第二章补充习题及答案 普通化学

概念、习题与解答

化学反应基本原理——判断题

1、指定单质的?fGm、?fHm、Sm皆为零。 (错 ：指定单质S不为零，)

θ

mθ

θ

θ

(错 ：升高温度正逆反应速率都增大，不会减小) 10、反应活化能越大，反应速率也越大。

(错 ：相同温度下，活化能越大，速率常数越小，一般讲速率也越小)

11、若反应速率方程式中浓度的指数等于反应方程式中反应物的系数，则该反应使基元反2、ΔrSm? >0的反应都能自发进行。

(错 ：该条件只能判断对应温度孤立系统、标准状态下自发) 3、??rGm<0的反应必能自发进行。 (错 ：该条件只能判断对应温度标准状态

4、若生成物的分子数比反应物的分子数多，则该反应的ΔrSm? >0 (错 ：主要看气体分子数)

5、CaCO3在高温下可以发生分解反应，故该反应为吸热熵增。 (对 ：) 6、根据能量最低原理，放热反应是自发进行的。 (错 ：影响自发性因素还有混乱度)

7、冰在室温下自动融化成水，是熵增起了重要作用的结果。 (对 ：)

8、化学反应的熵变与温度有关， 但随温度变化不明显。 (对 ：温度变化没有引起状态变化的前提下) 9、对于可逆反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),?rH?m?0,升高温度使?正增大，?逆减小，

故平衡向右移动。

应。

(错 ：例如H2（g）+I2(g)=2HI的反应就不是基元反应) 12、反应级数取决于反应方程式中反应物的计量系数。 (错 ：非基元反应必须以试验为依据)

13、根据分子碰撞理论，具有一定能量的分子在一定方位上发生有效碰撞，才可能生成产物。 (对 )

14、根据质量作用定律，反应物浓度增大，则反应速率加快，所以反应速率常数增大。 (错 ：速率常数与浓度无关)

15、反应速率常数与温度有关，而与反应物浓度无关。 (对 ) 二、选择题

1热力学函数的定义与性质

1-1下列各热力学函数中，哪一个为零： （B）

(A) ?fGm?(I2, g. 298 K) (B) ?fHm?(Br2, l. 298 K)

概念、习题与解答

(C) Sm?(H2, g. 298 K) (D) ?fGm?(O3, g. 298 K) (E) ?fHm?(CO2, g. 298 K)

(C) 对孤立体系而言，?rSm? > 0的反应总是自发进行的。 (D) 在一个反应过程中，随着生成物的增加，熵变增大。

2．反应自发性与化学平衡 1-2若下列反应都在298 K下进行，则反应的?rHm?与生成物的?fHm?相等的反应是： (C)

(A) 1/2H2(g) + 1/2I2(g) ? HI(g) (B) H2(g) + Cl2(g) ? 2HCl(g) (C) H2(g) + 1/2O2(g) ? H2O(g) (D) C(金刚石) + O2(g) ? CO2(g)

1-3如果系统经过一系列变化，最后又回到起始状态，则下列关系式均能成立的是： (C)

(A) Q = 0；W = 0；?U = 0；?H = 0 (B) Q ? 0；W ? 0；?U = 0；?H = Q (C) ?U = 0；?H = 0；?G = 0；?S = 0 (D) Q ? W；?U = Q ? W；?H = 0 1-4 已知反应H2(g) + Br2(g) ?2HBr(g)的标准平衡常数K1? = 4.0?10

?2

，则同温下反应

1/2H2(g) + 1/2Br2(g)

?HBr(g)的K2?为： （B）

(A) (4.0?10?2)?1 (B) 2.0?10?1 (C) 4.0?10?2 (D) (4.0?10?2)?1/2 1-5 上述两个反应的???rGm(1)与?rGm(2)的关系是 （答D） (A) ???rGm(1)=?rGm(2) (B) ???rGm(1)=[?rGm(2)]2 (C) ??1rGm(1)=

2??) (D) ??(1)=2??rGm(2rGmrGm(2) 1-6下列关于熵的叙述中，正确的是： （答：C）

(A) 298K时，纯物质的Sm? = 0 (B) 一切单质的Sm? = 0

2-1某反应在高温时能自发进行，低温时不能自发进行，则 （B） (A) ?H > 0 , ?S< 0 (B)??H > 0 , ?S > 0 (C) ?H < 0 , ?S> 0 (D) ?H < 0 , ?S < 0

