高中化学奥林匹克竞赛 专题三 化学热力学基础练习

用心 爱心 专心 1 专题三专题三 化学热力学基础化学热力学基础 学号 姓名 得分 1 25 KNO3在水中的溶解度是 6mol dm 3 若将 1 mol 固体 KNO3置于水中 则 KNO3 变成盐溶液过程的 G的符号为 S的符号为 2 已知下列反应 H2 g 2H g H Q1 1 2O2 g O g H Q2 2H g O g H2O g H Q3 H2O g H2O l H Q4 H2 g 1 2O2 g H2O l H Q5 试指出Q1 Q2 Q3 Q4 Q5的关系 3 假设反应 H2 g 2 H g 的内能变化 U与键能 HH H相等 已知 HH H为 433 2 kJ mol 1 则键焓 H是 kJ mol 1 4 298 K 时 生成气态水的 f G 0 m 228 6 kJ mol 1 rS 0 m 44 4 J mol 1 K 1 则其 f H0 m为 5 27 时 将 100g Zn 溶于过量稀硫酸中 反应若分别在开口烧杯和密封容器中进行 哪种情况放热较多 多出多少 6 已知下列反应的焓变为 H2 g 2 1 I2 s HI g r H 0 m 25 9 kJ mol 1 2 1 H2 g H g r H 0 m 218 kJ mol 1 2 1 I2 g I g r H 0 m 75 7 kJ mol 1 I2 s I2 g r H 0 m 62 3 kJ mol 1 计算反应 H g I g HI g 的焓变 r H 0 m 7 100 g 铁粉在 25 溶于盐酸生成氯化亚铁 FeCl2 1 这个反应在烧杯中发生 2 这个反应在密闭贮瓶中发生 两种情况相比 哪个放热较多 简述理由 8 已知 BaO s H2O l Ba OH 2 s H 103 kJ mol 1 Ba OH 2 s aq Ba2 aq 2OH aq H 52 kJ mol 1 用心 爱心 专心 2 Ba OH 2 8H2O s aq Ba2 aq 2OH aq 8H2O H 64 kJ mol 1 请回答下列问题 若能 给出答案 若不能 简述原因 1 能求得 BaO s 的溶解热吗 2 能求得 Ba OH 2 s 转变成 Ba OH 2 8H2O s 能量变化吗 3 能求得 O2 s H2O l 2OH s 的能量变化吗 4 能求得 O2 s aq 2OH s 的能量变化吗 9 如果将 10 g 金属锂置于 100 g 0 的冰块上 试确定 100 时 由溶液中沉淀的氢 氧化锂的一水合物的质量 反应按下式进行 2 Li s 2 H2O l 2 LiOH s H2 g H 398 2 kJ mol 1 由于跟周围的介质交换 溶解时热效应为 0 冰的熔化热为 330 kJ kg 1 水的比热为 4 200 kJ kg 1 K 1 水的汽化热为 2 300 kJ kg 1 LiOH 的比热为 49 58 J mol 1 K 1 100 时 一水合氢氧化锂的溶解度为 19 1 g 10 反应 2 3 H2 g 2 1 N2 g NH3 g 在 298K 101 kPa 下能否自发进行 已知 f G 3 0 298 NH m 16 5 kJ mol 1 11 通常中和热 溶解热等测定是在一种恒压绝热的量热计 又叫杜瓦瓶 中进行 已 知 f H 0 2 lOHm 286 kJ mol 1 f H 0 aqOHm 230 kJ mol 1 欲测弱酸与强碱反 应的中和热 进行下列实验 第一步 量照计热容量的测定 先在杜瓦瓶中装入 350 mL 0 2 mol L 1 HCl 溶液 在 另一带活塞的小储液管中装入 35mL 0 2 mol L 1 NaOH 溶液 并将储液管放入杜瓦瓶酸液中 测定反应前温度为 23 20 然后快速拔去活塞 使碱液与酸混合并搅拌 测得反应后最高 温度为 28 33 第二步 以 350 mL 0 2 mol L 1 HAc 标准溶液代替盐酸 重复上述操作 测得反应前 后温度分别为 23 33 和 27 64 1 求 HAc 与 NaOH 的中和热 kJ mol 1 2 求 HAc 的电离热 kJ mol 1 12 将金属镁粉在纯氮气中加热 得到 Mg3N2和剩余 Mg 的混合物 经测定 混合物中含 氮为 18 73 在 25 101 3 kPa 下 将 149 5 g 混合物加到过量的稀盐酸中 放热 2129 8 J 且放出的氢气被水蒸气饱和 用心 爱心 专心 3 将 1 00 mol Mg 放入与 同量的稀盐酸中 也是过量 