气体热力学动力学化学平衡练习及答案(9页).doc

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1、-气体热力学动力学化学平衡练习及答案第一章 2008-1-4气体热力学动力学化学平衡练习一、选择题1. H2(g) + O2(g) H2O(l) 的Qp与QV之差(kJmol-1)是（ ） (A) -3.7 (B) 3.7 (C) 1.2 (D) -1.22. 某基元反应 2A + B = C + D，若其反应速率表示式可以是： (1) d(C) / dt = k1(A)2(B)或 (2) -d(A) / dt = k2(A)2(B)或 (3) 加催化剂后 d(C) / dt = k3(A)2(B)则这些速率常数k之间的关系是 （ ） (A) k1 = k2 = k3 (B) k1 k2 k3

2、 (C) k1 = k2 k3 (D) k1 = k3 k23. 反应 H2(g) + Br2(g) 2HBr(g) 的 Kc = 1.86。若将3 mol H2，4 mol Br2和5 mol HBr 放在10 dm3烧瓶中，则 （ ） (A) 反应将向生成更多的HBr方向进行 (B) 反应向消耗H2的方向进行 (C) 反应已经达到平衡 (D) 反应向生成更多Br2的方向进行4. 如果体系经过一系列变化，最后又变到初始状态，则体系的（ ） (A) Q= 0 W= 0 U = 0 H= 0 (B) Q 0 W 0 U= 0 H= Q (C) Q= W U= Q- W H= 0 (D) Q W

3、U= Q- W H= 05. 某化学反应的速率常数的单位是(时间)-1，则反应是 （ ） (A) 零级反应 (B) 三级反应 (C) 二级反应 (D) 一级反应6. 已知 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；N2(g) + H2(g) NH3(g) 和 N2(g) + H2(g) 2/3NH3(g) 的平衡常数分别为K1、K2和K3，则它们的关系是（ ） (A) K1= K2= K3 (B) K1= (K2)2= (K3)3 (C) K1= K2= K3 (D) K1= (K2)1/2= (K3)1/37. 对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是（ ） (A) 越负，反应速率

4、越快 (B) 越负，反应速率越快 (C) 活化能越大，反应速率越快 (D) 活化能越小，反应速率越快8. 下列说法不正确的是 （ ）(A) 基元反应的反应级数等于反应分子数(B) 反应级数为分数的反应一定是非基元反应(C) 吸热反应一定是活化能较高的反应，放热反应一定是活化能较低的反应(D) 温度升高，有效碰撞的概率增大，反应速率增大9. 化合物A有三种不同的水合物，它们的脱水反应的Kp分别为： A3H2O(s) = A2H2O(s) + H2O(g) Kp1 A2H2O(s) = AH2O(s) + H2O(g) Kp2 AH2O(s) = A(s) + H2O(g) Kp3为了使A2H2O

5、晶体保持稳定(不发生风化与潮解) ，容器中水蒸气压力 应为（ ） (A) Kp (B) 必须恰好等于Kp1 (C) 必须恰好等于Kp2 (D) Kp1 Kp210.均相催化剂加速化学反应的原因是 （ ） (A) 降低了正反应的活化能，升高了逆反应的活化能，使化学平衡向正反应方向移动，因而加速了化学反应 (B) 催化剂参加了化学反应，改变了反应历程，降低了反应活化能，因而加速了化学反应 (C) 改变了反应的自由焓变，即使G变为负值，G越负，正反应越易进行，因而加速了化学反应 (D) 使反应物分子之间的碰撞次数增加，从而提高了反应速率11. 某放射性元素净重8 g，它的半衰期为10天， 则40天后

6、其净重为（ ） (A) 4 g (B) 2 g (C) 1 g (D) 0.5 g12.某温度时，化学反应A + B A2B的平衡常数K= 1 104，那么在相同温度下，反应 A2B 2A +B 的平衡常数为 （ ） (A) 1 104 (B) 1 100 (C) 1 10-4 (D) 1 10-813. 已知 Zn(s) + O2(g) = ZnO(s) 1= -351.5 kJmol-1 Hg(l) + O2(g) = HgO(s，红) 2= -90.8 kJmol-1 则 Zn(s) + HgO(s，红) = ZnO(s) + Hg(l) 的 为(kJmol-1)（ ） (A) 442.

