普通化学第一章检测题及答案.doc

普通化学第一章（化学热力学基础）模拟试题

1．填空题
（1）物理量Q（热量）、T（热力学温度）、V（系统体积）、W（功），其中属于状态
函数的是 ；与过程有关的量是 。
（2）QV = △U 的应用条件是 ； ； 。
（3）在封闭体系中，公式△H = QP的适用条件是 。
（4）已知 CO2（g）的△fHmθ（298.15K）= －394 kJ／mol，CO2（g）= C（石墨）
+O2（g）反应的△fHm（298.15K）为 kJ／mol
（5）已知反应 C（石墨）+ O2（g）= CO2（g），△rHmθ（298.15 K）=－394 kJ·mol
和C（金刚石）＋O2（g）= CO2 (g)，△rHmθ（298.15 K）= －396 kJ·mol问金刚石的
△fHmθ（298.15 K）= kJ／mol。
（6）纯物质完美晶体，在 时熵值为零。
（7）液态苯气化为气态苯的过程△rS 值 ，气体在催化剂上吸附过程△rS
值 。
（8）某放热反应的＞0，则在升高温度（p不变）时化学平衡的移动方向为
；在增大压力（T不变）时平衡移动方向 ；加入隋性气体（T，p 不变）
时平衡移动方向是 。
（9）两个体积相同、温度相等的球形容器中，装有同一种气体，当连接两容器的活
塞打开时，△S值 。
（10）理想气体的吉布斯函数（G ）在向真空膨胀时 。
（11）在恒温恒压下，化学反应的△rHm － T△rSm > 0，则反应 。
（12）熵减小的反应在低温下可自动进行，此反应的△rHm 。
（13）在等温等压条件下，某反应的 Kθ =1，则△rGmθ的值为 。
（14）在等温下，若化学平衡发生移动，其平衡常数 。
（15）温度T时，在抽空的容器中发生下面的分解反应： NH4HS(s) NH3(g) +H2S(g)，
测得此平衡体系的总压力为 p，则平衡常数Kθ的表达式为 。
（16）在恒温恒压下，化学反应的△rHm= T△rSm，则化学反应 。
2．选择题
（1） 内能是体系的状态函数，若某一体系从一始态出发经过一循环过程又回到始
态，则体系内能的增量是（ ）。
（A）△U = 0 （B）△U ＞0 （C）△U ＜ 0
（2）焓是体系的状态函数，定义 Hdef U + pV，若体系发生状态变化时，则焓的变
化为△H =△U +△（pV），式中△（pV）的意思是（ ）
（A）△（pV）=△p△U
（B）△（pV）＝p2V2 –p1V1
（C）△（pV）= p△V + V△p
（3）某物质 B的标准摩尔燃烧焓为△cHm（B，298 K）=－200／kJmol，则该物质
B燃烧时的标准摩尔反应焓△rHmθ（298 K）为（ ）
（A）－200 kJ／mol
（B） 0
（C）200 kJ／mol
（D）40 kJ／mol
（4）同一温度和压力下，一定量某物质的熵值是（ ）。
（A）S（气）＞S（液）＞S（固）
（B）S（气）＜S（液）＜S（固）
（C）S（气）＝S（液）＝S（固）
（5）一定条件下，一定量的纯铁与碳钢相比，其熵值是（ ）。
（A）S（纯铁）＞S（碳钢）
（B）S（纯铁）＜S（碳钢）
（C）S（纯铁）＝S（碳钢）
（6）在温度T 和压力 p 时理想气体反应：
（i）2H 2 O(g)= 2H 2 (g)+O 2 (g) K1θ
（ii）CO 2 (g)= CO(g)+1／2O 2 (g) K2θ
则反应：（iii）CO(g) + H 2 O(g) = CO 2 (g) + H 2 (g) 的K3θ应为 ( )。
（A）K3θ = K1θ / K2θ
（B）K3θ = K1θ · K2θ
（C）K3θ = / K2θ
（7）反应CaO(s) + H2O（l）= Ca(OH)2(s)在 298 K 和标准状态下是自发的，其逆反
应在高温下变为自发进行的反应。那么正反应是（ ）
（A）△rHmθ＞0，△rSmθ＞0
（B）△rHmθ＜0，△rSmθ＜0
（C）△rHmθ＞0，△rSmθ＜0
(D) △rHmθ＜0，△rSmθ＞0
