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1、目录第一部分名校考研真题第1章化学反应中的质量关系和能量关系第2章化学反应的方向、速率和限度第3章酸碱反应和沉淀反应第4章氧化还原反应与应用电化学第5章原子结构与元素周期性第6章分子的结构与性质第7章固体的结构与性质第8章配合物的结构与性质第二部分课后习题第1章化学反应中的质量关系和能量关系第2章化学反应的方向、速率和限度第3章酸碱反应和沉淀反应第4章氧化还原反应与应用电化学第5章原子结构与元素周期性第6章分子的结构与性质第7章固体的结构与性质第8章配合物的结构与性质第三部分章节题库第1章化学反应中的质量关系和能量关系第2章化学反应的方向、速率和限度第3章酸碱反应和沉淀反应第4章氧化还原反应与
2、应用电化学第5章原子结构与元素周期性第6章分子的结构与性质第7章固体的结构与性质第8章配合物的结构与性质第四部分模拟试题天津大学无机化学教研室分析化学(第4版)配套模拟试题及详解第一部分名校考研真题第1章化学反应中的质量关系和能量关系一、选择题1在标准状态和298K下,下列反应中能代表CO2(g)的标准生成焓fH(298K)的是()。南京航空航天大学2007研AC(金雕石)O2(g)CO2(g)BC(石墨)O2(g)CO2(g)CCO(g)1/2O2(g)CO2(g)D2CO(g)O2(g)2CO(g)【答案】B【解析】某温度下,由处于标准状态的各种元素的最稳定的单质生成标准状态下单位物质的量
3、的某纯物质的热效应,为该温度下该纯物质的标准摩尔生成焓。2已知则为( )。北京航空航天大学2010研ABCD【答案】C【解析】金刚石的标准摩尔生成热即为由处于标准状态的石墨生成标准状态下单位物质的量(1 mol)金刚石的摩尔焓变。C(石墨)O2 CO2; cHm 393.7 KJ/mol rHm 393.7KJ/mol C(金刚石)O2 CO2;cHm 395.6 KJ/mol rHm 395.6KJ/mol 得:C(石墨)C(金刚石)故该反应,又因为,解得fHm(金刚石)1.9 kJ/mol3甲烷是一种高效清洁的新能源,0.5 mol甲烷完全燃烧生成液态水时,放出445 kJ热量,则下列方程
4、式中正确的是()。南开大学2009研【答案】C【解析】0.5 mol甲烷完全燃烧生成液态水时,放出445 kJ热量,则1 mol甲烷完全燃烧生成液态水时,放出(4452)890 kJ热量;由于反应为放热反应,H0,故选C。4在某密封容器中充入等摩尔数的氢气和氧气使体系的总压为100kPa,然后混合气体点燃让其反应完全,则剩余氧气的分压为()。(反应前后温度、体积相同)。电子科技大学2009研A25 kPaB50 kPaC75 kPaD100 kPaE无正确答案可选【答案】A【解析】H2(g) 1/2 O2(g) H2O(l),反应完全,则剩余气体为氧气,其摩尔数只有原氧气摩尔数的一半,即原气体
5、总摩尔数的1/4。根据道尔顿分压定律可知,压力将降到原来的1/4,即25 kPa。二、填空题在容积为50.0L的容器中,含有140gN2和320gO2。温度为30,则p(N2) kPa,混合气体总压为 kPa。保持温度不变,再充入氮气,则p(N2)将 ,p(O2) kPa。北京科技大学2010研【答案】252;756;增大;504【解析】利用道尔顿分压定律,以及。三、计算题在298K,1atm下,丙烯醛是液体。己知表1-1(1)由丙烯醛的燃烧焓计算其标准生成焓。(2)由键能确定标准生成焓。(3)解释上述两个数值之差。中科院2010研解:(3)在中,四个CH键的离解能是不同的,在由键能计算中用平
6、均键能代替离解能会造成很大误差,所以两种方法计算结果会不同。第2章化学反应的方向、速率和限度一、选择题1下列各组符号所代表的系统性质均属状态函数的是()。南京航空航天大学2007研AU、H、WBS,H、QCU、H、GDS、H、W【答案】C【解析】功和热是与过程有关的函数。2下列单质中,不为零的是()。华南理工大学2009研A石墨B红磷C液态溴D氧气【答案】B【解析】某温度下由处于标准状态的各种元素的指定单质生成1mol某纯物质的吉布斯自由能改变量,叫做这种温度下该物质的标准摩尔生成吉布斯自由能,简称自由能,用符号表示。所以处于标准状态下的各种元素的指定单质的生成自由能为零。B项中的磷应为白磷,
