化学热力学动力学平衡习题解答课件.ppt

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1、化学热力学及动力学习题,1. 下列各组物理量全部是状态函数的一组是A.U、H 、T 、P B. U 、Q 、S 、HC. G、T、QP D. H 、S 、G,A,2. 如果体系经过一系列变化 , 最后又回到初始状态 , 则体系Q=O ,W=0 , U=0,H 0 Q0,W0,U=0 ,H=0C. Q=-W, U=Q+W, H=0D. Q -W,U=Q+W,H=0,C,3. 下列反应中 ,rHm 和rGm 数值最为接近的为 A. CCl4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4HCl(g) , B. CaO(s)+CO2 = CaCO3(s) C. Cu2+(aq)+Zn(s)=Cu(s)+Zn

2、2+(aq), D. 2Na(s)+H+(aq)+H2O(l)=2Na+(aq)+H2(g)+OH-(aq),C,4. 已知 Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) rHm= -642kJmol-1, 则A. 在任何温度下 , 正向反应是自发的。B. 在任何温度下 , 正向反应是非自发的。C. 高温下正向反应自发 , 低温下正向反应非自发。D. 低温下正向反应自发 , 高温下正向反应非自发。,4. D,5. 苯的熔化热为 10.67kJ.mol-1,其熔点为5 , 则在 5 , 苯的熔化过程的rSm/J.K-1.mol-l 约为 A. 2.09 B. 38.38 C. 10.88 D. 5

3、4.39,6. 在 373.15K 和p压力下的密闭容器中 , 液态水蒸发成水蒸气的过程中 , 体系的热力学函数变化值为零的是 ( )A. Hm B. Um c. Sm D. Gm,7. 水的蒸发热为 44KJ.mo1-1 则在水的沸时,水的蒸发过程的Sm /JK-1mol约为:A. 117.9 B. 59.0 C. 0.118 D. 11.8,5. B,6.D,7.A,8. 已知反应 Cu2O(s)+ 1/2O2(g)=2CuO(s) 的 rGm (300K)=-107.9kJmol-l ,rGm (400K)=-95.3kJmol-l则 rHm/KJmol-1 和rSm /JK-1mol-

4、1 各为 A.187.4,-126 B.-187.4, 126 C. -145.7, -126 D. 145.7, -126,C,9. 在 25 下列反应均为非自发反应 , 其中在高温时仍为非自发的是:( ) A.Ag2O(s) = 2Ag(s)+1/2 O2 (g), B. N2O4(g) = 2NO2(g) C. Fe2O3(s)+3/2 C(s)= 2Fe(S) +3/2 CO(g), D. 6C(s)+6H2O(g) = C6H12O6(s),9.D,10. 室温下,参考状态单质(最稳定单质)的标准熵为:A. 零 B. 大于零 C. 小于零 D.以上都错,11. 下列各组物质的标准熵大

5、小顺序正确的是A. C12O(g)C12O(g)C12(g)F2(g)H2(g) C. H2(g)F2(g)Clz(g)Br2(g)Cl2O(g) D. Br2(g)Cl2O(g)Cl2(g)F2(g)H2(g),10. B,11. C,12. 下列叙述中正确的是A. 放热反应均为自发反应。 B. fGm(I2,g) = 0C. 某反应的 rHm 和 rSm 均为正值 , 则温度升高 rGm 增大。D. 某反应的rGm0, 并不表示该反应在任何条件下 都不自发。,13. 某反应在 25 时自发 , 其逆反应在高温下自发 , 则 A.rH0 rS0 rS0 D. rH0,12. D,13. B,

6、15. 已知 fHm(NH3,g)=-46.ll kJ.mol-1, 反应 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) rSm(NH3,g)= -197.4 J.K-1.mol-l , 欲使反应在标准状态下自发的温度条件为( )A.193K D.467K,16. fGm(SO2,g)=-300kJ.mol-1, fHm(SO2,g)=-296.8kJ.mol-1. 当升高温度，反应S（s,斜方）+ O2（g）=SO2(g)的rGm(T)将 （ ）.,15. A,16.B,A. 保持不变, B.减少, C,增大, D.改变正负号,17. 298K,标准状态下，下列反应中，焓变等于AgBr(s)的f

7、Hm的反应为（ ）。 A. Ag+(aq)+Br-(aq)=AgBr(s) B. 2Ag (s)+Br2(l)=2AgBr(s) C. Ag (s)+1/2Br2(l)= AgBr(s) D. Ag (s)+1/2Br2(g)= AgBr(s),17.C,19. 下列叙述中正确的为A. 在定压下 , 凡是自发的过程都是放热的。B. 因为焓是状态函数 , 而定压反应的恰变等于定压反应 热 , 所以定压反应热也是状态函数。C. 单质的fHm和fGm都为零.D. 在定温定压下不做非体积功的条件下 , 体系自由能减 少的过程都是自发的。,19.D,20. 反应 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

