第二章 习题.docx
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第二章习题
第二章化学反应的基本原理
一、判断题(正确请画“√”,错误的画“×”)
1.当温度接近0K时,所有放热反应可以认为都是自发进行的反应。
解:
对。
根据吉布斯赫姆赫磁公式ΔG=ΔH–TΔS判断。
2.△S>0的反应,必定是自发反应。
解:
错,不能判断,因为△S作判据只适用于孤立系统中。
3.对于一个定温反应,如果△H>△G,则该反应必定是熵增的反应。
解:
对。
根据吉布斯赫姆赫磁公式ΔG=ΔH–TΔS判断。
则ΔS=(ΔH–ΔG)/T
4.△Gθ值大,平衡常数Kθ值就愈大。
解:
错。
lnKθ(T)=-ΔrGmθ(T)/RT 。
需要考虑温度。
5.平衡常数K值越大,则反应速度越快。
解:
错。
平衡常数K值是热力学问题,而反应速度是动力学问题
6.对于△H<0的反应,提高温度,速度常数k值减小。
解错
——指数定律
7.对于△Hθ>0的可逆反应,提高温度,平衡常数Kθ值增大。
解:
对。
lnKθ(T)=-ΔHθ/RT +△Sθ/R
8.NO的△fGθm(298.15K)>0,空气中的N2和O2在常温常压下稳定共存。
但在高温常压时能发生反应,说明该反应是△Hθ>0,△Sθ>0的反应。
解:
对。
低温稳定,即不反应,高温不稳定,说明反应是△Hθ>0,
△Sθ>0的反应。
ΔG=ΔH–TΔS
9.反应CO(g)=C(s)+1/2O2(g)的△G>0,正向非自发,加入催化剂后降低了活化能,则反应正向进行。
解:
错,催化剂不能改变反应方向。
10.在一个封闭系统中进行的可逆反应达到平衡后,若平衡体积和温度不变,则系统中各组分的的浓度和分压不变。
解:
对,平衡状态下各组分浓度不变。
11.一定温度下,△vg=0的可逆反应达到平衡后,改变系统中某组分的浓度或分压,平衡不移动。
解:
错。
化学反应商会随着某组分的浓度变化而变化,故平衡移动
12.一定温度下,△vg≠0的可逆反应达到平衡后,加入惰性气体,保持总压力不变,平衡不发生移动。
解:
错。
13.某可逆反应在一定条件下,转化率α值增大,则在该条件下平衡常数K值也一定增大。
解:
错,转化率和平衡常数没有关系。
14.对于一个复杂反应,当总反应的标准摩尔吉布斯函数变为:
△Gθ总=△Gθ1+△Gθ2
则该反应的平衡常数Kθ总=Kθ1+Kθ2
解:
错
15.单质的△fGθm(298.15K)值一定为零。
解:
错,指定单质或稳定单质。
16.反应级数取决于反应方程式中反应物的计量系数。
解:
错,反应级数由实验测定。
基元反应才由计量数确定。
17.自发进行的反应,一定具有最小的活化能。
解:
错,反应自发与否由吉布斯自有能来确定。
18.基元反应是指一步完成的简单反应。
解:
对。
19.其他条件固定时,活化能小的反应,其反应速度快。
解对。
(2-4-7)
20.化学平衡是指系统中正逆反应活化能相等的反应。
解:
错。
化学平衡是指系统中正逆反应速率相等的反应
21.反应的活化能越高,则该反应的平衡常数就越小。
解:
错,平衡常数与活化能无关。
22.平衡常数Kθ值小于1.则△Gθ>0
解:
对。
lnKθ(T)=-ΔrGmθ(T)/RT
23.反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),一定条件下达到平衡,在该平衡系统中加入惰性气体,体积及温度保持不变,则平衡向正反应方向移动。
解:
由于体积不变,故各物质的分压不变,所以不移动。
错
24.一定温度下,△vg=0的反应体系,改变平衡态容器的体积,平衡不发生移动。
解:
对
25.对于一个可逆反应,在一定温度下,当反应熵Q 解: 对 26.对于△H>0的反应,一定是正向非自发的反应。 解: 错 27.平衡常数Kθ值可以由该反应的△G值求得。 解: 错 28.对于可逆反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡后,加入惰性气体,保持体积和温度不变,系统总压力增加,而平衡向右移动。 解: 错,由于体积不变,故各物质的分压不变,所以不移动 29.对于放热反应来说,提高温度,在标准状态下该反应的△Gθ值一定减小。 解: 不一定减小,错 30.因为△Sθm(T)≈△Sθm(298.15K),△Gθm(T)≈△Gθm(298.15K), 故△Sθm(T)≈△Sθm(298.15K)。 解: 错 31.在等温等压条件下,某反应的△Gθm=5.0kJ·mol-1,表示该反应正向一定不能自发进行。 