浙江大学普通化学(第六版)第二章课件_化学反应的基本原理与_大气污染控制解剖
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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rmG 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-=⨯,则反应2211()()()22HBr g H g Br g =+的标准平衡常数K θ等于 (b )(a )21410-⨯ (b (c )2410-⨯ (3)升高温度可以增加反应速率,最主要是因为 (b )(a )增加了分子总数(b )增加了活化分子的百分数 (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221()()()()2NO g CO g N g CO g +=+的(298.15)0r m H K 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 ( c) (a )低温低压 (b )高温高压 (c )低温高压 (d )高温低压(5)温度升高而一定增大的量是 (bc )(a ) r m G θ∆ (b )吸热反应的平衡常数K θ(c )液体的饱和蒸气压 (d )反应的速率常数k(6)一个化学反应达到平衡时,下列说法中正确的是 ( a) (a )各物质的浓度或分压不随时间而变化(b )r m G θ∆=0(c )正、逆反应的速率常数相等(d )如果寻找到该反应的高效催化剂,可提高其平衡转化率3、填空题(1)对于反应: 1223()3()2();(298)92.2r m N g H g NH g H K kJ mol θ-+=∆=-若升高温度(约升高100 K),则下列各项将如何变化(填写:不变,基本不变,增大或减小。
第2章 化学反应的基本原理与大气污染1. 答案 〔1-〕〔2-〕〔3-〕〔4-〕〔5-〕〔6+〕〔7+〕〔8+〕2. 答案1b 2b 3b 4c 5bcd 6a3. 〔1〕答案:基本不变,基本不变,增大减小, 增大 增大 〔2〕〔3〕答案:氟里昂,NO X 、HCl ;CO 2;NO X 和SO 24. 答案:〔d 〕>〔c 〕>〔e 〕>〔a 〕>〔b 〕原因是气体熵>液体>固体 分子量大的熵大5. 〔1〕溶解少量食盐于水中。
答案:正 〔2〕活性炭外表吸附氧气。
答案:负 (1) 碳与氧气反应生成一氧化碳。
答案:正6. 答案:由定义可知Fe 2O 3的1.2.742)15.298(--=∆mol kJ K G m f θ1.7.77)15.298(--=∆mol kJ K G m r θ=3),15.298(43O Fe K G m f θ∆-4),15.298(32O Fe K G m f θ∆),15.298(43O Fe K G m f θ∆=31[(-77.7)+4(-742.2)]=-1015.5kJ.mol -1 7.答案:查表 水的1.129.237)15.298(--=∆mol kJ K G m f θ过程的1.429.0)129.237()7.236()15.298(-=---=∆mol kJ K G mr θ>0 所以在298.15K 的标准态时不能自发进行.8. (查表时注意状态,计算时注意乘系数)11..)15.298(--∆K mol J K S m r θ1.)15.298(-∆molkJ K G m r θ〔1〕)(4)()(4)(32432g H s O Fe l O H s Fe +=+ 307.7 -66.9 〔2〕)()()(2)(22g H aq Zn aq H s Zn +=+++ -23.0 -147.06 〔3〕)(2)()()(22aq OH aq Ca l O H s CaO -++=+ -184.3 -26.9 〔4〕)(21)()(2l Br s Ag s AgBr += -51.4 96.99.