化学反应中的能量关系7.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38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、是非题(25小题,共25分)1分(1)氨的沸点是-33，可将100kPa、20时的氨气看作理想气体。 （ ）1分(2)通常，高温低压下的真实气体可被看作理想气体。 （ ）1分(3)在相同温度和压力下，气体的物质的量与它的体积成反比。 （ ）1分(4)在理想气体状态方程式中，R为8.314Jmol-1K-1。若体积的单位为m3，则压力的单位是kPa。 （）1分(5)在一定温度和压力下，混合气体中某组分的摩尔分数与体积分数不相等。（）1分(6)含有N2和H2的混合气体中，N2的分体积V(N2)=n(N2)RT/p(总)。 （ ）1分(7)气体膨胀或被压缩所做的体积功是状态函数。 （ ）1分(8)系统的焓变等于恒压反应热。 （）1分(9)由于CaCO3的分解是吸热的，故它的生成焓为负值。 （ ）1分(10)298.15K时由于Na+(g)+Cl-(g)NaCl(s)的r=-770.8kJmol-1，则NaCl(s)的标准摩尔生成焓是-770.8kJmol-1。 （）1分(11)298K时石墨的标准摩尔生成焓为零。 （ ）1分(12)已知在某温度和标准态下，反应2KClO3(s)2KCl(s)+3O2(g)进行时，有2.0molKClO3分解，放出89.5kJ的热量，则在此温度下该反应的r89.5kJmol-1。 （ ）1分(13)物质的量增加的反应不一定是熵增加的反应。 （）1分(14)r为负值的反应均不能自发进行 。 （ ）1分(15)298K时，C(石墨)+O2(g)CO2(g)的r (CO2,g)。 （）1分(16)从过饱和溶液中析出晶体的过程，rSm0。 （）1分(18)已知反应CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)在298K、标准态下反应向右进行，则r0。 （）1分(19)已知298K时，反应N2O4(g)N2(g)+2O2(g)的r=-97.8kJmol-1，则f(N2O4，g)=97.8kJmol-1。 （ ）1分(20)已知298K时，反应SnO2(s)Sn(s)+O2(g)的r=519.7kJmol-1，则f(SnO2，s)=519.7kJmol-1。 （）1分(21)反应的r值越负，其自发的倾向就越大，反应速率亦越快。 （）1分(22)在一定温度下，反应的r值越小，其值越大。 （）1分(23)对于H2O(l)H2O(g)相平衡，在373.15K、101.325kPa时，rGm=0kJmol-1。 （ ）1分(24)对于H2O(s)H2O(l)，273.15K、101.325kPa时，rGm=0kJmol-1。（）1分(25)某反应的r和r均为负值，当温度升高时，r将减小。 （）二、计算题(11小题,共55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)硼和氯的相对原子质量分别为10.81和35.5。现有含硼、氯的质量分数分别为23、77的固体硼氯化物试样0.0516g，在69完全蒸发，蒸气在2.96kPa时占有体积268mL。通过计算确定该化合物的化学式。5分(3)将1.0102molPCl5充入200mL容器内，加热到473K，发生下列反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)；当PCl5解离40.0时，容器内总压力、各组分分压分别为多少？5分(4)已知在25、101.325kPa下，含有N2和H2的混合气体的密度为0.500gL-1。试计算N2和H2的分压及体积分数。5分(5)实验室用排水集气法制取氢气。在23、100.5kPa下，收集了480.0mL气体，已知23时水的饱和蒸气压为2.81kPa，试计算：(1)23时该气体中氢气的分压；(2)氢气的物质的量；(3)若在收集氢气前，集气瓶瓶中已充入氮气20.0mL，其温度和压力保持不变，而收集氢气后气体的总体积为500.0mL，问氢气的物质的量是否变化？氢气的分压是多少？5分(6)已知298K时反应： (1)2NH3(g)+3N2O(g)4N2(g)+3H2O(l)的r(1)=-1011.5kJmol-1； (2)N2O(g)+3H2(g)N2H4(l)+H2O(l)的r(2)=-317.3kJmol-1； (3)2NH3(g)+O2(g)N2H4(l)+H2O(l)的r(3)=-143kJmol-1； (4)H2(g)+O2(g)H2O(l)的r(4)=-285.8kJmol-1； 确定N2H4(l)生成反应与上述各方程式的关系； 计算N2H4(l)的f。5分(7)制取水煤气时，将水蒸气通过灼热的煤炭，发生下列反应： (1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)（主要的） (2)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)（次要的）将此混合气体冷却到室温(298K)，即得水煤气。设其完全燃烧的产物是CO2(g)和H2O(g)。已知298K时，f (CO2,g)=-393.5kJmol-1，f (CO,g)=-110.5kJmol-1，f (H2O,g)=-241.8kJmol-1。计算：(1)若水煤气中不含CO2和H2O(g)，则在100.0kPa下1.00m3水煤气完全燃烧时放出的热量；(2)若水煤气中5%(体积分数）的CO转变为CO2，则在100.0kPa下1.00m3水煤气完全燃烧时放出的热量。