第一章化学反应热
教学内容
1．系统、环境等基本概念； 2. 热力学第一定律； 3. 化学反应的热效应。
教学要求
掌握系统、环境、功、热（恒容反应热和恒压反应热）、状态函数、标准态、标准生成焓、反应进度等概念；熟悉热力学第一定律；掌握化学反应标准焓变的计算方法。
知识点与考核点
1．系统（体系）
被划定的研究对象。化学反应系统是由大量微观粒子（分子、原子和离子等）组成的宏观集合体。
2．环境（外界）
系统以外与之密切相关的部分。
系统和环境的划分具有一定的人为性，划分的原则是使研究问题比较方便。
系统又可以分为敞开系统（系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换）；
封闭体系（系统与环境之间没有
．．能量交换）；
．．物质交换，只有
孤立系统（体系与环境之间没有物质交换，也没有能量交换）
系统与环境之间具有边界，这一边界可以是实际的相界面，也可以是人为
的边界，目的是确定研究对象的空间范围。
3．相
系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分。在同一个系统中，同一个相
可以是连续的，也可以是不连续的。例如油水混合物中，有时水是连续相，有时油是连续相。
4．状态函数
状态是系统宏观性质（T、p、V、U等）的综合表现，系统的状态是通过这些宏观性质描述的，这些宏观性质又称为系统的状态函数。
状态函数的特点：①状态函数之间往往相互制约（例如理想气体状态方程
式中p、V、n、T之间互为函数关系）；②其变化量只与系统的始、末态有关，与变化的途径无关。
5*．过程
系统状态的变化（例如：等容过程、等压过程、等温可逆过程等）
6*．途径
完成某过程的路径。若系统的始、末态相同，而途径不同时，状态函数的
变量是相同的。
7*．容量性质
这种性质的数值与系统中的物质的量成正比，具有加合性，例如m（质量）V、U、G 等。
8*．强度性质
这种性质的数值与系统中的物质的量无关，不具有加合性，例如T、 （密度）、p（压强）等。
9．功（W）
温差以外的强度性质引起的能量交换形式[Ｗ＝Ｗ体+Ｗ有]。
环境对系统做功，其符号为（+）；反之为（–）。功不是状态函数，是过程量。因为功总是与系统变化的途径有关。例如盐酸与锌单质在烧杯中发生氧化还原反应时会有热效应，但是系统并不做功（W有= 0）。但是，若将其组成原电池，系统就可以对环境做电功（W有＜0）。又例如一个带活塞的汽缸膨胀，分别经过①向真空中膨胀；②向大气中等外压膨胀。设活塞的两个过程的始、末状态相同，则W体1=0；而W体2 = p环境（V2–V1）≠0。
10．热（Q）
系统与环境之间因温差引起的能量交换形式。系统吸收热量，热的符号为
（+），系统放热为（–）。热是与变化途径有关的物理量，任何一个系统只能说它在某过程中吸收或放出多少热量，不能说它本身含有多少热量，所以热不是状态函数。
11．化学反应热效应（反应热）
生成物与反应物的温度相同时，化学反应过程中放出或吸收的热量。
12．等压热效应（Q p）
封闭系统，在等温、等压、不做有用功时的反应热。
等压过程：系统的始态压力和终态压力与环境压力相等。
p（始态）=p（终态）=p（环境）=A（常数），而中间过程的压力可以有所变化。（在专业的化学热力学书中，等压与恒压是有区别的。恒压过程是指系统的压力在整个过程中与环境压力相等并且恒定不变）。
p（系统）=p（环境）= A（常数）；
13．热力学第一定律
ΔU = Q + W（条件：封闭系统）。U（热力学能）是状态函数，ΔU是热力学能的变化量，ΔU不是状态函数
．．．．．．。
14．焓
H = U + pV （焓是状态函数，是复合状态函数）
焓变：ΔH =Q P（条件：封闭系统、等压、不做有用功），ΔH不是状态函数
．．．．．．。
上式说明，在一定条件下，状态函数––––焓（H ）的变化量（ΔH ）与特定 （等压）过程的反应热（等压热Q P ）在数值上相等，但不能因此就认为热是状态函数。
15．盖斯定律
一个总反应的Δr H m ，等于其所有分步Δr H m B 的总和。 16．热力学标准态
纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压力[ p Θ
(100kPa)]下的状
态。混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为p Θ
时的状态。纯液态（或纯固态）物质的标准态是指压力为p Θ
下的纯液体（或纯固体）的状态。溶液的标准态选1 mol ·L
–1
。
热力学“标准态”与标准状况的含义是不相同．．．
的。因为在研究气体定律时 所规定的气体“标准状况”是指气体的压力为标准大气压（p = 101 325Pa ）、和温度为0℃下所处的状况。而热力学“标准态”是为了理论研究的需要，给物质规定的作为参比的标准压力（p Θ
=100kPa ）；理想气体的分压为p Θ
；理想溶液中溶质的浓度为1mol ·L –1
，可见“标准态”并未对温度作出规定。物理化学手册的热力学数据多为298.15K 下的测定值，并不是说“标准态”包含25℃（298.15K ）这一条件。
17．标准摩尔生成焓（Δf H m θ
）
在一定温度，标准状态下，由最稳定单质生成1mol 纯物质时反应的焓变。 18．化学反应标准焓变（Δr H
θm ）
设某化学反应式为a A+fF ＝g G+d D ，则：
Δr H θm ＝g Δf H θm ，G + d Δf H θm ，D – a Δf H θm ，A – f Δf H θm ，F =
∑Θ
?ν
B
B m f B
H 、
注意：①计量系数，②物质的聚集状态。
例如：
)O(H 2(g)O (g)H 2222l =+
查表Θ
?m f H /（kJ ?mol –
1）0 0 –285.83
Δr H θm = 2×(–285.83) – 0 – 2×0 = –571.66 kJ ?mol –1
19．反应进度
设某化学反应式为a A+fF ＝g G+d D ，
∑=B
B
0B ν
；
B ：反应物或产物，B
B
B B B n n n ν?=
ν-=
ξ0（mol ） B ν：计量系数。（对反应物，n ?为负数，B ν也为负数；对生成物B ν为正数；n ?也
为正数；ξ＞ 0）
D
D
G G F F A A v dn v dn v dn v dn d =
===
ξ。 1mol 反应表示各物质按给定的化学计量方程式进行的完全反应。
在使用反应进度的概念时，必须指明对应的反应计量方程式。例如对反应
322NH 2H 3N =+，ξ=1 mol 表示 1 mol N 2与3mol H 2 反应生成2 molNH 3。而对
322NH H 23N 21=+，ξ=1 mol 表示21mol N 2与2
3
molH 2 反应生成1molNH 3。 思考题与习题解答
1．说明下列符号的含义。
V Q m r H ?(T ) Θm
r H ?(T ) Θ
m f H ?（T ）ξ 答：V Q ：等容反应热；m r H ?(T )：温度T 下，反应的摩尔焓变（数值等于等压反应热）；
Θ
m
f H ?(T )：温度T 下某物质的标准摩尔生成焓；ξ：反应进度。 2．盖斯定律的使用条件，下列哪种说法正确？ （1）等压（2）等容（3）等温、等容或等温、等压 （4）等温、不做有用功，等容或等压 答：正确答案为（4）。
3．热力学标准态的含义？为什么要确定热力学标准态？
答：纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压力[ p Θ
(100kPa)]下的状 态。混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为p Θ
时的状态。纯液态（或纯固态）物质的标准态是指压力为p Θ
下的纯液体（或纯固体）的状态。溶液的标准态选1 mol ·L
–1
。因为化学反应中的能量以及状态函数改变是受许多条件（如温度、压力、浓度、聚集状
态等）的影响，为了比较方便，国际上规定了物质的热力学标准态。
4．简述照明弹中的铝、镁、硝酸钠和硝酸钡等物质各起什么作用？
答：金属铝、镁在燃烧时,可以放出大量热（Θ?M gO ,m f H = – 601.7 kJ·mol –
1,Θ
?3
2O Al ,m H = – 1675.69 kJ ?mol –1）产生千度以上的高温，而反应放出的热量能使硝酸盐分解产生O 2，又加速镁、铝的燃烧反应，使照明弹更加绚丽夺目。
在其中铝和镁作为还原剂；氧气、硝酸钠和硝酸钡等作氧化剂。 5．通过计算说明，氧－乙炔焰为什么可以用于金属焊接和切割？ 答：（5/2）O 2 + C 2H 2 = 2CO 2 + H 2O(g)
Θ
?m
f H /（kJ ? mol –1） 0 226.7 –393.5 –241.8 ?r H Θm =
∑?
f H Θm
(生成物)－
Θ
∑?
m
f
H （反应物） △r H Θm =2×(–393.5) + (–241.82) – 226.7 – 0 = – 1255.5 kJ ·mol –
1
因反应放出大量热，可以熔化金属，所以可用于焊接或切割金属。
6．通过计算说明，为什么称硼的氢化物（硼烷），硅的氢化物（硅烷）是高能燃料 [已
知B 2H 6（g ）的Θ
m H f ?＝36.56 kJ ·mol –
1，B 2O 3（s ）的Θ
m H f ?＝–1132.55 kJ ·mol –
1；SiH 4
（g ）的Θm f H ?＝34.31 kJ ·mol –
1，SiO 2（s ）的Θ
m H f ?＝–910.7kJ ·mol –
1 ]。
解： B 2H 6（g ） + 3O 2(g) = B 2O 3（s ） + 3H 2O （g ）
Θ
?m
f H ／（kJ ·mol –1） 36.56 0 –1132.55 –241.82 △r H Θm =–1132.55+3×(–241.82) – 36.56 – 0 = – 1894.57 kJ ·mol –
1
SiH 4（g ） + 2O 2(g) = SiO 2（s ） + 2H 2O （g ）
Θ
?m
f H ／（kJ ·mol –1） 34.31 0 –910.7 –241.82 △r H Θm =–910.7 + 2×(–241.82) – 34.31 – 0 = –1427.25 kJ ·mol –
1
上述两个反应都放出大量热，因此B 2H 6（g ）和SiH 4（g ）可以作为高能燃料。
7．已知下列反应的化学反应热
C （石墨）+ O 2（g ）= CO 2（g ）Δr H m (1) = –393.5 kJ ·mol –
1
H 2（g ）+ (1/2) O 2（g ）=H 2O （l ）Δr H m (2) = –285.8 kJ ·mol –
1
C 2H 6（g ）+(7/2)O 2（g ）=2CO 2（g ）+3H 2O （l ）Δr H m (3) = –1559.8 kJ ·mol –
1
不用查表，计算由石墨和氢气化合生成1mol C 2H 6（g ）反应的Δr H m 。 解：根据Hess 定律 Δr H m (C 2H 6) = 2Δr H m (1) + 3Δr H m (2) –Δr H m (3) 所以Δr H m (C 2H 6) = 2×(–393.5)+3×(–285.8) – (–1559.8)=–84.6 kJ·mol –
1
8．在用硝石制硝酸时，下列反应同时发生
（1）KNO 3（s ）+ H 2SO 4（l ）= KHSO 4（s ）+ HNO 3（g ） （2）2KNO 3（s ）+ H 2SO 4（l ）= K 2SO 4（s ）+ 2HNO 3（g ）
制得的硝酸中80%是由反应（1）产生的，20%是由反应（2）产生的。问在25℃制取1kgHNO 3(g)时将放出多少热量？已知KNO 3、H 2SO 4、KHSO 4、HNO 3（g ）、K 2SO 4的标准生成焓依次为–494.63、813.99、–1160.6、135.6、–1437.79（kJ ·mol –
1）。
解： KNO 3（s ）+H 2SO 4（l ）= KHSO 4（s ）+ HNO 3（g ）方程（1）
Θ
?m
f H /（kJ ?mol –1）–469.63 813.99 –1160.6 135.6
?r H Θ
m =
∑?
