大学精品课件：第5章--化学热力学-习题答案）.doc

1、第 5 章 化学热力学 一、选择题 1下列物质中， mfH不等于零的是 （ D ） （A）Fe(s) （B）C（石墨） （C）Ne(g) （D）Cl2(l) 2已知 C(石墨)+O2(g)CO2(g) mrH=393.7kJ mol 1 C(金刚石) +O2(g)CO2(g) mrH=395.6kJ mol 1， 则 mf H （C，金刚石）为 （ B ） （A）789.5kJ mol 1 （B）1.9kJ mol 1 （C）1.9kJ mol 1 （D）789.5kJ mol1 -393.7 （-395.6）1.9 3已知在 298K 时反应 2N2(g)+O2(g)2N2O(g)的 mrU

2、 为 166.5 kJ mol 1，则该反应的 mrH为 （ A ） （A）164 kJ mol 1 （B）328 kJ mol1 （C）146 kJ mol 1 （D）82 kJ mol1 rm HD d rm U= D d3 166.518.31429810164nRT - + D=-创? 4将固体 NH4NO3溶于水中，溶液变冷，则该过程的G， H，S 的符号依次是（ D ） （A）+， （B）+，+， （C），+， （D），+，+ 5已知 MnO2(s)MnO(s)+ 2 1 O2(g) mrH=134.8 kJ mol 1 MnO2(s)+Mn(s)2MnO(s) mrH=250.1

3、 kJ mol 1 则 MnO2的标准生成热 mrH / kJ mol 1 为 （ C ） （A）519.7 （B）317.5 （C）519.7 （D）317.5 ( )( )212250.1134.42519.7-?-?- 6冰的熔化热为 330.5 Jg 1，0时将 1.0g 水凝结为冰时的 S 为 （ B ） （A）330.5J K 1（B）1.21 J K1（C）0 （D）1.21 J K1 0 330.5 1.21 273 HTSG H S T D-D= D= D- D= - 7下列反应中， mrH与产物的 mfH相同的是 （D） （A）2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) （B

4、）NO(g)+ 2 1 O2(g) NO2(g) （C）C(金刚石) C（石墨） （D）H2(g)+ 2 1 O2(g) H2O (g) 8反应 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)， mrH =114 kJmol 1， mrS = 146 J mol 1 K1。反应达平衡时各物质的分压均为 p，则反 应的温度是 （ B ） （A）780 （B）508 （C）482 （D）1053 9下反反应中， mrG等于产物 mfG的是 （ C ） （A）Ag+(aq)+Br (aq) AgBr(s) （B）2Ag(s)+Br2(l) 2AgBr(s) （C）Ag(s)+ 2 1 Br2(l) AgBr

5、(s) （D）Ag(s)+ 2 1 Br2(g) AgBr(s) 10下列反应中， mrS最大的是 （ A ） （A）C(s)+O2(g) CO2(g) （B）2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) （C）3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) （D）CuSO4(s) + 5H2O(l) CuSO4 5H2O(s) 11下列反应中， mrS 最小的是 （A, B） （A）CO(g)+ 2 1 O2(g) CO2(g) （B）SO2(g)+ 2 1 O2(g) SO3(g) （C）C(s)+ O2(g) CO2(g) （D）S(s)+O2(g) SO2(g) 12下列反应在常温下均为非自发

6、反应，在高温下仍为非自发 的是 （ D ） （A）Ag2O(s) 2Ag(s)+ 2 1 O2(g) （B）Fe2O3(s)+ 2 3 C(s) 2Fe(s)+ 2 3 CO2(g) （C）N2O4(g) 2NO2(g) （D）6C(s)+6H2O(g) C6H12O6(s) 13反应 2 3 H2(g)+ 2 1 N2(g) NH3(g)，当= 2 1 mol 时，下面叙 述中正确的是 （ D ） （A）消耗掉 2 1 mol N2 （B）消耗掉 2 3 mol H2 （C）生成 4 1 mol NH3 （D）消耗掉 N2，H2共 1mol 14液体沸腾过程中，下列几种物理量中数值增加的是

7、（ C ） （A）蒸气压 （B）摩尔自由能 （C）摩尔熵 （D）液体质量 15下列过程中，G=0 的是 （ A ） （A）氨在水中解离达平衡 （B）理想气体向真空膨胀 （C）乙醇溶于水 （D）炸药爆炸 二、填空题 1在 100，恒压条件下水的气化热为 2.26kJg 1。1mol 水 在 100及 101.325kPa 时气化时，则该过程的 2 1 1 111 2.262.261840.68 40.68 40.68 109 373 0 H O QMKJmol HQkJmol H SkJmolKJmol K T G - - - =? D=? D D=?鬃 D= 2有 A，B，C，D 四个反应，在

8、 298K 时反应的热力学函数 分别为 反应 A B C D mrH /kJ mol 1 10.5 1.80 126 11.7 mrS /J mol 1 K1 30.0 113 84.0 105 则在标准状态下，任何温度都能自发进行的反应是 C，任何温 度都不能自发进行的反应是 B；另二个反应中，在温度高于 77时可自发进行的反应是 A，在温度低于-162时可自发 进行的反应是 D。 31mol 液态的苯完全燃烧生成 CO2(g)和 H2O(l)，则该反应的 Qp与 Qv的差值为（温度 25）: () 11 67.58.3142983.716 PV QQnRTJmolkJmol - -= D=

9、-创?-? 4下列反应 （1）C(s)+O2(g)CO2(g) （2）2CO(g)+O2(g)2CO2(g) （3）NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g) （4）CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) 则按 mrS 大小的顺序为（3） (4) (1) (2)。 5已知 25时， mfH(Br2，g)=30.71 kJ mol 1， mfG(Br2， g)=3.14 kJ mol 1，则 Br 2（l）的摩尔蒸发熵、正常沸点为 fm SD d ( fm HD = d fm G- D d 11 ) 92.52 fm JmolK T H T - =鬃 D = d fm SD d 27358.