放热 467 2 kJ 放出的氢气 也被水蒸气饱和 将 1 00 mol 气态氨溶于与 同量的稀盐酸中 放热 87 9 kJ 已知 f H 0 3 gNHm 46 1 kJ mol 1 25 101 3 kPa 时水的饱和蒸气压为 23 0 mmHg 水的摩尔蒸发热为 43 93 kJ mol 1 相对原子质量 N 14 0 Mg 24 3 试回答下 列问题 1 写出有关相应的化学反应方程式 2 求 f H 0 23 sNMgm 298 K 的值 13 合成氨造气工段生产水煤气是将水蒸气通过炽热的炭 其反应为 C s H2O g kPa 3 101 CO g H2 g 1 设造气炉温度为 1100 求此温度下反应的 rU 0 m rH 0 m 2 把制得的 50 kg 水煤气 CO H2 1 1 送进 101 3 kPa 100 的气柜储存 求 此过程中Q W U H 已知 298 K 时有关物质的热力学数据如下 C s H2O g CO g H2 g f H 0 m kJ mol 1 241 8 110 5 C p J mol 1 K 1 8 6433 5829 1428 84 14 试判断反应 2NaHCO3 s Na2CO3 s CO2 g H2O g 1 298K 标态下反应的自发方向 2 反应方向逆转的温度条件 已知 298K 时下列热力学数据 NaHCO3 s Na2CO3 s CO2 g H2O g f G 0 m kJ mol 1 852 1048 394 36 228 59 f H 0 m kJ mol 1 948 1130 8 393 51 241 82 S 0 m J mol 1 K 1 102135214189 用心 爱心 专心 4 参考答案参考答案 1 G 0 为 2 Q5 Q1 Q2 Q3 Q4 3 435 7 4 241 8 kJ mol 1 5 在开口烧杯进行时热效应为Q p 在密封容器中进行时热效应为QV 后者因不做膨 胀功 故放热多 多出的部分为 nRT 3814J 6 待求的反应 反应 1 反应 2 反应 3 2 1 反应 4 按 Hess 定律 有 r H 0 m r H 0 1 m r H 0 2 m r H 0 3 m r H 0 4 m 25 9 kJ mol 1 218 kJ mol 1 75 7 kJ mol 1 62 3 kJ mol 1 2 1 299 kJ mol 1 7 Q p QV nRT 第 1 种情况放热量为Qp 第 2 种情况为QV 因为变化过程有气 体产生 n为正值 所以情况 2 放热多于 1 8 1 155 kJ mol 1 2 116 kJ mol 1 3 不能 该热效应是拆散 BaO 晶 格吸能 Ba2 水合释能 O2 与水反应生成 OH 释能以及水合释能的代数和 4 不能 理 同 3 9 10g Li 与水反应放热 Q 284 42 kJ 消耗水 25 71 g 生成 LiOH 34 28g 即 1 43 mol 反应所放出的热将用于 熔冰 33 kJ 水由 0 升至 100 31 20 kJ LiOH 由 0 升至 100 7 09 kJ 因此 可蒸发水量 92 7 g 而所剩水量仅为 74 29 g 92 7g 故产物中无氢氧化锂的一水合物 10 r G 0 298 m 0 298 生 mfG 0 298 反 mfG 16 5 0 0 16 5 kJ mol 1 计算表明 该反应的 r G 0 298 m 0 可以自发进行 11 1 H 47 05 kJ mol 1 2 H 8 95 kJ mol 1 12 1 Mg3N2 6HCl 3MgCl2 2NH3 NH3 HCl NH4Cl Mg 2HCl MgCl2 H2 2 478 4 kJ mol 1 13 1 rU 0 m 148 24 kJ mol 1 rH 0 m 136 82 kJ mol 1 用心 爱心 专心 5 2 Q H 9 665 104 kJ W 2 771 104 kJ U 6 894 104 kJ 14 1 r G 0 298 m 0 298 生 mfG 0 298 反 mfG 228 59 394 36 1048 2 852 32 95 kJ mol 1 0 即表明 298K 及标态下 该反应逆 向自发 2 r H 0 298 m 0 298 生 m fH 0 298 反 m fH 241 82 393 51 1130 8 2 948 129 87 kJ mol 1 r S 0 298 m 0 298 生 m S 0 298 反