无机化学习题集 下载本文

无机化学习题集

第一章化学中的一些基本概念和定律

一、例题

1.在10000C和97kPa下测得硫蒸气的密度为0.5977g.dm-3,求硫蒸气的摩尔质量和分子式。

mRTRTM????VPP 解

0.5977?8.314?(1000?273) = 397?10 =0.065kg.mol-1=65g.mol-1

65一个硫蒸气分子中硫原子的个数是?2

2所以,分子式为S2。

答:硫蒸气的摩尔质量是65g/mol,分子式为S2。

12.一个280k的敞开广口瓶里的气体需要加热到什么温度才能使的气体逸

3出瓶外?

解 pV =nRT

因为 p、V一定,

所以T1n1=T2n2 T2 =

T1n1280?n13??280?420k

nn22(n1?1)3答(略)。

3.在291k和1.013?105Pa下将2.70?10-3m3被水蒸气饱和了的空气通过装CaCl2的干燥管,测得干燥空气的质量为3.21g,求291k下水的饱和蒸气压。

解 含饱和水蒸气的空气的物质的量为n

PV1.013?106?2.70?10?5??0.113mol n =RT8.314?291 =n水+n空

n水=0.113-

3.21?2.31?10?3mol 2962.32?10?3?2.07?103Pa p水=pX水=1.013?10?0.113答(略)。

4.在300K时,将电解水所得而经干燥的氢气和氧气的混合气体40.0g通入60.0L的真空容器中,问氢气和氧气的分压各为多少Pa?

???2H2+O2 解 2H2O?电解设:生成的氢气为xg,则生成氧气的质量为(40.0-x)g

根据电解反应方程可得:

4x? 3240.0?xx=4.4444g

p氢=

m氢RTM氢V?4.444?8.314?3005

=0.923410Pa ??52?60.0?1010.9234?105p氧=p氢==0.4617?105Pa

22答略。

5.试讨论,为什么有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字的位数多达9位,而有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字却少至3~4位?

答:单核元素只有一种核素,其丰度为100﹪,丰度的不确定性对它们的原子量的准确性的影响较小,因而它们的相对原子质量十分准确,有效数字达到的位数较多。而对于多核素元素,由于丰度测定的不准确,同位素越多,同位素丰度的不确定性对它们的原子量的准确性的影响越大,原子量的不确定性的就较高了;有效数字达到的位数就少。特别是那些不同来源的样品中同位素丰度涨落很大的元素,原子量的不确定性就更明显了。

6. 为什么把分子定义为“保持物质一切性质的最小微粒”是不准确的? 答:因为物质的性质包括物理性质和化学性质,而分子只保持物质的化学性质。分子是保持物质化学性质的最小微粒。 二、习题

1.判断下列说法是否正确,并说明理由。 (1)氧的原子量就是一个氧原子的质量。 (2)氧的原子量等于氧的质量数。

(两种说法均不对,理由是均不符合原子量的定义) 2.对于一定量的混合气体,试回答下列问题。

(1)恒压下,温度变化时各组分气体的体积百分数是否变化? (不变) (2)恒温下,压力变化时各组分气体的分压是否变化? (变)

(3)恒温下,体积变化时各组分气体物质的量分数是否变化? (不变) 3.计算298.15K和热力学标准压力下1mol理想气体的体积。 (24.79L) 4.某气体在293K和9.97?104Pa时的体积为0.19dm3,质量为0.132g。求该气体的摩尔质量。它可能是什么气体? (17,可能是NH3)

5.常温常压下充满气体的石英安瓿被整体加热到800K时急速用火封闭,问封闭瓶内的气体在常压下的压力为多大? (3.7?104Pa)

6.混合气体中有4.4gCO2,14gN2和12.8gO2,总压为2.026?105Pa,求各组

分气体的分压。

(二氧化碳、氮气、氧气的分压分别为2.0?104Pa、1.0?105Pa、8.1?104Pa) 7.排水集气法得到的气体是饱和水蒸气与某种纯净气体的混合气体,若忽略水柱的压力,混合气体的总压等于环境的压力。现用排水集气法在常温常压下收集到2.500?10-1L的气体,问收集到的H2的物质的量和干燥H2的体积是多少?已知在298下水的饱和蒸气压为3.167kPa. (9.898?10-3mol,0.2422L)

