1、(A) 15kJ ( B) 5kJ (C) 5kJ ( D) 15kJ7、表示CO2生成热的反应是()(A)CO (g) + 1/2O2 (g) =CO2 (g) rHmO =38.0kJ.mol-1(B)C (金刚石)+ O2 (g) =CO2 (g) rHmB=95.4kJ.mol-1(C) 2C (金刚石)+ 2O2 (g) =2CO2 (g) rHmB=87.0kJ.mol-1(D) C (石墨)+ O2 (g) =CO2 ( g) rHmB=393.5kJ.mol-1二、 填空题1、 25C下在恒容量热计中测得:1mol液态C6H6完全燃烧生成液态H2O和气态CO2时,放热3263.
2、9kJ, 则厶U为-3263.9,若在恒压条件下,1mol液态C6H6完全燃烧时的热效应 rHm为-3267.6。丄2、 已知H2O (l)的标准生成焓 f H m =-286 kJ mol 1,则反应 出0 (l) H 2(g)+ 2 O2(g),在标准状态下的反 应热效应=_286、,氢气的标准摩尔燃烧焓=-286。3、 已知乙醇的标准摩尔燃烧焓 CHm (C2H5OH,298) =-1366.95 kJ mol 1,则乙醇的标准摩尔生成焓 fHm(298) =_-277.56。三、 判断题:(以下说法的正确与错误,尽量用一句话给出你作出判断的根据。)1、 碳酸钙的生成焓等于CaO(s)+
3、CO2(g)=CaCO3(s)的反应焓。2、 错误。标准熵是1摩尔物质处于标态时所具有的熵值,热力学第三定律指出,只有在温度 T=0K 时,物质的熵值才等于零,所以,标准熵一定是正值。2、单质的生成焓等于零,所以它的标准熵也等于零。1、错误。生成焓是在热力学标态下由指定单质生成 1摩尔物质的反应焓,所以碳酸钙的生成焓等于反应 Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(S)的反应焓。四、简答题:(简述以下概念的物理意义)1、封闭系统和孤立系统。 2、功、热和能。 3、热力学能和焓。 4、生成焓、燃烧焓和反应焓。1、 封闭系统是无物质交换而有能量交换的热力学系统;孤立系统既是无物质
4、交换又无能量交换的热 力学系统。2、 热是系统与环境之间的温度差异引起的能量传递方式,除热而外的所有其它能量传递形式都叫做 功,功和热是过程量;能是物质所具有的能量和物质能做某事的能力,是状态量。3、 热力学能,即内能,是系统内各种形式能量的总和;焓,符号为 H,定义式为H=U+pV。4、 在热力学标态下由指定单质生成 1摩尔物质的反应焓变称为该物质的标准摩尔生成焓,简称生成 焓; 1摩尔燃料与氧气发生完全燃烧放出的热称为燃烧焓;反应焓是发生 1摩尔反应的焓变。一、 单选题 第 4 章化学平衡 熵和 Gibbs 函数1、 反应 N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)的 DG = a,
5、贝U NH3(g) = 1/2N2(g) + 3/2H2(g)的 DG 为:()A. a2 B. 1/a C. 1/ a2 D. a/22、 在某温度下,反应1/2N2(g) + 3/2H2(g) = NH3(g)的平衡常数K= a,上述反应若写成2NH3(g) = N2(g)+ 3H2(g),则在相同温度下反应的平衡常数为:( ) A. a/2 B. 2a C.孑D. 1/ a23、 已知反应2A( g) +B(s) =2C(g) DrH 0,要提高A的转化率,可采用( )A.增加总压 B.加入催化剂 C.增大A的浓度 D.升高温度4、 已知下列反应的平衡常数: H2(g)+S(s)=H2S
6、(g) K1 S(s)+O2(g)=SO2(g) K2则反应 H2 (g) + SO2 (g) = O2 (g) + H2S (g)的平衡常数为:()A. Ki+ K2 B.K1- K2 C. K1K2 D.K1/K25、 若可逆反应,当温度由T1升高至T2时,标准平衡常数K2K10,此反应的等压热效应 AHm的数 值将()A.大于零B.小于零C.等于零D.无法判断6、 下列各组参数,属于状态函数的是: A. Qp,G,V B. Qv,V,G C. V,S,W D. G,U,H7、 298K 时,某反应的 Kp= 3.0 105,则该反应的 DrG = KJ/mol (lg3 = 0.477)