f H Θm
(生成物)－
Θ
∑?
m
f
H （反应物） △r H Θm
(1)= (–1160.6 +135.6 ) – (–494.63 + 813.99 ) = –1344.36kJ·mol –1
2KNO 3（s ）+H 2SO 4（l ）= K 2SO 4（s ）+2HNO 3（g ）方程（2）
Θ
?m
f H /（kJ ?mol –1）–469.63 813.99 –1437.79 135.6 △r H Θm (2)=[–1437.79)+2×(135.6)] –[2×(–469.63) +813.99]=–1041.32 kJ·mol –1 HNO 3的相对分子量为63，1 kgHNO 3的物质的量n =63
1000
=15.9 (mol) 制取1 kg HNO 3(g)时的反应热为
()()14kg kJ 1004.232.10419.15%2036.13449.15%80-??-=-??+-??
9．甘油三油酸脂是一种典型的脂肪，当它在人体内代谢时发生下列反应 C 57H 104O 6（s ）+ 80 O 2（g ）= 57CO 2（g ）+52H 2O （l ）
该反应的Θ?m r H = –3.35×10 4 kJ ·mol –
1，问如以当代男大学生平均每人每日耗能10125.3kJ ，
且以完全消耗这种脂肪来计算，每天需消耗多少脂肪？
解：每天消耗脂肪物质的量(mol)302.033500
3
.101253
.10125==
?=
Θ
m
r H n
该脂肪相对分子量为884；每天消耗脂肪的质量为 0.30×884=267.0 (g)
10．葡萄糖（C 6H 12O 6）完全燃烧反应的方程式为 C 6H 12O 6（s ）+ 6O 2（g ）= 6CO 2（g ）+ 6H 2O （l ）
该反应的Θ
m r H ?= –2820 kJ ·mol –
1，当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热的约40%
可用于肌肉活动的能量。试计算一匙葡萄糖（以3.8g 计）在人体内氧化时，可获得的肌肉活动能量。
解：葡萄糖相对分子量为180；一匙葡萄糖(3.8g)的物质的量为 3.8 / 180 = 0.021(mol)一匙葡萄糖被氧化放出的热量为
0.021Θ
?m r H Δ = 0.021 ×2820 = 59.2 kJ
可获得的肌肉活动能量59.2×40% = 23.7 kJ
11．辛烷是汽油的主要成分，根据附录的有关数据计算下列两个反应的热效应，并从计算结果比较可以得到什么结论（已知：Θ
m H f ?（C 8H 18，l ）=–218.97 kJ ·mol –
1）？
（1）完全燃烧 C 8H 18（l ）+ O 2（g ）→CO 2（g ）+ H 2O （l ） （2）不完全燃烧 C 8H 18（l ）+ O 2（g ）→C （s ）+ H 2O （l ）
解：据附录查得下列物质C 8H 18(l ), O 2 (g) , CO 2 (g),C(s), H 2O(l )的标准生成焓变
分别为218.97kJ.mol –1, 0,–393.5 kJ.mol –1, 0,–285.83 kJ.mol –1
?r H Θ
m =
∑?f
H
Θm
(生成物)－
∑?f
H
Θm
(（反应物）
C 8H 18（l ）+（25/2）O 2（g ）= 8CO 2（g ） + 9H 2O （g ）
Θ
?m
f H /（kJ ?mol –1）–218.97 0 –393.5–241.82 △r H Θm (1)= 8 (–393.5) + 9 (285.83)–0–(–218.97)=–5105.41 kJ ·mol –
1
C 8H 18（l ）+（9/2）O 2（g ）= 16C （s ） + 9H 2O(g)
Θ
?m
f H /（kJ ?mol –1）–218.970 0 –285.83 △r H Θm (2)= 0+9(–285.83)–0–(–218.97)= 2395.35 kJ.·mol –
1
△r H Θm (1)>>△r H Θ
m (2)，
结论：完全燃烧放热量大。
第二章化学反应进行的方向和限度
教学内容
1. 焓变与变化方向；
2. 熵变与变化方向；
3. 吉布斯函数变与变化方向；
4. 化学反应的限度——化学平衡。
教学要求
理解标准熵、标准生成吉布斯函数变、标准平衡常数等有关概念；掌握反应的熵变与吉布斯函数变的求算方法；熟悉等温等压条件下化学反应进行方向的判断方法；掌握吉布斯方程及转化温度的计算方法；掌握标准平衡常数（Θ
K ）的表达和Θ
K 与标准吉布斯函数变的关系及化学平衡的相关计算；了解影响化学平衡移动的有关因素。
知识点与考核点
1．熵（S ）
系统内微观质点混乱度的量度。Ωln k S =（k 是Boltzmann 常数，Ω是微观状态数（与混乱度密切相关）。熵是状态函数。
2． 热力学第三定律
在0K 时，任何纯物质、完整晶体的绝对熵为0，（固体在0K 时，任何物质的
热运动停止，只有一种微观状态，即Ω=1）。
3． 标准摩尔熵（θ
m S ）
一定温度下，1mol 纯物质在标准情况下的规定熵。
人为规定：处于标准条件下的水合H + 离子的标准熵为零，其它离子的标准 熵为其相对值。
4．影响熵的因素 ① 相同物质S g ＞S l ＞S s ；
② 分子数越多、分子量越大、物质结构越复杂，熵越大； ③ 固体溶解于水，熵增加，而气体溶解于水，熵减小； ④ 温度越高，熵越大。 5．反应熵变的计算 对化学反应a A+f F ＝g G+d D
=θ?m r S gS θm ，G + dS θm ，D – aS θm ，A – fS θm ，F ＝∑θνB
B ,m B S 。
注意：①计量系数；②物质的聚集状态。 6． 熵变与化学反应方向
等温等压条件下，熵变大于零（S ?＞ 0）有利于变化过程自发进行，但 不能单独作为判断化学反应方向的标准。
7． 焓变与化学反应方向
等温等压条件下，焓变小于零（H ?＞ 0）有利于变化过程自发进行，但 不能单独作为判断变化过程方向的标准。
8． 吉布斯函数
TS H G -=（G 为状态函数，为复合函数）。
9． 吉布斯函数变
S T H G ?-?=?(恒温、恒压下反应的推动力)（G ?不是状态函数．．．．．．
）。
10. 标准摩尔生成吉布斯函数(Δf G m Θ)
在一定温度，标准状态下，由最稳定单质生成1mol 纯物质时反应的标准吉布斯函数变。
11. 化学反应标准吉布斯函数变(Θ?m r G )的计算
对化学反应a A+f F ＝g G+d D
θ
?m r G = g Δf G m θ，G + d Δf G m θ，D —a Δf G m θ，A —f Δf G m θ，F =Θ?∑B ,f B
B m G ν
注意：①计量系数，②物质的聚集状态。 12．ΔG 与ΔS 、ΔH 及T 的关系
13．等温、等压，判断变化过程自发进行方向的判据 ΔG ＜ 0 过程正向自发进行
ΔG = 0 处于平衡状态 ΔG ＞ 0 过程逆向自发进行
14．m r G ?与Θ?m r G 的区别
m r G ?是指参加反应物系中各物质处于任意状态下，反应进度ξ=1时的吉布斯函数变。
由它判断（等温等压）实际条件下系统自发变化过程方向的判据，m r G ?< 0，过程能正向自发进行。
而Θ?m r G 指反应系统中各物质都处在标准态下(规定气体的分压为100kPa ，溶液浓度为
1 mol ·L –
1，确切地讲是各物质的活度都等于1)，的吉布斯函数变，它只说明标准态下反应
自发进行的趋势。对指定反应，在一定温度下，Θ?m r G 是个确定的值。根据
ΘΘ-=?K RT G m r ln ，可以由Θ?m
r G 计算标准平衡常数，可见Θ
?m r G 是决定反应限度的物理量。当Θ?m r G 很大或很小时，也可用来近似判断变化过程方向。一般认为，若Θ
?m r G ＜－40kJ ·mol –
1，反应可自发进行；Θ?m r G ＞+40kJ ·mol –
1，反应不能自发进行（因为此时Θ
K
已经非常小）。若反应40kJ ·mol –
1＜Θ?m r G ＜+40kJ ·mol –
1，则要根据反应的具体条件,根
据m r G ?=Θ?m r G +J RT ln 来计算m r G ?值，再判断变化过程方向。
15．转化温度
一般认为反应的m r H ?和m r S ?与温度关系不大，这可以从化学热力学计算来进行说明。
例如反应(g)CO (g)O 2
1
CO(g)22→+
，若在298.15K 、标准态下进行则有 =?Θ
K)15.298(m r H g)],(O 2
1g)(CO,[g),(CO 22ΘΘΘ?+?-?m f m f m
f H H H = –393.51 – ( – 110.53+ 0 ) = – 282.98 kJ ·mol –
1，
=?Θ
K)15.398(m r H – 285.0 kJ ·mol –1
(此计算只是为了说明问题，不是大学化学课程要求的内容)
可以看出，当此反应由298.15K 升温100K 至398.15K 时，Θ?m r H 仅增加了0.71%，所以温
度变化不大时，可以认为Θ?m r H 基本不变。
同样，当升高温度时，系统中的反应物和生成物的标准摩尔熵(Θ
m S )以近似相同的倍数增加，致使反应的标准摩尔熵变（Θ?m r S ）变化不大。
所以可以用K)298(Θm r S ?和K)298(Θm r H ?近似求得)(T G m r Θ
?，
）
（）（）（、K 298K 298m r m r m r S T H T G ?-?≈?；m r G ?= 0 系统处于平衡状 态（转化点），转化温度T = K)
298(K)
298(Θ
Θ
??m r m r S H （应用此公式的前提是Θ?m r S 和Θ
?m r H 与温度关系不大）
例： (1）碳酸钙在常温、常压下是否能自发分解；
（2）若改变温度可以改变其反应方向，求转化温度。 解：（1）查表)s (CaCO 3 = )s (CaO + 2CO
Δf G m θ
/（kJ ·mol –1）－1128.84 －604.04 －394.36
Δf H m θ
/（kJ ·mol –1）－1206.92 －635.09 －393.51
S m θ
/（J ·mol –1） 92.9 39.75 213.64 注意单位
①由计算可知Δr G m θ
＝－394.36 +（－604.04）—（－1128.84）=+130.44kJ ·mol –1
Δr G m θ
＞0，非自发（注意判据的适用条件是等温、等压） Δr H m θ
＝－393.51 + （－635.09）—（－1206.92）= +178.32kJ ·mol –1，
Δr S m θ
＝213.64 + 39.75—92.9 = +160.49J ·mol –1
②用公式ΘΘΘm
r m r m r S T H G ?-?=?
