16、中南大学无机化学题库(计算题)(4-6)

（四）化学热力学初步1．已知25℃时：F2(g)的SmΘ＝187.6J·mol－1·K－1F(g)的SmΘ＝158.7J·mol－1·K－1F2(g)→2F(g)的ΔrGmΘ＝123.9kJ·mol－1由上述数据估算F－F的键焓。***2．1molHg(l)在沸点（630K）可逆地蒸发，其标准摩尔蒸发焓为54.56kJ·mol－1，求：⑴汞蒸发过程中所吸收的热量Q；⑵对环境所作功W；⑶ΔrUmΘ；⑷ΔrSmΘ；⑸ΔrGmΘ****3．已知下列数据（298K）H2(g)+O2(g)＝H2O(g)ΔrHmΘ(1)＝－242kJ·mol－1①H2(g)→2H(g)ΔrHmΘ(2)＝436kJ·mol－1②O2(g)→2O(g)ΔrHmΘ(2)＝498kJ·mol－1③通过计算确定反应H2O(g)→2H(g)＋O(g)是吸热还是放热？***4．已知下列反应的焓变为：H2(g)＋I2(s)＝HI(g)ΔrHmΘ＝25.9kJ·mol－1H2(g)＝H(g)ΔrHmΘ＝218kJ·mol－1I2(s)＝I(g)ΔrHmΘ＝75.7kJ·mol－1I2(s)＝I2(g)ΔrHmΘ＝62.3kJ·mol－1计算反应H(g)+I(g)＝HI(g)的焓变ΔrHmΘ。***5．已知下列数据（298K）：⑴H2(g)＋O2(g)→H2O(g)ΔrHmΘ⑴＝－242kJ·mol－1⑵H2(g)→2H(g)ΔrHmΘ⑵＝＋436kJ·mol－1⑶O2(g)→2O(g)ΔrHmΘ⑶＝＋50021kJ·mol－1试计算H2O(g)中O－H键的键能。***6．已知K与过量水作用，反应焓变为－196.9kJ·mol－1，ΔfHmΘ(KH,S)为－63.43kJ·mol－1，求：KH(s)+H2O(l)＝KOH(aq)+H2(g)的焓变。***7．由下列热化学方程，计算298K时N2O(g)的标准摩尔生成焓。⑴C(s)+N2O(g)→CO(g)+N2(g)ΔrHmΘ(1)＝－192.9kJ·mol－1⑵C(s)+O2(g)→CO2(g)ΔrHmΘ(2)＝－393.5kJ·mol－1⑶2CO(g)+O2(g)→2CO2(g)ΔrHmΘ(3)＝－566.0kJ·mol－1***8．甲苯、二氧化碳和水在298K下的标准摩尔生成焓分别为：C6H5－CH3(l)ΔfHmΘ＝－48.0kJ·mol－1CO2(g)ΔfHmΘ＝－393.5kJ·mol－1H2O(l)ΔfHmΘ＝－286.0kJ·mol－1计算在298K和恒压下，10g液体甲苯完全燃烧所放出的热量。***9．已知H2和O2的离解焓分别为436kJ·mol－1和498kJ·mol－1，H2O(g)的标准摩尔生成焓为－242kJ·mol－1，求H2O(g)中O－H键的平均键焓。***10．Ag的熔点为960℃，熔化热为10.56kJ·mol－1，计算熔化54.0gAg的熵变。（原子量：Ag108）***11．在相变温度291K下，Sn(白)Sn(灰)ΔrHmΘ＝－2.1kJ·mol－1，求：⑴相变过程的熵变。⑵若SmΘ(Sn,白)＝51.5J·mol－1·K－1，求SmΘ(Sn,灰)。***12．已知25℃时：F2(g)的SmΘ＝187.6J·mol－1·K－1，F(g)的SmΘ＝158.7J·mol－1·K－1，F2(g)→2F(g)ΔrGmΘ＝123.9kJ·mol－1，试计算F2(g)→2F(g)的反应热ΔrHmΘ。**13．根据热力学近似计算，判断氯化铵的升华分解反应，在100℃时能否自发进行？NH4Cl(s)＝NH3(g)+HCl(g)***在25℃，100kPa下NH4Cl(s)NH3(g)HCl(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－1－314.4－46.1－92.3SmΘ/J·mol－1·K－194.56192.34186.8214．已知在298K时：C(石墨)CO2(g)CO(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－10－393.5－110.5SmΘ/J·mol－1·K－15.69213.6197.9判断在900℃时，C(石墨)＋CO2(g)＝2CO(g)反应能否自发进行？**15．