16、无机化学万题库(计算题)(4-6) 下载本文

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(四) 化学热力学初步

1.已知25℃时 : F2( g ) 的 Sm= 187.6 J · mol · K

Θ-1-1

F( g ) 的 Sm= 158.7 J · mol · K

Θ-1

F2( g ) → 2 F(g) 的 ? r Gm=123.9 kJ·mol

由上述数据估算 F-F 的键焓。***

-1

2.1 mol Hg ( l ) 在沸点(630 K)可逆地蒸发,其标准摩尔蒸发焓为54.56 kJ·mol,求:

⑴ 汞蒸发过程中所吸收的热量 Q ; ⑵ 对环境所作功 W;

ΘΘΘ

⑶ Δr Um; ⑷ ΔrSm; ⑸ ΔrGm****

3.已知下列数据(298K) H2( g ) +

Θ

-1

-1

1Θ -1

O2( g ) = H2O( g ) Δ r Hm (1) = -242 kJ·mol ① 2Θ

-1

H2( g ) → 2 H( g ) Δ r Hm (2) = 436 kJ·mol②

Θ -1

O2( g ) → 2 O( g ) Δ r Hm (2) = 498 kJ·mol③

通过计算确定反应 H2O( g ) → 2 H( g )+O( g ) 是吸热还是放热?***

4.已知下列反应的焓变为:

11Θ -1

H2( g ) + I2( s ) = HI( g ) Δ r Hm= 25.9 kJ·mol 221Θ -1

H2( g ) = H( g ) Δ r Hm= 218 kJ·mol

21Θ -1

I2( s ) = I( g ) Δ r Hm= 75.7 kJ·mol

2

I2( s ) = I2( g ) Δ r Hm= 62.3 kJ·mol

Θ

计算反应 H (g) + I (g) = HI (g) 的焓变Δ r Hm。***

5.已知下列数据(298 K): ⑴ H2( g ) +

Θ

-1

1Θ -1

O2( g ) → H2O( g ) Δ r Hm⑴= -242 kJ·mol 2Θ

-1

⑵ H2( g ) → 2 H( g ) Δ rHm⑵= +436 kJ·mol

Θ -1

⑶ O2( g ) → 2 O( g ) Δ rHm⑶= +500 kJ·mol

试计算 H2O( g ) 中 O-H 键的键能。***

-1 Θ

6.已知K与过量水作用,反应焓变为-196.9 kJ·mol,Δ f Hm ( KH, S )为 -63.43

-1

kJ·mol,求:KH( s ) + H2O( l ) = KOH(aq) + H2( g ) 的焓变 。*** 7.由下列热化学方程,计算 298 K 时 N2O( g )的标准摩尔生成焓 。

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⑴ C( s ) + N2O( g ) → CO( g ) + N2( g ) Δ rHm (1) = -192.9 kJ·mol

Θ -1

⑵ C( s ) + O2( g ) → CO2( g ) Δ rHm (2) = -393.5 kJ·mol

Θ -1

⑶ 2 CO( g ) + O2( g ) → 2 CO2( g ) Δ rHm (3) = -566.0 kJ·mol

***

8.甲苯、二氧化碳和水在298 K下的标准摩尔生成焓分别为 :