（8） 25℃时， NaCl （s）在水中的溶解度为 6 mol/L，在此温度下，如果将1 molNaCl(s)
加入到1 L水中，则过程的（ ）
（A）△rGm＞0，△rSm＞0
（B）△rGm＜0，△rSm＞0
（C）△rGm＞0，△rSm＜0
(D) △rGm＜0，△rSm＜0
（9）已知△fGmθ(AgCl) = －109.6 kJ·mol，则反应 2AgCl(s) = 2Ag(s) + Cl2(g) 的
△fGmθ为（ ）
（A）－219.2 kJ/ mol
（B）－109.6 kJ/ mol
（C）219.2 kJ/ mol
（D）109.6 kJ/ mol
（10）判断下列反应CH4（g）+2O2(g) → CO2(g) +2H2O(l)的熵变（ ）
（A）△rSm＞0
（B）△rSm＜0
（C）△rSm = 0
（D）无法判断
（11）某反应的△rHmθ＜0, 当温度升高时，其平衡常数的数值将（ ）
（A）增大
（B）不变
（C）减小
（12）通常反应热效应的精确实验数据是通过测定反应或过程的（ ）而获得的。
（A）△rHm
（B）p△V
（C）Qp
（D）QV
（13）某温度时，反应有尽有H2(g) + Br2(g) = 2HBr (g)的平衡常数 Kθ= 4×,
则反应 HBr(g) = H2(g) +Br2(g)的平衡常数 K 等于（ ）
（A）
（B）
（C）4X
（14）反应 NO (g) + CO (g) N(g)+ CO(g)的△r Hmθ=－373.0 kJ/mol,
若欲提高 NO(g)和 CO(g)的转化率，可采取的方法为（ ）。
（A）高温高压
（B）低温低压
（C）低温高压
（D）低压高温
3．判断题
（1）隔离体系的内能是守恒的。（ ）
（2）1 mol 100℃,101 325 Pa下的水变成同温同压下的水蒸气，该过程的△U=0。
( )
（3）△fHmθ(C,金刚石，298 K)=0。（ ）
（4）298.15 K 时，H2（g）的标准摩尔燃烧焓与 H2O（l）的标准摩尔生成焓数值上
相等。（ ）
（5）298 K 时，稳定态的单质，其标准摩尔熵Smθ（B，298K）= 0。（ ）
（6）100℃，101 325 Pa 的水变为同温同压下的水蒸气，该过程的△G＜0（ ）
（7）等温等压且不涉及非体积功的条件下，一切放热且熵增大的反应均可自动进
行。（ ）
（8）某化学反应的△rGmθ ＞0，此反应是不能发生的。（ ）
（9）在标准状态下，任何纯净物质的标准生成吉布斯函数变△fGmθ等于零。（ ）
（10）对于一个反应，如果△Hθ ＞△Gθ，则该反应必是熵增大的反应。（ ）
（11）H2(g) + O2(g) = H2O (l)，2H2（g）+ O2(g) = 2H2O(l)，它们所表达的反应产
生的热量是一相同的数值。（ ）
（12）可逆反应系统C（s）+ H2O(g) = CO(g) + H2(g)，△Hθ=121 kJ/mol。由于
化学方程式两边物质的计量系数的总和相等，所以增加总压力对平衡无影响。（ ）
（13）对于一个反应，当温度发生改变，通常对△S 和△H 影响较小，而对△G 值
影响较大。（ ）
（14）平衡常数Kθ值可以直接由反应的△G 值求得。（ ）
4．计算题
（1）1 mol理想气体，经过恒温膨胀、恒容加热、恒压冷却三步，完成一个循环后
回到始态。整个过程吸热 100 kJ，求此过程的W 和△U。
（2）在下列反应中能放出最多热量的是哪一个？
（A）CH4（l）+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g)
（B）CH4（g）+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g)
（C）CH4（g）+ 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l)
（D）CH4（g）+ O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l)
