大学化学试题库

1试题库刘春英王淑涛罗立文选编2目录第1章物质及其变化的一些基本定律1.1典型试题及解析1.2试题1.3参考答案第2章化学反应的方向和限度2.1典型试题及解析2.2试题2.3参考答案第3章电解质溶液3.1典型试题及解析3.2试题3.3参考答案第4章氧化还原反应和电化学4.1典型试题及解析4.2试题4.3参考答案第5章原子结构和周期系5.1典型试题及解析5.2试题5.3参考答案第6章分子结构和晶体结构6.1典型试题及解析6.2试题6.3参考答案第7章配位化合物7.1典型试题及解析7.2试题7.3参考答案第8章无机化合物8.1典型试题及解析8.2试题8.3参考答案第9章化学与环境9.1典型试题及解析9.2试题9.3参考答案第10章化学与材料10.1典型试题及解析10.2试题10.3参考答案第11章化学与能源311.1典型试题及解析11.2试题11.3参考答案第12章化学与生活12.1典型试题及解析12.2试题12.3参考答案第13章化学与生命13.1典型试题及解析13.2试题13.3参考答案综合性试题(一)综合性试题(二)综合性试题(三)综合性试题(四)综合性试题五)综合性试题(六)第1章物质及其变化的一些基本定律1.1典型试题及解析例1-1.判断下列说法是否正确，并说明理由。(1)对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的。(2)反应的速率常数大，反应速率一定高。解：(1)这种说法不对。热力学能的绝对值是难以确定的。(2)这种说法不对。速率不仅与速率常数有关，还与浓度、压力条件有关。例1-2.298K时，在恒容量热计中测得1.00molC6H6（l）完全燃烧生成H2O(l)和CO2(g)时，放热3263.9kJ。计算恒压下1.00molC6H6（l）完全燃烧时的反应热效应。解：C6H6(l)+215O2(g)→3H2O(l)+6CO2(g)∵Qv=3263.9kJ，且QP=QV+△nRT∴QP=3263.9+（6-215）×8.314×298×103=3267.6kJ∴QP=3267.6kJ·mol1例1-3.查表计算下列反应的标准摩尔焓变mrΔH：C6H6(l)+O2(g)H2O(l)+CO2(g)恒T、V4(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=3CO2(g)+2Fe(s)(2)2NO2(s)=2NO(g)+O2(g)解：(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=3CO2(g)+2Fe(s)1mfmolkJ/ΔH824.4110.525393.5090mrΔH=(νimfΔH)(生成物)–(νimfΔH)(反应物)=[3(393.509)+20]–[824.4+3(110.525)]=24.552kJ·mol1(2)2NO2(s)=2NO(g)+O2(g)1mfmolkJ/ΔH33.1890.250mrΔH=(νimfΔH)(生成物)–(νimfΔH)(反应物)=290.25+0–233.18=114.14kJ·mol1例1-4.试举例说明质量作用定律只适用于基元反应的理由。解：质量作用定律的内容是：基元反应的化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的连乘积成正比。许多化学反应不是基元反应，而是由两个或多个基元步骤完成的复杂反应。对于复杂反应，其反应的速率方程只有通过实验来确定。例如，反应：2H2+2NO→2H2O+N2其速率方程为υ=kc(H2)c2(NO)，而不是υ=kc2(H2)c2(NO)。由此可见，质量作用定律只适用于基元反应。例1-5.简要解释：(1)反应物间所有的碰撞并不是全部有效的。(2)A(g)+B(g)→C(g)，总反应并不一定都是二级反应。(3)在反应机理中，最慢的一步反应决定总反应的速率。解：(1)由于某些参加碰撞的分子所具有的能量小于活化能，有些分子在碰撞时的取向不合适，所以所有碰撞不可能全有效。