高中化学奥林匹克竞赛专题练习：专题三-化学热力学基础

专题三化学热力学基础学号姓名得分1、25℃，KNO3在水中的溶解度是6mol·dm-3，若将1mol固体KNO3置于水中，则KNO3变成盐溶液过程的ΔG的符号为_____________，ΔS的符号为_____________。2、已知下列反应：H2（g）=2H（g）△H=+Q1；1/2O2（g）=O（g）△H=+Q22H（g）+O（g）=H2O（g）△H=－Q3；H2O（g）=H2O（l）△H=－Q4H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=－Q5试指出Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的关系。3、假设反应H2(g)2H(g)的内能变化ΔU与键能ΔHH-H相等，已知ΔHH-H为433.2kJ·mol-1，则键焓ΔH是kJ·mol-1。4、298K时，生成气态水的ΔfG0m=-228.6kJ·mol-1，ΔrS0m=-44.4J·mol-1·K-1，则其ΔfH0m为_________________________。5、27℃时，将100gZn溶于过量稀硫酸中，反应若分别在开口烧杯和密封容器中进行，哪种情况放热较多？多出多少？6、已知下列反应的焓变为：H2(g)+21I2(s)=HI(g)ΔrH0m=25.9kJ·mol-121H2(g)=H(g)ΔrH0m=218kJ·mol-121I2(g)=I(g)ΔrH0m=75.7kJ·mol-1I2(s)=I2(g)ΔrH0m=62.3kJ·mol-1计算反应H(g)+I(g)=HI(g)的焓变ΔrH0m。7、100g铁粉在25℃溶于盐酸生成氯化亚铁（FeCl2），(1)这个反应在烧杯中发生；(2)这个反应在密闭贮瓶中发生；两种情况相比，哪个放热较多？简述理由。8、已知：BaO（s）+H2O（l）=Ba(OH)2（s）△H=－103kJ·mol-1Ba(OH)2(s)+aq=Ba2＋（aq）+2OH－（aq）△H=－52kJ·mol-1Ba(OH)2·8H2O（s）+aq=Ba2＋（aq）+2OH－（aq）+8H2O△H=+64kJ·mol-1请回答下列问题，若能，给出答案；若不能，简述原因。（1）能求得BaO（s）的溶解热吗？（2）能求得Ba(OH)2（s）转变成Ba(OH)2·8H2O（s）能量变化吗？（3）能求得“O2－”（s）+H2O（l）=2OH－（s）的能量变化吗？（4）能求得“O2－”（s）+aq=2OH－（s）的能量变化吗？9、如果将10g金属锂置于100g0℃的冰块上，试确定：100℃时，由溶液中沉淀的氢氧化锂的一水合物的质量。反应按下式进行：2Li(s)+2H2O(l)=2LiOH(s)+H2(g)；△H=－398.2kJ·mol-1由于跟周围的介质交换，溶解时热效应为0，冰的熔化热为330kJ·kg-1，水的比热为4.200kJ·kg-1·K-1，水的汽化热为2300kJ·kg-1，LiOH的比热为49.58J·mol-1·K-1，100℃时，一水合氢氧化锂的溶解度为19.1g。10、反应23H2(g)+21N2(g)=NH3(g)在298K、101kPa下能否自发进行？（已知：△fG)(30298,NHm=－16.5kJ·mol-1）11、通常中和热、溶解热等测定是在一种恒压绝热的量热计（又叫杜瓦瓶）中进行。已知：△fH0)(,2lOHm=－286kJ·mol-1，△fH0)(,aqOHm=－230kJ·mol-1。欲测弱酸与强碱反应的中和热，进行下列实验：第一步，量照计热容量的测定。先在杜瓦瓶中装入350mL0.2mol·L-1HCl溶液，在另一带活塞的小储液管中装入35mL0.2mol·L-1NaOH溶液，并将储液管放入杜瓦瓶酸液中，测定反应前温度为23.20℃，然后快速拔去活塞，使碱液与酸混合并搅拌，测得反应后最高温度为28.33℃。第二步，以350mL0.2mol·L-1HAc标准溶液代替盐酸，重复上述操作，测得反应前后温度分别为23.33℃和27.64℃。（1）求HAc与NaOH的中和热（kJ·mol-1）；（2）求HAc的电离热（kJ·mol-1）。12、将金属镁粉在纯氮气中加热，得到Mg3N2和剩余Mg的混合物。经测定，混合物中含氮为18.73％。在25℃、101.3kPa下：①将149.5g混合物加到过量的稀盐酸中，放热2129.8J，且放出的氢气被水蒸气饱和。②将1.00molMg放入与①同量的稀盐酸中（也是过量），放热467.2kJ，放出的氢气也被水蒸气饱和；③将1.00mol气态氨溶于与①同量的稀盐酸中，放热87.9kJ。