化学热力学动力学平衡习题解答-...课件.ppt

1、化学热力学及动力学习题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 、GA2. 如果体系经过一系列变化如果体系经过一系列变化 , 最后又回到初最后又回到初始状态始状态 , 则则体系体系A.Q=O ,W=0 , U=0,H 0 B. Q0,W0,U=0 ,H=0C. Q=-W, U=Q+W, H=0D. Q -W,U=Q+W,H=0C3. 下列反应中下列反应中 ,rHm 和和rGm 数值最为接近的为数值最为接近的为 A. CCl4(g)+2H2O(g)=C

2、O2(g)+4HCl(g) , B. CaO(s)+CO2 = CaCO3(s) C. Cu2+(aq)+Zn(s)=Cu(s)+Zn2+(aq), D. 2Na(s)+H+(aq)+H2O(l)=2Na+(aq)+H2(g)+OH-(aq)C4. 已知已知 Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) rHm= -642kJmol-1, 则则A. 在任何温度下在任何温度下 , 正向反应是自发的。正向反应是自发的。B. 在任何温度下在任何温度下 , 正向反应是非自发的。正向反应是非自发的。C. 高温下正向反应自发高温下正向反应自发 , 低温下正向反应非自发。低温下正向反应非自发。D. 低温下正向

3、反应自发低温下正向反应自发 , 高温下正向反应非自发。高温下正向反应非自发。4. D5. 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. 54.396. 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. Gm7. 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. 0.11

4、8 D. 11.85. B6.D7.A8. 已知反应已知反应 Cu2O(s)+ 1/2O2(g)=2CuO(s) 的的 rGm (300K)=-107.9kJmol-l ,rGm (400K)=-95.3kJmol-l则则 rHm/KJmol-1 和和rSm /JK-1mol-1 各为各为 A.187.4,-126 B.-187.4, 126 C. -145.7, -126 D. 145.7, -126 C9. 在在 25 下列反应均为非自发反应下列反应均为非自发反应 , 其中在高温时仍其中在高温时仍为非自发的是为非自发的是:( ) A.Ag2O(s) = 2Ag(s)+1/2 O2 (g),

5、 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.D10. 室温下室温下,参考状态单质参考状态单质(最稳定单质最稳定单质)的标准熵为的标准熵为:A. 零零 B. 大于零大于零 C. 小于零小于零 D.以上都错以上都错11. 下列各组物质的标准下列各组物质的标准熵熵大小顺序正确的是大小顺序正确的是A. C12O(g)Br2(g)Cl2(g)F2(g)C12O(g)C12(g)F2(g)H2(g) C. H2(g)F2(g)Clz(g)Br2(g)Cl2O(g)

6、 D. Br2(g)Cl2O(g)Cl2(g)F2(g)0, 并不表示该反应在任何条件下并不表示该反应在任何条件下 都不自发。都不自发。 13. 某反应在某反应在 25 时自发时自发 , 其逆反应在高温下自发其逆反应在高温下自发 , 则则 A.rH0 rS0 B. rH0 rS0 rS0 D. rH012. D13. B15. 已知已知 fHm(NH3,g)=-46.ll kJ.mol-1, 反应反应 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欲使反应在标准状态下自发的温度条件为( )A.46

7、7K B.193K D.467K16. fGm(SO2,g)=-300kJ.mol-1, fHm(SO2,g)=-296.8kJ.mol-1. 当升高温度，反应当升高温度，反应S（s,斜方）斜方）+ O2（g）=SO2(g)的的rGm(T)将将 （ ）.15. A16.BA. 保持不变保持不变, B.减少减少, C,增大增大, D.改变正负号改变正负号17. 298K,标准状态下，下列反应中，焓变等于标准状态下，下列反应中，焓变等于AgBr(s)的的fHm的反应为（的反应为（ ）。）。 A. Ag+(aq)+Br-(aq)=AgBr(s) B. 2Ag (s)+Br2(l)=2AgBr(s)

