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第1-4章 习题 第一章 气体 2. 某气体化合物是氮的氧化物，其中含氮的质量分数ω（N）=30.5%；某一容器中充有该氮氧化物的质量是4.107g，其体积为0.500L，压力为202.65kPa，温度为0℃。试求：（1）在标准状况下，该气体的密度;（2）该氧化物的相对分子质量Mr和化学式。 解 （1）已知p1=202.65kPa,V1=0.500L,T1=273.15K。在标准状况下，T2=273.15K，p2=101.325kPa。n一定，T不变时，p1V1=p2V2,则 4.在容积为50.0L的容器中，充有140.0g的CO和20.0g的H2，温度为300K。试计算： （1）CO与H2的分压； （2）混合气体的总压。 6.在实验室中用排水集气法收集制取的氢气。在23℃、100.5kPa压力下，收集了370.0mL的气体（23 ℃ 时，水的饱和蒸气压2.800kPa）。试求：（1）23 ℃时该气体中氢气的分压；（2）氢气的物质的量；（3）若在收集氢气之前，集气瓶中已充有氮气20.0mL，其温度也是23 ℃，压力为100.5kPa；收集氢气之后，气体的总体积为390.0mL。计算此时收集的氢气分压，与（2）相比，氢气的物质的量是否发生变化？ 此题也可以根据分体积的概念来解。收集氢气前，20.0mL氮气中含有饱和水蒸气。收集氢气后，系统中温度、压力不变，总体积为390mL，水蒸气的量增加了。氢气与增加的水蒸气的分体积之和为370mL，与（1）中的情况相同，p(H2)=97.7kPa,氢气的物质的量不变，即n(H2)=0.0147mol。 在390mL混合气体中，氢气的分压为p‘(H2)。 9.为了行车安全，可在汽车上装备气袋，以便遭到碰撞时使司机不受到伤害。这种气袋是用氮气充填的，所用氮气是由叠氮化钠与三氧化二铁在火花的引发下反应生成的。总反应为 第二章 热化学 2.在0℃，760mmHg下，氮气球体积为875L，n(He)为多少？当38.0 ℃，气球体积在定压下膨胀至997L。计算这一过程中系统的Q、W和△U（氦的摩尔定压热容Cp,m是20.8J·K-1·mol-1）。 9.有一种甲虫，名为投弹手，它能用由尾部喷射出来的爆炸性排泄物的方法作为防卫措施，所涉及到的化学反应是氢醌被过氧化氢氧化生成醌和水： 2.当矿物燃料燃烧时，空气中的氮和氧反应生成一氧化氮，它同氧再反应生成二氧化氮： 解 （1）由表中数据可以看出，当c(NO)保持不变时，c(O2)增大至2倍时，υ增大至原来的2倍，说明υ∝ c(O2)；当c(O2)保持不变， c(NO)增至2倍时， υ增大至原来的4倍，说明υ∝ [c(NO)]2。所以反应速率方程式为 4.通过实验确定反应速率方程式时，通常以时间作为自变量，浓度作为变量。但是，在某些实验中，以浓度为自变量，时间为变量，可能更方便。例如，丙酮的溴代反应： 5.将1.500mol的NO，1.000molCl2和2.500molNOCl在容积为15.0L的容器中混合。230℃，反应：达到平衡时测得有3.060molNOCl存在。计算平衡时NO的物质的量和该反应的标准平衡常数Kθ。 解法二 该反应为恒温恒容下的气相反应，各组分气体的分压与其物质的量成正比，分压的变化与方程式中个计量系数成正比，所以可以各物质的分压为基准进行计算。 反应开始时各物质的分压为 平衡时NOCl的分压为 NOCl的分压增加了（853-697）kPa,即增加了156kPa。 标准平衡常数的计算与解法一相同。 反应：（1）523K时，将0.700molPCl5注入容积为2.00L的密闭容器中，平衡时有0.500molPCl5被分解了。试计算该温度下的标准平衡常数Kθ和PCl5的分解率。（2）若在上述容器中反应已达到平衡后，再注入0.100molCl2，则PCl5的分解率与（1）的分解率相比相差多少？（3）如开始时在注入0.700mol PCl5的同时，就注入了0.100molCl2，则平衡时PCl5的分解率又是多少？比较（2）（3）所得结果可以得出什么结论？解（1）平衡时各物质的分压 （2）在恒温恒容条件下，当（1）中反应达到平衡后，再加入0.100molCl2 ，使Cl2的分压增加p(Cl2): 加入0.100molCl2后，平衡向左移动。 PCl5的最初分压为 PCl5的平衡分压为 与（1）中未加Cl2相比， PCl5的分解率减小，说明平衡向左移动。 （3）在PCl5未分解前加入0.100molCl2， 10.乙烷裂解生成乙烯： ，已知在1273K，100.0kPa下，反应达到平衡时，