化学竞赛习题-物理化学部分

化学竞赛习题11气体1.300K、3.30×105Pa时，一气筒含有480g的氧气，若此筒被加热到373K，然后启开活门（温度保持373K）一直到气体压强降低到1.01×105Pa时，问共放出多少重的氧气？2.设有一真空的箱子，在288K时，1.01×105Pa的压力下，称量为153.679g，假若在同温同压下，充满氯气后为156.844g；充满氧气后为155.108g，求氯气的分子量。3、某砷的氧化物化学式为As2O3，加热升温气化，实验测得在101kPa和844K时，其蒸气密度为5.70g/L。计算：该氧化物的相对分子质量，并求其分子式。化学竞赛习题24、在298K，101000Pa时，用排水集气法收集氢气，收集到335mL。已知298K时水的饱和蒸气压为3200Pa，计算：（1）氢气的分压是多少？（2）收集的氢气的物质的量为多少？（3）这些氢气干燥后的体积是多少（干燥后气体温度，压强视为不变）？5、在300K、1.013×105Pa时，加热一敞口细颈瓶到500K，然后封闭其细颈口，并冷至原来的温度，求此时瓶内的压强。6、在1.32L容器中充入1molCO2气体，加热至321K，分别用理想气态方程式和范德华方程计算气体的压强。（CO2的范德华常数：a=3.64×10-1m6·Pa·mol-2，b=4.27×10-5m3·mol-1）7、在273K和1.01×105Pa下，将1.0dm3洁净干燥的空气缓慢通过CH3OCH3液体，在此过程中，液体损失0.0335g，求此液体273K时的饱和蒸气压。8、在273K时，O2在不同压强下的p~V值如下表：p/105Pa1.00000.75000.50000.2500p~V/105Pa·dm3·mol-122.392922.39792.403422.4088用作图外推法（将p~V对p作图）求在标准状况时O2的摩尔体积。化学竞赛习题39、某实验测出人类呼吸中各种气体的分压/Pa如下表所示：气体吸入气体呼出气体792747584821328154634037326676265（1）请将各种气体的分子式填入上表。（2）指出表中第一种和第二种呼出气体的分压小于吸入气体分压的主要原因。10、无水氯化铝可用干燥的氯化氢气体与铝加热制得，今以2.7g铝与标态下7.84LHCl作用。然后在1.013×105Pa、546K下（此时氯化铝也为气体）测得气体总体积为11.2L。试通过计算写出气态氯化铝的分子式。化学竞赛习题411、温度为0℃时，三甲胺的密度是压力的函数，有人测得了如下数据：p／atm0.20.40.60.8d／g·L－10.53361.0791.63632.2054试根据以上数据，计算三甲胺的分子量。12、两个体积相等的玻璃球，中间用细管连通（其体积不计），开始时两球温度均为300K，共含0.7molH2，其压强为0.5×P0（P0为标准压力，其值为101.325KPa，1Kp＝103Pa）。若将（甲）球放入400K油浴中，而（乙）球仍为300K。求两球内的压强和H2的物质的量。13、在科学院出版物《化学指南》里有下列一些物质饱和蒸气压的数据：物质温度℃蒸气压mmHg柱密度g/L苯C6H680.17602.710甲醇CH3OH49.94000.673醋酸CH3COOH①29.9200.126化学竞赛习题5醋酸CH3COOH②118.17603.110①．根据所列数字计算蒸气的摩尔质量（假设蒸气中的分子类似理想气体分子）②．如何解释相对质量的理论值与所得计算值之间的偏差？对此给出定性的并尽可能定量的解释。14、某温、某压下取三份等体积无色气体A，于25、80及90℃测得其摩尔质量分别为58.0、20.6、20.0g/mol。于25、80、90℃下各取11dm3（气体压力相同）上述无色气体分别溶于10dm3水中，形成的溶液均显酸性。（1）无色气体为；（2）各温度下摩尔质量不同的可能原因是：（3）若三份溶液的体积相同（设：溶解后溶液温度也相同），其摩尔浓度的比值是多少？