第三章化学热力基础及化学平衡习题 Microsoft Word 文档
第三章 化学平衡习题
第三章 化学平衡习题1.已知298.15K 时,反应H 2(g) + 0.5O 2(g) = H 2O(g)的Δr G m θ为-228.57kJ/mol. 298.15 K 时水的饱和蒸汽压为3.1663 kPa ,水的密度为997 kg/m 3。
求298.15 K 反应H 2(g) + 0.5O 2(g) = H 2O(l)的Δr G m θ。
解:1221341234228.57 3.1663ln8.314298.15ln 8.56101.32500228.578.56237.13r m G G kJp G nRT kJ p G G G G G G G kJθ∆=∆=-∆==⨯=-∆∆∆∆∆∆∆---等温等压可逆相变过程:=凝聚相恒温过程:==+++==2. 1000K 时,反应C(s) + 2H 2(g) = CH 4(g)的Δr G m θ=19397J/mol 。
现有与碳反应的气体,其中含有CH 4(g)10%,H 2(g)80%, N 2(g)10%(体积%)。
试问: (1)T =1000K ,p =100kPa 时,甲烷能否形成?(2)在(1)的条件下,压力需增加到若干,上述合成甲烷的反应才可能进行? 解:(1)42220.10.1560.8()()ln 193978.3141000ln 0.156 3.950CH p H r m pp p p p Q p pp p G G RT Q kJ θθθθθθθ===∆=∆+=+⨯=>甲烷不能形成。
(2)220.1ln ln 00.8()0.1100193978.3141000ln 00.8()100158.63r m p r m p p G G RT Q G RT p ppp p kPaθθθθ∆=∆+=∆+<+⨯<>3.在一个抽空的容器中引入氯和二氧化硫,若它们之间没有发生反应,则在375.3K 时的分压分别为47.836 kPa 和44.786 kPa 。
化学平衡和反应热变化练习题
化学平衡和反应热变化练习题近年来,化学平衡和反应热变化已成为化学学科中不可忽视的重要内容。
理解和掌握化学平衡和反应热变化对于深入学习化学理论和应用具有重要意义。
本文将以练习题的形式介绍一些与化学平衡和反应热变化相关的问题,以帮助读者加深对这一主题的理解。
1. 下列哪个条件将使一个反应朝着产物的方向移动?答案:增加产物浓度、减少反应物浓度、增加温度、减小体积、添加催化剂。
解析:根据Le Chatelier原理,当反应体系受到外界干扰时,会通过移动平衡位置来抵消这种干扰。
在给定的选项中,增加产物浓度、减少反应物浓度、增加温度、减小体积、添加催化剂,都会导致体系向右移动,即向产物的方向移动。
2. 根据以下反应方程式:2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ΔH = -483.6 kJ当4 mol H2(g)完全燃烧时,该反应释放的热量为多少?答案:由于该反应方程式中,2 mol H2生成2 mol H2O释放的热量为483.6 kJ,根据比例关系可得,4 mol H2生成4 mol H2O释放的热量也为483.6 kJ。
3. 下列化学方程式中,哪一个具有最大的反应热变化?A) 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) ΔH = -571.6 kJB) 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ΔH = -483.6 kJC) 2H2O(l) → 2H2O(g) ΔH = +44.0 kJD) H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l) ΔH = -285.8 kJ答案:选项A)的反应热变化为-571.6 kJ,是四个选项中最大的反应热变化。
解析:反应热变化代表了反应前后的能量差异,反应热变化绝对值越大,表示反应释放或吸收的热量越多。
根据给定的选项,选项A)的反应热变化为-571.6 kJ,是最大的反应热变化。
4. 在化学实验中,加热某一化合物至其熔点并测量其熔化时释放的热量为150 kJ。
化学平衡状态Microsoft Word 文档
《化学平衡状态》导学案一.化学平衡概念【问题引导】1、可逆反应N 2+3H 22NH 3 ,下列关系能说明已达到平衡状态的是 A .3V 正(N 2)=V 正(H 2) B .V 正(N 2)=V 逆(NH 3) C .2V 正(H 2)=3V 逆(NH 3) D .V 正(N 2)=3V 逆(H 2)2、在一定温度下,容器内某一反应中M 、N 的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是 ( ) A .反应的化学方程式为:2MNB .t 2时,正逆反应速率相等,达到平衡C .t 3正反应速率大于逆反应速率D .t 1时,N 的浓度是M 浓度的2倍【基础归纳】1.化学平衡(概念):2.化学平衡的特征及意义:【探究深化】 1、(1)下列方法可以证明2HI (g ) H 2(g )+ I 2(g )已达平衡状态的是 。
①单位时间内生成nmol H 2同时生成nmol HI ②一个H —H 键断裂同时有两个H —I 键断裂 ③百分组成ω(HI )=ω(I 2)时④反应速率v (H 2)= v (I 2)= v (HI )/2时 ⑤c (HI )∶c (H 2)∶c (I 2)=2∶1∶1时⑥温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化时 ⑦温度和体积一定时,容器内压强不再变化时⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化时 ⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化时 ⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化时 (2)在上述⑥~⑩的说法中能说明2NO 2N 2O 4达到平衡状态的是 。
