中南高数试题库

第2章 热化学

一、单选题

1、在下列反应中，Qp=Qv的反应为（）

（A）CaCO3(s) →CaO(s)+CO2(g) （B）N2(g)+3H2(g) →2NH3(g) （C）C(s)+O2(g) →CO2(g) （D）2H2(g)+O2(g) →2H2O（l） 2、下列各反应的（）

1（A）2H(g)+ 2?rH?m（298）值中，恰为化合物标准摩尔生成焓的是

O2(g)→H2O（l）（B）2H2(g)+O2(g)→2H2O（l）

3N2(g) +21（C）N2(g)+3H2(g)→2NH3(g) （D）2H2(g)→NH3(g)

3、由下列数据确定CH4(g)的

?fH?m为（）

?rH?mC（石墨）+O2(g)=CO2(g)

1H2(g)+ 2=-393.5kJ·mol－1

O2(g)=H2O（l）

?rH?m=-285.8kJ·mol－1

?rH?mCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O（l）=-890.3kJ·mol－1

（A）211 kJ·mol－1；（B）-74.8kJ·mol－1；

（C）890.3 kJ·mol－1；（D）缺条件，无法算。 4、已知：

1（1）C(s)+2O2(g)→CO(g),

?rH?m (1)= -110.5kJ·mol－1 (2)= -393.5kJ·mol－1

（2）C(s)+O2(g)→CO2(g),

?rH?m则在标准状态下25℃时，1000L的CO的发热量是（） （A）504 kJ·mol－1（B）383 kJ·mol－1 （C）22500 kJ·mol－1（D）1.16×104 kJ·mol－1

5、某系统由A态沿途径Ⅰ到B态放热100J，同时得到50J的功；当系统由A态沿途径Ⅱ到B态做功80J时，Q为（）

（A） 70J （B） 30J （C）－30J （D）－70J

6、环境对系统作10kJ的功，而系统失去5kJ的热量给环境，则系统的内能变化为（）

（A）－15kJ （B） 5kJ （C）－5kJ （D） 15kJ 7、表示CO2生成热的反应是（）

（A）CO（g）+ 1/2O2（g）=CO2（g）ΔrHmθ=-238.0kJ.mol-1

（B）C（金刚石）+ O2（g）=CO2（g）ΔrHmθ=-395.4kJ.mol-1 （C）2C（金刚石）+ 2O2（g）=2CO2（g）ΔrHmθ=-787.0kJ.mol-1 （D）C（石墨）+ O2（g）=CO2（g）ΔrHmθ=-393.5kJ.mol-1

二、填空题

1、25℃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3263.9kJ，则△U为，若在恒压条件下，1mol液态C6H6完全燃烧时的热效应

?rH?m为。

=-286 kJ·mol－1，则反应H2O（l）

2、已知H2O（l）的标准生成焓

1→H2(g)+ 2?fH?mO2(g)，在标准状态下的反应热效应=，氢气的标准摩尔燃

烧焓=。

3、已知乙醇的标准摩尔燃烧焓

－1

?cH?m（C2H5OH，298）=-1366.95 kJ·mol

，则乙醇的标准摩尔生成焓

?fH?m（298）=。

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)+CO2(g)=CaCO3(s)的反应焓。

2、单质的生成焓等于零，所以它的标准熵也等于零。

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。 五、计算题

11、CO(g)+ 2O2→CO2(g)由

?fH?m数据计算反应的

?rH?m，P△V和△U值。

2、利用298.15K时有关物质的标准生成热的数据，计算下列反应在298.15K及标准态下的恒压热效应。 （1）Fe3O4(s)+CO=3FeO(s)+CO2(g) （2）4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1)

3、利用298.15K时的标准燃烧热的数据，计算下列反应在298.15K时的△rHΘm。

（1）CH3COOH(1)+CH3CH2OH(1)→CH3COOCH2CH3(1)+H2O(1) （2）C2H4(g)+H2(g)→C2H6(g)

4、当仓鼠从冬眠状态苏醒过来时，它的体温可升高10K。假定仓鼠体温升高所需的热全部来自其体内脂肪酸（Mr=284）的氧化作用，仓鼠组织的热容（1g仓鼠组织的温度升高1K时所吸收的热）是3.30J·K-1·g-1。已知脂肪酸的燃烧热△cHΘm=﹣11381kJ·mol-1，试计算一只体重为100g的仓鼠从冬眠状态苏醒过来所需氧化的脂肪酸的质量。

5、人体所需能量大多来源于食物在体内的氧化反应，例如葡萄糖在细胞中与氧发生氧化反应生成CO2和H2O（1），并释放出能量。通常用燃烧热去估算人们对食物的需求量，已知葡萄糖的生成热为－1260kJ·mol-1,试计算葡萄糖的燃烧热。

