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第二章 化学反应基本原理
重点内容概要
1、封闭系统影响反应方向的因素：
焓减小（?r H m <0）、熵增加（?r S m >0）都是有利因素。判断化学反应自发方向要综合考虑系统的?r H m ?r S m 两个影响因素。
吉布斯等温方程式：?r G m =?r H m -T ?r S m (吉布斯函数定义 G=H-TS )将焓和熵两个因素统一起来。 2、熵
熵是系统混乱度的量度。 统计热力学定义：S = kln Ω。
熵值与温度、聚集状态、分子结构有关（要求会利用规律比较熵值大小） 同物、同温：S(g)>S(l)>S(s) 同物、同状态：S(高温)>S(低温)
同温、同状态：结构相似时S(分子量大的)>S(分子量小的)，
分子量相近时S(含原子数多的)>S(含原子数少的)
S(完美晶体，0K)=0（热力学第三定律）
熵增加原理：?S （隔离）>0 —— 隔离系统过程自发性判据。 对于反应∑=B
B B ν0
θ
θνB m B
B m r S S ,∑=?
θ
B m S ,——标准熵（可查298K 数据）
规定0),(,=+
aq H
S m θ
≈?)(TK S m r θ)298(K S m r θ? (前提是温度改变物质的状态没变)
3、吉布斯函数 G=H-TS
S T H G ?-?=?(等温条件下成立)
最小自由能原理：0
0>?m r G 过程非自发，反应向逆反应方向进行
0=?m r G 平衡状态——化学平衡热力学标志
=?)(T G m r B p p RT T G B
B m r νθθ
)/(ln )(∏+?Q RT T G m
r ln )(+?=θ （该式中反应商的写法要特别注意：气体代相对分压，溶液代相对浓度，固体、液体不用代入。以计量系数（反应物-，生成物+）为指数连乘）
例如：MnO 2(s)+2Cl -(aq)+4H + (aq)=Mn 2+(aq)+Cl 2(g)+2H 2O(l)（典型的反应） 4
2]/)[(]/)[(]/)[(]/)[(22θθθθc c c c p p c c Q H Cl Cl Mn +-+??=
)298()298(,K G K G B m B
f B m r θ
θν∑?=?
（因只有298.15K 的数据，所以该式只能计算298.15K 反应的标准摩尔吉布斯函数变）
)15.298(298)298()298(K S K K H K G m r m r m r θθθ??-?=? θθθm r m r m r S TK K H TK G ??-?≈?)298()(
（使用该式计算要特别注意单位换算，前一项单位kJ.mol -1 ,而后一项T △S 单位一般为J.mol.K -1） （注意
m
r G ?、
θ
m
r G ?两者的区别、应用、计算）
例如：判断反应的方向（一定T P 下）m
r G ?
θ
m r G ?只能判断标准状态下反应的方向，可以估计一般状态下反应的可能性。以
±40kJ.mol -1 为界限，若>+40kJ.mol -1反应自发的可能性极小，原因是即使能反应，反应
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进行的程度几乎可以忽略不计（因为利用θ
θ
K RT T G m r ln )
(-=?计算出平衡常数很
小）；若<-40kJ.mol -1反应自发的可能性极大(有的教材认为θ
m r G ?<0，反应自发的可能性
较大，0-40 kJ.mol -1需要具体分析计算m
r G ?才能确定。)
4、化学平衡
化学平衡热力学特征0)(=?T G m r 动力学特征 v(正)=v(逆)
标准平衡常数B p p K
B
eq
B νθθ
)/(∏= （注意：溶液代相对浓度）
RT
T G T K m r )()(ln θθ
?-= θθK RT T G m r ln )(-=?
（注意：两种计算平衡常数的方法要掌握，从上式可以得出结论：反应的标准平衡常数（对于给定的反应即写法一定）只与温度有关，与起始浓度或分压无关，与过程进行的途径（是否用催化剂）无关。） 平衡移动方向： θ
K
Q <
0
θK Q = 0=?m r G 平衡状态或平衡不移动
θK Q > 0>?m r G 反应逆向自发或平衡向逆向移动
温度对平衡常数的影响：R
S RT H T K m
r m r θ
θθ
?+?-=
)(ln
)()
()(ln 211212T T T T R H T K T K m r -?=θ
θθ
5、反应速率 对于反应B B
B ∑=ν0
dt
dc B B
1
-=νν
对于反应dD gG bB aA +→
+
若为元反应 b a B c A c k )}({)}({?=ν ——质量作用定律 若为非元反应 y x B c A c k )}({)}({?=ν
x,y 由实验确定
（元反应）反应级数 n = a+b （非元反应）n = x + y
（若实验发现n = a+b ，不能确定反应就是元反应。如H 2+I 2=2HI ）
k ——速率系数，对于给定的反应，只与温度和催化剂有关。
一级反应特征：（由kc dt
dc
v =-= 积分式??=-t t C C kdt c dc 0
0 积分得
kt c c =0ln
可以看出特征① k
t 2ln 2/1= 半衰期只与速率系数有关，与起始浓度无关 ② lnc =-k t + lnc 0 直线关系 ③k ——速率系数量纲（单位）是(时间)-1
阿伦尼乌斯公式：RT Ea Ae k
/-= （Ea ——活化能）
A RT
Ea
k ln ln +-=
)()()(ln
2
11
212T T T T R Ea T k T k -=（从该式可以推断：在低温区温度对速率影响大；活化
能大的反应（速度慢的反应）温度对反应速率影响大）
（温度对活化能影响可以忽略，催化剂因改变反应历程而改变活化能 但不改变始态和终态，因此不改变平衡）
5. 链反应与光化学反应的一般概念
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6. 大气的主要污染物，温室效应、臭氧层空洞、酸雨及光化学烟雾等综合性大气污染及其控制。
7. 清洁生产和绿色化学的概念
化学反应基本原理——判断题
1、指定单质的?f G m θ
、?f H m θ
、S m θ
皆为零。 (错 ：指定单质S m θ不为零，)
2、Δr S m >0的反应都能自发进行。
(错 ：该条件只能判断对应温度孤立系统、标准状态下自发) 3、θ
m r G ?<0的反应必能自发进行。 (错 ：该条件只能判断对应温度标准状态
4、若生成物的分子数比反应物的分子数多，则该反应的Δr S m
>0 (错 ：主要看气体分子数)
5、CaCO 3在高温下可以发生分解反应，故该反应为吸热熵增。 (对 ：)
6、根据能量最低原理，放热反应是自发进行的。 (错 ：影响自发性因素还有混乱度)
7、冰在室温下自动融化成水，是熵增起了重要作用的结果。 (对 ：)
8、化学反应的熵变与温度有关， 但随温度变化不明显。 (对 ：温度变化没有引起状态变化的前提下)
9、对于可逆反应C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g),0>?θ
m r H ,升高温度使正ν增大，逆ν减小，
故平衡向右移动。
(错 ：升高温度正逆反应速率都增大，不会减小) 10、反应活化能越大，反应速率也越大。
(错 ：相同温度下，活化能越大，速率常数越小，一般讲速率也越小)
11、若反应速率方程式中浓度的指数等于反应方程式中反应物的系数，则该反应使基元反应。
(错 ：例如H2（g ）+I2(g)=2HI 的反应就不是基元反应) 12、反应级数取决于反应方程式中反应物的计量系数。
(错 ：非基元反应必须以试验为依据)
13、根据分子碰撞理论，具有一定能量的分子在一定方位上发生有效碰撞，才可能生成产物。
(对 )
14、根据质量作用定律，反应物浓度增大，则反应速率加快，所以反应速率常数增大。 (错 ：速率常数与浓度无关)
15、反应速率常数与温度有关，而与反应物浓度无关。 (对 ) 二、选择题
1热力学函数的定义与性质
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1-1、下列各热力学函数中，哪一个为零： （B ）
(A) ?f G m ?(I 2, g . 298 K) (B) ?f H m ?(Br 2, l . 298 K) (C) S m ?(H 2, g . 298 K) (D) ?f G m ?(O 3, g . 298 K) (E) ?f H m ?(CO 2, g . 298 K)
1-2、若下列反应都在298 K 下进行，则反应的?r H m ?与生成物的?f H m ?相等的反应是： (C)
(A) 1/2H 2(g) + 1/2I 2(g) → HI(g) (B) H 2(g) + Cl 2(g) → 2HCl(g) (C) H 2(g) + 1/2O 2(g) → H 2O(g) (D) C(金刚石) + O 2(g) → CO 2(g)
1-3、如果系统经过一系列变化，最后又回到起始状态，则下列关系式均能成立的是： (C)
(A) Q = 0；W = 0；?U = 0；?H = 0 (B) Q ≠ 0；W ≠ 0；?U = 0；?H = Q (C) ?U = 0；?H = 0；?G = 0；?S = 0 (D) Q ≠ W ；?U = Q - W ；?H = 0 1-6、已知反应H 2(g) + Br 2(g) ?2HBr(g)的标准平衡常数K 1