7、。A. 31.2 B. 31.2 C. 71.8 D. 71.88、 298K 时,SN2 = 191.50 J?K-?mo|T, SH2 = 130.57 J?mol-,Snh3 = 192.34 J?mol-,反应为 N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g),则 DrS= J?mol-:A. 135.73 B. 135.73 C. 198.53 D. 198.539、 298K 时,DrH%gco3 = 100.8 KJ?mo-1,DrS%gco3 = 174.8 J?mo-,反应为 MgCO3(s) = MgO(s)+ CO2(g),贝U 598K 时的 DrG兀 KJ?mo-
8、: A. 3.73 B. 105.3 C. 1.04 X05 D. 3.7310、 下列方法能使平衡2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)向左移动的是:A. 增大压力 B. 增大 PNO C. 减小 PNO D. 减小压力11、 下列物理量中,属于状态函数的是 () A. G B. Q C. AH D. AG12、 下列反应中 ArSm 值最大的是() A. PCl5(g) PC(g)+ Cl2(g) B. 2SO2(g)+ O2(g) 2S3Og)C. 3H2(g)+ N2(g) 2N3(g) D. C2H6(g) + 3.5O2(g) 2COg) + 3H2O(l)13、 反应C
9、aCO3(s) CaO(+CO2(g)在高温下正反应能自发进行,而在 298K时是不自发的,则逆 反应的 ArHm0 和 ArSm0 是 () A. AHm0 和 ASm 0 B. rHm C. rHm0 和 ArSm1 则它的()A. G m0, B. Gm0, D. Gm K 时,反应自发地向逆方向进行。 (话2、 化学反应的ArG越小,反应进行的趋势就越大,反应速率就越快。 (3、 对于可逆反应,平衡常数越大,反应速率越快。 (X)4、 等温等压不做非体积功条件下,凡是 AGm。的化学反应都不能自发进行。5、 Fe (s)和 Cl2 (l)的 AH m 都为零。一个化学反应的 Gm的值越
10、负,其自发进行的倾向越大。 (X7、体系与环境无热量交换的变化为绝热过程。8、 将固体NH4NO3溶于水中,溶液变冷,则该过程的4G,出,出 的符号依次为、+、+。(话9、 乙醇溶于水的过程中AG = 0。(为10、CO2(g)的生成焓等于石墨的燃烧热。11、 室温下,稳定状态的单质的标准摩尔熵为零。12、 如果一个反应的ArHm 0, rAm 0,则此反应在任何温度下都是非自发的。13、 平衡常数的数值是反应进行程度的标志,故,对可逆反应而言,不管是正反应还是逆反应其平衡常数均相同。 (为14、 某一反应平衡后,再加入些反应物,在相同的温度下再次达到平衡,则两次测得的平衡常数相同 V15、
11、在某温度下,密闭容器中反应2NO (g) + O2 (g) = 2NO2 (g)达到平衡,当保持温度和体积不变充入惰性气体时,总压将增加,平衡向气体分子数减少即生成 NO2的方向移动。 (V三、填空题1、冬天公路上撒盐可使冰融化,此时的 G值符号为(),A值的符号为(+ )。2、 用吉布斯自由能的变量 AG来判断反应的方向,必须在(定压定温、不做非体积功)条件下;当 GV0时,反应将(正向自发)进行3、 A-H瞩0的可逆反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+ H2(g)在一定条件下达到平衡后:(1)加入H2O(g), 则H2(g)的物质的量将(增加);(2)升高温度,H2(g)的物质的量将(
12、增加);增大总压,H2(g) 的物质的量将(减少);加入催化剂H2(g)的物质的量将(不变4、 标准状态时, H2O (l,100C) H2O (g,100C)过程中,DH0 (大于)零, DS (大于)零,DG0 (等于)零。(填、=、v =5、 反应 2MnO4-(aq)+5H2O2(aq)+6H+(aq) = 2Mn2+(aq)+5O2(g)+8H2O(1)的标准平衡常数 K0的表达式为。在一定温度下,二硫化碳能被氧氧化,其反应方程式与标准平衡常数如下:( 1) CS2(g)+3O2 =CO2(g)+2SO2(g) (2 ) - CS2(g)+O2(g) = CO2(g)+ - SO2(
13、g)试确立 K01,K02之间的数量关系。K 01 = (K 02 ) 37、 不查表,排出下列各组物质的熵值由大到小的顺序:(1)O2(1)、O3 (g)、O2(g)的顺序为(O3 (g )、O2(g)、O2(1)(2) NaCI(s)、Na2O(s)、Na2CO3(s)、NaNO3(s)、Na(s)的顺序为(NaNO3(s)、Na2CO3(s)、Na2O(s)、 NaCI(s)、Na(s)(3) H2(g)、F2(g)、Br2(g)、Cl2(g)、|2(g)的顺序为(|2(g)、Br2(g)、Cl2(g)、F2(g)、H2(g)8、 在一定温度下,可逆反应C(s) + CO2(g) = 2