解: 错。 不一定 32.CS2(l)的△fGθm(298.15K)>0,则CS2(l)在标准压力和室温下必不能稳定存在。 解: 错,对于化学反应不但要考虑可能性,还要考虑反应速度。 33.在标准状态下,任何纯净物的标准摩尔吉布斯函数等于零。 解: 错。 任何纯净物(指定单质)的标准摩尔吉布斯函数等于零。 34.在标准状态下,指定单质的标准摩尔吉布斯函数等于零。 解: 对 35.在标准状态下,指定单质的标准摩尔熵等于零。 解: 错 36.在标准压力下,水溶液中,当c(H+,aq)=1mol·L-1时,其标准摩尔熵等于零。 解: 对 37.放热反应通常是自发反应,因此自发反应一定是放热反应。 解: 错,焓不能用来判断化学反应的方向。 38.在水合离子中,氢离子的标准摩尔熵最小。 解: 错。 对于离子熵,还有负值的 39.标准平衡常数的定义式为: lnKθ=-△Gm/RT 解: 错,△Gm/RT应该为标态 40.一定条件下,化学反应的正逆反应活化能之差等于反应的内能变。 解: 对 二、选择题(填写正确答案A、B、C或D) 1.在等温等压条件下,某反应的△Gθm=10kJ·mol-1,这表明该反应正方向: A.一定能自发进行。 B.一定不能自发进行。 C.需要进行具体分析方能判断。 D.一定不能判断。 2.某温度时,反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)其平衡常数Kθ=4×10-2,则反应: 2HBr(g) H2(g)+Br2(g)的平衡常数值为: A.1/(4×10-2)B.1/(4×10-2)1/2 C.4×10-2D.(4×10-2)1/2 3.对于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),△Hθm(298.15K)=-92.2kJ·mol-1,若升温到100℃,对△Hθm和△Sθm的影响是: A.增大B.减小 C.影响很小D.不能判断 4.在3题的情况下,对△Gθm的代数值和Kθ值的影响是: A.△Gθm增大,Kθ减小 B.△Gθm减小,Kθ增大 C.△Gθm不变,Kθ不变 D.△Gθm减小,Kθ减小 5.在标准条件下,下列卤素单质中Sθm(298.15K)值最大的是: A.F2(g) B.Cl2(g) C.Br2(l) D.I2(s) 6.在5题中Sθm(298.15K)值最小的是: D 7.下列卤化氢气体中Sθm(298.15K)值最大的是: A.HF B.HCl C.HBr D.HI 8.不用查表判断气态H2O、NH3和HF在标准状况下的Sθm(298.15K)值大小顺序 A.Sθm(H2O)>Sθm(NH3)>Sθm(HF) B.Sθm(NH3)>Sθm(H2O)>Sθm(HF) C.Sθm(HF)>Sθm(H2O)>Sθm(NH3) D.无法判断 9.已知反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)在高温下逆反应能自发进行,低温下则不能。 正反应的△Hθm和△Sθm应当满足: A.△Hθm>0,△Sθm>0 B.△Hθm<0,△Sθm<0 C.△Hθm>0,△Sθm<0 D.△Hθm<0,△Sθm>0 10.下列各式中不能用来表示定温定压反应或过程处于平衡态的是: A.△G=0 B.△H-T△S=0 C.△H=T△S D.△G≠0 11.对于一个△Gθm>0,△Gθm>0的反应,欲使该反应能够进行,其温度条件应当是: A. B. C. D.任何温度下都能进行 12.某反应的△Hθm<0,△Sθm<0,该反应进行的温度条件是什么: A. B. C. D.任何温度下都能进行 13.已知NO和NO2的△fHθm(298.15K)分别为90.25kJ·mol-1和33.18kJ·mol-1,则反应: 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)可以在: A.低温下自发进行 B.高温下自发进行 C.任何温度下都能自发进行 D.没有数据△Sθm,不能判断 14.已知反应: C(s)+O2(g)=CO2(g)在任何温度下都能自发进行,那么该反应的△Hθm和△Sθm应满足: A.△Hθm>0,△Sθm>0 B.△Hθm<0,△Sθm<0 C.△Hθm<0,△Sθm>0 D.△Hθm>0,△Sθm<0 15.反应CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s),在25℃时自发反应,但在高温下逆反应自发,这意味着正反应的和应为: A.