7、而不是红磷。3下列反应中,最大的是()。华南理工大学2009研AC(s)O2CO2(g)B2SO2(g)O2(g)2SO3(g)C3H2(g)N2(g)2NH3(g)DCuSO4(s)5H2O(1)CuSO45H2O(s)【答案】A【解析】描述体系混乱度的状态函数叫做熵。在化学反应中,如果从固态物质或液态物质生成气态物质,体系的混乱度变大;如果生成物和反应物相比,气态物质的化学计量数是增大的,体系的混乱度也变大,体系的熵值增加。体系混乱度变化越大,熵值变化越大。4反应MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)在高温下正向自发进行,其逆反应在298 K时为自发的,则逆反应的和是( )。北京航空航天
8、大学2010研【答案】【解析】由rGm rHmTrSm, 看出rGm综合了rHm和rSm对反应方向的影响。逆反应在低温时自发进行即rGm0, rSm0;反应MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)在高温下正向自发进行,其逆反应在298 K时为自发的说明升高温度促进反应平衡正向移动,即正反应rHm0,所以判断逆反应rHm0。5.ABC是吸热的可逆基元反应,正反应的活化能为E(正),逆反应的活化能为E(逆),则E(正)和E(逆)的关系为()。北京航空航天大学2010研AE(正)E(逆)BE(正)E(逆)更多各类考试资料 v:344647 公众号:顺通考试资料 CE(正)E(逆)D三种都可能【答案】
9、B【解析】正反应的活化能与逆反应的活化能之差表示化学反应的摩尔反应热,即。该反应是吸热反应,故0,即E(正)E(逆)。64Fe(s) 3O2 2Fe2O3(s),rGm 1480 kJmol1; (1)4Fe2O3(s) Fe(s) 3Fe3O4(s),rGm 80 kJmol1; (2)则Fe3O4(s)的fGm ( )电子科技大学2009研A1013 kJ/molB1560 kJ/molC3040 kJ/molD1560 kJ/mol【答案】A【解析】物质B的标准摩尔生成Gibbs函数定义为在温度T下,由参考状态的单质生成物质B(且时)的标准摩尔Gibbs函变。故反应3Fe(s)2O2Fe
10、3O4(s)(3)的标准摩尔反应焓rGm即为Fe3O4(s)的fGm。根据基尔霍夫定律可知,rGm(3)1/32rGm(1)rGm(2)1/32(1480)(80)kJmol11013.33 kJmol1。故fGm1013.33 kJmol1。二、填空题1某气相反应:()()()为元反应,实验测得当A、B的起始浓度分别为0.010molL1和0.0010molL1时,反应速率为5.0109molL1s1,则该反应的速率方程式为 ,反应速率系数k 。北京科技大学2010研【答案】;0.05 L2mol2s12某化学反应可表示为:A(g)2B(s)2C(g)该反应的 ,则反应在 温度条件下可自发进
11、行。华南理工大学2009研【答案】0,低三、判断题1化学热力学规定:稳定单质的标准生成焓和标准生成自由能都为零。()电子科技大学2009研【答案】2则。()北京科技大学2010研【答案】【解析】(3)(2)(1)根据Hess定律,rGq3rGq2rGq1根据标准自由能变化和电对的标准电极电势关系DGqnFEq可得答案。四、简答题若反应速率方程式具有如下形式:。试指出上式分别在何种情况下为一级反应,二级反应和零级反应。南京航空航天大学2007研答:当mn1时为一级反应。例如m1,n0或m0,n1;当mn2时为二级反应。例如当mn0时为零级反应。五、计算题1已知:表2-1求:298.15K时,反应
12、H2(g)Cl2(g) 2HCl(g)的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数:500K时,反应H2(g)Cl2(g)2HCl(g)的标准摩尔吉布斯函数和标准平衡常数;说明升高温度对平衡如何影响。南京航空航天大学2007研解:(3)升高温度,平衡常数减小,反应向逆反应方向移动;2利用298 K时的下列数据,近似估算在1.01325105 Pa下,二氧化钛能用碳来还原的最低温度为多少(TiO22CTi2CO)?你认为能否用此法来制Ti,为什么?北京航空航天大学2010研解:(1)根据题意,可得 2C O2 2CO Ti O2 TiO2 TiO2 2C Ti 2CO 反应,根据Hess定律,所得化学反