8、 rHm0,则升高温 度,rGm(T) ( )A. 增大B. 减小 C. 不变D. 开始减小 , 然后增大,21. 定温定压下反应 2C(s,石墨)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) rHm为A. rU m-4RT B. rU m+4RT , C. rU m-3RT D. rU m+3RT,20.A,21.C,22. 下列反应方程式中 , 哪个反应放出的热量最大 ?CH4(g) +3/2 O2(g)=CO(g)+2H2O(g), B. CH4(g)+O2 (g)=C(s)+2H2O(l) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g); CH4(g)+2O2(g)=CO

9、2(g)+2H2O(l),23. 在 298K 时 ,NaCl 在水中的溶解度为36.2g/100gH2O 。 向1dm3水中加入36.2g NaCl, 则此溶解过程属于哪种情况 ? A. G0 S0 B. G0 C. G0 S0,22. D,23.B,24. 反应 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) Qv=-87.2KJ.mol-1, 则 298K 时 , 该反应的rHm/kJ.mol-1 为( ) A. -87.2 B. -82.2 C. -4.9 D. -92.2,24.D,27.已知 Cu2O(s)+1/2O2(g)=2CuO(s) rHm=-143.7kJ.mol-1 CuO(

10、s)+Cu(s)=Cu2O(s) rHm= -11.5kJ. mol-1则 fHm(Cu2O,s)/kJ.mol-1 为A. -83.25 B. - 77.6 C. -166.7 D. 166.7,27.C,因2式减1式得:,Cu（s）+1/2 O2（g）= Cu2O(s) （3）,rHm3= rHm2- rHm1=-11.5kJ.mol-1-（-143.7kJ.mol-1）= -166.7 kJ.mol-1,rHm3= fHm(Cu2O(s) ),28. 已知下列前三个反应的 k 值 , 则第四个反应的 K 值应为 (1) H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g), K1, (2 ) N2

11、(g)+ O2(g)=2NO(g), K2, (3) 2NH3(g)+5/2O2(g)=2NO(g)+3H2O(g), K3, (4) N2(g)+3H2(g)= 2NH3(g) K4 K1+ K2- K3, B. K1 K2/ K3, C. K1 K3/ K2 , D. (K1)3 K2/ K3,28.D,29. 反应 Ag2CO3(s)= Ag2O(s)+CO2(g) 在 110 时 K=5.110-4 。今在 110 的烘箱内干燥Ag2CO3,为防止其分解,必须使箱内CO2的体积分数大于 ( ) 5.110-4 % B 5.110-2 %, C. (5.110-4)-1 % D. (5.

12、110-4 )1/2 %,29.B,解 Ag2CO3(s)= Ag2O(s)+CO2(g),要使不分解则,Q K= = 5.110-4,Pe(CO2)= 5.110-4100kPa=5.110-2kPa,近似认为反应在大气压为100kPa,CO2分压与总压之比为：,体积分数=物质的量分数xi,30. 在一容器中 , 反应 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 达到平衡后 , 加一定量的N2气体 ,保持总压力及温度不变 , 平衡将会 ( )A. 向正方向移动 B. 向逆方向移动, C. 不移动 D. 不能判断,30. B,31. 反应N2(g)+O2(g)=2NO(g) rHm =179.

13、9kJ.mol-1,下列叙述中正确的是 ( ) A. 升高温度 KP 增大 B. 升高温度 KP 减小C. 降低温度 KP 不变 D. 增加 NO的分压 KP 增大,32. 反应 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) rHm0, 在下列条件下,平衡不会发生移动的是 ( )A. 加压B. 减压 C. 升温D. 加入催化剂,31.A,32. D,33. 下列反应中 ,平衡状态不因容器体积改变而受到影响的是 A. H2(g)+I2(s)=2HI(g) B. N2(g) +O2(g) = 2NO(g) C. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) D. H2O2(l)=H2(g)+O2(g),

14、34. 反应2NO2(g)= N2O4(g) 达平衡后, 将度降低 , 混合气体颜色变浅。说明此反应的逆反应是 ( ) A. rHm= 0 的反应 B.rHm 0 的反应 D. 气体体积减小的反应,33.B,34. C,35. 某温度下反应 2HI2(g)=H2(g)+I2(g) 的 KP =1.6 103, 当p(HI)= p(H2)= 100kPa, P(I2)=10. kPa 时 ,下列叙述中正确的是( )正反应进行 , 逆反应停止. 反应向逆反应方向自发进行C. 反应处于平衡状态 ; D. 反应向正反应方向自发进行。,35. D,36. 密闭容器中 A、B 、C 三种气体建立了化学平衡