15、测定相对分子质量的一个实验步骤为（其装置如右图所示）：取一干燥的250mL圆底烧瓶、封口用铝箔和棉线一起称量（称准到0.1g），得m1。往烧瓶内加入大约2mL四氯化碳（沸点为76.7℃），用铝箔和棉线封口并在铝箔上穿一小孔。把烧瓶迅速浸入盛于大烧杯内的沸水中，继续保持（水的）沸腾。待四氯化碳全部汽化后，从水中取出烧瓶冷却。擦干烧瓶外的水后称量（准确到0.1g），得m2。倒出瓶内的液态四氯化碳，充满水，量体积（室温时水的密度大约1g/cm3）。按理想气体公式pV＝mRT/M求四氯化碳的相对分子质量（M）。式中p为压强（Pa），V为体积（L），m为四氯化碳的质量（g），R为气体常数8.314J/K·mol，T为绝对化学竞赛习题6温度。请考虑并回答以下几个问题：（1）把烧杯放入沸水中，为什么要保持沸腾？（2）如果在铝箔上开的孔较大，又在瓶内液态四氯化碳挥发完后过了一段时间才从热水中取出烧瓶，其他操作均正常。按以上不正确操作所得的实验数据求四氯化碳的相对分子质量将偏大还是偏小？（3）用水充满烧瓶再量其体积，实验前忘了倒出原先在瓶内的液态四氯化碳，是否会对实验结果造成影响？（4）把烧瓶放入沸水，要尽可能没入。事实上用这个装置求相对分子质量时很难做到将烧瓶完全没入水中，而总有部分露在水面上（见图），这是否会对实验结果造成影响？化学竞赛习题72热力学定律Hess定律1、根据盖斯定律和下列数据，计算反应①的Q值：C石墨）(+21O2（气）=CO（气）+Q①C石墨）(+O2（气）=CO2（气）+393.5kJ②CO（气）+21O2（气）=CO2（气）+283kJ③2、已知：CH4气）(+2O2（气）=CO（气）+2H2O（液）+Q1；2H2气）(+O2（气）=2H2O气）(+Q2；2H2气）(+O2（气）=2H2O（液）+Q3。常温下，取体积比为4︰1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状态），经完全燃烧后恢复至常温，则放出热量为多少？3、把温度为13℃，浓度为1.0mol·L－1的盐酸和1.1mol·L－1的碱溶液各50mL混合（溶液密度均为1g·mL－1），轻轻搅动。测得酸碱混合液的温度变化数据如下：反应物起始温度t1℃终了温度t2℃HCl+NaOHHCl+NH3·H2O131319.819.3试计算上述两组实验测出的中和热数值，并回答为什么碱液过量？两组实验结果相差的原因？化学竞赛习题84、由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量。从手册上查出N≡N键的键能是948.9kJ·mol－1，H—H键的键能是436.0kJ·mol－1，试计算N—N键的键能是多少？5、2molH2和1molO2，在373K和101.3kPa下反应生成2mol水蒸气，放出483.7kJ的热量。求生成1mol水蒸气时的△H和△U。6、由生成焓数据计算氨的氧化反应的△H0298，并指出此反应是吸热还是放热反应？化学竞赛习题97、计算298K时，NaCl和AgCl溶解过程的△G0溶，并对其溶解性解释。已知：NaClAgCl△H溶/kJ·mol－13.62065.50△S溶/J·mol-1·K－142.7633.568、已知：BaO（s）+H2O（l）=Ba(OH)2（s）△H=－103kJ·mol-1Ba(OH)2(s)+aq=Ba2＋（aq）+2OH－（aq）△H=－52kJ·mol-1Ba(OH)2·8H2O（s）+aq=Ba2＋（aq）+2OH－（aq）+8H2O△H=+64kJ·mol-1请回答下列问题，若能，给出答案；若不能，简述原因。（1）能求得BaO（s）的溶解热吗？（2）能求得Ba(OH)2（s）转变成Ba(OH)2·8H2O（s）能量变化吗？（3）能求得“O2－”（s）+H2O（l）=2OH－（s）的能量变化吗？（4）能求得“O2－”（s）+aq=2OH－（s）的能量变化吗？