16、无机化学万题库(计算题)(4-6)(4)

102．已知： SO2 (g) ＋

Θ

－

12O2 (g) ＝ SO3 (g)

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 －296.8 0 －395.7

Θ－－

Sm (298 K) / J · mol1 · K1 248.1 205.0 256.6

通过计算说明该反应自发进行的温度条件。**

103．碘钨灯发光效率高，使用寿命长，灯管中所含少量碘与沉积在管壁上的钨化合生成碘化

钨： W (s) ＋ I2 (g) ＝ WI2 (g) WI2 又可以扩散到灯丝周围的高温区，分解为钨蒸气沉积在钨丝上。已知： WI2 (g) W (s) I2 (g)

Θ－

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 －8.37 0 62.24

Θ－－

Sm (298 K) / J · mol1 · K1 250.4 33.5 260.0

Θ

⑴ 计算上述反应在623 K 时的ΔrGm 。

⑵ 计算上述反应的逆反应能够自发进行的最低温度是多少？***

Θ－

104．已知25℃时，下列反应 2 NO (g) ＋ O2 (g) ＝ 2 NO2 (g) 的ΔrGm＝－69.7 kJ · mol1 ， 试判断当 NO 、O2 和NO2 的分压分别为 20.27 kPa 、10.13 kPa 和70.93 kPa 时，上

述反应自发进行的方向。**

105．在容积为10 dm3 的容器中有 4.0 mol 的N2O4 、1.0 mol 的NO2 。已知298 K时反应：

Θ

N2O4 (g) ＝ 2 NO2 (g) 的 K＝ 0.24 ，通过计算判断此时该反应的方向。**

－

106．373.15 K 和101.325 kPa 下，水的汽化热为40.6 kJ·mol1 ，计算该条件下 1 mol 水

完全气化时体系和环境的热力学能的改变量。**

107．液态苯完全燃烧的反应式为： 2 C6H6 (l) ＋15 O2 (g) ＝ 12 CO2 (g) ＋ 6 H2O (l)

298 K 时，在弹式量热计中，将5.0 g 液态苯完全燃烧放热209.2 kJ 。计算该反应的

ΘΘ

ΔrUm和Δ rHm。（苯的式量为 78 ）**

108．已知下列过程的热力学数据： C2H5OH (l) ＝ C2H5OH (g)

Θ－

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 －277.6 －235.3

Θ－－

Sm (298 K) / J · mol1 · K1 161 282

试估算乙醇的正常沸点 。***

109．在298 K 、标准状态下，HgO (s) 在开口容器中加热分解，若吸热22.71 kJ 可生成Hg

Θ

(l) 50.10 g ，求该反应的Δ rHm。若在密闭容器中反应，生成同样量的Hg (l) ，需吸收

热量多少？（Hg 的原子量为200.6）**

Θ

110．已知 310 K 时，生物体内的ATP与水反应生成ADP 和磷酸盐（简写为Pi）的Δ rGm1

－Θ

＝－30.5 kJ · mol1 ；ADP 进一步与水反应生成 AMP 和磷酸盐的Δ rGm2＝－31.1

44

kJ · mol1 。试计算反应 ATP ＋ AMP ＝ 2 ADP 在标准状态和该温度下自发进行的方向。***

－

Θ－

111．在298 K 和标准状态下，丙烯加氢生成丙烷的反应热Δ rHm ＝ －123.9 kJ · mol1 ，

－Θ

丙烷的恒容燃烧热 QV ＝ －2213.0 kJ · mol1 。已知Δ f Hm (CO2 ，298 K) ＝－393.5

－Θ－

kJ · mol1，Δ f Hm (H2O ，l ，298 K) ＝－286.0 kJ · mol1 ，计算：

Θ

⑴ 丙烯的标准摩尔燃烧焓Δ cHm (298 K) ；

Θ

⑵ 丙烯的标准摩尔生成焓Δ f Hm (298 K) 。****

112．在101.3 kPa 下，甲醇 CH3OH 的沸点为 338 K ，1 mol 甲醇在沸点时完全气化的焓

Θ－Θ

变为Δ rHm ＝ 35.3 kJ · mol1 ，计算该过程的标准摩尔熵变Δ rSm。**

113．已知反应： Al (s) ＋

Θ

－1

－1

32Cl2 (g) ＝ AlCl3 (s)