15、 , 它们的反应是 A+B=C, 在相同温度下 , 如果体积缩小2/3则平衡常数 Kp为原来的 3倍 B. 不变 C. 为原来的 9 倍 D.为原来的 1/3 倍,37. 已知fHm(Hg,g)=61.32KJ.mol-l ,Sm(Hg,l)=76.02J.K-1.mol-1, Sm(Hg,g)=174.85J.K-1.mol-1, 则汞的沸点为( )A. 不能确定 B.350.7K C. 620.5K D. 806.6K,36. B,37. C,38. 对H=Qp, 下列途述中正确的是( )A. 对于不做其它功的封闭体系 , 定压过程体系所吸收的热量全部用来增加体系的焓。B. 因为 AH=Q

16、p, 所以 QP 也是状态函数。C. QP 恒大于 Qv 。 D. 因为 H=Qp,所以只有定压过程方有H 。,39. 反应 PC15(g)=PC13(g)+Cl2(g) 平衡时总压力为p ,= 0.5, 则 K 为:A. 1/2 B. 1/4 C. l D. 1/3,38. A,39.D,PC15(g)=PC13(g)+Cl2(g),Pe 1/3 p 1/3 p 1/3 p,40. 改变下列哪种情况 ,对任何已达平衡的反应可使其产物增加 ?A. 升温 B. 加压C. 加催化剂 D. 增加反应物,41. 已知 N2O4(g)=2NO2(g) rHm0, 在一定的温度和压力下体系达到平衡后 ,如

17、果条件发生如下变化 , 则哪种情况将使 N2O4 的转化率增加( ),保持体积不变通入Ar气 ; B. 通入 Ar 气使体积增大而体系总压力不变C. 使体系体积减至一半 D. 降低体系温度,40.D,41.B,42. 改变下列哪个条件能使多数反应的速率常数增大 ?A. 加催化剂 B. 增压C. 升温D.增加反应物浓度,43. 对于一个化学反应 , 下列哪种情况下反应速率愈大 ?A. 活化能愈小 B. 加催化剂 C. rGm 愈负 D .rHm 愈负,42. C,43. A,44. 反应 A(g)+2B(g)= D(g) rHm0, 对此反应升温则A .r正增大 ,r逆减小 B. r正减小 ,r

18、逆增大, C. r正,r逆均增大 D. r正、r逆均减小,46. 当反应 A2+B2 2AB 的速率方程为 r=kc(A2)c(B2), 则此反应A. 一定是基元反应 B. 一定是非基元反应C. 无法肯定是否为基元反应 D. 是一级反应,44.C,46.C,47. 对于一个给定条件下的反应 , 随着反应的进行A. r正 降低 B. K变大 C. r逆降低 D.速率常数 k 变小,48. 某反应在300K下进行,当温度升至310K时,反应速率增加1倍, 则Ea为( )54kJ.mol-1 B. 570KJ.mol-1 C. 23kJ.mol-1 D. 230kJ.mol-1,47.A,48. A

19、,49. 溴的水溶液和丙酮水溶液按下列方程式反应:CH3COCH3(aq)+Br2(aq)CH3COCH2Br(aq)+HBr(aq)此反应对于溴来说是零级, 下列推断正确的是( )A.反应速率是恒定的 B.最慢的反应步骤包括溴C. 溴起催化剂作用 D. 速率决定步骤不包括溴。,49.D,50. (1)2NO2(g)= N2O4 rGm=-5.8KJ.mol-1 (2) N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) rGm=-16.7kJ.mol-1 , 则在标准状态下A. 反应 (1)较 (2)快, B. 反应 (2) 较 (1) 快C. 二反应速率相等, D. 无法判断二反应快慢,50. D,

20、51. 某一可逆反应正反应的活化能为 20kJmol-1, 逆反应的活化能为l0kJ.mol-1, 则正反应的 rHm/kJmol-1 为: A. 无法确定 B. 10 C. -10 D. 5,52. 某反应的速率常数的单位为 dm6.mol-2.s-1, 则该反应为A. 一级反应 B. 二级反应 C. 三级反应 D. 基元反应,51. B,52.C,53. 下列叙述中正确的是A. 升高温度 , 活化能大的反应速率增加得快B. 升高温度 , 活化能小的反应速率增加得快,C. 加入催化剂可提高产率, D. 加入催化剂可降低反应的rHm,53. A,54. 下列叙述中正确的是A. 活化能大小可反映