8、C. Ag (s)+1/2Br2(l)= AgBr(s) D. Ag (s)+1/2Br2(g)= AgBr(s)17.C19. 下列叙述中正确的为下列叙述中正确的为A. 在定压下在定压下 , 凡是自发的过程都是放热的。凡是自发的过程都是放热的。B. 因为因为焓焓是状态函数是状态函数 , 而定压反应的恰变等于定压反应而定压反应的恰变等于定压反应 热热 , 所以定压反应热也是状态函数。所以定压反应热也是状态函数。C. 单质的单质的fHm和和fGm都为零都为零.D. 在定温定压下不做非体积功的条件下在定温定压下不做非体积功的条件下 , 体系自由能减体系自由能减 少的过程都是自发的。少的过程都是自发

9、的。 19.D20. 反应反应 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) rHm0 S0 B. G0 C. G0 S0 S K= = 5.110-4 2)CO(PpePe(CO2)= 5.110-4100kPa=5.110-2kPa近似认为反应在大气压为近似认为反应在大气压为100kPa,CO2分压与总压之比为：分压与总压之比为：%101 . 5100101 . 5)CO(222Ppe体积分数体积分数=物质的量分数物质的量分数xi30. 在一容器中在一容器中 , 反应反应 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 达到平衡达到平衡后后 , 加一定量的加一定量的N2气体气体 ,保持总压力及温度

10、不变保持总压力及温度不变 , 平衡将平衡将会会 ( )A. 向正方向移动向正方向移动 B. 向逆方向移动向逆方向移动, C. 不移动不移动 D. 不能判断不能判断30. B31. 反应反应N2(g)+O2(g)=2NO(g) rHm =179.9kJ.mol-1,下列下列叙述中正确的是叙述中正确的是 ( ) A. 升高温度升高温度 KP 增大增大 B. 升高温度升高温度 KP 减小减小C. 降低温度降低温度 KP 不变不变 D. 增加增加 NO的分压的分压 KP 增大增大32. 反应反应 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) rHm0, 在下列条件下在下列条件下,平衡不会发生移动的是平衡

11、不会发生移动的是 ( )A. 加压加压B. 减压减压 C. 升温升温D. 加入催化剂加入催化剂31.A32. D33. 下列反应中下列反应中 ,平衡状态不因容器体积改变而受到影平衡状态不因容器体积改变而受到影响的是响的是 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)34. 反应反应2NO2(g)= N2O4(g) 达平衡后达平衡后, 将度降低将度降低 , 混合气混合气体颜色变浅。说明此反应的逆反应是体颜色变浅。说明此反应的逆反应是 ( ) A. rHm=

12、 0 的反应的反应 B.rHm 0 的反应的反应 D. 气体体积减小的反应气体体积减小的反应33.B34. C35. 某温度下反应某温度下反应 2HI2(g)=H2(g)+I2(g) 的的 KP =1.6 103, 当当p(HI)= p(H2)= 100kPa, P(I2)=10. kPa 时时 ,下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是( )A.正反应进行正反应进行 , 逆反应停止逆反应停止. B.反应向逆反应方向自发进行反应向逆反应方向自发进行C. 反应处于平衡状态反应处于平衡状态 ; D. 反应向正反应方向自发进行。反应向正反应方向自发进行。 35. D36. 密闭容器中密闭容器中 A、B

13、、C 三种气体建立了化学三种气体建立了化学平衡平衡 , 它们的反应是它们的反应是 A+B=C, 在相同温度下在相同温度下 , 如果体积缩小如果体积缩小2/3则平衡常数则平衡常数 KpA.为原来的为原来的 3倍倍 B. 不变不变 C. 为原来的为原来的 9 倍倍 D.为原来的为原来的 1/3 倍倍37. 已知已知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, 则则汞汞的沸点为的沸点为( )A. 不能确定不能确定 B.350.7K C. 620.5K D. 806.6K36. B37.

