「化學(xué)平衡 熵和Gibbs函數(shù)【復(fù)習(xí)準備】」.doc

第4章 化學(xué)平衡 熵和Gibbs函數(shù)一、單選題1、反應(yīng)N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)的DG = a，則NH3(g) = 1/2N2(g) + 3/2H2(g)的DG為：（ ）A. a2 B. 1/a C. 1/ a2 D. a/22、在某溫度下，反應(yīng)1/2N2(g) + 3/2H2(g) = NH3(g)的平衡常數(shù)K= a，上述反應(yīng)若寫成2NH3(g) = N2(g) + 3H2(g)，則在相同溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為：（ ） A. a/2 B. 2a C. a2 D. 1/ a23、已知反應(yīng)（g）+B(s) =2C(g) DrH0,要提高的轉(zhuǎn)化率，可采用（ ）A. 增加總壓 B.加入催化劑 C. 增大的濃度 D.升高溫度4、已知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)：H2（g）+S（s）=H2S（g） K1S（s）+O2（g）=SO2（g） K2則反應(yīng)H2（g）+ SO2（g）= O2（g）+ H2S（g）的平衡常數(shù)為：( )A. K1+ K2 B.K1- K2 C. K1K2 D.K1/K25、若可逆反應(yīng)，當(dāng)溫度由T1升高至T2時，標準平衡常數(shù)K2K1，此反應(yīng)的等壓熱效應(yīng)rHm的數(shù)值將（ ）A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.無法判斷6、下列各組參數(shù)，屬于狀態(tài)函數(shù)的是：A. Qp，G，V B. Qv，V，G C. V，S，W D. G，U，H7、298K時，某反應(yīng)的Kp= 3.0105，則該反應(yīng)的DrG =_KJ/mol（lg3 = 0.477）。A. 31.2 B. 31.2 C. 71.8 D. 71.88、298K時，SN2 = 191.50 JK1mol1，SH2 = 130.57 JK1mol1，SNH3 = 192.34 JK1mol1，反應(yīng)為N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)，則DrS = _JK1mol1：A. 135.73 B. 135.73 C. 198.53 D. 198.539、298K時，DrHMgCO3 = 100.8 KJmol1，DrSMgCO3 = 174.8 JK1mol1，反應(yīng)為MgCO3(s) = MgO(s) + CO2(g)，則598K時的DrG = _KJmol1：A. 3.73 B. 105.3 C. 1.04105 D. 3.7310、下列方法能使平衡2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)向左移動的是：A. 增大壓力 B. 增大PNO C. 減小PNO D. 減小壓力11、下列物理量中，屬于狀態(tài)函數(shù)的是 ( ) A. G B. Q C. H D. G12、 下列反應(yīng)中rSm 值最大的是（ ） A. PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g) B. 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)C. 3H2(g)N2(g) 2NH3(g) D. C2H6(g)3.5O2(g) 2CO2(g)3H2O(l)13、 反應(yīng)CaCO3(s) CaO(s)CO2(g)在高溫下正反應(yīng)能自發(fā)進行，而在298K時是不自發(fā)的，則逆反應(yīng)的rHm和rSm是 （ ）A. rHm0和rSm0 B. rHm0和rSm0C. rHm0和rSm0 D. rHm0和rSm014、下列熱力學(xué)函數(shù)的數(shù)值等于零的是（ ）A.Sm(O2,g,298K) B.fGm(I2,g,298K) C.fGm(白磷P4,s,298K) D.fHm(金剛石,s,298K)15、如果某反應(yīng)的K1，則它的 （ ）A.r G m0 ， B.r Gm0 ， C.r G m0 ， D.r G m0二、判斷題（判斷下列各項敘述是否正確，對，打“”；錯，打“”。）1、某一可逆反應(yīng)，當(dāng)JK時，反應(yīng)自發(fā)地向逆方向進行。 （ ）2、化學(xué)反應(yīng)的rG越小，反應(yīng)進行的趨勢就越大，反應(yīng)速率就越快。 （ ）3、對于可逆反應(yīng)，平衡常數(shù)越大，反應(yīng)速率越快。 （ ）4、等溫等壓不做非體積功條件下，凡是rGm0的化學(xué)反應(yīng)都不能自發(fā)進行。 （ ）5、Fe (s)和Cl2 (l)的fHm 都為零。 （ ）6、一個化學(xué)反應(yīng)的r Gm 的值越負，其自發(fā)進行的傾向越大。 （ ）7、 體系與環(huán)境無熱量交換的變化為絕熱過程。 （ ）8、 將固體NH4NO3 溶于水中，溶液變冷，則該過程的G，H，S 的符號依次為、。 （ ）9、 乙醇溶于水的過程中G 0。 （ ）10、CO2(g)的生成焓等于石墨的燃燒熱。 （ ）11、 室溫下，穩(wěn)定狀態(tài)的單質(zhì)的標準摩爾熵為零。 （ ）12、 如果一個反應(yīng)的rHm0 ，則此反應(yīng)在任何溫度下都是非自發(fā)的。 （ ）13、 平衡常數(shù)的數(shù)值是反應(yīng)進行程度的標志，故，對可逆反應(yīng)而言，不管是正反應(yīng)還是逆反應(yīng)其平衡常數(shù)均相同。 （ ）14、 某一反應(yīng)平衡后，再加入些反應(yīng)物，在相同的溫度下再次達到平衡，則兩次測得的平衡常數(shù)相同。 （ ）15、 在某溫度下，密閉容器中反應(yīng)2NO (g) + O2 (g) = 2NO2 (g) 達到平衡，當(dāng)保持溫度和體積不變充入惰性氣體時，總壓將增加，平衡向氣體分子數(shù)減少即生成NO2 的方向移動。 （ ）三、填空題1、冬天公路上撒鹽可使冰融化，此時的G值符號為（ ），S值的符號為（ ）。2、用吉布斯自由能的變量rG來判斷反應(yīng)的方向，必須在（ ）條件下；當(dāng)rG0時，反應(yīng)將（ ）進行。3、rHm0的可逆反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+ H2(g) 在一定條件下達到平衡后：（1）加入H2O(g)，則H2(g)的物質(zhì)的量將（ ）；（2）升高溫度， H2(g)的物質(zhì)的量將（ ）；增大總壓，H2(g)的物質(zhì)的量將（ ）；加入催化劑H2(g)的物質(zhì)的量將（ ）4、標準狀態(tài)時， H2O（l，100）H2O（g，100）過程中，DH （ ）零 ，DS（ ）零，DG（ ）零。（填、=、）5、反應(yīng)2MnO4-(aq)+5H2O2(aq)+6H+(aq) = 2Mn2+(aq)+5O2(g)+8H2O(1)的標準平衡常數(shù)K的表達式為（ ）。6、在一定溫度下，二硫化碳能被氧氧化，其反應(yīng)方程式與標準平衡常數(shù)如下：（1）CS2(g)+3O2 = CO2(g)+2SO2(g)（2） CS2(g)+O2(g) = CO2(g)+ SO2(g)試確立K1，K2之間的數(shù)量關(guān)系。7、不查表，排出下列各組物質(zhì)的熵值由大到小的順序：（1）O2(1)、O3（g）、O2(g) 的順序為（ ）（2）NaCI(s)、Na2O(s)、Na2CO3(s)、NaNO3(s)、Na(s) 的順序為（ ）（3）H2(g)、F2(g)、Br2(g)、Cl2(g)、I2(g) 的順序為（ ）8、在一定溫度下，可逆反應(yīng)C(s) + CO2(g) = 2CO(g)的K = 2.0；當(dāng)CO2(g)與CO(g)的分壓皆為100kPa時，則該反應(yīng)在同樣溫度時自發(fā)進行的方向為 ( )。9、可逆反應(yīng)Cl2(g) + 3F2(g) 2ClF3(g) 的rHm(298K)=-326.4 kJmol-1 ，為提高F2(g)的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采用( )壓( )溫的反應(yīng)條件。當(dāng)定溫定容，系統(tǒng)組成一定時，加入He(g)，(F2)將( )。10、已知K (Ag2S)=6.310-50, Kf(Ag(CN)2-)=2.51020, 則反應(yīng)2Ag(CN)2-(aq)+S2-(aq) Ag2S(s)+4CN-(aq) 的標準平衡常數(shù)K= ( )。四、計算題1、已知298.15K時，DfHm = 46.11 KJmol1；Sm =191.50JK1mol1, Sm =130.57JK1mol1, Sm =192.34JK1mol1。試判斷反應(yīng)N2（g）+3H2(g)=2NH3(g)在298.15K、標準態(tài)下正向能否自發(fā)？并估算最高反應(yīng)溫度。