21、某一反应速率受温度影响的显著程度 B. 任意两个反应相比 , 速率常数大的反应其反应速率必大C. 反应级数愈大 , 反应速度愈大D. 任意一化学反应速度都与反应物浓度的乘积成正比,54. A,55. 已知反应 BrO-3+5Br-+6H+= 3Br2+3H2O 对 H+是二级 ,对 BrO3- 、Br-均为一级。设该反应在一酸性缓冲溶液中进行 , 若向该反应体系中加入等体积的水后 , 其反应速率为原来的 ( ) A. 2 倍 B. 1倍 C. 1/16 倍 D. 1/4 倍,55. D,56.生物化学工作者常将37时的速率常数与27时的速率常数之比成为Q10。若某反应的Q10 为2.5 ，则反

22、应的活化能约为15.kJ.mol-1 B 26kJ.mol-1 C. 54 kJ.mol-1 D.71 kJ.mol-1,D.,57. 基元反应2A(g)+B(g)=C(g)+D(g)的初始分压PA =8l.04KPa, PB=60.78kPa。 当反应至pc=20.2kPa时,反应速率大约是初始速率的A. l/6 B. 1/16 C. l/24 D. 1/48,A,58.氢气燃烧反应为：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）。若1mol H2（g）完全燃烧生成水，反应进度为A. 2 mol B 1.5 mol C.1mol D. 0.5 mol,D,二.填空题,1. 100，恒温条件下，水

23、的汽化热为2.26kJ.g-1,1mol水在100 汽化时，该过程的，Q= ;H= ; S= ; G= .,答案：Q= 40.68kJ; H= 40.68kJ; S= 109J.K-1; G= 0,解释:1mol 水为18g，所以汽化热为2.26kJ.g-1 18 g/mol = 40.68kJ,汽化Q= H，,G=0,2. 2mol Hg(l) 在沸点温度（630K）蒸发过程所吸收的热量为109.12kJ，则汞 的标准摩尔蒸发焓;Hm= ; 该过程对环境做功W= ; U= : S= ; G=,答案：Hm= 54.56KJ; W= 10.48kJ; U= 98.64kJ; S= 173.2J.

24、K-1, G= 0,解释：因为W=-p V= nRT= 2mol8.314J.mol-1 .K-1630K= 10.48kJ,因G= 0, Hm-T S=0 , 算出S= 173.2J.K-1,3.某反应的速率常数k为1.010-2min-1，若初始浓度为1.0mol.L-1，求反应的半衰期。,答案：69.3min,因为1级反应（？）：,1. C（S, 石墨 )+ CO2(g) = 2CO（g) fHm(T)/kJ mol-1 -393.5 -110.5Sm/J mol-1K-1 5.7 213.6 -197.9计算 :(1)rHm , rSm,rGm (900K); (2) 定温、定压标准状

25、态下自发的温度条件;(3 )900K时的KP,rSm= Sm产物- Sm反应物,=2(-110.5)-(393.5) =-221+393.5=172.5kJ.mol-1,=2197.9-213.6-5.7=176.5J.mol-1.K-1,=13.65kJ.mol-1,lnK =-,2. 计算反应 N2O4(g)=2NO2在298K和500K时的 K 。 NO2(g) N2O4(g)fHm(T)/kJ mol-1 33.8 9.66fGm(T)/kJ mol-1 51.84 98.28,=,3. NiSO46H2O(s)=NiSO4(s)+ 6H2O(g)fGm(T)/kJ mol-1-222

26、0 -773 -228求反应在 298K 平衡时的水蒸气压。,=6(-228)+(-773)-(-2220)=79kJ.mol-1,4. 已知反应 A(g)=B(g) 在 298K 时的 K=102, rSm=280J mol-1K-1, 求 rGm(500K) 。,4.解,=-8.314J.mol-1.K-1298K ln102=-11.409KJ.mol-1,=72.03kJ.mol-1,5. 反应 A(g)+B(g)=C(g) 的rHm =50kJ.mol-l , 300K 时 K=1.0 103, 求 500K时的 K 。,5. 解 根据,6. CaCO3(s) 在标准状态下的最低分解

27、温度为 1113K 。已知 CaCO3(s)、CaO(s)、CO2 (g) 的fHm /KJ mo1-1 分别为-1207, -635.1 和-393, 通过计算回答反应 CaCO3 (s)=CaO(s)+CO2(g)在298K 、标准状态下的自发方向。,=160.8J.mol-1.K-1,= 131.32KJ .mol-10,正向非自发.,第三部分 化学热力学及动力学初步习题 答案,一.单项选择.,1. A,2. C,3.C,4. D,5. B,6.D,7.A,8.C,9.D,10. B,11. C,12. D,13. B,14. C,15. A,16.B,17.C,18. B,19.D,20.A,21.C,22. D,23.B,24.D,25.A,26.B,27.C,28.D,29.B,30. B,31.A,32. D,33.B,34. C,35. D,36. B,37. C,38. A,39.D,40.D,41.B,42. C,43. A,44.C,45.D,46.C,47.A,48. A,49.D,50. D,51. B,52.C,53. A,54. A,55. D,