Sm (298 K) / J · mol · K 28.33 222.96 110.67

Θ－Θ

且Δ f Gm ( AlCl3 ，s) ＝ －628.86 kJ · mol1 。 计算 298 K 时反应的 Δ rSm 和

Θ

Δ f Hm ( AlCl3 ，s) 。***

114．已知反应Cu2O (s)＋

Θ

12O2 (g)＝2 CuO (s) 在 300 K 时的ΔrGm ＝－107.9 kJ · mol

Θ

－

Θ

－1

，

在 400 K 时的ΔrGm ＝－95.4 kJ · mol1 。计算该反应在298 K 时的Δ rHm和Δ rSm。Θ

在500 K 时 ，ΔrGm将变为多少？***

Θ

115．已知反应及其热力学数据： CO2 (g) ＋ 2 NH3 (g) ＝ CO (NH2)2 (s) ＋ H2O (l)

Θ－

Δ f Hm (298 K) / kJ · mol1 －393.5 －46.1 －333.5 －285.8 Θ－－Sm (298 K) / J · mol1 · K1 213.6 192.3 104.6 69.9 通过计算判断在298 K和标准状态下，上述合成尿素的反应是否能自发进行？*** 116．N2H4 和 H2O2 的混合物可作为火箭燃料 ，它们的反应如下 ：

N2H4 (g) ＋ 2 H2O2 (g) ＝ N2 (g) ＋ 4 H2O (g)

Θ－

⑴ 若已知 N2H4 (g) 的Δ f Hm ＝95.8 kJ · mol1 ，

Θ－

反应 H2 (g) ＋ H2O2 (g) ＝ 2 H2O (g) 的Δ rHm＝－348.6 kJ · mol1

Θ

求上述反应的Δ rHm＝ ？

⑵ 已知键能 E (H－H)＝436 kJ · mol1 ，E (H－O)＝465 kJ · mol1 ，

求 H2O2 中 O－O 键的E (O－O) 。****

－

117．298 K 时 ，水的蒸发热为 43.93 kJ·mol1 。计算蒸发 1 mol 水时的 Q p ，W ，和 ΔU 。***

－

－

45

118．298 K 时，反应 N2 (g) ＋ 3 H2 (g) ＝ 2 NH3 (g) 在恒容量热器内进行，生成 2 mol NH3

Θ

时放热82.7 kJ ，试计算反应的Δ rHm 。**

119．450 g 水蒸气在1.013×105 Pa 和100℃下凝结成水 。已知在100℃时水的蒸发热为

－

2.26 kJ·g1 。试计算此过程的 W ，Q ，ΔH 和 ΔU 。***

120．已知下列热力学数据 ，试计算298 K时下列反应的反应热 。 化合物 Δ f Hm / kJ · mol1 Θ－NO2 (g) 33.18 H2O ( l ) H2O ( g ) HNO3( l ) NO (g) 90.25 CuO (s) －157.3 －285.83 －241.82 －173.23 ⑴ 3 NO2 (g) ＋ H2O ( l ) → 2 HNO3( l ) ＋ NO (g) ⑵ CuO (s) ＋ H2 (g) → Cu (s) ＋ H2O (g) **