2-2在定温定压条件下，某反应的??kJ?mol?1rGm(298K)?10。下列说法正确的是 。 (D) (A) 该反应的??rHm(298K)?0，?S?rm(298K)?0

(B) 该反应一定不能自发进行

(C) 该反应在非标准条件下，一定不能自发进行

（D）298K,标准条件下，该反应一定不能自发进行

2-3已知反应H2O(g)?1/2O2(g) + H2(g)在一定温度、压力下达到平衡。此后通入氖气，若保持反应的（总）压力、温度不变，则： (A) 平衡向左移动 (B) 平衡向右移动

(C) 平衡保持不变 (D) 无法预测

（B：相当于增大体积产生的后果）

2-4 298K,对于反应2AB(g) = A2(g) + B2(g), 保持温度不变增大容器的体积，降低总压力时，反应物的转化率

概念、习题与解答

(A) 增大 (B) 减少 (C)不变 (D) 无法预测

（C：因反应前后气体分子系数相同，总压对平衡无影响）

2-5 已知反应N2(g) + 3H2(g)

?2NH3(g)的K? = 0.63，反应达到平衡时，若再通入一定量

的N2(g)，则K?、反应商Q和?rGm?的关系是： （答：D）

(A) Q = K?，?rGm? = 0 (B) Q > K?，?rGm? > 0 (C) Q < K?，?rGm? < 0 (D) Q < K?，?rGm? > 0

2-6 已知反应H2(g) + Br2(g)

?2HBr(g)，在1297 K和1495 K时的K?分别为1.6?10

5

和

3.5?104，则该反应的焓变或自由能变：

(A) ?rHm? > 0 (B) ?rHm? < 0 (C) ?rGm? < 0 (D) ?rGm? > 0

??lnK????rHm?rSm（答：B C分析：根据

RT?R 或

lnK?(T?2)?rHmT?T1K?(T?1)R(2T)1T2 温度升高，放热反应，平衡常数减小；吸热反应，平衡常数增大

根据?rGm???RTlnK ??K ???可知?rGm? < 0 ）

2-7 在恒温下，对于同一反应来说，下列说法正确的是： (A) 一反应物浓度增大，该反应的转化率就增大

(B) 反应方程式中，化学计量系数相同的反应物的转化率总是相等

(C) 转化率和平衡常数都可以表示化学反应进行的程度

(D) 转化率和平衡常数都与反应物的最初浓度无关

（答：C 分析：A 增大某种反应物的浓度，其它反应物的转化率增大

B起始浓度不同时，转化率不等 D平衡常数与反应物的起始浓度无关 ）

2-8 化合物有三种不同的水合物，它们的脱水反应的K?分别为?????????3H2O(s) = ??2H2O(s) + H2O(g) K1??

????????2H2O(s) = ??H2O(s) + H2O(g) K2?

??H2O(s) = ?(s) + H2O(g) K3?????????为了使???2H2O晶体保持稳定（不发生风化与潮解）容器中水蒸气

p(H2O)p?应为

（A）

p(H2O)H2O)p?> K1? (B)

p(p?= K1?

(C)

p(H2O)2O)p?= K2???????????????? (D) Kp(H1??

p?> K2?????

3．化学反应速率

3-1 A ? B + C是吸热的可逆基元反应，正反应的活化能为E正，逆反应的活化能为E逆，那么：

(A) E正 < E逆 (B) E正 > E逆 (C) E正 = E逆 (D) 无法确定

概念、习题与解答

（答：B 根据过度状态理论，能量—反应历程图理解。△H=E正 - E逆 ） 3-2下列能量—反应历程图，属于放热反应的是 (AD) 3-6反应A + B?C + D为放热反应，若温度升高10℃，其结果是（答：D） (A) 对反应没有影响 (B) 使平衡常数增大一倍

（A） (B) (C) (D)

3-3 二级反应速率常数的量纲是： (A) s?1 (B) mol?dm?3?s?1 (C) mol?1?dm?3?s?1 (D) mol?1?dm3?s?1

mol?dm?3?s?1?3(答：D 速率常数k量纲=

(mol?dm)n n—反应级数)

