大学化学热力学试题

111

1.已知298K时，反应2Hg。⑸-2Hg(g)+C)2(g)的△5^=414.1」Tncl-K,ArHg；=304.3kJ•mol,

则HgO的最低分解温度约为()o

A、735K：B、462K；C、1008K；D、231K。

5.已知298K时，反应Ag2O（sL2Ag（s）忖C）2（g）的△rSg=66.7J•mol1•K1,

1

△fWS（Ag2O,s）=-31.1kJ•mol,则Ag2O的最低分解温度约为（）。

A、740K；B、466K；C、233K；D,1941G

2.下列叙述中，错误的是（）o

A、若△rGm<0，反应能够向正方向进行；

B、若反应在一定条件下有可能向正方向进行；

C、若反应在一定条件下有可能向正方向进行；

D、若则在所有情况下，反应均能向正方向进行。

3.下列叙述中正确的是（）<.

A、放热反应都能自发进行：

B、△,Gg；<0的反应都能自发进行；

C、高温有利于△rHg>0,△r5g>0的反应自发进行；

D、△「Gm>0的反应能自发进行。

111

6.反应：2Hl（g）-力值）+12值），在298K时，△/京=9.4幻・mol,△r$g；=-21.8kJ-mol•K,

可以推断此反应（）0

A、处于标准态时，在任何温度下都能自发进行：

B、此反应不能自发进行：

C、此反应在低温下不能自发进行，但当温度升高到一定值时可自发进行；

D、在标准态时，任何温度下该反应都是非自发的。

7.1下列叙述中，正确的是（）0

A、吸热反应在任意温度下都不能自发反应；

B、吸热反应能在足够低的温度下自发进行：

C、吸热反应在任意温度下能自发进行：

D、如果吸热反应的嫡变为正值，则反应在足够高的温度下能自发进行。

11.一混合理想气体，其压力、体积、温度和物质的量分别用p、V.T,n表示，如果用i

表示某一组分的气体，则下列表达式中错误的是（）0

A、pV=nRT；B、p,V=niRT；C、pV^n^TxD、py^n.RTo

12.583K、lOOkPa时气态磷单质的密度为2.56g-L」，磷的相对原子质量为31,则磷单质的

化学式为()。

A、P；B、P2；C、P3;D>P4o

13.已知硫的相对原子质量为32,在1273K时，98.7kPa压力下，硫的蒸气密度为

0.5977g•L1,则硫的化学式为()。

A、S；B、S8；C、S4;D、S2o

14.［在等温等压下，某反应的△,Gg；(298K)=10.0kJ-mo「l这表明该反应()0

A、在标准态、298K时能自发进行；

B、在标准态、298K时不能自发进行：

C、在任一非标准态下一定都能自发进行：

D、在任一非标准态下一定都不能自发进行。

17.对于一可逆反应来说，下列关系式正确的是()。

e

A、△rGg；=-/?T1nQ；B、△rG^=-RHnK；

e

C、△rGrn=-R71nQ：D、△rGm=-/?HnK(>

18.I某温度、压力下，化学反应自发进行的判据是()。

A、△3京<0；B,△内力<0;C、ArGm<0；D、ArGm>0c

19.I在0C时，任何稳定状态的单质的标准摩尔端都()

A、等于零：B、大于零：C、小于零：D、大于零但小于1J-m41・KL

20.I下列各种名词的符号表达式中有错误的是()。

A、标准摩尔生成焰：AfHg；；

B、标准摩尔反应给变：晦;

C、标准摩尔反应吉布斯自由能变：△◎§;；

D,标准摩尔烯：A^o

21.恒温下，下列反应中△,5g为负值的是()o

A、2AgNO3(s)-2Ag(s)+2NO2(gj+O2(g)；

B、CaCCMsLCaO(s)+CC)2(g);

