第4章化学平衡熵和Gibbs函数文档格式.docx
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C.K1K2
K2
5、若可逆反应,当温度由T1升高至T2时,标准平衡常数K2Θ>
K1Θ,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:
Qp,G,V
B.
Qv,V,G
V,S,W
G,U,H
7、298K时,某反应的KpΘ=×
105,则该反应的DrGΘ=____KJ/mol(lg3=)。
-
8、298K时,SΘN2=J•K–1•mol–1,SΘH2=J•K–1•mol–1,SΘNH3=J•K–1•mol–1,反应为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),则DrSΘ=________J•K–1•mol–1:
9、298K时,DrHΘMgCO3=KJ•mol–1,DrSΘMgCO3=J•K–1•mol–1,反应为MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g),则598K时的DrGΘ=________KJ•mol–1:
-×
105
10、下列方法能使平衡2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)向左移动的是:
增大压力
增大PNO
减小PNO
减小压力
11、下列物理量中,属于状态函数的是(
)
G
B.Q
C.ΔH
D.ΔG
12、下列反应中△rSm值最大的是(
PCl5(g)→
PCl3(g)+Cl2(g)
2SO2(g)+O2(g)
→
2SO3(g)
C.3H2(g)+N2(g)
2NH3(g)
D.
C2H6(g)+(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ΔrHmΘ和ΔrSmΘ是(
A.
ΔrHmΘ>
0和ΔrSmΘ>
0
B.ΔrHmΘ<0和ΔrSmΘ>
C.
ΔrHmΘ>
0和ΔrSmΘ<0
D.ΔrHmΘ<0和ΔrSmΘ<0
14、下列热力学函数的数值等于零的是(
Θm(O2,g,298K)
B.△fGΘm(I2,g,298K)
C.△fGΘm(白磷P4,s,298K)
D.△fHΘm(金刚石,s,298K)
15、如果某反应的KΘ≥1,则它的
(
A.△rGΘm≥0,
B.△rGΘm≤0,
C.△rGm≥0,
D.△rGm≤0
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J>KΘ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△rGm>
0的化学反应都不能自发进行。
5、Fe(s)和Cl2(l)的△fHΘm都为零。
6、一个化学反应的△rGΘm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ΔG,ΔH,ΔS的符号依次为-、+、+。
9、乙醇溶于水的过程中ΔG=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ΔrHmΘ<
0,
ΔrSmΘ>
0,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△rG<0时,反应将(
)进行。
3、ΔrHΘm>0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,DHΘ(
)零,
DSΘ(
)零,DGΘ(
)零。
(填>、=、<=)
5、反应2MnO4-(aq)+5H2O2(aq)+6H+(aq)
=
2Mn2+(aq)+5O2(g)+8H2O
(1)的标准平衡常数KΘ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KΘ1,KΘ2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KΘ=;
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△rHΘm(298K)=kJ·
mol-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),α(F2)将(
10、已知K
(Ag2S)=´
10-50,KΘf(Ag(CN)2-)=´
1020,则反应2[Ag(CN)2]-(aq)+S2-(aq)
Ag2S(s)+4CN-(aq)的标准平衡常数KΘ=(
四、计算题
1、已知时,DfHΘm
=-KJ•mol–1;
SΘm
=·
K-1·
mol-1,SΘm
mol-1。
试判断反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)在、标准态下正向能否自发?
并估算最高反应温度。
2、已知△fHΘm[C6H6(l),298K]=·
mol-1,△fHΘm[C2H2(g),298K]=kJ·
mol-1;
SΘm[C6H6(l),298K]=J·
mol-1K-1,SΘm[C2H2(g),298K]=J·
mol-1K-1。
试判断:
反应
C6H6(l)=3C2H2(g)
在,标准态下正向能否自发?