7、3 (B) 260.7 (C) -260.7 (D) -442.314. 某反应的速率常数k = 4.62 10-2min-1，又初始浓度为0.1 moldm-3，则该反应的半衰期为 （ ）(A) min (B) 15 min(C) 30 min (D) 条件不够无法计算15. 在合成氨反应达到平衡时，有a mol N2(g)，b mol H2(g)，c mol NH3(g)。则NH3在反应混合物中的体积分数应是 （ ） (A) 100 % (B) 100 % (C) 100 % (D) 100 %16. 在一定温度下： (1) C(石墨) + O2(g) = CO2(g) H1 (2) C(

8、金刚石) + O2(g) = CO2(g) H2 (3) C(石墨) = C(金刚石) H3= 1.9 kJmol-1其中H1和H2的关系是（ ） (A) H1H2 (B) H1H2 (C) H1H2 (D) 不能判断17. 在523 K时，PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)， = 1.85，则反应的 (kJmol-1)为 （ ） (A) 2.67 (B) -2.67 (C) 26.38 (D) -267018. 某化学反应可表示为A(g) + 2B(s) 2C(g)。已知 0，S 0 (B) G 0 (C) G 0，S 0 (D) G 0，S 0的是（ ） (A) H2O(l,

9、 120) H2O(g, 120) (B) H2O(l, 110) H2O(g, 110) (C) H2O(l, 100) H2O(g, 100) (D) H2O(l, 80) H2O(g, 80)27. 110 密闭容器中，水气共存时，饱和水蒸气压为143 kPa，则对于H2O(l) H2O(g)，下述正确的是 （ ） (A) 水蒸气压达到 时，平衡向生成H2O(g) 的方向移动 (B) = 143 kPa时， = 0 (C) = 143 kPa时，不能达到平衡 (D) = 143 kPa时，rG m 028. 25时NaCl在水中的溶解度约为6 moldm-3，若在1 dm3水中加入1 m

10、olNaCl，则NaCl(s) + H2O(l) NaCl(aq) 的（ ） (A) S 0，G 0 (B) S 0，G 0，S 0 (D) G 0，S 029. 若850时，反应CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) = 0.498，则平衡时CO2分压为 （ ）(A) 50.5 kPa (B) 0.498 kPa (C) 71.5 kPa (D) 取决于CaCO3的量30. 100，101.3 kPa的H2O(l) 在真空容器中蒸发为100，101.3 kPa H2O(g)，则下述不正确的是 （ ） (A) U = 0 (B) G = 0 (C) H = Q (D) S = Q/

11、37331.结晶硅和无定形硅的摩尔燃烧热分别为 -850.6 kJmol-1和 -867.3 kJmol-1，则由结晶硅转化为无定形硅的 应为（ ） (A) +16.7 kJmol-1 (B) +16.7 kJ (C) -16.7 kJmol-1 (D) 不能确定32. 下述叙述中正确的是 （ ） (A) 在恒压下，凡是自发的过程一定是放热的 (B) 因为焓是状态函数，而恒压反应的焓变等于恒压反应热，所以热也是状态函数 (C) 单质的 和 都为零 (D) 在恒温恒压条件下，体系自由能减少的过程都是自发进行的33. HI的生成反应的焓变为负值，HI的分解反应的焓变为正值，则HI分解反应的活化能

12、Ea （ ） (A) Ea H分解 (C) Ea = 0 (D) Ea =H分解34. 某一反应的 = 10.5 kJmol-1， = 0.0418 kJmol-1K-1，平衡时若各物质的分压均为 ，则反应的温度约为（ ） (A) 0.25 (B) 25 (C) -22 (D) 无法确定35. 20 g水处在100、标准压力下，若有18 g气化为100、标准压力下的水蒸气，此时Gibbs自由能变为（ ） (A) G= 0 (B) G 0 (D) 无法判断36. 反应A + B C，焓变小于零，若温度升高10，其结果是（ ） (A) 对反应没有影响 (B) 使平衡常数增大一倍 (C) 不改变反应

13、速率 (D) 使平衡常数减小二、填空题)37. 298 K，Br2(g) 的标准摩尔生成焓和标准摩尔吉布斯生成自由能分别为 = 30.71 kJmol-1， = 3.142 kJmol-1，因此Br2(l) 的摩尔蒸发熵为_；正常沸点为_，以及它在298K时的饱和蒸气压为_kPa。39. A(g) + B(g) C(g) 为放热反应，达平衡后，(1) 能使A的转化率增大，B的转化率减小的措施是 ；(2) 能使A的转化率减小，B的转化率增大的措施是 ；(3) 能使A和B的转化率均增大的措施是 ；(4) 从逆反应角度看，C转化率增大，而A和B浓度降低的措施是 。40. 用“、”等符号填在下列横线上

14、。 A 和 B 都是理想气体。 (1) 当气体 A 和 B 的p,V,T相同时, nA_ nB; (2) 当气体 A 和 B 的p,V,T相同, 且MAMB(M代表气体的摩尔质量, m代表气体的质量), 则: mA_ mB; (3) 当气体 A 和 B 的p,V相同, 且MAMB(r代表气体的密度), 则: rA_ rB;41. 假设反应H2(g) 2H(g) 的内能变化U与键能DHH-H相等，已知DHH-H为433.2 kJmol-1 ，则键焓H是 kJmol-1 。43. H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) Kw= 1.0 10-14 CH3COOH(aq) CH3COO-(a

