化学竞赛习题
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：
①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。
②将1.00 mol Mg放入与①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；
③将1.00 mol气态氨溶于与①同量的稀盐酸中，放热87.9 kJ。
已知：△f Hm,NH3(g)= －46.1 kJ·mol，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。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 △f H0m,Mg3N2(s)（298 K）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：
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0-1
??CO（g）+ H2（g） C（s）+ H2O（g）???0（1）设造气炉温度为1100℃，求此温度下反应的△rU0m、△rHm。
101.3kPa（2）把制得的50 kg水煤气（CO︰H2 = 1︰1）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：
△f H0m（kJ·mol） -1C（s） H2O（g） －241.8 CO（g） －110.5 H2（g） 11
化学竞赛习题
Cp/（J·mol-1·K-1） 8.64 33.58 29.14 28.84
14，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： △f Gm/kJ·mol-1 △f Hm/kJ·mol 0-1NaHCO3 (s) －852 －948 102 Na2CO3 (s) －1048 －1130.8 135 CO2 (g) －394.36 －393.51 214 H2O (g) －228.59 －241.82 189 0Sm/J·mol-1·K-1 0
15.蔗糖C12H22O11(s)0.1265 克在弹式量热计中燃烧，开始时温度为25℃，燃烧后温度升高了。为了要升高同样的温度要消耗电能2 082.3 J。 （1）计算蔗糖的标准摩尔燃烧焓； （2）计算它的标准摩尔生成焓；
（3）若实验中温度升高为1.743 K，问量热计和内含物质的热容是多少？
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(已知?fH( CO2 ,g ) =－393.51 kJ·mol，?fH( H2O, l ) =－285.85 kJ·mol，
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C12H22O11 的摩尔质量为342.3 g·mol。)
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16.1 mol理想气体(Cp,m = 5R / 2)从0.2 MPa，5 dm等温(T1)可逆压缩到1 dm；再等
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压膨胀到原来的体积(即5 dm)，同时温度从T1变为T2，最后在等容下冷却，使系统回到始
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化学竞赛习题
态的温度T1和压力。
( 1 )在p-V图上绘出上述过程的示意图； ( 2 )计算T1和T2；
( 3 )计算每一步的Q，W，?U和?H。
17.将2 mol H2(g)置于带活塞的气缸中，若活塞上的外压力很缓慢地减小，使H2(g)在25℃
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时从15 dm等温膨胀到50 dm，试求在过程的Q，W，?U，?H。假设H2(g)服从理想气体行为。
18.证明：
??S???n?i????i???p????S?V???ii???T???T??V,n?V,n?T,V,nj?i?
19. 1mol水在p、100℃时，先从液态变成p、100℃的蒸气，然后再变成0.5p、200℃
的蒸气。计算此过程的?G。
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m(298K) = 188.7 蒸气为理想气体，巳知水蒸气的Cp,m = 33.58 J·K·mol，S?J·K·mol 。
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000
化学竞赛习题
5R-1-1o0220．10mol H2(理想气体)，CV,m = J·K·mol，在298K、p时绝热可逆地压缩到10p，
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m(298K) = 130.59 J·K·mol 。计算该过程的Q、W、?U、?H、?S、?A和?G 。巳知 S?
a???p?2?V?RTV? 21．计算符合状态方程 ?的1mol气体从(p1，V1)恒温可逆膨胀到(p2，V2)
时的W、Q、?U、?H、?S、?A和?G。(用V1、V2来表示) 。
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3 化学动力学
1．在1 100 K 时，NH3(g)在金属钨丝上发生分解。实验测定，在不同的NH3(g)的初始压力p0下所对应的半衰期t12，获得下列数据
p0/Pa 3.5×104 1.7×104 0.75×104 t12/min 7.6 3.7 1.7
试用计算的方法，计算该反应的级数和速率系数。
2．某人工放射性元素，能放出?粒子，其半衰期为15 min。若该试样有80%被分解，计算所需的时间？
3．已知物质A的分解反应是一级反应。在一定温度下，当A的起始浓度为0.1 mol?dm时，分解20%的A需时50min。试计算 (1) 该反应的速率系数k。 (2) 该反应的半衰期t12。
(3) 当A的起始浓度为0.02 mol?dm时，分解20%的A所需的时间。
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?3?3