5分(8)已知25时，f(H2O,l)=-237.2kJmol-1，f (H2O,g)=-228.5kJmol-1，计算25时水的饱和蒸气压。5分(9)已知2100K时，反应：Si(s)+2H2(g)SiH4(g)的=9.9610-7。试计算：(1)该反应在2100K时的r，并判断反应进行的方向；(2)若反应的r=-126.9Jmol-1K-1，则r为多少？5分(10)已知298K时，反应：Cr2O3(s)+3C(s)2Cr(s)+3CO(g)，f(Cr2O3，s)=-1135.0kJmol-1，f (CO，g)=-110.5kJmol-1，f(Cr2O3，s)=-1053.0kJmol-1，f (CO，g)=-137.3kJmol-1。试问在标准态、600K及1500K时，该反应能否分别自发向右进行。5分(11)已知反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)在623K和723K时的标准平衡常数分别为64.8和45.6。试计算：(1)此温度范围内的r；(2)在623K，p(H2)=p(I2)=400.0kPa，p(HI)=200.0kPa时的rGm。三、计算题(2小题,共20分)10分(1)已知298K时，反应：(1)Fe2O3(s)+1.5C(s)2Fe(s)+1.5CO2(g)， (2)Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g)，f(Fe2O3,s)=-824.2kJmol-1，f (CO2，g)=-393.5kJmol-1，f(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r，r，r及标准平衡常数。=答案=一、01(25小题,共25分)1分(1)错1分(2)对1分(3)错1分(4)错1分(5)错1分(6)对1分(7)错1分(8)对1分(9)错1分(10)错1分(11)对1分(12)对1分(13)对1分(14)错1分(15)对1分(16)对1分(17)错1分(18)错1分(19)对1分(20)错1分(21)错1分(22)对1分(23)对1分(24)对1分(25)错二、07(11小题,共55分)5分(1)解：所以其化学式为C7H14O2。5分(2)解：则化学式为B4Cl4。5分(3)解： PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)开始时ni/mol1.010-2反应后ni/mol6.010-34.010-34.010-3 (=40.0%) ni1.410-2molp(PCl5)=1.2102kPa 5分(4)解：Mr(N2)=28.0，Mr(H2)=2.0 设N2的体积分数为x 28.0x+2.0(1-x)=12.2 x=0.39 p(N2)=0.39101.325kPa=40kPa p(H2)=101.325kPa-40kPa=61kPa j(N2)=39% j(H2)=61%5分(5)解：(1)p(H2)=(100.5-2.81)kPa=97.7kPa(2) (3)n(H2)不变 5分(6)解：将3(2)式-(1)式+(3)式-(4)式得： 8H2(g)+4N2(g)4N2H4(l) 2H2(g)+N2(g)N2H4(l) r=3r(2)-r(1)+r(3)-r(4) =3(-317.3kJmol-1)-(-1011.5kJmol-1)+ (-143.0kJmol-1)-(-285.8kJmol-1) =202.4kJmol-1 f(N2H4，l)=0.25202.4kJmol-1=50.6kJmol-15分(7)解：CO(g)+0.5O2(g)CO2(g)H2(g)+0.5O2(g)H2O(g)(1)H1=(-393.5+110.5)+(-241.8)kJmol-120.2mol =-1.06104kJ(2)n(CO)=20.2mol0.950=19.2moln(H2)=20.2mol1.050=21.3mol H2=(-393.5+110.5)kJmol-119.2mol+(-241.8kJmol-1)21.3mol=-1.06104kJ5分(8)解：H2O(l) H2O(g) r=(-228.5+237.2)kJmol-1=8.70kJmol-1 ln=0.0300 p=0.0300100kPa=3.0kPa5分(9)解：Si(s)+2H2(g) SiH4(g) (1)r=-8.314Jmol-1K-12100Kln9.9610-7 =241kJmol-1 r0kJmol-1；反应向左进行。 (2)r=r+Tr=241+210010-3(-126.9)kJmol-1 =-25kJmol-15分(10)解：Cr2O3(s)+3C(s)2Cr(s)+3CO(g) r=3(-110.5)-(-1135.0)kJmol-1=803.5kJmol-1 298K，r=3(-137.3)-(-1053.0)kJmol-1=641.1kJmol-1 r=r-Tr r= 600K，r=(803.5-60010-3545.0)kJmol-1 =476.5kJmol-10kJmol-1 所以不能进行 1500K，r=(803.5-150010-3545.0)kJmol-1 =-14.0kJmol-10kJmol-1 所以能自发进行5分(11)解：H2(g)+I2(g)2HI(g)(1) r=-13.2kJmol-1 (2)623K时 r=-RTln=-21.6kJmol-1 rGm=r+RTlnQ =(-21.6+8.31410-3623ln)kJmol-1 =-28.8kJmol-1三、08(2小题,共20分)10分(1)解：Fe2O3(s)+1.5C(s)2Fe(s)+1.5CO2(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 =141.5Jmo