2022年普通化学第二章补充习题及答案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章 化学反应基本原理rGm0过程非自发,反应向逆反应方向进行名师归纳总结 重点内容概要rGm0平稳状态化学平稳热力学标志1、封闭系统影响反应方向的因素：焓减小（rHm<0）、熵增加（rSm>0）都是有利因素；判定化学反应自发方向要综合rGmTrG mTRTlnpB/pBrG mTRTlnQ考虑系统的rH m rSm 两个影响因素；B吉布斯等温方程式：rGm=rHm -TrSm 吉布斯函数定义G=H-TS 将焓和熵两个因（该式中反应商的写法要特殊留意：气体代相对分压,溶液代相对浓度,固体、液体不素统一起来；用代入；以计量系数（反应物-,生成物 + ）为指数连乘 ）2、熵例如： MnO2s+2Cl-aq+4H+ aq=Mn2+ aq+Cl2g+2H2 Ol （典型的反应）熵是系统纷乱度的量度；统计热力学定义：S = kln ；Qc Mn2/cpCl2/p熵值与温度、集合状态、分子结构有关（要求会利用规律比较熵值大小）cCl/c2cH/c4同物、同温： Sg>Sl>Ss 同物、同状态：S高温 >S 低温 rGm298KBfGm ,B298K同温、同状态：结构相像时S分子量大的 >S 分子量小的 ,分子量相近时S含原子数多的 >S 含原子数少的 BS完善晶体, 0K=0 （热力学第三定律）（ 因只有 298.15K的数据,所以该式只能运算298.15K反应的标准摩尔吉布斯函数变）熵增加原理：S（隔离 ） >0 隔离系统过程自发性判据；rGm298KrHm298K298KrS m298.15K对于反应0BBrS mBS m,BBBrGm TKrHm298KTKrS mS m,标准熵（可查298K 数据）（ 使用该式运算要特殊留意单位换算,前一项单位kJ.mol-1,而后一项TS 单位一般为规定Sm,H,aq0J.mol.K-1）rSmTKrSm298K前提是温度转变物质的状态没变（ 留意rGm、rGm两者的区分、应用、运算）3、吉布斯函数例如：判定反应的方向（肯定T P 下）rGmG=H-TS GHTS等温条件下成立 rGm只能判定标准状态下反应的方向,可以估量一般状态下反应的可能性；以最小自由能原理：rGm0过程自发,反应向正反应方向进行± 40 kJ.mol-1为界限,如 >+40 kJ.mol-1反应自发的可能性微小,缘由是即使能反应,反应第 1 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 进行的程度几乎可以忽视不计（由于利用rGmTRTlnK运算出平稳常数很5、反应速率对于反应0BBBB1dcB小 ）；如<-40 kJ.mol-1反应自发的可能性极大有的教材认为rGm<0 ,反应自发的可能性dt名师归纳总结 较大, 0-40 kJ.mol-1需要详细分析运算rGm才能确定； 对于反应aAbBgGdD第 2 页,共 15 页如为 元反应k cAa. cBb质量作用定律4、化学平稳化学平稳热力学特点rG mT0动力学特点v正 =v逆 如为 非元反应k cA x.cByx,y 由试验确定标准平稳常数Kpeq/pB（ 留意：溶液代相对浓度）（元反应）反应级数n = a+b （非元反应） n = x + y B（如试验发觉n = a+b,不能确定反应就是元反应；如H 2+I 2 =2HI ）BlnKTrGm TrGm TRTlnKk速率系数,对于给定的反应,只与温度和催化剂有关；一级反应 特点 ：（由vdckc积分式Cdctkdt积分得RTdtC0ct0（留意：两种运算平稳常数的方法要把握,从上式可以得出结论：反应的标准平稳常数lnc0kt可以看出 特点t 1/2ln2半衰期只与速率系数有关,与起始浓度（对于给定的反应即写法肯定）只与温度有关,与起始浓度或分压无关,与过程进行的途ck径（是否用催化剂）无关；）平稳移动方向：QKrGm0反应正向自发或平稳向正向移动无关 lnc =-k t + lnc0直线关系 k 速率系数量纲（单位）是时间 -1 QKr Gm0平稳状态或平稳不移动阿伦尼乌斯公式：kAeEa/RT（ Ea活化能）lnkEalnAQKrGm0反应逆向自发或平稳向逆向移动RTlnk T2EaT2T 1（从该式可以推断：在低温区温度对速率影响大；活化温度对平稳常数的影响：lnK TrHmrS mk T 1T 1T 2RRTR能大的反应（速度慢的反应）温度对反应速率影响大）lnK T 2rHmT 2T 1（温度对活化能影响可以忽视,催化剂因转变反应历程而转变活化能但不转变始态和终态,因此不转变平稳）K T 1RT 1 T 25. 链反应与光化学反应的一般概念- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 6. 