兩溶液混合后：+OH- NH3H2O 反應(yīng)后，生成NH3H2O的濃度為： 剩余的濃度為： 即c(NH3H2O) = c()，得到一緩沖溶液，由(2)中計算知pH = 9.26 (4) 混合后，HAc部分可被NaOH中和，剩余HAc的濃度為： 生成的NaAc濃度： 故混合后變成了一緩沖溶液： HAc Ac- + H+平衡濃度/ moldm-3 0.050- x 0.050+x x (5) NaAc的量大于HCl的量，混合后，生成HAc的濃度為： 剩余NaAc的濃度為： 根據(jù)(4)小題計算知pH = 4.74(6) NaOH的量等于NH4Cl的量，兩溶液混合后完全發(fā)生中和反應(yīng)，生成NH3H2O的濃度為：所以 pH = 14 -pOH = 14+lg(9.4910-4) = 10.98例3-6. 判斷下列反應(yīng)的方向(用箭頭表示，未注明者為標(biāo)準(zhǔn)條件)，并通過計算說明理由。 (1) BaSO4(s)+ (0.1 moldm-3)( ) BaCO3(s) + (0.01 moldm-3)已知：(BaSO4)= 1.110-10，(BaCO3)=5.110-9(2) Mg(OH)2(s)+2( )Mg2+ (0.01 moldm-3) + 2NH3H2O(0.1 moldm-3)已知：(NH3H2O) = 1.810-5，(Mg(OH)2) = 1.810-11解：(1) BaSO4(s) Ba2+，(BaSO4)， BaCO3(s) Ba2+，(BaCO3)， 反應(yīng)式即BaSO4 (s) + BaCO3(s) +，所以反應(yīng)向左進行。(2) Mg(OH)2(s) Mg2+2OH-，(Mg(OH)2)，2NH3H2O 2+2OH-，(NH3H2O)，反應(yīng)式即Mg(OH)2(s)+2Mg2+ + 2NH3H2O，所以反應(yīng)向右進行。例3-7. 在含有Mn2+、Pb2+各0.010 moldm-3溶液中通入H2S達飽和(H2S濃度為0.10 moldm-3)，問溶液的c(H+)應(yīng)控制在何值時，可使Mn2+與Pb2+分離？已知：(MnS) = 1.410-15，(PbS) = 3.410-28，(H2S) = 1.110-7， (H2S) = 1.010-14。解： Pb2+完全沉淀時(即c(Pb2+)1.010-5 moldm-3)，溶液中c(S2-)至少要達到： 此時c(H+)為： 即c(H+)1.8 moldm-3時PbS沉淀完全。 Mn2+不形成MnS沉淀時溶液中最大的c(S2-)為： 此時c(H+)為： 把c(H+)控制在1.8 moldm-32.810-5 moldm-3之間或pH控制在小于4.55，通H2S達飽和，就可分離Pb2+和Mn2+。例3-8. 一溶液含有Fe2+ 和Fe3+，它們的濃度都是0.050 moldm-3，如果要求Fe3+離子沉淀完全而Fe2+離子不生成沉淀，須控制pH值為多少？已知：解： pHmin = 14-pOH = 14-lg(6.510-12) = 2.81pH = 2.81，這是Fe3+離子沉淀完全時的最低pH。若使Fe2+不沉淀，溶液的pH值不能高于Fe2+開始沉淀時的pH。即pHmax = 14-lg(3.110-8) = 6.49所以若要分離Fe2+和Fe3+，溶液的pH須控制在2.816.49之間。例3-9. 將50 cm3含0.95 g MgCl2的溶液與等體積的1.80 moldm-3氨水混合，問在所得的溶液中應(yīng)加入多少克固體NH4Cl才可防止Mg(OH)2沉淀生成？已知：(NH3H2O) = 1.810-5，Mg(OH)2的= 5.6110-12解： Mg(OH)2的解離平衡為：Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)，MgCl2的摩爾質(zhì)量為95.21gmol-1，混合后總體積為100 cm3，則要使Mg(OH)2沉淀生成，所需的c(OH-)為：NH3H2O的解離平衡為：NH3H2O +OH-，為防止Mg(OH)2沉淀生成應(yīng)加入固體NH4Cl的質(zhì)量為：M = 2.20.10053.49 =11.8 g例3-10. Ag2CrO4分別用Na2SO4和NaCl溶液處理，是否會出現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，為什么？ 分析 沉淀轉(zhuǎn)化是有條件的，一般來說，由一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種更難溶電解質(zhì)是比較容易的，反之則比較困難，甚至不可能轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的可能程度可以用反應(yīng)平衡常數(shù)的數(shù)值來衡量。常利用轉(zhuǎn)化平衡式和難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)來計算它的平衡常數(shù)。解：(1)沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：Ag2CrO4(s) + Ag2SO4(s) + 沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)Kq很小，反應(yīng)向右趨勢很小，故Ag2CrO4不能轉(zhuǎn)化為Ag2SO4。(2)沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：Ag2CrO4(s) + 2Cl- 2AgCl(s) + 沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)Kq很大，反應(yīng)向右趨勢相應(yīng)較大，故Ag2CrO4能轉(zhuǎn)化為AgCl。3.2 試題一. 填空題1. 根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，下列分子或離子中：H2O、OH-、HS-、HCl、NH3、S2-，為酸的是 ，