? = 4.0?10-2，则同温下反应
1/2H 2(g) + 1/2Br 2(g)
?HBr(g)的K 2?为： （B ）
(A) (4.0?10-2)-1 (B) 2.0?10-1 (C) 4.0?10-2 (D) (4.0?10-2)-1/2 1-7、6题述两个反应的)1(θm r G ?与)2(θ
m r G ?的关系是 （答D ） (A) )1(θm r G ?=)2(θm r G ? (B) )1(θm r G ?=[)2(θ
m r G ?]2 (C) )1(θ
m r G ?=
)2(2
1θ
m r G ? (D) )1(θm
r G ?=)2(2θm r G ? 1-8、下列关于熵的叙述中，正确的是： （答：C ）
(A) 298K 时，纯物质的S m ? = 0 (B) 一切单质的S m ? = 0 (C) 对孤立体系而言，?r S m ? > 0的反应总是自发进行的。 (D) 在一个反应过程中，随着生成物的增加，熵变增大。
2、反应自发性与化学平衡 2-1、某反应在高温时能自发进行，低温时不能自发进行，则 （B ） (A) ?H > 0 , ?S < 0 (B) ?H > 0 , ?S > 0 (C) ?H < 0 , ?S > 0 (D) ?H < 0 , ?S < 0
2-2、在定温定压条件下，某反应的1
10)298(-?=?mol kJ K G m r θ
。下列说法正确的
是 。 (D) (A) 该反应的0)298(>?K H m r θ
，0)298(
(B) 该反应一定不能自发进行
(C) 该反应在非标准条件下，一定不能自发进行
（D ）298K,标准条件下，该反应一定不能自发进行
2-3、已知反应H 2O(g)?1/2O 2(g) + H 2(g)在一定温度、压力下达到平衡。此后通入氖气，若保持反应的（总）压力、温度不变，则： (A) 平衡向左移动 (B) 平衡向右移动
(C) 平衡保持不变 (D) 无法预测
（B ：相当于增大体积产生的后果）
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2-4、298K,对于反应2AB(g) = A 2(g) + B 2(g), 保持温度不变增大容器的体积，降低总压力时，反应物的转化率
(A) 增大 (B) 减少 (C)不变 (D) 无法预测
（C ：因反应前后气体分子系数相同，总压对平衡无影响）
2-5、已知反应N 2(g) + 3H 2(g)
?2NH 3(g)的K ? = 0.63，反应达到平衡时，若再通入一定
量的N 2(g)，则K ?、反应商Q 和?r G m ?的关系是： （答：D ）
(A) Q = K ?，?r G m ? = 0 (B) Q > K ?，?r G m ? > 0 (C) Q < K ?，?r G m ? < 0 (D) Q < K ?，?r G m ? > 0
2-6、已知反应H 2(g) + Br 2(g)
?2HBr(g)，在1297 K 和1495 K 时的K ?分别为
1.6?105和
3.5?104，则该反应的焓变或自由能变：
(A) ?r H m ? > 0 (B) ?r H m ? < 0 (C) ?r G m ? < 0 (D) ?r G m ? > 0
（答：B C 分析：根据
R
S RT H K m
r m r θ
θθ?+?-=
ln 或
)
()
()(ln 211212T T T T R H T K T K m r -?=θ
θθ 温度升高，放热反应，平衡常数减小；吸热反应，平衡常数增大
根据
rGm
RTlnK
K
可知rGm
< 0 ）
2-7、在恒温下，对于同一反应来说，下列说法正确的是：
(A) 一反应物浓度增大，该反应的转化率就增大
(B) 反应方程式中，化学计量系数相同的反应物的转化率总是相等 (C) 转化率和平衡常数都可以表示化学反应进行的程度
(D) 转化率和平衡常数都与反应物的最初浓度无关
（答：C 分析：A 增大某种反应物的浓度，其它反应物的转化率增大
B 起始浓度不同时，转化率不等 D 平衡常数与反应物的起始浓度无关 ）
2-8、化合物有三种不同的水合物，它们的脱水反应的K ?分别为 A?3H 2O(s) = A?2H 2O(s) + H 2O(g) K 1?
A?2H 2O(s) = A?H 2O(s) + H 2O(g) K 2?
A?H 2O(s) = A (s) + H 2O(g) K 3? 为了使 A?2H 2O 晶体保持稳定（不发生风化与潮解）容器中水蒸气
θ
p
p O H )(2应为
（A ）
θp p O H )(2> K 1? (B)
θ
p p O H )(2= K 1?
(C) θ
p
p O H )(2= K 2? (D) K 1?>
θ
p
p O H )(2> K 2?
3、化学反应速率
3-1、A → B + C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，那么：
(A) E正< E逆(B) E正> E逆(C) E正= E逆(D) 无法确定
（答：B 根据过度状态理论，能量—反应历程图理解。△H =E正- E逆）
13、下列能量—反应历程图，属于放热反应的是(AD)
（A）(B) (C) (D)
3-2-1、二级反应速率常数的量纲是：
(A) s-1(B) mol?dm-3?s-1(C) mol-1?dm-3?s-1(D) mol-1?dm3?s-1
(答：D 速率常数k量纲=
n
dm
mol
s
dm
mol
)
(3
1
3
-
-
-
?
?
?
n—反应级数)
3-2-2、某反应的速率常数为0.099min-1,反应物的起始浓度为0.20mol.L-1,反应的半衰期为（）
(A) 7min (B) 1.01min (C)4.04min (D) 无法计算
(答：A 一级反应特征的几种计算要掌握)
3-3、对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是：
(A) ?r G m?越负，反应速率越快(B) ?r S m?越正，反应速率越快
(C) ?r H m?越负，反应速率越快(D) 活化能越小，反应速率越快
（答：D )
(
)
(B
c
A
kc
v y
x?
=RT
E a
Ae
k
-
=对于确定的反应，反应速率与过程活化能、反应温度和反应物浓度有关）
3-4、反应A + B?C + D为放热反应，若温度升高10℃，其结果是（答：D）
(A) 对反应没有影响(B) 使平衡常数增大一倍
(C) 不改变反应速率(D) 使平衡常数减少
4、热力学函数、平衡常数的计算与应用
4-1、反应MgCO3(s) = MgO(s)+CO2(g)的1
66
.
117-
?
=
?mol
kJ
H
m
r
θ
，
1
1
91
.
174-
-?
?
=
?K
mol
J
S
m
r
θ
，欲使该反应在500K时能自发进行，则CO2的分压为（答A）
(A) 低于69.9Pa (B) 高于6.99×10-2Pa
(C) 低于6.99×10-2Pa (D) 高于69.9Pa
分析：?r G m? = ?r H m?-T?r S m?=117.66-500×174.91×10-3=30.205kJ.mol-1
（注意前后单位统一）
27
.7
500
314
.8
1000
205
.
30
ln-
=
?
?
-
=
?
-
=
RT
G
K m
r
θ
θK? =ε-7.27= 6.99×10-4 （注意上下单位统一；ln不是log）
6 / 15
7 / 15
θ
θP co P K )(2=
P(CO 2
)= 6.99×10-4×100kPa = 6.99×10-2kPa
所以，当P(CO 2)<
69.9Pa 时, Q < K
此时反应能自发进行。
（注意平衡常数表达式中，代相对分压 ）
4-2、已知298K 时， Br 2(g)的11.3-?=?mol kJ G m f θ
，则298K 时，Br 2(l)的蒸汽压为
(答A)
(A)28.6kPa (B) 57.2kPa (C) 99.9kPa (D) 5.62kPa 分析：对于反应Br 2(l) = Br 2(g)
1
1.3-?=?=?mol kJ G G m f m r θ
θ
25
.1298314.810001.3ln -=??-=?-=RT G K
m r θ
θ
θ
θP Br P K )(2=
蒸汽压)(2
Br p =e -1.25×100kPa =28.6kPa
4-3、8000
C 时，AB 2(s) = A(s) + B 2(g) 达到平衡时测得B 2(g)的分压为131.72kPa,此反应的
为θm r G ?（ ）1
-?mol
kJ
(A)-1.07 (B) 1.07 (C) 2.46 (D) -2.46 （E ）-1.83 分析：
)100
72.131ln(
)800273(314.8ln ?+?-=-=?θθ
K RT G m r
= -2457.8J.mol.-1≈ -2.46kJ.mol -1
(注意温度换算成热力学温度才能代入公式中)
三、计算题
1、化学反应的方向和化学平衡
1-1、在101.3kPa 和80.1℃（沸点）下，苯的气化热Q=30.5kJ·mol -1，计算该条件下，苯
的气化过程的?U m 、?H m 、?G m 、?S m 。
答：?H m = Q=30.5kJ·mol -1
?U m =?H m -?(PV)= 30.5- 8.314×10-3（273+80.1）=30.5 -2.9= 27.6 kJ·mol -1
?G m =0
?S m = 30.5×1000/（273+80.1）= 86.3J·mol -1·K -1
1-1*、设有反应A(g)+B(g)?→?
