2023年高中化学奥林匹克竞赛专题练习专题三化学热力学基础.doc

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 6moldm-3，若将 1 mol 固体 KNO3置于水中，则KNO3变成盐溶液过程的G 的符号为_，S 的符号为_。2、已知下列反映：H2（g）=2H（g）H=+Q1 ；1/2O2（g）=O（g）H=+Q2 2H（g）+O（g）=H2O（g）H=Q3 ；H2O（g）=H2O（l）H=Q4 H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）H=Q5 试指出 Q1、Q2、Q3、Q4、Q5的关系 。3、假设反映 H2(g)2 H(g)的内能变化U 与键能HH-H相等，已知HH-H为 433.2 kJmol-1，则键焓H 是 kJmol-1。4、298 K 时，生成气态水的f G0m=-228.6 kJmol-1，rS0m=-44.4 Jmol-1K-1，则其f H0m为_。5、27时，将 100g Zn 溶于过量稀硫酸中，反映若分别在开口烧杯和密封容器中进行，哪种情况放热较多？多余多少？6、已知下列反映的焓变为：H2(g)+21I2(s)=HI(g)r H0m=25.9 kJmol-1 21H2(g)=H(g)r H0m=218 kJmol-1 21I2(g)=I(g)r H0m=75.7 kJmol-1 I2(s)=I2(g)r H0m=62.3 kJmol-1 计算反映 H(g)+I(g)=HI(g)的焓变r H0m。7、100 g 铁粉在 25溶于盐酸生成氯化亚铁（FeCl2），(1)这个反映在烧杯中发生；(2)这个反映在密闭贮瓶中发生；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=103 kJ mol-1 Ba(OH)2(s)+aq=Ba2（aq）+2OH（aq）H=52 kJ mol-1 Ba(OH)28H2O（s）+aq=Ba2（aq）+2OH（aq）+8H2O H=+64 kJ mol-1 请回答下列问题，若能，给出答案；若不能，简述因素。（1）能求得 BaO（s）的溶解热吗？（2）能求得 Ba(OH)2（s）转变成 Ba(OH)28H2O（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、假如将 10 g 金属锂置于 100 g 0的冰块上，试拟定：100时，由溶液中沉淀的氢氧化锂的一水合物的质量。反映按下式进行：2 Li(s)+2 H2O(l)=2 LiOH(s)+H2(g)；H=398.2 kJ mol-1 由于跟周边的介质互换，溶解时热效应为 0，冰的熔化热为 330 kJ kg-1，水的比热为 4.200 kJ kg-1 K-1，水的汽化热为 2 300 kJ kg-1，LiOH 的比热为 49.58 J mol-1 K-1，100时，一水合氢氧化锂的溶解度为 19.1 g。10、反映23H2(g)+21N2(g)=NH3(g)在 298K、101 kPa 下能否自发进行？（已知：f G)(30298,NHm=16.5 kJ 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：f H0)(,2lOHm=286 kJ mol-1，f H0)(,aqOHm=230 kJ mol-1。欲测弱酸与强碱反映的中和热，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 350 mL 0.2 mol L-1 HCl 溶液，在另一带活塞的小储液管中装入 35mL 0.2 mol L-1 NaOH 溶液，并将储液管放入杜瓦瓶酸液中，测定反映前温度为 23.20，然后快速拔去活塞，使碱液与酸混合并搅拌，测得反映后最高温度为 28.33。第二步，以 350 mL 0.2 mol L-1 HAc 标准溶液代替盐酸，反复上述操作，测得反映前后温度分别为 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、101.3 kPa 下：将 149.5 g 混合物加到过量的稀盐酸中，放热 2129.8 J，且放出的氢气被水蒸气饱和。将 1.00 mol Mg 放入与同量的稀盐酸中（也是过量），放热 467.2 kJ，放出的氢气也被水蒸气饱和；将 1.00 mol 气态氨溶于与同量的稀盐酸中，放热 87.9 kJ。