第4章化学平衡熵和Gibbs函数.docx
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第4章化学平衡熵和Gibbs函数
第4章 化学平衡 熵和Gibbs函数
一、单选题
1、反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）的DG=a，则NH3（g）=1/2N2（g）+3/2H2（g）的DG为：
（ ）
A. a2 B. 1/a C. 1/a2 D. －a/2
2、在某温度下，反应1/2N2（g）+3/2H2（g）=NH3（g）的平衡常数K=a，上述反应若写成2NH3（g）=N2（g）+3H2（g），则在相同温度下反应的平衡常数为：
（ ）
A. a/2 B. 2a C. a2 D. 1/a2
3、已知反应２Ａ（g）+B（s）=2C（g）DrHΘ>0,要提高Ａ的转化率，可采用（ ）
A.增加总压 B.加入催化剂 C.增大Ａ的浓度 D.升高温度
4、已知下列反应的平衡常数：
H2（g）+S（s）=H2S（g） K1
S（s）+O2（g）=SO2（g） K2
则反应H2（g）+SO2（g）=O2（g）+H2S（g）的平衡常数为：
（ ）
A.K1+K2 B.K1-K2 C.K1K2 D.K1/K2
5、若可逆反应，当温度由T1升高至T2时，标准平衡常数K2Θ>K1Θ，此反应的等压热效应△rHm的数值将（ ）
A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法判断
6、下列各组参数，属于状态函数的是：
A. Qp，G，V B. Qv，V，G C. V，S，W D. G，U，H
7、298K时，某反应的KpΘ=3.0×105，则该反应的DrGΘ=____KJ/mol（lg3=0.477）。
A. 31.2 B. －31.2 C. －71.8 D. 71.8
8、298K时，SΘN2=191.50J•K–1•mol–1，SΘH2=130.57J•K–1•mol–1，SΘNH3=192.34J•K–1•mol–1，反应为N2（g）+3H2（g）=2NH3（g），则DrSΘ=________J•K–1•mol–1：
A. －135.73 B. 135.73 C. －198.53 D. 198.53
9、298K时，DrHΘMgCO3=100.8KJ•mol–1，DrSΘMgCO3=174.8J•K–1•mol–1，反应为MgCO3（s）=MgO（s）+CO2（g），则598K时的DrGΘ=________KJ•mol–1：
A. －3.73 B. 105.3 C. －1.04×105 D. 3.73
10、下列方法能使平衡2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）向左移动的是：
A. 增大压力 B. 增大PNO C. 减小PNO D. 减小压力
11、下列物理量中，属于状态函数的是（ ）
A. G B.Q C.ΔH D.ΔG
12、下列反应中△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、反应CaCO3（s）→ CaO（s）＋CO2（g）在高温下正反应能自发进行，而在298K时是不自发的，则逆反应的ΔrHmΘ和ΔrSmΘ是（ ）
A. ΔrHmΘ>0和ΔrSmΘ>0 B.ΔrHmΘ＜0和ΔrSmΘ>0
C. ΔrHmΘ>0和ΔrSmΘ＜0 D.ΔrHmΘ＜0和ΔrSmΘ＜0
14、下列热力学函数的数值等于零的是（ ）
A.SΘm（O2,g,298K） B.△fGΘm（I2,g,298K）
C.△fGΘm（白磷P4,s,298K） D.△fHΘm（金刚石,s,298K）
15、如果某反应的KΘ≥1，则它的 （ ）
A.△rGΘm≥0， B.△rGΘm≤0， C.△rGm≥0， D.△rGm≤0
二、判断题（判断下列各项叙述是否正确，对，打“√”；错，打“×”。
）
1、某一可逆反应，当J＞KΘ时，反应自发地向逆方向进行。
（ ）
2、化学反应的△rG越小，反应进行的趋势就越大，反应速率就越快。
（ ）