(2)大多数化学反应不是基元反应，其反应历程复杂。对于复杂反应，反应级数不是由反应方程式而是由实际的反应机理来确定。通常反应级数由实验测定。(3)快的反应能迅速供给慢反应所需的反应物或很快消耗慢反应的产物。所以总的反应速率为最慢的一步制约。1.2试题一.填空题1.当体系的状态被改变时，状态函数的变化只决定于，而与无关。2.已知反应2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，mrΔH=483.6kJ·mol1，则mfH(H2O，g)=kJ·mol1。3.等温等压条件下，只做体积功的反应，QP=，而恒容反应时，QV=。4.某反应A+2B=C+D为基元反应，其反应速率表达式是，反应级数是。5.根据阿仑尼乌斯公式，随温度的升高，其速率常数k将；对不同反应，其活化能越大，速率常数k将。二.判断题51.化学热力学中，标准状态条件是指压力为101.325kPa，温度为298.15K。()2.系统的状态函数之一发生变化，系统的状态不一定变化。()3.反应的焓变和反应热是同一概念。()4.某反应2A+B=A2B，其反应速率表达式是=kcx(A)cy(B)，反应级数是x+y。()5.反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，已知某温度下反应速率(NH3)=0.2mol·dm3·h1，则(H2)=0.2mol·dm3·h1。()6.由Arrhenius公式可知，加快反应速率的唯一方法是升高反应温度。()7.反应A+B→C，若是基元反应，该反应只能是二级反应。()三.选择题1.如果系统经过一系列变化，最后又变到初始状态，则系统的()。(A)Q=0，W=0，U=0，H=0(B)Q≠0，W≠0，U=0，H=Q(C)Q=|W|，U=QW，H=0(D)Q≠|W|，U=QW，H=02.升高温度能提高反应速率的主要原因是()。(A)增加了活化分子百分数(B)降低了反应的活化能(C)增加了反应物分子间的碰撞频率(D)增大了平衡常数3.对于理想气体的内能有下述四种理解：(1)状态一定，内能也一定；(2)对应于某一状态的内能是可以直接测定的；(3)对应于某一状态，内能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值；(4)状态改变时，内能一定跟着改变。其中正确的是：()(A)(1)，(2)(B)(3)，(4)(C)(2)，(4)(D)(1)，(3)四.计算题1.已知反应：CO(g)+21O2(g)=CO2(g)。在298K，ΔU=282.0kJ，求此反应的标准摩尔焓变mrΔH。2.丁酮二酸在水溶液中分解成丙酮和二氧化碳的反应，其分解反应速率常数在298K时为1.08104s1，在333K时为5.48102s1，试求该分解反应的活化能。五.综合分析题1.一般情况下，升高温度反应速度加快了，为什么？试用阿伦尼乌斯公式说明。2.温度不变时，给反应加入正催化剂，为什么反应速度加快了，试用阿伦尼乌斯公式说明。3.简述在合成氨生产中：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，rH=92.4kJ·mol1，工业上采用温度控制在673773K，而不是更低些，压力控制在30390kPa而不是更高？1.3参考答案一.填空题1.体系的始态和终态，变化途径。2.-241.8。3.ΔH，ΔU。4.υ=kc(A)c2(B)，3。5.增大，越小。二.判断题1.2.3.4.√5.√6.7.6三.选择题1.C2.A3.D四.计算题(略)1.283.2kJ·mol1。2.Ea=97.6kJ·mol1。五.综合分析题1.答：阿累尼乌斯公式为k=Aexp(Ea/RT)，对给定反应A、Ea是定数，温度升高使exp(Ea/RT)变大，即k变大。在其它条件不变时，反应速度υ完全由速度常数k决定，所以k增大必然使υ增大。2.答：温度不变时，给反应加入正催化剂，作用是降低反应的活化能。