121．在一只弹式量热计中燃烧0.20 mol H2 (g) 生成 H2O ( l ) ，使量热计温度升高 0.88 K ，

当 0.010 mol 甲苯在此量热计中燃烧时 ，量热计温度升高 0.615 K ，若甲苯的燃烧反

Θ

应为 C7H8 ( l ) ＋9 O2 (g) → 7 CO2 (g) ＋ 4 H2O ( l ) 。试计算该反应的Δ rHm 。

Θ－

（已知Δ f Hm (H2O , l )＝－285.8 kJ · mol1 ）****

122．已知下列各反应的热效应 ：

Θ－

⑴ Fe2O3 (s) ＋ 3 CO (g) → 2 Fe (s) ＋ 3 CO2 (g) Δ rHm1 ＝－27.61 kJ · mol1

Θ－

⑵ 3 Fe2O3 (s) ＋ CO (g) → 2 Fe3O4 (s) ＋ CO2 (g) Δ rHm2 ＝－58.58 kJ · mol1

Θ－

⑶ Fe3O4 (s) ＋ CO (g) → 3 FeO (s) ＋ CO2 (g) Δ rHm3 ＝38.07 kJ · mol1

Θ

求下面反应的反应热Δ rHm ：

⑷ FeO (s) ＋ CO (g) → Fe (s) ＋ CO2 (g) ***

123．已知298 K时的下列热力学数据 ： Δ f Hm / kJ · mol1 Θ－H2O (g) －241.82 －228.59 CO (g) －110.52 －137.15 Δ f Gm/ kJ · mol1 Θ － 产生水煤气的反应为

C (s) ＋ H2O (g) ＝ CO (g) ＋ H2 (g)

各气体的分压均处在1.013×105 Pa 下体系达到平衡 ，试计算体系的温度 。*** 124．已知298 K时的下列热力学数据 ：

ΘΘ－

Δ f Hm (Sn , 白)＝ 0 ， Δ f Hm (Sn , 灰)＝ －2.1 kJ · mol1 ，

Θ－－Θ－－

Sm(Sn , 白)＝ 51.5 J · mol1 · K1 ， Sm(Sn , 灰)＝ 44.3 J · mol1 · K1 ， 求 Sn (白) Sn (灰) 的相变温度 。***

46

125．在373 K 时 ，水的蒸发热为 40.58 kJ·mol1 。试计算在 1.013×105 Pa ，373 K 下， 1 mol 水气化过程的 ΔH 、W 、ΔU 、ΔS 和 ΔG（假定水蒸气为理想气体 ，液态

水的体积可忽略不计）*** 126．制水煤气的基本反应为 ： C (s) ＋ H2O (g) ＝ CO (g) ＋ H2 (g) CO (g) ＋ H2O (g) ＝ CO2 (g) ＋ H2 (g) 已知有关热力学数据为 CO (g) CO2 (g) H2O (g)

Θ－

Δ f Hm / kJ · mol1 －110.5 －393.5 －241.8

－

若 C 有95％转化为 CO ，5％转化为 CO2 ，则 1 dm3 此种水煤气燃烧产生的热量是多

少 ？（燃烧的产物都是气体）****

127．在一氧弹式量热计中将 2.456 g 正癸烷[C10H22 ( l ) ] 完全燃烧 ，使量热计中的水温由

－

296.32 K 升至 303.51 K 。已知量热计的热容为 16.24 kJ·K1 ，试计算正癸烷的燃烧热 。***

128．阿波罗登月火箭用 N2H4( l ) (式量为32)作燃料，用 N2O4( g ) 作氧化剂，燃烧后产生

N2( g ) 和H2O ( l ) 。试计算燃烧 1.0 kg N2H4 ( l ) 所放出的热量 ，反应在 300 K ， 101.3 kPa 下进行 ，需要多少升 N2O4( g ) ？已知 ：

N2H4( l ) N2O4( g ) H2O( l )

Θ－

Δ f Hm / kJ · mol1 50.6 9.16 －285.8 ***

129．已知下列数据 ： ⑴ Zn (s) ＋

12O2 (g) ＝ ZnO (s) Δ rHm1＝ －348.0 kJ · mol

Θ

Θ

－1

⑵ S (斜方) ＋ O2 (g) ＝ SO2 (g) Δ rHm2＝ －296.9 kJ · mol1

－

⑶ SO2 (g) ＋

12O2 (g) ＝ SO3 (g) Δ rHm3＝ －98.3 kJ · mol1

Θ

－

Θ

－

⑷ ZnSO4 (s) ＝ ZnO (s) ＋ SO3 (g) Δ rHm4＝ 235.4 kJ · mol1 试计算 ZnSO4 (s) 的标准摩尔生成热 。**

