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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:

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。

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:

25.对于一个可逆反应,在一定温度下,当反应熵Q

解:

26.对于△H>0的反应,一定是正向非自发的反应。

解:

27.平衡常数Kθ值可以由该反应的△G值求得。

解:

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:

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:

35.在标准状态下,指定单质的标准摩尔熵等于零。

解:

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:

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:

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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