普通化学习题与解答(第二章)演示教学

普通化学习题与解答(第二章)第二章 化学反应的基本原理和大气污染1、是非题（对的在括号内填“+”号，错的填“-”号）（1）r S ∆ 为正值的反应均是自发反应。

（-）（2）某一给定反应达到平衡后，若平衡条件不变，分离除去某生成物，待达到新的平衡，则各反应物和生成物的分压或浓度分别保持原有定值。

（-）（3）对反应系统122()()()(),(298.15)131.3r m C s H O g CO g H g H K kJ mol θ-+=+∆=g 。

由于化学方程式两边物质的化学计量数（绝对值）的总和相等，所以增加总压力对平衡无影响。

（-）（4）上述（3）中反应达到平衡后，若升高温度，则正反应速率v （正）增加，逆反应速率v （逆）减小，结果平衡向右移动。

（-） （5）反应的级数取决于反应方程式中反应物的化学计量数（绝对值）。

（-）（6）催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，但不能改变反应的r m G θ∆。

（+）（7）在常温常压下，空气中的N 2 和O 2 能长期存在而不化合生成NO 。

且热力学计算表明22()()2()N g O g NO g +=的(298.15)0r mG K θ∆?，则N 2 和O 2混合气必定也是动力学稳定系统。

（+）（8）已知4CCl 不会与2H O 反应，但422()2()()4()CCl l H O l CO g HCl aq +=+的1(298.15)379.93r m G K kJ mol θ-∆=-g ，则必定是热力学不稳定而动力学稳定的系统。

（+）2、选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）（1）真实气体行为接近理想气体性质的外部条件是 （b ）（a ）低温高压 （b ）高温低压 （c ）低温低压 （d ）高温高压（2）某温度时，反应22()()2()H g Br g HBr g +=的标准平衡常数2410K θ-=⨯，则反应2211()()()22HBr g H g Br g =+的标准平衡常数K θ等于 （b ）（a ）21410-⨯ （b （c ）2410-⨯ （3）升高温度可以增加反应速率，最主要是因为 （b ）（a ）增加了分子总数（b ）增加了活化分子的百分数 （c ）降低了反应的活化能 （d ）促使平衡向吸热方向移动(4)已知汽车尾气无害化反应221()()()()2NO g CO g N g CO g +=+的(298.15)0r m H K θ∆≤，要有利于取得有毒气体NO 和CO 的最大转化率，可采取的措施是 ( c) （a ）低温低压 （b ）高温高压 （c ）低温高压 （d ）高温低压（5）温度升高而一定增大的量是 (bc )（a ） r m G θ∆ （b ）吸热反应的平衡常数K θ（c ）液体的饱和蒸气压 （d ）反应的速率常数k（6）一个化学反应达到平衡时，下列说法中正确的是 ( a) （a ）各物质的浓度或分压不随时间而变化（b ）r m G θ∆=0（c ）正、逆反应的速率常数相等（d ）如果寻找到该反应的高效催化剂，可提高其平衡转化率3、填空题（1）对于反应： 1223()3()2();(298)92.2r mN g H g NH g H K kJ mol θ-+=∆=-g 若升高温度(约升高100 K)，则下列各项将如何变化(填写：不变，基本不变，增大或减小。

)r m H θ∆： 基本不变 r m S θ∆： 基本不变 r m G θ∆： 增大 K θ： 减小v（正）： 增大 v （逆）： 增大 （2）对于下列反应：12()()2();(298)172.5r mC s CO g CO g H K kJ mol θ-+=∆=g 。

若增加总压力或升高温度或加入催化剂，则反应速率常数k (正)、k (逆)和反应速率v (正)、v (逆)以及标准平衡常数K θ、平衡移动的方向等将如何?分别填人下表中。

（3）造成平流层中臭氧层破坏的主要物质有 CFC 、哈龙、N 2O 、NO 、CCl 4、CH 4等；主要的温室气体有 CO 2、CH 4、N 2O 、CFC 、O 3等 ；形成酸雨的大气污染物主要是 SO 2、NO x 等 。

4、不用查表，将下列物质按其标准m S θ(298K)值由大到小的顺序排列，并简单说明理由。

(a)K(s) （b)Na(s) (c)Br 2(1) (d) Br 2 (g) (e)KCl(s)解：m S θ（298K ）值由大到小的顺序为2()()d Br g ＞2()()c Br l ＞()()e KCl s ＞()()a K s ＞()()b Na s说明 （1）同一物质2Br 气态时的熵大于液态时的；（2）一般（相对分子质量相近时）液体的熵大于固体物质的熵； （3）一般说来，当温度和聚集状态相同时，分子或晶体结构较复杂（内部微观粒子较多）的物质的熵大于分子或晶体结构较简单（内部微观粒子较少）的物质的熵。