△Hθm>0,△Sθm>0 B.△Hθm<0,△Sθm<0 C.△Hθm<0,△Sθm>0 D.△Hθm>0,△Sθm<0 16.已知反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡常数是K1,如果反应方程式改写为: SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g),平衡常数K2为: A. B. C. D. 17.下列情况使反应达到平衡所需的时间最少的是: A.K很大 B.K很小 C.K=1 D.无法判断 18.根据实验,在一定温度范围内,已知基元反应2NO+Cl2=2NICl符合质量作用定律,该反应的质量作用定律表达式和反应级数为: A.v=k{NO}2·{Cl2},三级反应 B.v=k{NO}·{Cl2},二级反应 C.v=k{NOCl}2,二级反应 D.v=k{NOCl},一级反应 19.下列反应达到平衡后,不会因为容器体积改变破坏平衡态的是: A.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) B.Fe3O4(s)+4H2(g) 3Fe(s)+4H2O(g) C.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) D.CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) 20.在一定条件下,CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g),平衡常数表达式为: A.peq(CO2)/pθ B.p(CO2)/pθ C.p(CO2)/c(CaO) D.p(CO2) 21.已知过程: H2O(l) H2O(g) △fGθm(298.15K)/kJ·mol-1-237.2-236.7 计算正过程的△Gθm(298.15K)/kJ·mol-1,在25℃下,能否自发进行: A.0.5,不自发 B.0.5,自发 C.-0.5,不自发 D.-0.5,自发 22.利用下列反应的△Gθm(298.15K)的值,求Fe3O4的△fGθm(298.15K)/kJ·mol-1为: (1)2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s),△Gθm(298.15K)=-742kJ·mol-1 (2)4Fe2O3(s)+Fe(s)=3Fe3O4(s),△Gθm(298.15K)=-78kJ·mol-1 A.-1015 B.-3046 C.-936 D.-2890 23.用教材附表3中的数据,计算下列反应的△Gθm(298.15K)/kJ·mol-1值,及判断在298.15K时,H2O、NO能否自发分解成其单质: 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)———— (1) N2(g)+O2(g)=2NO(g)———— (2) A. (1)式逆向不自发,-457.2 B. (1)式逆向不自发,-228.6 C. (2)式逆向自发,173.1 D. (2)式逆向不自发,86.6 24.查表算出下列反应的△Sθ(298.15K)/kJ·mol-1和△Gθm(298.15K)/kJ·mol-1值: (1)3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g) (2)CaO(s)+H2O(l)=Ca2+(aq)+2OH-(aq) A. (1)式66.8和307.2 B. (1)式-168.1和-101.1 C. (2)式-184.3和-26.9 D. (2)式-173.5和130.4 25.糖在新陈代谢中发生的总反应式可以用下式表示: C12H24O11(s)+12O2(g)=12CO2(g)+11H2O(l) 若在人体内实际上只有30%上述反应的标准摩尔吉布斯函数变可以转换成有用功,则4.0g糖在体温37℃时进行新陈代谢,可以做的功为: A.19.3kJ B.20.3kJ C.21.6kJ D.19.0kJ 26.已知反应: CO(g)+NO(g)=CO2(g)+1/2N2(g) △fHθm(298.15K)/kJ·mol-1-110.590.4-393.50 Sθm(298.15K)/(K-1·J·mol-1)197.9210.6213.6191.5 则该反应的△Hθm(298.15K)/kJ·mol-1和△Sθm(298.15K)/(K-1·J·mol-1)为: A.