1、1第二章 思 考 题 1. 下列说法是否正确? （1）质量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，与反应的浓度无关。（3）反应活化能越大，反应速率也越大。（4）要加热才能进行的反应一定是吸热反应。2. 以下说法是否恰当，为什么? （1）放热反应均是自发反应。不一定（2）rSm 为负值的反应均不能自发进行。不一定（3）冰在室温下自动溶化成水，是熵起了主要作用的结果。是3由锡石(SnO2)生产金属锡，要求温度尽可能低。可以单独加热矿石(产生 O2)，或将锡石与碳一起加热(产生 CO2)，或将锡石与氢气一起加热(产生水蒸气)。根据热力学原理，应选用何种方法?（氢气一起加热）4. 已
2、知下列反应的平衡常数：H2(g) + S(s) H2S(g)；S(s) + O2(g) SO2(g)； 则反应：H2(g) + SO2(g) O2(g) + H2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个。(1) - (2) (3) / (4) / 5. 区别下列概念：(1) 与 (2) 与 (3) J 与 J c、 Jp (4) K 与 Kc 、K p26. 评论下列陈述是否正确? （1）因为 （T）=-RTlnK ，所以温度升高，平衡常数减小。不一定（2） （T） i (298.15)(生成物) + i (298.15)(反应物)（3）CaCO3 在常温下不分解，是因为其分解反应是吸热反应；在高温
3、(T1173K)下分解，是因为此时分解放热。7. 向 5L 密闭容器中加入 3molHCl(g)和 2molO2(g)，反应：4HCl(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2Cl2(g)的 -114.408 kJmol-1 ，在723K 达到平衡，其平衡常数为 K。试问：（1）从这些数据能计算出平衡常数吗? 若不能，还需要什么数据?不能（须知道转化率或平衡分压或反应的熵）（2）标准态下，试比较 723K 和 823K 时 K的大小。（K （723K） K（823K）（3）若下列两反应的平衡常数分别为 和2H2O(g) 2H2(g) + O2(g) 2HCl(g) H2(g) + 2Cl2
4、(g) 那么，K 与 和 之间有什么关系(以式子表示)? ( )2/8对于可逆反应：C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)； 0下列说法你认为对否? 为什么? （1）达平衡时各反应物和生成物的分压一定相等。3（2）改变生成物的分压，使 J 0 将 Cl2，H2O，HCl，O2 四种气体混合后，反应达平衡时，若进行下列各项操作，对平衡数值各有何影响(操作项目中没有注明的是指温度不变、体积不变)?操作项目 平衡数值 (1) 加 O2 H 2O 的物质的量-(2) 加 O2 HCl 的物质的量(3) 加 O2 O 2 的物质的量-4(4) 增大容器的体积 H 2O 的物质的量(5)
5、减小容器的体积 Cl 2 的物质的量-(6) 减小容器的体积 Cl 2的分压-(7) 减小容器的体积 K 不变(8) 升高温度 K -(9) 升高温度 HCl 的分压-(10) 加催化剂 HCl 的物质的量 不变11. 设有反应 A(g) + B(g) 2C(g), A、B、C 都是理想气体，在25、1105Pa 条件下，若分别按下列两种过程变化，那么变化过程的Q、W、 、 、 、 各是多少？(1)体系放热 41.8kJmol-1,而没有做功；(2)体系做了最大功，放出 1.64kJmol-1 的热。过程Q W 体积W 非体积 -41.8 -0 0- -41.8 - -41.8 5.5- -4
6、0.16-1.64 -0 -40.16 -41.8 -41.8 -5.5 -40.16 解: ( 提示 :在等温等压下,体系 的减小等于体系素做的最大非体积功)由于体系的 H、U、S、G 都是状态函数，其改变量与过程的途径无关，所以以上 2 个过程的 、 、 、 是相同的。5由(1)可知，W 0，Q-41.8kJmol -1,根据热力学第一定律：Q p+W +p(V2-V1)= +nRT因为 n0，所以 Q-41.8 kJmol -1由(2)可知，体系作了最大非体积功，且放出 1.64 kJmol-1 的热。根据 Q+W 非体积 可知：-41.8kJmol-1-1.64 kJmol -1+W
7、非体积所以：W 非体积 -40.16 kJmol -1因为： -T -41.8 kJmol -1-298.15K-40.16 kJmol -1所以： -5.50Jmol -1K-112. 能否用 K来判断反应自发性? 为什么? 不能13. 若基元反应 A 2B 的活化能为 Ea, 而其逆反应活化能为 Ea, 问(1) 加催化剂后，Ea 和 Ea各有何变化?等值降低(2) 加不同的催化剂对 Ea 的影响是否相同? Ea 值不同(3) 提高反应温度，Ea、Ea各有何变化?不变(4) 改变起始浓度，Ea 有何变化? 不变*14. 状态函数 p、T、V、U、H、S、 G 中哪些具有加和性（指其值6与体