Θ -1

C6H5-CH3( l ) Δ f Hm= -48.0 kJ·mol

Θ -1

CO2( g ) Δ f Hm= -393.5 kJ·mol

Θ -1

H2O( l ) Δ f Hm= -286.0 kJ·mol

计算在 298 K和恒压下,10 g 液体甲苯完全燃烧所放出的热量。***

-1-1

9.已知 H2 和 O2 的离解焓分别为 436 kJ·mol和498 kJ·mol,H2O( g )的标准摩尔生成

-1

焓为 -242 kJ·mol,求 H2O( g ) 中 O-H 键的平均键焓。***

-1

10.Ag 的熔点为 960 ℃,熔化热为 10.56 kJ·mol,计算熔化 54.0 g Ag的熵变 。(原子

量 :Ag 108 )***

Θ-1

11.在相变温度 291 K下 ,Sn (白) Sn (灰) Δ rHm= -2.1 kJ·mol, 求:⑴ 相变过程的熵变 。

Θ-1-1Θ

⑵ 若 Sm ( Sn , 白 )= 51.5 J·mol·K,求 Sm ( Sn , 灰 ) 。***

Θ-1-1

12.已知 25℃ 时: F2 (g ) 的 Sm = 187.6 J·mol·K,

Θ-1-1

F (g ) 的 Sm = 158.7 J·mol·K,

Θ -1

F2 (g ) → 2 F(g) ? r Gm= 123.9 kJ·mol,

Θ

试计算F2( g ) → 2 F(g)的反应热Δ r Hm。**

13.根据热力学近似计算,判断氯化铵的升华分解反应,在100℃ 时能否自发进行?

NH4Cl( s ) = NH3( g ) + HCl( g ) *** 在 25℃ ,100 kPa 下 NH4Cl( s ) NH3( g ) HCl( g )

Θ-1

Δ f Hm/ kJ·mol -314.4 -46.1 -92.3

Θ-1-1

Sm/ J·mol·K 94.56 192.34 186.82

14.已知在298 K时: C(石墨) CO2( g ) CO( g )

Θ-1

Δ f Hm/ kJ·mol 0 -393.5 -110.5

Θ-1-1

Sm/ J·mol·K 5.69 213.6 197.9

判断在 900℃ 时,C(石墨) + CO2( g ) = 2 CO( g ) 反应能否自发进行?**

15.根据热力学近似计算,说明下列反应:ZnO( s ) + C( s ) = Zn( s ) + CO( g ) 约在什么温度时才能自发进行?***

25℃ ,100 kPa 时: ZnO( s ) CO( g ) Zn( s ) C( s )

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Θ -1

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Δ f Hm/ kJ·mol -348.3 -110.5 0 0 Θ-1-1

Sm/ J·mol·K 43.6 197.6 41.6 5.7

16.工业上由下列反应合成甲醇: CO( g ) + 2 H2( g ) = CH3OH( g )

Θ -1Θ-1-1

Δ rHm= -90.67 kJ·mol, Δ rSm= -221.4 J·mol·K ,为了加速反应必须升

高温度,但温度又不宜过高。通过计算说明此温度最高不得超过多少?***

17.已知CaCO3(s)的分解反应: CaCO3( s ) = CaO( s ) + CO2( g )

Θ-1

298 K,101.3 kPa时Δ f Gm/kJ·mol -1128.84 -604.04 -394.36 若空气中 CO2 的含量为0.030%(体积分数),计算298 K时CaCO3( s )在空气中分解

反应的 Δ Gm ,在此条件下该反应能否自发进行?****

18.通过计算解释:氯化铵溶解于水是吸热过程,但它却易溶于水。***

Θ-1Θ-1-1

已知: Δ f Hm/ kJ·mol Sm/ J·mol·K NH4Cl( s ) -315.5 94.6

NH4 (aq) -132.4 113.4

Cl(aq) -167.1 56.5

Θ-1-1Θ

19.已知晶体碘和碘蒸气的Sm分别为 116.7 和 261.0 J·mol·K,碘蒸气的Δ f Hm为

-1

62.4 kJ·mol。试计算晶体碘的升华温度。***

20.实验表明,NF3 在室温下稳定而 NCl3 却遇震爆炸,试用键焓数据推算出两化合物的

Θ

Δ f Hm,以此说明两化合物稳定性的差别。(已知:N≡N ,N-F ,N-Cl ,F-F ,

-1

Cl-Cl的键焓分别为942 ,272 ,201 ,155 ,243 kJ·mol)****

21.已知: H2O2( l ) H2O( l ) O2( g )