6、甘油三油酸酯是一种典型的脂肪，它在人体内代谢时发生下列反应：

C57H104O6(s)+80O2(g)→57CO2(g)+52H2O(1) △

c

Hm=-3.35×104kJ·mol-1

如果上述反应热效应的40%可用做肌肉活动的能量，试计算1kg这种脂肪在人体内代谢时将获得的肌肉活动的能量。

物质 DfHΘ / KJ?mol–1 SΘm/ J·K－1·mol－1 C(s) 0 5.7 CO(g) -110.5 197.7 H2(g) 0 130.7 H2O(g) －241.8 188.8 4、已知2ＨgO(s)=2Hg(l)+O2(g)，在298.15K下的DfHΘm及SΘm的数据已知，求DrHΘ298、、、Dr SΘ298、、DrGΘ298及反应能自发进行的最低温度。

物 质 DfHΘ /kJ·mol－1 SΘm/ J·K－1·mol－1 ＨgO (s) -90.8 70.3 Hg(l) 0.0 75.9 O2(g) — 205.2 5、对生命起源问题，有人提出最初植物或动物的复杂分子是由简单分子自动形成的。例如尿素（NH2CONH2）的生成可用反应方程式表示如下：

CO2(g)+2NH3(g)—→(NH2)2CO(s)+H2O(1)

（1）已知298K时的△rHΘm=﹣133 kJ·mol-1, △rSΘm =﹣424 J·mol-1K-1 ,并说明此反应在298K和标准态下能否自发进行；

（2）在标准态下最高温度为何值时，反应就不再自发进行了？ 6、已知下列反应 2SbCl5(g) =2SbCl3(g) +Cl2(g)

在298K时的△rHΘm =80.7，KΘ=1.58×10-6，试求800K时此反应的KΘ。假设温度对此反应的△rHΘm的影响可以忽略。

7、光气（又称碳酰氯）的合成反应为：CO(g)+Cl（D COCl（,100℃2g）2g）下该反应的KΘ=1.50×108。若反应开始时，在1.00L容器中，

n0(CO)=0.035 0 mol,n0(Cl2)=0.027. 0 mol.no(COCl2)=0 mol,并计算100℃平衡时各物种的分压和CO的平衡转化率。 8、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，KΘ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？ 无机化学习题库参考答案:

第四章 化学平衡 熵和Gibbs函数 一、单选题 题号 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 D D D D A D B C A D A A A C B 二、判断题 题号 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ × × √ × × √ √ × √ × √ × √ √ 三、填空题

1、 负或（－），正或（+）。

2、 定压定温、不做非体积功；正向自发。 3、 （增加）；（增加）；（减少）；（不变）。 4、 （大于或＞）；（大于或＞）；（等于或=）．

5、 KΘ=

6、 KΘ1 = （KΘ2）3

7、 O3（g）、O2(g) 、O2(1)；

NaNO3(s)、Na2CO3(s)、Na2O(s)、NaCI(s)、Na(s) ； I2(g)、Br2(g)、Cl2(g)、F2(g)、H2(g) 。 8、正向自发。 9、高压低温；增大。 10、 2.5×108

四、计算题

1、解：因为△rHΘm（T）=∑υB△fHΘm(B,T) 即△rHΘm（298K）=2DfHΘm =2×(-46.11 KJ?mol–1)-0-3×0

=-92.22 kJ·mol-1 又因为△rSΘm(T) =∑υBSΘm (B,T) 即△rSΘ m(298K) =2 SΘm

- SΘm

-3 SΘm

-DfHΘm

-3DfHΘm

=2×192.34J·K－1·mol－1－191.50J·K－1·mol－1－3×130.57J·K－1·mol－1 =－198.53 J·K－1·mol－1 根据吉布斯－亥姆霍兹公式

△rGΘm（T）=△rHΘm (T)-T△rSΘm (T)

△rGΘm（298K）=△rHΘm (298K)-T△rSΘm (298K)

= （-92.22 kJ·mol-1）- 298.15K×（-198.53×10-3kJ·mol-1 K-1） = 33.03 kJ·mol-1＞0 正向反应不自发。 若使△rGΘm（T）=△rHΘm (T)-T△rSΘm (T)＜0 ，则正向自发。 又因为△rHΘm、△rSΘm随温度变化不大，即 △rGΘm（T）≈ △rHΘm (298K)-T△rSΘm (298K) ＜0 即 -198.53×10-3kJ·mol-1 K-1 T ＞ -92.22 kJ·mol-1

而按不等式运算规则，有 T＜（-92.22 kJ·mol-1）（/-198.53×10-3kJ·mol-1 K-1）= 464.51K

故最高反应温度为464.51K。 2、解：根据吉布斯－亥姆霍兹公式 △rGΘm（T）=△rHΘm (T)-T△rSΘm (T)

△rGΘm（298K）=△rHΘm (298K)-T△rSΘm (298K)

而△rHΘm (298K) = 3△fHΘm[C2H2(g),298K]－△fHΘm[C6H6(l),298K] = 3×226.73 kJ·mol-1－ 1×49.10kJ·mol-1

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