15、q) + H+(aq) Ka= 1.8 10-5那么CH3COO-(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH-(aq)的平衡常数K = _。44. 反应 2N2(g) + O2(g) = 2N2O(g) 在298 K时， 为164.0 kJmol-1，则反应的 =_ kJmol-1。45. 基元反应 2NO + Cl2 2NOCl是_分子反应，是_级反应，其速率方程为_。46. 一定温度下，反应PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 达到平衡后，维持温度和体积不变，向容器中加入一定量的惰性气体，反应将_ 移动。47. 下述3个反应：(1) S(s) + O2(g)

16、SO2(g) (2) H2(g) + O2(g) H2O2(l) (3) C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)按 增加的顺序为_。48. 由N2和H2化合生成NH3的反应中， 0，当达到平衡后，再适当降低温度则正反应速率将_，逆反应速率将_，平衡将向_方向移动；平衡常数将_。49. 请填写下面的空格：化学反应条件的改变对E，k，K的影响活化能Ea速率常数k平衡常数K升高温度 加正催化剂 50. 已知 298 K时： n-C4H10(g) C4H6(g) / kJmol-1 -15.7 152.1则反应：n-C4H10(g) = C4H6(g) + 2H2(g)，在298 K和

17、101.3 kPa下的 为_。51. 反应2SO2 + O2 2SO3 ，当x= 0.5 mol时，消耗掉SO2 mol，当反应在标准状况下消耗掉O2 11.2 dm3时，反应进度x= mol。52. 在下表变化方向栏内用箭头指示变化方向： 序号 可逆反应 操作 变化方向 (1) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 0 冷却 ( ) (3) NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g) 0 加压 ( ) (4) N2O4(g) 2NO2(g) 0 减压 ( )53. 化学反应的等压热效应Qp与等容热效应QV的关系，可用下式表示：Qp QV =nRT。它的应用条件是_。54. 测

18、定NO2热分解速率，初始浓度为0.0455moldm-3时，初速率为0.0132 moldm-3s-1，若初始浓度变为0.0324 moldm-3 时，初速率是0.0065 moldm-3s-1，则反应开始时的级数为_级。55. 反应N2O4(g) 2NO2(g) 中，因为NO2是红褐色而N2O4是无色，NO2分压可利用光吸收来测定。 如果35平衡体系总压力为202 kPa， = 66 kPa，则该温度下的 为_。三、计算题56. 将 10 g Zn 加入到 100 cm3盐酸中，产生的 H2气在 20 和 101.3 kPa下进行收集,体积为 2.0 dm3，问： （）气体干燥后，体积是多少

19、? （20 饱和水蒸气压力为 2.33 kPa） （）反应是 Zn过量还是 HCl 过量？ （相对原子质量: Zn 65.4）57. 100时，光气分解反应 COCl2(g) CO(g)+Cl2(g) = 8.00 10-9， = 125.5JK-1mol-1， 计算(1) 100 p总= 200 kPa 时COCl2的解离度a； (2) 100 时，上述反应的 。58. 环丁烯异构化反应： CH2 = CHCH = CH2 是一级反应，在150 时k1 = 2.0 10-4 s-1，150 使气态环丁烯进入反应器，初始压力是6.66 kPa。 (1) 30 min后环丁烯的浓度是多少？ (2

20、) 当环丁烯分压变成3.33 kPa，所需时间是多少秒？ (3) 若环丁烯初始压力为13.3 kPa，当其分压变为3.33 kPa所需时间是多少？59. 已知298K时： (1) 甲烷的燃烧热 = -890 kJmol-1 (2) CO2(g) 的生成焓 = -393 kJmol-1 (3) H2O(l) 的生成焓 = -285 kJmol-1 (4) H2(g) 的键焓 (H-H) = 436 kJmol-1 (5) C(石墨) 升华热 = 716 kJmol-1 求CH键的键焓。 60. 由二氧化硫制备三氧化硫的反应是工业上制备H2SO4的重要反应，已知 SO2(g) SO3(g) / k

21、Jmol-1 -296.8 -396.7 / kJmol-1 -300.2 -371.1求反应在25时的 及 ，并计算反应在25 时的平衡常数 及400下的平衡常数 。 四、问答题63. 已知水溶液中反应2Cu2+ 4I- 2CuI + I2的正反应速率表达式为：v= kCu2+I-， 问：(1) 若往体系中加入可溶性淀粉，反应速率、平衡常数和I-转化率分别如何变化？ (2) 若往体系中通入氨气又将如何变化？ (两个过程皆忽略体积的变化，同时设NH3与Cu2+ 的配位平衡的建立速率远大于上述反应速率)64.已知在298K，100 kPa下 PCl3(g) P(白) P(红) Cl2(g) /