C、2Na(s)+CI2(g)-*2NaCI(s)；

D、H2(g)+F2(g)->2HF(g)o

1111

23.已知298K时，S«(H2,g)=130.6J・mol•K,Sg；(N2,g)=191.5J・mol•K,

1

sS（NH3,g）=192.3J-mol•KL则反应3H2值）+M值）-2^^3值）的/\3余=（）。

A、198.7J•mol'1•K1；B、-198.7J・mol'1•K1；

C、-129.8J•mol1•K_1；D、129.8J・mol1•K弋

25.1下列条件下，真实气体与理想气体之间的偏差最小的是。（）

A、高温、高压：B、高温、低压：C、低压、低温：D、低温、高压。

二、是非题

1.凡是放热反应均能自发进行。（错）

2.由于反应N2Os（gL2NO2（gH}O2（g）在298K、lOOkPa时为吸热反应，所以该反应不能自发

进行。（错）

3.在标准状态下，所有纯态单质的AfGa均为零。（错）

4.标准态下,通常多数稳定单质的△fG«=OkJ，mol1、△fHg=OkJ•mol，（对）

5.反应的值越负，其自发的倾向就越大，反应速率亦越快。（错）

6.因为△3a乃=-/?71水。，所以温度升高，K。减小。（错）

7.|环境对系统做功，系统的热力学能增加。（对）

8.系统的焰等于系统的热量。（错）

9.系统的焰等于恒压反应热。（错）

10.系统的熔变等于恒压反应热。（对）

11.反应的热效应就是该反应的焰变。（错）

12.在恒温恒压下，某化学反应的热效应ap=Z\H=H2-H],因为H是状态函数，故Qp也是

状态函数。（错）

13.|在恒温恒压条件下，反应热只取决于反应的始态和终态，而与过程的途径无关。（对）

14.热力学温度为0K时，任何完整晶体纯物质的炳都是零。（对）

15.物质的量增加的反应不一定是燧增加的反应。（对）

16.相同质量的石墨和金刚石，在相同条件卜.燃烧时放出的热量相等。（错）

三、填空题

1.如果一个化学反应在任何温度、标准态下都能自发进行，则△内«0,△

0o<；>0

2.|某反应在常温下能自发进行，而在高温下不能自发进行，可推断该反应的4

「虑_______0,0。<；<o

3.298K时，某反应aA(s)+£B(g)-»cC(g)的△,Hg；=-122kJ・mol1,△jg；=231J・mol1•K1,

则该反应的kJ-mol1,在标准态时，该反应可在温度下自

发进行。“91或・190.8：任意.