并估算最低反应温度。
3、已知时,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)
在时能否自发并估算自发进行的最低温度。
物质
DfHΘ/
KJ•mol–1
SΘm/J·
mol-1
C(s)
CO(g)
H2(g)
H2O(g)
4、已知2HgO(s)=2Hg(l)+O2(g),在下的DfHΘm及SΘm的数据已知,求DrHΘ298、、、DrSΘ298、、DrGΘ298及反应能自发进行的最低温度。
物
质
DfHΘ/kJ·
SΘm/J·
mol-1
HgO(s)
Hg(l)
O2(g)
—
5、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△rHΘm=﹣133kJ·
mol-1,△rSΘm=﹣424J·
mol-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△rHΘm=,KΘ=×
10-6,试求800K时此反应的KΘ。
假设温度对此反应的△rHΘm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)DCOCl2(g),100℃下该反应的KΘ=×
108。
若反应开始时,在容器中,n0(CO)=0mol,n0(Cl2)=0.027.0(COCl2)=0mol,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
DC6H12O6(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amol·
L-1,反应达到平衡时,蔗糖水解了一半,KΘ应为多少?
(2)若蔗糖的起始浓度为2amol·
L-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
一、单选题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
D
A
B
C
二、判断题
√
×
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、
KΘ=
6、
KΘ1=(KΘ2)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、×
108
四、计算题
1、解:
因为△rHΘm(T)=∑υB△fHΘm(B,T)
即△rHΘm(298K)=2DfHΘm
-DfHΘm
-3DfHΘm
=2×
KJ•mol–1)-0-3×
=kJ·
mol-1
又因为△rSΘm(T)=∑υBSΘm(B,T)
即△rSΘm(298K)=2SΘm
-SΘm
-3SΘm
·
mol-1-·
mol-1-3×
=-J·
根据吉布斯-亥姆霍兹公式
△rGΘm(T)=△rHΘm(T)-T△rSΘm(T)
△rGΘm(298K)=△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K)
=(kJ·
mol-1)-×
(×
10-3kJ·
mol-1K-1)
=kJ·
mol-1>0
正向反应不自发。
若使△rGΘm(T)=△rHΘm(T)-T△rSΘm(T)<0,则正向自发。
又因为△rHΘm、△rSΘm随温度变化不大,即
△rGΘm(T)≈△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K)<0
即
×
mol-1K-1T>kJ·
mol-1
而按不等式运算规则,有
T<(kJ·
mol-1)/(×
mol-1K-1)=
故最高反应温度为。
2、解:
△rGΘm(298K)=△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K)
而△rHΘm(298K)=3△fHΘm[C2H2(g),298K]-△fHΘm[C6H6(l),298K]
=3×
kJ·
mol-1-1×
△rSΘm(298K)=3SΘm[C2H2(g),298K]-SΘm[C6H6(l),298K]
J·
mol-1K-1-1×
mol-1K-1
=J·
mol-1K-1
故△rGΘm(298K)=kJ·
mol-1-×
10-3kJ·
mol-1>0
则
T>kJ·
mol-1/×
mol-1K-1=
故最低反应温度为。
3、解:
即△rHΘm(298K)=DfHΘmco+DfHΘmH2-DfHΘmC(s)-DfHΘmH2O(g)
=–
即△rSΘm(298K)=SΘmco+SΘmH2-SΘmC(s)-SΘmH2O(g)
=+J·
>
T>979K
故最低反应温度为979K。
4、解:
而△rHΘm(298K)=0-2△fHΘm[HgO(s),298K]
=-2×
=·
△rSΘm(298K)=
SΘm[O2(g)]+2SΘm[Hg(l)]-2SΘm[HgO(s)]
=+2×
mol-1>0正向反应不自发。
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:
△rGΘm(298K)=△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K)
=﹣133kJ·
(﹣424)×
=﹣·
mol-1>0正向反应自发。
(2)因△rHΘm、△rSΘm随温度变化不大,标准态下反应不能自发进行的条件是
△rGΘm(T)=△rHΘm(T)-T△rSΘm(T)
≈△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K)>0
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- 第4章 化学平衡 熵和Gibbs函数 Gibbs 函数