16、无机化学万题库(计算题)(4-6)(2)

和0.010 MPa ，求这种条件下反应的ΔrGm 。**

37．高纯锡在 600 K 熔铸，有下面反应发生：

Θ－

Sn (l) ＋ O2 (g) ＝ SnO2 (s) ΔrGm ＝ －418 kJ · mol1

为了避免 SnO2 的生成，拟用 Ar 作保护气体 。通常在 Ar 中O2 的分压为 0.10 Pa ，

试通过计算说明熔铸锡时使用Ar 是否能起到保护Sn 的作用？***

38．反应 CCl4 (l) ＋ H2 (g) ＝ HCl (g) ＋ CHCl3 (l)

Θ－Θ－－

Δ rHm ＝ －90.3 kJ · mol1 ，Δ rSm ＝ 41.5 J · mol1 · K1 ， 通过计算说明下述情况中哪一种反应的自发性较大？

⑴ 标态下 ⑵ p (H2) ＝ 1.0 MPa p (HCl) ＝ 0.010 MPa **

39．以白云石为原料，用Si 作还原剂来冶炼 Mg ，在1450 K 下发生的主反应为： CaO (s) ＋ 2 MgO (s) ＋ Si (s) ＝ CaSiO3 (s) ＋ 2 Mg (g)

Θ－

ΔrGm ＝ －126 kJ · mol1 ，试计算反应器内蒸气压升高到多少，反应将不能自发进行？ **

40．用羰基法提纯镍时，由粗镍生成羰基镍（沸点316 K ），常控制操作温度为320～350 K，

羰基镍在温度稍高（450～470 K）时分解出纯镍。试根据下列热力学数据进行必要的计算后，讨论上述工艺过程的合理性。

Θ－Θ－－

已知：298.15 K 时，Ni (CO)4 的Δ f Hm ＝－603 kJ · mol1， Sm＝ 402 J · mol1 · K1，

Θ－－Θ－

Ni (s) 的Sm＝ 30 J · mol1 · K1 ， CO (g) 的 Δ f Hm ＝－110.5 kJ · mol1，

Θ－－

Sm＝ 197.5 J · mol1 · K1 。***

－－

41．已知 NaF 和 NaCl 的晶格能分别为 894 kJ · mol1 、768 kJ · mol1，F2 和 Cl2 的离解

－－－

焓分别为 159 kJ · mol1 、242 kJ · mol1 ，F 和 Cl 的电子亲合能分别为 340 kJ · mol1 、 365 kJ · mol1 。求 NaCl (s) ＋

－

12F2 (g) ＝ NaF (s) ＋

12Cl2 (g) 的Δ rHm 。***

Θ

42．分子量为46的某纯液体，在60.0℃时蒸气压为46.5 kPa ，在70.0℃时蒸气压为72.0

kPa ，试求：⑴ 液体的正常沸点 ⑵ 沸点时的摩尔蒸发熵变 。***

43．已知298 K 时的下列热力学数据：

C (s) CO (g) Fe (S) Fe2O3 (s)

Θ－

Δ f Hm/ kJ · mol1 0 －110.5 0 －822.2

Θ－－

Sm/ J · mol1 · K1 5.74 197.56 27.28 90 假定上述热力学数据不随温度而变化，试估算 Fe2O3 能用 C 还原的温度。***

44．根据下列热力学数据，计算按照下面式子制取HCl的反应能够开始的近似温度：

34

2 Cl2 ＋ 2 H2O ＝ 4 HCl ＋ O2

已知： HCl (g) O2 (g) H2O (g) Cl2 (g)

Θ－

Δ f Hm/ kJ · mol1 －92.30 0 －241.84 0

Θ－－

Sm/ J · mol1 · K1 186.77 205.06 188.74 222.97 ***

ΘΘ

45．若将反应 N2 (g) ＋ 3 H2 (g) ＝ 2 NH3 (g) 的Δ rHm 和Δ rSm 视为不随温度而变化，且反应是在标准状态下进行，试由下列热力学数据计算反应自发进行的温度条件。 已知： N2 H2 NH3

Θ －

Δ f Hm/ kJ · mol1 0 0 －46.19

Θ－－

Sm/ J · mol1 · K1 191.5 130.6 192.5 ***

46．当甲烷在煤气灯上燃烧时，它与空气中的氧化合生成二氧化碳与水蒸气。假设煤气灯经过

调节，使空气量五倍于甲烷燃烧时所需要的空气量。计算在这些条件下煤气灯所能达到的最高温度（℃）。计算中可作下列假定： ① 空气与甲烷在20℃时进入煤气灯；

② 空气由 N2 和 O2 组成，摩尔比为 4?1 ；

③ 在甲烷燃烧过程中放出的热量完全用于提高燃烧产物和过量空气的温度；

－－

④ 已知气体的比热 / J·g1·℃1 分别是：CO2 0.845 、H2O 1.866 、O2 0.874 、N2

Θ－

1.042 ；生成热：Δ f Hm / kJ · mol1 分别是：CO2 －393.5 、H2O －241.8 、CH4 －74.8 ；分子量分别是：CO2 44.0 、H2O 18.0 、O2 32.0 、N2 28.0