2C(g)，A 、B 、C 都是理想气体。在250C 、1×105Pa 条件下，若分别按下列两种过程发生变化，且：过程Ⅰ体系放热41.8kJ.mol -1，而没有做功；过程Ⅱ体系做了最大功，放出了 1.64 kJ.mol -1的热。那么变化过程的Q ，W ，
θU ?,θH ?,θS ?,θG ?各是多少？
答：过程Ⅰ 过程Ⅱ
Q = -41.8 kJ.mol -1 Q = -1.64 kJ.mol -1
W=0 W=θ
U ?-Q= -40.2 kJ.mol -1
θU ?=Q+W=-41.8 kJ.mol -1 状态函数的变化，过程Ⅱ与过程Ⅰ相同
θH ?=θU ?+RT g n )(?= -41.8 kJ.mol -1
8 / 15
θS ?=
11(..50.5298
1640
---=-=
K mol J T
Q 可逆）
(必须用可逆过程热效应
状态函数的改变与过程无关，始终态相同，可以用可逆途径计算)
θG ?=θH ?-T θS ?=-41.8-298×(-5.50×10-3)= -40.2 kJ.mol -1
1-2、在甲醇脱氢生产甲醛的反应中，银催化剂的活性逐渐降低，其光泽也 逐渐消失。有人怀疑，此现象是由于有Ag 2O 生成所致。这种怀疑是否正确？
已知：反应在5500C 100kPa 下进行。
1
237.108),298(-?-=?mol kJ O Ag K G m f θ
1285.305),298(-?-=?mol kJ O Ag K H m f θ
答：反应：2Ag + 1/2O 2 (g) = Ag 2O
利用 =
?)298(K G m r θ
)298(298)298(K S K H m r m r θ
θ??-?
1127.66298
)
10837()30585()298(--??-=---=
?K mol J K S m r θ
≈+?)550273(K G m r θ
)298()550273()298(K S K H m r m
r θθ??+-? = -30585-823×（-66.27）=23954J.mol -1 >>0
因为在指定温度与压力下，银氧化生成氧化银反应的吉布斯函数变大于零，所以反应不能进行，怀疑时错误的。
1-3、煤里总含有一些含硫杂质，因此燃烧时会产生SO 2和SO 3 。试问能否用CaO 吸收SO 3以减少烟道气体对空气的的污染？若能进行，试计算标准状态下能使反应进行的最高温度？（所需数据可查表）
答：反应： CaO(s)+SO 3(g) = CaSO 4(s)
)()()()298(34SO H CaO H CaSO H K H m f m f m f m r θ
θθθ?-?-?=?
=-1434.5-(-634.9)-(-396.7)= -403.9kJ.mol -1
同理
=
?)298(K G m r θ
-1322.0-（-603.3）-（-371.1）=-347.6 kJ.mol -1
（由于-347.6<< -40 kJ.mol -1, 根据经验可以判断反应可以自发进行）
=?)298(K S m r θ106.5-38.1-256.8 = -188.4 J.mol -1.K -1
但由于
)298(
)298(
反应进行最高温度
C K S H T m
r m r C ο
θ
θ
69.187084.21434.18810009.403==-?-=??<
1-4、已知
石墨）
(θ
m
S = 5.740J·mol -1·K -1，
金刚石）
(θ
m
f H ?=1.897 kJ·mol -1，
（金刚石）
θ
m
f G ?=2.900 kJ·mol -1。试通过计算说明石墨和金刚石的相对有序程度。 答：转变反应：石墨=金刚石
=?)15.298(K H m r θ
1.897 kJ.mol -1
)15.298(K G m r θ
?=2.900kJ.mol -1
=?)15.298(K G m r θ)15.298(K H m r θ?-298.15K ×)15.298(K S m r θ
?
（注意上式对应的反应为由指定单质生成1molB 反应时，反应的焓变用生成焓代替，反应的吉布斯函数变用生成吉布斯函数变代替，熵变绝对不要用B 的标准熵代，应该是由
9 / 15
指定单质生成1molB 反应的熵变）
)15.298(K S m r θ?=
1..100015
.298900
.2897.1-?-K mol J =-3.364J.mol -1.K -1
)15.298(K S m r θ?=（石墨）
金刚石θ
θm m S S -)(=-)(金刚石θm S 5.740 )
(金刚石θm
S =5.740-3.364=2.376 J.mol.K -1 <)(石墨θ
m S 所以金刚石比石墨相对有序
1-5、已知下列数据： SbCl 5（g ） SbCl 3（g ）
1./-?mol kJ H m f θ
-394.3 -313.8
1./-?mol kJ G m f θ
-334.3
-301.2
通过计算回答反应 SbCl 5（g ）=== SbCl 3（g ）+ Cl 2（g ） （1）在常温下能否自发进行？ （2）在600K 时能否自发进行？
答：（1）反应的：)15.298(K G m r θ
?= -301.2 +334.3 =33.1kJ.mol -1 1分
)
15.298(K G m r θ?>0 所以常温标准状态下不能自发反应. (3分)
（2） )15.298(K H m r θ
?=-313.8+394.3 = 80.5 kJ.mol -1
)15.298(K S m r θ
?=1..15
.2981
.335.80--K mol kJ =
1..15.2984.47-K mol kJ
≈?)600(K G m r θ)15.298(K H m r θ
?-600K ×)K 15.298(S m r θ?
=80.5-600×
15
.2984.47
= -14.9 kJ.mol -1 6分
)600(K G m r θ
?<0 所以600K 标准状态下能自发反应. 8分
1-6、某反应A(s) + B(aq) = C(g) + D(l) 的)298(K G m r θ?和)299(K G m r θ?分别为
30.00kJ.mol -1
和30.02kJ.mol -1
,求该反应的θm r H ?和θ
m r S ?。
答：根据
θ
m
r H ?和
θm
r S ?受温度影响小，在一定温度范围内其值可视为常数得：
30.00 = θm r H ?-298θ
m r S ? 30.02 =θm r H ?-299θm r S ? 解得：θm r H ?=35.96 kJ.mol -1
θ
m r S ?= -0.02kJ.mol -1.K -1 = -20kJ.mol -1.K -1
1-6、已知反应N 2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g)，在673K 时θ
m r G ?=48.5 kJ ?mol -1，θm r H ?= -104 kJ ?mol -1，试估算该反应在773K 时θm r G ?。
答：原理同上 773K 时θ
m r G ?=θ
m r H ?- 773K ×673
)
673(K G H m r m r θ
θ?-?
= -71.2 kJ ?mol -1
1-7、298K 时，反应：
(1) HF ( aq ) + OH - ( aq ) = H 2O ( l ) + F - ( aq ) , θ
m
r G ?= - 61.86 kJ ?mol -1 (2) H 2O (l) = H + ( aq ) + OH - ( aq ) ,
θ
m
r G ?= 79.89 kJ ?mol -1 计算HF 在水中离解反应HF(aq)=H +(aq)+F -(aq)的θ
m r G ?。若c (HF) = c (F -
)=0.1mol ?L -
1
时，HF 在水中离解反应正向自发，介质pH 应在何范围？
答：反应（1）+（2）得HF 在水中离解
10 / 15
反应（3）：HF ( aq )= H + ( aq ) + F - ( aq )
所以反应（3）的?r G m = （- 61.86 kJ ?mol -1 ）+（79.89 kJ ?mol -1）= 18.03 kJ ?mol -1 正向自发?r G m <0
?r G m = 18.03 + 8.314×10-3×298×θ
θ
θc HF c c
F c c H c /)(/)(/)(ln
-+?<0
18.03 + 2.48lnc (H +)<0 18.03 -2.48×2.303pH<0 pH >2.3
1-8、有下列两个反应：SO 2(g) + Cl 2(g) = SO 2Cl 2(l) (1) SO 3(g) +2HCl(g) = SO 2Cl 2(l) + H 2O(l) (2) 计算回答：
（1）根据热力学观点，298K ,SO 2Cl 2(l)的合成应采用哪个反应？ （2）求反应（1）在298K 的标准平衡常数。 （3）说明温度对SO 2Cl 2与水的反应的影响。
已知热力学数据: 1/-??mol kJ H m f θ 1/-??mol kJ G m f θ
SO 2(g) -296.8 -300.1 SO 3(g) -395.7 -371.1 HCl(g) -92.3 -95.3 SO 2Cl 2(l) -389.1 -313.8 H 2O(l) -285.8 -237.1
答：(1)对于反应（1）)298(K G m r θ
?= -313.8 -0-（-300.1）= -13.7 kJ ?mol -1
对于反应（2）)298(K G m r θ
?= -313.8 +(-237.1)-2(-95.3) -(-371.1)
= 10.8 kJ ?mol -1
由于反应（1）)298(K G m r θ?<0 反应（2）)298(K G m r θ
?>0
在298K 采用反应（1）合适 (2) 53.5298
314.81000
)7.13()1(ln =??--=?-=
RT G K m r θ
θ
14.252)1(53.5==e K θ
（3）反应（2）=?)2(θ
m r H -285.8 +(-389.1)- (-395.7)-2(-92.3)= -94.6 kJ ?mol -1
反应（2）为放热反应，其逆反应为吸热反应，因此升高温度有利于向SO 2Cl 2与水反应生成SO 3 和HCl 。
1-9、已知反应CuBr 2(s) = CuBr(s) + 1/2Br 2(g) 在450K 时kPa P Br 680.02=,在
550K kPa P Br
0.682
=。求：（1）该反应的θm
r H ?、θm r S ?、θ
m r G ? （2）向一个2.00L 容器中引入0.500mol CuBr 2,加热到600K 时CuBr 2的分解率。
答：(1)450K
2
1
2
1
)100680.0()(2
==θθ
P
P K Br θθ
K RT G m r ln -=?