（3）甘油三油酸酯是一种典型的脂肪，当它被人体代谢时发生下列反应：
C57H104O6(s) + 80O2(g) = 57CO2 + 52H2O(l)
△rHmθ= -3.35×104 kJ/mol
问消耗这种脂肪1 kg时，将有多少热量放出？
（4）已知下列热化学方程式
（i）Fe2O3(s) +3CO (g) = 2Fe (s) + 3CO2(g)，
△rHmθ=－24.8 kJ/mol
（ii）3Fe2O3(s) + CO(g) = 2Fe3O4(s) + CO2(g)，
△rHmθ=－47.2 kJ/ mol
（iii）Fe2O3(s) + CO(g) = 3FeO(s) + 3CO2(g)，
△rHmθ= 19.4 kJ/ mol
计算反应（iv）FeO (s) + CO (g) = Fe (s) + CO2 (g)的△rHmθ。
（5）已知 CH4(g) + 2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)，△rHmθ（298 K）= －802.3 kJ/mol
和△fHmθ（CO2， 298 K）= －393.50 kJ/mol，△fHmθ（H2O，g, 298 K）=－241.82kJ/mol，
求△fHmθ（CH4，298 K）。
（6）不用查表，试将下列物质按标准熵值由大到小排序。
（A）K(s)（B）Na(s)（C）Br2(l)（D）Br2(g)（E）KCl(s)
（7）已知下列数据，求 N2O4的标准生成吉布斯函数变是多少。
（i） N2(g) + O2(g) = NO(g)，
△rGmθ= 87.6 kJ/ mol
（ii）NO(g) + O2(g) = NO2(g)，
△rGmθ= －36.3 kJ/ mol
（iii）2NO/(g) = N2O/(g)，
△rGmθ = －2.8 kJ/ mol
（8）下列反应在标准状态和 298 K 下发生：
（i）N2 (g) +O2(g) →2NO(g)，
△Hθ=－180.50 k/mol，△Sθ= 12 J/K/mol
（ii）Mg (g) + Cl2(g) → MgCl (s)
△Hθ=－641.32 kJ/mol，△Sθ= －166 J·K-1/ mol
（iii）H2(g) + S(s) → H2S(s)
△Hθ= －20 kJ/ mol，△Sθ= 40 J·K-1/ mol
这三个反应中哪个反应总是能自发进行？哪个反应只能在较低或较高温度下自发进行？
（9）判断反应 2NH3(g) →N2(g) + 3H2(g)，（i）在 25℃，标准状态下的自发性；（ii）
在 500 K，标准状态下的自发性。
（10）应用下列数据计算（当298 K时）。

CO(g) －110.52 －137.15 197.56
CO2(g) －393.50 －394.36 213.64
H2(g) 0.00 0.00 130.6
H2O(g) －241.82 －228.59
（i）计算反应H2O(g) + CO(g) = H2(g) + CO2(g)在 298 K 下的△rHmθ,△rGmθ和△rSmθ；
（ii）计算 H2O(g)在 298K 下的Smθ 。
（11）由△fHmθ和Smθ计算反应
MgCO3(s) = MgO(s) + CO2(g)
能自发进行的最低温度。
（12）用锡石（SnO2）制取金属锡（白锡），有人建议可用下列几种方法：
（i）单独加热矿石，使之分解；
（ii）用碳还原矿石（加热产生 CO2）；
（iii）用氢气还原矿石（加热产生水蒸气）。
今希望加热温度尽可能低一些，试通过计算，说明采用何种方法为宜。
（13）写出下列反应的 KT 表达式
（i）CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l)
（ii）Al2(SO4)3(aq) + 6H2O(l) 2Al (OH)3(s) + 3H2SO4(aq)
（iii）NH3(g) N2 (g) + H2(g)