答案: (1) SnO 2 =Sn +O 2 (2) SnO 2 +C =Sn + CO 2(3) SnO 2 +2H 2 =Sn +2H 2O 〔g 〕11..)15.298(--K mol J K S m θ 52.3 51.55 205.138 52.3 5.74 51.55 213.74 52.3 2×130.684 51.55 2×188.8251.)15.298(-∆molkJ K H m f θ-580.7 0 0 -580.7 0 0 -393.509 -580.7 00 2×(-241.818)11..)15.298(--∆K mol J K S m r θ (1)204.388 (2)207.25(3)115.5321.)15.298(-∆mol kJ K H m r θ (1) 580.7 (2)187.191(3)97.064 Tc>)15.298()15.298(K S K H m r m r θθ∆∆ (1)2841K 903K(3)840K(温度最低,合适)10.答案: C 12H 22O 11(s)+12O 2(g)=12CO 2(g) +11H 2O(l))K 15.298(S m r θ∆11..)15.298(--K mol J K S m θ 360.2 205.138 213.74 69.91 =11×69.91+12(213.74-205.138)-360.2=512.0341.)15.298(-∆molkJ K H m f θ-2225.5 0 -393.509 -285.83=∆)15.298(K H m r θ-5640.738=+∆)3715.273(K G m r θ-5640.738-310.15×(512.034÷1000)=-5799.54kJ.mol -1()15.298(K G mr θ∆=-5796.127 kJ.mol -1 温度对反应的标准吉布斯函数变有影响,但由于该反应的熵变相对于焓变小(绝对值),故变化不大) 做的非体积功= 5799.54kJ.mol -1×30%×3.8/342=19.33 kJ 11.答案: 查表11..)15.298(--K mol J K S m θ197.674 130.684 186.264 188.825)K 15.298(S m r θ∆=-214.6371.)15.298(-∆mol kJ K H m f θ-110.525 0 -74.81-241.818=∆)15.298(K H mr θ-206.103 ≈∆)523(K G m r θ)15.298(K H m r θ∆-523K ×)K 15.298(S m r θ∆=〔-206.103〕-523K ×〔-206.103÷1000〕= -93.85 kJ.mol -158.21523314.81000)85.93(523)523()523(ln =⨯⨯--=⨯∆-=K R K G K K m r θθ937.9303.2/58.2158,211035.21010⨯====e K θ12. 答案:设平衡时有2Xmol 的SO 2转化 2SO 2〔g 〕+O 2〔g 〕=2SO 3〔g 〕起始 n/mol 8 4 0n 〔始〕=12mol平衡时n/mol 8-2x 4-x 2xn 〔平衡〕=〔12-x 〕mol根据PV=nRT T V 一定时(平衡)(始)(平衡)始)P P n n =(2203001212=-x 2x=6.4molS O2的转化率=6.4/8=80%=⨯=))(())(())((22223θθθθpO p p SO p p SO p K eqeq eq )1002208.88.0()1002208.86.1()1002208.84.6(22⨯⨯⨯⨯(注意在计算时可不用先计算分压,列综合算式更方便计算)13.答案:该反应是可逆反应,需要H 2的量包括反应需要的量1mol 和为维持平衡需要xmol 〔最少量〕)()()()())(())((222222H n S H n H p S H p p H p p S H p K eqeq eq eq eq eq ===θθθ=x 0.1=0.36 x=2.78mol需要H 2的量=1+2.78=3.78mol(注:该反应是反应前后气体分子数不变的,在标准平衡常数表达式中系统的总压和标准压力在计算时可以在分式中消去,否则在计算时必须知道平衡时总压才能根据平衡常数计算.) 14.在不同温度时反应的标准平衡常数值如下: T/K θ1Kθ2K9731.472.38 0.6181073 1.81 2.00 0.9051173 2.15 1.67 1.2871273 2.481.49 1.664答:反应3的标准平衡常数 θθθ213K K K = 〔如上〕(因为随温度的升高平衡常数增大,故是吸热反应)15.