12
1
.2.9336)100
680.0ln(450314.8-=??-=?mol J G m r θ
550K
2
1
2
1
)1000.68()(2
==θθ
P
P K Br
12
1
.8.881)100
0.68ln(450314.8-=??-=?mol J G m r θ
11 / 15
根据 θθθm
r m r m r S T H G ?-?=? θm r H ?和θ
m r S ?受温度影响小 =-1.2.93436mol J θ
θm
r m r S H ?-?450 1.8.881-mol J θθm
r m r S H ?-?=550 θ
m r S ?=
11..5.84450
5508
.8812.9336--=--K mol J
θ
m
r H ?= 1.8.473565.845508.881-=?+mol J (2)600K 1.2.33435.846008.47356--=?-=?mol J G m r θ
600314.8)
2.3343()100ln()ln(ln 2
12
1
2
2
?--===Br Br P P
P K θθ=0.67
kPa kPa e P Br 38210067.022=?=?
分解率=
%3.615
.0600314.8102100038225.025.032=?????
==-Br n n 分解 （知识点：根据平衡分压计算平衡常数，根据平衡常数计算热力学函数） 1-10、在1200K 时，CaCO 3的分解反应按下式进行：
(1):CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g)
已知该反应达到平衡时，CO 2的分压为 3.95×103Pa ；同时又已知反应(2):C （s ）+CO 2(g)=2CO(g)在1200K 时的标准平衡常数为1.9.现将固态的C,CaO,CaCO 3同置于一密闭容器中，并让其在1200K 时反应，求平衡态时CO 的分压。
答：密闭容器的平衡系统同时存在两个反应，可以合并为(3) (3)=(1) +(2)
(3) CaCO 3(s) + C(s) = CaO(s) + 2CO(g)
2
3)(
θθ
P
Pco K = 23)(θθ
P
Pco K ==θθ21K K ?=9.11000001095.3)(322??=
?Pa Pa K P Pco θ
θ=7.51×10-2 平衡时系统CO 分压：P(CO)=θp ??-21051.7=2.74×104Pa
1-11、在693K 时，反应2HgO(s)=2Hg(g)+O 2(g)在密闭容器内发生，，所生成的两种气体总压力为5.16×104Pa.。已知该反应的1.3.304-=?mol kJ H m
r θ
，求该分解反应在723K
时的标准平衡常数。
答：根据反应中化学计量数关系可知 p(总)=p(Hg)+p(O 2)= 2 p(O 2)+ p(O 2)=3 p(O 2) p(O 2)=1/3 p(总)=1.72×104Pa p(Hg)=3.44×104Pa
)()()693(2
2
θθθ
P P P P K K O Hg
==)10
1072.1()101044.3(5
4
254??=2.03×10-2 利用 )()
()(ln 211
212T T T T R H T K T K m r -?=θ
θ
θ )723693693
723(314.8103.30410
03.2)723(ln 32
?-?=?-K K θ 182.0)723(=K K θ 1-*12、反应C (石墨) + CO 2(g) =2CO(g)的有关热力学数据（298K ）
1/-??mol kJ H m f θ 1/-??mol kJ G m f θ
CO 2(g) -393.5 -394.4
CO(g) -110.5 -137.2 (1) 判断该反应在600K 、标准状态下能否自发进行？
12 / 15
(2) 估算1000K 和100kPa 下，CO 2转化率？
(3) 欲使CO 2转化率达到90%,反应温度应达到多高？
答：（1）求)600(K G m r θ
?
)298(K H m r θ
?={2（-110.5）-（-393.5）}=172.5kJ.mol
-1
)298(K G m r θ?={2（-137.2）-（-394.4）}=120kJ.mol -1
)298(K S m r θ
?= 11..1762.0298
1205.172--=-K mol kJ
)600(K G m r θ?= )298(600)298(K S K H m r m r θ
θ?-?
172.5-600×0.1762＝66.78kJ.mol -1
>0
所以该反应在600K 、标准状态下不能自发进行
（2）1000K 转化率—θ
K —)1000(K G m r θ
?
=?)1000(K G m r θ172.5-1000×0.1762＝ -3.7kJ.mol -1
445.01000
314.8)
10007.3(ln =??--=
θK 56.1445.0==e K θ
设 开始n(CO 2)=1mol 转化n(CO 2)= xmol
平衡 n(CO 2)=(1-x) mol n(CO)= 2xmol n(总)= 1+x
平衡相对分压
=
?+-=θ
θ
p p x x P P CO 总）(11)(2x x
+-11
=?+=θ
θ
p
p x x P
P CO 总）(12)(x x
+12
56.111)12(/}/{2
)(2
)(2=+-+==x
x x x P
P P P K CO CO θ
θ
θ x=0.53mol
1000K 转化率=53%
(3)当转化率=90% x=0.90mol
05.1711)12(/}/{2
)(2
)(2=+-+==x
x x x P
P P P K CO CO θ
θ
θ 1000}1762.05.172{04.17ln 314.8)(??-=?-=?T T TK G m r θ
-23.57T=172500-176.2T T=1130K
1-*13、反应C 6H 5C 2H 5(g) = C 6H 5C 2H 3(g) + H 2(g) 在873K 和100kPa 下达到平衡。求下列情况下乙苯转化为笨乙烯的转化率(873K
θK =8.9×10-2)
（1）以纯乙苯为原料
（2）原料气中加入不起反应的水蒸气，使物质的量之比为
n(乙苯)：n(水)=1：10
答：设起始取1mol 乙苯气体，达到平衡时转化率(1)为x (2)为y
C 6H 5C 2H 5(g) = C 6H 5C 2H 3(g) + H 2(g)
（1）平衡时 (1-x)mol x mol x mol n(总)=(1+x)mol （2）平衡时 (1-y)mol y mol y mol n(总)=(1+y+10)mol
根据 P A =
总总
p n n A )( θ
K
=
θ
θθ
p p p p P
P H C H C H C H C H )
(()
(525632562）
?
13 / 15
（1）θ
K =
22
109.810011)1001(
-?=?+-?+θ
θ
p kPa
x x p
kPa x x x = 0.29
(2)
θK =
22
109.8100111)10011(
-?=?+-?+θ
θ
p kPa
y y p kPa y y y=0.62
由计算得到的结论时，加入不参与反应的水，（相当于增大体积）平衡向气体分子数增大的方向移动，使反应进行程度增大，转化率提高。
2、化学反应速率——计算
反应级数、反应速率方程式、速率常数
2-1、 400℃时，反应)g (NO )g (CO )g (NO )g (CO 22+→+的速度常数
113s mol dm 50.0k --?=，对于CO 、NO 2都是一级反应。问
（1）反应的总级数是多少？ （2）当3
dm
mol 025.0)CO (c -?=，3
2dm
mol 040.0)NO (c -?=时反应速度v = ？
答：
（1）因对于CO 、NO 2都是一级反应，所以反应的总级数n=2 (2) )()(2NO c CO kc ?=ν
=
1
1350.0--?s
mol dm ×3
025.0-?dm
mol ×3
040.0-?dm
mol
= 0.000513
--??s dm
mol
2-1 高层大气中微量臭氧O 3吸收紫外线而分解，使地球上的动物免遭辐射之害，但低层的O 3却是光化学烟雾的主要成分之一。低层O 3可通过下列过程形成：（1）NO 2→NO +O (一级反应)，k 1=6.0×10-3s -1
（2）O + O 2→ O 3 (二级反应)，k 2=1.0×106mol -1.L.s -1
假设由反应（1）产生氧原子的速率等于反应（2）消耗氧原子的速率，当空气中NO 2浓度为3.0×10-9mol.L -1时，污染空气中O 3的生成速率是多少？
答：由反应式（2）可知O 3的生成速率等于O 的消耗速率
由反应式（1）可知O 的生成速率等于NO 2消耗速率
又假设由反应（1）产生氧原子的速率等于反应（2）消耗氧原子的速率
所以有)()
()(2123NO c k dt NO dc dt O dc =-= =dt
O dc )
(3 6.0×10-3×3.0×10-9 = 1.8×10-11 mol.L -1.s -1 2-2、在TK 时，对于某反应2A(aq)+2B(aq)+2D(aq)=G(s)+2M(1), 测得如下表的动力学数据，
14 / 15
（1）写出该该反应的速率方程式，并确定该反应的级数。
（2）计算这个反应在TK 速率常数k 。
（3）计算当c (A)=0.040 mol .dm -3 ，c (B)=0.030 mol .dm -3这个反应在TK 反应速率。 答： （1）
从试验序号1、2可知