－

130．已知 CS2 ( l ) 在 101.3 kPa 和沸点温度（319.3 K）气化时吸热 352 J·g1 ，试计算

ΘΘ

1 mol CS2 ( l ) 在沸点温度气化过程的Δ rHm 和Δ rSm 。（CS2 式量 76.15 ）*** 131．常温常压下 B2H6 (g) 燃烧反应为 ：

Θ－

B2H6 (g) ＋ 3 O2 (g) ＝ B2O3 (s) ＋ 3 H2O( l ) Δ rHm＝－2165 kJ · mol1 相同条件下 1 mol 单质硼燃烧生成 B2O3 (s) 时放热 636 kJ ，H2O( l ) 的标准生成热为

－

－285.8 kJ · mol1 ，试计算 B2H6 (g) 的标准生成热 。**

132．已知298 K时下列热力学数据 ：

47

Δ f Hm / kJ · mol1 Θ－CaSO4 (s) －1432.7 107.0 CaO (s) －635.1 39.75 SO3 (g) －395.72 256.65 Sm/ J · mol1 · K1 Θ－－通过计算说明能否用CaO (s) 吸收高炉废气中的SO3气体以防止SO3污染环境？***

133．已知下列键能数据 ： 化学键 E / kJ · mol1 －N≡N 945 N－Cl 201 N－H 389 Cl－Cl 243 Cl－H 431 ΘH－H 436 ⑴ 计算反应 2 NH3 (g) ＋ 3 Cl2 (g) ＝ N2 (g) ＋ 6 HCl (g) 的Δ rHm ； ⑵ 由标准生成热判断 NCl3 (g) 和 NH3 (g) 的相对稳定性 。***

Θ－－Θ－

134．已知 ： Sm(石墨)＝ 5.740 J · mol1 · K1 ， Δ f Hm (金刚石)＝ 1.897 kJ · mol1 ，

Θ－

Δ f Gm (金刚石)＝2.900 kJ · mol1 。通过计算比较石墨和金刚石的相对有序程度。*** 135．已知298 K时下列热力学数据 ：

SbCl5 (g) SbCl3 (g)

Θ－

Δ f Hm / kJ · mol1 －394.3 －313.8

Θ－

Δ f Gm / kJ · mol1 －334.3 －301.2 通过计算说明反应 SbCl5 (g) ＝ SbCl3 (g) ＋ Cl2 (g) ⑴ 在常温下能否自发进行 ？

⑵ 在 500℃ 时能否自发进行 ？***

136．已知下列反应在298 K时的热力学数据：

Ag2CO3 (s) ＝ Ag2O (s) ＋ CO2 (g)

Θ－

Δ f Hm / kJ · mol1 －505.8 －31.05 －393.5

Θ－－Sm / J · mol1 · K1 167.4 121.3 213.7

试通过计算讨论该反应能够自发进行的温度条件 。***

－－－

137．已知 KBr 的晶格能为 677.8 kJ · mol1 ，标准摩尔溶解焓为 20.9 kJ · mol1 ，Br的标

－＋

准摩尔水合焓为 －318 kJ · mol1 ，计算 K 的标准摩尔水合焓。**

Θ

138．由下列数据计算丙烷的标准摩尔生成焓Δ f Hm(C3H8) ：

Θ－

① C3H8 (g) ＋ 5 O2 (g) → 3 CO2 (g) ＋ 4 H2O ( l ) Δ rHm1 ＝ －2220 kJ · mol1 ，

② H2 (g) ＋

12O2 (g) → H2O ( l ) Δ rHm2 ＝ －286.0 kJ · mol

ΘΘ

－1

， 。

③ C (s) ＋ O2 (g) → CO2 (g) Δ rHm3 ＝ －393.5 kJ · mol

***

48

－1

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