（iv）Fe3O4(s) + 4H2(g) 3Fe (s) + 4H2O(g)
（14）五氯化磷的热分解反应为
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
在100 kPa和某温度T下平衡，测得PCl5的分压为 20 kPa，试计算该反应在此温度下的
标准平衡常数K 。
（15）在 1073 K时，C(s) + CO2(g) = 2CO(g)反应的K=7.5×10-2，问在下列两种
情况下反应各向什么方向进行？
（i）C(s)重量为1 kg，p(CO2) = p(CO) = 100 kPa；
（ii）C(s)重量仍为1 kg，p(CO2) = 500 kPa，p(CO) = 5 kPa；
（16）在V2O5催化剂存在的条件下，已知反应
2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)
在600℃和 100 kPa达到平衡时，SO2和 O2的分压分别为10 kPa和30 kPa，如果保持温
度不变，将反应体系的体积缩小至原来的1/2，通过反应商的计算说明平衡移动的方向。
（17）下列反应
CuS(S) + H2(g) Cu (S) + H2S(g)
（i）计算在 298 K 下的标准平衡常数K ；
（ii）计算在 798 K 下的标准平衡常数K。
（18）已知反应
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
在 25℃时平衡常数K为 3.32×10和反应的焓变△rHmθ= －41.2 kJ·mol，试求反应
在 1000 K时的K值。
（19）在25℃，100 kPa 时，反应为
2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g)
△fHmθ/ (kJ·mol) 90.37 0 33.85
△fGmθ/ (kJ·mol) 86.70 0
此反应的△rSmθ=－0.145(kJ·mol·K)。求（i）NO2(g)的标准生成吉布斯函数=?（ii）50℃时反应的 Kθ= ? 若此温度下某一时刻反应熵Q = 1 000，此时反应的
△rGmθ=？
（20）对于反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 已知△rHmθ= －198.2 kJ·mol，
△rSmθ= －190.1 J·K·mol。（i）计算在常压、25℃时的△rGmθ=？（ii）在同样的
温度时，若将 100 kPa 的 SO3，0.25×100 kPa 的 SO2和0.25×100 kPa的O2混合在一起，
此反应的吉布斯函数变化值△rGmθ为多少？（iii）求该反应在50℃时的 Kθ为多少？
（21）已知下列反应
（i）H2(g) + S (s) H2S(g) θ；K1 =1.0×10
（ii）S(s) + O2(g) SO2(g) θ；K2 =5.0×10
计算反应（iii）H2(g) + SO2(g) H2S(g) + O2(g)的K3
（22）已知在298 K 时有下列反应
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
△fGmθ / (kJ·mol) -305 -268 0
△fHmθ / (kJ·mol) -375 -287 0
（i）计算在298 K 时该反应的△rGmθ (298)和的值。
（ii）计算在 800 K 时该反应的的值

普通化学第一章（化学热力学基础）答案及解析
1．（1）T ，V ；Q ，W （2）封闭系统；d V = 0；（3）等p，非体积功W’= 0（4）394
（5）2（6）0 K （7）＞0；＜0（8）向左；向左；向右（9）= 0（10）减少（11）正向非自发（12）＜0（13）0（14）不变（15）(0.5 p / pθ )（16）达平衡状态
2．（1）A（2）B（3）A（4）A（5）B（6）C（7）B（8）B（9）C（10）B（11）C（12）
C（13）B（14）C