答案:利用公式211212))(15,298(ln T RT T T K H K K m r ⨯-∆=θθθ求θ2K代入数据50015.298314.8)15.298500(100031.92109.4ln 162⨯⨯-⨯-=⨯θK =-15.03 θ2K =1603.15109.4⨯⨯-e =1.4×101016.答案:查数据计算)g (O H )g (CO )g (H )g (CO 222+=+11..)15.298(--K mol J K S m θ213.74 130.684 197.674 188.825)K 15.298(S m r θ∆=42.075J.mol -1.K -11.)15.298(-∆mol kJ K H m f θ-393.509 0 -110.525 -241.818=∆)15.298(K H m r θ41.166kJ.mol -1≈∆)873(K G m r θ)15.298(K H m r θ∆-873)15.298(K S m r θ∆⨯=41.166kJ.mol -1-873K ×0.042075kJ.mol -1.K -1=4.434 kJ.mol -1=∆-=RT K G K K m r )873()873(ln θθ873314.81000434.4⨯⨯-=-0.6154.061.0==-e K θ=Q )/)()(/)(()/)()(/)((222θθθθp H p p CO p p O H p p CO p =1271277676⨯⨯=0.358(Q<K 0 所以反应正向进行)=∆m r G Q RT K G m r ln )873(+∆θθK QRT ln ==8.314×873ln(0.358/0.54)=-2982.9J.mol -1=-2.98kJ.mol -1因为m r G ∆<0 所以此条件下反应正向进行17.答案:吕·查德里原理判断是正确的。
目 录第1部分 名校考研真题第1章 热化学与能源第2章 化学反应的基本原理与大气污染控制第3章 水溶液化学第4章 电化学与金属腐蚀第5章 物质结构基础第6章 无机化合物第7章 高分子化合物第8章 生物大分子基础第9章 仪器分析基础第2部分 课后习题第1章 热化学与能源第2章 化学反应的基本原理与大气污染控制第3章 水溶液化学第4章 电化学与金属腐蚀第5章 物质结构基础第6章 无机化合物第7章 高分子化合物第8章 生物大分子基础第9章 仪器分析基础第3部分 章节题库第1章 热化学与能源第2章 化学反应的基本原理与大气污染控制第3章 水溶液化学第4章 电化学与金属腐蚀第5章 物质结构基础第6章 无机化合物第7章 高分子化合物第8章 生物大分子基础第9章 仪器分析基础第4部分 模拟试题浙江大学《普通化学》(第6版)配套模拟试题及详解(一)浙江大学《普通化学》(第6版)配套模拟试题及详解(二)第1部分 名校考研真题说明:本部分从指定浙江大学编写的《普通化学》(第6版)为考研参考书目的名校历年考研真题中挑选最具代表性的部分,并对其进行了详细的解答。
所选考研真题既注重对基础知识的掌握,让学员具有扎实的专业基础;又对一些重难点部分进行详细阐释,以使学员不遗漏任何一个重要知识点。
第1章 热化学与能源一、选择题1.下列过程或反应中,哪一个是熵增的过程或反应?( )[华南理工大学2016研]A.I2(g)=I2(l)B.H2O(s)=H2O(g)C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)【答案】B【解析】熵增过程是系统的混乱度增高的过程,B项由固体变为气体的过程是系统的混乱度增高的过程,熵值增大。
2.如果系统经过一系列的变化后,又变回初始态,则系统的( )。
[华南理工大学2014研]A.Q=0,W=0,ΔH=0,ΔU=0B.Q=0,W=0,ΔH≠0,ΔU≠0C.Q≠-W,ΔU=Q+W,ΔH=0D.Q=-W,ΔU=Q+W,ΔH=0【答案】D【解析】ΔU、ΔH为状态函数,与变化途径无关;Q、W为非状态函数,变化途径不同,数值不同。
《普通化学》课程教学大纲(参考学时:72 学时)一、课程性质、目的和任务化学是研究物质的组成,结构和性质及其变化的科学。
普通化学是非化学化工类理工科专业必不可少的基础知识结构课程,对专业的后续课程学习及今后的发展都有十分重大的作用。