根据热力学近似计算，说明下列反应：ZnO(s)+C(s)＝Zn(s)+CO(g)约在什么温度时才能自发进行？***25℃，100kPa时：ZnO(s)CO(g)Zn(s)C(s)ΔfHmΘ/kJ·mol－1－348.3－110.500SmΘ/J·mol－1·K－143.6197.641.65.716．工业上由下列反应合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g)ΔrHmΘ＝－90.67kJ·mol－1，ΔrSmΘ＝－221.4J·mol－1·K－1，为了加速反应必须升高温度，但温度又不宜过高。通过计算说明此温度最高不得超过多少？***17．已知CaCO3(s)的分解反应：CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)298K,101.3kPa时ΔfGmΘ/kJ·mol－1－1128.84－604.04－394.36若空气中CO2的含量为0.030％（体积分数），计算298K时CaCO3(s)在空气中分解反应的ΔGm，在此条件下该反应能否自发进行？****18．通过计算解释：氯化铵溶解于水是吸热过程，但它却易溶于水。***已知：ΔfHmΘ/kJ·mol－1SmΘ/J·mol－1·K－1NH4Cl(s)－315.594.6NH4＋(aq)－132.4113.4Cl－(aq)－167.156.519．已知晶体碘和碘蒸气的SmΘ分别为116.7和261.0J·mol－1·K－1，碘蒸气的ΔfHmΘ为62.4kJ·mol－1。试计算晶体碘的升华温度。***20．实验表明，NF3在室温下稳定而NCl3却遇震爆炸，试用键焓数据推算出两化合物的ΔfHmΘ，以此说明两化合物稳定性的差别。（已知：N≡N，N－F，N－Cl，F－F，Cl－Cl的键焓分别为942，272，201，155，243kJ·mol－1）****21．已知：H2O2(l)H2O(l)O2(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－1－286SmΘ/J·mol－1·K－1109.569.96205.03ΔfGmΘ/kJ·mol－1－237.19实验测得：2H2O2(l)＝2H2O(l)＋O2(g)ΔrHmΘ＝－195.96kJ·mol－1试计算H2O2(l)的ΔfHmΘ和ΔfGmΘ。***22．已知下列热力学数据：NO(g)NO2(g)O2(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－190.433.90SmΘ/J·mol－1·K－1210240205问：298K、标准压力下，2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g)能否自发进行？**23．已知：SO2(g)+O2(g)＝SO3(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－1－296.80－395.7SmΘ/J·mol－1·K－1248.1205.0256.6通过计算说明在1000K时，SO3，SO2，O2的分压分别为0.10，0.025，0.025MPa时，正反应是否自发进行？（pΘ＝100kPa）****24．已知某弹式量热计常数C＝826J·℃－1。505mg萘（C10H8）和过量O2在钢弹中燃烧所放热量使温度由25.62℃升高到29.06℃，水浴中盛有1215g水。求萘燃烧反应的ΔU和ΔHΘ。***25．阿波罗登月火箭用N2H4(l)作燃料，用N2O4(g)作氧化剂，燃烧后产生N2(g)和H2O(l)。写出配平的化学方程式，利用下列ΔfHmΘ数据计算N2H4(l)的摩尔燃烧热。（298K时：N2(g)H2O(l)N2H4(l)N2O4(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－10－285.8450.639.16）***26．根据下列热力学数据，近似计算反应CO2(g)+C(s)＝2CO(g)能够自发进行的最低温度。***298K时：CO2(g)C(s)CO(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－1－393.70－110.5SmΘ/J·mol－1·K－1213.85.7197.927．