4.298K时，反应⑴N2(g)+O2(g)-2NO(g)的△方§>0,△石枭>0：

(2)Mg(g)+Cl2(g)-MgC乂s)的△*?<(),△jevO；

(3)H2(g)+S(s)-H2S(g)的△#§&),△5§>()。

则只有高温时才能自发进行的反应是:只有低温或常温时才能自发进行的反应是

，⑴；(2)u

5.在25C和相同的初始压力入，将5.00L$(g)和15QLC)2(g)充入容积为10.0L的真空容器中，

混合气体的总压力为152kPa,则p(Nz)=kPa.p(O2)=kPa,当温度升至

250c时，保持体积不变，混合气体的总压力为kPa,25℃时电⑷的起始压力为

kPa。38.0：114：267(266.7)；76.0°

6.人体需要消耗的能量其平均功率为100W,即一天内消耗kJ的能量。若食物中

的主要成分是葡萄糖仔6%2。6)，其在体内氧化的热化学方程式为：

4

C6H12O6(s)+6O2(g)-6CO2(g)+6H2O(l),△rH；：=-2803kJ-mol。则一天内一个人需要

gQHnOgo8.64X103：555。100X8.64X104S=8.64X106J,3.08mol,591.8g

1

7.已知(CO2，g)=-393.5kJ・mol」，Af(CH4,g)=-74.8kJ•mol',Af(H2O,

1

l)=-285.8kJ-mol,CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(I)的反应方程式为

,其kJ・mol'。25℃、lOOkPa下，l.OOn?甲

烷的n(CH4)=mo巴其完全燃烧放出的热量为kJc

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)：-890.3；40.4：3.60X10、

先用气体状态方程求摩尔数，再算出燃烧放出的热量。

8.铝热法可用来制取金属猛。已知下列反应的热效应：2AI(s)+102(g)-Al203(s)：△

41

r=-1676.0kJ•mol：Mn(s)+O2(g)-*MnO2(s)；△1”,二=-521.0<1•mol。

推断反应4AI(s)+3MnC)2(s)f2Al2C)3(s)+3Mn(s)的kJ•mol'o4r(Mn)=54.94,则

生成l.OkgMn能放出kJ的能量。一1789.0；10854.3.

1

9.已知△f〃：(Al2O3)=-1657.CkJ-mol,Af(Fe3O4)=-1118.0kJ-mo「L在焊接铁轨时常

应用铝热法，其反应式为:

1

8AI(s)+3Fe3O4(s)-4AI2O3(s)+9Fe(s),则该反应的kJ-mol,用去267.0g

铝时所放出的热量为kJ(铝的相对原子质量为26.98)。-3274：4050。

11

10.已知298K时，8H⑻l)=-208.0kJ•mol',AfH®(CO2.g)=-393.5kJ•mol,△

1

f//®(H20,l)=-285.8kJ•mol,辛烷(C8H班)是汽油的主要成分，它的燃烧反应式为：

C8Hl8。)+孕6(gL8c。2但)+9出0(1),则该反应的△,kJ・mo『，1.00kg辛烷燃

烧时放出的热量为kJn-5512.2：4.84X104O

11.某气缸中有气体1.20L,在197.3kPa下，气体从环境吸收了8.00X的热量，在恒温

恒压下体积膨胀到1.50Lo根据热力学第一定律，体积功W=J,系统的热力学能

变化△(/=Jo59.2；741,

12.某系统吸收了I.OOXIOF热量，并对环境做了5.4X102J的功，则系统的热力学能变化

△U=J,若系统吸收了2.8X1()2J的热量，同时环境对系统做了4.6X1()2J的功，

则系统的热力学能的变化△〃=k46X1O2.74X102.

14.对气体而言，标准状况是指其处于、，标准态是指

其为。0℃,101325Pa：压力为lOOkPa。

四、计完题

1

1.已知298K时，反应：Cl2(g)+1O2(g)-*CI2O(g),AfHg；(CI2O,g)=76.2kJ•mol,

11111

5a(Cb，g)=223.0J・mol•K,S§；(02,g)=205.0J•mol•K,5§；(CI2O,g)=266.1J•mol-•K】。

通过计算说明，该反应在298<、标准态下能否自发向右进行。

解：CI2(g)+^O2(g)->CI2O(g)

1

△rHg；=76.2kJ•mol

△^^=(266.14><205.0-223.0^•mol1•K1

=-59.4J・mol1•K'1

341

ArG®=(76.2-298X(-59.4)X10,kJ・mol=93.9kJ•mol

△rGg>OkJ-mo『反应不能自发进行。

2.1已知21001<时，反应：Si(s)+2H2(g)lSiH/g)的*=9.96X1。。试计算：

⑴该反应在2100K时的△百余，并判断反应进行的方向：

11

⑵若反应的△rSg>-1269-mol-K,则4K京为多少？

解:Si⑸+2H2(g)uSiH，g)△6臬=-RTInKe

147

(l)ArG®=-8.314J•mol•KX2100Kln9.96X10-

=241kJ,mol'1

1

△rG^>OkJ-mol；反应向左进行。

(2心「碌=、6«+7■△品=[241+2100X(-126.9)X103]幻・mol1

=-25kJ,mol1

12+

3.|已知298K时，“然外-⑷加•mol,△{G§；(Fe)=-78.9kJ•mo「L通过计算判断

反应;Fc2+(aq)+Zn(5)iFc(s)+Zn2+(aq)(l)在标准态、298K时能否自发向右进行?(2)反应的标

准平衡常数K。为多少？

解：Fe2+(aq)+Zn(s)^Zn2+(aq)+Fe(s)