=178.32×1000－298.15×160.49=130470 (J ·mol –)
（两种方法结果的微小误差是因为有效数字，或数据来源不同引起的）
（2）因为Θ
ΘΘ?-?≈?298
298S T H G T ，∴平衡时，S T H ?=?（0=?G ） 自发分解的临界温度1.111149
.1601000
32.178=-?-=
T )K (
即838℃以上过程可以自发进行。
在热力学中，物质的焓和吉布斯函数是“相对值”，而熵却是“绝对值”，
这是因为物质的“绝对焓”和“绝对吉布斯函数”值无法确定，必须人为地规定一个相对标准（就象以海平面为基准测定山高一样）。热力学关心的是某物理量在某过程中的变化量。虽然不知道其“绝对值”，但是用人为规定的相对标准也可以准确求出此“变化量”。例如求下述反应的焓变：
H 2（g ） + （1/2）O 2（g ） = H 2O （l ） 若用“绝对焓”求反应的焓变，
g)],(O 2
1
g),(H [)O,(H 222ΘΘΘΘ?m m m m r H H l H H +-=（1）
若用标准生成焓来求，则
g)],(O 2
1g),(H [)O,(H 222Θ
Θ
ΘΘ?+
?-?=?m f m f m f m r H H l H H （2） 再根据标准摩尔生成焓Θ
?m f H 的定义，
0g),(O 0g),(H 22=?=?Θ
Θm f m f H H ；；带入方程（2）
得到，变化过程的)O,(H 2l H H m f m r Θ
Θ
?=?
吉布斯函数与焓相同，完全可以用“相对标准”可以求出某变化过程的“变化量”。而熵与焓、吉布斯函数不同，它是描述系统混乱度的状态函数，对纯净物质的完整晶体，在0K 时，物质的任何热运动都停止了，系统完全有序，因此热力学将绝对零度（0K ）时，任何纯净物质完整晶体的熵值定为零。这就是说，任何物质的熵值都有相同的起点，可以直接从0K 时熵值开始测定，这样就可以求得物质的绝对熵值（标准熵）。
16．浓度平衡常数 aA+fF ＝gG+dD
（平衡时-+=v v +k f a (F)(A)c = _k d g D G )()(
K c ＝-+k k ＝f
F
a A d D g G c c c c ??，浓度平衡常数。（单位是(mol ·L –1)∑Ｂ
Ｂν，
化学计量数的代数和∑Ｂ
Ｂ
ν
＝ｇ+ｄ–ａ–ｆ。因此，K c 的量纲与化学计量数有关。∑
Ｂ
Ｂν≠0，
则K c 就有量纲。
17．分压
某组分气体的分压等于单独占有相同温度下与混合物气体具有相同体积时 所具有的压力。计算公式为p B =
总
n n B
p 总 18．分压定律
p 总=p A + p B +p C + …混合气体的总压等于各组分分压之和。 19．分压平衡常数
对气相反应aA (g)+fF (g)＝gG (g)+dD (g)
Kp ＝f
F
a A d
D
g G p p p p ??分压平衡常数。（Kp 、Kc 称为实验平衡常数） 在书写平衡常数表达式时，表达式中，不出现固体或纯液体物质和稀溶液的溶剂的浓度项。
对平衡常数表达式中不包括固体或纯液体物质的浓度项一般有两种解释：
（1）认为在一定温度下，固态（或纯液态）物质的密度或蒸气压都是常数，因此可以并入平衡常数。例如298K 时(aq)OH (aq)H )O(H 2-
+
+=l
O)
(H )
(OH )(H 2c c c K -+Θ
?=
=?=ΘO)(H 2c K K W )(OH )(H -+?c c =1.0×10–14；
（2）认为凝聚态（固体或纯液体）的活度（有效浓度）为1。
20．标准平衡常数
对气相反应aA (g)+fF (g)＝gG (g)+dD (g)
K θ
=f
F a A d
D g G p p p p p p p p )()()()(ΘΘΘΘ（其中各项分压为平衡分压）
可以看出标准平衡常数没有量纲 21．反应商
J =f
F a A d D g
G p p p p p p p p )()()()(θθθθ（其中各项分压为任意分压）
22．Θ
K 、J 与变化过程方向 由等温方程Δr G m ＝Δr G m Θ+RT ln J P 可得，平衡时０=Δr G m Θ+RT ln J p ；
Δr G m θ
＝－RT ln K θ
代入等温方程
得到J RT K RT G P m r ln ln +-=? J ＜ K ΘΔr G m ＜0 过程正向自发 J ＝K ΘΔr G m ＝0 平衡
J ＞ K Θθ
Δr G m ＞0 过程逆向进行
平衡常数反映的是达到平衡时化学反应可以达到的极限或“限度”，化学反应的“限度”与“程度”是不同的，化学反应的“程度”用化学反应“进度”或某一反应物的转化率（α）来衡量。
23．标准平衡常数与吉布斯函数变RT
G K m
r Θ
Θ
?-=ln
例1：求反应2NO （g ）= N 2(g)+O 2(g)的:K)298(ΘK 和K)1000(Θ
K 。
解：根据化学用表，可以求得Δr G m Θ（298.15K ）＝－173.2 kJ ·mol –1 则ln K θ
（298.15K ）＝
87.6915
.298314.81000
2.173=??
可得K Θ（298.15K ）＝2.2×1030
由Δr G m Θ(1000K)≈Δr H θ
m （298.15）－1000×Δr S θ
m （298.15）
Δr G m Θ＝－180.5 kJ ·mol –1 － 1000K ×（－0.0249 kJ ·mol –1·K –1）
＝－155.6 kJ ·mol –1 则 ln K Θ（1000K ）＝
72.181000
314.810006.155=??--）
（；
K Θ（1000K ）＝1.3×108
21．温度对平衡的影响
)(ln 121
21
2T T T T H m -?=Θ
ΘΘR K K r 上例题也可以用此公式求出K Θ（1000K ）
。
思考题与习题解答
1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。
（1） 因为V q =ΔH ，而ΔH 与变化途径无关,，H 是状态函数，所以V q 也是 状态函数。
答：错, H 是状态函数，但是焓变．
（ΔH ）不是状态函数。V q =ΔH 只是数值关系。 （2）单质的标准生成焓(Θ?m f H )和标准生成吉布斯函数变(Θm f G ?)都为零， 因此其标准熵（Θ?m S )）也为零。
答：错，因H 和G 的绝对值还无法得到，因此采用相对值，根据定义，最
稳定单质的Θm f H ?和Θ?m f G 都为零，而S 有绝对值，除完美晶体在0K 时的熵等
于0外，其它条件下的熵（包括标准熵）皆不为零。但离子的熵也是相对值，
是以氢离子为相对标准（H +的Θm S = 0）。
（3）对于纯固、液、气态物质而言，100kPa 、298K 是其标准态。
答：对。虽然热力学标准态不指定．．．温度，但是任何温度都有其对应的标准态。 （4）H 、S 、G 都与温度有关，但ΔH ，ΔS ，ΔG 都与温度关系不大。
答：错，一般认为反应的ΔH ，ΔS 与温度关系不大，但ΔG =ΔH –T ．ΔS ，所 以ΔG 与温度关系较大。
（5）等温等压条件下，用Θm r G ?就可以判断任何一个化学反应的方向。
答：错，等温等压条件下用m r G ?（>0 或<0）判断反应方向，而不是用Θ
m r G ?。
（6）化学反应进度可以度量化学反应进行的程度，所谓1mol 反应是指各物质按化学反应方程式的计量关系进行的完全反应。
答：对
（7）Θ
K 与K C 、K P 在数值上是相等的，但量纲不一定相同，
答：(有关数值) K C 与Θ
K 的数值相等；当∑=B
B
0ν
时，P K 与ΘK 的数值也
相等。（有关量纲）Θ
K 没有量纲； 当∑=B
B
0ν
时，K C 与K P 也都没有量纲；
但是
∑≠B
B
0ν
时，K C 与K P 有量纲；
例如合成氨反应(g)NH 2(g)H 3(g)N 322=+ 设平衡时p (NH 3) =247 kPa ； p (N 2) =1kPa ；p (H 2) =10kPa 。
Kp ＝
3
23
H
N 2NH
)()(2
23Pa Pa Pa P P P ??? = 432
2Pa 100001000Pa 247000）
（）（? = 6.1×10－5 (kPa)－ 2
假如单位用atm ，Kp = 6.1×105atm 2；或用mmHg ，Kp =1.06mmHg 2。 K θ
=
3
H N 2
NH )
)(()(223ΘΘ
Θp p p p p p
=5
3
2101.6100000/10000100000/1000100000/247000?=?）
（）（）（ 可以看出
∑≠B B
0ν
时，Kp 有量纲，且数值与K Θ不等。
（8）Θ
m r G ?> 0，反应不能自发进行，但其平衡常数并不等于零。
答：Θ
m r G ?> 0，只能说明在标准态下，过程不能自发进行。在非标准态下， 而且|Θ
m r G ?|又不是很大时，不能用于判断反应方向。可逆反应平衡常数都 不应为零。
2．选择题（将正确答案的标号填入空格内） (1)下列物理量属于状态函数的是。 ①T ②p ③V ④W ⑤H ⑥ΔH ⑦S ⑧G : 答：正确答案为①②③⑤⑦⑧。
(2)生产水煤气的反应为 C （s ）+H 2O （g ）===CO （g ）+H 2（g ） 该反应的Θ
m r H ?= 131.3 kJ ·mol –
1，则该反应是（∵系统ΔH >0，ΔS >0）。
①低温下正向不自发，高温下正向自发；②低温下正向自发，高温下正向不自发；③任何温度下正向都自发；④任何温度下正向都不自发
答：正确答案为①。
3．不用查表，将下列物质按标准熵Θ
m S 值由大到小的顺序排列。 （1）Si （s ）（2）Br （l ）（3）Br （g ） 答：Θ
m S （3）>Θ
m S （2）>Θ
m S （1）
4．给出下列过程的Θ
m r G ?，Θ
m r H ?，Θ
m r S ?的正负号（或零） （1）电解水生成H 2和O 2；（2）H 2O （g ）273K H 2O （l ）； （3）H 2O （l ）268K H 2O （s ） 答：各变化量的符号如下表所示
5．SiC 是耐高温材料，问以硅石（SiO 2）为原料，在标准状态和298K 时能否制得SiC 。 解 SiO 2 + C = SiC + O 2
Θ
?m
f G kJ ·mol –1–856.67 0 –62.76 0 -1mol J k 91.793)67.856(76.62?=---=Θ
?m r G ＞ 0。
结论：不能在此条件下制备SiC 。
6．由二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法 （1）MnO 2（s ）+ 2H 2（g ）= Mn （s ）+ 2H 2O （g ）
Θm
r H ?=37.22 kJ ·mol –1Θ
m r S ?=94.96J ·mol –1·K –1 （2）MnO 2（s ）+2 C （s ）= Mn （s ）+ 2CO （g ）
Θm
r H ?=299.8 kJ ·mol –1；Θ
