2014化学焓熵吉布斯函数

2014化学焓，熵。吉布斯函数

一填空题 1.

反

应

2MnO4-(aq) + 10Cl-(aq) + 16H+(aq) = 2Mn2+(aq) + 5Cl2 +8H2O(l)的标准 平衡常数表达式为________________________________________。

2.已知反应2NO+Cl2→2NOCl为基元反应，其速率方程式为______________，

总反应是_____________级反应。

3. 熵减小的反应在低温下可自动进行，此反应的? rHm__<_____(>或<或=0)。

4. 已知反应：C(石墨) + O2(g) = CO2(g)的ΔrHm? (298.15K) = -394 kJ· mol－1和反应 C(

金

刚

石

) + O2(g) = CO2(g)

的

ΔK?＝

rHm? (298.15K) = -396 kJ· mol－1，则金刚石的ΔfHm? (298.15K) = __2___ kJ· mol－1

5．某放热反应的∑vB(g) > 0，则升高温度( p不变)时，化学平衡的移动方向为 –逆------------ ；

在增大压力( T不变)时平衡移动方向 ----正--------- ； 6．对于反应： N2(g) + 3H2(g) == 2NH3(g) △rHm?(298.15K) = — 92.2 kJ.mol-1

若升高温度(例如升高100K),则下列各项将如何变化(填写:不变,基本不变,增大或减小。)

△rHm? ----基本不变---- ， △rSm? ---基本不变----- ， △rGm? ------增大---- ， K? ----减小------。

7．已知[HgI4]2-的稳定常数为Kf 1 ，[HgCl4]2-的稳定常数为Kf 2。则反应：

[HgCl4]2- + 4 I - ========= [HgI4]2- + 4Cl - 的平衡常数为----------------- 。

8．热力学标准状态的条件有 ------ ------- ------ 9．1mol理想气体，经过恒温膨胀、恒容加热、恒压冷却后完成了一个循环过程， △U= ------- 。

10．在1073K时，C(s) + CO2(g) = 2CO(g)反应的KT? = 7.5×10-2，当C(s)重量为1kg， p(CO2) = 500 kPa，p(CO) = 5 kPa，该反应向 ---------方向进行（填正、逆）。

11．反应2NO(g) + Cl2(g) = 2NOCl(g)是基元反应，其反应速率与浓度的关系表达式为--------------

，若其他条件不变，将容器的体积增加至原来的2倍，反应速率为-------------- 。 12．

时，CH3CHO分解反应的k1 = 0.0105 s-1，如果反应

188 kJ·mol-1，求

时的

的活化能为

k2 = -------------s-1 。

13、 对 反 应：2Cl2 (g) + 2H2O (g) 4HCl (g) + O2 (g) 的

?rH> 0， 将Cl2、H2O (g)、HCl、O2 混 合， 反 应 达 到 平 衡 后（ 没 指 明 时，T、V 不 变）， 若 分 别： (1) 增 大 容 器 体 积，n (H2O，g) 将__________； (2) 加 O2，n (H2O，g) 将__________； (3) 加 O2，n (O2 ) 将__________； (4) 加 O2，n (HCl) 将__________。

14、 将 CO 和 H2O (g) 混 合 于 一 容 器 中， 两 者 的 物 质 的 量 相 等。T 一定， 反 应

CO (g) + H2O (g) H2 (g) + CO2 (g) 平 衡 时，CO 的 转 化 率 为 ?， 则 标 准 平 衡 常 数 K= __________。 平 衡 时， 系 统 的 总 压 力 与 开 始 时 的 总 压 力 相 比， 将__________; 压 缩 系 统 的 容 积， 平 衡 将__________; 若 加 入 惰 性 气 体， 并 保 持 系 统 总 压 不 变， 平 衡 将__________。

15.H2(g)+I2(g)=2HI(g)，Kθ = 50.3 (713K).某状态下，P(H2)=P(I2)=5.379×105Pa，P(HI)=62.59×105Pa。则自发进行的方向是______________，原因是_______________。 16．2NH3(g) = N2(g)+3H2(g). 298K

下，△rHm

θ = +92.22kJ·mol-1，△rSmθ = +198.53J·mol-1·K-1，则标准状态下，NH3(g)自发分解的温度是__________；反应NH3(g) =1/2N2(g)+ 3/2H2(g)在298K时的平衡常数

___________。

17、 反 应 P4 (s) + 4H2 (g)