14、CO(g)的K0 = 2.0;当CO2(g)与CO(g)的分压皆为100kPa时,则该反应在同样温度时自发进行的方向为 (正向自发)。9、 可逆反应 Cl2(g) + 3F2(g) 2CIF3(g)的 ArH 0m(298K)=-326.4 kJ mol-1,为提高 F2(g)的转化率,应采用(高)压(低 )温的反应条件。当定温定容,系统组成一定时,加入 He(g),a (2)将(增大)。10、 已知 K (Ag2S)=6.3 10-50, K 0(Ag(CN)2-)=2.5 1020,贝U 反应 2Ag(CN) zRaql+Saq) 一Ag2S(s)+4CN-(aq)的标准平衡常数 K 0=
15、 (2.5 X08 )四、计算题1、已知 298.15K时,DfH0m 辱二46.11 KJ?mo-;S0m 小=191.50JK1 mol 1, S0m 如=130.57JK1 mol1, S0m 吨=192.34J K1 moS 试判断反应 N2 (g) +3H2(g)=2NH3(g)在 298.15K、标准态下正向能否 自发?并估算最高反应温度。解:因为 ArH 0m ( T) =EUAfH 0m(B,T)即 AH 0m ( 298K ) =2DfH 0m 详-DfH 0m 力-3DfH 0m =246.11 KJ?mol -)-0-3 0=-92.22 kJ mol-1 又因为 S0m
16、(T) = EBS0m (B,T)即 ArS0 m(298K) =2 S0m 忖-S0m 巴-3 S0m 帀=2X192.34J K 1 mol 1 191.50J K 1 mol 1 3X130.57JK 1 mol 1= 198.53 J K 1 mol 1 根据吉布斯亥姆霍兹公式 AG0m ( T ) =ArH 0m(T)-T rSm (T) rG霁 (298K) =AH m (298K)-T rSm (298K)= (-92.22 kJ mol-1) - 298.15KX (-198.53 :10-3kJ mol-1 K-1) = 33.03 kJ mol-1 0 正向反应不自发。 若
17、使 AG鹉 (T) =rH%(T)-T ArSm (T) V 0,则正向自发。又因为 AH m、ArSm随温度变化不大,即G 琳 (T) AH 琳(298K)-T ArSm (298K) V 0 即-198.53 W-3kJ mol-1 K-1 T -92.22 kJ mol-1而按不等式运算规则,有 TV( -92.22 kJ mol-1) / (-198.53 采0-3kJ mol-1 K-1) = 464.51K故最高反应温度为464.51K。2、 已知 AH 喀C6H6(|),298K = 49.10kJ mol-1, AfH 喀C2H2(g),298K =226.73 kJ mol-
18、1;SmC6H6(l),298K=173.40 J mol-1 K-1, SmC2H2(g),298K=200.94 J mol-1 K-1。试判断:反应 C6H6(l) =3 C2H2(g)在298.15K,标准态下正向能否自发?并估算最低反应温度。根据吉布斯-亥姆霍兹公式G鹉 (T) =AH m (T)-T AS% (T)rG琳 (298K) =AH 琳(298K)-T ASm (298K) 而 AH m (298K) = 3AH 霁C2H2(g),298K H 霁C6H6(|),298K= 3 226.73 kJ mol-1 1 M9.10kJ mol-1=631.09 kJ mol-1
19、 AS%(298K) = 3 S喀C2H2(g),298K SmC6H6(l),298K=3 600.94 J mol-1 K-1 1X173.40 J mol-1 K-1 = 429.42 J mol-1 K-1故 AGm (298K) = 631.09 kJ mol-1 298.15K X29.42 X0-3 kJ mol-1 K-1=503.06 kJ mol-1 0正向反应不自发。若使 AGm (T) =AH 喀(T)-T AS% (T) V 0,则正向自发。又因为AH瞎、ArSm随温度变化不大,即 AG瞎 (T) AH瞎(298K)-T ArSm (298K) V 0则 T 631.