22、kJmol-1 -287.0 0 -17.6 0 / JK-1mol-1 311.67 41.09 22.80 222.96 2P(s，白) + 3Cl2(g) 2PCl3(g) (1) 2P(s，红) + 3Cl2(g) 2PCl3(g) (2) 问：(1) (1) 和 (2) 哪个大? (2)温度升高时， (2) 是增大还是减小?为什么? (3)温度升高时，反应(2)的平衡常数 是增大还是减小?为什么? 练习（气体热力学动力学化学平衡）答案 一、选择题1. (A) 2. (B) 3. (D) 4. (C)5. (D)6. (B)7. (D)8. (C)9. (D)10 (B)11. (D)

23、 12. (D)13. (C)14.(B)15. (B) 16.(A)17. (B) 18.(C) 19. (B) 20. (C)21.(D)22.(B)23. (C) 24.(C) 25. (B) 26. (D)27. (A) 28. (B) 29. (A) 30. (A)31. (A) 32. (D) 33. (B) 34.(C)35.(A)36.(D) 二、填空题37. 92.5 JK-1mol-1；59.0；28.5 kPa 39. (1) 增加B的浓度 (2) 增加A的浓度 (3) 加压、降温、减小的C浓度 (4) 减压40. (1) ; (2) ; (3) ; 41. 435.7

24、43. 5.6 10-10 44. 166.545. 3，3，v= k(NO)2(Cl2) 46. 不 47. (2) (1) (3)48. 减小 减小 向右(NH3合成) 增大49. 化学反应条件的改变对E，k，K的影响活化能Ea速率常数k平衡常数K升高温度基本不变增大变化加正催化剂降低增大不变50. 167.8 kJmol-1 51. 1，0.5 52. (1) (2) (3) (4) 53. 理想气体；只做膨胀功 54. 2 55. 0.32三、计算题56. (1) Zn + 2HCl = ZnCl2+ H2 = p总 101.3-2.33 = 101.3 , = 1.95 (dm3)

25、V总 2.0 (101.3-2.33)2.00 (2) V总 = RT , = = 0.0813 (mol) 8.31293 产生 1 mol H2需要 1 mol Zn Zn 质量: 0.081365.4 = 5.32 (g) Zn 过量 57. (1) COCl2(g) CO(g) + Cl2(g) 平衡时压力/100 kPa 2.00(1-a ) 2.00a 2.00a pCO = = 200 = 200 = 8.00 10-9 a = = 6.32 10-5 (2) =-RTln = -8.314 10-3 373 ln(8.00 10-9) = 57.8 (kJmol-1) = +T

26、 = 57.8 + 373 0.1255 = 104.6 (kJmol-1)58. (1) 设环丁烯初始浓度变为(A)0，30分钟后为(A) (A)0= = 1.89 10-3 (moldm-3) lg(A) = lg(A)0- = lg (1.89 10-3) - 30 60 (A) = 1.3 10-3 moldm-3 (2) 当环丁烯分压变为3.33 kPa 时， 即 (A) = = 9.47 10-4 (moldm-3) lg 9.47 10-4= lg 1.89 10-3- t = 3.5 103s (3) 当环丁烯分压由13.3 kPa变为3.33 kPa时，所需时间为t= 7.0

27、 103s59. 由 (1) CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) = -890 kJmol-1 = (CO2, g) + 2 (H2O, l) (CH4, g) = -393 - 2 285 (CH4, g) = -890 (kJmol-1) (CH4, g) = -73 kJmol-1 2H2(g) + C(石) CH4(g) (CH4, g) = 2 436 + 716 4 (CH)= -73 (kJmol-1) (CH)= 415 kJmol-160. 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) = -396.7 2 - (-296.8 2) = -

28、199.8 (kJmol-1) = -371.1 2 - (-300.2 2) = -141.8 (kJmol-1)因为 = -RTln所以 ln = 所以 = 7.18 1024因为 = = -19.51= 3.10 10-20 所以 Kp2= 2.2 105四、问答题63. (1) 加入可溶性淀粉后，对反应速率没有影响，即反应速率不变，由于温度没有变化，所以平衡常数也没有变化，但由于淀粉与产物I2形成包合物，导致平衡右移，I-的转化率变大。 (2) 通入氨气后，由于形成 ，Cu2+ 减少，所以反应速率变小，同时平衡左移，导致I-的转化率下降。平衡常数没有变化。64. (1) (1) (2) (2) (2) 应增大，因为 (2)是负值 (3) (2) 应减小；因为 = -2.30RTlg ， (2) 增大， 必减小-第 9 页气体热力学动力学化学平衡练习及答案