第4章----化学平衡--熵和Gibbs函数(3).doc

第4章 化学平衡 熵和Gibbs函数一、单选题1、反应N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)的DG = a，则NH3(g) = 1/2N2(g) + 3/2H2(g)的DG为：（ ）A. a2 B. 1/a C. 1/ a2 D. a/22、在某温度下，反应1/2N2(g) + 3/2H2(g) = NH3(g)的平衡常数K= a，上述反应若写成2NH3(g) = N2(g) + 3H2(g)，则在相同温度下反应的平衡常数为：（ ） A. a/2 B. 2a C. a2 D. 1/ a23、已知反应（g）+B(s) =2C(g) DrH0,要提高的转化率，可采用（ ）A. 增加总压 B.加入催化剂 C. 增大的浓度 D.升高温度4、已知下列反应的平衡常数：H2（g）+S（s）=H2S（g） K1S（s）+O2（g）=SO2（g） K2则反应H2（g）+ SO2（g）= O2（g）+ H2S（g）的平衡常数为：( )A. K1+ K2 B.K1- K2 C. K1K2 D.K1/K25、若可逆反应，当温度由T1升高至T2时，标准平衡常数K2K1，此反应的等压热效应rHm的数值将（ ）A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法判断6、下列各组参数，属于状态函数的是：A. Qp，G，V B. Qv，V，G C. V，S，W D. G，U，H7、298K时，某反应的Kp= 3.0105，则该反应的DrG =_KJ/mol（lg3 = 0.477）。A. 31.2 B. 31.2 C. 71.8 D. 71.88、298K时，SN2 = 191.50 JK1mol1，SH2 = 130.57 JK1mol1，SNH3 = 192.34 JK1mol1，反应为N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)，则DrS = _JK1mol1：A. 135.73 B. 135.73 C. 198.53 D. 198.539、298K时，DrHMgCO3 = 100.8 KJmol1，DrSMgCO3 = 174.8 JK1mol1，反应为MgCO3(s) = MgO(s) + CO2(g)，则598K时的DrG = _KJmol1：A. 3.73 B. 105.3 C. 1.04105 D. 3.7310、下列方法能使平衡2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)向左移动的是：A. 增大压力 B. 增大PNO C. 减小PNO D. 减小压力11、下列物理量中，属于状态函数的是 ( ) A. G B. Q C. H D. G12、 下列反应中rSm 值最大的是（ ） A. PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g) B. 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)C. 3H2(g)N2(g) 2NH3(g) D. C2H6(g)3.5O2(g) 2CO2(g)3H2O(l)13、 反应CaCO3(s) CaO(s)CO2(g)在高温下正反应能自发进行，而在298K时是不自发的，则逆反应的rHm和rSm是 （ ）A. rHm0和rSm0 B. rHm0和rSm0C. rHm0和rSm0 D. rHm0和rSm014、下列热力学函数的数值等于零的是（ ）A.Sm(O2,g,298K) B.fGm(I2,g,298K) C.fGm(白磷P4,s,298K) D.fHm(金刚石,s,298K)15、如果某反应的K1，则它的 （ ）A.r G m0 ， B.r Gm0 ， C.r G m0 ， D.r G m0二、判断题（判断下列各项叙述是否正确，对，打“”；错，打“”。）1、某一可逆反应，当JK时，反应自发地向逆方向进行。 （ ）2、化学反应的rG越小，反应进行的趋势就越大，反应速率就越快。 （ ）3、对于可逆反应，平衡常数越大，反应速率越快。 （ ）4、等温等压不做非体积功条件下，凡是rGm0的化学反应都不能自发进行。 （ ）5、Fe (s)和Cl2 (l)的fHm 都为零。 （ ）6、一个化学反应的r Gm 的值越负，其自发进行的倾向越大。 （ ）7、 体系与环境无热量交换的变化为绝热过程。 （ ）8、 将固体NH4NO3 溶于水中，溶液变冷，则该过程的G，H，S 的符号依次为、。 （ ）9、 乙醇溶于水的过程中G 0。 （ ）10、CO2(g)的生成焓等于石墨的燃烧热。 （ ）11、 室温下，稳定状态的单质的标准摩尔熵为零。 （ ）12、 如果一个反应的rHm0 ，则此反应在任何温度下都是非自发的。 （ ）13、 平衡常数的数值是反应进行程度的标志，故，对可逆反应而言，不管是正反应还是逆反应其平衡常数均相同。 （ ）14、 某一反应平衡后，再加入些反应物，在相同的温度下再次达到平衡，则两次测得的平衡常数相同。 （ ）15、 在某温度下，密闭容器中反应2NO (g) + O2 (g) = 2NO2 (g) 达到平衡，当保持温度和体积不变充入惰性气体时，总压将增加，平衡向气体分子数减少即生成NO2 的方向移动。 （ ）三、填空题1、冬天公路上撒盐可使冰融化，此时的G值符号为（ ），S值的符号为（ ）。2、用吉布斯自由能的变量rG来判断反应的方向，必须在（ ）条件下；当rG0时，反应将（ ）进行。