3-4 某反应的速率常数为0.099min-1,反应物的起始浓度为0.20mol.L-1,反应的半衰期为（ ）

(A) 7min (B) 1.01min (C)4.04min (D) 无法计算 (答：A 一级反应特征的几种计算要掌握)

3-5 对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是：

(A) ?rGm?越负，反应速率越快 (B) ?rSm?越正，反应速率越快 (C) ?rHm?越负，反应速率越快 (D) 活化能越小，反应速率越快xy?E （答：D

v?kc(A)?c(B)a k?AeRT 对于确定的反应，反应速率与过程活

化能、反应温度和反应物浓度有关 ）

(C) 不改变反应速率 (D) 使平衡常数减少

4、热力学函数、平衡常数的计算与应用 4-1

反应

MgCO3(s)

=

MgO(s)+CO2(g)的

??rHm?117.66kJ?mol?1，

??rSm?174.91J?mol?1?K?1，欲使该反应在500K时能自发进行，则CO2的分压为（答A）

(A) 低于69.9Pa (B) 高于6.99×10-2Pa

(C) 低于6.99×10-2Pa (D) 高于69.9Pa

分析：?rGm? = ?rHm??? ?rSm??117.66-500×174.91×10-3 =30.205kJ.mol-1

（注意前后单位统一）

lnK?????rGm??30.205?10008.314?500??7.27 K?????????-4 RT??????×10

（注意上下单位统一；ln不是 log）

K??P(co2) P(CO)=6.99×10-4P?2

×100kPa =?6.99×10-2kPa

所以，当P(CO2)

概念、习题与解答

4-2已知298K时， Br2(g)的?fGm? ? U m 、 ? H m 、 ? G m 、 ? S m 。 ?3.1kJ?mol?1，则298K时，Br2(l)的蒸汽压为 气化过程的

(答A)

(A)28.6kPa (B) 57.2kPa (C) 99.9kPa (D) 5.62kPa

(l) = Br???2(g)

rGm??fGm?3.1kJ?mol?1分析：对于反应Br2

lnK?????rGm RT??3.1?10008.314?298??1.25

K??P(Br2) 蒸汽压P?p(Br2)=e -1.25×100kPa =28.6kPa

4-38000

C时，AB2(s) = A(s) + B2(g) 达到平衡时测得B2(g)的分压为131.72kPa,此反应的

??rGm为（ ）kJ?mol?1

(A)-1.07 (B) 1.07 (C) 2.46 (D) -2.46 （E）-1.83 分析：

??rGm??RTlnK???8.314?(273?800)?ln(131.72100)

= -2457.8J.mol.-1≈ -2.46kJ.mol-1

(注意温度换算成热力学温度才能代入公式中)

三、计算题

1、化学反应的方向和化学平衡

1-1在101.3kPa和80.1℃（沸点）下，苯的气化热Q=30.5kJ·mol-1，计算该条件下，苯的

答：?Hm= Q=30.5kJ·mol-1

?Um=?Hm-?(PV)= 30.5- 8.314×10-3（273+80.1）=30.5 -2.9= 27.6 kJ·mol-1 ?Gm=0

?Sm= 30.5×1000/（273+80.1）= 86.3J·mol-1·K-1

1-2 设有反应A(g)+B(g)???2C(g)，A、B、C都是理想气体。在250C、1×105Pa条件下，若分别按下列两种过程发生变化，且：过程Ⅰ体系放热41.8kJ.mol-1，而没有做功；过程Ⅱ体系做了最大功，放出了1.64 kJ.mol-1的热。那么变化过程的Q，W，

?U?,?H?,?S?,?G?各是多少？

答：过程Ⅰ 过程Ⅱ

Q = -41.8 kJ.mol-1 Q = -1.64 kJ.mol-1

W=0 W=?U?-Q= -40.2 kJ.mol-1

?U?=Q+W=-41.8 kJ.mol-1 状态函数的变化，过程Ⅱ与过程Ⅰ相同 ?H?=?U?+?n(g)RT= -41.8 kJ.mol-1

?S?=

Q(可逆）T??1640298??5.50J.mol?1.K?1(必须用可逆过程热效应

状态函数的改变与过程无关，始终态相同，可以用可逆途径计算) ?G?=?H?-T?S?=-41.8-298×(-5.50×10-3)= -40.2 kJ.mol-1

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