化学竞赛习题109、如果将10g金属锂置于100g0℃的冰块上，试确定：100℃时，由溶液中沉淀的氢氧化锂的一水合物的质量。反应按下式进行：2Li(s)+2H2O(l)=2LiOH(s)+H2(g)；△H=－398.2kJ·mol-1由于跟周围的介质交换，溶解时热效应为0，冰的熔化热为330kJ·kg-1，水的比热为4.200kJ·kg-1·K-1，水的汽化热为2300kJ·kg-1，LiOH的比热为49.58J·mol-1·K-1，100℃时，一水合氢氧化锂的溶解度为19.1g。10、反应23H2(g)+21N2(g)=NH3(g)在298K、101kPa下能否自发进行？（已知：△fG)(30298,NHm=－16.5kJ·mol-1）11、通常中和热、溶解热等测定是在一种恒压绝热的量热计（又叫杜瓦瓶）中进行。已知：△fH0)(,2lOHm=－286kJ·mol-1，△fH0)(,aqOHm=－230kJ·mol-1。欲测弱酸与强碱反应的中和热，进行下列实验：第一步，量照计热容量的测定。先在杜瓦瓶中装入350mL0.2mol·L-1HCl溶液，在另一带活塞的小储液管中装入35mL0.2mol·L-1NaOH溶液，并将储液管放入杜瓦瓶酸液中，测定反应前温度为23.20℃，然后快速拔去活塞，使碱液与酸混合并搅拌，测得反应后最高温度为28.33℃。第二步，以350mL0.2mol·L-1HAc标准溶液代替盐酸，重复上述操作，测得反应前后温度分别为23.33℃和27.64℃。（1）求HAc与NaOH的中和热（kJ·mol-1）；（2）求HAc的电离热（kJ·mol-1）。化学竞赛习题1112、将金属镁粉在纯氮气中加热，得到Mg3N2和剩余Mg的混合物。经测定，混合物中含氮为18.73％。在25℃、101.3kPa下：①将149.5g混合物加到过量的稀盐酸中，放热2129.8J，且放出的氢气被水蒸气饱和。②将1.00molMg放入与①同量的稀盐酸中（也是过量），放热467.2kJ，放出的氢气也被水蒸气饱和；③将1.00mol气态氨溶于与①同量的稀盐酸中，放热87.9kJ。已知：△fH0)(,3gNHm=－46.1kJ·mol-1，25℃、101.3kPa时水的饱和蒸气压为23.0mmHg，水的摩尔蒸发热为43.93kJ·mol-1。相对原子质量：N：14.0，Mg：24.3。试回答下列问题：（1）写出有关相应的化学反应方程式；（2）求△fH0)(,23sNMgm（298K）的值。13、合成氨造气工段生产水煤气是将水蒸气通过炽热的炭，其反应为：C（s）+H2O（g）kPa3.101CO（g）+H2（g）（1）设造气炉温度为1100℃，求此温度下反应的△rU0m、△rH0m。（2）把制得的50kg水煤气（CO︰H2=1︰1）送进101.3kPa、100℃的气柜储存，求此过程中Q、W、△U、△H。已知298K时有关物质的热力学数据如下：C（s）H2O（g）CO（g）H2（g）△fH0m（kJ·mol-1）－241.8－110.5化学竞赛习题12Cp/（J·mol-1·K-1）8.6433.5829.1428.8414，试判断反应：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)(1)298K标态下反应的自发方向；(2)反应方向逆转的温度条件。已知298K时下列热力学数据：NaHCO3(s)Na2CO3(s)CO2(g)H2O(g)△fG0m/kJ·mol-1－852－1048－394.36－228.59△fH0m/kJ·mol-1－948－1130.8－393.51－241.82S0m/J·mol-1·K-110213521418915.蔗糖C12H22O11(s)0.1265克在弹式量热计中燃烧，开始时温度为25℃，燃烧后温度升高了。为了要升高同样的温度要消耗电能2082.3J。（1）计算蔗糖的标准摩尔燃烧焓；（2）计算它的标准摩尔生成焓；（3）若实验中温度升高为1.743K，问量热计和内含物质的热容是多少？(已知