)(A c ∝ν 从试验序号2、3可知)(B c ∝ν
从试验序号3、4可知0
)}({D c ∝ν 即速率与反应物D 无关
所以速率方程式为：
)()(B c A kc ?=ν 反应的总级数n=2
（2） 任选一组（如1组数据）数据计算速率常数（用任一组数据计算结果应相同，
但由于试验操作误差存在，会有差别，对实验数据的处理严格讲应取各组数据处理结果的平均值。）
1
1322
3136..1075.1)
.(010.0010.0..1075.1-------?=??=s mol dm dm mol s dm mol k （3）030.0040.01075.12???=-ν
= 2.1×10-5mol.dm -3.s -1
2-3、在8000C 时，对反应2NO + 2H 2 = N 2 +2H 2O 进行了实验测定，有关数据如下：
（1）写出该该反应的速率方程式，并确定该反应的级数。
（2）计算这个反应在8000C 速率常数k 。 （3）计算当c (NO)=4.00×10-3mol .dm -3 ，c (H 2)=5.00×10-3 mol .dm -3这个反应在8000C 反应速率。 答： (1)
从试验序号1-3可知 )(2H c ∝ν 从试验序号4-6可知
)(2
NO c ∝ν 所以速率方程式为：
)()(22
H c NO kc ?=ν 反应的总级数n=3
(2) 任选一组（如2组数据）数据计算速率常数
1
2343
3323133.).(1083.8).)(1000.2()1000.6(..1036.6--------?=???=s dm mol dm mol s dm mol k
（3）32341000.2)1000.6(1083.8--?????=ν= 7.06×10-3mol.dm -3.s -1
一级反应特征——lnc = lnc 0 – kt
k
t 2
ln 2/1=
2-4、某抗生素在人体血液中呈现一级反应。如果给病人在上午8时注射一针抗生素，
然后在不同时刻t 后测定抗生素在血液中的质量浓度，得到如下数据： t （h ）
4 8 12 16
15 / 15
ρ（mg·L -1） 4.80 3.26 2.22 1.51
试求：（1） 反应的速率常数和半衰期；
(2）若抗生素在血液中的质量浓度不低于3.7mg·L -1才为有效，问大约何时应注射第二针？ 答：（1） 根据实验数据得到 4
ln 8.4ln 0?-=k c
8
ln 26.3ln 0?-=k c
1
096.04826
.3ln 8.4ln -=--=
h k （用其它数据也可以求速率常数） h k t 22.7096.0693.02ln 2/1===
953.18096.026.3ln ln 0=?+=c
（2）
t
k c ?-=0ln 7.3ln
t ?-=096.0953.17.3ln
t = 6.7h 大约6.7h 注射第二针
(一级反应特点：半衰期与初始浓度无关，)(ln
122
1
t t k c c -= )
阿伦尼乌斯公式
2-5、蔗糖水解是一级反应 C 12H 22O 11+H 2O = 2 C 6H 12O 6 反应的活化能为110kJ.mol -1,480C 反应的速率常数k=3.22×10-4s -1。
求（1）该温度下20.0g 蔗糖水解掉一半所需时间。 （2）1小时后蔗糖水解还剩多少？
（3）若要求在30分钟之内分解掉80%，温度应升高多少？
答：（1）
s k t 342/11015.21022.3693
.02ln ?=?==
-
（2）
kt m m c c ==00ln ln
36001022.30
.20ln 4??=-m m=6.27g
(3)
1800
%)
801(ln
00
?=-k c c
141094.8--?=s k
)321321
(22.394.8ln ln
12T
T R E k k a -== T=329K=560C
第二章 化学反应基本原理 重点内容概要 1、封闭系统影响反应方向的因素： 焓减小（?r H m <0）、熵增加（?r S m >0）都是有利因素。判断化学反应自发方向要综合考虑系统的?r H m ?r S m 两个影响因素。 吉布斯等温方程式：?r G m =?r H m -T ?r S m (吉布斯函数定义 G=H-TS )将焓和熵两个因素统一起来。 2、熵 熵是系统混乱度的量度。 统计热力学定义：S = kln Ω。 熵值与温度、聚集状态、分子结构有关（要求会利用规律比较熵值大小） 同物、同温：S(g)>S(l)>S(s) 同物、同状态：S(高温)>S(低温) 同温、同状态：结构相似时S(分子量大的)>S(分子量小的)， 分子量相近时S(含原子数多的)>S(含原子数少的) S(完美晶体，0K)=0（热力学第三定律） 熵增加原理：?S （隔离）>0 —— 隔离系统过程自发性判据。 对于反应∑=B B B ν0 θ θ νB m B B m r S S ,∑=? θ B m S ,——标准熵（可查298K 数据） 规定0),(,=+ aq H S m θ ≈?)(TK S m r θ)298(K S m r θ? (前提是温度改变物质的状态没变) 3、吉布斯函数 G=H-TS S T H G ?-?=?(等温条件下成立) 最小自由能原理：0?m r G 过程非自发，反应向逆反应方向进行 0=?m r G 平衡状态——化学平衡热力学标志 =?)(T G m r B p p RT T G B B m r νθθ )/(ln )(∏+?Q RT T G m r ln )(+?=θ （该式中反应商的写法要特别注意：气体代相对分压，溶液代相对浓度，固体、液体不用代入。以计量系数（反应物-，生成物+）为指数连乘） 例如：MnO 2(s)+2Cl -(aq)+4H + (aq)=Mn 2+(aq)+Cl 2(g)+2H 2O(l)（典型的反应） 4 2]/)[(]/)[(]/)[(]/)[(22θθθθc c c c p p c c Q H Cl Cl Mn +-+??= )298()298(,K G K G B m B f B m r θθν∑?=? （因只有298.15K 的数据，所以该式只能计算298.15K 反应的标准摩尔吉布斯函数变） )15.298(298)298()298(K S K K H K G m r m r m r θ θθ??-?=? θθθm r m r m r S TK K H TK G ??-?≈?)298()( （使用该式计算要特别注意单位换算，前一项单位kJ.mol -1 ,而后一项T △S 单位一般为J.mol.K -1） （注意 m r G ?、 θ m r G ?两者的区别、应用、计算） 例如：判断反应的方向（一定T P 下）m r G ? θ m r G ?只能判断标准状态下反应的方向，可以估计一般状态下反应的可能性。以 ±40kJ.mol -1 为界限，若>+40kJ.mol -1反应自发的可能性极小，原因是即使能反应，反应
第二章热力学第一定律习题 一、选择题 1. 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经(1) 等温压缩，(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态，以H1，H2分别表示两个终态的焓值，则有：( ) (A) H1> H2(B) H1= H2 (C) H1< H2(D) 无法比较 2. 下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是：( ) (A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) 273.15 K，pθ下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 3. 非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个错误?（） (A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=0 4. 已知：Zn(s)+(1/2)O2??→ZnO Δr H m=351.5 kJ·mol-1 Hg(l)+(1/2)O2??→HgO Δr H m= 90.8 kJ·mol-1 因此Zn+HgO??→ZnO+Hg 的Δr H m是：( ) (A) 442.2 kJ·mol-1(B) 260.7 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1(D) -442.2 kJ·mol-1 5. 在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱,将冰箱门打开,并接通电源使其工作,过一段时间之后,室内的平均气温将如何变化? ( ) (A) 升高(B) 降低 (C) 不变(D) 不一定 6. 对于理想气体的热力学能有下述四种理解： (1) 状态一定，热力学能也一定 (2) 对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时，热力学能一定跟着改变 其中正确的是：( ) (A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 7. 按下列路线循环一周，哪种情况是系统对环境做功：( ) 8. 在一定T，p下,汽化焓Δvap H,熔化焓Δfus H和升华焓Δsub H的关系为：( ) (A) Δsub H＞Δvap H(B) Δsub H＞Δfus H (C) Δsub H=Δvap H+Δfus H(D) Δvap H＞Δsub H 上述各式中,哪一个错误?