3、对于可逆反应，平衡常数越大，反应速率越快。
（ ）
4、等温等压不做非体积功条件下，凡是△rGm>0的化学反应都不能自发进行。
（ ）
5、Fe（s）和Cl2（l）的△fHΘm都为零。
（ ）
6、一个化学反应的△rGΘm的值越负，其自发进行的倾向越大。
（ ）
7、体系与环境无热量交换的变化为绝热过程。
（ ）
8、将固体NH4NO3溶于水中，溶液变冷，则该过程的ΔG，ΔH，ΔS的符号依次为－、＋、＋。
（ ）
9、乙醇溶于水的过程中ΔG＝0。
（ ）
10、CO2（g）的生成焓等于石墨的燃烧热。
（ ）
11、室温下，稳定状态的单质的标准摩尔熵为零。
（ ）
12、如果一个反应的ΔrHmΘ<0, ΔrSmΘ>0，则此反应在任何温度下都是非自发的。
（ ）
13、平衡常数的数值是反应进行程度的标志，故，对可逆反应而言，不管是正反应还是逆反应其平衡常数均相同。
（ ）
14、某一反应平衡后，再加入些反应物，在相同的温度下再次达到平衡，则两次测得的平衡常数相同。
（ ）
15、在某温度下，密闭容器中反应2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）达到平衡，当保持温度和体积不变充入惰性气体时，总压将增加，平衡向气体分子数减少即生成NO2的方向移动。
（ ）
三、填空题
1、冬天公路上撒盐可使冰融化，此时的△G值符号为（ ），△S值的符号为（ ）。
2、用吉布斯自由能的变量△rG来判断反应的方向，必须在（ ）条件下；当△rG＜0时，反应将（ ）进行。
3、ΔrHΘm＞0的可逆反应C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g） 在一定条件下达到平衡后：
（1）加入H2O（g），则H2（g）的物质的量将（ ）；
（2）升高温度，H2（g）的物质的量将（ ）；增大总压，H2（g）的物质的量将（ ）；加入催化剂H2（g）的物质的量将（ ）
4、标准状态时，H2O（l，100℃）→H2O（g，100℃）过程中，DHΘ（ ）零，
DSΘ（ ）零，DGΘ（ ）零。
（填＞、=、＜＝）
5、反应2MnO4-（aq）+5H2O2（aq）+6H+（aq） = 2Mn2+（aq）+5O2（g）+8H2O
（1）的标准平衡常数KΘ的表达式为（ ）。
6、在一定温度下，二硫化碳能被氧氧化，其反应方程式与标准平衡常数如下：
（1）CS2（g）+3O2 = CO2（g）+2SO2（g）
（2）
CS2（g）+O2（g） =
CO2（g）+
SO2（g）
试确立KΘ1，KΘ2之间的数量关系。
7、不查表，排出下列各组物质的熵值由大到小的顺序：
（1）O2
（1）、O3（g）、O2（g）的顺序为（ ）
（2）NaCI（s）、Na2O（s）、Na2CO3（s）、NaNO3（s）、Na（s）的顺序为（ ）
（3）H2（g）、F2（g）、Br2（g）、Cl2（g）、I2（g）的顺序为（ ）
8、在一定温度下，可逆反应C（s）+CO2（g）==2CO（g）的KΘ=2.0；当CO2（g）与CO（g）的分压皆为100kPa时，则该反应在同样温度时自发进行的方向为（ ）。
9、可逆反应Cl2（g）+3F2（g）
2ClF3（g）的△rHΘm（298K）=-326.4kJ·mol-1，为提高F2（g）的转化率，应采用（ ）压（ ）温的反应条件。
当定温定容，系统组成一定时，加入He（g），α（F2）将（ ）。
10、已知K
（Ag2S）=6.3´10-50,KΘf（Ag（CN）2-）=2.5´1020,则反应2[Ag（CN）2]-（aq）+S2-（aq）
Ag2S（s）+4CN-（aq）的标准平衡常数KΘ=（ ）。
四、计算题
1、已知298.15K时，DfHΘm
=－46.11KJ•mol–1；SΘm
=191.50J·K－1·mol－1,SΘm
=130.57J·K－1·mol－1,SΘm
=192.34J·K－1·mol－1。
试判断反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）在298.15K、标准态下正向能否自发？
并估算最高反应温度。
