第二章补充习题及答案 普通化学.docx
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第二章补充习题及答案普通化学
概念、习题与解答(错:
升高温度正逆反应速率都增大,不会减小)化学反应基本原理——判断题10、反应活化能越大,反应速率也越大。
θθθ1、指定单质的G、H、S皆为零。
fmfmm(错:
相同温度下,活化能越大,速率常数越小,一般讲速率也越小)θS(错:
指定单质不为零,)m11、若反应速率方程式中浓度的指数等于反应方程式中反应物的系数,则该反应使基元反2、ΔS>0的反应都能自发进行。
rm应。
(错:
该条件只能判断对应温度孤立系统、标准状态下自发)(错:
例如H2(g)+I2(g)=2HI的反应就不是基元反应)G3、<0的反应必能自发进行。
12、反应级数取决于反应方程式中反应物的计量系数。
rm(错:
该条件只能判断对应温度标准状态(错:
非基元反应必须以试验为依据)4、若生成物的分子数比反应物的分子数多,则该反应的ΔS>0rm13、根据分子碰撞理论,具有一定能量的分子在一定方位上发生有效碰撞,才可能生成产(错:
主要看气体分子数)物。
5、CaCO在高温下可以发生分解反应,故该反应为吸热熵增。
(对:
)3(对)6、根据能量最低原理,放热反应是自发进行的。
14、根据质量作用定律,反应物浓度增大,则反应速率加快,所以反应速率常数增大。
(错:
影响自发性因素还有混乱度)(错:
速率常数与浓度无关)7、冰在室温下自动融化成水,是熵增起了重要作用的结果。
15、反应速率常数与温度有关,而与反应物浓度无关。
(对:
)(对)二、选择题8、化学反应的熵变与温度有关,但随温度变化不明显。
1热力学函数的定义与性质(对:
温度变化没有引起状态变化的前提下)H01-1下列各热力学函数中,哪一个为零:
(B)9、对于可逆反应C(s)+HO(g)=CO(g)+H(g),,升高温度使增大,减小,22正逆rm(A)G(I,g.298K)(B)H(Br,l.298K)故平衡向右移动。
fm2fm2
概念、习题与解答(C)S(H,g.298K)(D)G(O,g.298K)(C)对孤立体系而言,S>0的反应总是自发进行的。
m2fm3rm(E)H(CO,g.298K)(D)在一个反应过程中,随着生成物的增加,熵变增大。
fm22.反应自发性与化学平衡1-2若下列反应都在298K下进行,则反应的H与生成物的H相等的反应是:
rmfm2-1某反应在高温时能自发进行,低温时不能自发进行,则(B)(C)(A)H>0,S<0(B)H>0,S>0(A)1/2H(g)+1/2I(g)HI(g)(B)H(g)+Cl(g)2HCl(g)2222(C)H<0,S>0(D)H<0,S<0(C)H(g)+1/2O(g)HO(g)(D)C(金刚石)+O(g)CO(g)222221kJmolG(298K)102-2在定温定压条件下,某反应的。
下列说法正确的1-3如果系统经过一系列变化,最后又回到起始状态,则下列关系式均能成立的是:
rm是。
(D)(C)H(298K)0S(298K)0(A)该反应的,(A)Q=0;W=0;U=0;H=0(B)Q0;W0;U=0;H=Qrmrm(C)U=0;H=0;G=0;S=0(D)QW;U=QW;H=0(B)该反应一定不能自发进行(C)该反应在非标准条件下,一定不能自发进行21-4已知反应H(g)+Br(g)2HBr(g)的标准平衡常数K=4.010,则同温下反应221(D)298K,标准条件下,该反应一定不能自发进行1/2H(g)+1/2Br(g)HBr(g)的K为:
(B)2-3已知反应HO(g)1/2O(g)+H(g)在一定温度、压力下达到平衡。
此后通入氖气,222222211221/2(A)(4.010)(B)2.010(C)4.010(D)(4.010)若保持反应的(总)压力、温度不变,则:
G
(1)G
(2)1-5上述两个反应的与的关系是(答D)(A)平衡向左移动(B)平衡向右移动rmrmG
(1)G
(2)G
(1)G
(2)2(A)=(B)=[](C)平衡保持不变(D)无法预测rmrmrmrm1(B:
相当于增大体积产生的后果))G(2G
(1)
(1)2GG
(2)(C)=(D)=rmrmrmrm22-4298K,对于反应2AB(g)=A(g)+B(g),保持温度不变增大容器的体积,降低总压力221-6下列关于熵的叙述中,正确的是:
(答:
C)时,反应物的转化率(A)298K时,纯物质的S=0(B)一切单质的S=0mm
概念、习题与解答(A)增大(B)减少(C)不变(D)无法预测(C)转化率和平衡常数都可以表示化学反应进行的程度(C:
因反应前后气体分子系数相同,总压对平衡无影响)(D)转化率和平衡常数都与反应物的最初浓度无关2-5已知反应N(g)+3H(g)2NH(g)的K=0.63,反应达到平衡时,若再通入一定量223(答:
C分析:
A增大某种反应物的浓度,其它反应物的转化率增大的N(g),则K、反应商Q和G的关系是:
(答:
D)2rmB起始浓度不同时,转化率不等(A)Q=K,G=0(B)Q>K,G>0rmrmD平衡常数与反应物的起始浓度无关)(C)Q
HO(s)=(s)+HO(g)K为了使2HO晶体保持稳定(不发生风化与潮解)2232(A)H>0(B)H<0(C)G<0(D)G>0prmrmrmrm(HO)2容器中水蒸气应为HSprmrmlnKRTR(答:
BC分析:
根据或pp(HO)HO)(22(A)>K(B)=K11HK(T)TTpprm212ln()RTTK(T)121pp(HO)O)(H22(C)=K(D)K>K212pp温度升高,放热反应,平衡常数减小;吸热反应,平衡常数增大根据rGmRTlnKK可知rGm<0)3.化学反应速率2-7在恒温下,对于同一反应来说,下列说法正确的是:
3-1AB+C是吸热的可逆基元反应,正反应的活化能为E,逆反应的活化能为E,正逆(A)一反应物浓度增大,该反应的转化率就增大那么:
(B)反应方程式中,化学计量系数相同的反应物的转化率总是相等(A)E
概念、习题与解答=(答:
B根据过度状态理论,能量—反应历程图理解。
△HE正-E逆)3-6反应A+BC+D为放热反应,若温度升高10℃,其结果是(答:
D)3-2下列能量—反应历程图,属于放热反应的是(AD)(A)对反应没有影响(B)使平衡常数增大一倍(A)(B)(C)(D)(C)不改变反应速率(D)使平衡常数减少4、热力学函数、平衡常数的计算与应用1H117.66kJmol4-1反应MgCO(s)=MgO(s)+CO(g)的,32rm11S174.91JmolK3-3二级反应速率常数的量纲是:
,欲使该反应在500K时能自发进行,则CO的分压为2rm131131131(A)s(B)moldms(C)moldms(D)moldms(答A)31moldms-2(A)低于69.9Pa(B)高于6.99×10Pa3n(moldm)(答:
D速率常数k量纲=n—反应级数)-2(C)低于6.99×10Pa(D)高于69.9Pa-1-13-4某反应的速率常数为0.099min,反应物的起始浓度为0.20mol.L,反应的半衰期为-3-1分析:
G=HS117.66-500×174.91×10=30.205kJ.molrmrmrm()(注意前后单位统一)(A)7min(B)1.01min(C)4.04min(D)无法计算G30.2051000-4K×10rmlnK7.27(答:
A一级反应特征的几种计算要掌握)8.314500RT3-5对于一个确定的化学反应来说,下列说法中正确的是:
(注意上下单位统一;ln不是log)P(co)-4-2×100kPa=6.99×10P(CO)=6.99×10kPa2K(A)G越负,反应速率越快(B)S越正,反应速率越快2rmrmP(C)H越负,反应速率越快(D)活化能越小,反应速率越快rm)<69.9Pa时,Q 所以,当P(COE2axyvkc(A)c(B)kAeRT(答: D对于确定的反应,反应速率与过程活(注意平衡常数表达式中,代相对分压)化能、反应温度和反应物浓度有关) 概念、习题与解答1G3.1kJmol4-2已知298K时,Br(g)的,则298K时,Br(l)的蒸汽压为U、H、G、S。 气化过程的22mmmmfm-1答: H=Q=30.5kJ·mol(答A)m-3-1U=H-(PV)=30.5-8.314×10(273+80.1)=30.5-2.9=27.6kJ·mol(A)28.6kPa(B)57.2kPa(C)99.9kPa(D)5.62kPammG=01GG3.1kJmolmrmfm(l)=Br(g)分析: 对于反应Br22-1-1S=30.5×1000/(273+80.1)=86.3J·mol·KmG3.11000rmlnK1.25RT8.314298P(Br)05p(Br)-1.251-2设有反应A(g)+B(g)2C(g),A、B、C都是理想气体。 在25C、1×10Pa条件蒸汽压=e×100kPa=28.6kPa2K2P-1下,若分别按下列两种过程发生变化,且: 过程Ⅰ体系放热41.8kJ.mol,而没有做功;过-1程Ⅱ体系做了最大功,放出了1.64kJ.mol的热。 那么变化过程的Q,W,04-3800C时,AB(s)=A(s)+B(g)达到平衡时测得B(g)的分压为131.72kPa,此反应的222HUSG,,,各是多少? 1kJmolG为()答: 过程Ⅰ过程Ⅱrm-1-1Q=-41.8kJ.molQ=-1.64kJ.mol(A)-1.07(B)1.07(C)2.46(D)-2.46(E)-1.83U-1W=0W=-Q=-40.2kJ.mol分析: 131.72U-1=Q+W=-41.8kJ.mol状态函数的变化,过程Ⅱ与过程Ⅰ相同GRTlnK8.314(273800)ln()rm100HUn(g)RT-1-1-1=+=-41.8kJ.mol=-2457.8J.mol.