2P2H4 (g) 在 298 K 时，

△fH (P2H4，g ) = 21 kJ·mol-1， 则 该 反 应 的△rH= ____________kJ·mol-1， 温 度 升 高， 则 平 衡 向________ 移 动。

18、(本小题2分)

将 压 力 为 1?105 Pa， 体 积 为 2 m3 的 CO 气 体， 和 压 力 为 1?105 Pa， 体 积 为 3 m3 的 N2 气 体， 在 同 温 下 装 入 一 个 1m3 的 容 器 中， 则 混 和 气 体 中 的 分 压 力： p(N2) = _________________，p(CO) = __________。 19、(本小题2分)

标 准 平 衡 常 数 K 的 大 小， 与

______________________ 有 关， 与__________________ 无 关。

（ 本 题 可 供 选 填 的 项 目：(1) 反 应 的 本 质，(2) 反 应 物 和 生 成 物 的 起 始 浓 度，(3) 反 应 温 度，(4) 催 化 剂。）

20、(本小题2分) 将 下 列 物 质 按 S(298.15K) 减 小 的 顺 序 排 列：Ag(s)，AgCl(s)，Cu(s)，C6H6(l)，C6H6(g)， 为 __________ > ____________ > ___________ > ___________ > ____________。 二．判断题

1、 对 于 任 意 化 学 反 应 A(g) + 2B(g) = 2D(g)。 可 根 据 反 应 式 写 出

K = [p(D)/p]2/{[p(A)/p]?[p(B)/p]2} 及 v = k

c(A)?{c(B)}2。 答： （ ）

2、 对 于 任 一 化 学 反 应 mA + nB = pC + qD， 由 反 应 式 可 写 出 其 速 率 方 程 为 v = k {c(A)}m?{c(B)}n。 答： ( )

3、 聚 集 状 态 相 同 的 物 质 组 成 的 系 统 定 为 单 相 系 统。 答： （ ）

4、 在 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平 衡 系 统 中， 若 温 度、 体 积 保 持 不 变， 而 引 入 稀 有 气 体， 则 由 于 总 压 力 增 大 而 使 平 衡 将 向 右 移 动。 答： （ ）

5、 利 用 弹 式 量 热 计 可 以 较 精 确 地 测 得 定 容 反 应 热。 答： （ ）

6、 温 度 升 高 能 引 起 反 应 速 率 增 大， 而 且 反 应 活 化 能 Ea 越 大 的 反 应， 速 率 增 加 得 越 显 著。 答： （ ）

7、 任 何 自 发 进 行 的 反 应， 其 熵 变 总 是 大 于 零。 答： （ ）

8．反应的级数取决于反应方程式中反应物的化学计量数(绝对值)。( b )

零的物质

是： ( D )

(A) 压力为100kPa、温度298.15K下的金刚石； (B)

温

度

为

298.15K

、

200kPa

的

氢

气；

(C) 温度为298.15K、压力为100kPa的水蒸气； (D)温度为298.15K、压力为100kPa的氧气

12．升高温度可增加反应速率，最主要的原因是因为： ( B ) (A) 增加了反应分子总数； (B) 增大了

活

化

分

子

的

百

分

数；

(C) 降低了反应的活化能； (D) 促进平衡正向移动

13．等温等压条件下任何温度都可自发进行的化学反应，其条件

是： ( A )

(A) ΔH< 0、ΔS >0； (B) ΔS< 0、Δ

H>0； (C) △rGmθ < 0； (D) ΔS< 0、ΔH< 0

14、 反 应 (1) H+(1 mol?dm-3)+e－=(1/2)H2(g , p) (2) 2H+(1 mol?dm-3)+2e－=H2(g , p) 则 答 （ ）

(1)E=(1/2)E (2)E=2E (3)E1=E2 (4)E=E

15、 增 加 反 应 物 的 浓 度， 化 学 反 应 速 率 加 快 的 原 因 是 答： （ ）

(1) 反 应 物 的 活 化 分 子 百 分 率 增 加 (2) 化 学 反 应 的 速 率 常 数 增 加 (3) 反 应 的 活 化 能 下 降

(4) 反 应 物 的 活 化 分 子 的 浓 度 增 加

16、 一 混 合 理 想 气 体， 其 压 力、 体 积、 温 度 和 物 质 的 量 分 别 用 p、V、T、n 表 示， 如 果 用 i 表 示 某 一 组 分 的 气 体， 则 下 列 表 达 式 中 错 误 的 是............................................................（ ）。

