大学基础化学课后习题解答

第一章 溶液和胶体溶液 第二章 化学热力学基础

2-1 什么是状态函数？它有什么重要特点？

θθθ2-2 什么叫热力学能、焓、熵和自由能？符号H、S、G、?H、?S、?G、?fHm、?cHm、?fGm、θθθθ?rHm、Sm、?rSm、?rGm各代表什么意义？

2-3 什么是自由能判据？其应用条件是什么？ 2-4 判断下列说法是否正确，并说明理由。

θθθ（1）指定单质的?fGm、?fHm、Sm皆为零。

θθθθθ（2）时，反应 O2(g) +S(g) = SO2(g) 的?rGm、?rHm、?rSm分别等于SO2(g)的?fGm、?fHm、

Sm。

θ（3）?rGm＜0的反应必能自发进行。

θθ2-5 和标准状态下，HgO在开口容器中加热分解，若吸热可形成Hg（l），求该反应的?rHm。

若在密闭的容器中反应，生成同样量的Hg（l）需吸热多少？ 解：HgO= Hg(l)+1/2O2(g)

θ?rHm=×= kJ·mol Qv=Qp-nRT= kJ·mol

-1

-1

2-6 随温度升高，反应（1）：2M(s)+O2(g) =2MO(s)和反应（2）：2C(s) +O2(g) =2CO(g)的摩尔吉布斯自由能升高的为 (1) ，降低的为 (2) ，因此，金属氧化物MO被硫还原反应2MO(s)+ C(s) ＝M(s)+ CO(g)在高温条件下 正 向自发。

2-7 热力学第一定律说明热力学能变化与热和功的关系。此关系只适用于：

A.理想气体； B.封闭系统； C.孤立系统； D.敞开系统 2-8 纯液体在其正常沸点时气化，该过程中增大的量是：

A.蒸气压； B.汽化热； C.熵； D.吉布斯自由能

θ2-9 在298K时，反应N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g)，?rHm＜0则标准状态下该反应

A.任何温度下均自发进行； B.任何温度下均不能自发进行； C.高温自发； D.低温自发

θ2-10 298K，标准状态下，金属镁在定压条件下完全燃烧生成MgO(s),放热。则?fHm（MgO，

298K）等于 kJ·mol 。已知M(Mg)=﹒mol。 2-11 已知和标准状态下

θ解：?rHm=-[(1)+(2)]= kJ·mol-1

-1-1

2-12 已知和标准状态下

θ （1）Fe2O3(s) +3CO(g) =2 Fe(s) +3CO2(g) ?rHm= kJ·mol-1 θ (2 ) 3Fe2O3(s) + CO(g) = 2 Fe3O4(s) + CO2(g) ?rHm= kJ·mol-1 θ (3 ) Fe3O4(s) + CO(g) = FeO(s) + CO2(g) ?rHm= kJ·mol-1 θ 求（4）Fe(s) + CO2(g) = FeO(s) + CO(g) 的?rHm。 θ解：?rHm=[(3)×2+(2)-(1)×3]÷6=·mol-1

2-13 甘氨酸二肽的氧化反应为

C4H8N2O3(s) + 3O2(g) = H2NCONH2 (s) +3CO2(g) +2 H2O(l)

θθ已知?fHm（H2NCONH2, s）= kJ·mol-1, ?fHm（C4H8N2O3, s）= kJ·mol-1。

计算：

θ（1）时，甘氨酸二肽氧化反应的标准摩尔焓变?rHm= kJ·mol-1。

（2）和标准状态下，1g固体甘氨酸二肽氧化时放热多少？ kJ·g-1

θθ2-14 由?fHm的数据计算下列反应在和标准状态下的?rHm。

θ （1） 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) +6H2O(l) ?rHm= kJ·mol-1