2、已知 fHmC6H6(l),298K = 49.10kJmol-1，fHmC2H2(g),298K =226.73 kJmol-1；SmC6H6(l),298K=173.40 Jmol-1 K-1， SmC2H2(g),298K=200.94 Jmol-1 K-1 。試判斷：反應(yīng) C6H6(l) = 3 C2H2(g) 在298.15K，標準態(tài)下正向能否自發(fā)？并估算最低反應(yīng)溫度。3、已知298.15K時，一些物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下表。試判斷標準狀態(tài)下反應(yīng)C(s)+H2O(g) = CO(g) + H2(g)在298.15K時能否自發(fā)并估算自發(fā)進行的最低溫度。物 質(zhì) DfH / KJmol1 Sm/ JK1mol1 C(s) 0 5.7 CO(g) -110.5 197.7H2(g) 0 130.7H2O(g) 241.8 188.84、已知2gO(s)=2Hg(l)+O2(g)，在298.15K下的DfHm及Sm的數(shù)據(jù)已知，求DrH298、Dr S298、DrG298及反應(yīng)能自發(fā)進行的最低溫度。物 質(zhì) DfH /kJmol1 Sm/ JK1mol1gO (s) -90.8 70.3Hg(l) 0.0 75.9O2(g) 205.25、對生命起源問題，有人提出最初植物或動物的復(fù)雜分子是由簡單分子自動形成的。例如尿素（NH2CONH2）的生成可用反應(yīng)方程式表示如下：CO2(g)+2NH3(g)(NH2)2CO(s)+H2O(1)（1）已知298K時的rHm=133 kJmol-1, rSm =424 Jmol-1K-1 ,并說明此反應(yīng)在298K和標準態(tài)下能否自發(fā)進行；（2）在標準態(tài)下最高溫度為何值時，反應(yīng)就不再自發(fā)進行了？6、已知下列反應(yīng) 2SbCl5(g) =2SbCl3(g) +Cl2(g)在298K時的rHm =80.7，K=1.5810-6，試求800K時此反應(yīng)的K。假設(shè)溫度對此反應(yīng)的rHm的影響可以忽略。7、光氣（又稱碳酰氯）的合成反應(yīng)為：CO(g)+Cl2（g）D COCl2（g）,100下該反應(yīng)的K=1.50108。若反應(yīng)開始時，在1.00L容器中，n0(CO)=0.035 0 mol,n0(Cl2)=0.027. 0 mol.no(COCl2)=0 mol,并計算100平衡時各物種的分壓和CO的平衡轉(zhuǎn)化率。8、蔗糖的水解反應(yīng)為：C12H22O11+H2O D C6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖）若在反應(yīng)過程中水的濃度不變，試計算（1）若蔗糖的起始濃度為a molL-1,反應(yīng)達到平衡時，蔗糖水解了一半，K應(yīng)為多少？（2）若蔗糖的起始濃度為2a molL-1,則在同一溫度下達到平衡時，葡萄糖和果糖的濃度各為多少？無機化學(xué)習(xí)題庫參考答案:第四章 化學(xué)平衡 熵和Gibbs函數(shù)一、 單選題題號123456789101112131415答案DDDDADBCADAAACB二、 判斷題題號123456789101112131415答案三、 填空題1、 負或（），正或（+）。2、 定壓定溫、不做非體積功；正向自發(fā)。 3、 （增加）；（增加）；（減少）；（不變） 。4、（大于或）；（大于或）；（等于或=）5、 K= 6、 K1 = （K2）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、正向自發(fā)。9、高壓低溫；增大 。10、 2.5108四、計算題 1、解：因為rHm（T）=BfHm(B,T) 即rHm（298K）=2DfHm -DfHm -3DfHm =2(-46.11 KJmol1)-0-30=-92.22 kJmol-1 又因為rSm(T) =BSm (B,T) 即rS m(298K) =2 Sm - Sm -3 Sm =2192.34JK1mol1191.50JK1mol13130.57JK1mol1=198.53 JK1mol1 根據(jù)吉布斯亥姆霍茲公式rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)rGm （298K）=rHm (298K)-TrSm (298K) = （-92.22 kJmol-1）- 298.15K（-198.5310-3kJmol-1 K-1） = 33.03 kJmol-1 0 正向反應(yīng)不自發(fā)。 若使 rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)0 ，則正向自發(fā)。