本教学大纲适用于资源勘查工程、勘查技术与工程、宝石与材料工艺学、环境工程、给排水科学与工程、水文与水资源工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、土木工程等专业的《普通化学》课程教学。
课程通过对物质结构理论基础、化学动力学、化学反应的基本规律与工程实际密切有关的重要元素和化合物、新技术、新材料等基本知识的学习以及化学实验,使学生了解近代化学的基本理论,具有必要的基本知识和一定的基本技能,为以后的学习和工作提供必要的化学基础,能在工程技术中以化学的观点观察物质变化的现象,对一些涉及化学有关的工程技术的实际问题,有初步分析问题和解决问题的能力。
本课程总学时不低于72学时,其中实验24学时。
二. 各章教学内容和基本要求第一章热化学与能源1.授课内容化学概论;讨论如何用实验方法测量化学反应的热效应;讲授如何从理论上计算化学反应的热效应;适当介绍能源中的燃烧。
2. 基本要求了解化学学科对与本专业的关系;了解用弹式热量计测量等容热效应(Qv)的原理,熟悉Qp 的实验计算法,了解状态函数的意义,了解化学反应中的焓变的关系;了解Qv与化学反应的内能的关系;初步掌握化学反应的标准摩尔焓变(△rHmθ)的近似计算,适当了解能源中的燃料燃烧反应的热效应。
第二章化学反应的基本原理与大气污染控制1.讲授内容讲授并介绍反应进行的方向,程度和速率,并适当介绍大气污染及防治。
2.基本要求了解化应中的熵变及吉布斯函数变在一般条件下的意义;初步掌握化学反应的标准摩尔吉布斯函数变(△rGmθ)的近似计算;能应用△rGm或△rGmθ判断反应进行的方向;理解标准平衡常数(Kθ)的意义及其与△rGmθ的关系,并初步掌握有关计算;理解浓度,压力和温度对化学元素反应的影响;了解浓度,温度与反应速率的定量关系,了解基元反应和反应级数概念;能用阿仑尼乌斯公式进行初步计算;能用活化能和活化分子的概念说明浓度,催化剂对化学元素反应速率的影响;了解环境化学元素中大气主要污染物及其防治。
第二章化学反应的基本原理理解热力学第三定律的基本内容掌握热力学学习目标:✶1、理解热力学第二、三定律的基本内容,掌握热力学第二定律的不同表述形式;掌握✶2、掌握熵(S)、吉布斯自由能(G)等状态函数的物理意义及相关计算;能采用合适的方法判断化学反应进行的方向如✶3、能采用合适的方法判断化学反应进行的方向,如Δr G m θ或Δr G m ,并确定不同温度范围对反应进行方向的影响;✶4、能正确理解化学反应限度(即化学平衡)的特点,的计算方法并掌握化学反应标准平衡常数K θ的计算方法,并通过相关计算说明温度、浓度(压力)等变化对化学平衡移动的影响;✶5、了解两种化学反应速率理论(碰撞理论和过渡状态的联系与区别且能用图表解释一些实际问题;理论)的联系与区别,且能用图表解释些实际问题;✶6、掌握反应物浓度与反应温度对化学反应速率的影响;2.1 2.1 化学反应的方向化学反应的方向生活中常见的自发过程示例:放热过程这些现象是吸热过程,但也自发进行这些现象是吸热过程但也自发进行结论:(1)放热过程是常见的自发过程但并不唯一;(1)放热过程是常见的自发过程但并不唯;(2)自发过程的限度是平衡状态;(3)非自发过程在不借助外加能量的情况下,不(3)非自发过程在不借助外加能量的情况下不能实现;热力学第二定律--人类经验的总结,基本的自然法则之一“从单一热源取热使其全部转变为功而不引起其他变从单一热源取热,使其全部转变为功而不引起其他变化是不可能的。
”----1852L.Kelvin 1852年,开尔文(L. Kelvin )“年克劳修斯(不可能把热从低温物体转到高温物体而不引起其它变化。
”----1854年,克劳修斯(R.Clausius )应用--推断过程过于抽象,用起来难度大,需要寻找新的状态函数来判断自发进行的方向和限度的状态函数来判断自发进行的方向和限度;混乱度与熵1熵(S):熵是体系混乱度的量度,具有加和性质的状态函数;自发过程--浓度不等的溶液混合均匀大←熵熵增大温度→大不可能熵增大微观状态数ln S k =ω熵的定义:Boltzmann 常数k=13823J •K-1k 1.38×10J K1423444121321321323421342134213421342134213413113421342423421423热力学第三定律晶体内部微观热力学第三定律:粒子排列整齐当温度到达绝对零度(0K)时,任何完整晶体中原子或分子只有一种排列形式,即Ω=1,此时熵值为零。