第3章 化学反应基本原理(1)一、判断题:1、热的物体比冷的物体含有更多的热量。
(× ) 2、热是一种传递中的能量。
(√ ) 3、同一体系同一状态可能有多个热力学能。
(× ) 4、体系的焓值等于恒压反应热。
(× ) 5、最稳定单质的焓值等于零。
(× ) 6、由于C a C O 3分解是吸热的,所以它的标准摩尔生成焓为负值。
(× ) 7、体系的焓等于体系的热量 (× ) 8、由于反应焓变的单位是kJ·mol -1,所以热化学方程式的系数不影响反应的焓变值。
( × )二、计算题:1、某汽缸中有气体1.20L ,在97.3 kPa 下气体从环境中吸收了800J 的热量后,在恒压下体积膨胀到1.50L ,试计算系统的内能变化ΔU 。
J 77110)20.150.1(103.97800VP Q W Q U 33=⨯-⨯⨯-=-=+=-∆∆2、根据Δ f H m Θ的值,计算下列反应的Δr H m Θ(298K ) 是多少:(1)H 2O (l )+ ½ O 2(g ) H 2O 2(l );H 2O (l ) + ½ O 2(g ) == H 2O 2(l );Δ f H m Θ/ kJ·mol -1-285.8 0 -187.8Δr H m Θ(298K ) = -187.7 - (-285.8 + ½×0)= 98 kJ·mol -1(2)CH 4(g) + H 2O (g ) CO (g ) + 3 H 2(g )。
CH 4(g) + H 2O (g ) == CO (g ) + 3 H 2(g )。
Δ f H m Θ/ kJ·mol -1-74.6 -241.8 -110.5 0Δr H m Θ(298K ) = (-110.5 + 3×0) -(-74.6 – 241.8)= 205.9 kJ·mol -1第3章化学反应基本原理(2)一、判断题:1、放热反应均是自发反应。
(×)2、ΔS为负值的反应均不能自发进行。
(×)3、冰在室温下自动融化成水,是熵增加起了主要作用。
(√)4、因为∆G TΘ= -RTlnKΘ,所以温度升高,平衡常数减小。
(×)二、选择题:1、下列物质∆f H mΘ在室温下不等于零的是(D)A、Fe(s)B、C(石墨)C、Ne(g)D、Cl2(l)2、反应NO(g)+CO(g)1/2N2(g)+CO2(g),∆H<0,有利于使NO和CO取得最高转化率的条件是(A)A、低温高压B、高温高压C、低温低压D、高温低压3、某反应A + B C的K=10-10,这意味着(D)A、正方向的反应不可能进行,物质C不能存在,B、反应向逆方向进行,物质C 不存在,C、它是可逆反应,两个方向的机会相等,物质C大量存在,D、正方向的反应能进行,但程度小,物质C存在,但量很少;4、在等温(1000K)条件下,某反应KΘ=1,则∆r G mΘ(1000K) 的值为(A)A、0B、1C、2.303RTD、-2.303RT5、已知反应3H2(g)+ N2(g)2NH3(g)的平衡常数为K,则在相同条件下反应NH3(g)3/2H2(g)+ 1/2N2(g)的平衡常数K1为(D)A、K=K1B、K=1/K1C、K=K12D、K=(1/K1)2;三、填空题:1、反应C(s)+ H2O(g)CO(g)+ H2(g),∆H > 0。
当升高温度时,该反应的平衡常数将增大(填变化趋势),系统中CO(g)的含量有可能增大(填变化趋势);增大系统压力会使平衡逆向移动;保持温度和体积不变,加入N2(g),平衡将不会移动。
四、问答题:1、写出下列反应的标准平衡常数表达式:(1)C (s )+ H 2O (g )CO (g )+ H 2(g )(2)2MnO 4—(aq )+ 5H 2O 2(aq )+ 6H +(aq ) 2Mn 2+(aq )+ 5O 2(g )+8H 2O (l )2、对于可逆反应C (s )+ H 2O (g ) CO (g )+ H 2(g ),∆H >0,判断下列说法是否正确?为什么?(1)达到平衡时各反应物和生成物的浓度一定相等;×(2)升高温度v 正 增大,v 逆 减小,所以平衡向右移动;×(3)由于反应前后气体分子数相等,所以增加压力对平衡没有影响;×(4)加入催化剂使v 正 增加,所以平衡向右移动;×(5)由于 ()()()θθθ⋅=p /p p /p p /p K eqO H eq H eqco 22随反应的进行,P CO 和P H2 不断增加,P H2O 不断减少,所以K Θ不断增大。
×3、下列热力学函数中,哪些数值是零?∆ f H m ○ (O 3,g ,298K)、≠ 0 ∆ f G m ○ (I 2,g ,298K)、≠ 0 S m ○(H 2,g ,298K) ≠ 0 ∆ f H m ○(Br 2,s ,298K) ≠ 0 ∆ f G m ○(N 2,g ,298K) = 04、判断下列反应中,哪些是熵增加过程,并说明理由。
① I 2(s ) I 2(g );Δ S > 0② H 2)(l ) H 2(g )+ 1/2O 2(g );Δ S > 0③ 2CO (g )+ O 2(g ) 2CO 2(g )。