14、C38. 对对H=Qp, 下列途述中正确的是下列途述中正确的是( )A. 对于不做其它功的封闭体系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定压过程体系所吸收的热量全部用来增加体系的用来增加体系的焓焓。B. 因为因为 AH=Qp, 所以所以 QP 也是状态函数。也是状态函数。C. QP 恒大于恒大于 Qv 。 D. 因为因为 H=Qp,所以只有定压过程方有所以只有定压过程方有H 。39. 反应反应 PC15(g)=PC13(g)+Cl2(g) 平衡时总压力为平衡时总压力为p ,= 0.5, 则则 K 为为:A. 1/2 B. 1/4 C. l D. 1/338. A39.DPC

15、15(g)=PC13(g)+Cl2(g)Pe 1/3 p 1/3 p 1/3 p31313131ppppppK40. 改变下列哪种情况改变下列哪种情况 ,对任何已达平衡的反应可使其产对任何已达平衡的反应可使其产物增加物增加 ?A. 升温升温 B. 加压加压C. 加催化剂加催化剂 D. 增加反应物增加反应物41. 已知已知 N2O4(g)=2NO2(g) rHm0, 在一定的温度和压在一定的温度和压力下体系达到平衡后力下体系达到平衡后 ,如果条件发生如下变化如果条件发生如下变化 , 则哪种情则哪种情况将使况将使 N2O4 的转化率增加的转化率增加( )A.保持体积不变通入Ar气 ; B. 通入

16、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.D41.B42. 改变下列哪个条件能使多数反应的速率常数增大改变下列哪个条件能使多数反应的速率常数增大 ?A. 加催化剂加催化剂 B. 增压增压 C. 升温升温D.增加反应物浓度增加反应物浓度43. 对于一个化学反应对于一个化学反应 , 下列哪种情况下反应速率愈大下列哪种情况下反应速率愈大 ?A. 活化能愈小活化能愈小 B. 加催化剂加催化剂 C. rGm 愈负愈负 D .rHm 愈负愈负 42. C43. A44. 反应反应 A(g)+2B(g)= D(g) rHm0, 对此反应升温则对此反应升温则A .r正

17、正增大增大 ,r逆逆减小减小 B. r正正减小减小 ,r逆逆增大增大, C. r正正,r逆逆均增大均增大 D. r正正、r逆逆均减小均减小46. 当反应当反应 A2+B2 2AB 的速率方程为的速率方程为 r=kc(A2)c(B2), 则此反应则此反应A. 一定是基元反应一定是基元反应 B. 一定是非基元反应一定是非基元反应C. 无法肯定是否为基元反应无法肯定是否为基元反应 D. 是一级反应是一级反应44.C46.C47. 对于一个给定条件下的反应对于一个给定条件下的反应 , 随着反应的进行随着反应的进行A. r正正 降低降低 B. K变大变大 C. r逆逆降低降低 D.速率常数速率常数 k

18、变小变小48. 某反应在某反应在300K下进行下进行,当温度升至当温度升至310K时时,反应速率增反应速率增加加1倍倍, 则则Ea为为( )A.54kJ.mol-1 B. 570KJ.mol-1 C. 23kJ.mol-1 D. 230kJ.mol-1 47.A48. A49. 溴溴的水溶液和丙的水溶液和丙酮酮水溶液按下列方程式反水溶液按下列方程式反应应:CH3COCH3(aq)+Br2(aq)CH3COCH2Br(aq)+HBr(aq)此反应对于此反应对于溴溴来说是零级来说是零级, 下列推断正确的是下列推断正确的是( )A.反应速率是恒定的反应速率是恒定的 B.最慢的反应步骤包括最慢的反应步

19、骤包括溴溴C. 溴溴起催化剂作用起催化剂作用 D. 速率决定步骤不包括速率决定步骤不包括溴溴。 49.D 50. (1)2NO2(g)= N2O4 rGm=-5.8KJ.mol-1 (2) N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) rGm=-16.7kJ.mol-1 , 则在标准状态下则在标准状态下A. 反应反应 (1)较较 (2)快快, B. 反应反应 (2) 较较 (1) 快快C. 二反应速率相等二反应速率相等, D. 无法判断二反应快慢无法判断二反应快慢50. D51. 某一可逆反应正反应的活化能为某一可逆反应正反应的活化能为 20kJmol-1, 逆反应逆反应的活化能为的活化能为l0k