(A) p V = n R T； (B) pi V = ni R T； (C) p Vi = ni

R T； (D) pi Vi = ni R T。

17、 在 923 K 时， 反 应 CO2 (g) + H2 (g) CO (g) + H2O (g) 的 K= 0.64。 此 温 度 下， 在 密 闭 容 器 中， p ( CO2 ) = 2.13 ×105 Pa，p ( H2 ) = 1.42 ×105 Pa， p (CO) = 3.44 ×105 Pa，p ( H2O) = 7.60 ×104 Pa， 则 该 反 应..........................................................................................................................................（ ）。 (A) 向 右 进 行； (B) 向 左 进 行；

(C) 处 于 平 衡 状 态； (D) 达 到 新 平 衡 时，p (H2O) 增 加。

18、 已 知 下 列 反 应 的 标 准 平 衡 常 数：H2 (g) + Se (s) H2Se (g) K

Se (s) + O2 (g) SeO2 (g) K 则 反 应 O2 (g) + H2Se (g)

H2 (g) + SeO2 (g) 的 标 准

平 衡 常 数 K=.......................（ ）。

(A) K + K ； (B) K / K； (C) K ·K ； (D)

K / K。

19、 若 反 应：A + B → C 对 A 和 B 来 说 都 是 一 级 的， 下 列 叙 述 中正 确 的 是............（ ）。 (A) 此 反 应 为 一 级 反 应；

(B) 两 种 反 应 物 中， 当 其 中 任 一 种 的 浓 度 增 大 2 倍， 都 将 使 反 应 速 率 增 大 2 倍；

(C) 两 种 反 应 物 的 浓 度 同 时 减 半， 则 反 应 速 率 也 将 减 半；

(D) 该 反 应 速 率 系数 的 单 位 为 s-1。

20、 系 统 的 焓 等 于 系 统 的 热 量。........................................................................................（ ）

21、298.15 K 时 由 于 Na+ (g) + Cl- (g) →NaCl (s) 的△rH= -770.8 kJ·mol-1， 则 NaCl (s) 的 标 准 摩 尔 生 成 焓

是

-770.8

kJ·mol-1。................................................................................................................（ ）

22、已 知 在 298 K 时， H2 (g) 与 O2 (g) 反 应 生 成 1.0 mol H2O (l) 和 1.0 mol H2O (g) 的 反 应 热 分 别 为 -285.8 kJ·mol-1 和 -241.8 kJ·mol-1， 则 H2O (l)→ H2O (g) 的 反 应 热 为................................（ ）。 (A) -44.0 kJ·mol-1 ； (B) 44.0 kJ·mol-1 ； (C) -537.6 kJ·mol-1 ； (D) 537.6 kJ·mol-1 。

23、 下 列 叙 述 中， 错 误 的 是...................................................................................................（ ）。 (A) 并 不 是 所 有 化 学 反 应 实 际 上 都 可 以 建 立 化 学 平 衡；

(B) 标 准 平 衡 常 数 很 大 或 很 小 的 反 应 都 是 可 逆 程 度 很 小 的 化 学 平 衡；

(C) 化 学 平 衡 是 正、 逆 反 应 速 率 相 等 时 系 统 所 处 的 状 态；

(D) 标 准 平 衡 常 数 是 正 反 应 和 逆 反 应 处 于 平 衡 时 的 常 数， 任 何 可 逆 反 应 的 标 准平 衡 常 数 只 有 一 个 值。

24．在标准压力和273.15K下,水蒸气凝聚为液态的水时体系中应是( c )

A. ΔH=0 B. ΔS=0 C. ΔG=0 D.ΔU=0

25．加入催化剂可使化学反应的下列物理量中哪一个发生改变? (d )

A.反应热 B.平衡常数 C.反应熵变 D.速率常数

26．已知某化学反应的? rSm? > 0，那么下列说法不正确的是(a )

A．该反应一定自发 B．该反应体系的混乱度增大

C．该反应不一定自发 D．若该反应同时满足△rHm?< 0时，则该反应一定自发 27.