根据k=Aexp(Ea/RT)，Ea的降低，使exp(Ea/RT)增大，A为常数，则k增大。在其它条件一定时，k与υ成正比，所以活化能的降低必然导至反应速度的加快。3.答：对于此反应，低温有利于提高反应物的转化率，但低温反应速度慢，使设备利用率低，单位时间合成氨量少，为使其有较高的转化率和较快的反应速度，单位时间内合成较多的氨，常以催化剂的活性温度为该反应的控制温度。高压对合成氨有利，但压力过高对设备要求高，运转费高，因此，压力不宜过高，为了得到更多的氨，常用加压、冷却合成气的方法，以分离氨，使平衡右移。第2章化学反应的方向与限度2.1典型试题及解析例2-1.判断下列说法是否正确，并说明理由。(1)放热反应是自发的。(2)纯单质的θfΔH、θfΔG、θS皆为零。(3)反应的ΔrG0，该反应是不能自发进行的。(4)如反应的ΔrH和ΔrS皆为正值，室温下ΔrG也必为正值。(5)冰在室温下自动融化成水，是熵增起了重要作用的结果。解：(1)这种说法不对。放热反应即ΔrH0的反应，大多数放热反应是自发的，但不能用ΔrH0作为判断反应自发的一般标准。因为在等温、等压条件下，决定化学反应方向的是ΔrG，ΔrG0的反应是自发的。ΔrG=ΔrH-TΔrS，ΔrG的符号还与TΔrS项有关，对于熵减的反应，在高温下，即使是放热反应也不能自发进行。(2)这种说法不对。应该说稳定的纯单质的θfΔH、θfΔG为零。而T/K时，即使是稳定的纯单质的标准熵θS也不为零。应该说0K时，任何纯净物的完美晶体的熵值为零。(3)这种说法不对。只能说在标准态下，ΔrG0该反应不能自发进行。判断某一反应能否自发进行，一般用ΔrG。而GrΔ=θrΔG+2.303RTlgQ，当θrΔG0时，GrΔ不一定大于零，所以该说法不对。(4)这种说法不对。7根据吉布斯公式ΔrG=ΔrH–TΔrS，若ΔrH0，ΔrS0，当温度降低时，ΔrG增大，但不一定是正值，在低温下可能为正值。(5)这种说法正确。冰在室温下自动融化成水，是一个吸热过程，但由于θK298,s,O2HSθK298,l,O2HS且ΔG0，所以冰在室温下自动融化成水是熵增起了重要作用的结果。例2-2.已知)s,MgO(mfΔG=–569kJ·mol1，)s,2SiO(mfΔG=–805kJ·mol1，试比较MgO(s)和SiO2(s)的稳定性大小。[分析]通常情况下，可以用吉布斯函数变的大小来判断化合物的稳定性。对于同类型化合物，可以直接根据mfΔG加以比较；但是，对于不同类型化合物，如题中所给MgO和SiO2就不能直接用mfΔG进行判断比较。因为气体的熵变对反应会有显著的影响。此时，要以消耗1molO2生成氧化物的过程的吉布斯函数变为依据比较MgO和SiO2的稳定性。解：消耗1molO2生成氧化镁的反应为2Mg(s)+O2=2MgO(s)mrΔG=2)s,MgO(mfΔG=2(569)=1138kJ·mol1同理Si(s)+O2=SiO2(s)mrΔG=)s,2SiO(mfΔG=805kJ·mol1由计算结果知MgO比SiO2更稳定。例2-3.估计下列各变化过程是熵增还是熵减。(1)NH4NO3爆炸2NH4NO3(s)→2N2(g)+4H2O(g)+O2(g)(2)水煤气转化CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g)(3)臭氧生成3O2(g)→2O3(g)解：(1)NH4NO3爆炸后，气体体积急剧增大，是熵值增大的过程。(2)水煤气转化过程气体体积未发生变化，估计熵变很小。(3)生成臭氧后，气体体积减小，是熵减过程。例2-4.反应：Al2O3(s)+3Cl2(g)→2AlCl3(s)+23O2(g)。(1)用两种方法计算反应的标准吉布斯函数变mrΔG，并判断反应进行的方向；(2)耦合反应：Al2O3(s)+3Cl2(g)+3C(s)→2AlCl3(s)+3CO(g)，用最简捷的方法计算反应的mrΔG，判断反应进行的方向。解：(1)Al2O3(s)+3Cl2(g)→2AlCl3(s)+23O2(g)1mfmolkJ/ΔG1582.40628.801m