大气的主要污染物,温室效应、臭氧层空洞、酸雨及光化学烟雾等综合性大气污染及9、对于可逆反应Cs+H 2Og=COg+H 2g,rHm0,上升温度使正增大,逆减小,其掌握；7. 清洁生产和绿色化学的概念 皆为零；故平稳向右移动；化学反应基本原理判定题错 ：上升温度正逆反应速率都增大,不会减小1、指定单质的fGm 、fH m 、Sm10、反应活化能越大,反应速率也越大；错 ：指定单质 Sm不为零, 错 ：相同温度下,活化能越大,速率常数越小,一般讲速率也越小 11、如反应速率方程式中浓度的指数等于反应方程式中反应物的系数,就该反应使基元反2、rSm>0 的反应都能自发进行； 应； 错 ：该条件只能判定对应温度孤立系统、标准状态下自发错 ：例如 H2 （g ）+I2g=2HI的反应就不是基元反应3、rGm<0 的反应必能自发进行；12、反应级数取决于反应方程式中反应物的计量系数；错 ：该条件只能判定对应温度标准状态4、如生成物的分子数比反应物的分子数多,就该反应的rSm>0 对 ：错 ：非基元反应必需以试验为依据 13、依据分子碰撞理论,具有肯定能量的分子在肯定方位上发生有效碰撞,才可能生成产错 ：主要看气体分子数 物；5、CaCO3在高温下可以发生分解反应,故该反应为吸热熵增；对 6、依据能量最低原理,放热反应是自发进行的；14、依据质量作用定律,反应物浓度增大,就反应速率加快,所以反应速率常数增大；错 ：影响自发性因素仍有纷乱度错 ：速率常数与浓度无关 7、冰在室温下自动融解成水,是熵增起了重要作用的结果；15、反应速率常数与温度有关,而与反应物浓度无关；名师归纳总结 对 ： 对 第 3 页,共 15 页8、化学反应的熵变与温度有关,但随温度变化不明显；二、挑选题对 ：温度变化没有引起状态变化的前提下 1 热力学函数的定义与性质- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1-1、 以下各热力学函数中,哪一个为零：（B）1-8、以下关于熵的表达中,正确选项：（答： C）名师归纳总结 A fGm I 2, g. 298 K B fH m Br 2, l. 298 K A 298K 时,纯物质的Sm = 0 B 一切单质的Sm = 0 C Sm H2, g. 298 K D fGm O3, g. 298 K C 对孤立体系而言,rSm > 0 的反应总是自发进行的；E fH m CO2, g. 298 K D 在一个反应过程中,随着生成物的增加,熵变增大；1-2、 如以下反应都在298 K 下进行,就反应的rHm 与生成物的fH m 相等的反应是：2、反应自发性与化学平稳C 2-1、 某反应在高温时能自发进行,低温时不能自发进行,就（B）A 1/2H 2g + 1/2I 2g HIg B H 2g + Cl 2g 2HClg A H > 0 , S< 0 BH > 0 , S > 0 C H2g + 1/2O2g H2Og D C 金刚石 + O2g CO2g C H < 0 , S> 0 D H < 0 , S < 0 1-3、 假如系统经过一系列变化,最终又回到起始状态,就以下关系式均能成立的是：2-2 、 在定温定压条件下,某反应的rGm298K10kJmol1；以下说法正确的C 是；D A Q = 0；W = 0 ； U = 0； H = 0 B Q 0； W 0； U = 0 ； H = QA 该反应的rH m298K0,rSm298K0B 该反应肯定不能自发进行C U = 0； H = 0； G = 0； S = 0 D QW； U = QW；H = 0 1-6、 已知反应 H2g + Br2g 2HBrg 的标准平稳常数K1 = 4.0 102,就同温下反应C 该反应在非标准条件下,肯定不能自发进行（D）298K, 标准条件下,该反应肯定不能自发进行1/2H2g + 1/2Br2g HBrg 的 K2 为：（B）2-3、已知反应 H2Og1/2O2g + H2g在肯定温度、压力下达到平稳；此后通入氖气,A 4.01021B 2.0 101C 4.0 102D 4.0 1021/2如保持反应的（总）压力、温度不变,就：1-7、 6 题述两个反应的rGm1 与rGm2的关系是（答 D） A 平稳向左移动B 平稳向右移动A rGm 1 =rGm2B rGm1 =rGm22C 平稳保持不变D 无法猜测C rGm 1 =1rGm2D rGm1=2rGm2 （ B：相当于增大体积产生的后果）2第 4 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2-4、298K, 对于反应 2ABg = A 2g + B 2g, 保持温度不变增大容器的体积,降低总压力时,A 一反应物浓度增大,该反应的转化率就增大反应物的转化率B 