02 原子的结构和性质 【2.1】氢原子光谱可见波段相邻4条谱线的波长分别为656.47、486.27、434.17和410.29nm ，试通过数学处理将谱线的波数归纳成为下式表示，并求出常数R 及整数n 1、n 2的数值。 2212 11 ( )R n n ν=-% 解：将各波长换算成波数： 1656.47nm λ= 1115233v cm - -= 2486.27nm λ= 1220565v cm - -= 3434.17nm λ= 1323032v cm - -= 4410.29nm λ= 1424373v cm - -= 由于这些谱线相邻，可令1n m =，21,2,n m m =++……。列出下列4式： ()2 2152331R R m m = - + ()22205652R R m m =- + ()2 2230323R R m m = - + ()2 2243734R R m m =- + (1)÷(2)得： ()()()2 3212152330.7407252056541m m m ++==+ 用尝试法得m=2（任意两式计算，结果皆同）。将m=2带入上列4式中任意一式，得： 1109678R cm -= 因而，氢原子可见光谱（Balmer 线系）各谱线的波数可归纳为下式： 221211v R n n - ??=- ? ?? 式中， 1 12109678,2,3,4,5,6R cm n n -===。 【2.2】按Bohr 模型计算氢原子处于基态时电子绕核运动的半径（分别用原子的折合质量和电子的质量计算并精确到5位有效数字）和线速度。 解：根据Bohr 提出的氢原子结构模型，当电子稳定地绕核做圆周运动时，其向心力与核和电子间的库仑引力大小相等，即：
第2章 化学反应的基本原理 1. 判断题（对的在括号内填“√”号，错的填“×”号） （1）S r ?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，待达到新的平衡后，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)g (H )g (CO )g (O H )s (C 22+=+，1 m r mol kJ 3.131)K 15.298(H -θ?=?。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）催化剂能改变反应的历程，降低反应的活化能，但不能改变反应的θ m r G ?。（ ） （7）在常温常压下，空气中的N 2和O 2是长期存在而不化合生成NO 。且热力学计算表明这表明N 2（g ） + O 2（g ）=2NO （g ）0)15.298(>>?K G m r θ ，则N 2和O 2混合气必定也是动力学稳定系统。（ ） （8）已知CCl 4不会与H 2O 反应，但CCl 4+2H 2O=CO 2+4HCl(aq)的)15.298(K G m r θ? 1 93379-??-=mol kJ ,则必定是热力学不稳定而动力学稳定系统。 （ ） 答案 （1×）（2×）（3×）（4×）（5×）（6√）（7√）（8√） 2. 单选题（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（ ） （a ）低温高压 （b ）高温低压 （c ）低温高压 （d ）高温高压 （2）某温度时，反应)g (HBr 2)g (Br )g (H 22=+的标准平衡常数2104K -θ?=，则反应 )g (Br 2 1 )g (H 21)g (HBr 22+= 的标准平衡常数θK 等于（ ） (a) 2 1041 -? (b) 2 1041-? (c) 2104-? （3）升高温度可以增加反应速率，主要是因为（ ） (a) 增加了分子总数 (b) 增加了活化分子百分数 (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反应)g (CO )g (N 2 1 )g (CO )g (NO 22+=+的1 m r mol kJ 2.373)K 15.298(H -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（ ）
1. 2mol 298K ，5dm 3的He(g)，经过下列可逆变化： （1） 等温压缩到体积为原来的一半； （2） 再等容冷却到初始的压力。 求此过程的Q W U H S ???、、、和。已知=),(,g He C m p ?K -1?mol -1。 解：体系变化过程可表示为 W=W 1+W 2=nRTln 1 2V V +0=2××298×=-3435(J) Q=Q 1+Q 2=W 1+ΔU 2=-3435+n m v C ,ΔT=-3435+n m v C ,(298-298/2) ; =-3435+(-3716)=-7151(J) ΔU=ΔU 1+ΔU 2=ΔU 2=-3716(J) 2. ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =2××+2××1-?K J 理想气体从40℃冷却到20℃， 同时体积从250dm 3 变化到50dm 3。已知该气体的m p C ,=?K -1?mol -1，求S ?。 解：假设体系发生如下两个可逆变化过程 250dm 3 等温 50dm 3 等容 50dm 3 40℃ ΔS 1 40℃ ΔS 2 20℃ ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =10Rln 250 50 +10×4015.2732015.273++ =(1-?K J ) 》 3. 2mol 某理想气体(m p C ,= J ?K -1?mol -1)在绝热条件下由,膨胀到，求该过程的 Q W U H S ???、、、和。 解： 绝热 膨胀 ∵m p C ,=11--??mol K J ∴ m v C ,=1 -?K J 且Q=0 ΔU= ? 2 1 ,T T m v dT nC =2×× W=-ΔU=2930(J) 等温压缩 等容冷却
02 原子的结构和性质 【】氢原子光谱可见波段相邻4条谱线的波长分别为、、和，试通过数学处理将谱线的波数归纳成为下式表示，并求出常数R 及整数n 1、n 2的数值。 2 21211 ( )R n n ν=-% 解：将各波长换算成波数： 1656.47nm λ= 1115233v cm - -= 2486.27nm λ= 1220565v cm - -= 3434.17nm λ= 1323032v cm - -= 4410.29nm λ= 1424373v cm - -= 由于这些谱线相邻，可令1n m =，21,2,n m m =++……。列出下列4式： ()2 2152331R R m m = - + ()22205652R R m m =- + ()2 2230323R R m m = - + ()2 2243734R R m m =- + (1)÷(2)得： ()()()2 3212152330.7407252056541m m m ++==+ 用尝试法得m=2（任意两式计算，结果皆同）。将m=2带入上列4式中任意一式，得： 1109678R cm -= 因而，氢原子可见光谱（Balmer 线系）各谱线的波数可归纳为下式： 221211v R n n - ??=- ? ?? 式中， 1 12109678,2,3,4,5,6R cm n n -===。 【】按Bohr 模型计算氢原子处于基态时电子绕核运动的半径（分别用原子的折合质量和电子的质量计算并精确到5位有效数字）和线速度。 解：根据Bohr 提出的氢原子结构模型，当电子稳定地绕核做圆周运动时，其向心力与核和电子间的库仑引力大小相等，即：
普通化学第二章练习及解析 案场各岗位服务流程 销售大厅服务岗： 1、销售大厅服务岗岗位职责： 1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品; 2)保持销售区域台面整洁; 3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等; 4)收集客户意见、建议及现场问题点； 2、销售大厅服务岗工作及服务流程 阶段工作及服务流程 班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域 2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。 班中工作程序服务 流程 行为 规范 迎接 指引 递阅 资料 上饮品 （糕点） 添加茶水工作1）眼神关注客人，当客人距3米距离侯客迎询问客户送客户
注意事项 15度鞠躬微笑问候：“您好！欢迎光临！”2）在客人前方1-2米距离领位，指引请客人向休息区，在客人入座后问客人对座位是否满意：“您好！请问坐这儿可以吗？”得到同意后为客人拉椅入座“好的，请入座！” 3）若客人无置业顾问陪同，可询问：请问您有专属的置业顾问吗？，为客人取阅项目资料，并礼貌的告知请客人稍等，置业顾问会很快过来介绍，同时请置业顾问关注该客人； 4）问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好，这里是XX销售中心，这边请”5）问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好 6）关注客人物品，如物品较多，则主动询问是否需要帮助（如拾到物品须两名人员在场方能打开，提示客人注意贵重物品）； 7）在满座位的情况下，须先向客人致
待； 阶段工作及服务流程 班中工作程序工作 要求 注意 事项 饮料（糕点服务） 1）在所有饮料（糕点）服务中必须使用 托盘； 2）所有饮料服务均已“对不起，打扰一 下，请问您需要什么饮品”为起始； 3）服务方向：从客人的右面服务； 4）当客人的饮料杯中只剩三分之一时， 必须询问客人是否需要再添一杯，在二 次服务中特别注意瓶口绝对不可以与 客人使用的杯子接触； 5）在客人再次需要饮料时必须更换杯 子； 下班程 序1）检查使用的工具及销售案场物资情况，异常情况及时记录并报告上级领导； 2）填写物资领用申请表并整理客户意见；3）参加班后总结会； 4）积极配合销售人员的接待工作，如果下班
第二章 热力学第二定律练习题 一、判断题（说法正确否）： 1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。 2．不可逆过程一定是自发过程。 3．熵增加的过程一定是自发过程。 4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0，绝热不可逆压缩过程的?S < 0。 5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。 6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。 7．平衡态熵最大。 8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。 9．理想气体经等温膨胀后，由于?U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗? 10．自发过程的熵变?S > 0。 11．相变过程的熵变可由 T H S ?= ?计算。 12．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。 13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。 14．冰在0℃，p 下转变为液态水，其熵变 T H S ?= ?>0，所以该过程为自发过程。 15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。 16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。 17．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。 18．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。 19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得?G = 0。 