Δ S < 0五、计算题:1、在1L 容器中含有N 2、H 2和NH 3的平衡混合物,其中N 2 0.30 mol 、H 2 0.40 mol 、NH 3 0.10mol 。
如果温度保持不变,需往容器中加入多少摩尔的H 2,才能使NH 3的平衡分压增大一倍?N2+3H 2 = 2NH 3设需加入X 摩尔的H 2才能使NH 3的平衡分压增大一倍 N 2 + 3H 2 = 2NH 3计量关系: 1 3 2起始浓度(mol/L ): 0.3 0.4 0.1浓度的改变(mol/L ): -0.05 -0.15 +0.1平衡浓度(mol/L ): 0.25 0.25+X 0.2温度不变,平衡常数的值不变,仍然等于0.52 ,则∴ X = 0.43 mol2、在标准状态与298 K 下,用碳还原Fe 2O 3,生成Fe 和CO 2的反应在热力学上是否可能?通过计算说明若要反应自发进行,温度最低为多少?反应方程式为 3C + 2Fe 2O 3 = 4Fe + 3CO 2Δ f H m Θ/ kJ·mol -1 0 - 822.2 0 - 394S m Θ/ J·mol -1·K -1 5.7 90 27 214Δ r H m Θ = {4Δ f H m Θ(Fe) + 3Δ f H m Θ(CO 2)} – {3Δ f H m Θ(C) + 2 Δ f H m Θ(Fe 2O 3)}= {4×0 + 3×(-394)} –{3×0 + 2×(-822.2)} = 462.4 kJ·mol -1Δ r S m Θ = {4S m Θ(Fe) + 3S m Θ(CO 2)} – {3S m Θ(C) + 2 S m Θ(Fe 2O 3)}= {4×27 + 3×214} –{3×5.7 + 2×90} = 552.9 J·mol -1·K -1Δ r G m Θ = Δ r H m Θ–T Δ r S m Θ = 462.4–298.15×552.9×10-3 = 297.5 kJ·mol -1故 298.15K 时,反应不能自发向右进行若要反应自发向右进行,需要的最低温度为3、已知下列反应在1300K 时的平衡常数:(1)H 2(g )+ 1/2S 2(g ) H 2S (g ),K 1Θ= 0.80; (2)3H 2(g )+ SO 2(g ) H 2S (g )+ 2H 2O (g ),K 2Θ= 1.8×104。
计算反应4H 2(g )+ 2SO 2(g ) S 2(g )+ 4H 2O (g )在1300K 时的平衡常数K Θ。
③ = ( ② - ① ) × 2第3章化学反应基本原理(3)一、判断题:1、质量作用定律适用于任何化学反应。
(×)2、反应速率常数取决于反应温度,与反应物浓度无关。
(√)3、反应活化能越大,反应速率也越大。
(×)二、选择题:1、对于反应a A + b B g G + d D,若反应速率方程式为v = kC A a C B b,此反应的条件是(D)A、一步完成的简单反应;B、二步完成的反应;C、三步及三步以上完成的反应D、上述三者均可以。
2、某基元反应2A(g)+ B(g)= C(g),将2mol A(g)和1mol B(g)放在1L容器中混合,问A和B 开始反应的速率是A、B都消耗一半时速率的几倍(C)A、0.25B、4C、8D、相等3、对于一个化学反应,下列说法中正确的是(B)A、∆H越负,反应速率越快B、活化能越小,反应速率越快C、活化能越大反应速率越快D、∆S越负,反应速率越快4、对某一可逆反应采用某种催化剂以增大正反应生成物的产量,这种催化剂具有下列哪一性质(ABD)A、能增大正反应速率;B、同等程度地催化正逆反应,从而缩短达到平衡的时间;C、能使平衡常数发生改变,从而使正反应速率加快;D、使正反应活化能降低,从而使正反应速率加快。
三、填空题:1、反应2A(g)+ B(g)= C(g)的速率方程为v = kC A C B2,该反应为3级反应,当B 的浓度增加为原来的2倍时,反应速率将增大为原来的4倍,当反应容器的体积增大到原来的3倍时,反应速率将变化为原来的1/27。
2、在化学反应中,可加入催化剂以加快反应速率,主要是因为减小反应的活化能,使速率常数k 增大。
四、问答题:1、已知下列反应为基元反应,试写出它们的速率方程式,并指出反应级数:(1)SO2Cl2SO2 + Cl2;v= k c (SO2Cl2)(2)2NO22NO + O2v = k{ c ( NO2)}2(3)NO2 + CO NO + CO2 v = k c ( NO2) c ( CO)2、对于反应A(g)+B(g)C(g),若A的浓度为原来的两倍,反应速率也为原来的两倍;若B 的浓度为原来的两倍,反应速率为原来的四倍,试写出该反应的速率方程。
v = k c (A){ c ( B ) }23、某反应A B,当A的浓度为0.40mol·L-1时,反应速率为0.02 mol·L-1·S-1,试分别求出如下两种情况时的速率常数k:(1)反应是一级反应;(2)反应是二级反应。