≈-2.46kJ.molQ(注意温度换算成热力学温度才能代入公式中)1640(可逆)115.50J.mol.KS=(必须用可逆过程热效应T298三、计算题状态函数的改变与过程无关,始终态相同,可以用可逆途径计算)1、化学反应的方向和化学平衡HSG-3-1=-T=-41.8-298×(-5.50×10)=-40.2kJ.mol-11-1在101.3kPa和80.1℃(沸点)下,苯的气化热Q=30.5kJ·mol,计算该条件下,苯的 概念、习题与解答G(298K)1-3在甲醇脱氢生产甲醛的反应中,银催化剂的活性逐渐降低,其光泽也逐渐消失。 有-1同理-1322.0-(-603.3)-(-371.1)=-347.6kJ.molrm-1(由于-347.6<<-40kJ.mol,根据经验可以判断反应可以自发进行)人怀疑,此现象是由于有AgO生成所致。 这种怀疑是否正确? 2-1-1K)S(298106.5-38.1-256.8=-188.4J.mol.K0已知: 反应在550C100kPa下进行。 rmH(298K)0S(298K)01G(298K,AgO)108.37kJmolrmrm但由于反应进行最高温度fm2H403.910001H(298K,AgO)305.85kJmolrmT2143.84K1870.69Cfm2C188.4Srm答: 反应: 2Ag+1/2O(g)=AgO22H(298K)298S(298K)G(298K)利用rmrmrmSH-1-1-11-5已知=5.740J·mol·K,=1.897kJ·mol,mfm(石墨)(金刚石)(30585)(10837)11S(298K)66.27JmolKrm298G-1=2.900kJ·mol。 试通过计算说明石墨和金刚石的相对有序程度。 fm(金刚石)HK)(273550)(298S(298K)G(273550K)rmrmrm-1H(298.15K)答: 转变反应: 石墨=金刚石1.897kJ.molrm-1=-30585-823×(-66.27)=23954J.mol>>0因为在指定温度与压力下,银氧化生成氧化银反应的吉布斯函数变大于零,所以反应不-1G(298.15K)=2.900kJ.molrm能进行,怀疑时错误的。 H(298.15K)G(298.15K)-298.15K×S(298.15K)rmrmrm1-4煤里总含有一些含硫杂质,因此燃烧时会产生SO和SO。 试问能否用CaO吸收SO233(注意上式对应的反应为由指定单质生成1molB反应时,反应的焓变用生成焓代替,以减少烟道气体对空气的的污染? 若能进行,试计算标准状态下能使反应进行的最高温反应的吉布斯函数变用生成吉布斯函数变代替,熵变绝对不要用B的标准熵代,应该是由度? (所需数据可查表)指定单质生成1molB反应的熵变).8972.9001答: 反应: CaO(s)+SO(g)=CaSO(s)11000J.mol.KS(298.15K)34-1-1==-3.364J.mol.Krm298.15(298K)HH(CaSO)H(CaO)H(SO)rmfm4fmfm3S(298.15K)SSS==5.740rmm(金刚石)mm(金刚石)(石墨)-1=-1434.5-(-634.9)-(-396.7)=-403.9kJ.mol 概念、习题与解答S)S-1-1-1HS30.00kJ.mol和30.02kJ.mol,求该反应的和。 =5.740-3.364=2.376J.mol.K 根据和受温度影响小,在一定温度范围内其值可视为常数得: rmrmSH30.00=-298rmrm1-6已知下列数据: SbCl(g)SbCl(g)53SH30.02=-2991H/kJ.molrmrm-394.3-313.8fm-1H解得: =35.96kJ.molrm1G/kJ.mol-334.3-301.2fm-1-1-1-1S=-0.02kJ.mol.K=-20kJ.mol.K通过计算回答反应SbCl(g)===SbCl(g)+Cl(g)rm532 (1)在常温下能否自发进行? 1-8298K时,反应: (2)在600K时能否自发进行? 1G (1)HF(aq)+OH(aq)=HO(l)+F(aq),=61.86kJmol2mr1G (2)HO(l)=H(aq)+OH(aq),=79.89kJmolG(298.15K)-12答: (1)反应的: =-301.2+334.3=33.1kJ.mol1分rmrm1Gcc计算HF在水中离解反应HF(aq)=H(aq)+F(aq)的(F)=0.1molL。 若(HF)=rm时,HF在水中离解反应正向自发,介质pH应在何范围? G(298.15K)>0所以常温标准状态下不能自发反应.