20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -p d V = 0，此过程温度不变，?U = 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ，因而可得d S = 0，为恒熵过程。 21．是非题： ⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？ ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？ ⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？ ⑷ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。 ⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V 1变到V 2，能否用公式： ???? ??=?12 ln V V R S 计算该过程的熵变？ 22．在100℃、p 时，1mol 水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成 100℃、p 的水蒸气，试计算此过程的?S 、?S (环)。 23． ? ??? ??=?12ln V V R S 的适用条件是什么？ 24．指出下列各过程中，物系的?U 、?H 、?S 、?A 、?G 中何者为零？ ⑴ 理想气体自由膨胀过程； ⑵ 实际气体节流膨胀过程； ⑶ 理想气体由(p 1,T 1)状态绝热可逆变化到(p 2,T 2)状态； ⑷ H 2和Cl 2在刚性绝热的容器中反应生成HCl ； ⑸ 0℃、p 时，水结成冰的相变过程； ⑹ 理想气体卡诺循环。 25．a mol A 与b mol B 的理想气体，分别处于(T ,V ,p A )与(T ,V ,p B )的状态，等温等容混合为 (T ,V ,p )状态，那么?U 、?H 、?S 、?A 、?G 何者大于零，小于零，等于零？ 26．一个刚性密闭绝热箱中，装有H 2与Cl 2混合气体，温度为298K ，今用光引发，使其
一、填空题 1. 已知:类氢离子He +的某一状态Ψ=0202/30)22()2(241a r e a r a -?-?π此状态的n ，l ，m 值分别为_____________________.其能量为_____________________,角动量平方为_________________.角动量在Z 轴方向分量为_________. 2. He +的3p z 轨道有_____个径向节面， 有_____个角度节面。 3. 如一原子轨道的磁量子数m=0，主量子数n ≤2，则可能的轨道为__________。 二、选择题 1. 在外磁场下，多电子原子的能量与下列哪些量子数有关（ ） A. n,l B. n,l,m C. n D. n,m 2. 用来表示核外某电子运动状况的下列各组量子数（n ，l ，m ，ms ）中，哪一组是合理的（） A. （2，1，-1，-1/2） B. （0，0，0，1/2） C. （3，1，2，1/2） D.（2，1，0，0） 3. 如果一个原子的主量子数是4，则它（ ） A. 只有s 、p 电子 B. 只有s 、p 、d 电子 C. 只有s 、p 、d 和f 电子 D. 有s 、p 电子 4. 对氢原子Φ方程求解,下列叙述有错的是( ). A. 可得复函数解Φ=ΦΦim m Ae )(. B. 由Φ方程复函数解进行线性组合,可得到实函数解. C. 根据Φm (Φ)函数的单值性,可确定|m|=0.1.2…………I D. 根据归一化条件1)(220=ΦΦΦ?d m π求得π21 =A 5. He +的一个电子处于总节面数为3的d 态问电子的能量应为 ( ). A.1 B.1/9 C.1/4 D.1/16 6. 电子在核附近有非零几率密度的原子轨道是( ). A.Ψ3P B. Ψ3d C.Ψ2P D.Ψ2S 7. 氢原子处于下列各状态 (1)ψ2px (2) ψ3dxz (3) ψ3pz (4) ψ3dz 2 (5)ψ322 ，问哪些状态既是M 2算符的本征函数，又是M z 算符的本征函数? A. (1) (3) B. (2) (4) C. (3) (4) (5) D. (1) (2) (5)
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 -+=+?=。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 m G 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 -?=-，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
第二章 热力学第一定律 思考题.：1. 一封闭系统，当始终态确定后：（a ）当经历一个绝热过程，则功为定值；（b ）若经历一个等容过程，则Q 有定值：（c ）若经历一个等温过程，则热力学能有定值：（d ）若经历一个多方过程，则热和功的和有定值。 解释：始终态确定时，则状态函数的变化值可以确定，非状态函数则不是确定的。但是热力学能U 和焓没有绝对值，只有相对值，比较的主要是变化量。 2. 从同一始态A 出发，经历三种不同途径到达不同的终态： （1）经等温可逆过程从A→B；（2）经绝热可逆过程从A→C；（3）经绝热不可逆过程从A→D。 试问： （a ）若使终态的体积相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么？ （b ）若使终态的压力相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么，参见图 12p p (a) (b) 图 2.16 解释： 从同一始态出发经一绝热可逆膨胀过程和一经绝热不可逆膨胀过程，当到达相同的 终态体积V 2或相同的终态压力p 2时，绝热可逆过程比绝热不可逆过程作功大，又因为W （绝热）=C V （T 2-T 1），所以T 2（绝热不可逆）大于T 2（绝热可逆），在V 2相同时，p=nRT/V,则p 2（绝热不可逆）大于 p 2（绝热可逆）。在终态p 2相同时，V =nRT/p ，V 2（绝热不可逆）大于 V 2（绝热可逆）。 不可逆过程与等温可逆过程相比较：由于等温可逆过程温度不变，绝热膨胀温度下降，所以T 2（等温可逆）大于T 2（绝热不可逆）；在V 2相同时， p 2（等温可逆）大于 p 2（绝热不可逆）。在p 2相同时，V 2（等温可逆）大于 V 2（绝热不可逆）。 综上所述，从同一始态出发经三种不同过程， 当V 2相同时，D 点在B 、C 之间，p 2（等温可逆）＞p 2（绝热不可逆）＞ p 2（绝热可逆）当p 2相同时，D 点在B 、C 之间，V 2（等温可逆）＞ V 2（绝热不可逆）＞V 2（绝热可逆）。 总结可知：主要切入点在温度T 上，绝热不可逆做功最小。
第二章 分析数据的处理和质量保证 1．有一标准试样，已知含水分为1.31%，发给学生A ，其报告为1.28%，1.26%和1.29%；另一标准试样，已知含水分为8.67%，发给学生B ，其报告为8.48%，8.55%和8.53%。请按下表要求计算两人的精密度和准确度。 2．一个测定有机物含Br 量的方法，有一个恒定误差为-0.20mg Br 。如果被分析的物质大约含10%的Br ，试计算所取试样为(1)10mg ；(2)50mg ；(3)100mg 时测定的相对误差和绝对误差为多少? 试样重 （mg ） 10 50 100 相对误差（%） -20 -4 -2 绝对误差 （%Br ） -0.02 -0.02 -0.02 3．分析天平每次读数的可疑值是±0.1mg ，样品质量的可疑值不大于0.1%时，应改称多少样品？滴定管读数的可疑值是0.01mL ，测定时所用溶液体积的可疑值不大于0.1%时，应不少于多少体积的溶液？ 解：(1) 0.1mg 2 0.1% x 0.2g x ±?≥ ∴≥ (2) 0.01mL 2 0.1% x 20mL x ±?≥ ∴≥
4．希望称取20mg 样品的可疑值在0.1%以，那么微量天平每一次读数可允许的最大可疑值是多少？ 2x 0.1%20mg x 0.01mg ≥ ∴≤±解： 5．某资料记载地球的极直径为7900.0km ，这个数字所包含的测量准确度是多少？如测量的误差为10km ，此数值应如何表示。 解：(1) 准确度为 ±0.1 km (2) 表示为 7.90×103 km 6．用基准Na 2CO 3标定0.1mol/L HCl 溶液，欲消耗HCl 溶液25mL 左右，应称取多少克 Na 2CO 3。从称量误差考虑能否达到相对误差小于0.1%的要求？若改用硼砂(Na 2B 4O 7·10H 2O)为基准物，应称多少？称量的相对误差是多少？ 解：若每次消耗HCl 溶液为25ml ，则： F(Na 2CO 3) = 106.0， 25×10-3×0.1×106/2 = 0.13 (g) 称量误差： ±0.1mg×2 / 0.13(g)×100% = 0.15% > 0.1% F(Na 2B 4O 7·10H 2O) = 381.4 25×10-3×0.1×381.4/2 = 0.48(g) 称量误差： ±0.1×2(mg)/0.48(g)×100% = 0.042% < 0.1% 7．托盘天平读数误差为±0.1g ，分析样品应称至多少，才能保证可疑值不大于1%？
第二章 化学反应基本原理 重点内容概要 1、封闭系统影响反应方向的因素： 焓减小（?r H m <0）、熵增加（?r S m >0）都是有利因素。判断化学反应自发方向要综合考虑系统的?r H m ?r S m 两个影响因素。 吉布斯等温方程式：?r G m =?r H m -T ?r S m (吉布斯函数定义 G=H-TS )将焓和熵两个因素统一起来。 2、熵 熵是系统混乱度的量度。 统计热力学定义：S = kln Ω。 熵值与温度、聚集状态、分子结构有关（要求会利用规律比较熵值大小） 同物、同温：S(g)>S(l)>S(s) 同物、同状态：S(高温)>S(低温) 同温、同状态：结构相似时S(分子量大的)>S(分子量小的)， 分子量相近时S(含原子数多的)>S(含原子数少的) S(完美晶体，0K)=0（热力学第三定律） 熵增加原理：?S （隔离）>0 —— 隔离系统过程自发性判据。 对于反应∑=B B B ν0 θ θνB m B B m r S S ,∑=? θ B m S ,——标准熵（可查298K 数据） 规定0),(,=+ aq H S m θ ≈?)(TK S m r θ)298(K S m r θ? (前提是温度改变物质的状态没变) 3、吉布斯函数 G=H-TS S T H G ?-?=?(等温条件下成立) 最小自由能原理：0?m r G 过程非自发，反应向逆反应方向进行 0=?m r G 平衡状态——化学平衡热力学标志 =?)(T G m r B p p RT T G B B m r νθθ )/(ln )(∏+?Q RT T G m r ln )(+?=θ （该式中反应商的写法要特别注意：气体代相对分压，溶液代相对浓度，固体、液体不用代入。以计量系数（反应物-，生成物+）为指数连乘） 例如：MnO 2(s)+2Cl -(aq)+4H + (aq)=Mn 2+ (aq)+Cl 2(g)+2H 2O(l)（典型的反应） 4 2]/)[(]/)[(]/)[(]/)[(22θθθθc c c c p p c c Q H Cl Cl Mn +-+??= )298()298(,K G K G B m B f B m r θ θν∑?=? （因只有298.15K 的数据，所以该式只能计算298.15K 反应的标准摩尔吉布斯函数变） )15.298(298)298()298(K S K K H K G m r m r m r θθθ??-?=? θθθm r m r m r S TK K H TK G ??-?≈?)298()( （使用该式计算要特别注意单位换算，前一项单位kJ.mol -1 ,而后一项T △S 单位一般为J.mol.K -1） （注意 m r G ?、 θ m r G ?两者的区别、应用、计算） 例如：判断反应的方向（一定T P 下） m r G ? θ m r G ?只能判断标准状态下反应的方向，可以估计一般状态下反应的可能性。以±40kJ.mol -1 为界限，若>+40kJ.mol -1反应自发的可能性极小，原因是即使能反应，反应进