-373.4和2.2 B.-373.4和-3.4 C.373.4和2.2 D.-373.4和-99.2 27.根据26题的结果,计算该反应在标准条件下进行的温度条件是: A.<3764K B.>3764K C.<3771K D.>3473K 28.根据27题结果,计算该反应的△Gθm(298.15K)/kJ·mol-1和25℃下的平衡常数为: A.-343.8和1.677×1060 B.343.9和5.888×10-61 C.-345.8和1.318×1066 D.345.8和7.586×10-66 29.已知反应: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △fHθm(298.15K)/kJ·mol-100-92.3 Sθm(298.15K)/(K-1·J·mol-1)130.6223.0186.7 该反应的△Gθm(298.15K)/kJ·mol-1为: A.-95.3 B.-190.5 C.-42.6 D.-134.9 30.求第29题反应在25℃和200℃的平衡常数: A.4.786×1016和3.236×1010 B.2.346×1033和2.47×1021 C.2.089×1032和2.344×1020 D.1.445×1016和1.514×1010 31.在298.15K下,△fGθm(NO)=86.57kJ·mol-1,则反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)的平衡常数为: A.1.45×1015 B.6.844×10-16 C.2.01×1030 D.4.684×10-31 32.已知某系统在一定条件下可能有以下几种平衡: (1)NO2(g) NO(g)+1/2O2(g) (2)SO2(g)+1/2O2 SO3(g) (3)NO2(g)+SO2(g) NO(g)+SO3(g) 设方程式 (1)和 (2)的平衡常数K1和K2,方程(3)的平衡常数是: A.K1+K2 B.K1-K2 C.K1/K2 D.K1·K2 33.已知反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),在一定条件下达到平衡后,各种物质的量分别为n(SO2)=0.230mol,n(O2)=0.615mol,n(SO3)=0.770mol。 反应前后压力为101.325kPa,温度为600℃,求该反应的平衡常数约为: A.29.4 B.18.2 C.5.44 D.23.7 34.已知反应: Ag2S(s)+H2(g)=2Ag(s)+H2S(g),在某温度下的Kθ=0.34。 若在该温度下,在密闭容器中将1.0molAg2S全部还原为Ag,最少需用H2的物质的量为: A.2.9mol B.3.9mol C.3.7mol D.2.7mol 35.已知反应: 1/2Cl2(g)+1/2H2(g)=HCl(g),在298K下平衡常数为: 4.9×1015,△Hθm(298.15K)=-92.3kJ·mol-1。 求在500K时的平衡常数为: A.1.4×109 B.3.5×107 C.1.4×1010 D.3.5×108 36.已知反应: (1)N2(g)+O2(g)=2NO(g) (2)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) 的标准摩尔吉布斯函数变为△Gθ1(T)和△Gθ2(T)。 求反应(3)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)的△Gθ3(T)为: A.△Gθ2(T)/△Gθ1(T) B.△Gθ1(T)+△Gθ2(T) C.△Gθ2(T)-△Gθ1(T) D.△Gθ1(T)·△Gθ2(T) 37.假如有一反应具有△H<0和△S<0,该反应正向进行的温度条件是: A.低温 B.高温 C.所有温度 D.任何温度下不进行 38.一定温度下,下列各式中能表示化学反应正向进行的是: A.Q B.Q>K C.Q=K D.都不能表示 39.某反应△Gθ=0,对于该反应,下列表示中正确的是: A.△Hθ=0 B.△Sθ=0 C.Kθ=0 D.Kθ=1 40.对于反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),某温度下Kθ=1.8×10-6, 求反应: NO(g)+1/2O2(g) NO2(g)相同温度下的Kθ值是: A.9.0×105 B.7.5×102 C.5.6×105 D.2.8×105 41.