已知：f H0)(,3gNHm=46.1 kJ mol-1，25、101.3 kPa时水的饱和蒸气压为23.0 mmHg，水的摩尔蒸发热为 43.93 kJ 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映方程式；（2）求 f H0)(,23sNMgm（298 K）的值。13、合成氨造气工段生产水煤气是将水蒸气通过火热的炭，其反映为：C（s）+H2O（g）kPa3.101CO（g）+H2（g）（1）设造气炉温度为 1100，求此温度下反映的rU0m、rH0m。（2）把制得的 50 kg 水煤气（COH2 =11）送进 101.3 kPa、100的气柜储存，求此过程中 Q、W、U、H。已知 298 K 时有关物质的热力学数据如下：C（s）H2O（g）CO（g）H2（g）f H0m（kJ mol-1）241.8 110.5 Cp/（J mol-1 K-1）8.64 33.58 29.14 28.84 14、试判断反映：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)(1)298K 标态下反映的自发方向；(2)反映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)f G0m/kJ mol-1 852 1048 394.36 228.59 f H0m/kJ mol-1 948 1130.8 393.51 241.82 S0m/J mol-1 K-1 102 135 214 189 参考答案参考答案 1、G 0 为+2、Q5 =Q1Q2Q3Q4 3、435.7 4、241.8 kJ mol-1 5、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，多余的部分为nRT3814J 6、待求的反映=反映(1)反映(2)反映(3)21反映(4)按 Hess 定律,有：r H0m=r H0)1(mr H0)2(mr H0)3(mr H0)4(m =25.9 kJ mol-1-218 kJ mol-1-75.7 kJ mol-1-62.3 kJ mol-121=-299 kJ mol-1 7、Qp=QV+nRT,第(1)种情况放热量为 Qp，第(2)种情况为 QV，由于变化过程有气体产生，n 为正值。所以情况(2)放热多于(1)。8、（1）155 kJ mol-1 （2）116 kJ mol-1 （3）不能；该热效应是拆散 BaO 晶格吸能、Ba2水合释能、O2与水反映生成 OH释能以及水合释能的代数和。（4）不能 理同（3）9、10g Li 与水反映放热：Q=284.42 kJ，消耗水：25.71 g，生成 LiOH：34.28g，即 1.43 mol，反映所放出的热将用于：熔冰：33 kJ；水由 0升至 100：31.20 kJ；LiOH 由 0升至 100：7.09 kJ；因此：可蒸发水量：92.7 g。而所剩水量仅为：74.29 g92.7g。故产物中无氢氧化锂的一水合物。10、r G0298,m=)(0298,生mfG)(0298,反mfG=16.50.0=16.5 kJ mol-1 计算表白，该反映的r G0298,m0，可以自发进行。11、（1）H=47.05 kJ mol-1 （2）H=8.95 kJ mol-1 12、（1）Mg3N2+6HCl=3MgCl2+2NH3 NH3+HCl=NH4Cl Mg+2HCl=MgCl2+H2（2）478.4 kJ mol-1 13、（1）rU0m=148.24 kJ mol-1 rH0m=136.82 kJ mol-1 （2）Q=H=9.665104 kJ W=2.771104 kJ U=6.894104 kJ 14、（1）r G0298,m=)(0298,生mfG)(0298,反mfG=228.59394.361048+2852=32.95 kJ mol-1 0 即表白 298K 及标态下,该反映逆向自发。（2）r H0298,m=)(0298,生mfH )(0298,反mfH=241.82393.511130.8+2948=129.87 kJ mol-1 r S0298,m=)(0298,生mS)(0298,反mS=189+214+1352102=334 J mol-1 K-1 r G0m(T)=r H0298,m Tr S0298,m=129.87 T 334 103 当r G0m(T)0，才干使上述反映方向发生逆转，变为正向自发过程，因此有 129.87 0.334 T 0 T 334.087.129=389 K 即标态下 NaHCO3(s)自发分解的最低温度为 389K。