削减C不变D 无法猜测B 反应方程式中,化学计量系数相同的反应物的转化率总是相等 A 增大C 转化率和平稳常数都可以表示化学反应进行的程度（C：因反应前后气体分子系数相同,总压对平稳无影响）D 转化率和平稳常数都与反应物的最初浓度无关2-5、 已知反应 N2g + 3H2g 2NH3g的 K = 0.63 ,反应达到平稳时,如再通入肯定（答： C 分析： A 增大某种反应物的浓度,其它反应物的转化率增大量的 N2g,就 K 、反应商 Q 和rGm 的关系是：（答： D）B 起始浓度不同时,转化率不等A Q = K ,rGm = 0 B Q > K ,rGm > 0 D 平稳常数与反应物的起始浓度无关）C Q < K ,rGm < 0 D Q < K ,rGm > 0 2-8、 化合物有三种不同的水合物,它们的脱水反应的K 分别为2-6、 已知反应 H 2g + Br 2g 2HBrg ,在 1297 K 和 1495 K 时的 K 分别为 1.6 105 和3H2Os = 2H2Os + H2Og K13.5 104,就该反应的焓变或自由能变：2H2Os = H 2Os + H 2Og K2H2Os = s + H2Og K3为了使2H2O 晶体保持稳固 （不发生风化与潮解）A rH m > 0 B rH m < 0 C rGm < 0 D rGm > 0 容器中水蒸气p H2O应为（答： B C 分析：依据lnKrHmrS m或pRTR（A）p H2O> K1B pH2O= K1lnK T 2rHmT 2T 1ppK T 1RT 1T 2C pH2O= K 2 D K1pH2O> K 2温度上升,放热反应,平稳常数减小；吸热反应,平稳常数增大pp依据rGmRTlnK K 可知rGm < 0）3、化学反应速率2-7、 在恒温下,对于同一反应来说,以下说法正确选项：名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3-1、 A B + C 是吸热的可逆基元反应,正反应的活化能为E正,逆反应的活化能为E 逆,C rH m 越负,反应速率越快D 活化能越小,反应速率越快 Ea反应速率与过程活那么：（答： D vkcxAcyBkAeRT对于确定的反应,A E正 < E逆B E正 > E逆C E 正 = E逆D 无法确定化能、反应温度和反应物浓度有关）（答： B 依据过度状态理论,能量反应历程图懂得；H=E 正 - E 逆 ）3-4、 反应 A + BC + D 为放热反应,如温度上升10,其结果是（ 答： D）13、以下 能量反应历程图,属于放热反应的是A 对反应没有影响B 使平稳常数增大一倍AD（ A）B C D C 不转变反应速率D 使平稳常数削减4、热力学函数、平稳常数的运算与应用名师归纳总结 3-2-1、 二级反应速率常数的量纲是：4-1 、反 应MgCO 3s = MgOs+CO 2g的rH m117.66kJmol1,rSm174.91Jmol1K1,欲使该反应在500K 时能自发进行, 就 CO2 的分压为A s1B mol dm3s1C mol1dm3s1D mol1dm3s1（答 A）A 低于 69.9Pa B 高于 6.99× 10-2Pa moldm3s1答： D 速率常数 k 量纲 = moldm3nn反应级数 C 低于 6.99× 10-2Pa D 高于 69.9Pa 3-2-2、 某反应的速率常数为0.099min-1,反应物的起始浓度为0.20mol.L-1,反应的半衰期为分析：rGm = rH mrSm117.66-500× 174.91 × 10-3=30.205kJ.mol-1（）（注 意前后单位统一）A 7min B 1.01min C4.04min D 无法运算lnKrGm30.20510007.27K× 10-4 答： A 一级反应特点的几种运算要把握 RT8.3145003-3、 对于一个确定的化学反应来说,以下说法中正确选项：（留意上下单位统一；ln 不是 log）A rGm 越负,反应速率越快B rSm 越正,反应速率越快第 6 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - KPco2PCO2=6.99×10-4×100kPa =6.99 × 10-2kPa留意温度换算成热力学温度才能代入公式中P所以,当 PCO2<69.9Pa时 , Q < K此时反应能自发进行；三、运算题1、化学反应的方向和化学平稳名师归纳总结 （留意平稳常数表达式中,代相对分压）1-1、在 101.3kPa 和 80.1（沸点）下,苯的气化热Q=30.5kJ ·mol-1,运算该条件下,苯4-2 、已知 298K 时, Br2g 的fGm3 . 