3、rHm0的可逆反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+ H2(g) 在一定条件下达到平衡后：（1）加入H2O(g)，则H2(g)的物质的量将（ ）；（2）升高温度， H2(g)的物质的量将（ ）；增大总压，H2(g)的物质的量将（ ）；加入催化剂H2(g)的物质的量将（ ）4、标准状态时， H2O（l，100）H2O（g，100）过程中，DH （ ）零 ，DS（ ）零，DG（ ）零。（填、=、）5、反应2MnO4-(aq)+5H2O2(aq)+6H+(aq) = 2Mn2+(aq)+5O2(g)+8H2O(1)的标准平衡常数K的表达式为（ ）。6、在一定温度下，二硫化碳能被氧氧化，其反应方程式与标准平衡常数如下：（1）CS2(g)+3O2 = CO2(g)+2SO2(g)（2） CS2(g)+O2(g) = CO2(g)+ SO2(g)试确立K1，K2之间的数量关系。7、不查表，排出下列各组物质的熵值由大到小的顺序：（1）O2(1)、O3（g）、O2(g) 的顺序为（ ）（2）NaCI(s)、Na2O(s)、Na2CO3(s)、NaNO3(s)、Na(s) 的顺序为（ ）（3）H2(g)、F2(g)、Br2(g)、Cl2(g)、I2(g) 的顺序为（ ）8、在一定温度下，可逆反应C(s) + CO2(g) = 2CO(g)的K = 2.0；当CO2(g)与CO(g)的分压皆为100kPa时，则该反应在同样温度时自发进行的方向为 ( )。9、可逆反应Cl2(g) + 3F2(g) 2ClF3(g) 的rHm(298K)=-326.4 kJmol-1 ，为提高F2(g)的转化率，应采用( )压( )温的反应条件。当定温定容，系统组成一定时，加入He(g)，(F2)将( )。10、已知K (Ag2S)=6.310-50, Kf(Ag(CN)2-)=2.51020, 则反应2Ag(CN)2-(aq)+S2-(aq) Ag2S(s)+4CN-(aq) 的标准平衡常数K= ( )。四、计算题1、已知298.15K时，DfHm = 46.11 KJmol1；Sm =191.50JK1mol1, Sm =130.57JK1mol1, Sm =192.34JK1mol1。试判断反应N2（g）+3H2(g)=2NH3(g)在298.15K、标准态下正向能否自发？并估算最高反应温度。2、已知 fHmC6H6(l),298K = 49.10kJmol-1，fHmC2H2(g),298K =226.73 kJmol-1；SmC6H6(l),298K=173.40 Jmol-1 K-1， SmC2H2(g),298K=200.94 Jmol-1 K-1 。试判断：反应 C6H6(l) = 3 C2H2(g) 在298.15K，标准态下正向能否自发？并估算最低反应温度。3、已知298.15K时，一些物质的热力学数据如下表。试判断标准状态下反应C(s)+H2O(g) = CO(g) + H2(g)在298.15K时能否自发并估算自发进行的最低温度。物 质 DfH / KJmol1 Sm/ JK1mol1 C(s) 0 5.7 CO(g) -110.5 197.7H2(g) 0 130.7H2O(g) 241.8 188.84、已知2gO(s)=2Hg(l)+O2(g)，在298.15K下的DfHm及Sm的数据已知，求DrH298、Dr S298、DrG298及反应能自发进行的最低温度。物 质 DfH /kJmol1 Sm/ JK1mol1gO (s) -90.8 70.3Hg(l) 0.0 75.9O2(g) 205.25、对生命起源问题，有人提出最初植物或动物的复杂分子是由简单分子自动形成的。例如尿素（NH2CONH2）的生成可用反应方程式表示如下：CO2(g)+2NH3(g)(NH2)2CO(s)+H2O(1)（1）已知298K时的rHm=133 kJmol-1, rSm =424 Jmol-1K-1 ,并说明此反应在298K和标准态下能否自发进行；（2）在标准态下最高温度为何值时，反应就不再自发进行了？6、已知下列反应 2SbCl5(g) =2SbCl3(g) +Cl2(g)在298K时的rHm =80.7，K=1.5810-6，试求800K时此反应的K。假设温度对此反应的rHm的影响可以忽略。7、光气（又称碳酰氯）的合成反应为：CO(g)+Cl2（g）D COCl2（g）,100下该反应的K=1.50108。若反应开始时，在1.00L容器中，n0(CO)=0.035 0 mol,n0(Cl2)=0.027. 0 mol.no(COCl2)=0 mol,并计算100平衡时各物种的分压和CO的平衡转化率。8、蔗糖的水解反应为：C12H22O11+H2O D C6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖）若在反应过程中水的浓度不变，试计算（1）若蔗糖的起始浓度为a molL-1,反应达到平衡时，蔗糖水解了一半，K应为多少？（2）若蔗糖的起始浓度为2a molL-1,则在同一温度下达到平衡时，葡萄糖和果糖的浓度各为多少？无机化学习题库参考答案:第四章 化学平衡 熵和Gibbs函数一、 单选题题号123456789101112131415答案DDDDADBCADAAACB二、 判断题题号123456789101112131415答案三、 填空题1、 负或（），正或（+）。2、 定压定温、不做非体积功；正向自发。 3、 （增加）；（增加）；（减少）；（不变） 。4、（大于或）；（大于或）；（等于或=）5、 K= 6、 K1 = （K2）3 7、 O3（g）、O2(g) 、O2(1)；NaNO3(s)、Na2CO3(s)、Na2O(s)、NaCI(s)、Na(s) ； I2(g)、Br2(g)、Cl2(g)、F2(g)、H2(g) 。8、正向自发。9、高压低温；增大 。