8.一个人每天呼出的CO2相当于标准状态下的5.8?102L。在空间站的密闭舱中,宇航员呼出的CO2用LiOH吸收。写出该反应的反应方程式,并计算每位宇航员每天需要LiOH的质量。 (1.24?103g)

第二章 热化学

一、例题

1.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。

1解 Ca(s)+O2(g)=CaO(s)

2由反应方程式可得:12:190.8=40:△fH 0m((CaO)

0

△fH m((CaO)=-636kJ/mol

52P(s)+O2(g)=P2O5(s))

2由反应方程式可得:6.2:154.9=2?31:△fH0m(P2O5) △fH0m(P2O5)=-1549 kJ/mol

3 CaO(s)+ P2O5(s)=Ca3(PO4)2(s) 168 142

△rH 0M=∑(ni△fH 0M)产物-∑(ni△fH 0M)反应物

=△fH0m(Ca3(PO4)2)-3△fH0m(CaO)-△fH0m(P2O5) =-672.0

△fH0m(Ca3(PO4)2)=-672.0+3?(-636)+(-1549)=-4129kJ/mol 答(略)。

2. 反应C3H 8(g)+5O2(g)=3C O2(g)+4H2O(l)在敞开容器体系中燃烧,测得其298的恒压反应热为-2220 kJ/mol,求: (1) 反应的△rH 0M是多少? (2) 反应的△U是多少?

解 (1)△rH 0M=-2220 kJ/mol (2) △U =Q+W

= △rH 0M-p△V =△rH 0M-△nRT

m? =-2220-1?10-3?8.314?298?(-3)=-2212.6 kJ/mol

答(略)。

3.分辨如下概念的物理意义: (1)封闭系统和孤立系统。 (2)功、热和能。 (3)热力学能和焓。

(4)生成焓、燃烧焓和反应焓。 (5)过程的自发性和可逆性。

答:(1)封闭系统是无物质交换而有能量交换的热力学系统;孤立系统是既无物质交换又无能量交换的热力学系统。

(2)热是系统与环境之间的温度差异引起的能量传递方式,除热外的所有其他能量传递形式都叫做功,功和热是过程量(非状态函数);能是物质所具有的能量和物质能做某事的能力,是状态量(状态函数)。

(3)热力学能,即内能,是系统内各种形式能量的总和;焓,符号为H,定义式为H =U+pV。

(4)在热力学标态下由指定单质生成1mol物质的反应焓变称为该物质的标准摩尔生成焓,简称生成焓;1mol燃料与氧气发生完全燃烧放出的热称为燃烧焓;反应焓是发生1mol反应的焓变。

(5)过程的自发性是指在自然界能自然而然发生的性质;可逆性是指一个过程中每个状态都无限接近平衡的性质。

4. 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。 (1)碳酸钙的生成焓等于CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)的反应焓。

(2)单质的生成焓等于零,所以它的标准熵也等于零。 答(1)错误。生成焓是在热力学标态下由指定单质生成1mol物质的反应焓,所以碳酸钙的生成焓等于反应Ca(s)+C(s,石墨)+

3O2(g)=CaCO3(S)的反应焓。 2(2)错误。标准熵是1mol物质处于标态时所具有的熵值,热力学第三定律指出,只有在温度T=0K时,物质的熵值才等于零,所以,标准熵一定是正值。

5.298K时,水的蒸发热为43.93kJ/mol。计算蒸发1mol水时的QP 、W和?U。 解 H2O(l) =H2O(g) ?rH =43.93 kJ/mol

?QP=?rH m=43.93 kJ/mol

1mol水蒸发过程做的体积功为

W=p?V=?nRT=1×8.314×10―3 ×298 =2.48 kJ/mol