10、9 C-=? 6反应 2HgO(s)2Hg(l)+O2(g) mrH =181.4 kJ mol 1，则 mfH（HgO，s）=fm HD d 12 rm H= -碊 d 90.7= - kJ mol-1。已 知Hg的 分 子 量 =201 ， 生 成1g Hg(l) 的 熔 变 是 rm HD d 181.4 0.451 2 2201Hg kJ M = 。 7 已知反应 CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在 298K 时， mrG=130 kJ mol 1，1200K 时 mrG=15.3 kJ mol 1，则该反应的 mrH、 mrS为： rm SD d 1 () ( r m T

11、GD = d 2 () r m T G- D d () 11 21 ) 161 rm JmolK TT H - =鬃 - D d rm G= D d rm TH-D d1 178kJmol-=? 8. 将下列物质按摩尔熵值由小到大排列，其顺序为 Li(s) LiCl(s) Ne(g) Cl2(g) I2(g)。 LiCl(s)；Li(s) ；Cl2(g) ；I2(g) ；Ne(g) 9在 25时，NaCl 在水中的溶解度为 6 molL 1，在此温度 下，若将 100 g NaCl 置于 500 g 水中，则 NaCl 溶解过程的 rG0（填或号） 。 三、计算题 1已知下列反应的热效应 （1

12、）Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) mrH(1)=27.61 kJ mol 1 （2）3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g) mrH(2)=58.58 kJ mol 1 （3）Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) mrH(3)=38.07 kJ mol 1 求下面反应的反应热 mrH（4） 。 （4）FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) 解：( ) ( )( )( )1332246?=? rm HD d ( )4 rm H=D d ( )13 rm H?D d ( )32 rm H?D d ( )() (

13、) 1 1 2 6 1 27.61338.07258.58 6 16.73kJmol- =-? = -? 2求 298K 时下列反应的反应热（查表） （1）3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(l)+NO(g) （2）CuO(s)+H2(g) Cu(s)+H2O(g) 解： ( )( )( )( )223 32 gllg NOH OHNONO+? fm HD d ：33.18 -285.83 -174.10 90.25 (KJ mol 1) rm HD d () 1 ( 174.10290.25)33.183285.82 71.7kJmol- = -?-? =? ( )( )( )( )2

14、2sgsg CuOHCuH O+? fm HD d ： -157.3 0 0 -241.82 （kJ mol 1） rm HD d () 1 (0241.82)157.30 84.5kJmol- =-+ = -? 3已知下列数据： mfH（Sn，白）=0， mfH（Sn，灰）=2.1 kJ mol 1 m S (Sn，白)=51.5 Jmol 1 K-1， m S (Sn，灰)=44.3 J mol-1 K-1 求 Sn（白） Sn（灰）的相变温度。 解： rm HD d ( f m H= D d 灰)() f m H- D d 白 1 2.10 2.1kJmol- = - = -? rm S

15、D d (m S= d 灰)()m S- d 白 11 44.351.5 7.2JmolK - =- = -鬃 相平衡时， rm GD d rm H= D d rm TS-D d 0= rm H T D = d rm SD d 3 2.110 297 7.2 K -? = 4已知下列数据 （1）Zn(s)+ 2 1 O2(g)ZnO(s) mrH(1)=348.0 kJ mol 1 （2）S(斜方)+O2(g)SO2(g) mrH(2)=296.9 kJ mol 1 （3）SO2(g)+ 2 1 O2(g)SO3(g) mrH(3)=98.3 kJ mol 1 （4）ZnSO4(s)ZnO(s

16、)+SO3(g) mrH(4)=235.4 kJ mol 1 求 ZnSO4(s)的标准生成热。 解：由( ) ( )( )( )1234+- 得： ( ) () ( ) ( ) 24 2 sgs ZnSOZnSO+= 斜方 rm HD d ( ) () 4 s f m ZnSO H= D d fm HD d ( ) () 4 ZnSO s rm H= D d ( )1rm H+ D d ( )2rm H+ D d ( )3rm H- D d ( )4 1 978.6kJmol-= -? 5已知 CS2(l)在 101.3 kPa 和沸点温度（319.3K）气化时吸热 352Jg 1，求 1

17、mol CS 2（l）在沸点温度气化过程的H 和 U，S。 解：rm HD d 2 31 3523527626.810 CS MJmol-=?醋 rm UD d rm H= D d 3 1 26.81018.314319.3 24.1 nRT kJmol- - D =?创 =? rm SD drm HD = d3 11 26.810 83.8 319.3 JmolK T - =鬃 6银器与含有 H2S 的空气接触时，表面因生成 Ag2S 而发暗。 试用热力学原理说明在常温和标准态下， 银与 H2S 能否反应生 成 H2？ 已知 项目 Ag(s) Ag2S(s) H2S(g) H2(g) rH/( kJ mol 1) 0 32.6 20.6 0 S/( J mol 1 K1) 42.6 144.0 205.7 130.6 6、解： ( )( )( )( ) 222 2 sgsg AgH SAg SH+=+ rm HD d ()() 1 32.600220.612 rm KJmol S - =-+-?= -? D d ()() 11 144.0130.642.62205.716.3 rm JmolK G - =+-?= -鬃 D d rm H= D d rm TS-D d () 3 1 1229816.310 7.14kJmol - - = -? = -?