第二章 化学热力学基础
一、选择题
2-1 已知某反应在500K 时KΘ大于800 K 时的KΘ，这说明该反应 。
ΘΘΘ （A）ΔrHΘm>0 (B) ΔrHm<0 (C) ΔrGm<0 (D) ΔrGm>0
2-2 对于放热反应：2H2(g)+O2(g)?2H2O(g)，定压热效应Qp和定容热效应Qv的关系
是 。
（A） Qp=Qv (B) Qp>Qv (C) Qp (D) 无法确定 2-3 某个熵增大的吸热反应，它的变化方向为 。 （A）高温非自发，低温自发。 （B） 高温自发，低温非自发。 （C）任何温度均自发。 （D） 任何温度均非自发。 2-4 某物质能被测得绝对值的热力学函数为 。 （A） 焓 （B）内能 （C）熵 （D）吉布斯自由能 2-5 下列反应中，反应的标准焓变为C2H5OH(l)的标准生成焓的反应是 。 （A） 4C(s,石墨)+6H2(g)+O2(g) ? 2C2H5OH(l) 1O2(g) ? C2H5OH(g) 21（C） 2C(s,石墨)+3H2(g)+O2(g) ?C2H5OH(l) 21（D） C2H5OH(l) ?2C(s,石墨)+3H2(g)+O2(g) 2（B） 2C(s,石墨)+3H2(g)+ 2-6 一个体系对环境做了180J的功，其内能减少了140J，則体系与环境交换的热量为 。 (A) 280J (B) –280J (C) 40J (D) –40J 2-7 在下列反应中放出热量最多的反应是 。 (A) CH4(g)+2O2(g) ?CO2(g)+2H2O(g) (B) CH4(g)+2O2(g) ?CO2(g)+2H2O(l) (C) CH4(g)+O2(g) ?CO(g)+2H2O(l) (D) CH4(g)+ 323O2(g) ?CO(g)+2H2O(g) 22-8 化学平衡常数与下列哪一因素有关 。 （A）反应物的浓度 （B）生成物的浓度 （C）反应物与生成物的浓度 （D）温度 2-9 下列反应式中K?1表示的反应方程式是 。 [H2]（A） H2(g)+S(s) ? H2S(s) (A) H2(g)+S(s) ? H2S(g) (B) H2(g)+S(l) ? H2S(g) (D) H2(g)+S(g) ? H2S(g) 2-10 在下列平衡表达式K1、K2、K3的关系是 。 N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) K1 13N2(g)+H2(g)?NH3(g) K2 2221N2(g)+H2(g)?NH3(g) K3 33 (A) K1=K2=K3 (B) K1=2K2=3K3 (C) K1= 1123K2=K3 (D) K1=K2=K3 232-11 已知反应N2O4(g) ?2NO2(g)，ΛH>0,下列哪种情况使N2O4的解离度增 大 。 （A）体系体积减少1倍 （B）降低温度 （C）升高温度 （D）加入Ar，体系体积不变。 2-12 下列单质中标准生成焓ΔfHΘm不为零的是 。 （A）N2(g) (B) Cu(s) (C) Br2(l) (D) S(l) 2-13 下列熵值减少的过程是 。 （A）NaCl晶体从溶液中析出 （B）2C(s)+O2(g) ?2CO(g) (C) CuSO4·H2O晶体溶于水 （D）固体I2升华 2-14 应在298K及pΘ时正反应能自发进行，高温时逆反应能自发进行，说明该反应所属的类型是 。 (A) ΔH>0 ΔS>0 (B) ΔH>0 ΔS<0 (C) ΔH<0 ΔS<0 (D) ΔH>0 ΔS>0 2-15 条件相同的同一种反应有两种不同写法： (A) N2(g)+3H2(g) ? 2NH3(g) ΔG1 (B) 13 N2(g) + H2(g) ? NH3(g) ΔG2 22这里，ΔG1与ΔG2的关系是 。 （A）ΔG1=ΔG2 (B) ΔG1=ΔG22 (C) ΔG1= 1ΔG2 (D) ΔG1=2ΔG2 22-16 下列符号中，不属于状态函数的是 。 （A） T (B) p (C) Q (D) H 2-17 如果体系经过一系列变化后，又回到初始状态則体系的 。 （A） Q=0 W=0 ΔU=0 ΔH=0 （B） Q?0 W?0 ΔU=0 ΔH=0 （C） Q= -W ΔU=Q+W ΔH=0 （D） Q? -W ΔU=Q+W ΔH=0 2-18 盖斯定律认为化学反应热效应与过程无关这种税法所以正确是因为反应处在 。 （A）可逆条件下进行 （B）恒温，无非膨胀功条件下进行 ( B) 恒容，无非膨胀功条件下进行 （D）（B）、（C）都对 2-19 对于已达到平衡的可逆反应，通过改变浓度使平衡正向移动，則应使反应 的 。 （A）Q 2-20 一个可逆反应达到平衡的标志是 。 (A) 各反应物和生成物的浓度相等 (B) 各反应物和生成物的浓度等于常数 (C) 生成物的浓度大于反应物的浓度 (D) 生成物和反应物的浓度不再随时间的变化而变化 二、填空题 2-1 有一电炉丝浸在水中，外壁绝热。