(^△6此=2\6$亿n2+)・ZkC(Fe2+)4147.0・(-78.9)]kJ・mol4=-68.1kJ・mol1

1

△rG^<-40kJ-mol,能自发向右进行

(2即£=681xl&J.mo|T

RTa314J-mor1-K-1x29a<

/Ce=8.66X10n

46、

(1)±0为极性溶剂，NK为极性分子，Nz和也均为非极性分子，按相似相溶原

理，NW与匕0不仅同为极性分子，且还有氢键形成，所以NH3在水中溶解度很

大，而N2和H2难溶于水。

⑵HBr、HCI和HF为同族氢化物,HBr的分子间力比HCI间的大，但HF分子间还

存在较强的氢键。

(3)Cb.Br)、I,为同类型非极性分子，分子间力为色散力，它们的相对分子质量

依次增大，色散力依次增强，熔、沸点依次升高，故常温常压下依次为气体、液

体、固体。

46、试解释：

(1)NH3易溶于水,N2和山均难溶于水；

(2)HBr的沸点比HCI高，但又比HF低；

(3)常温常压下，CL为气体，Br?为液体，12为固体.

47、化学平衡发生移动时，其平衡常数是否一定改变？为什么？若化学平衡的平

衡常数发生改变，平衡是否一定发生移动?为什么？

化学平衡发生移动时，其平衡常数不一定改变。对于一定反应来说,

平衡常数K仅是

温度的函数,只要温度不变，改变总压(反应前后有气体体积变化时)或改变反

应混合物浓度时,均可使平衡发生移动，但K不变；若平衡移动是由于T的改

变引起的，则K一定改变。

若化学平衡的平衡常数发生改变，平衡一定发生移动，因为平衡常数

改变，现有平衡破坏，向达到新平衡方向移动，直到新的平衡为止，故平

衡一定发生移动。

2

47、在提纯NaCI时，为除去SO4",需加入BaCI2o如果根据SCU?-的含量加入等

物质的量的BaCb，已知鼎BaS04)=l.lxlO-i。，试计算：

(1)此时溶液中尚存的C(SO42)；

2

⑵若加入过量BaCb其浓度为0.020mol・L」时,溶液中的c(S04)o

(3)由(1)、(2)的计算结果说明，有无必要使BaCb过量后的浓度为

0.020mol-L4O

解：(1)加入等物质的量的BaCb时

2101

残招c(S04)=VLlxlO-mo|・L-i=1.0xl05moi・L

(2)加入0.020mol-HBaCL时，

LlxlQ-lc

2

C(SO4)=°02Omol•L-i=5.5xl0-9mo|・L"

⑶因为等物质的量反应时，-基本被沉淀完全。如果Ba"过量后的

浓度较大，虽然，使c(SO42。会更小，但是引进了过多的Ba2+,将使提

纯操作工作量增加，试剂消耗多，效益差，故无必要。

2.已知:NiS04•6H2O(s)、NiS04(s)和血0值)在298K时的afG2分别为

2221.7ld•773.6kJ•mol；和228.6kJ•mo「l。计算：

(1)反应NiS04・6H2O(s)=NiSO4(s)+6H2O(g)的△道§；；

(2)上述反应的标准平衡常数K。；

(3)298K时，与NiS04-6H20(s)平衡的水的蒸气压。

解：NiS04・6H20(s)nNiSO4(s)+6H2O(g)

⑴△rGg=[6X(-228.6)+(-773.6)-(-2221.7)]"・moF1=76.5<J-mol'1

(2)ln*=-76,5,[03=30877

l〃8.314x298

Ke=3.89X10-14

⑶”=(《)6=3.89XI。-"

p=0.582kPa

46、求标准状态下CaCCh(S)受热分解的最低温度。

(△rG,=130kJ•mol-1,△rH"=170kJ・mol】，ArS°=165J.mol-l•K1)

46、

解：据zlrG0=2rH"-TzlrS0