第二章热力学第一定律 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。解：理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－ 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V l-V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下，电解1mol水(H2O,l)，求过程的体积功。
H2O(l) ＝ H2(g) + 1/2O2(g)解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式（2.2.3） W=－p ambΔV =－(p2V2-p1V1)≈－p2V2 =－n2RT=－ 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Q a=,Wa=－；而途径b的Q b=－。求W b. 解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = － 始态为25℃，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28.47℃，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。
解：先确定系统的始、末 态 311106190200000 1529831485m ...P nRT V =××== 3210160100000 58 24431485m ...P nRT V V =××== = kJ .kJ )..(Q W U Δa a 85194225575=+=+=－ 对于途径b ，其功为 kJ .J ..V Δp W b 932706190101602000001－）－（－－=== 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体，温度升高20℃, 求ΔH－ΔU 的值。 解：根据焓的定义
结构化学第二章原子的结构和性质习题及答案 https://www.doczj.com/doc/a312206016.html,work Information Technology Company.2020YEAR
一、填空题 1. 已知:类氢离子He +的某一状态Ψ=0202/30)22()2(241a r e a r a -?-?π此状态的n ，l ，m 值分别为_____________________.其能量为_____________________,角动量平方为_________________.角动量在Z 轴方向分量为_________. 2. He +的3p z 轨道有_____个径向节面， 有_____个角度节面。 3. 如一原子轨道的磁量子数m=0，主量子数n ≤2，则可能的轨道为 __________。 二、选择题 1. 在外磁场下，多电子原子的能量与下列哪些量子数有关（ ） A. n,l B. n,l,m C. n D. n,m 2. 用来表示核外某电子运动状况的下列各组量子数（n ，l ，m ，ms ）中，哪一组是合理的（） A. （2，1，-1，-1/2） B. （0，0，0，1/2） C. （3，1，2，1/2） D.（2，1，0，0） 3. 如果一个原子的主量子数是4，则它（ ） A. 只有s 、p 电子 B. 只有s 、p 、d 电子 C. 只有s 、p 、d 和f 电子 D. 有s 、p 电子 4. 对氢原子Φ方程求解,下列叙述有错的是( ). A. 可得复函数解Φ=ΦΦim m Ae )(. B. 由Φ方程复函数解进行线性组合,可得到实函数解. C. 根据Φm (Φ)函数的单值性,可确定|m|=0.1.2…………I D. 根据归一化条件1)(220=ΦΦΦ?d m π求得π21 =A 5. He +的一个电子处于总节面数为3的d 态问电子的能量应为 ( ). A.1 B.1/9 C.1/4 D.1/16
课程名称：普通化学（A）卷 一、填空题（每空2分，共30分） 1.反应2MnO4-(aq) + 10Cl-(aq) + 16H+(aq) = 2Mn2+(aq) + 5Cl2 +8H2O(l)的标准 平衡常数表达式为K?＝________________________________________。 2.已知反应2NO+Cl2→2NOCl为基元反应，其速率方程式为______________， 总反应是_____________级反应。 3. 有下列原电池: (-)Pt|Fe2+(1mol/dm3),Fe3+(0.01mol/dm3)||Fe2+(1mol/dm3),Fe3+(1mol/dm3)|Pt(+), 该原电池的负极反应为___________________,正极反应为__________________。 4. 对下列几种水溶液,按其凝固点由低到高的顺序是___________________。 A. 0.1mol.Kg-1C6H12O6 B. 1mol.Kg-1C6H12O6 C. 0.1mol.Kg-1NaCl D. 1mol.Kg-1NaCl E. 0.1mol.Kg-1CaCl2 F. 0.1mol.Kg-1HAc 5. 熵减小的反应在低温下可自动进行，此反应的?r H m_______(>或<或=0)。 6.根据酸碱质子理论，在H2S、HC2O4-、CN -、HCN、H2O、CH4、H2PO4- 、 Ac-、NH4+、OH -、HCO3- 等物质中，仅属于碱的有_____________________， 仅属于酸的有__________________________。 7. 40cm30.1mol.dm-3氨水与40cm30.1mol.dm-3盐酸混合，溶液的pH值为____； 40cm30.1mol.dm-3氨水与20cm30.1mol.dm-3盐酸混合，溶液的pH值为____。 已知K a(NH4+)=5.65×10-10 8. 设AgCl在水中，在0.01 mol·dm-3的CaCl2中，在0.01 mol·dm-3的NaCl中以及在 0.05 mol.dm-3的AgNO3中的溶解度分别为S0,S1,S2和S3，这些量之间的大小排列顺序 是_______________________。 9. 已知反应：C(石墨) + O2(g) = CO2(g)的Δr H m? (298.15K)= -394 kJ· mol－1和反应 C(金刚石) + O2(g) = CO2(g)的Δr H m?(298.15K) = -396 kJ· mol－1，则金刚石的Δf H m?(298.15K) = _____ kJ· mol－1。 10．某基态原子的电子构型满足量子数n=4，l=0的电子有2个，n=3，l=2的电子有6个，其元素名称为，在元素周期表中的位置_____________________(几周期、几族、几区)。
第二章热力学第一定律 1mol 理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。 解：理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式（ 2.2.3） W =－ p amb V －=p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－ 1mol 水蒸气 (H2O,g)在 100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：相对于水蒸气的体 积，液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程 ,水蒸气可看作理想气体 , 应用式（ 2.2.3） W =－ p amb V =－p(V l -V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下，电解 1mol 水(H2O,l)，求过程的体积功。 H2O(l)＝ H2(g) + 1/2O2(g) 解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式（ 2.2.3） W=－p amb V =－ (p2V2-p1V1)≈－ p2V2 =－n2RT=－ 若途径 a 的 Q a=,Wa=－；而途径 b 的Q b=系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。 －。求 W b. 解 :热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关 ,故ΔU a=ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = －
始态为 25℃，200 kPa 的 5 mol 某理想气体，经途径 a ，b 两不同途径到达相同的末态。途 经 a 先经绝热膨胀到 -28.47℃， 100 kPa ，步骤的功 ；再恒容加热到压力 200 kPa 的末态，步骤的热 。途径 b 为恒压加热过程。求途径 b 的 及 。 解：先确定系统的始、末态 V 1 = nRT 1 =5 ×8.314 ×298.15 3 P 1 = 0.0619 m 200000 V 2 = V = nRT = 5 ×8.314 ×244.58 = 0.1016 m 3 P 100000 U = W a + Q a = (－5.57 + 25.42 )kJ = 19.85kJ 对于途径 b ，其功为 W b = － p 1 V = －200000（0.1016－0.0619） J = －7.932kJ 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体，温度升高 20℃ , 求 ΔH－ΔU 的值。 解：根据焓的定义 -3 水 (H 2 在 ℃ 下：（ ）压力从 增 已知水在 25℃ 的密度 ρ =997.04kg ·m。求 1mol 100kPa O,l) 25 1 加至 200kPa 时的 H;（2）压力从 100kPa 增加至 1Mpa 时的 ΔH。假设水的密度不随压力改 变，在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关。 -3 -3 -1 解 : 已知 ρ= 997.04kg ·m H2O = × 10 kg mol · M
普通化学 （第三版）习题答案 中国农业大学 无机及分析化学教研组编
第一章 分散系 （1） 溶液的凝固点下降 （2） 土壤溶液浓度过大，渗透压大于植物根细胞液的渗透压 （3） 溶液的凝固点下降 1.2 沸点不断上升，至溶液达到饱和后，沸点恒定； 蒸气凝结温度恒定，等于溶剂的沸点。 % 6.1) O H (/1)O H () O H ()O H ()O H ()O H ()O H (kg mol 91.097.0% mol kg 034.0/%0.3) O H (1)O H (/)O H ()O H (L mol 88.0mol 34g L g 1000%0.3)O H ()O H ()O H (2222222222221-1 -2222222 21 -1 --1 222222=+=+= ?=?=-=?=???==M b b n n n x w M w b M w c ρ 凝固点自高至低顺序：葡萄糖溶液、醋酸溶液、氯化钾溶液 b = mol kg -1 T b = K b b = kg mol -1 mol kg -1 = T b = = 100.61℃ T f = K f b = kg mol -1 mol kg -1 = T f = = - = cRT = RT V M m / 1-4-1-1m ol g 100.2kPa 499.0L 10.0K 300K m ol L 8.31kPa g 40.0??=??????==πV mRT M 21:2: 30 12 80.3 : 1610.2 : 15.9= 化合物中C 、H 、O 原子数比为21：30：2 1--1A b B f mol g 3105.00g 0.33K g 100.0mol kg K 12.5?=????=?=m T m K M