****

47．在标准状况下，有100升水煤气，该水煤气是H2 、CO 、CO2 和N2的混合气体。现通

入60升氧气燃烧。燃烧后，同样在标准状况下，测得的体积是65升，将它和NaOH 水溶液一起振荡后，体积变为20升。上述100升水煤气燃烧的放热量是1143.5 kJ 。已知：

－－

H2 的燃烧热为285.77 kJ · mol1 ，CO的燃烧热为282.84 kJ · mol1 。求该水煤气中各组分气体的分体积。***

Θ－

48．已知：① 4 NH3 (g) ＋ 5 O2 (g) → 4 NO (g) ＋ 6 H2O (l) Δ rHm＝－1170 kJ · mol1

Θ－

② 4 NH3 (g) ＋ 3 O2 (g) → 2 N2 (g) ＋ 6 H2O (l) Δ rHm＝－1530 kJ · mol1

Θ

试计算NO的生成焓Δ f Hm。**

49．在298.15 K时于弹式量热计中使1.0000 g 正辛烷（C8H18 ，l ，分子量 114）完全燃烧，

测得此反应热效应为－47.79 kJ（对1.0000 g 正辛烷C8H18 液体而言）。写出正辛烷完全燃烧的反应方程式，计算1 mol正辛烷完全燃烧的QV 和 Q P 。**

－

50．已知乙醇（C2H5OH）在351 K 和101.325 kPa 时的蒸发热为39.2 kJ · mol1 ，试计算1

Θ

mol 的C2H5OH (l) 在该蒸发过程中的体积功 W 和ΔrUm 。**

35

51．在25℃、101.3 kPa 下，CaSO4 (s) ＝ CaO (s) ＋ SO3 (g) ，已知该反应的Δ rHm＝ 402

－Θ－－

kJ · mol1 ，Δ rSm ＝ 189.6 J · mol1 · K1 ，通过计算回答： ⑴ 在25℃ 时，上述反应能否自发进行？

⑵ 对于上述反应，是升温有利还是降温有利？

⑶ 计算使上述反应自发进行所需的温度条件。***

Θ－Θ－－

52．已知298 K 时： Δ f Hm/ kJ · mol1 Sm/ J · mol1 · K1 NH3 (aq) －80.29 111.3 H2O ( l ) －285.83 69.91 NH?(aq) －132.51 113.4 4 OH(aq) －229.99 －10.75

－

计算下列反应： NH3 (aq) ＋ H2O ( l ) ＝ NH4+ (aq) ＋ OH(aq)

在298 K 和373 K 时的解离常数 Kb。***

53．在500 K ,101.325 kPa 下，使等摩尔的CO2 与H2 发生如下反应，根据热力学原理计算

反应在此温度下的最大转化率 。

CO2 (g) ＋ H2 (g) ＝ CO (g) ＋ H2O (g)

已知298 K 时下列物质的热力学数据：

Θ－Θ－－

Δ f Hm/ kJ · mol1 Sm/ J · mol1 · K1 CO2 (g) －393.5 218.6 H2 (g) 0 130.6 CO (g) －110.5 197.9

H2O (g) －241.8 188.7 ****

54．氧化银受热分解： 2 Ag2O (s) ＝ 4 Ag (s) ＋ O2 (g) ，

Θ－Θ－

已知 Ag2O (s) 的Δ f Hm ＝ －30.6 kJ · mol1 ，Δ f Gm＝ －11.2 kJ · mol1 ，求： ⑴ 在298 K 时 Ag2O－Ag 体系的氧气分压 ；

⑵ Ag2O 的热分解温度（设在分解温度下氧气分压为 101.325 kPa ）***

55．在673 K 时，合成氨反应 N2 (g) ＋ 3 H2 (g) ＝ 2 NH3 (g) ， N2与H2以1?3 的

体积比于密闭容器中反应，达到平衡时，氨的体积百分数为40％。

Θ

⑴ 求该反应的ΔrGm 。

Θ

⑵ 该温度下的K 。

⑶ 平衡时体系的总压力是多少？ *** 已知： N2 (g) H2 (g) NH3 (g)

Θ－

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 0 0 －46.11

Θ－－Sm (298 K) / J · mol1 · K1 191.50 130.574 192.34

36

?－

Θ

56．已知反应 Cu2O (s) ＝ 2 Cu (s) ＋

12O2 (g)

⑴ 计算该反应的最低分解温度 ；

⑵ 计算 1000 K 时，该反应体系中氧气的平衡分压 。 ***

有关热力学数据： O2 (g) Cu (s) Cu2O (s)