m r S ?=363.3J ·mol –1·K –1 试通过计算确定上述两个反应在298K 、标态下的反应方向？如果考虑工作温度越低越好，则采用那种方法较好？
解：（1）MnO 2(s)+2H 2 (g)=Mn(s)+2H 2O(g)
△r G Θm =△r H Θm －T △r S Θm =37.22kJ ·mol –1
－298×
94.96×10–
3=8.922 (kJ ·mol –1) (2)MnO 2(s)+2C(s)=Mn(s)+2CO(g)
△r G Θm =△r H Θm －T △r H Θm =299.8― 298×
363.3×10–
3=191.5 kJ ·mol –1 上述两个反应的Θ
?m r G 均大于0，所以298K ，100 kPa 下反应都不能自发正向进行。
95.3911096.9422.373
1
=?=??≈-Θ
Θ
m r m r S H T 转（K ） 2.82510
3.3638
.299T 3
2=?≈
-转（K ） 答：若考虑工作温度越低越好，易采用方程（1）的方法。 7．汞的冶炼可采用朱砂（HgS ）在空气中灼烧
2HgS （s ）+ 3O 2（g ）= 2HgO （s ）+ 2SO 2（g ） 而炉中生成的HgO 又将按下式分解
2HgO （s ）= 2Hg （g ）+ O 2（g ）
试估算炉内的灼烧温度不得低于多少时，才可以得到Hg （g ）？
已知HgS （s ），HgO （s ）的Θm f H ?分别是–58.2kJ ·mol –
1，–90.83kJ ·mol –
1；Θ
m
f G ?分别是–50.6，–58.56（kJ ·mol –
1）；Θm S 分别是82.4J ·mol –
1·K
–1
和70.29 J ·mol –
1·K –
1。
解：查表得 2HgS （s ）+ 3O 2=2HgO +2SO 2
Θ
?m
f H /（kJ ·mol –1）–58.2 0 – 90.83 –297.04 Θ
m
S /（J ·mol –1·K –1）82.4 205.03 70.29 248.11 -1
mol J k 34.6590)2.58(2)83.90(2)04.297(2?-=--?--?+-?=?Θ
m r H 11K mol J 09.1434.82203.205329.70211.2482--Θ?-=?-?-?+?=?m r S Θ
?m r H ＜０；Θ
?m r S ＜ 0 ，低温自发，高温非自发。
K 7.460710
09.14332.6593
=?=??=-ΘΘ
m r m r S H T 转 结论（1）：当升温至T ＞ 4607.7K 时, 反应由自发转变为非自发。
2HgO （s ） = 2Hg （l ）+O 2（g ）
Θ
?m f H kJ ·mol –1– 90.83 61.32 0 Θm
S J ·mol –1·K –1 70.29 174.85 205.03
()-1mol kJ 0.30483.902032.612?=-?-+?=?Θm r H
11K mol J 15.41429.70203.205185.1742--Θ?=?-?+?=?m r S
Θ?m
r H ＞０；Θ
?m r S ＞ 0 ，低温非自发，高温自发。 K 29.73410
15.4140.3043
=?=??=-ΘΘm r m r S H T 转； 结论（２）当升温至T ＞ 740.29K 时, 反应由非自发转变为自发进行。 所以，当740.29K ＜T ＜ 4607.77K 时。才可得到Hg(g)。
8．汽车尾气中含有CO ，能否用热分解的途径消除它？ 已知热分解反应为CO （g ）= C （s ）+
2
1O 2（g ），该反应的Θ
m r H ?=110.5 kJ ·mol –1，Θ
m
r S ?=–89J ·mol –1·K –1。
解:∵△r G Θm =△r H Θm – T △r S Θm ，此反应△r H Θm ＞0，△r S Θm ＜0∴△r G Θ
m 永远大于零，说
明此反应在任何温度下反应都不能自发进行，又因1mol kJ 173.0K)298(-?=Θ?m r G >> 0，
ΘK 很小（9.5×10–25），平衡产率很低，故不能用热解法除CO 。
9．在298K ，100kPa 条件下，金刚石和石墨的标准熵分别为2.45 J ·mol –
1·K
–1
和5.71
J ·mol –
1·K –
1，它们的燃烧反应热分别为–395.40 kJ ·mol
–1
和–393.51 kJ ·mol –
1，试求：
（1）在298K ，100kPa 条件下，石墨变成金刚石的Θm r G ?。
（2）说明在上述条件下，石墨和金刚石那种晶型较为稳定？
解: 已知:S Θm (石)=5.71J·mol 1·K –
1, S Θm
(金)=2.45 J·mol –
1·K –
1
C (石)+O 2(g)=CO 2(g) △r H Θm (1)=–39351 kJ·
mol –
1 C (金)+O 2(g)=CO 2(g) △r H Θm (2)=–395.40 kJ·
mol –
1 方程(1) —方程(2)得方程（3）C (石)→C （金）根据Hess 定律
该反△r H Θm (3)=△r H Θm (1)–△r H Θ
m (2) = –393.51–(–395.40)=1.89 kJ·
mol –
1 △r S Θm
=2.45–5.71=–3.26 J·mol –1·K –1
△r G Θm =△r H Θm –T △r S Θm =1.89–298×
(–3.26)×10–3=2.86 kJ·mol –1 ∵△r G Θm >0 ∴298K, 100kPa 下,石墨较稳定
10．计算合成氨反应 N 2（g ）+ 3H 2（g ）= 2NH 3（g ）在673K 时的标准平衡常数，并指出在673K ，下列三种情况下反应向何方向进行？
（1）p （NH 3）= 304kPa ，p （N 2）= 171kPa ，p （H 2）= 2022kPa ； （2）p （NH 3）= 600kPa ，p （N 2）= 625kPa ，p （H 2）= 1875kPa ； （3）p （NH 3）= 100kPa ，p （N 2）= 725kPa ，p （H 2）= 2175kPa ；
解：首先用热力学数据求出Θ
K 。 查表得 N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g)
△r H Θm /（ kJ ?mol –1） 0 0 –46.11
S Θm /（J ·mol –1·K –1）191.50130.57 192.34
△r H Θm =2×
（–46.11）=–92.22 kJ·mol –1 △r S Θm =2×
192.34–3×130.57–191.50=–198.53 J·mol –1·K –1
△r G Θm (673K)=△r H Θm –T △r S Θ
m =–92.22×
–(–198.53)×10–3 =41.39kJ·mol –
1·K –
1
Θ
K ln =RT
G m r Θ
?-=67310314.839.413??--=–7.397 ；
K Θ=6.13×10–4，再求出各条件下的P J ，与Θ
K 进行比较。 (1)J 1=
()()
3
2
2022171
)304(Θ
ΘΘp p p =6.5×10–
4J 1>K Θ
∴反应逆向进行
在计算压力商（J ）时，各项一定要用相对压力，而且注意分子和分母的单位要一致，在此单位用的是kPa ，得出的结果J 与K Θ
进行比较后，做出判断。
(2)J 2=
()()
3
2
1875625)600(ΘΘ
Θp p p =8.7×10–
4J 2>K Θ
∴逆向进行
(3)J 3=
()()
3
2
2175725)100(ΘΘ
Θp p p =1.0×10–
5J 3 ∴正向进行 11．试通过计算说明1000K 时能否用碳将Fe 2O 3、Cr 2O 3和CuO 中的金属还原出来？ 解：(1)2Fe 2O 3+3C=4Fe +3CO 2 △f H Θm /（kJ ? mol –1 ） 824.25 0 0 393.51 S Θm /（J ? mol – 1·K – 1） 87.40 5.74 27.28 213.64 △r H Θm =3× (393.51)–2×(824.25) = – 467.97 kJ·mol –1 △r S Θm =3×213.64+4×27.28–3×5.74–2×87.40=558.02 J mol –1·K –1 △r G Θm =△r H Θm –T △r S Θm =– 467.97–1000× 558.02×10–3=– 1025.99 kJ·mol –1 ∵△r G Θm <0，∴1000K 可用C 还原出Fe 。 (2) 2Cr 2O 3 + 3C= 4Cr + 3CO 2 △f H Θm /（kJ ? mol –1） 1139.72 0 0 393.51 S Θm /（J ·mol –1·K –1）81.17 5.74 23.77 213.64 △r H Θm =3× (393.51)–2×(1139.72)=–1098.91 J·mol – 1 △r S Θm =3× 213.64+4×23.77–3×5.74–81.17×2=556.44 J·mol –1·K –1 △r G Θm =–1098.91–1000× 556.44 ×10–3 =–1655.35 J·mol – 1 △r G Θm <0，∴可用C 还原出Cr 。 (3) 2CuO + C = 2Cu + CO 2 △r H Θm /（kJ ? mol –1）157.32 0 0 393.51 S Θm /（J ·mol –1·K –1）48.63 5.74 33.15 213.64 △r H Θm =3× (393.51)–2×(157.32)=865.89 J·mol –1 △r S Θm =213.64+2×33.15–5.74–2×48.63=176.94 J·mol –1·K –1 △ r G Θm =865.89–1000× 176.94 ×10–3=688.95 kJ· mol – 1 △r G Θm >0，∴不能用C 还原出Cu 12．已知SiF 4（g ）、SiCl 4（g ）的标准生成吉布斯函数（Θm f G ?）分别为–1506和–569.8 （kJ ·mol – 1），试用计算说明为什么HF （g ）可以腐蚀SiO 2，而HCl （g ）则不能？ 解：4HF(g) + SiO 2(g) = SiF 4(g) + 2H 2O(1) △f G Θm /（kJ ? mol –1）–273.22 –856.67 1506 –237.18 Δr G Θm =2× (–237.18)+(1506)–(–856.67)–4×(–273.22)=–30.81 kJ·mol – 1 Δr G Θm <0，∴反应可正向进行，HF 可被用来腐蚀SiO 2。 4HCl(g)+SiO 2(g)=SiCl 4(g)+2H 2O(l ) △f G Θm /（kJ ? mol –1）–95.30 –856.67 –617.01–237.18 △r G Θm =2× (–237.18)+(–569.8)–(–856.67)– 4×(–95.30) =193.71 kJ· mol –1 ∵△r G Θm >0 ∴不能正向进行，HCl 不能被用来腐蚀SiO 2。 