反应 N2O4(g)

═

═ 2NO2(g) K?1； NO2(g) K?2

；

1/2 N2O4(g)

2NO2(g) ═ N2O4(g) K?3；它们的标准平衡常数之间的关系正确的是(c )

A. K?1=K?2=K?3 B. K?1=2K?2=1/ K?3 C. K?3=(K?2)2=1/ K?3 D. K?1=(1/2)K?2=1/K?3

28. 已知298K时，Zn(s)+0.5 O2(g)=ZnO(s) △rH?m=-351.5 kJ·mol-1；

Hg(l)+0.5 O2(g)=HgO(s)

rH?m=-90.8 kJ·mol-1

Zn(s)+HgO(s

)=Hg(l)+ZnO(s) △ rH?m为

( b ) A. 442.3 kJ·mol-1 B. -260.7 kJ

△

·mol-1 C. –442.3 kJ·mol-1 D. 260.7 kJ·mol-1

29 N2(g)+O 2(g)=2NO(g) △rH?m>0 下列变化中，不影响平衡状态的是(c )

A. 升高温度 B. 加大N2压力 C. 延长反应时间 D. 通入O2

四．计算题

1. 已知汽车无害化反应及其相关热力学数据如下： CO(g) + NO(g) → CO2(g) +1/2N2(g)

?fHm? (kJ?mol-1)： -110.5 90.2 -393.5 0

Sm? (J?mol-1?K-1)： 197.7 210.8 213.7 191.6

计算该反应在298K、标准状态下的?rGm?和K?，并判断自发反应的方向。

1. 解： ?rHm?＝0+(-393.5)+(-90.2)-(-110.5) ＝-373.2 (kJ?mol-1) (2分) ?rSm?

＝191.6/2+213.7-210.8-197.7＝

-99 (J?mol-1?K-1) (2分)

∴

?rGm?

＝

?rHm? -T??rSm?

＝

-373.2-298×(-99)×10-3 ＝ -343.7(kJ?mol-1) (2分) 据ln K?＝-?rGm?/RT ＝ -[-343.7×103/(8.314×298)] ＝138.7 (2分) ∴

K?

＝ e138.7 ＝ 1.72×10^60 (1分) 由上计算可知，?rGm?＜0 ，故反应能自发向右进行。 (1分)

2.试利用标准热力学函数数据，通过计算回答汽车尾气净化反应：

2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 标

准

热

力

学

函

数 NO(g) CO(g) N2(g) CO2(g)

△ fHm? (298.15K)/kJ.mol-1 90.25 —110.52 0 —393.50 △

△

fGm? (298.15K)/kJ.mol-1 86.57 —137.15 0 —394.36

△ Sm? (298.15K)/J.K-1.mol-1 210.65 197.56 191.50 213.64 ⑴计算反应的△rGm?

⑵在25℃的标准条件下反应能否自发进行？并（用一句话）说明人们为此反应寻求高效催化剂有无现实意义。 ⑶估算在600℃时该反应的标准平衡常数K? ⑴ △rGm?（298.15K）

298.15 K)B=[0+2×（—

394.36）—2×86.57—2×（—137.156）] （kJ.mol-1） = —687.548（ kJ.mol-1）

⑵在25℃的标准条件下反应能自发进行。人们为此反应寻求高效催化剂具有现实意义。

⑶rmBfmH(298.15K)=",H(B, 298.15 K)B=[0+2×（—393.50）—2×90.25—2×（—110.52）] （kJ.mol-1）= —746.46 （kJ.mol-1）

rmBmS(298.15K)=",S(B, 298.15 K)B=[191.50+2×213.64—2×210.65—2×197.56] （J·K-1·mol-1）= —197.64 （J ·K-1·mol-1）

rmrmrmG (873.15 K) =H (298.15 K) + T K S (298.15 K)= —746.46 kJ.mol-1 + 873.15K×（—197.64×

10-3

）

KJ ·K-1·mol-1 = —746.46 kJ.mol-1—172.57KJ·mol-1= —919.03 KJ·mol-1 3 rm54()-919.0310 lnK=126.6 k=9.59*10^54 3.

实

验

室

制

氯

气

的

反

应已

MnO2(s)+4H+(aq)+2Cl-(aq)=Cl2(g)+Mn2+(aq)+2H2O(l) 知

fH?m -520 0 -167.2 0 -220.8 -285.8 S?m 53.1 0 56.5 223.1 -73.6 70.0

试计算：(1) 在热力学标准态下，298K时，该反应能否自发？

(2) 在373K，12mol·kg-1浓盐酸中，该反应能否用于制取氯气？(其它各物 质均为标准态) △

rH?m=2×(-285.8)+(-220.8)-2×(-167.2)-(-520)= 62 kJ·mol-1 ...............................1分

△

rS?m=2×70-73.6+223.1-2×56.5-53.1= 123.4 J·mol-1

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wyt3.html