1 kJmol1,就 298K 时, Br 2l 的蒸汽压为的气化过程的Um、 H m、 Gm、Sm；答 A 答：H m= Q=30.5kJmol-1 A 28.6kPa B 57.2kPa C 99.9kPa D 5.62kPa Um=Hm- PV= 30.5- 8.314 × 10-3（273+80.1）=30.5 -2.9= 27.6 kJmol-1分析：对于反应Br2l = Br2grG mfG m3 1. kJmol1Gm=0 lnKrGm8.3.110001.25Sm= 30.5× 1000/（273+80.1）= 86.3J ·mol-1·K-1RT3142981-1* 、 设有反应 Ag+Bg2Cg,A 、B、 C 都是抱负气体；在250C、 1× 105Pa 条KPBr2蒸汽压pBr2=e -1.25×100kPa =28.6kPa P4-3 、800 0C时, AB 2s = As + B 2g 达到平稳时测得B2g的分压为131.72kPa,此反应的件下,如分别按以下两种过程发生变化,且：过程体系放热41.8kJ.mol-1,而没有做功；过 程 体 系 做 了 最 大 功 , 放 出 了1.64 kJ.mol-1的 热 ； 那 么 变 化 过 程 的 Q , W ,rGm为（）kJmol1U, H,S,G各是多少？A-1.07 B 1.07 C 2.46 D -2.46 （E） -1.83 答：过程过程Q = -41.8 kJ.mol-1Q = -1.64 kJ.mol-1分析：W=0 W=U-Q= -40.2 kJ.mol-1rG mRTln K8.314273800ln131. 72U=Q+W=-41.8 kJ.mol-1状态函数的变化,过程与过程相同100= -2457.8J.mol.-1 -2.46kJ.mol-1 H=U+ngRT= -41.8 kJ.mol-1第 7 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - S =Q 可逆）16405.50J. mol1.K1必需用可逆过程热效应答：反应：CaOs+SO3g = CaSO 4s fHm CaOfHmSO 3T298rHm298KfHmCaSO 4状 态 函 数 的 改 变 与 过 程 无 关 , 始 终 态 相 同 , 可 以 用 可 逆 途 径 计 算 G=H-TS=-41.8-298 × -5.50× 10-3= -40.2 kJ.mol-1逐步消逝；有同理 =-1434.5-634.9-396.7= -403.9kJ.mol-1C1-2、在甲醇脱氢生产甲醛的反应中,银催化剂的活性逐步降低,其光泽也rG m298 K-1322.0-（-603.3） -（ -371.1） =-347.6 kJ.mol-1人怀疑,此现象是由于有Ag2O 生成所致；这种怀疑是否正确？（由于 -347.6<< -40 kJ.mol-1, 依据体会可以判定反应可以自发进行）已知：反应在5500C 100kPa 下进行；rSm298K106.5-38.1-256.8 = -188.4 J.mol-1.K-1fGm 298 K,Ag 2O108 .37 kJmol1但由于rH m298K0rSm 298K0反应进行最高温度fH m298 K,Ag2O305 . 85 kJmol1T CrHm403 9.10002143 .84 K1870 . 69rS m188 .4答：反应： 2Ag + 1/2O 2 g = Ag 2O 利用rG m298 KrHm298K298rSm298K不1-4 、 已 知S m石墨）= 5.740J ·mol-1·K-1 ,fHm金刚石）=1.897 kJ ·mol-1 ,rSm298K305851083766. 27Jmol1K1fG m（金刚石）=2.900 kJ ·mol-1；试通过运算说明石墨和金刚石的相对有序程度；298rG m273550KrHm298 K273550rS m298K答：转变反应：石墨= 金刚石rH m298.15K1.897 kJ.mol-1 = -30585-823× （-66.27）=23954J.mol-1>>0 rG m298 .15K=2.900kJ.mol-1由于在指定温度与压力下,银氧化生成氧化银反应的吉布斯函数变大于零,所以反应能进行,怀疑时错误的；名师归纳总结 1-3、 煤里总含有一些含硫杂质,因此燃烧时会产生SO2 和 SO3 ；试问能否用CaO 吸取rG m298.15KrH m298. 15K-298.15K ×rSm298.15K（留意上式对应的反应为由指定单质生成1molB反应时,反应的焓变用生成焓代替,SO3以削减烟道气体对空气的的污染？如能进行,试运算标准状态下能使反应进行的最高反应的吉布斯函数变用生成吉布斯函数变代替,熵变肯定不要用B 的标准熵代,应当是由温度？