20、09 kJ mol-1/429.42 1X3 kJ mol-1 K-1=1469.6K 故最低反应温度为 1469.6K。3、 已知298.15K时,一些物质的热力学数据如下表。试判断标准状态下反应C(s)+H20(g) = CO(g) + H2(g)在298.15K时能否自发并估算自发进行的最低温度。物 质 DfH/KJ?mol- Sm/ J K1 mol1C(s) 0 5.7 CO(g) -110.5 197.7 H2(g) 0 130.7 H2O(g) 241.8 188.8因为 AH m(T)=E U AH m(B,T) 即 AH m( 298K) =DfH %co+DfH %H2-D
21、fH 瞎C(s)- DfH %H2O(g) =-110.5 -241.8) =131.3 kJ mol-1又因为 AS霁(T) = (B,T) 即 ArS m(298K) = Smco+ Sm H2 - S霁 C(s)- SmH2O(g)=197.7+130.7-188.8-5.7 =134.1 JK 1 mol 1根据吉布斯亥姆霍兹公式 AGm (T) = AH m (T)-T AS% (T)G琳 (298K) =AH(298K)-T AS霁(298K)=131.3-298.15 13X.1 X0-3= 91.3 kJ mol-1 0 正向反 应不自发。 若使 AGm (T) =AH m (
22、T)-T ArSm (T) V0,则正向自发。又因为AH喀、ArSm随温度变化不大,即 AG喀 (T) AH喀(298K)-T AS喀(298K) V 0即0.134仃 131.3 T 979K故最低反应温度为979K。4、 已知 2H gO(s)=2Hg(l)+O2(g),在 298.15K 下的 DfH 鹉及 Sm 的数据已知,求 DrH 298、Dr S298、 DrG298及反应能自发进行的最低温度。物 质 DfH/kJ mol 1 Sm/ J K1 mol 1H gO (s) -90.8 70.3 Hg(l) 0.0 75.9 O2 205.2根据吉布斯亥姆霍兹公式 AG务(T) =
23、AH霁(T)-T AS% (T)G琳 (298K) =AH 瞎(298K)-T AS% (298K)而 ArH m (298K) = 0-2 AH mH g O(s),298K = -2 (-9(X8) =181.6kJ mol-1S霁(298K) = S mO2(g)+ 2S 务H g (l) 2SmH g O(s) = 205.2+2 75.9-2 70.3=216.4J mol-1K-1 故 AG琳(298K) = 181.6 kJ mol-1 298.15K X16.4 X0-3 kJ mol-1 K-1 =117.08kJ mol-1若使 AG m (T) =AH m (T)-T A
24、Sf (T) V 0,则正向自发。又因为 AH鹉、AS%随温度变化不 大,即 AG 瞎 (T) 霁(298K)-T AS琳(298K) V 0 贝U T 181.6 kJ mol-1/216.4 1X-3 kJ mol-1K-1=839.2K故最低反应温度为839.2K。7、光气(又称碳酰氯)的合成反应为:C0(g)+Cl2(g) D COCI2 (g) ,100C下该反应的K=1.50为08。若反应开始时,在 1.00L 容器中,n(C0)=0.035 0 mol,n0(C12)=0.027. 0 moI.no(COCl2)=0 mol,并计算 100C 平衡时各物种的分压和CO的平衡转化率
25、。pV = nRT 因为 T、V 不变,pxnB p= cRT p0(C0)=(0.0350 8.314 %73)kPa=106.3 kPa p0(Cl2)=(0.0270 8314 373)kPa=82.0 kPa CO(g)+Cl 2 (g) = COCl 2(g)开始 CB/(mol L-1) 0.0350 0.0270 0 开始 pB/kPa 106.3 82.0 0假设Cl2全部转化106.3-82.0 0 82.0又设COCl 2转化xxx -x平衡 pB/kPa 24.3+x x 82.0-x K0 =(甩3%9屮=I 1叽丿 I】叩丿二 1.5 808因为K很大,x很小,假设
26、82.0-x82.0 24.3+x24.3。二=1.5 108 x=2.3 10-6 平衡时: p(CO)=24.3kPa,p(Cl2)=2.3 10-6 kPa p(COCl 2)=82.0kPa8、蔗糖的水解反应为:C12H22O11+H2O D C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖)若在反应过程中水的 浓度不变,试计算(1)若蔗糖的起始浓度为a mol L-1,反应达到平衡时,蔗糖水解了一半,K0应为 多少? ( 2)若蔗糖的起始浓度为2a mol L-1,则在同一温度下达到平衡时,葡萄糖和果糖的浓度各为 多少?(1)C12H22O11 (蔗糖)+H2O D C6H12O6
27、 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖)a-0.5a 0.5a 0.5a K 0 = ( 0.5a ) (0.5a)/ 0.5a = 0.5aC12H22O11 (蔗糖)+H2O D C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖) 2a-x x xK 0 = (x ) (x)/ (2a-x)= 0.5a 即 x2+0.5ax-a2=0 解一元二次方程,得 x=0.78a故,葡萄糖和果糖的浓度均为 0.78a mol L-1p第5章酸碱和酸碱反应1 是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“/”,错的填“ X”)1.10.20 mol - dm-3 HAc 溶液中 CH是 0.10 mol - dm-3 HAc 溶液中 cH+的 2 倍。(X )1.2H2S 溶液中 cH+是 cs2-的 2 倍。1.3在水溶液中可能电离的物质都能达到电离平衡。 (X )1.4同离子效应可以使溶液的pH值增大,也可以使pH值减小,但一定会使电解质的电离度降低(V)1.5pH = 7的盐的水溶液,表明该盐不发生水解。 (X
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