Θ－

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 0 0 －168.6

Θ－－Sm(298 K) / J · mol1 · K1 205.03 33.15 93.14

57．298 K，101.325 kPa 下，下列反应 MgO (S) ＋ SO3 (g) ＝ MgSO4 (s)

Θ－Θ－－

的Δ rHm ＝ －287.6 kJ · mol1 ，Δ rSm ＝ －191.9 J · mol1 · K1 ，问： ⑴ 在该条件下上述反应能否自发进行？

⑵ 对该反应来说，是升温有利还是降温有利？

⑶ 计算使上述反应逆向进行所需的温度条件。***

58．反应：

Θ

－

－

12I2 (g) ＋

12H2 (g) ＝ HI (g)

已知： Sm/ J · mol1 · K1 260.6 130.6 206.5

Θ －

Δ f Gm/ kJ · mol1 19.4 0 2.1

Θ

求：⑴ 298 K 时的 K 。

Θ

⑵ Δ rHm

⑶ 标准状态下，300℃时此反应能否自发进行？ ***

59．已知反应 CaCO3 (s) ＝ CaO (s) ＋ CO2 (g) 在845℃高温下刚好反应能自发进行，求反

Θ

应在298 K 时的Δ rSm及298 K时CO2 的平衡分压 p (CO2) 。 热力学数据： CaCO3 (s) CaO (s) CO2 (g)

Θ－

Δ f Hm / kJ · mol1 －1206.9 －635.1 －393.5

ΘΘ

假定Δ rHm、Δ rSm不随温度而变化。***

Θ－

60．已知：① C (s) ＋ O2 (g) ＝ CO2 (g) Δ rHm1(298 K) ＝ －393.509 kJ · mol1 ，

Θ－

② Si (s) ＋ CO2 (g) ＝ SiC (s) ＋ O2 (g) Δ rHm2(298 K) ＝ 328.2 kJ · mol1 ，

Θ

计算Δ f Hm (SiC ，s，298 K) 。**

61．已知： C2H2 (g) O2 (g) CO2 (g) H2O (l)

Θ－

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 226.73 0 －393.5 －285.8 计算C2H2 的燃烧焓 。**

62．汽车尾气的两种主要成分 CO 和 NO 能否在常温和标准压力下自发反应生成 CO2 和

N2 ? 试根据下列热力学数据计算后作出判断。**

37

CO ＋ NO ＝ CO2 ＋

Θ

－

12N2

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 －110.5 90.25 －393.5 0

Θ－－Sm (298 K) / J · mol1 · K1 197.7 210.8 213.7 191.6

63．制备半导体材料时发生如下反应，其相应的热力学数据如下：

SiO2 (s) ＋ 2 C (s) ＝ Si (s) ＋ 2 CO (g)

Θ－

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 －903.5 0 0 －110.5

Θ－

Δ f Gm (298 K) / kJ · mol1 －850.7 0 0 －137.2 试通过计算回答：⑴ 标准状态下，298 K 时，反应能否自发进行？

⑵ 标准状态下，反应自发进行的温度条件如何？***

64．已知下列反应与其相应的热力学数据：

2 NO (g) ＋ O2 (g) ＝ 2 NO2 (g)

Θ－

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 90.25 0 35.98

Θ－－

Sm (298 K) / J · mol1 · K1 210.8 205.1 240.06

ΘΘΘ

若 p (O2) ＝ p ，p (NO) ＝ 0.01 p ，p (NO2) ＝ 0.001 p ，通过计算说明373 K 下

该反应能否自发进行？***

65．已知下列反应与其相应的热力学数据：

PCl5 (g) ＝ PCl3 (g) ＋ Cl2 (g)

Θ－

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 －374.9 －287.0 0

Θ－－

Sm (298 K) / J · mol1 · K1 364.6 311.78 222.9 通过计算说明：① 反应在298 K、标准状态下能否自发进行？ ② 标准状态下，反应自发进行的温度条件如何？

Θ

③ 标准状态下，600 K 时反应的 K＝？***

66．已知下列反应与其相应的热力学数据：

CuS (s) ＋ H2 (g) ＝ Cu (s) ＋ H2S (g)

Θ－

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 －53.1 0 0 －20.63

Θ－

Δ f Gm (298 K) / kJ · mol1 －53.6 0 0 －33.56 通过计算说明，在标准状态下： ⑴ 298 K 时反应热为多少？

Θ

⑵ 298 K 时反应的 K为多少？

Θ

⑶ 反应的Δ rSm (298 K) 是多少？**

67．已知下列反应与其相应的热力学数据：

Ca (OH)2 ＋ CO2 (g) ＝ CaCO3 (s) ＋ H2O (l)

Θ－

Δ f Gm (298 K) / kJ · mol1 －898.5 －394.4 －1128.8 －237.1

38

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