化学反应中的能量关系9.doc

2009-2010学年第一学期无机化学期末考试试卷 班级:_学号:_姓名:_得分:_(卷面共有17题,总分100分,各大题标有题量和总分,每小题标号后有小分)一、计算题(14小题,共70分)5分(1)某化合物中各元素的质量分数分别为：碳64.7、氢10.77、氧24.53。质量为0.1396g的该气态化合物样品在147和90.22kPa时占有体积41.56mL，通过计算确定该化合物的化学式。5分(2)某气体化合物是氮的氧化物，其中氮的质量分数为30.5。某容器中盛有该氮氧化物的质量是4.107g，体积为0.500L，压力为202.7kPa，温度为0。(1)计算在标准状况下，该气态的密度; (2)计算该氮氧化物的摩尔质量；(3)确定该氮氧化物的化学式。5分(3)某实验采用以空气通过乙醇液体带入乙醇气体的办法来缓慢加入乙醇。试计算在20.0、101.325kPa下，引入2.3g乙醇所需空气的体积。（已知20.0时，乙醇的蒸气压为5.87kPa）。5分(4)空气中氮和氧的体积分数分别为79和21。让其通过灼烧的焦炭，使氧气完全耗尽。混合气体的压力、温度恢复到原始状态，测得体积增加了6。试计算混合气体中CO2和CO的体积分数。5分(5)在一实验装置中，使200.0mL含N2、CH4的混合气体与400.0mLO2混合。点燃后，其中CH4完全反应。再使反应后的气体通过干燥装置脱去水分；最后测定干气体积为500.0mL。求原混合气中N2和CH4的体积比（各气体体积都在相同的温度和压力下测定的）。5分(6)乙炔与氯化氢气体的温度相同，今将119.2kPa乙炔与127.9kPa氯化氢分别以755m3/h和780m3/h的速率混合，形成相同温度、压力为117.8kPa的混合气体（二者未反应）。试计算乙炔和氯化氢的摩尔分数及分压。5分(7)SO3可解离为SO2和O2，在627、101.325kPa下达到平衡，此时混合气体的密度为0.925gL-1。求SO3的解离度（S的相对原子质量为32）。5分(8)阿波罗登月火箭用联氨N2H4(l)作燃料，用N2O4(g)作氧化剂，两者反应生成N2(g)和H2O(l)。已知(N2O4,g)=9.2kJmol-1，(H2O,l)=-285.8kJmol-1，(N2H4,l)=50.6kJmol-1。写出N2H4(l)在N2O4(g)中燃烧的反应方程式，并计算燃烧1.00kg联氨所放出的热量；如果在300K、101.3kPa下，需要多少升N2O4(g)？5分(9)已知反应：SbCl3(g)+Cl2(g) SbCl5(g)，在298K时，(SbCl5，g)=-334.3kJmol-1，(SbCl3，g)=-301.1kJmol-1。 (1)计算298K时该反应的； (2)同温下；在1.0L容器中，n(SbCl3)=n(Cl2)=0.10mol，n(SbCl5)=2.00mol时，判断反应进行的方向。5分(10)已知298K时，反应：MnO(s)+C(s)Mn(s)+CO(g)，(MnO，s)=-362.9kJmol-1，(CO，g)=-137.3kJmol-1，(MnO，s)=-385.2kJmol-1，(CO，g)=-110.5kJmol-1。试判断在标准态、600K及1500K时，该反应能否分别自发向右进行。5分(11)298K时，反应：H2O(g)+C(石墨) CO(g)+H2(g)，(H2O，g)=-241.8kJmol-1， (CO，g)=-110.5kJmol-1，(H2O，g)=188.7Jmol-1K-1， (C，石墨)=5.7Jmol-1K-1，(CO，g)=197.9Jmol-1K-1，(H2，g)=130.6Jmol-1K-1。(1)计算298K时反应的标准平衡常数；(2)计算在标准态时反应自发向右进行的最低温度。5分(12)已知298K时，反应：NO(g)+O2(g) NO2(g)的=-35.3kJmol-1， =-57.1kJmol-1，试分别计算反应在298K和598K时的标准平衡常数。5分(13)已知298K时， (SO2,g)=-296.9kJmol-1，(SO3,g)=-395.4kJmol-1，(SO2,g)=-300.2kJmol-1，(SO3,g)=-371.1kJmol-1。计算1000K时，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO2(g)的标准平衡常数；并说明温度升高，是增大还是减少：是否有利于反应向右进行？5分(14)已知反应：A(g)+B(g) 2C(g)在323K和373K时的标准平衡常数分别为5.83和3.04。试计算：(1)此温度范围内的和；(2)323K时，当反应开始时，pA、=100.0kPa，pB、=200.0kPa，pC、=300.0kPa下的rGm。二、计算题(3小题,共30分)10分(1)已知298K时，反应：(1)Fe2O3(s)+C(s)2Fe(s)+CO2(g)， (2)Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g)，(Fe2O3,s)=-824.2kJmol-1，(CO2，g)=-393.5kJmol-1，(H2O，g)=-241.8kJmol-1，(Fe2O3，s)=87.4Jmol-1K-1，(C,石墨)=5.7Jmol-1K-1，(Fe，s)=27.3Jmol-1K-1，(CO2，g)=213.7Jmol-1K-1，(H2，g)=130.6Jmol-1K-1，(H2O，g)=188.7Jmol-1K-1。计算上述两个反应自发进行的最低温度，并比较其相对大小。10分(2)已知反应：C(s)+CO2(g) 2CO(g)在1500K和1273K时的标准平衡常数分别为2.1103和1.6102。试计算反应在1000K时的，及标准平衡常数。