已知：△fH0)(,3gNHm=－46.1kJ·mol-1，25℃、101.3kPa时水的饱和蒸气压为23.0mmHg，水的摩尔蒸发热为43.93kJ·mol-1。相对原子质量：N：14.0，Mg：24.3。试回答下列问题：（1）写出有关相应的化学反应方程式；（2）求△fH0)(,23sNMgm（298K）的值。13、合成氨造气工段生产水煤气是将水蒸气通过炽热的炭，其反应为：C（s）+H2O（g）kPa3.101CO（g）+H2（g）（1）设造气炉温度为1100℃，求此温度下反应的△rU0m、△rH0m。（2）把制得的50kg水煤气（CO︰H2=1︰1）送进101.3kPa、100℃的气柜储存，求此过程中Q、W、△U、△H。已知298K时有关物质的热力学数据如下：C（s）H2O（g）CO（g）H2（g）△fH0m（kJ·mol-1）－241.8－110.5Cp/（J·mol-1·K-1）8.6433.5829.1428.8414、试判断反应：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)(1)298K标态下反应的自发方向；(2)反应方向逆转的温度条件。已知298K时下列热力学数据：NaHCO3(s)Na2CO3(s)CO2(g)H2O(g)△fG0m/kJ·mol-1－852－1048－394.36－228.59△fH0m/kJ·mol-1－948－1130.8－393.51－241.82S0m/J·mol-1·K-1102135214189参考答案1、ΔG0为－；ΔS0为+2、Q5=－Q1－Q2＋Q3＋Q43、435.74、－241.8kJ·mol-15、在开口烧杯进行时热效应为Qp，在密封容器中进行时热效应为QV，后者因不做膨胀功，故放热多，多出的部分为ΔnRT＝3814J6、待求的反应=反应(1)－反应(2)－反应(3)－21反应(4)按Hess定律,有：ΔrH0m=ΔrH0)1(m－ΔrH0)2(m－ΔrH0)3(m－ΔrH0)4(m=25.9kJ·mol-1-218kJ·mol-1-75.7kJ·mol-1-62.3kJ·mol-121=-299kJ·mol-17、Qp=QV+ΔnRT,第(1)种情况放热量为Qp，第(2)种情况为QV，因为变化过程有气体产生，Δn为正值。所以情况(2)放热多于(1)。8、（1）－155kJ·mol-1（2）－116kJ·mol-1（3）不能；该热效应是拆散BaO晶格吸能、Ba2＋水合释能、O2－与水反应生成OH－释能以及水合释能的代数和。（4）不能理同（3）9、10gLi与水反应放热：Q=284.42kJ，消耗水：25.71g，生成LiOH：34.28g，即1.43mol，反应所放出的热将用于：①熔冰：33kJ；②水由0℃升至100℃：31.20kJ；③LiOH由0℃升至100℃：7.09kJ；因此：可蒸发水量：92.7g。而所剩水量仅为：74.29g＜92.7g。故产物中无氢氧化锂的一水合物。10、△rG0298,m=)(0298,生mfG－)(0298,反mfG=－16.5－0.0=－16.5kJ·mol-1计算表明，该反应的△rG0298,m＜0，可以自发进行。11、（1）△H=－47.05kJ·mol-1（2）△H=8.95kJ·mol-112、（1）Mg3N2+6HCl=3MgCl2+2NH3NH3+HCl=NH4ClMg+2HCl=MgCl2+H2↑（2）－478.4kJ·mol-113、（1）△rU0m=148.24kJ·mol-1△rH0m=136.82kJ·mol-1（2）Q=△H=－9.665×104kJW=2.771×104kJ△U=6.894×104kJ14、（1）△rG0298,m=)(0298,生mfG－)(0298,反mfG=－228.59－394.36－1048+2×852=32.95kJ·mol-1＞0即表明298K及标态下,该反应逆向自发。（2）△rH0298,m=)(0298,生mfH－)(0298,反mfH=－241.82－393.51－1130.8+2×948=129.87kJ·mol-1△rS0298,m=)(0298,生mS－)(0298,反mS=189+214+135－2×102=334J·mol-1·K-1△rG0m(T)=△rH0298,m－T×△rS0298,m=129.87－T×334×10－3当△rG0m(T)＜0，才能使上述反应方向发生逆转，变为正向自发过程，因此有129.87－0.334T＜0T＞334.087.129=389K即标态下NaHCO3(s)自发分解的最低温度为389K。.精品资料。欢迎使用。