13．试通过计算说明，为什么用BaCO 3热分解制取BaO ，反应温度要在1580K 左右，而将BaCO 3与碳黑或碎炭混合，按下式反应： BaCO 3（s ）+ C （s ）= BaO （s ）+ 2CO （g ） 则所需温度可显著降低。已知BaCO 3（s ）和BaO （s ）的Θ m f H ?分别是–1216kJ ·mol – 1， –548.1 kJ ·mol – 1；Θm S 分别是112 J ·mol – 1·K –1 和72.09J ·mol – 1·K – 1。 解： BaCO 3 = BaO + CO 2 无机化学第四版课后习题答案 无机化学课后习题答案 第1章化学反应中的质量关系和能量关系习题参考答案 1．解：1.00吨氨气可制取2.47吨硝酸。 2．解：氯气质量为2.9×103g。 3．解：一瓶氧气可用天数 ４．解： = 318 K ℃ ５．解：根据道尔顿分压定律 p(N2) = 7.6?104 Pa p(O2) = 2.0?104 Pa p(Ar) =1?103 Pa ６．解：（1）0.114mol; （2） （3） 7.解：（1）p(H2) =95.43 kPa （2）m(H2) = = 0.194 g 8.解：（1）ξ = 5.0 mol （2）ξ = 2.5 mol 结论: 反应进度(ξ)的值与选用反应式中的哪个物质的量的变化来进行计算无关，但与反应式的写法有关。 9.解：U = Q p -p V = 0.771 kJ 10.解：（1）V1 = 38.310-3 m3= 38.3L （2）T2 = = 320 K （3）-W = - (-p?V) = -502 J （4）?U = Q + W = -758 J （5）?H = Q p = -1260 J 11.解：NH 3(g) + O2(g) NO(g) + H2O(g)= - 226.2 kJ·mol-1 12.解：= Q p = -89.5 kJ = -?nRT = -96.9 kJ 13.解：（1）C (s) + O2 (g) →CO2 (g) = (CO2, g) = -393.509 kJ·mol-1 CO (g) + C(s) → CO(g) 2 = 86.229 kJ·mol-1 CO(g) + Fe2O3(s) →Fe(s) + CO2(g) = -8.3 kJ·mol-1 各反应之和= -315.6 kJ·mol-1。 （2）总反应方程式为 C(s) + O2(g) + Fe2O3(s) →CO2(g) + Fe(s) = -315.5 kJ·mol-1 由上看出：(1)与(2)计算结果基本相等。所以可得出如下结论：反应的热效应只与反应的始、终态有关，而与反应的途径无关。 14．解：（3）=（2）×3-（1）×2=-1266.47 kJ·mol-1 15．解：（1）Q p ===4(Al2O3, s) -3(Fe3O4, s) =-3347.6 kJ·mol-1 （2）Q =-4141 kJ·mol-1 16．解：（1） =151.1 kJ·mol-1 （2） = -905.47 kJ·mol-1（3） =-71.7 kJ·mol-1 17.解：=2(AgCl, s)+(H 2O, l)-(Ag2O, s)-2(HCl, g) (AgCl, s) = -127.3 kJ·mol-1 18.解：CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) = (CO 2, g) + 2(H2O, l)-(CH4, g) = -890.36 kJ·mo -1 Q p = -3.69?104kJ 物管部无机化学复习资料 1．（本题10分）称取某混合碱试样（NaOH和Na2CO3或NaHCO3和Na2CO3）0.6021g，溶于水，加酚酞指示剂，用0.2012mol·L－1HCl溶液滴定至终点，消耗了32.00mL 。然后加入甲基橙指示剂，继续滴加HCl溶液至终点，又耗去10.00mLHCl溶液，问试样中含有何种组分，计算各组分的质量分数。（已知NaOH、NaHCO3、Na2CO3的摩尔质量分别为40.0、84.0、106.0g·mol－1） 2．（本题10分）在1mol·L-1CuSO4溶液中含有少量的Fe3+杂质，pH值控制在什么范围才能除去Fe3+ ?已知K sp? [ Fe(OH)3]= 2.6×10-39，K sp?[Cu(OH)2]= 5.6×10-20 3．（本题10分）已知：Cr2O72－＋14H＋＋6 e－→2Cr3＋＋7H2O ；E?＝1.33V Fe3＋＋e－→Fe2＋；E?＝0.771V （1）判断下列反应的方向： Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋─→2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O （2）将这两个半电池组成一个原电池，请写出该原电池的电池符号，标明正负极。计算其标准电动势。 （3）当c(H＋)＝10mol·L－1，其它离子浓度均为1mol·L－1时，计算该电池的电动势。 4．（本题10分）若使0.1mol AgI（s）溶解于1L KCN 溶液中（假设溶液体积不变），KCN 的浓度至少为多少？（已知K sp?（AgI）＝8.52×10-17，K?（[Ag(CN)2]－）＝1.3×1021） 5．（本题10分）已知下列反应H2O(g) + C(石墨) = CO2(g) + H2(g)的?r H m?=131.3 kJ·mol-1，?r S m?= 133.9 J·K-1·mol-1 ，求298K和1374K的?r G m?，并判断反应的自发性。 1、（本题8分）已知H2(g) ＋1/2O2(g) ＝H2O(g) ΔHof298(KJ?molˉ1) 0 0 –241.8 So298 (J?molˉ1?Kˉ1) 130.6 205.0 188.7 试分别计算反应在298K和373K时的Δr G mo和K0。 2．（本题8分）某溶液中Zn2+、Fe3+的浓度分别为0.10和0.010mol·L-1，欲用NaOH使Fe3+沉淀完全，而Zn2+留在溶液中，请计算溶液的pH值应控制在何范围？{已知Zn(OH)2和Fe(OH)3的K sp 3.0×10-17和2.79×10-39}。 3．（本题8分）称取混合碱试样（NaOH和Na2CO3或NaHCO3和Na2CO3）1.200g，溶于水，加酚酞指示剂，用0.5000mol·L－1 HCl溶液滴定至终点，消耗了30.00mL 。然后加入甲基橙指示剂，继续滴加HCl溶液至终点，又耗去5.00mLHCl溶液，问试样中含有何种组分，计算各组分的质量分数。（已知NaOH、NaHCO3、Na2CO3的摩尔质量分别为40.01、84.0、106.0g·mol－1） 第13章 氢和稀有气体 13-1 氢作为能源，其优点是？目前开发中的困难是什么？ 1、解：氢作为能源，具有以下特点： （1）原料来源于地球上储量丰富的水，因而资源不受限制； （2）氢气燃烧时放出的热量很大； （3）作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水，不会污染环境； （4）有可能实现能量的储存，也有可能实现经济高效的输送。 发展氢能源需要解决三个方面的问题：氢气的发生，氢气的储备和氢气的利用 13-2按室温和常压下的状态（气态 液态 固态）将下列化合物分类，哪一种固体可能是电的良导体？ BaH 2;SiH 4;NH 3;AsH 3;PdH 0.9;HI 13-3试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。 3、解：从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。 13-4试说明稀有气体的熔点 、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？ 4、解：氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。 这主要是由于惰性气体都是单原子分子，分子间相互作用力主要决定于分子量。分子量越大，分子间相互作用力越大，熔点沸点越来越高。 密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大，而单位体积中原子个数相同。 13-5你会选择哪种稀有气体作为：（a ）温度最低的液体冷冻剂；（b ）电离能最低 安全的放电光源；（c ）最廉价的惰性气氛。 13-6用价键理论和分子轨道理论解释HeH 、HeH + 、He 2+ 粒子存在的可能性。为什么氦没有双原子分子存在？ 13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型： (a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF 7、 解： 4XeF 平面四边形 2XeF 直线形 3XeO 三角锥 XeO 直线形 若在几十年前，我们的父辈们或许还可以告诉我们，未来从事怎样的职业，会有很好的发展，不至于失业。而如今，他们大抵再也不能如此讲话了，只因这个世界变化的如此之快，在这变化面前，他们大概比我们还要慌乱，毕竟他们是从传统的时代走来的，这个更新换代如此迅速的世界只会让他们措手不及。 但是，虽然如此，他们却可以告诉我们一条永远也不会过时的生存法则，那就是掌握不断学习的能力。 所以，经过各种分析考量我终于选择了考研这条路，当然，这是只是，千万条路中的一条。只不过我认为，这条路可操作性比较强，也更符合我们当下国情。幸运的是，我如愿以偿，考到自己希望的学校。 一年的努力奋斗，让自己从此走上了截然不同的人生道路。 秋冬轮回，又是一年春风吹暖。 在看到录取名单之后，我终于按捺不住发了我一条朋友圈，庆祝考研胜利。当时收到了很多平时不太联系的同学，发来的询问信息，这也促使我想将我的备考经验写下来，希望真的可以帮助接下来备考的学弟学妹们！ 因为想要讲的话太多，所以这篇文章会比较长，希望各位能够一点点看完。或许会从我的经验教训中找到自己的方向以及方法来面对考研。 在结尾处会奉上我的学习资料供大家下载。 湖南师范大学材料与化工专考研初试科目：(101)思想政治理论(204)英语二(302)数学二(846)无机化学或(847)分析化学或(848)有机化学或(970)化工原理 湖南师范大学材料与化工专考研参考书目： 北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机教研室编写的《无机化学》，高等教育出版社。 吉林大学、武汉大学、南开大学，宋天佑等编写的《无机化学》，高等教育出版社。 王积涛，张宝申，王永梅，胡青眉。有机化学（第二版），南开大学出版社, 2003。 何红运等编，本科化学实验（一），湖南师范大学出版社，2008。 先说英语吧。 词汇量曾经是我的一块心病，跟我英语水平差不多的同学，词汇量往往比我高出一大截。