8、系中物质的量有关）? V、U、H、S、G习 题作业： P60622./3./6./8./11./13./15./18.1. 应用公式 （T）= （T ）- T （T）, 计算下列反应的值，并判断反应在 298.15K 及标准态下能自发向右进行。8Al(s) + 3Fe 3O4(s) 4Al2O3(s)+ 9Fe(s)(提示： )1 31347.6298.5216.02800rmrmrmGHTSkJolKkJmolK 该 反 应 能 自 发 地 向 右 进 行 。#2. 通过计算说明下列反应：2CuO(s) Cu 2O(s) + 1/2O2(g)(1) 在常温(298K)、标准态下能自发进行?(
9、2) 在 700K 时、标准态下能否自发进行?（提示：（1）113.40rmGkJol该 反 应 在 此 条 件 下 不 能 自 发 地 向 右 进 行 。7（2） ）1 31(70)146.701.4508rmrmrGKHTSkJol kJmolK 该 反 应 在 此 条 件 下 不 能 自 发 地 向 右 进 行 。#3. 碘钨灯可提高白炽灯的发光效率并延长其使用寿命。其原理是由于灯管内所含少量碘发生了如下可逆反应, 即 W(s) + I2(g) WI2(g) 当生成的 WI2(g)扩散到灯丝附近的高温区时，又会立即分解出 W 而重新沉积至灯管上。已知 298.15K 时： W(s) WI
10、 2(g)/(kJmol-1) 0 -8.37/(Jmol-1K-1) 33.5 251(1) 若灯管壁温度为 623K，计算上式反应的(623K)(2) 求 WI2(g)在灯丝上发生分解所需的最低温度。（提示：（1） 1 31()70.8623(4.210)4390rmrmrmGTHTSkJolKkJmolK （2） ）()1639() 1639rmrmrmrTTSHKSg K2WI在 灯 丝 上 的 最 低 分 解 温 度 为4. 写出下列反应的平衡常数 K c 、K p、 K 的表达式:8(1) CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)(2) NH3(g) 1/2N2
11、(g) + 3/2H2(g)(3) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)(4) Al2O3(s) + 3H2(g) 2Al(s) + 3H2O(g)(注意：固体和溶剂液体不计入平衡常数)5. 298.15K 时，下列反应：2H 2O2(l) 2H2O(l) + O2(g)的 = -196.10 kJmol-1 , = 125.76 Jmol-1K-1, 试分别计算该反应在 298.15K 和 373.15K 的 K值。（提示： ）1()298.1523.60(37)4ln.lg298.1537rmrmrrmGTHTSkJolKRRTKK403所 以 ：（ ） =0（ ）#6. 试判
12、断下列反应 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) (1) 在 298.15K、标准态下能否自发进行?(2) 计算 298.15K 时该反应的 K值。（提示： ）1(1):32.900()ln2.3lg298.15.8rmrGkJolTRKRTKK5该 反 应 在 此 条 件 下 能 自 发 进 行（ ） ：所 以 ：（ ） =097. 将空气中的 N2(g)变成各种含氨的化合物的反应叫做固氮反应。根据计算下列 3 种固氮反应的 及 K，并从热力学角度选择那个反应最好?N 2(g) + O2(g) 2NO(g)2N 2(g) + O2(g) 2N 2O(g)N 2(g) + 3H2(g)
13、 2NH 3(g)（提示： ）123()ln2.03lg:4.8():.rmGTRKRTKK-3175=0由 以 上 计 算 可 知 ， 选 择 合 成 氨 固 氮 最 好 。#8. 求下列反应的 、 、 ，并用这些数据分析利用该反应净化汽车尾气中 NO 和 CO 的可能性。CO(g) + NO(g) CO 2(g) + 1/2N2(g)（提示: ）1137.984. 0rmrmHkJmolSKGl由 计 算 可 知 此 反 应 能 用 于 尾 气 净 化 。9. 设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到 1300, 试估算此温度时下列反应 1/2N 2(g) + 1/2O2(g) NO(g)的
14、和 K值。10（提示： ）13()()4.80rmrmrmrGHTSkJolK（ 573.） （ 298.5K） （ 298.15K）=0.9（ K） =-RTn171573.10. 在 699K 时，反应 H2(g) + I2(g) 2HI(g)的 Kp = 55.3,如果将2.00molH2 和 2.00molI2 作用于 4.00L 的容器内，问在该温度下达到平衡时合成了多少 HI? （提示： 22()905.74()()()gkPaHgIHIgA22由 ： pV=nRT计 算 出 H和 I的 起 始 分 压 均 为 ：对 于 反 应 ：平衡分压kPa 2905.74-x 2905.74-x 2x）2()5.3905.741()2480.2()3.5xkPapHIxkPaVnImolRT所 以 ：#11. 反应 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)在某温度下 Kp = 1,在此温度下于 6.0L 容器中加入：2.0L、3.04105Pa 的 CO(g)3.0L、2.02105Pa 的 CO(g)6.0L、2.02105Pa 的 H2O(g)1.0L、2.02105Pa 的 H2(g) 问反应向哪个方向进行 ?