通电一段时间，如果以下列几种情况确定体系，试问ΔU、W、Q为正、负还是零？ 绝热壁 电炉丝 序号 体 系 ΔU Q W 1 以电炉丝为体系 2 以电炉丝和水为体系 3 以电炉丝、水、电源为体系 2-2 标准状态下，以下四类反应得以进行的温度条件： ΘΔrHΘm ΔrSm 自发进行的温度条件 <0 <0 <0 >0 >0 >0 >0 <0 2-3 反应2NO(g)+2H2(g)?N2(g)+2H2O(g)达平衡时，缩小反应容器体积，NO的转化率 ，平衡常数 ； 恒容通入H2，H2的分压会 ，NO的转化率 ；恒容通入He气，NO的转化率 ；恒压冲入He气，NO的转化率 。 2-4 已知298K时反应 Fe2O3(s)+3C(s,石墨)?4Fe(s)+3CO2(g) 的ΔrGΘmol-1，ΔrHΘmol-1，填写下列表中的其它数据： m（298K）=302.4kJ·m＝496 kJ· Fe2O3(s) C(s，石墨) Fe(s) CO2(g) 1.ΔfHΘm -393 2. SΘm 87.4 5.73 214 3. ΔfGΘm -394 2-5 由化学反应等温方程式：ΔrGΘm?RTlnQ可知，当 时，ΔrGΘm<0反应正ΘKΘ向自发；当 时，ΔrGΘ m>0反应逆向自发；当 时，ΔrGm＝0反应达到平衡状态。 三、计算题 2-1 在298K，1.28g萘（C10H8）在恒容无形变的弹式量热计中完全燃烧，生成H2O（l）及CO2(g)，放出51.44kJ的热，求反应的ΔrHm（298K）。并问可否用恒容热效应代替恒压热效应。 2-2 已知298K时 H2O2(l)? H2O(l)+ 1O2(g) ΔrHΘmol-1 m= - 98.0 kJ·2H2O(l) ? H2O(g) ΔrHΘmol-1 m= 44.0 kJ· 问，298K时： （1） 100g H2O2(l)分解时放热多少？ （2） H2O(l)+ 1O2(g) ? H2O2(l) ΔrHΘm= ? 2（3） 2H2O2(l)? 2H2O(l)+ O2(g) ΔrHΘm= ? 1O2(g) ΔrHΘm= ? 212-3 计算反应 NO(g)+CO(g) ?CO2(g)+N2(g) 2（4） H2O2(l)? H2O( g)+ Θ的ΔrHΘ并且利用这些数据讨论此反应净化汽车尾ΔrSΘm(298K)、m(298K)以及ΔrGm(298K)， 气中NO和CO的可能性。 2-4 反应CO2（g）+H2(g) ?CO(g)+H2O(g) 在1123K下达平衡KΘ=1。若平衡时有60％的H2变成H2O，问起始时H2和CO2应以怎样的体积比混合？达平衡时，系统的压力如何变化？ 2-5 反应CaCO3(s) ?CaO(s)+CO2(g)在1100K时KΘ＝1.16，若将2.0molCaCO3置于10.0L密闭容器中加热到1100K。问CaCO3的分解率是多少？ 2-6 反应AB（g）?A(g)+B(g)在500K时AB的分解率为25％，800K时AB的分解率为50％，将1mol的AB放入密闭容器中，500K时系统的压力为200kPa。求 （1）800K时系统的压力; （2）500K和800K时的平衡常数KΘ; （3）该反应的标准摩尔焓变。 第二章 习题解答 一、选择题 1. B 2. C 3. B 4. C 5. C 6. C 7. B 8. D 9. A 10. D 11. C 12. D 13. A 14. C 15. D 16. C 17. C 18. D 19. A 20. D 二、填空题 1. 答：以电炉丝为体系：W<0, Q<0, ΔU>0 以电炉丝和水为体系：W<0，Q=0, ΔU>0 以电炉丝、水、电源为体系：W＝0，Q=0, ΔU＝0 2. 答：低温时反应自发；任何温度时反应均自发；高温时反应自发；任何温度时反应均非自发。 3. 答：升高；不变；增大；增大；不变；减少 -1 -1 4. 答：(1) ΔfHΘ (2) SΘm= 49.92J·K·mol m(Fe2O3)= -837.0kJ·mol -1 -1 (3) ΔfGΘm(Fe2O3)= -742.2 kJ·mol 5. 答：Q 三、计算题 1. 解：ΔU??5144kJgmol?1， Qp?ΔU?W?QV?ΔnRT = -5144+(-2)×8.314×298/1000 = -5149(kJ·mol-1) 2. 解：（1）Q= -288.2kJ -1 （2）ΔrHΘm＝54.0 kJ·mol -1 （3）ΔrHΘm＝- 196 kJ·mol -1 （4）ΔrHΘm＝- 54 kJ·mol -13．解：ΔrHΘm(298K)＝-373.24 kJ·mol -1 ΔrSΘm(298K)＝- 98.86 J·K·mol -1 -1ΔrGΘm(298K)＝343.78 kJ·mol 低温下自发，高温下非自发 T?373.37?3766(K) 399.15?10