化学反应中的能量关系8

2009-2010学年第一学期无机化学期末考试试卷班级:_____________学号:_____________姓名:_____________得分:_____________(卷面共有29题,总分100分,各大题标有题量和总分,每小题标号后有小分)一、填充题(20小题,共40分)[2分](1)氨生产过程中，合成气中N2与H2的体积比为1:3。经压缩后压力由3.80MPa升高至11.0MPa，则p(N2)由________kPa变为________kPa，p(H2)由________kPa变为________kPa。[2分](2)合成氨原料气中含H2(g)和N2(g)的体积比为3:1。除这两种气体外，原料气中还含有4.0%（体积分数）的其它气体，原料气总压力为15MPa，则H2(g)的体积分数为__________，N2(g)的体积分数为__________%，p(H2)=__________kPa，p(N2)=__________kPa。[2分](3)298K时，反应2HCl(g)→Cl2(g)+H2(g)的△rmH=184.6kJ·mol-1，则该反应的逆反应的△rmH=________kJ·mol-1，△fmH(HCl，g)=________kJ·mol-1。[2分](4)已知298K时，反应：2HgO(s)→2Hg(l)+O2(g)的△rmH=181.6kJ·mol-1，则△fmH(HgO,s)=________kJ·mol-1，△fmH(Hg，l)=________kJ·mol-1。[2分](5)已知在298K时H3PO4(s)的标准摩尔生成焓为-1267kJ·mol-1，则其相对应的热化学方程式为____________________________________，而反应H3PO4(s)→0.25P4(s)+1.5H2(g)+2O2(g)的△rmH=________kJ·mol-1。[2分](6)已知298K时AgBr(s)的标准摩尔生成焓为-110.4kJ·mol-1，则其相对应的热化学方程式为______________________；而反应2AgBr(s)→2Ag(s)+Br2(l)的△rmH=_______kJ·mol-1。[2分](7)已知298K时，△fmH(C8H18，l)=-208.0kJ·mol-1，△fmH(CO2，g)=-393.5kJ·mol-1，△fmH(H2O，l)=-285.8kJ·mol-1，辛烷(C8H18)是汽油的主要成分，它的燃烧反应式为：C8H18(l)+12.5O2(g)→8CO2(g)+9H2O(l)，则该反应的△rmH=__________kJ·mol-1，1.00kg辛烷燃烧时放出的热量为__________kJ。[2分](8)已知298K时，反应B2H6(g)+3O2(g)→B2O3(s)+3H2O(g)的△rmH=-2033.8kJ·mol-1。同样条件下，1.00mol单质硼燃烧生成B2O3(s)时放出636.4kJ热量。则△fmH(B2O3，s)=__________kJ·mol-1；若△fmH(H2O，g)=-241.8kJ·mol-1，△fmH(B2H6，g)=__________kJ·mol-1。[2分](9)已知1.00molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出的热量为890.2kJ，其燃烧反应方程式为_________________________________；在24℃、100kPa下燃烧2.10molC2H5OH(l)需消耗__________LO2，产生__________LCO2，并放出__________kJ热量。[2分](10)已知298K时，反应2Cu2O(s)+O2(g)→4CuO(s)的△rmH(1)=-292.0kJ·mol-1，CuO(s)+Cu(s)→Cu2O(s)的△rmH(2)=-11.3kJ·mol-1，则△fmH(CuO,s)＝__________kJ·mol-1，△fmH(Cu2O,s)=__________kJ·mol-1。[2分](11)已知298K时，2ClF3(g)+2NH3(g)→N2(g)+6HF(g)+Cl2(g)的△rmH。若通过这一热化学方程式计算△fmH(ClF3,g)，需要从表中查得有关物质________的△fmH。计算式为：△fmH(ClF3,g)＝_________________。[2分](12)铝热法可用来制取金属锰。已知下列反应的热效应：2Al(s)+1.5O2(g)→Al2O3(s)；△rmH=-1676.0kJ·mol-1；Mn(s)+O2(g)→MnO2(s)；△rmH=-521.0kJ·mol-1。推断反应4Al(s)+3MnO2(s)→2Al2O3(s)+3Mn(s)的△rmH=________kJ·mol-1。Ar(Mn)=54.94，则生成1.0kgMn能放出________kJ的能量。[2分](13)在25℃标准态时，1.0molBa(OH)2(aq)与(NH4)2SO4(aq)反应放出135.3kJ的热，其相应的热化学方程式（按离子式写）为：______________________________；若用NH4NO3(aq)代替(NH4)2SO4(aq)，放出热量为117.0kJ，则Ba2+(aq)+SO42-(aq)→BaSO4(s)的△rmH=__________kJ·mol-1。[2分](14)已知298K时，fmG(Fe3O4，s)=-1015.0kJ·mol-1，fmG(Al2O3，s)=-1564.0kJ·mol-1，则反应8Al(s)+3Fe3O4(s)→4Al2O3(s)+9Fe(s)的rmG=____________kJ·mol-1，在标准态下该反应向__________方向进行。