2、已知△fHΘm[C6H6（l）,298K]=49.10kJ·mol-1，△fHΘm[C2H2（g）,298K]=226.73kJ·mol-1；
SΘm[C6H6（l）,298K]=173.40J·mol-1K-1，SΘm[C2H2（g）,298K]=200.94J·mol-1K-1。
试判断：
反应 C6H6（l）=3C2H2（g） 在298.15K，标准态下正向能否自发？
并估算最低反应温度。
3、已知298.15K时，一些物质的热力学数据如下表。
试判断标准状态下反应
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）
在298.15K时能否自发并估算自发进行的最低温度。
物质 DfHΘ/ KJ•mol–1 SΘm/J·K－1·mol－1
C（s） 0 5.7
CO（g） -110.5 197.7
H2（g） 0 130.7
H2O（g） －241.8 188.8
4、已知2ＨgO（s）=2Hg（l）+O2（g），在298.15K下的DfHΘm及SΘm的数据已知，求DrHΘ298、、、DrSΘ298、、DrGΘ298及反应能自发进行的最低温度。
物 质 DfHΘ/kJ·mol－1 SΘm/J·K－1·mol－1
ＨgO（s） -90.8 70.3
Hg（l） 0.0 75.9
O2（g） — 205.2
5、对生命起源问题，有人提出最初植物或动物的复杂分子是由简单分子自动形成的。
例如尿素（NH2CONH2）的生成可用反应方程式表示如下：
CO2（g）+2NH3（g）—→（NH2）2CO（s）+H2O
（1）
（1）已知298K时的△rHΘm=﹣133kJ·mol-1,△rSΘm=﹣424J·mol-1K-1 ,并说明此反应在298K和标准态下能否自发进行；
（2）在标准态下最高温度为何值时，反应就不再自发进行了？
6、已知下列反应 2SbCl5（g）=2SbCl3（g）+Cl2（g）
在298K时的△rHΘm=80.7，KΘ=1.58×10-6，试求800K时此反应的KΘ。
假设温度对此反应的△rHΘm的影响可以忽略。
7、光气（又称碳酰氯）的合成反应为：
CO（g）+Cl2（g）DCOCl2（g）,100℃下该反应的KΘ=1.50×108。
若反应开始时，在1.00L容器中，n0（CO）=0.0350mol,n0（Cl2）=0.027.0mol.no（COCl2）=0mol,并计算100℃平衡时各物种的分压和CO的平衡转化率。
8、蔗糖的水解反应为：
C12H22O11+H2O DC6H12O6（葡萄糖）+C6H12O6（果糖）
若在反应过程中水的浓度不变，试计算
（1）若蔗糖的起始浓度为amol·L-1,反应达到平衡时，蔗糖水解了一半，KΘ应为多少？
（2）若蔗糖的起始浓度为2amol·L-1,则在同一温度下达到平衡时，葡萄糖和果糖的浓度各为多少？
无机化学习题库参考答案:
第四章 化学平衡 熵和Gibbs函数
一、单选题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
D
D
D
D
A
D
B
C
A
D
A
A
A
C
B
二、判断题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
√
×
×
√
×
×
√
√
×
√
×
√
×
√
√
三、填空题
1、 负或（－），正或（+）。
2、 定压定温、不做非体积功；正向自发。
3、 （增加）；（增加）；（减少）；（不变）。
4、 （大于或＞）；（大于或＞）；（等于或=）．
5、 KΘ=
6、 KΘ1=（KΘ2）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、正向自发。
9、高压低温；增大。
10、2.5×108
四、计算题
1、解：
因为△rHΘm（T）=∑υB△fHΘm（B,T）
即△rHΘm（298K）=2DfHΘm
-DfHΘm
-3DfHΘm
=2×（-46.11KJ•mol–1）-0-3×0
=-92.22kJ·mol-1
又因为△rSΘm（T）=∑υBSΘm（B,T）
即△rSΘm（298K）=2SΘm