20、J.mol-1, 则正反应的则正反应的 rHm/kJmol-1 为为: A. 无法确定无法确定 B. 10 C. -10 D. 5 52. 某反应的速率常数的单位为某反应的速率常数的单位为 dm6.mol-2.s-1, 则该反应为则该反应为A. 一级反应一级反应 B. 二级反应二级反应 C. 三级反应三级反应 D. 基元反应基元反应51. B52.C53. 下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是A. 升高温度升高温度 , 活化能大的反应速率增加得快活化能大的反应速率增加得快B. 升高温度升高温度 , 活化能小的反应速率增加得快活化能小的反应速率增加得快 C. 加入催化剂可提高产率加入催化剂可提高

21、产率, D. 加入催化剂可降低反应的加入催化剂可降低反应的rHm53. A54. 下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是A. 活化能大小可反映某一反应速率受温度影响的显著程度活化能大小可反映某一反应速率受温度影响的显著程度 B. 任意两个反应相比任意两个反应相比 , 速率常数大的反应其反应速率必大速率常数大的反应其反应速率必大C. 反应级数愈大反应级数愈大 , 反应速度愈大反应速度愈大D. 任意一化学反应速度都与反应物浓度的乘积成正比任意一化学反应速度都与反应物浓度的乘积成正比 54. A55. 已知反应已知反应 BrO-3+5Br-+6H+= 3Br2+3H2O 对对 H+是二是二级级 ,对对

22、 BrO3- 、Br-均为一级。设该反应在一酸性缓冲溶均为一级。设该反应在一酸性缓冲溶液中进行液中进行 , 若向该反应体系中加入等体积的水后若向该反应体系中加入等体积的水后 , 其反其反应速率为原来的应速率为原来的 ( ) A. 2 倍倍 B. 1倍倍 C. 1/16 倍倍 D. 1/4 倍倍 55. D56.56.生物化学工作者常将生物化学工作者常将3737时的速率常数与时的速率常数与2727时的速率常数之比成为时的速率常数之比成为Q Q1010。若某反应的。若某反应的Q Q1010 为为2.5 2.5 ，则反应的活化能约为，则反应的活化能约为A.A.15.kJ.mol15.kJ.mol-1

23、 -1 B 26kJ.molB 26kJ.mol-1-1 B.B.C. 54 kJ.molC. 54 kJ.mol-1-1 D.71 kJ.mol D.71 kJ.mol-1-1D.57. 基元反应基元反应2A(g)+B(g)=C(g)+D(g)的初始分压的初始分压PA =8l.04KPa, PB=60.78kPa。 当反应至当反应至pc=20.2kPa时时,反应速率大约是初始速率的反应速率大约是初始速率的A. l/6 B. 1/16 C. l/24 D. 1/48A58.氢气燃烧反应为：氢气燃烧反应为：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）。若）。若1mol H2（g）完全燃烧生成水，反应

24、进）完全燃烧生成水，反应进度度为为A. 2 mol B 1.5 mol C.1mol D. 0.5 mol D二二.填空题填空题1. 100，恒温条件下，水的汽化热为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汽化汽化Q= H，G=02. 2mol Hg(l) 在沸点温度（在沸点温度（630K）蒸发过）蒸发过程所吸收的热量为程所吸收的热量为109.12kJ，则

25、汞，则汞 的标准的标准摩尔蒸发焓摩尔蒸发焓;Hm= ; 该过程对环境做功该过程对环境做功W= ; U= : S= ; G= 答案：答案：Hm= 54.56KJ; W= 10.48kJ; U= 98.64kJ; S= 173.2J.K-1, G= 0解释：因为W=-p V= nRT= 2mol8.314J.mol-1 .K-1630K= 10.48kJ因因G= 0, Hm-T S=0 , 算出算出S= 173.2J.K-13.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：答案：69.3min因为因为1级反应（？）：级反应（？）：min3 .