[2分](15)已知反应CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)的rmG=-818.0kJ·mol-1，fmG(CO2，g)=-394.4kJ·mol-1，fmG(H2O，l)=-237.2kJ·mol-1，则该反应在标准态下可向__________方向自发进行；fmG(CH4，g)=__________kJ·mol-1。[2分](16)已知298K时，fmG(MgO，s)=-569.0kJ·mol-1，反应MgCO3(s)→MgO(s)+CO2(g)的rmG=48.5kJ·mol-1，C(s)+O2(g)→CO2(g)的rmG=-394.4kJ·mol-1，则fmG(CO2,g)=__________kJ·mol-1，fmG(MgCO3，s)=__________kJ·mol-1。[2分](17)如果一个化学反应在任何温度、标准态下都不能自发进行，则△rmH________0，rmS________0。[2分](18)在等压条件下，某一化学反应只在高温下能自发进行，则该反应的△rHm________0，△rSm________0。[2分](19)298K时，某反应aA(s)+bB(g)→cC(g)的△rmH=-122kJ·mol-1，rmS=231J·mol-1·K-1，则该反应的rmG=______________kJ·mol-1，在标准态时，该反应可在__________温度下自发进行。[2分](20)298K时，反应(1)N2(g)+O2(g)→2NO(g)的△rmH0，rmS0；(2)Mg(g)+Cl2(g)→MgCl2(s)的△rmH0，rmS0；(3)H2(g)+S(s)→H2S(g)的△rmH0，rmS0。则只有高温时才能自发进行的反应是________；只有低温或常温时才能自发进行的反应是________。二、计算题(6小题,共30分)[5分](1)某化合物中各元素的质量分数分别为：碳64.7％、氢10.77％、氧24.53％。质量为0.1396g的该气态化合物样品在147℃和90.22kPa时占有体积41.56mL，通过计算确定该化合物的化学式。[5分](2)制取水煤气时，将水蒸气通过灼热的煤炭，发生下列反应：(1)C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)（主要的）(2)CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g)（次要的）将此混合气体冷却到室温(298K)，即得水煤气。设其完全燃烧的产物是CO2(g)和H2O(g)。已知298K时，△fmH(CO2,g)=-393.5kJ·mol-1，△fmH(CO,g)=-110.5kJ·mol-1，△fmH(H2O,g)=-241.8kJ·mol-1。计算：(1)若水煤气中不含CO2和H2O(g)，则在100.0kPa下1.00m3水煤气完全燃烧时放出的热量；(2)若水煤气中5%(体积分数）的CO转变为CO2，则在100.0kPa下1.00m3水煤气完全燃烧时放出的热量。[5分](3)已知298K时，反应：SiO2(s)+4HF(g)→SiF4(g)+2H2O(g)和SiO2(s)+4HCl(g)→SiCl4(g)+2H2O(g)，fmG(SiO2,s)=-856.7kJ·mol-1，fmG(HF,g)=-273.0kJ·mol-1，fmG(SiF4,g)=-1512.7kJ·mol-1，fmG(H2O,g)=-228.6kJ·mol-1，fmG(HCl,g)=-95.3kJ·mol-1，fmG(SiCl4,g)=-621.7kJ·mol-1。计算上述两反应在298K时的rmG，并判断在标准态时反应进行的方向。[5分](4)已知298K时，反应：MgCO3(s)→MgO(s)+CO2(g)，△fmH(MgCO3,s)=-1110.0kJ·mol-1，△fmH(MgO,s)=-601.7kJ·mol-1，△fmH(CO2,g)=-393.5kJ·mol-1，mS(MgCO3,s)=65.7J·mol-1·K-1，mS(MgO,s)=26.9J·mol-1·K-1，mS(CO2,g)=213.7J·mol-1·K-1。试问：标准态下、298K及850K时，该反应能否自发向右进行？[5分](5)在300K时，反应2CuO(s)Cu2O(s)+12O2(g)的rmG=112.7kJ·mol-1，400K时的rmG=101.6kJ·mol-1。试计算：(1)反应的△rmH、rmS；(2)当p(O2)=100kPa时，该反应自发进行的最低温度。[5分](6)已知反应：SbCl5(s)SbCl3(s)+Cl2(g)中的有关热力学数据如下：298K时，SbCl5(s)SbCl3(s)rmG/(kJ·mol-1)-334.3-301.0△fmH/(kJ·mol-1)-394.3-314.0计算反应在298K和500K时的标准平衡常数K。三、计算题(3小题,共30分)[10分](1)高炉炼铁的主要原料为C、O2、Fe2O3，其主要反应有：(1)C(s)+O2(g)→CO2(g)(2)12CO2(g)+12C(s)→CO(s)(3)CO(g)+13Fe2O3(s)→23Fe(s)+CO2(g)已知298K时，△fmH(CO2,g)=-393.5kJ·mol-1，△fmH(CO,g)=-110.5kJ·mol-1，△fmH(Fe2O3,s)=-824.2kJ·mol-1。计算：（1）298K时，上述各反应的△rmH；（2）用两种方法计算298K时反应32C(s)+O2(g)+13Fe2O3(s)→23Fe(s)+32CO2(g)的△rmH。[10分](2)某天然气中各组分的体积分数为：85.0%CH4，10.0%C2H6，其余为不可燃组分。已知：298K时△fmH(CH4,g)=-74.8kJ·mol-1，△fmH(C2H6