3．（1）√（2）×（3）×（4）√(故 H 2 的燃烧反应就是 H 2 O（1）的生成反应)（5）
×（6）×（△G = 0）（7）√（8）×（9）×（10）√（11）×（12）×（13）√（14）
×（△rG = RTln ，而△rGθ =－RTln K ）
4．（1）－100 kJ；0（所以循环过程的△U = Q + W = 0） （2）（C）放热最多
（3）n = 1 kg/884 g·mol ≈1.131（mol），Q= n·△rHmθ=1.131×(－3.35×10 )≈－3.79×10(kJ)（4）△rHmθ = －11 kJ·mol，提示：[3×（i）-（ii）+2×(iii)]/6得（iv）式。
（5）△rHmθ（CH4，298）= －74.84 kJ·mol
（6）（D）＞（C）＞（E）＞（A）＞（B）
（7）△rGmθ= 99.8 kJ·molθ，提示：2×（(i)+(ii)+(iii)）式。（8）(iii)总是能自发进行；
（ii）低温自发；（i）高温自发。（9）（i）△rGmθ=32.96 kJ·mol＞0，反应不能自发；（ii） △rGmθ（500K）≈△rHmθ（298K）－T△rSmθ（298K）= －7.05 kJ·mol＜0，反应可以自发进行。（10）(i) △rHmθ= －41.16 kJ·mol；△rGmθ = －28.62 kJ·mol；△rSm θ= －42.1 J·K·mol (ii)Sm =188.8 J·K·mol。
(11)T 最低=575.1K，提示：计算反应的△rHmθ，△rSmθ，再根据+，+高温自发（T＞△H/△S）求出T最低。
（12）(i)SnO2(s)△Sn (s)+O2(g)
△rHm θ=1×0+1×0-1×(－577.6) = 577.6 (kJ·mol)
△rSm θ=1×51.2+1×205.2－1×(49.0) = 207.4(J·K·mol)
T=△rHm θ/ △rSm θ≈2875K
(ii) SnO2(s)+C(s)△Sn (s)+CO2(g)按上述方法计算得
△rHm θ=184.1(kJ·mol)
△rSm θ =210.3(J·K·mol)
T=△rHmθ /△rSmθ ≈875.4K
(iii) SnO2(s)+2H2(g)△Sn (s)+2H2O(g)同理计算可得
△rHmθ=94.0(kJ·mol)
△rSmθ =118.4(J·K·mol)
T=△rHm θ/△rSm θ≈793.9K
由计算结果知(iii)法 T最低，即采用(iii)法为宜。
（13）(i) KTθ= ( ppCO /Pθ,/ ( pO /Pθ ,( pCH /Pθ,
(ii) KT = (mH/m )6/(mAl3+/m )2
(iii)KT = ( ppN 2)1/2/ ( ppH /2)3/2/ ( ppNH /3)
(iv) KT = ( pp OH /2 )4/ ( ppH /2 ) 4

（14）p 总= 3Clp + 2Clp + 5PClp 2Clp = 3PClp = (p总-5PClp )/2 KT =（ ppCl/3）（ ppCl/2）/ ( ppCl/3 )= 0.8
（15）Q = ( ppCO / )2/ ( ppCO /2)
(i) Q = (100/100)2 / (100/100) = 1 ＞ KT，反应向左进行。
(ii) Q = (5/100)2 / (500/100) =5×10-4 ＜ KT，反应向右进行。
（16） 3 SO p = 总 p －( O 2ppSO + )= 60 kPa K873= ( ppSO /3)2/ ( ppSO /2)2( ppO/2 )=120
当反应体系缩小至原来的 1/2时，反应商Q 为
（17）(i) △rGmθ(298 K )=△fGθ(H2S)+△fGm θ(Cu)－△fGmθ(CuS)-△fGmθ (H2)
=20.2 (kJ·mol)
（ii）△rHmθ =△fHmθ(H2S)+△fHmθ (Cu)-△fHmθ(CuS)－△fHm θ(H2)