(3分)rm答: 反应 (1)+ (2)得HF在水中离解-1H(298.15K) (2)=-313.8+394.3=80.5kJ.molrm反应(3): HF(aq)=H(aq)+F(aq)47.480.533.1111所以反应(3)的G=(61.86kJmol)+(79.89kJmol)=18.03kJmol11kJ.mol.KkJ.mol.KS(298.15K)==rmrm298.15298.15正向自发G<0rmc(H)/cc(F)/cln-3G=18.03+8.314×10×298×<0G(600K)H(298.15K)rmS(298.15K)-600K×c(HF)/crmrmrm47.4+18.03+2.48lnc(H)<018.03-2.48×2.303pH<0pH>2.3-1=80.5-600×=-14.9kJ.mol6分298.151-9有下列两个反应: SO(g)+Cl(g)=SOCl(l) (1)G(600K)<0所以600K标准状态下能自发反应.8分2222rmSO(g)+2HCl(g)=SOCl(l)+HO(l) (2)3222计算回答: (1)根据热力学观点,298K,SOCl(l)的合成应采用哪个反应? 22G(298K)G(299K)1-7某反应A(s)+B(aq)=C(g)+D(l)的和分别为 (2)求反应 (1)在298K的标准平衡常数。 rmrm 概念、习题与解答(3)说明温度对SOCl与水的反应的影响。 22P68.0kPaSGH550K、、。 求: (1)该反应的Brrmrmrm211H/kJmolG/kJmol已知热力学数据: fmfm (2)向一个2.00L容器中引入0.500molCuBr,加热到600K时CuBr的分解率。 22SO(g)-296.8-300.1211P0.680BrK()()22SO(g)-395.7-371.12GRTlnK答: (1)450K3rm100PHCl(g)-92.3-95.31SOCl(l)-389.1-313.80.680221G8.314450ln()9336.2J.mol2rmHO(l)-285.8-237.1100211P1G(298K)答: (1)对于反应 (1)=-313.8-0-(-300.1)=-13.7kJmol68.0BrrmK()()222550K100PG(298K)对于反应 (2)=-313.8+(-237.1)-2(-95.3)-(-371.1)rm168.01G8.314450ln()881.8J.mol2rm1=10.8kJmol100)G(298KG(298K)GHTSSH由于反应 (1)<0反应 (2)>0根据和受温度影响小rmrmrmrmrmrmrm在298K采用反应 (1)合适193436.2J.molH450SrmrmG(13.7)1000 (2)rmlnK (1)5.531881.8J.molH550SRT8.314298rmrm5.53K (1)e252.149336.2881.81184.5J.mol.KS=rm4505501H (2)(3)反应 (2)-285.8+(-389.1)-(-395.7)-2(-92.3)=-94.6kJmolrm1881.855084.547356.8J.molH=rm反应 (2)为放热反应,其逆反应为吸热反应,因此升高温度有利于向SOCl与水221G47356.860084.53343.2J.mol (2)600K反应生成SO和HCl。 rm311PP(3343.2)BrBrlnKln()ln()2222=0.67P0.680kPa1-10已知反应CuBr(s)=CuBr(s)+1/2Br(g)在450K时,在1008.314600P22Br2 概念、习题与解答.6720PPPe100kPa382kPa443.44101.7210OHgBr22(693K)(K)()()()2-22==2.03×1055PP10103382100021022nHK(T)TT分解n8.314600Brrm212ln()61.3%2利用分解率=RTT0.50.50.5K(T)121(知识点: 根据平衡分压计算平衡常数,根据平衡常数计算热力学函数)3K(723K)304.310723693ln()K(723K)0.1821-11在1200K时,CaCO的分解反应按下式进行: 328.3146937232.0310 (1): CaCO(s)=CaO(s)+CO(g)323已知该反应达到平衡时,CO的分压为3.95×10Pa;同时又已知反应 (2): C(s)反应C(石墨)+CO(g)=2CO(g)的有关热力学数据(298K)1-1322+CO(g)=2CO(g)在1200K时的标准平衡
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