10分(3)在380时，分解反应：2HgO(s) 2Hg(g)+O2(g)的标准平衡常数=9.4610-4；(1)计算在380时反应的；(2)若已知298K时(HgO，s)=-90.8kJmol-1，(HgO，s)=-58.6kJmol-1，计算380时，Hg(l) Hg(g)的及相应的标准平衡常数和汞的蒸气压。=答案=8.314=一、07(14小题,共70分)5分(1)解：所以其化学式为C7H14O2。5分(2)解： (1) (2) (3)所以化学式为N2O45分(3)解：M(C2H5OH)=46gmol-1n=2.3g/46gmol-1=5.010-2mol 5分(4)解：设原空气物质的量为amol，生成xmolCO2，ymolCO，n(N2)=0.79amol，n(O2)=0.21amol。反应后各组分的物质的量之和为1.06amol，C+O2CO2；C+0.5O2CO反应后n/molxx0.5yyx=0.15ay=0.12a5分(5)解：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)吸水后，减少的V=2V(CH4)V=(200.0+400.0)-500.0mL=100.0mL所以V(CH4)=100.0mL=50.0mLV(N2)=(200.0-50.0)mL=150.0mLV(N2):V(CH4)=3:15分(6)解：在同一温度下，p1V1+p2V2=pV 在1h内， 119.2kPa755m3+127.9kPa780m3=117.2kPaV V1.61103m3 p(C2H2)=0.475117.8kPa=56.0kPa p(HCl)=0.526117.8kPa=62.0kPa5分(7)解： SO3(g) SO2(g)+O2(g) 平衡n/mol：(1-a)aa n(总)=(1+a)mol a=0.35=35%5分(8)解：2N2H4(l)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(l)=4(-285.8)-9.2-250.6kJmol-1=-1253.6kJmol-1H=(-1253.6)kJmol-1=-1.96104kJ5分(9)解：SbCl3(g)+Cl2(g) SbCl5(g) (1)=-334.3-(-301.0)kJmol-1=-33.3kJmol-1=6.87105 (2) 所以反应向右进行。5分(10)解：MnO(s)+C(s)Mn(s)+CO(g) (298K)=-137.3kJmol-1-(-362.9)kJmol-1 =225.6kJmol-1 (298K)=-110.5kJmol-1-(-385.2)kJmol-1 =274.7kJmol-1 = =164.8Jmol-1K-1 (600K)=274.7kJmol-1-600K164.8Jmol-1K-1 =175.8kJmol-10kJmol-1 所以不能自发向右进行 (1500K)=274.7kJmol-1-1500K164.8Jmol-1K-1 =27.5kJmol-10kJmol-1 所以不能自发向右进行5分(11)解：H2O(g)+C(石墨)CO(g)+H2(g) (1) =(-110.5)-(-241.8)kJmol-1=131.3kJmol-1=(130.6+197.9-5.7-188.7)Jmol-1K-1 =134.1Jmol-1K-1=(131.3-29810-3134.1)kJmol-1=91.3kJmol-1 =1.010-16 (2) T979.1K5分(12)解：NO(g)+O2(g) NO2(g) 298K时，=1.54106 598K时，=14.7 5分(13)解：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)/(kJmol-1)-296.90-395.4/(kJmol-1)-300.20-371.1=-197.0kJmol-1=-141.8kJmol-1=-185.2Jmol-1K-1 (1000K)= -100010-3=-11.8kJmol-1 =4.130kJmol-1，温度升高，将变小，不利于反应向右进行。5分(14)解：A(g)+B(g) 2C(g)(1) =-13.0kJmol-1 (323K)=-RTln=(-8.31432310-3ln5.83)kJmol-1 =-4.73kJmol-1=-25.6Jmol-1K-1 (2)rGm=+RTlnQ=(-4.73+8.31410-3323)kJmol-1=-0.69kJmol-1二、08(3小题,共30分)10分(1)解：Fe2O3(s)+C(s)2Fe(s)+CO2(g)r=1.5（-393.5)-(-824.2)kJmol-1=234.0kJmol-1 r=(1.5213.7+227.3-1.55.7-87.4)Jmol-1K-1 =279.2Jmol-1K-1Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g)r=3（-241.8)-(-824.2)kJmol-1=98.8kJmol-1 r=(3188.7+227.3-3130.6-87.4)Jmol-1K-1 =141.5Jmol-1K-1 第二个反应所需温度低。10分(2)解：C(s)+CO2(g)2CO(g)=-RTln (1500K)=-8.314150010-3kJmol-1ln(2.1103) =-95.4kJmol-1 (1273K)=-8.314127310-3kJmol-1ln(1.6102) =-53.7kJmol-1解得：=180.2kJmol-1rHm(1000K)=183.7Jmol-1K-1 (1000K) (1000K)=(180.2-183.7)kJmol-1=-3.5kJmol-1=1.5210分(3)解： (1)2HgO(s) 2Hg(g)+