26、69min100 . 1693. 0693. 0221kT1. C（S, 石墨石墨 )+ CO2(g) = 2CO（g) fHm(T)/kJ mol-1 -393.5 -110.5Sm/J mol-1 K-1 5.7 213.6 -197.9计算计算 :(1)rHm , rSm,rGm (900K); (2) 定温、定压标准状态下自发的温度条件定温、定压标准状态下自发的温度条件;(3 )900K时的时的KPrSm= Sm产物产物- Sm反应物反应物=2(-110.5)-(393.5) =-221+393.5=172.5kJ.mol-1=2197.9-213.6-5.7=176.5J.mol-1

27、.K-1=13.65kJ.mol-11.解解. (1) rHm= fHm产物产物- fHm反应物反应物rGm(900K)=rHm- T rSm=172.5-900176.5/1000(2) rHm- T rSm0KkmolKJmolKJSHTmrmr34.977.1000/5 .176.5 .172111lnK =-824.190065.131000314.8(3). rGm (900K)=-RT lnK K = 0.1613KP=K (P ) =16.13kPa 2. 计算反应计算反应 N2O4(g)=2NO2在在298K和和500K时的时的 K 。 NO2(g) N2O4(g)fHm(T)

28、/kJ mol-1 33.8 9.66fGm(T)/kJ mol-1 51.84 98.28=111.3 .176298.)4 . 594.57(KmolJKmolKJ2. 298K时时,rHm=233.8-9.66= 57.94kJ.mol-1rGm=2 51.84-98.28=5.4kJ.mol-1rGm=rHm- T rSmrH m -rGmrSm=TrGm (500K)=-RT lnKK =1381.6rGm(500K)=rHm- T rSm=57.94-500176.3/1000= -30.06KJ.mol-1 3. NiSO4 6H2O(s)=NiSO4(s)+ 6H2O(g)fG

29、m(T)/kJ mol-1-2220 -773 -228求反应在求反应在 298K 平衡时的水蒸气压。平衡时的水蒸气压。=6(-228)+(-773)-(-2220)=79kJ.mol-162)P)(g)O,H(PKK =1.41910-143. rGm (T)= fGm (i) 产物产物 - fGm (i) 反应物反应物rGm (T)=-RT lnKP (H2O,g)=0.00492 100=0.492KPa4. 已知反应已知反应 A(g)=B(g) 在在 298K 时的时的 K=102, rSm=280J mol-1 K-1, 求求 rGm(500K) 。4.解解=-8.314J.mol-

30、1.K-1298K ln102=-11.409KJ.mol-1=72.03kJ.mol-1rGm (T)=-RT lnK 根据根据 rGm=rHm- T rSmrHm =rGm + T rSm=(-11.409+298280/1000)kJ.mol-1rGm(500K)=rHm- T rSm=-67.97KJ.mol-15. 反应反应 A(g)+B(g)=C(g) 的的rHm =50kJ.mol-l , 300K 时时 K=1.0 103, 求求 500K时的时的 K 。5. 解解 根据根据0186. 8)(ln121200102TTTTRHKKmr9 .30360102KKK =3.0369

31、1066. CaCO3(s) 在标准状态下的最低分解温度为在标准状态下的最低分解温度为 1113K 。已知已知 CaCO3(s)、CaO(s)、CO2 (g) 的的fHm /KJ mo1-1 分别为分别为-1207, -635.1 和和-393, 通过计算回答反应通过计算回答反应 CaCO3 (s)=CaO(s)+CO2(g)在在298K 、标准状态下的自发方向。、标准状态下的自发方向。=160.8J.mol-1.K-1= 131.32KJ .mol-10,正向非自发正向非自发.6. 解解 1113K时时, rG m=0,rH m=(-393+(-635)-(-1207)kJ.mol-1rSm

32、= rHm / T =179kJ.mol-1 / 1113K298K时时, rGm=179KJ.mol-1-298K160.8/1000 k J .mol-1.K-1第三部分第三部分 化学热力学及动力学初步习题化学热力学及动力学初步习题 答案答案一一.单项选择单项选择.1. A2. C3.C4. D5. B6.D7.A8.C9.D10. B11. C12. D13. B14. C15. A16.B17.C18. B19.D20.A21.C22. D23.B24.D25.A26.B27.C28.D29.B30. B31.A32. D33.B34. C35. D36. B37. C38. A39.D40.D41.B42. C43. A44.C45.D46.C47.A48. A49.D50. D51. B52.C53. A54. A55. D