从初中学英语开始就不爱背单词。在考研阶段，词汇量的重要性胜过四六级，尤其是一些熟词僻义，往往一个单词决定你一道阅读能否做对。所以，一旦你准备学习考研英语，词汇一定是陪伴你从头至尾的一项工作。 考研到底背多少个单词足够？按照大纲的要求，大概是5500多个。实际上，核心单词及其熟词僻义才是考研的重点。单词如何背？在英语复习的前期一定不要着急开始做真题，因为在单词和句子的基础非常薄弱的情况下，做真题的效果是非常差的。刚开始复习英语的第一个月，背单词的策略是大量接触。前半月每天两个list，大概150个单词左右，平均速度大概1分钟看1个，2个半小时可以完成一天的内容。前一个月可以把单词过两遍。 历年的英语真题，单词释义题都是高频考点，这一点在完型中体现的非常突出，不仅是是完型，其实阅读中每年也都有关于单词辨析的题目，掌握了高频单词，对于做题的帮助还是非常大的，英语真题我用的是木糖英语真题手译。 16. 完成并配平下列反应式： （1）H2S+H2O2→ （2）H2S+Br2→ （3）H2S+I2→ （4）H2S+O2→ +H+→ （5）H2S+ClO- 3 （6）Na2S+Na2SO3+H+→ （7）Na2S2O3+I2→ （8）Na2S2O3+Cl2→ （9）SO2+H2O+Cl2→ （10）H2O2+KMnO4+H+→ （11）Na2O2+CO2→ （12）KO2+H2O→ （13）Fe(OH)2+O2+OH-→ （14）K2S2O8+Mn2++H++NO- → 3 （15）H2SeO3+H2O2→ 答：（1）H2S+H2O2=S+2H2O H2S+4H2O2（过量）=H2SO4+4H2O （2）H2S+Br2=2HBr+S H2S+4Br2（过量）+4H2O=8HBr+H2SO4 （1）H2S+I2=2I-+S+2H+ （2）2H2S+O2=2S+2H2O （3）3H2S+ClO3-=3S+Cl-+3H2O （4）2S2-+SO32-+6H+=3S+3H2O （5）2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI （6）Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl （7）SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl （8）5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++5O2+8H2O （9）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 （10）2KO2+2H2O=2KOH+O2+H2O2 （11）4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3 （12）5S2O82-+2Mn2++8H2O=10SO42-+2MnO4-+16H+（13）H2SeO3+H2O2=H2SeO4+H2O 第一章 化学反应中的质量与能量关系 重要概念 1、系统:客观世界就是有多种物质构成的,但我们可能只研究其中一种或若干物质。人为地将一部分物质与其她物质分开,被划分的研究对象称为系统。 2、相:系统中具有相同物理性质与化学性质的均匀部分称为相。 3、状态:就是指用来描述系统的诸如压力P 、体积V 、温度T 、质量m 与组成等各种宏观性质的综合表现。 4、状态函数:用来描述系统状态的物理量称为状态函数。 5、广度性质:具有加与性,如体积,热容,质量,熵,焓与热力学能等。 6、强度性质:不具有加与性,仅决定于系统本身的性质。如温度与压力,密度等。 系统的某种广度性质除以物质的量或者质量之后就成为强度性质。强度性质不必指定物质的量就可以确定。 7.热力学可逆过程:系统经过某种过程由状态1到状态2之后,当系统沿着该过程的逆过程回到原来状态时,若原来的过程对环境产生的一切影响同时被消除(即环境也同时复原),这种理想化的过程称为热力学的可逆过程。 8.实际过程都就是不可逆的,可逆过程就是一种理想过程。 9.化学计量数:0=∑B VB Ｂ表示反应中物质的化学式,ＶＢ就是B 的化学计量数, 量纲为一;对反应物取负值,生成物取正值。 10.化学计量数只表示当安计量反应式反应时各物质转化的比例数,并不就是各反应物质在反应过程中世界所转化的量。 11.反应进度ξ:b b v /n ?=?ξ 对于化学反应来讲,一般选未反应时,0=ξ 引入反应进度这个量最大的优点就是在反应进行到任意时刻时,可用任一反应物或产物来表示反反应进行的程度,所得的值总就是相等的。 12.习惯对不注明温度与压力的反应,皆指反应就是在298、15K,100kPa 下进行的。 13.一般没有特别的注明,实测的反应热(精确)均指定容反应热,而反应热均指定压反应热。 14.能量守恒定律:在任何过程中,能量不会自生自灭,只能从一种形式转化为另一种形式,在转化过程中能量的总值不变。也叫做热力学第一定律。ΔU=Q+W 15.热力学能具有状态函数的特点:状态一定,其值一定。殊途同归,值变相等。周而复始,值变为零。 16.系统与环境之间由于存在温差而交换的热量称为热。若系统吸热值为正,若系统放热值为负。 17.系统与环境之间除了热以外其她形式传递的能量都称为功。系统得功为正,系统做功为负。在一定条件下由于系统体积的变化而与环境交换的功称为体积功?-=pdV W ,除体积功以外的一切功称为非体积功如电功。 18.功与热都就是过程中被传递的能量,它们都不就是状态函数,其数值与途径有关。而热力学第一定律中的热力学能的改变量只有过程的始态与终态决定,而与过程的具体途径无关。 19.化学反应热就是指等温过程热,即当系统发生了变化后,使反应产物的温度回到反应前始态的温度,系统放出或吸收的热量。 无机化学复习题（1-9章） 一、填空题 1．填写适合下列条件的元素名称(以元素符号表示)。 (1)含有半满p亚层的第四周期元素原子_________； (2)某元素最外层有2个电子的量子数为n=4, l=0和6个电子的量子数为n=3, l=2 ____________。 2．NO3-的等电子体是__ 。 3．Cr原子的价电子组态是。 4．在CO、HF、H2O等化合物中存在氢键的是，分子偶极矩最小的是。 5．Ni(CO)4的几何构型是，杂化轨道类型为。 6．已知NO2(g)＋CO(g) == NO(g)＋CO2(g)为基元反应，其质量作用定律表达式为，反应的级数为。 7. 酸碱指示剂是一种借助自身颜色变化来指示溶液pH值的化学物质,它一般是复杂的有机分子,并且 都是（）或（）。 8. 封闭体系在等温等压条件下向环境可能做的最大有用功等于（）。 9. 配合物的分裂能Δ值的大小与配位体有关，在八面体场中CN-与 H2O相比前者是强场配位体，有 较大的Δ值。[Co(CN)6]3-将吸收可见光中波长较（）的光，而[Co(H2O)6]3-将吸收可见光中波长较（）的光。 10. 某原子质子数为51，中子数为28，此原子的原子序数为( )，名称符号为( )，基态价 电子构型为 ( )。 11. 已知反应S2O82- + 2I- = 2SO42- + I2的速率方程为r= kc(S2O82-)c(I-)，则该反应为( )。 12．对于一个封闭体系,从始态到终态时内能的变化等于( )和( )的差额。 13．正反应的活化能（）于逆反应的活化能，则反应热效应ΔH <0；温度升高，平衡常数（）。 14．分子内氢键可使物质的熔、沸点（），分子间氢键可使物质的熔、沸点（）。 15．根据杂化轨道理论，BF3分子的空间构型为( )，NF3分子的空间构型为( )。 16. 同素异形体或同分异构体的标准熵值（）。 17．溶剂水是酸HF, HBr, HI的（）试剂，是酸HCl, CH3COOH, HCN的（）试剂。 第二章物质的状态 习题 2.1 什么是理想气体？实际气体在什么条件下可用理想气体模型处理？ 2.2 为什么家用加湿器都是在冬天使用，而不在夏天使用？ 2.3 常温常压下，以气体形式存在的单质、以液体形式存在的金属和以液体形式存在的 非金属单质各有哪些？ 2.4 平均动能相同而密度不同的两种气体，温度是否相同？压力是否相同？为什么？ 2.5 同温同压下，N2和O2分子的平均速度是否相同？平均动能是否相同？ 2.6试验测得683K、100kPa时气态单质磷的密度是2.64g·dm－3。求单质磷的分子量。2.71868年Soret用气体扩散法测定了臭氧的分子式。测定结果显示，臭氧对氯气的扩散速 度之比为1.193。试推算臭氧的分子量和分子式。 2.8常压298K时，一敞口烧瓶盛满某种气体，若通过加热使其中的气体逸出二分之一，则 所需温度为多少？ 2.9氟化氙的通式为XeF x（x＝2、4、6…），在353K、1.56×104Pa时，实验测得某气态氟 化氙的密度为0.899g·dm－3。试确定该氟化氙的分子式。 温度为300K、压强为3.0×1.01×105Pa时，某容器含，每升空气中水汽的质量。 （2）323K、空气的相对湿度为80％时，每升空气中水汽的质量。 已知303K时，水的饱和蒸气压为4.23×103Pa； 323K时，水的饱和蒸气压为1.23×104Pa。 2.10在303K，1.01×105Pa时由排水集气法收集到氧气1.00dm3。问有多少克氯酸钾按 下式分解？ 2KClO3 === 2KCl ＋3O2 已知303K时水的饱和蒸气压为4.23×103Pa。 2.11298K，1.23×105Pa气压下，在体积为0.50dm3的烧瓶中充满NO和O2气。下列反 应进行一段时间后，瓶内总压变为8.3×104Pa，求生成NO2的质量。 2NO ＋O2 === 2NO2 2.12一高压氧气钢瓶，容积为45.0dm3，能承受压强为3×107Pa，问在298K时最多可 装入多少千克氧气而不致发生危险？ 无机化学（上） 知识点总结 第一章 物质存在的状态 一、气体 1、气体分子运动论的基本理论 ①气体由分子组成，分子之间的距离>>分子直径； ②气体分子处于永恒无规则运动状态； ③气体分子之间相互作用可忽略，除相互碰撞时； ④气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。碰撞时总动能保持不变，没有能量损失。 ⑤分子的平均动能与热力学温度成正比。 2、理想气体状态方程 ①假定前提：a 、分子不占体积；b 、分子间作用力忽略 ②表达式：pV=nRT ；R ≈8.314kPa 2L 2mol 1-2K 1- ③适用条件：温度较高、压力较低使得稀薄气体 ④具体应用：a 、已知三个量，可求第四个； b 、测量气体的分子量：pV=M W RT （n=M W ） c 、已知气体的状态求其密度ρ：pV=M W RT →p=MV WRT →ρMV RT =p 3、混合气体的分压定律 ①混合气体的四个概念 a 、分压：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同体积时的压力； b 、分体积：相同温度下，某组分气体与混合气体具有相同压力时的体积 c 、体积分数：φ= 2 1 v v d 、摩尔分数：xi= 总 n n i ②混合气体的分压定律 a 、定律：混合气体总压力等于组分气体压力之和； 某组分气体压力的大小和它在混合气体中体积分数或摩尔数成正比 b 、适用范围：理想气体及可以看作理想气体的实际气体 c 、应用：已知分压求总压或由总压和体积分数或摩尔分数求分压、 4、气体扩散定律 ①定律：T 、p 相同时，各种不同气体的扩散速率与气体密度的平方根成反比： 2 1 u u =21p p =2 1 M M (p 表示密度) ②用途：a 、测定气体的相对分子质量；b 、同位素分离 二、液体 《无机化学》(上)习题答案 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 第1章 原子结构与元素周期律 1-1在自然界中氢有三种同位素，氧也有三种同位素，问：总共有多少种含有不同核素的水分子？