又因為rHm 、rSm隨溫度變化不大，即rGm （T） rHm (298K)-TrSm (298K) 0即 -198.5310-3kJmol-1 K-1 T -92.22 kJmol-1而按不等式運算規(guī)則，有 T（-92.22 kJmol-1）/（-198.5310-3kJmol-1 K-1）= 464.51K故最高反應(yīng)溫度為464.51K。 2、解：根據(jù)吉布斯亥姆霍茲公式rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)rGm （298K）=rHm (298K)-TrSm (298K) 而 rHm (298K) = 3fHmC2H2(g),298K fHmC6H6(l),298K = 3226.73 kJmol-1 149.10kJmol-1 = 631.09 kJmol-1 rSm(298K) = 3 SmC2H2(g),298K SmC6H6(l),298K = 3200.94 Jmol-1 K-1 1173.40 Jmol-1 K-1 = 429.42 Jmol-1 K-1 故 rGm （298K）= 631.09 kJmol-1 298.15K429.4210-3 kJmol-1 K-1 = 503.06 kJmol-10 正向反應(yīng)不自發(fā)。 若使 rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)0 ，則正向自發(fā)。又因為rHm 、rSm隨溫度變化不大，即rGm （T） rHm (298K)-TrSm (298K) 0 則 T631.09 kJmol-1/429.42 10-3 kJmol-1 K-1=1469.6K故最低反應(yīng)溫度為1469.6K。 3、解：因為rHm（T）=BfHm(B,T) 即rHm（298K）=DfHmco+DfHmH2-DfHmC(s)- DfHmH2O(g)=-110.5 (-241.8)=131.3 kJmol-1 又因為rSm(T) =BSm (B,T) 即rS m(298K) = Smco+ Sm H2 - Sm C(s)- SmH2O(g)=197.7+130.7-188.8-5.7=134.1 JK1mol1 根據(jù)吉布斯亥姆霍茲公式rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)rGm （298K）=rHm (298K)-TrSm (298K) =131.3-298.15134.110-3 = 91.3 kJmol-1 0 正向反應(yīng)不自發(fā)。 若使 rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)0 ，則正向自發(fā)。又因為rHm 、rSm隨溫度變化不大，即rGm （T） rHm (298K)-TrSm (298K) 0即 0.1341T 131.3 T979K故最低反應(yīng)溫度為979K。 4、解：根據(jù)吉布斯亥姆霍茲公式rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)rGm （298K）=rHm (298K)-TrSm (298K) 而 rHm (298K) = 0-2fHmH g O(s),298K = -2(-90.8) =181.6kJmol-1 rSm(298K) = SmO2(g)+ 2SmH g (l) 2SmH g O(s) = 205.2+275.9-270.3 =216.4Jmol-1K-1 故 rGm （298K）= 181.6 kJmol-1 298.15K216.410-3 kJmol-1 K-1 =117.08kJmol-10 正向反應(yīng)不自發(fā)。 若使 rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)0 ，則正向自發(fā)。又因為rHm 、rSm隨溫度變化不大，即rGm （T） rHm (298K)-TrSm (298K) 0 則 T181.6 kJmol-1/216.4 10-3 kJmol-1 K-1=839.2K故最低反應(yīng)溫度為839.2K。 5、解：(1) 根據(jù)吉布斯亥姆霍茲公式，298K時反應(yīng)的標準Gibbs自由能變?yōu)?rGm （298K） =rHm (298K)-TrSm (298K)= 133kJmol-1 298.15K（424）10-3 kJmol-1 K-1 =6.58kJmol-10 正向反應(yīng)自發(fā)。 (2) 因rHm 、rSm隨溫度變化不大，標準態(tài)下反應(yīng)不能自發(fā)進行的條件是 rGm （T）=rHm (T)-TrSm (T)rHm (298K)-TrSm (298