K(s)和Na(s)的原子结构属同一族，K 的结构较Na 的复杂。

5、定性判断下列反应或过程中熵变的数值是正值还是负值。

（1）溶解少量食盐于水中；（2）活性炭表面吸附氧气； （3）碳与氧气反应生成一氧化碳。

解：（1）熵变为正值；（2）熵变为负值；（3）熵变为正值。

6、利用下列两个反应及其r m G θ∆（298K ）值，计算34Fe O （s ）在298K 时的标准生成吉布斯函数。

122332()()();(298)742.22r m Fe s O g Fe O s G K kJ mol θ-+=∆=-g123344()()3();(298)77.7r m Fe O s Fe s Fe O s G K kJ mol θ-+=∆=-g解： 22332()()()2Fe s O g Fe O s += （1）23344()()3()Fe O s Fe s Fe O s += （2）(1)4(2)3⨯+，可得 2343()2()()Fe s O g Fe O s += （3）故 34,,3(298)(298)f m Fe O r m G K G K θθ∆=∆={},1,21(298)4(298)3r m r m G K G K θθ⨯∆⨯+∆={}11(742.2)4(77.7)3kJ mol -⨯-⨯+-g = -1015.51kJ mol -g7、通过热力学计算说明下列水结冰过程：22()()H O l H O s →在298K 标准状态时能否自发进行。

已知冰在298K 时的标准摩尔生成吉布斯函数为-236.71kJ mol -g 。

解： 22()()H O l H O s →1(298)/f m G K kJ mol θ-∆g -237.129 -236.7,(298)(298)r m B f m B BG K v G K θθ∆=∆∑=﹛（-236.7）-（-237.129）﹜1kJ mol -g =0.41kJ mol -g ＞0 故在298K 的标准状态时，水结冰的过程不能自发进行。

8、试用教材附录3中的标准热力学数据，计算下列反应的(298)r mS K θ∆和(298)r m G K θ∆(1) 23423()4()4()Fe s H O l Fe O H g +=+ (2) 22()2()()()Zn s H aq Zn aq H g +++=+ (3) 22()()()2()CaO s H O l Ca aq OH aq +-+=+(4) 21()()()2AgBr s Ag s Br l =+解：（1） 23423()4()()4()Fe s H O l Fe O s H g +=+11(298)/m S K J mol K θ--g g 27.28 69.91 146.4 130.6841(298)/f m G K kJ mol θ-∆g 0 -237.129 -1015.4 0,(298)(298)r m B m B BS K v S K θθ∆=∑=﹛130.864×4+146.4-69.91×4-27.28×3﹜11J mol K --g g= 307.711J mol K --g g,(298)(298)r m B f m B BG K v G K θθ∆=∆∑=﹛（-1015.4）-（-237.129）×4﹜1kJ mol -g = -66.91kJ mol -g（2） 22()2()()()Zn s H aq Zn aq H g +++=+11(298)/m S K J mol K θ--g g 41.63 0 -112.1 130.6841(298)/f m G K kJ mol θ-∆g 0 0 -147.06 0,(298)(298)r m B m B BS K v S K θθ∆=∑=﹛130.864+（-112.1）-41.63﹜11J mol K --g g= -23.011J mol K --g g,(298)(298)r m B f m B BG K v G K θθ∆=∆∑= -147.61kJ mol -g（3） 22()()()2()CaO s H O l Ca aq OH aq +-+=+11(298)/m S K J mol K θ--g g 39.75 69.91 -53.1 -10.751(298)/f m G K kJ mol θ-∆g -604.03 -237.129 -553.58 -157.244,(298)(298)r m B m B BS K v S K θθ∆=∑=﹛(-10.75)×2+(-53.1)-69.91-39.75﹜11J mol K --g g= -184.311J mol K --g g,(298)(298)r m B f m B BG K v G K θθ∆=∆∑=﹛（-157.244）×2+(-553.58)-（-237.129）-(-604.03)﹜1kJ mol -g= -26.911kJ mol -g（4） 21()()()2AgBr s Ag s Br l =+11(298)/m S K J mol K θ--g g 170.1 42.55 152.2311(298)/f m G K kJ mol θ-∆g -96.90 0 0,(298)(298)r m B m B BS K v S K θθ∆=∑=﹛152.231×12+42.55-170.1﹜11J mol K --g g = -54.111J mol K --g g,(298)(298)r m B f m B BG K v G K θθ∆=∆∑= 96.901kJ mol -g9、用锡石(SnO 2)制取金属锡，有建议可用下列几种方法：（1）单独加热矿石，使之分解。