13、应及其摩尔反应焓变为rH 221 kJmol1(912) 691其反应的摩尔熵变为2(CO) (Ti)(TiO2)2(C) (2198305025.5) 365 若反应能发生,则0,则反应发生的最低温度1893 K故二氧化钛能用CO还原的最低温度为1893 K。(2)由题中给出的数据,可得第一个反应的摩尔熵变为2(CO)(Ti)2(C)(219825.5205) 180 0因此该反应在任何温度下正反应方向可以自发进行;第二个反应的摩尔熵变为(TiO2)(Ti)(O2)(5030205) 185 0故该反应在高温下逆反应方向可以自发进行;因此,利用此法来制Ti可行。3已知下列物质在298 K的热
14、力数据试通过计算回答有关问题。表2-2(1)计算298 K和100 kPa时,反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)的H值 (2)汁算298 K时,上述反应的rG,并指出甲醇合成反应能否自发进行。(3)试计算773 K时,甲醇合成反应的平衡常数K。(4)在773 K时,反应容器内加入1 mol CO和2 mol H2,反应达到平衡时,生成0.1 mol CH3OH。计算反应体系的总压。北京航空航天大学2010研解:(1) 201.16(110.54) 90.62(2)(239.70197.562130.59)219.04 在标准状态下,求得反应的标准吉布斯函变为:90.62298 K(21
15、9.04103 ) 25.35 0,因此甲醇合成反应能自发进行。(3)在773K时,90.62 773 K(219.04103 )78.70 根据公式求得773 K时,甲醇合成反应的平衡常数 4.80106(4)假设反应体系的总压为P, CO(g)2H2(g) CH3OH(g) 开始时 1mol 2mol 0 平衡时 0.9mol 1.8mol 0.1mol4.80106求得 P23667 kPa4用CaO(s)吸收高炉废气中SO3的反应式如下:CaO(s)SO3(g) CaSO4(s);请根据下列热力学数据,计算(1)在373 K时rGm; (2)此反应逆向进行的温度;(3)根据计算结果说明
16、用CaO防治SO3污染的合理性。电子科技大学2009研表2-3 化合物热力学数据表解:(1)rGm fHm TfSm;故反应的rGm1434.5(635.0395.7)103373(106.538.1256.8)474.04 kJmol11173K)下分解,是因为此时分解放热。答:(1)不一定。因为可能为正值,也可能为负值,还随T而改变,且受的影响,因此T与之间的关系仅从关系式难以判断。(2)错。因为任意温度下的(3)错。因为确定反应自发进行的判据是,而不是对于下列反应:通过热力学计算可知,该反应为吸热、熵增的反应,常温下,该反应不能自发进行;高温下(如1173K以上),该反应的,可自发进行。
17、并且对同一反应,随T变化甚小,一般不会在低温下吸热,而在高温下放热。7向5L密闭容器中加入3mol HCl(g)和,反应的,在723K达到平衡,其平衡常数为。试问:(1)根据以上条件能计算出平衡常数吗?若不能,还需要什么数据?(2)标准态下,试比较723K和823K时的大小。(3)若下列两反应的平衡常数分别为和那么,与和之间有什么关系(以式子表示)?答:(1)不能。若计算平衡常数,还需知道HCl(g)或的转化率,或者每种气体的平衡分压,或者反应的值。(2)根据温度对化学平衡的影响可知,对于的上述反应,温度升高,值变小,可以判断;或者根据温度对影响的关系式:也可以清楚地看出,对于的反应, (3)
18、由多重平衡规则可得8对于可逆反应: 下列说法你认为对否?为什么?(1)达平衡时各反应物和生成物的分压一定相等。(2)改蛮牛成物的分压,使,平衡将向右移动。(3)升高温度使增大、减小,故平衡向右移动。(4)由于反应前后分子数目相等,所以增加压力对平衡无影响。(5)加入催化剂使增加,故平衡向右移动。答:由题意可知该反应是吸热、气体分子数增多的反应。(1)错。因为达平衡时反应物和生成物的分压不一定相等。(2)对。因为改变生成物分压,如采用降低生成物分压,使,平衡将向右移动。(3)错。因为升高温度使增大的同时也增大,而不会减小。(4)错。因为该反应前后气体分子数不等,所以增加压力会使平衡向左移动。(5
19、)错。催化剂不影响平衡状态。9可逆反应: ,达平衡时,如果改变下述各项操作条件,试将其他各项发生的变化填入表2-1中。答:表2-110根据平衡移动原理,讨论下列反应:将四种气体混合后,反应达平衡时,若进行下列各项操作,对平衡数值各有何影响(操作项目中没有注明的是指温度不变、体积不变)?操作项目平衡数值(1)加的物质的量(2)加HCl的物质的量(3)加的物质的量(4)增大容器的体积的物质的量(5)减小容器的体积的物质的量(6)减小容器的体积的分压(7)减小容器的体积(8)升高温度(9)升高温度HCl的分压(10)加催化剂HCl的物质的量答:(1)增加;(2)减小;(3)增加;(4)降低;(5)增