（所需数据可查表）第 8 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 指定单质生成1molB反应的熵变）1000J. mol. K1=-3.364J.mol-1.K-1rG m600K<0 所以 600K 标准状态下能自发反应. 8 分rSm298. 15K=1. 8972.900298. 15名师归纳总结 rSm298.15K=Sm金刚石S m（石墨）=S m 金刚石5.740 -313.8 1-6、 某反应As + Baq = Cg + Dl 的rG m298K和rG m 299K分别为S m金刚石=5.740-3.364=2.376 J.mol.K-1 <S m石墨30.00kJ.mol-1 和 30.02kJ.mol-1, 求该反应的r Hm和r S m；所以金刚石比石墨相对有序答：依据rHm和rS受温度影响小,在肯定温度范畴内其值可视为常数得：1-5 、 已知以下数据：SbCl5（ g）SbCl3（ g）30.00 = rHm-298rS mfH m/kJ. mol1-394.3 30.02 =rHm-299rS mfGm/kJ. mol1 -334.3 -301.2 解得：rHm=35.96 kJ.mol-1通过运算回答反应SbCl 5（ g） = SbCl 3（ g） + Cl 2（ g）1 分rSm= -0.02kJ.mol-1.K-1 = -20kJ.mol-1.K-1（ 1）在常温下能否自发进行？1-6 、已知反应 N 2g + 3H 2g = 2NH 3g,在 673K 时rG =48.5 kJ× mol 1,rHm= -104 （ 2）在 600K时能否自发进行？答：（1）反应的：rG m298. 15K= -301.2 +334.3 =33.1kJ.mol-1kJ× mol1,试估算该反应在773K 时rGm；rGm298. 15K>0 所以常温标准状态下不能自发反应. 3 分 答：原理同上773K 时rGm=rHm- 773K ×rHmrG m673K673（ 2）rH m298. 15K=-313.8+394.3 = 80.5 kJ.mol-1= -71.2 kJ× mol11-7 、298K 时,反应：rSm298 .15K=80 .533. 1kJ. mol.K1=47.4kJ. mol.K11 HF aq + OH aq = H2O l + F aq , rG = 61.86 kJ× mol 1298. 15298.152 H2O l = H aq + OH aq , rG = 79.89 kJ× mol 1 运算 HF在水中离解反应HFaq=H aq+F aq 的rG ；如 c HF = c F=0.1mol L1 rGm600KrH m298.15K-600K ×rSm298.15K时, HF 在水中离解反应正向自发,介质pH 应在何范畴？=80.5-600 ×47.4= -14.9 kJ.mol-1 6 分答：反应（ 1） + （2）得 HF 在水中离解298.15第 9 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 反应（ 3）： HF aq = H aq + F aq 由于反应（ 1）rG m298 K<0 反应（ 2）rG m298K>0 所以反应 （ 3）的 r Gm = （ 61.86 kJ× mol1）+（ 79.89 kJ× mol1）= 18.03 kJ× mol1 在 298K 采纳反应（ 1）合适正向自发r Gm<0 <0 2 lnK 1rGm8.13.710005.53r Gm= 18.03 + 8.314× 10-3× 298×lnc H/cc F/cRT314298c HF/cK1e5.53252.14（3）反应（ 2）rHm2-285.8 +-389.1- -395.7-2-92.3= -94.6 kJ × mol118.03 + 2.48lncH+<0 18.03 -2.48× 2.303pH<0 pH >2.3 1-8 、 有以下两个反应：SO2g + Cl 2g = SO2Cl2l 1 反应（ 2）为放热反应,其逆反应为吸热反应,因此上升温度有利于向SO2Cl2 与水SO3g +2HClg = SO 2Cl 2l + H 2Ol 2 反应生成 SO3 和 HCl ；运算回答：名师归纳总结 （1）依据热力学观点,298K , SO2Cl 2l的合成应采纳哪个反应？1- 9 、 已知反应CuBr 2s = CuBrs + 1/2Br 2g 在 450K时PBr20 .680kPa,在（2）求反应（ 1）在 298K 的标准平稳常数；（3）说明温度对SO2Cl 2 与水的反应的影响；550KPBr268. 0kPa；求：（ 1）该反应的rHm、rS m、rGm已知热力