θ (2 ) 8Al(s) + 3Fe3O4(s) = 4Al2O3(s) +9Fe(s) ?rHm= ·mol-1

θ(3) CO(g) +H2O(l) = CO2(g) + H2(g) ?rHm= ·mol-1

2-15 液态乙醇的燃烧反应：

C2H5OH(l) +3O2(g) = 2 CO2(g) +3 H2O(l)

利用附录提供的数据，计算298K和标准状态时，92g液态乙醇完全燃烧放出的热量。

θ解：?rHm=××3-= kJ·mol kJ·mol

-1-1

θθθ2-16 由葡萄糖的?cHm和水及二氧化碳的?fHm数据，求298K和标准状态下葡萄糖的?fHm。

θ解：?rHm=×6+×6-=·mol

-1

2-17 已知298K时，下列反应

BaCO3(s) = BaO(s) + CO2(g)

θθ?fHm (kJ·mol) ?rHm=

-1

Sm (J·mol

θ-1

θ·K-1) Sm=

θθθ求时该反应的?rHm，?rSm和?rGm，以及该反应可自发进行的最低温度。 θ解：?rGm=·mol-1 T≥274680/=1582K

θ2-18 将空气中的单质氮变成各种含氮化合物的反应叫固氮反应。利用附录提供的?fGm数据θ计算下列三种固氮反应的?rGm，从热力学角度判断选择哪个反应最好？ θ（1）N2 (g) + O2 (g) = 2NO (g) ?rGm=·mol-1 θ(2) 2 N2 (g) + O2 (g) = 2N2O (g) ?rGm=·mol-1 θ(3) N2 (g) + 3H2(g) = 2NH3(g) ?rGm=·mol-1

θθ2-19 已知时和标准状态下，Sm (S,单斜)= J·mol-1·K-1，Sm (S,正交)= J·mol-1·K-1。

θS(S,单斜) + O2 (g) = SO2(g) ?rHm= kJ·mol-1 θS(S,正交) + O2 (g) = SO2(g) ?rHm= kJ·mol-1

计算说明在标准状态下，温度分别为25℃和95℃时两种晶型硫的稳定性。

θθ解：S(s,单斜)= S(s,正交) ?rHm=·mol-1 Sm= J·mol-1·K-1 θ25℃时?rGm= kJ·mol-1 正交硫稳定。

θ95℃时?rGm= 已知 2NO(g)+O2(g) = 2 NO2(g)

θ?fGm/kJ﹒mol

θ计算298K时，上述反应的?rGm，并说明NO2气体的稳定性。

-1

θ解：?rGm=（）×2=·mol-1

第三章 化学反应速率和化学平衡

3-1 什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？ 3-2 什么是活化能？

3-3 在1073K时，测得反应2NO（g）+2H2（g）=N2（g）+2H2O（g）的反应物的初始浓度和

N2的生成速率如下表：

（1）写出该反应的速率方程并指出反应级数； （2）计算该反应在1073K时的速率常数

（3）当c(NO)=×10-3 mol·L-1，c(H2)=×10-3 mol·L-1时，计算该反应在1073K时的反应速

率。

实验序号 初始浓度/mol·L-1 生成

解：（1）

Ｎ２的初始速率/

v?kc2(NO)c(H2) C(NO) C(H2)

mol·L-1·s-1

(2）k=×

1 ×10-3 ×10-3 ×10-3 2 ×10-3 ×10-3 ×10-3 3 ２.00×10-3 ×10-3 ×10-3

(3) v=8×

104××10-3)2××10-3=×10-3 mol·L-1·s-1

3-4 已知反应N2O5(g)===N2O4(g)+1/2O2(g)在298K时的速率常数为×10s，在338K时的速率常数为×107s-1，求该反应的活化能和反应在318K时的速率常数。

Ea(338.15?298.15)k2Ea(T2?T1)4.87?107解：ln??ln??4.95 5k1RTT3.46?108.314?338.15?298.15125

-1

104mol-2·L2 ·s-1

Ea=·mol-1

K=×106s-1