普通化学第一章检测题及答案.doc

普通化学第一章（化学热力学基础）模拟试题1填空题 （1）物理量Q（热量）、T（热力学温度）、V（系统体积）、W（功），其中属于状态函数的是 ；与过程有关的量是 。 （2）QV = U 的应用条件是 ； ； 。 （3）在封闭体系中，公式H = QP的适用条件是 。 （4）已知 CO2（g）的fHm（298.15K）= 394 kJmol，CO2（g）= C（石墨）+O2（g）反应的fHm（298.15K）为 kJmol（5）已知反应 C（石墨）+ O2（g）= CO2（g），rHm（298.15 K）=394 kJmol和C（金刚石）O2（g）= CO2 (g)，rHm（298.15 K）= 396 kJmol问金刚石的fHm（298.15 K）= kJmol。（6）纯物质完美晶体，在 时熵值为零。 （7）液态苯气化为气态苯的过程rS 值 ，气体在催化剂上吸附过程rS 值 。 （8）某放热反应的0，则在升高温度（p不变）时化学平衡的移动方向为 ；在增大压力（T不变）时平衡移动方向 ；加入隋性气体（T，p 不变）时平衡移动方向是 。 （9）两个体积相同、温度相等的球形容器中，装有同一种气体，当连接两容器的活塞打开时，S值 。 （10）理想气体的吉布斯函数（G ）在向真空膨胀时 。 （11）在恒温恒压下，化学反应的rHm TrSm 0，则反应 。 （12）熵减小的反应在低温下可自动进行，此反应的rHm 。 （13）在等温等压条件下，某反应的 K =1，则rGm的值为 。 （14）在等温下，若化学平衡发生移动，其平衡常数 。 （15）温度T时，在抽空的容器中发生下面的分解反应： NH4HS(s) NH3(g) +H2S(g)，测得此平衡体系的总压力为 p，则平衡常数K的表达式为 。 （16）在恒温恒压下，化学反应的rHm= TrSm，则化学反应 。 2选择题 （1） 内能是体系的状态函数，若某一体系从一始态出发经过一循环过程又回到始态，则体系内能的增量是（ ）。 （A）U = 0 （B）U 0 （C）U 0 （2）焓是体系的状态函数，定义 Hdef U + pV，若体系发生状态变化时，则焓的变化为H =U +（pV），式中（pV）的意思是（ ） （A）（pV）=pU （B）（pV）p2V2 p1V1 （C）（pV）= pV + Vp （3）某物质 B的标准摩尔燃烧焓为cHm（B，298 K）=200kJmol，则该物质B燃烧时的标准摩尔反应焓rHm（298 K）为（ ） （A）200 kJmol（B） 0 （C）200 kJmol（D）40 kJmol（4）同一温度和压力下，一定量某物质的熵值是（ ）。 （A）S（气）S（液）S（固） （B）S（气）S（液）S（固） （C）S（气）S（液）S（固） （5）一定条件下，一定量的纯铁与碳钢相比，其熵值是（ ）。 （A）S（纯铁）S（碳钢） （B）S（纯铁）S（碳钢） （C）S（纯铁）S（碳钢） （6）在温度T 和压力 p 时理想气体反应： （i）2H 2 O(g)= 2H 2 (g)+O 2 (g) K1 （ii）CO 2 (g)= CO(g)+12O 2 (g) K2则反应：（iii）CO(g) + H 2 O(g) = CO 2 (g) + H 2 (g) 的K3应为 ( )。 （A）K3 = K1 / K2 （B）K3 = K1 K2 （C）K3 = / K2（7）反应CaO(s) + H2O（l）= Ca(OH)2(s)在 298 K 和标准状态下是自发的，其逆反应在高温下变为自发进行的反应。那么正反应是（ ） （A）rHm0，rSm0 （B）rHm0，rSm0 （C）rHm0，rSm0 (D) rHm0，rSm0 （8） 25时， NaCl （s）在水中的溶解度为 6 mol/L，在此温度下，如果将1 molNaCl(s)加入到1 L水中，则过程的（ ） （A）rGm0，rSm0 （B）rGm0，rSm0 （C）rGm0，rSm0 (D) rGm0，rSm0 （9）已知fGm(AgCl) = 109.6 kJmol，则反应 2AgCl(s) = 2Ag(s) + Cl2(g) 的fGm为（ ） （A）219.2 kJ/ mol （B）109.6 kJ/ mol（C）219.2 kJ/ mol （D）109.6 kJ/ mol（10）判断下列反应CH4（g）+2O2(g) CO2(g) +2H2O(l)的熵变（ ） （A）rSm0 （B）rSm0 （C）rSm = 0 （D）无法判断 （11）某反应的rHm0, 当温度升高时，其平衡常数的数值将（ ） （A）增大 （B）不变 （C）减小 （12）通常反应热效应的精确实验数据是通过测定反应或过程的（ ）而获得的。 （A）rHm （B）pV （C）Qp （D）QV （13）某温度时，反应有尽有H2(g) + Br2(g) = 2HBr (g)的平衡常数 K= 4,则反应 HBr(g) = H2(g) +Br2(g)的平衡常数 K 等于（ ） （A） （B）（C）4X （14）反应 NO (g) + CO (g) N(g)+ CO(g)的r Hm=373.0 kJ/mol,若欲提高 NO(g)和 CO(g)的转化率，可采取的方法为（ ）。 （A）高温高压 （B）低温低压 （C）低温高压 （D）低压高温 3判断题 （1）隔离体系的内能是守恒的。（ ） （2）1 mol 100,101 325 Pa下的水变成同温同压下的水蒸气，该过程的U=0。( ) （3）fHm(C,金刚石，298 K)=0。（ ） （4）298.15 K 时，H2（g）的标准摩尔燃烧焓与 H2O（l）的标准摩尔生成焓数值上相等。（ ） （5）298 K 时，稳定态的单质，其标准摩尔熵Sm（B，298K）= 0。（ ） （6）100，101 325 Pa 的水变为同温同压下的水蒸气，该过程的G0（ ） （7）等温等压且不涉及非体积功的条件下，一切放热且熵增大的反应均可自动进 行。（ ） （8）某化学反应的rGm 0，此反应是不能发生的。（ ） （9）在标准状态下，任何纯净物质的标准生成吉布斯函数变fGm等于零。（ ） （10）对于一个反应，如果H G，则该反应必是熵增大的反应。（ ） （11）H2(g) + O2(g) = H2O (l)，2H2（g）+ O2(g) = 2H2O(l)，它们所表达的反应产生的热量是一相同的数值。（ ） （12）可逆反应系统C（s）+ H2O(g) = CO(g) + H2(g)，H=121 kJ/mol。由于化学方程式两边物质的计量系数的总和相等，所以增加总压力对平衡无影响。（ ） （13）对于一个反应，当温度发生改变，通常对S 和H 影响较小，而对G 值影响较大。（ ） （14）平衡常数K值可以直接由反应的G 值求得。（ ） 4计算题 （1）1 mol理想气体，经过恒温膨胀、恒容加热、恒压冷却三步，完成一个循环后回到始态。整个过程吸热 100 kJ，求此过程的W 和U。 （2）在下列反应中能放出最多热量的是哪一个？ （A）CH4（l）+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) （B）CH4（g）+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) （C）CH4（g）+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) （D）CH4（g）+ O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) （3）甘油三油酸酯是一种典型的脂肪，当它被人体代谢时发生下列反应： C57H104O6(s) + 80O2(g) = 57CO2 + 52H2O(l) rHm= -3.35104 kJ/mol问消耗这种脂肪1 kg时，将有多少热量放出？ （4）已知下列热化学方程式 （i）Fe2O3(s) +3CO (g) = 2Fe (s) + 3CO2(g)， rHm=24.8 kJ/mol（ii）3Fe2O3(s) + CO(g) = 2Fe3O4(s) + CO2(g)， rHm=47.2 kJ/ mol（iii）Fe2O3(s) + CO(g) = 3FeO(s) + 3CO2(g)， rHm= 19.4 kJ/ mol计算反应（iv）FeO (s) + CO (g) = Fe (s) + CO2 (g)的rHm。 （5）已知 CH4(g) + 2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)，rHm（298 K）= 802.3 kJ/mol和fHm（CO2， 298 K）= 393.50 kJ/mol，fHm（H2O，g, 298 K）=241.82kJ/mol，求fHm（CH4，298 K）。 （6）不用查表，试将下列物质按标准熵值由大到小排序。 （A）K(s)（B）Na(s)（C）Br2(l)（D）Br2(g)（E）KCl(s) （7）已知下列数据，求 N2O4的标准生成吉布斯函数变是多少。 （i） N2(g) + O2(g) = NO(g)， rGm= 87.6 kJ/ mol（ii）NO(g) + O2(g) = NO2(g)， rGm= 36.3 kJ/ mol（iii）2NO/(g) = N2O/(g)， rGm = 2.8 kJ/ mol（8）下列反应在标准状态和 298 K 下发生： （i）N2 (g) +O2(g) 2NO(g)， H=180.50 k/mol，S= 12 J/K/mol（ii）Mg (g) + Cl2(g) MgCl (s) H=641.32 kJ/mol，S= 166 JK-1/ mol（iii）H2(g) + S(s) H2S(s) H= 20 kJ/ mol，S= 40 JK-1/ mol这三个反应中哪个反应总是能自发进行？