由于3H 太少，可忽略不计，问：不计3H 时天然水中共有多少种同位素异构水分子？ 解： 共有18种不同核素的水分子 共有9种不同核素的水分子 1-2．答：出现两个峰 1-3用质谱仪测得溴的两种天然同位素的相对原子质量和同位素丰度分别为 79Br 78.9183 占 50.54%，81Br 80.9163 占 49.46%，求溴的相对原子质量。 解： 1-4铊的天然同位素203Tl 和205Tl 的核素质量分别为202.97u 和204.97u ，已知铊的相对原子质量为204.39，求铊的同位素丰度。 解： 设203Tl 的丰度为X ，205Tl 的丰度为1-X 204.39 = 202.97X + 204.97(1-X) X= 29.00% 1-5等质量的银制成氯化银和碘化银，测得质量比m （AgCl ）：m （AgI ）= 1：1.63810，又测得银和氯的相对原子质量分别为107.868和35.453，求碘的原子量。 解： X= 126.91 1-8为什么有的元素原子量的有效数字的位数多达9位，而有的元素的原子量的有效数字的位数却少至3～4位？ 答：单核素元素只有一种同位素，因而它们的原子量十分准确。而多核素元素原子量的准确性与它们同位素丰度的测量准确性有关（样品的来源、性质以及取样方式方法等）。若同位素丰度涨落很大的元素，原子量就不可能取得很准确的数据。 1-13．解：（1）r=c /λ=(3×108)/(633×10-9) = 4.74×1014 Hz 氦-氖激发是红光 （2）r=c/λ=(3.0×108)/(435.8×10-9) = 6.88×1014 Hz 汞灯发蓝光 18)33(313131323=+ ?=?+?c c c c 9 )21(313121322=+?=?+?c c c c 91.79%46.499163.80%54.509183.78)Br (=?+?=Ar X 107.86835.453107.86863810.11)AgI ()AgCl (++== m m 《无学化学》复习题答案 一、是非题：请在各题括号中，用“√”、“×”分别表示题文中叙述是否正确。(√) 1. 电子云是描述核外某空间电子出现的几率密度的概念。 （√）2. 同种原子之间的化学键的键长越短，其键能越大，化学键也越稳定。（√）3.系统经历一个循环，无论多少步骤，只要回到初始状态，其热力学能和焓的变化量均为零。 （√）4. AgCl在NaCl溶液中的溶解度比在纯水中的溶解度小。 （×）5. 原子轨道的形状由量子数m决定，轨道的空间伸展方向由l决定。 二、选择题 （1）某元素原子基态的电子构型为1s22s22p63s23p5，它在周期表中的位置是：a a．p区ⅦA族b．s区ⅡA族c．ds区ⅡB族d．p区Ⅵ族 （2）下列物质中，哪个是非极性分子：b a．H2O b．CO2c．HCl d．NH3 （3）极性共价化合物的实例是：b a．KCl b．HCl c．CCl4d．BF3 （4）下列物质凝固时可以形成原子晶体的是：c a. O2 b. Pt, c. SiO2 d. KCl （5）在298K，100kPa下，反应2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1) Δr H mΘ= -572 kJ·mol-1则H2O(l)的Δf H mΘ为：d a．572 kJ·mol－１b．-572 kJ·mol－１c．286 kJ·mol－１d．-286 kJ·mol－１（6）定温定压下，已知反应B＝A的反应热为Δr H m1Θ，反应B＝C的反应热为Δ r H m2Θ，则反应A＝C的反应热Δr H m3Θ为：d a．Δr H m1Θ+Δr H m2Θb．Δr H m1Θ－Δr H m2Θ c．Δr H m1Θ+2Δr H m2Θd．Δr H m2Θ－Δr H m1Θ （7）已知HF（g）的标准生成热Δf H mΘ= -565 kJ·mol-1，则反应H2(g)+F2(g)=2HF(g) 的Δr H mΘ为：d 练习题 1、在一定温度和压力下，混合气体中某组分的摩尔分数与体积分数不相等。【1】答：（错） 2、在恒温恒压下，某化学反应的热效应Q p=△H＝H2－H1，因为H是状态函数，故Q p也是状态函数。【2】答：（错） 3、因为△r G(T)=-RTlnK，所以温度升高，K减小。【3】答：（错） 4、反应CaCO 3(s)CaO(s)+CO2(g)，当p(CO2)减少，或加入CaCO3(s)，都能使反应向右进行。【4】答：（错） 5、NaHS水溶液显酸性。【5】答：（错） 6、在Na3PO4溶液中，c(Na+)恰是c(PO43-)的3倍。【6】答：（错） 7、当溶液的pH值为4时，Fe3+能被沉淀完全。【7】答：（对） 8、配合物的配体中与形成体直接相连成键的原子称为配位原子。【8】答：（对） 9、从Cr和Mn的第二电离能相比较可知，Cr的第二电离能大于Mn的第二电离能，可以推测Cr的价电子排布为3d54s1，Mn的价电子排布为3d54s2。类似的情况在Cu与Zn，Mo与Tc之间也存在。【9】答：（对） 10、锑和铋为金属，所以它们的氢氧化物皆为碱。【10】答：（错） 11、反应1 2N2(g)+ 3 2H2(g)NH3(g)和2NH3(g)3H2(g)+N2(g)的标准平衡常数不相等。但是， 按上述两反应式计算平衡组成，则所得结果相同。【11】答：（） 12、0.10mol·L-1的某一有机弱酸的钠盐溶液，其pH=10.0，该弱酸盐的水解度为0.10%。【12】答：（对） 13、某溶液中c(HCl)=c(NaHSO4)=0.10mol·L-1，其pH值与0.10mol·L-1H2SO4(aq)的pH 值相等。【13】答：（对） 14、弱酸及其盐组成的缓冲溶液的pH值必定小于7。【14】答：（错） 15、MnS(s)+2HAc Mn2++2Ac-+H 2S反应的标准平衡常数 K=K(MnS)·[K(HAc)]2/[K(H2S)·K(H2S)]。【15】答：（对） 16、p区元素的原子最后填充的是np电子，因ns轨道都已充满，故都是非金属元素【16】 答：（错） 17、NaCl(s)中正、负离子以离子键结合，故所有金属氯化物中都存在离子键。【17】答：（错） 18、MgO的晶格能约等于NaCl晶格能的4倍。【18】答：（对） 19、常温下H2的化学性质不很活泼，其原因之一是H-H键键能较大。【19】答：（对） 20、氯的电负性比氧的小，因而氯不易获得电子，其氧化能力比氧弱。【20】答：（错） 21、Pd2++Cu Pd+Cu2+(1)，E Cu2++Fe Cu+Fe2+(2)，E Pd2++Fe Pd+Fe2+(3)，E 则E=E+E【21】答：（对） 22、E(Cr2O72-/Cr3+) 无机化学复习题 一、选择题（每题1分，共20分） （ ）1．已知H 2和He 的相对分子质量分别为2和4。2g H 2与2gHe 混合后体系的压力为3300kPa ，则混合气体中He 的分压为： A 、3300 kPa B 、2200 kPa C 、1100 kPa D 、1650 kPa （ ）2．关于氧的相对原子质量下列叙述正确的是： A 、 等于8O 16核素一个原子的质量 B 、等于氧的平均原子质量 C 、等于氧的平均原子质量与碳—12核素质量的121之比值 D 、等于一个氧原子的质量与碳—12核素质量的121之比值 （ ）3．下列关系式中错误的是： A 、H=U+PV B 、ΔU(体系)+ ΔU(环境)=0 C 、ΔG=ΔH-T ΔS D 、ΔG(正反应)×ΔG(逆反应)=1 （ ）4．反应 2NO 2(g)(红棕色)==N 2O 4(g)(无色) Δr H m <0 达平衡后，将体系的温度降低，则混合气体颜色： A 、变浅 B 、变深 C 、不变 D 、无法判断 （ ）5．反应 C(s)+O 2(g)===CO 2(g)，Δr H m <0 下列不能使正反应速度增大的措施是： A 、缩小体系的体积 B 、升高体系温度 C 、增大氧气的分压 D 、减小CO 2(g)的分压 （ ）6．在298K 的温度下石墨的标准生成自由能为： A 、等于零 B 、大于零 C 、小于零 D 、无法确定 （ ）7．NO(g)+CO(g)===2 1N 2(g)+CO 2(g) Δr H m = -373.4kJ ·mol -1 ，欲使有害气体NO 和CO 取得最高转化率，则应选择的操作是： A 、增大NO 浓度 B 、增大CO 浓度 C 、降低温度、增大压力 D 、使用高效催化剂 （ ）8．对于等温等压下进行的任一反应，下列叙述正确的是： A 、Δr S m 越小反应速度越快 B 、Δr H m 越小反应速度越快 C 、Δr G m 越小反应速度越快 D 、Ea 越小反应速度越快 （ ）9．下列四个量子数（依次为n ，l ，m ，m s ）不合理的一组是： A 、（3、1、0、+21） B 、（4、3、1、-2 1） C 、（4、0、0、+21） D 、（2、0、1、-2 1） （ ）10．下列四个量子数所描述的电子运动状态中，能量最高的电子是： A 、（4、1、0、+21） B 、（4、2、1、-2 1） C 、（4、0、0、+21） D 、（4、1、1、-2 1） （ ）11．下列分子中C 原子形成共价键时，原子轨道采取SP 3杂化的是： 广东药学院无机化学考试复习题 一、单项选择题（30分）(每题2分) [1] 已知A(s) + O2(g) = AO2(g) 平衡常数为K1；AO(g) + ?O2(g) = AO2(g) 平衡 常数为K2；反应A(s) + ?O2(g) = AO(g) 平衡常数为K3，它们之间的关系为( ) A、K1 = K2K3 B、K3 = K2K1 C、K2 = K1K3 D、K1 = K2/ K3 [2] 汽车散热器的冷却水在寒冷的天气常需加入适量的乙二醇或甘油，利用的是 溶液( )的性质。 A、沸点升高 B、凝固点降低 C、离子互斥 D、离子互吸 [3] 实验发现，一定浓度的蔗糖溶液的沸点都大于100℃，其最根本的原因是由于溶液 的( ) A、蒸汽压下降 B、电离 C、解离 D、具有挥发性 [4] 在一定的温度和压力下，如某可逆反应的ΔG<0，则该反应是( ) A、正反应自发进行 B、逆反应自发进行 C、反应处于平衡状态 D、正逆反应速率相等 [5] 一定温度下，放热反应CO(g) + H2O(g) ? CO2 (g) + H2(g) 已达平衡，若为了 提高CO 转化率可采用( ) A、压缩容器体积，增加总压力 B、扩大容器体积，减少总压力 C、升高温度 D、降低温度 [6] 500K时，反应SO2 (g)+1/2O2 (g) ? SO3 (g) 的K p = 50，在相同温度下，反 应 2SO3 (g) ? 