10、 2.5108四、计算题 1、解：因为rHm（T）=BfHm(B,T) 即rHm（298K）=2DfHm -DfHm -3DfHm =2(-46.11 KJmol1)-0-30=-92.22 kJmol-1 又因为rSm(T) =BSm (B,T) 即rS m(298K) =2 Sm - Sm -3 Sm =2192.34JK1mol1191.50JK1mol13130.57JK1mol1=198.53 JK1mol1 根据吉布斯亥姆霍兹公式rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)rGm （298K）=rHm (298K)-TrSm (298K) = （-92.22 kJmol-1）- 298.15K（-198.5310-3kJmol-1 K-1） = 33.03 kJmol-1 0 正向反应不自发。 若使 rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)0 ，则正向自发。又因为rHm 、rSm随温度变化不大，即rGm （T） rHm (298K)-TrSm (298K) 0即 -198.5310-3kJmol-1 K-1 T -92.22 kJmol-1而按不等式运算规则，有 T（-92.22 kJmol-1）/（-198.5310-3kJmol-1 K-1）= 464.51K故最高反应温度为464.51K。 2、解：根据吉布斯亥姆霍兹公式rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)rGm （298K）=rHm (298K)-TrSm (298K) 而 rHm (298K) = 3fHmC2H2(g),298K fHmC6H6(l),298K = 3226.73 kJmol-1 149.10kJmol-1 = 631.09 kJmol-1 rSm(298K) = 3 SmC2H2(g),298K SmC6H6(l),298K = 3200.94 Jmol-1 K-1 1173.40 Jmol-1 K-1 = 429.42 Jmol-1 K-1 故 rGm （298K）= 631.09 kJmol-1 298.15K429.4210-3 kJmol-1 K-1 = 503.06 kJmol-10 正向反应不自发。 若使 rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)0 ，则正向自发。又因为rHm 、rSm随温度变化不大，即rGm （T） rHm (298K)-TrSm (298K) 0 则 T631.09 kJmol-1/429.42 10-3 kJmol-1 K-1=1469.6K故最低反应温度为1469.6K。 3、解：因为rHm（T）=BfHm(B,T) 即rHm（298K）=DfHmco+DfHmH2-DfHmC(s)- DfHmH2O(g)=-110.5 (-241.8)=131.3 kJmol-1 又因为rSm(T) =BSm (B,T) 即rS m(298K) = Smco+ Sm H2 - Sm C(s)- SmH2O(g)=197.7+130.7-188.8-5.7=134.1 JK1mol1 根据吉布斯亥姆霍兹公式rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)rGm （298K）=rHm (298K)-TrSm (298K) =131.3-298.15134.110-3 = 91.3 kJmol-1 0 正向反应不自发。 若使 rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)0 ，则正向自发。又因为rHm 、rSm随温度变化不大，即rGm （T） rHm (298K)-TrSm (298K) 0即 0.1341T 131.3 T979K故最低反应温度为979K。 4、解：根据吉布斯亥姆霍兹公式rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)rGm （298K）=rHm (298K)-TrSm (298K) 而 rHm (298K) = 0-2fHmH g O(s),298K = -2(-90.8) =181.6kJmol-1 rSm(298K) = SmO2(g)+ 2SmH g (l) 2SmH g O(s) = 205.2+275.9-270.3 =216.4Jmol-1K-1 故 rGm （298K）= 181.6 kJmol-1 298.15K216.410-3 kJmol-1 K-1 =117.08kJmol-10 正向反应不自发。 若使 rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)0 ，则正向自发。又因为rHm 、rSm随温度变化不大，即rGm （T） rHm (298K)-TrSm (298K) 0 则 T181.6 kJmol-1/216.4 10-3 kJmol-1 K-1=839.2K故最低反应温度为839.2K。 5、解：(1) 根据吉布斯亥姆霍兹公式，298K时反应的标准Gibbs自由能变为:rGm （298K） =rHm (298K)-TrSm (298K)= 133kJmol-1 298.15K（424）10-3 kJmol-1 K-1 =6.58kJmol-10 正向反应自发。 (2) 因rHm 、rSm随温度变化不大，标准态下反应不能自发进行的条件是 rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)rHm (298K)-TrS