由下列热力学数据，计算生成水煤气的反应：C(石墨)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)能够自发进行的最低温度是多少?（不考虑ΔrHmΘ、ΔrSmΘ随温度的变化）***25℃，101.3kPa时：C(石墨)H2O(g)CO(g)H2(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－10－241.8－110.50SmΘ/J·mol－1·K－15.7188.7197.9130.628．反应2Ca(l)+ThO2(s)→2CaO(s)+Th(s)T=1373K时，ΔrGmΘ＝－10.46kJ·mol－1T=1473K时，ΔrGmΘ＝－8.37kJ·mol－1近似计算Ca(l)能还原ThO2(s)的最高温度。***29．利用下面热力学数据近似计算CaCO3的分解温度。已知：***298K时：CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－1－1207.0－635.5－393.5SmΘ/J·mol－1·K－192.8839.8213.630．已知：MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－1－1112.3－601.2－393.5SmΘ/J·mol－1·K－165.626.8213.6近似计算MgCO3的分解温度。***31．已知298K时反应：3Fe(s)＋4H2O(g)＝Fe3O4(s)＋4H2(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－10－242－11170SmΘ/J·mol－1·K－127189146131试计算：⑴上述反应在1200℃时能否自发进行？⑵欲使此反应自发进行，必须控制多高温度？***32．利用下面热力学数据计算反应：Ag2O(s)＝2Ag(s)＋O2(g)Ag2O(s)的最低分解温度和在该温度下O2(g)的分压。（假定反应的ΔrHmΘ和ΔrSmΘ不随温度的变化而变化）***298K时：Ag2O(s)Ag(s)O2(g)ΔfHmΘ/kJ·mol－1－31.100SmΘ/J·mol－1·K－112142.55205.0333．已知298K时，N2(g)＋H2(g)＝NH3(g)ΔrHmΘ1＝－46.19kJ·mol－1，求：⑴2NH3(g)＝N2(g)＋3H2(g)的ΔrHmΘ2；⑵2NH3(g)＝N2(g)＋3H2(g)的QV；⑶pΔV项占ΔrHmΘ2的百分数。***34．某化工厂生产中需用银作催化剂，它的制法是将浸透AgNO3溶液的浮石在一定温度下焙烧，使发生下列反应：AgNO3(s)→Ag(s)＋NO2(g)＋O2(g)试根据下列热力学数据估算上述反应所需的最低温度。***AgNO3(s)的ΔfHmΘ＝－123.14kJ·mol－1，SmΘ＝140J·mol－1·K－1，NO2(g)的ΔfHmΘ＝35.15kJ·mol－1，SmΘ＝240.6J·mol－1·K－1，Ag(s)的SmΘ＝42.68J·mol－1·K－1，O2(g)的SmΘ＝205J·mol－1·K－1。35．斜方硫和单斜硫的SmΘ分别为31.9J·mol－1·K－1和32.6J·mol－1·K－1，它们的标准燃烧焓分别为－296.81kJ·mol－1和－297.14kJ·mol－1。计算S(斜方)→S(单斜)的ΔrGmΘ。***36．已知HBr(g)的ΔfGmΘ＝－53.43kJ·mol－1，在298K、总压力为标准压力时，对于2123H2(g)＋Br2(g)＝HBr(g)反应，若H2(g)和Br2(g)的分压分别为0.051MPa和0.010MPa，求这种条件下反应的ΔrGm。**37．高纯锡在600K熔铸，有下面反应发生：Sn(l)＋O2(g)＝SnO2(s)ΔrGmΘ＝－418kJ·mol－1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0.10Pa，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)ΔrHmΘ＝－90.3kJ·mol－1，ΔrSmΘ＝41.5J·mol－1·K－1，通过