哪个反应只能在较低或较高温度下自发进行？ （9）判断反应 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)，（i）在 25，标准状态下的自发性；（ii）在 500 K，标准状态下的自发性。 （10）应用下列数据计算（当298 K时）。 CO(g) 110.52 137.15 197.56 CO2(g) 393.50 394.36 213.64 H2(g) 0.00 0.00 130.6 H2O(g) 241.82 228.59 （i）计算反应H2O(g) + CO(g) = H2(g) + CO2(g)在 298 K 下的rHm,rGm和rSm； （ii）计算 H2O(g)在 298K 下的Sm 。 （11）由fHm和Sm计算反应 MgCO3(s) = MgO(s) + CO2(g) 能自发进行的最低温度。 （12）用锡石（SnO2）制取金属锡（白锡），有人建议可用下列几种方法： （i）单独加热矿石，使之分解； （ii）用碳还原矿石（加热产生 CO2）； （iii）用氢气还原矿石（加热产生水蒸气）。 今希望加热温度尽可能低一些，试通过计算，说明采用何种方法为宜。 （13）写出下列反应的 KT 表达式 （i）CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) （ii）Al2(SO4)3(aq) + 6H2O(l) 2Al (OH)3(s) + 3H2SO4(aq) （iii）NH3(g) N2 (g) + H2(g) （iv）Fe3O4(s) + 4H2(g) 3Fe (s) + 4H2O(g) （14）五氯化磷的热分解反应为 PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 在100 kPa和某温度T下平衡，测得PCl5的分压为 20 kPa，试计算该反应在此温度下的标准平衡常数K 。 （15）在 1073 K时，C(s) + CO2(g) = 2CO(g)反应的K=7.510-2，问在下列两种情况下反应各向什么方向进行？ （i）C(s)重量为1 kg，p(CO2) = p(CO) = 100 kPa； （ii）C(s)重量仍为1 kg，p(CO2) = 500 kPa，p(CO) = 5 kPa； （16）在V2O5催化剂存在的条件下，已知反应 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) 在600和 100 kPa达到平衡时，SO2和 O2的分压分别为10 kPa和30 kPa，如果保持温度不变，将反应体系的体积缩小至原来的1/2，通过反应商的计算说明平衡移动的方向。 （17）下列反应 CuS(S) + H2(g) Cu (S) + H2S(g) （i）计算在 298 K 下的标准平衡常数K ； （ii）计算在 798 K 下的标准平衡常数K。 （18）已知反应 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 在 25时平衡常数K为 3.3210和反应的焓变rHm= 41.2 kJmol，试求反应在 1000 K时的K值。 （19）在25，100 kPa 时，反应为 2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) fHm/ (kJmol) 90.37 0 33.85 fGm/ (kJmol) 86.70 0 此反应的rSm=0.145(kJmolK)。求（i）NO2(g)的标准生成吉布斯函数=?（ii）50时反应的 K= ? 若此温度下某一时刻反应熵Q = 1 000，此时反应的 rGm=？ （20）对于反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 已知rHm= 198.2 kJmol， rSm= 190.1 JKmol。（i）计算在常压、25时的rGm=？（ii）在同样的温度时，若将 100 kPa 的 SO3，0.25100 kPa 的 SO2和0.25100 kPa的O2混合在一起，此反应的吉布斯函数变化值rGm为多少？（iii）求该反应在50时的 K为多少？ （21）已知下列反应 （i）H2(g) + S (s) H2S(g) ；K1 =1.010（ii）S(s) + O2(g) SO2(g) ；K2 =5.010计算反应（iii）H2(g) + SO2(g) H2S(g) + O2(g)的K3 （22）已知在298 K 时有下列反应 PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) fGm / (kJmol) -305 -268 0 fHm / (kJmol) -375 -287 0 （i）计算在298 K 时该反应的rGm (298)和的值。 （ii）计算在 800 K 时该反应的的值 普通化学第一章（化学热力学基础）答案及解析1（1）T ，V ；Q ，W （2）封闭系统；d V = 0；（3）等p，非体积功W= 0（4）394 （5）2（6）0 K （7）0；0（8）向左；向左；向右（9）= 0（10）减少（11）正向非自发（12）0（13）0（14）不变（15）(0.5 p / p )（16）达平衡状态 2（1）A（2）B（3）A（4）A（5）B（6）C（7）B（8）B（9）C（10）B（11）C（12）C（13）B（14）C 3（1）（2）（3）（4）(故 H 2 的燃烧反应就是 H 2 O（1）的生成反应)（5）（6）（G = 0）（7）（8）（9）（10）（11）（12）（13）（14）（rG = RTln ，而rG =RTln K ） 4（1）100 kJ；0（所以循环过程的U = Q + W = 0） （2）（C）放热最多 （3）n = 1 kg/884 gmol 1.131（mol），Q= nrHm=1.131(3.3510 )3.7910(kJ)（4）rHm = 11 kJmol，提示：3（i）-（ii）+2(iii)/6得（iv）式。（5）rHm（CH4，298）= 74.84 kJmol（6）（D）（C）（E）（A）（B）（7）rGm= 99.8 kJmol，提示：2（(i)+(ii)+(iii)）式。（8）(iii)总是能自发进行；（ii）低温自发；（i）高温自发。（9）（i）rGm=32.96 kJmol0，反应不能自发；（ii） rGm（500K）rHm（298K）TrSm（298K）= 7.05 kJmol0，反应可以自发进行。（10）(i) rHm= 41.16 kJmol；rGm = 28.62 kJmol；rSm = 42.1 JKmol (ii)Sm =188.8 JKmol。 (11)T 最低=575.1K，提示：计算反应的rHm，rSm，再根据+，+高温自发（TH/S）求出T最低。 （12）(i)SnO2(s)Sn (s)+O2(g) rHm =10+10-1(577.6) = 577.6 (kJmol) rSm =151.2+1205.21(49.0) = 207.4(JKmol) T=rHm / rSm 2875K (ii) SnO2(s)+C(s)Sn (s)+CO2(g)按上述方法计算得 rHm =184.1(kJmol) rSm =210.3(JKmol) T=rHm /rSm 875.4K (iii) SnO2(s)+2H2(g)Sn (s)+2H2O(g)同理计算可得 rHm=94.0(kJmol) rSm =118.4(JKmol) T=rHm /rSm 793.9K 由计算结果知(iii)法 T最低，即采用(iii)法为宜。 （13）(i) KT= ( ppCO /P,/ ( pO /P ,( pCH /P, (ii) KT = (mH/m )6/(mAl3+/m )2 (iii)KT = ( ppN 2)1/2/ ( ppH /2)3/2/ ( ppNH /3) (iv) KT = ( pp OH /2 )4/ ( ppH /2 ) 4（14）p 总= 3Clp + 2Clp + 5PClp 2Clp = 3PClp = (p总-5PClp )/2 KT =（ ppCl/3）（ ppCl/2）/ ( ppCl/3 )= 0.8 （15）Q = ( ppCO / )2/ ( ppCO /2) (i) Q = (100/100)2 / (100/100) = 1 KT，反应向左进行。 (ii) Q = (5/100)2 / (500/100) =510-4 KT，反应向右进行。 （16） 3 SO p = 总 p ( O 2ppSO + )= 60 kPa K873= ( ppSO /3)2/ ( ppSO /2)2( ppO/2 )=120 当反应体系缩小至原来的 1/2时，反应商Q 为 （17）(i) rGm(298 K )=fG(H2S)+fGm (Cu)fGm(CuS)-fGm (H2) =20.2 (kJmol) （ii）rHm =fHm(H2S)+fHm (Cu)-fHm(CuS)fHm (H2)