-SΘm
-3SΘm
=2×192.34J·K－1·mol－1－191.50J·K－1·mol－1－3×130.57J·K－1·mol－1
=－198.53J·K－1·mol－1
根据吉布斯－亥姆霍兹公式
△rGΘm（T）=△rHΘm（T）-T△rSΘm（T）
△rGΘm（298K）=△rHΘm（298K）-T△rSΘm（298K）
=（-92.22kJ·mol-1）-298.15K×（-198.53×10-3kJ·mol-1K-1）
=33.03kJ·mol-1＞0 正向反应不自发。
若使△rGΘm（T）=△rHΘm（T）-T△rSΘm（T）＜0，则正向自发。
又因为△rHΘm、△rSΘm随温度变化不大，即
△rGΘm（T）≈△rHΘm（298K）-T△rSΘm（298K）＜0
即 -198.53×10-3kJ·mol-1K-1T＞-92.22kJ·mol-1
而按不等式运算规则，有 T＜（-92.22kJ·mol-1）/（-198.53×10-3kJ·mol-1K-1）=464.51K
故最高反应温度为464.51K。
2、解：
根据吉布斯－亥姆霍兹公式
△rGΘm（T）=△rHΘm（T）-T△rSΘm（T）
△rGΘm（298K）=△rHΘm（298K）-T△rSΘm（298K）
而△rHΘm（298K）=3△fHΘm[C2H2（g）,298K]－△fHΘm[C6H6（l）,298K]
=3×226.73kJ·mol-1－1×49.10kJ·mol-1
=631.09kJ·mol-1
△rSΘm（298K）=3SΘm[C2H2（g）,298K]－SΘm[C6H6（l）,298K]
=3×200.94J·mol-1K-1－1×173.40J·mol-1K-1
=429.42J·mol-1K-1
故△rGΘm（298K）=631.09kJ·mol-1－298.15K×429.42×10-3kJ·mol-1K-1
=503.06kJ·mol-1＞0 正向反应不自发。
若使△rGΘm（T）=△rHΘm（T）-T△rSΘm（T）＜0，则正向自发。
又因为△rHΘm、△rSΘm随温度变化不大，即
△rGΘm（T）≈△rHΘm（298K）-T△rSΘm（298K）＜0
则 T＞631.09kJ·mol-1/429.42×10-3kJ·mol-1K-1=1469.6K
故最低反应温度为1469.6K。
3、解：
因为△rHΘm（T）=∑υB△fHΘm（B,T）
即△rHΘm（298K）=DfHΘmco+DfHΘmH2-DfHΘmC（s）-DfHΘmH2O（g）
=-110.5–（-241.8）
=131.3kJ·mol-1
又因为△rSΘm（T）=∑υBSΘm（B,T）
即△rSΘm（298K）=SΘmco+SΘmH2-SΘmC（s）-SΘmH2O（g）
=197.7+130.7-188.8-5.7
=134.1J·K－1·mol－1
根据吉布斯－亥姆霍兹公式
△rGΘm（T）=△rHΘm（T）-T△rSΘm（T）
△rGΘm（298K）=△rHΘm（298K）-T△rSΘm（298K）
=131.3-298.15×134.1×10-3
=91.3kJ·mol-1＞0 正向反应不自发。
若使△rGΘm（T）=△rHΘm（T）-T△rSΘm（T）＜0，则正向自发。
又因为△rHΘm、△rSΘm随温度变化不大，即
△rGΘm（T）≈△rHΘm（298K）-T△rSΘm（298K）＜0
即 0.1341T＞131.3
T＞979K
故最低反应温度为979K。
4、解：
根据吉布斯－亥姆霍兹公式
△rGΘm（T）=△rHΘm（T）-T△rSΘm（T）
△rGΘm（298K）=△rHΘm（298K）-T△rSΘm（298K）
而△rHΘm（298K）=0-2△fHΘm[HgO（s）,298K]
=-2×（-90.8）
=181.6kJ·mol-1
△rSΘm（298K）= SΘm[O2（g）]+2SΘm[Hg（l）]－2SΘm[HgO（s）]
=205.2+2×75.9-2×70.3
=216.4J·mol-1K-1
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