2SO2 (g)+ O2 (g) 的K p必等于( ) A、100 B、2×10－2 C、2500 D、4×10－4 [7] 酸性溶液中，下列电极反应的标准电极电位如下，则氧化剂的氧化能力最强的是( ) Br2(l) + 2e ?2Br-Eθ=1.066V Cl2+ 2e ?2Cl- Eθ=1.358V MnO4-+ 8H++ 5e-?Mn2++ 4H2O Eθ=1.507V Fe3++ e ?Fe3+ Eθ=0.771V A、Br2 B、Cl2 C、MnO4- D、Fe3+ [8] 下列化合物中熔、沸点最高的是（） A、H2S B、H2Se C、H2O D、H2Te [9]Cu的价层电子排布是4s13d10而不是4s23d 9根据的是( ) A、保利不相容原理 B、屏蔽效应原理 第十一章电化学基础 11-1 用氧化数法配平下列方程式 （1）KClO3→KClO4+KCl （2）Ca5（PO4）3F+C+SiO2→CaSiO3+CaF2+P4+CO （3）NaNO2+NH4Cl →N2+NaCl+H2O （4）K2Cr2O7+FeSO4+ H2 SO4 →Cr2（SO4）3+ Fe2（SO4）3+ K2 SO4+ H2O （5）CsCl+Ca →CaCl2+Cs 解：（1）4KClO3 == 3KClO4+KCl （2）4Ca5（PO4）3F+30C+18SiO2 == 18CaSiO3+2CaF2+3P4+30CO （3）3NaNO2+3NH4Cl == 3N2+3NaCl+6H2O （4）K2Cr2O7+6FeSO4+ 7H2 SO4 ==Cr2（SO4）3+3 Fe2（SO4）3+ K2 SO4+7 H2O （5）2CsCl + Ca == CaCl2 + 2Cs 11-2 将下列水溶液化学反应的方程式先改为离子方程式，然后分解为两个半反应式：（1）2H2O2==2 H2O+O2 （2）Cl2 + H2O==HCl + HClO （3）3Cl2+6KOH== KClO3+5 KCl+3 H2O （4）2KMnO4+10 FeSO4+8 H2 SO4== K2 SO4+ 5Fe2(SO4)3+2MnSO4 + 8H2O （5）K2Cr2O7 + 3H2O2 + 4 H2 SO4== K2 SO4 + Cr2(SO4)3 + 3O2 + 7H2O 解：(1) 离子式：2H2O2==2 H2O+O2H2O2+2H++2e-==2 H2O H2O2－2e-== O2+2H+（2）离子式：Cl2 + H2O==H++ Cl－+ HClO Cl2+2e-==2 Cl – Cl2 + H2O－2e-==2H+ + 2HClO （3）离子式：3Cl2+6OH-== ClO3－+5Cl-+3 H2O Cl2 +2e-==2 Cl – Cl2+12OH－－10e-== 2ClO3－+6H2O （4）离子式：MnO4-+5 Fe2++8 H+ ==5 Fe3++ Mn2+ + 4H2O MnO4-+5 e-+8 H+ == Mn2+ + 4H2O Fe2+-e-== Fe3+（5 离子式：Cr2O72－+3H2O2+8 H+ == 2Cr3++3O2+ 7H2O Cr2O72－+ 6e-+14H+ == 2Cr3++ 7H2O H2O2－2e-== O2+2H+ 11-3. 用半反应法（离子-电子法）配平下列方程式 （1）K2Cr2O7+H2S+H2SO4——K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O （2）MnO42-+H2O2———O2+Mn2+（酸性溶液） （3）Zn+NO3-+OH-——NH3+Zn（OH）42- （4）Cr（OH）4-+H2O2——CrO42- （5）Hg+NO3-+H+——Hg22++NO 解：（1）K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4==K2SO4+Cr2(SO4)3+7H2O+3S （2）MnO42-+2H2O2+4H+==2O2+Mn2++4H2O （3）Zn + NO3－+3H2O + OH-==NH3 + Zn（OH）42- 第21章 p区金属 思考题 21-1如何制备无水AlCl3？能否用加热脱水的方法从AlCl3·6H2O中制取无水AlCl3？解：制备无水AlCl3，可采用干法，即用Al和Cl2在加热的条件下反应制得。 2Al + 3Cl2 === 2AlCl3 也可在HCl气氛下，由AlCl3·6H2O加热脱水得到。但不能直接由AlCl3·6H2O 加热脱水得到无水AlCl3，因为铝离子的强烈水解性，在加热过程中，发生水解，不能得到无水AlCl3。 21-2矾的特点是什么？哪些金属离子容易成矾？ 解：矾在组成上可分为两类：M I2SO4·M II SO4·6H2O（M I=K+、Rb+、Cs+和NH4+等， M II=Mg2+、Fe2+等）；M I M III(SO4)2·12H2O（M I=Na+、K+、Rb+、Cs+和NH4+等，M II=Al3+、Fe3+、Cr3+、Co3+、Ga3+、V3+等），都为硫酸的复盐，形成复盐后，稳定性增强，在水中的溶解性减小。 21-3 若在SnCl2溶液中含有少量的Sn4+，如何除去它？若在SnCl4溶液中含有少量Sn2+，又如何除去？ 解：(1) SnCl2中含有少量的Sn4+，可加入锡粒将其除去。发生的化学反应是： SnCl4＋Sn === 2SnCl2 (2) 在SnCl4中含有少量的Sn2+，可利用Sn2+的还原性，用H2O2将其氧化为Sn4+。 21-4比较Sb、Bi的硫化物和氧化物的性质，并联系第16章内容，总结归纳砷分族元素的氧化物及其水合物、硫化物的酸碱性、氧化还原性的递变规律。 解：砷分族元素的氧化物及其水合物的酸碱性和氧化还原性的递变规律与其对应的硫化物相似。即：从上到下，酸性减弱，碱性增强；+V氧化值的氧化性从上到下增强，+III 氧化值的还原性从上到下减弱；同一元素+V氧化值的酸性比+III氧化值的强。 21-5 说明三氯化铝在气态及在水溶液中的存在形式。 解：由于铝的缺电子性，三氯化铝在气体时以双聚分子形式存在Al2Cl6，但Al2Cl6溶于水后，立即离解为[Al(H2O)6]3+和Cl-离子，并强烈水解。 21-6 Al(CN)3能否存在于水溶液中[K a(HCN)=6.2×10-10]？配离子Al(CN)63-能否生成，为什么？ 解：由于Al3+的强烈水解性和HCN的弱酸性，所以Al(CN)3在水溶液中不能稳定存在，会发生强双水解；同样，Al(CN)63-在水溶液中也很难生成。 21-7 略 第六章分子的结构和性质 6.1 键参数 6.2 价键理论 目的要求： 1．了解键能、键长、键角等键参数； 2．掌握价键理论； 3．掌握共价键的特点、类型； 4．了解离子键的特点。 重点、难点： 掌握价键理论；掌握共价键的特点和类型。 作业： 1. P193 2（1）、（2） 2. P195 4 教学内容： 6.1 键参数 一、键能 1．键参数的含义： 能表征化学键性质的量称为键参数。主要有键能、键长、键角等。 2．键能： （1）含义： 近似为气体分子每断裂单位物质的量的某键（6.022×1023个化学键）时的焓变。（2）意义： 双原子分子：键能等于键解离能（D） 多原子分子：键能等于同种键逐级解离能的平均值。 二、键长 1．含义 分子内成键两原子核间的平衡距离，用L b表示。可用分子光谱或X射线衍射方法测得。 2．决定因素： （1）内因： 成键原子的本性 （2）外因： 相同原子形成不同类型化学键时具有不同的键长 3．意义： 相同原子形成不同化学键时，键长越短，键能越大，键越稳定。 三、键角 1．含义： 在分子中两个相邻化学键之间的夹角。可用分子光谱和X射线衍射实验测得。2．意义： 根据分子内全部化学键的键长和键角数据，可确定分子的几何构型。 6.2 价键理论 一、共价键 1．共价键的形成 原子间由于成键电子的原子轨道重叠而形成的化学键。 2 （1）理论基础 以相邻原子间电子相互配对为基础。 （2）理论要点 A．组成分子的两个原子必须具有未成对的电子，且它们的自旋反平行，即原子中的1个未成对电子只有以自旋状态反平行的形式与另一个原子中的1 B 条件。即自旋方向相反的未成对电子相互接近时，必须考虑其波函数的正、负号，只有同号轨道（对称性匹配）才能实行有效的重叠 C．原子轨道重叠时，总是沿着重叠最大的方向进行，重叠部分越大，共价键越牢固，这就是原子轨道的最大重叠条件。除s轨道外，其它轨道都有一定的空间取向， 3．共价键的类型 （1）按照键的极性分： 无机化学第三版课后答案 【篇一：武大吉大第三版无机化学教材课后习题答案 02-11】 2．一敝口烧瓶在280k时所盛的气体，需加热到什么温度时，才能 使其三分之一逸出? 解 3．温度下，将1.013105pa的n2 2dm3和0.5065pa的o23 dm3 放入6 dm3的真空容器中，求 o2和n2的分压及混合气体的总压。解 4．容器中有4.4 g co2，14 g n2，12.8g o2，总压为2.02610pa，求各组分的分压。解 5 5．在300k，1.013105pa时，加热一敝口细颈瓶到500k，然后封 闭其细颈口，并冷却至原 来的温度，求这时瓶内的压强。解 在此过程中，液体损失0.0335 g，求此种液体273k时的饱和蒸汽压。解 7．有一混合气体，总压为150pa，其中n2和h2的体积分数为 0.25和0.75，求h2和n2的 分压。解 完全吸水后，干燥空气为3.21 g，求291k时水的饱和蒸汽压。解 而不致发生危险？解 （1）两种气体的初压； （2）混合气体中各组分气体的分压；（3）各气体的物质的量。解用作图外推法（p对?/p）得到的数据求一氯甲烷的相对分子质量。 2.4 -3-5-1 2.2 2.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 p (10pa) 5 解 可得出一氯甲烷的相对分子质量是50.495 12.（1）用理想气体状态方程式证明阿佛加德罗定律；（2）用表示摩尔分数，证明xi = ?i v总 （3）证明2= 3kt m 证明：（1）pv=nrt 当p和t一定时，气体的v和n成正比可以表示为v∞n （2）在压强一定的条件下，v总=v1+v2+v3+----- 根据分体积的定义，应有关系式p总vi=nrt 混合气体的状态方程可写成p总v总=nrt nivi= nv总 ni?=xi 所以 xi = i nv总 又 （3） mb?a = ma?b 又pv= 1 n0m(?2)2 3 3pv3rt = n0mm 2= 所以?2= 3kt m 【篇二：第3版的无机化学_课后答案】 3．解：一瓶氧气可用天数 n1(p?p1)v1(13.2?103-1.01?103)kpa?32l ???9.6d无机化学第四版课后习题答案
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