Θ-1

Δ f Hm/ kJ·mol -286

Θ-1-1

Sm/ J·mol·K 109.5 69.96 205.03

Θ-1

Δ f Gm/kJ·mol -237.19

Θ-1

实验测得:2 H2O2( l ) =2 H2O( l ) + O2( g ) Δ rHm=-195.96 kJ·mol

ΘΘ

试计算 H2O2( l ) 的Δ fHm和Δ fGm。***

22.已知下列热力学数据: NO( g ) NO2( g ) O2( g )

Θ-1

Δ f Hm/ kJ·mol 90.4 33.9 0

Θ-1-1

Sm/ J·mol·K 210 240 205

问:298 K、标准压力下,2 NO( g )+O2( g ) =2 NO2( g ) 能否自发进行?** 23.已知 : SO2( g ) +

Θ

-1

Θ-1

1O2( g ) = SO3( g ) 2 Δ f Hm/ kJ·mol -296.8 0 -395.7

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Sm/ J·mol·K 248.1 205.0 256.6

通过计算说明在 1000 K 时,SO3 ,SO2 ,O2 的分压分别为 0.10 ,0.025 ,0.025

Θ

MPa 时 ,正反应是否自发进行?(p=100 kPa)****

-1

24.已知某弹式量热计常数 C=826 J·℃。505 mg 萘(C10H8)和过量 O2在钢弹中燃烧所 放热量使温度由 25.62℃ 升高到 29.06℃,水浴中盛有 1215 g 水。求萘燃烧反应的 ΔU

Θ

和 ΔH。***

25.阿波罗登月火箭用 N2H4( l ) 作燃料,用 N2O4( g ) 作氧化剂,燃烧后产生 N2( g ) 和

Θ

H2O( l ) 。写出配平的化学方程式,利用下列Δ fHm数据计算N2H4( l )的摩尔燃烧热。 ( 298 K 时 : N2( g ) H2O( l ) N2H4( l ) N2O4( g )

Θ-1

Δ f Hm/ kJ·mol 0 -285.84 50.63 9.16 )***

26.根据下列热力学数据,近似计算反应 CO2( g ) + C( s ) = 2 CO( g ) 能够自发进行

的最低温度。*** 298 K 时: CO2( g ) C( s ) CO( g )

Θ-1

Δ f Hm/ kJ·mol -393.7 0 -110.5

Θ-1-1

Sm/ J·mol·K 213.8 5.7 197.9

27.由下列热力学数据,计算生成水煤气的反应:C(石墨) + H2O( g ) = CO( g ) + H2( g )

ΘΘ

能够自发进行的最低温度是多少?(不考虑Δ rHm、Δ rSm随温度的变化)*** 25℃,101.3 kPa时: C(石墨) H2O( g ) CO( g ) H2( g )

Θ-1

Δ f Hm/ kJ·mol 0 -241.8 -110.5 0 Θ-1-1

Sm/ J·mol·K 5.7 188.7 197.9 130.6

28.反应 2 Ca ( l ) + ThO2 ( s ) → 2 CaO ( s ) + Th ( s )

Θ-1

T = 1373 K 时 ,? r Gm= -10.46 kJ·mol

Θ-1

T = 1473 K 时 ,? r Gm= -8.37 kJ·mol

近似计算 Ca( l ) 能还原 ThO2( s ) 的最高温度。***

29.利用下面热力学数据近似计算 CaCO3的分解温度。已知:*** 298 K时 : CaCO3( s ) = CaO( s ) + CO2( g )

Θ-1

Δ f Hm/ kJ·mol -1207.0 -635.5 -393.5

Θ-1-1

Sm/ J·mol·K 92.88 39.8 213.6

30.已知: MgCO3( s ) = MgO( s ) + CO2( g )

Θ-1

Δ f Hm/ kJ·mol -1112.3 -601.2 -393.5

Θ-1-1

Sm/ J·mol·K 65.6 26.8 213.6

近似计算 MgCO3 的分解温度 。***

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Θ-1-1