20、加;(6)增大;(7)不变;(8)增大;(9)增大;(10)不变。11设有反应,A、B、C都是理想气体,在25、100kPa条件下,若分别按下列两种过程发生变化,那么变化过程的Q、W、各是多少?(1)体系放热,而没有做功;(2)体系做了最大非体积功,放出的热。表2-2解:由于体系的H、U、S、G是状态函数,其改变量与过程的途径无关,所以两个过程的是相同的。由(1)知,W0,由上述反应方程式可知故由(2)知,体系做了最大非体积功,且放出的热。据且由提示可知将以上数据填入表2-3中:表2-312能否用来判断反应自发性?为什么?答:不能。只是表明化学反应限度的一种特征值,它只有与J相比较才能判断反应
21、自发进行的方向。13若基元反应A2B的活化能为 ,而其逆反应活化能为,问:(1)加催化剂后, 和 各有何变化?(2)加不同的催化剂对 的影响是否相同?(3)改变起始浓度,有何变化?答:(1)和等值降低;(2)一般有不同的 值;(3)不变。14状态函数P、T、V、U、H、S、G中哪些具有加和性(指其值与体系中物质的量有关)?答:V、U、H、S、G具有加和性。(二)习题1应用公式,计算下列反应的(298.15K)值,并判断反应在298.15K及标准态下能否自发向右进行。解: 0 1118.4 1675.7 0 28.33 146.4 50.92 27.28该反应在298.15K及标准态下可自发向右
22、进行。2通过计算说明下列反应: (1)在常温(298.15K)、标准态下能否自发进行?(2)在700K、标准态下能否自发进行?解:(1) 129.7 146.0 0该反应在常温(298.15K)、标准态下不能自发进行(2) 157.3 168.6 0 42.63 93.14 205.138该反应在700K、标准态下不能自发进行。3碘钨灯可提高白炽灯的发光效率并延长其使用寿命,其原因是由于灯管内所含少量碘发生了如下可逆反应,即当生成的扩散到灯丝附近的高温区时,又会立即分解出w而重新沉积至灯管上。已知298.15K时: 0 8.37 33.5 251(1)若灯管壁温度为623K,计算上述反应的(2
23、)求在灯丝上发生分解所需的最低温度。解:(1) 0 62.438 8.37 33.5 260.69 251在灯丝上发生分解所需最低温度为1639K。4写出下列反应的平衡常数的表达式:(1)(2)(3)(4)解:(1)(2)(3)(4)5298.15K时,下列反应的。试分别计算该反应在298.15K和373.15K的值。解:设基本上不随温度变化。故故6试判断下列反应:(1)在298.15K、标准态下能否自发进行?(2)计算298.15K时该反应的值。解:(1) 0 0 16.45该反应在298.15K、标准态下能自发进行。(2)7将空气中的变成各种含氮的化合物的反应叫做固氮反应。根据计算下列3种
24、固氮反应的及,并从热力学角度分析选择哪个反应最好?解:(1) 故(2) (3) 故由以上计算看出:选择合成氨固氮反应最好。8求下列反应的和,并用这些数据分析利用该反应净化汽车尾气中NO和CO的可能性。解:此反应是吉布斯自由能减小的反应,可用于净化汽车尾气中的NO和CO。9设汽车内燃机温度因燃料燃烧反应达到1300,试计算此温度时下列反应:的和值。解: 10在699K时,反应的,如果将2.00mol和作用于4.00L的容器内,问在该温度下达到平衡时合成了多少HI?解: 起始分压/kPa 2905.74 2905.74 0平衡分压/kPa 2905.74x 2905.74x 2x即该温度下达平衡时
25、有3.15molHI生成。11反应,在某温度下,在此温度下于6.0L容器中加入:的的的的问反应向哪个方向进行?解:起始分压故反应正向进行。12在294.8K时反应的平衡常数,求:(1)平衡时该气体混合物的总压。(2)在同样的实验中,的最初分压为25.3kPa时,的平衡分压为多少?解:(1) 平衡分压/kPa x x则平衡时该气体混合物的总压: P26kPa252kPa(2)T不变,不变。平衡分压/kPa 25.3y yy17的平衡分压为17kPa。13反应: (1)523K时,将0.70mol的注入容积为2.0L的密闭容器中,平衡时有0.50mol被分解了。试计算该温度下的平衡常数和的分解百分
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