已知汞的平衡系统: Hg(l) Hg(g) △fHθm(298.15K)/kJ·mol-1061.32 Sθm(298.15K)/(K-1·J·mol-1)76.02174.85 则标准压力下汞的沸点,即上述平衡时的温度是: A.620.5℃ B.347.3℃ C.273.6℃ D.78℃ 42.已知平衡系统H2O(l) H2O(g)其平衡常数表达式为: A.p(H2O,g)/pθ B.p(H2O) C.peq(H2O,g)/pθ D.peq(H2O,g)/ceq(H2O) 43.设有一可逆反应A(g)+2B(g) C(g)+D(g)的△H<0,欲使A和B的转化率增大,其最佳条件是: A.低温低压 B.低温高压 C.高温低压 D.高温高压 44.下列表示正确的是: A.△Gθm(T)=△Hθm(298.15K)-T△Sθm(298.15K) B.△Gm=△Hθm-T△Gθm C.因为lnKθ=-△Gθm/RT,故我们完全可以用Kθ来判断反应的自发性方向。 D.通常温度对△Gθ值的影响较大。 45.已知298.15K时,下列反应中各物质的标准摩尔熵为: 2HCl(g) H2(g)+Cl2(g) Sθm/(J·mol-1·K-1)187130223 下列结论正确的是: A.反应的Sθm/(J·mol-1·K-1)=21 B.反应的Sθm/(J·mol-1·K-1)=-21 C.反应的Sθm/(J·mol-1·K-1)=166 D.此反应为吸热反应,因此应为熵增反应。 46.已知的Ag2O(s)的ΔfGθm(298.15K)=-11.2kJ·mol-1,则Ag2O(s)分解成Ag(s)和O2(g)的反应: A.在标态是个非自发反应; B.在标态是个自发反应; C.在室温的标态时是个自发反应; D.在室温的标态时是个非自发反应; 47.根据46题所给条件,则下述反应的Kθ(298.15K)为: 2Ag2O(s) Ag(s)+O2(g) A.1.09×10-2 B.1.19×10-4 C.9.03 D.91.68 48.根据47题所给条件,求298.15K时下述反应达到平衡时氧气的分压最接近于: 2Ag2O(s) Ag(s)+O2(g) A.10-4pθ B.10-2pθ C.10-40pθ D.102pθ 49.已知反应: 2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g),其ΔHθm=198.2kJ·mol-1反应达平衡时,对于此反应式来说,下列说法正确的是: A.增大p(SO3),平衡向右移动,Kθ值增大。 B.平衡移动,Kθ值一定变化。 C.若Kθ值改变,意味着平衡移动。 D.升高温度,Kθ值减小,平衡左移。 50.已知反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),在700K时的Kθ=7.4,此时在密闭容器中各物质的分压为: p(CH4)=p(H2O)=0.2MPa,p(CO)=0.3MPa,p(H2)=0.1MPa,则此时上述反应: A.向右进行 B.向左进行 C.处于平衡 D.反应终止 三、计算题 1.某温度时。 8.0molSO2和4.0molO2在密闭容器中进行反应生成SO3气体,测得起始时和平衡时(温度不变)系统的总压力分别为3.0×105Pa和2.2×105Pa,试求该温度时反应的平衡常数Kθ和SO2的转化率。 解: 根据理想气体状态: n始/n总=P始/P总 则: (8+4)/n总=3.0×105/2.2×105 得: n总=8.8mol 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 平衡时: 8-2x4-x2x 即n总=8-2x+4-x+2x=8.8 x=3.2mol 那么平衡时: SO2(g)=1.6mol,SO3(g)=6.4mol,O2(g)=0.8mol Kθ=(6.4/8.8×2.2×105/Pθ)2÷ [(1.6/8.8×2.2×105/Pθ)×(0.8/8.8×2.2×105/Pθ)] =32 转化率=(8-1.6)÷8=80% 2.制取半导体材料硅,可用下列反应: SiO2(s)+2C(石墨)=Si(s)+2CO(g) (1)通过计算判断在298.15K时,标准状况下,上述反应能否自发进行? (2)求标准状态时反应自发进行的温度 (3)求T=1000K时此反应的Kθ
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