【拓展研究】请同学们根据上述问题的讨论可以作为平衡状态判断依据的“量”有那些?【体验高考】1.(2011年山东卷节选) (2)已知:2SO 2(g )+O 2(g )2SO 3(g )一定条件下,将NO 2与SO 2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a .体系压强保持不变b .混合气体颜色保持不变c .SO 3和NO 的体积比保持不变d .每消耗1 mol SO 3的同时生成1 molNO 22. .(2012年山东卷节选)(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:(II )一定温度下,反应(II )的焓变为△H 。
(word完整版)化学平衡大题练习
化学平衡13—18、(12分)煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。
反应为:C (s )+H 2O (g)===CO(g )+H 2(g ) ΔH=+131。
3 kJ·mol -1 ΔS=+133。
7 J·(K·mol)-1①该反应能否自发进行与________有关.②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________(填字母,下同)。
a .容器中的压强不变b .1 mol H -H 键断裂的同时断裂2 mol H —O 键c .v 正(CO )=v 逆(H 2O)d .c(CO )=c (H 2)(2)该反应的平衡常数表达式为K =____________。
(3)升高温度,其平衡常数________(填“增大"“减小"或“不变”).(4)达到平衡后,改变某一外界条件(不改变H 2、CO 的量),反应速率v 与时间t 的关系如图所示。
图中t 4时引起平衡移动的条件可能是________;图中表示平衡混合物中CO 的含量最高的一段时间是________。
17-22. (9分)现有反应:mA (g) +nB (g ) pC (g ) ,达到平衡后,当升高溫度时,B 的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C 的质量分数也减小,则:(1)该反应的逆反应为____热反应,且m+n____p (填“〉”、 “=” 、“〈”). (2)减压时,A 的质量分数______。
(填“增大”、“减小”或“不变",下同) (3)若加入B (体 积不变),则A 的转化率_____,B 的转化率_________. (4)若升高溫度,则平衡时B 、C 的浓度之比将__________。
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量______________。
第三章化学热力基础及化学平衡习题 Microsoft Word 文档
第三章化学热力基础及化学平衡习题思考题与习题3–1.下列符号代表什么意义:找出它们间有关联的符号,并写出它们之间的关系式。
f m r m m r m f m r m H H H H S S S S G G G G ∆∆∆∆∆∆∆∆ΘΘΘΘΘΘ3–2.区别下列基本概念,并举例说明之。
(1)系统和环境 (2)状态和状态函数 (3)过程和途径 (4)热和功 (5)热和温度(6)标准摩尔生成焓和标准摩尔反应焓 (7)标准状况和标准状态3–3.某理想气体在恒定外压(100 kPa )下吸收热膨胀,其体积从80 L 变到160 L ,同时吸收25 kJ 的热量,试计算系统的内能变化。
3–4.已知乙醇(C 2H 5OH )在351 K 和100 kPa 大气压下正常沸点温度(351 K )时的蒸发热为39.2 kJ ·mol –1,试估算1 mol C 2H 5OH (l )在该蒸发过程中的W 体和U ∆。
3–5.下列过程是熵增还是熵减? (1)固体KBr 溶解在水中 (2)干冰气化(3)过饱和溶液析出沉淀 (4)大理石烧制生石灰(5) CH 4 (g)+2O 2 (g) = CO 2 (g )+2H 2O (l)3–6.判断题(正确的在括号中填“√”号,错的填“×”号):(1) 葡萄糖转化为麦芽糖2C 6H 6O 6 (S )→ C 12H 22O 11 (S )+H 2O (l )的r m H ∆Θ(298.15 K) = 3.7 kJ ·mol –1,因此,2 mol C 6H 6O 6 (S )在转化的过程中吸收了3.7 kJ 的热量。
( )(2) 任何纯净单质的标准摩尔生成焓都等于零。
( ) (3) 在等温定压下,下列两个反应方程式的反应热相同。
( )Mg(S )+1/2O 2(g) = MgO(S) 2Mg(S )+O 2(g) = 2MgO(S) (4) r m S ∆为负值的反应均不能自发进行。
化学反应热力学与热平衡练习题
化学反应热力学与热平衡练习题1. 简答题化学反应热力学是研究化学反应中的能量变化和反应速率的学科。
热平衡是指化学反应达到一定条件下能量和物质的转化达到平衡状态。
下面是一些与化学反应热力学和热平衡相关的练习题。
1.1 请解释以下术语:1) 热力学第一定律2) 热容3) 焓变4) 自由能5) 熵1.2 请解释以下概念:1) 焓变ΔH是否正值与反应释放热量还是吸收热量有关?2) 标准生成焓变ΔH°f是什么意思?3) 反应的标准生成自由能变化ΔG°是什么意思?1.3 请计算下列化学方程式的焓变ΔH:1) 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)2) C(graphite) + O2(g) → CO2(g)3) 2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)1.4 请计算下列化学方程式的自由能变化ΔG:1) 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)2) C(graphite) + O2(g) → CO2(g)3) 2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)2. 计算题2.1 对于以下反应,根据给出的热力学数据,计算焓变ΔH和自由能变化ΔG:2Na(s) + Cl2(g) → 2NaCl(s)已知的热力学数据表如下:ΔHf°(NaCl) = -411 kJ/molΔHf°(Na) = 108 kJ/molΔHf°(Cl2) = 0 kJ/mol2.2 对于以下反应,根据给出的热力学数据,计算焓变ΔH和自由能变化ΔG:N2O4(g) → 2NO2(g)已知的热力学数据表如下:ΔG°(N2O4) = -4.89 kJ/molΔG°(NO2) = -2.77 kJ/mol2.3 对于以下反应,根据给出的热力学数据,计算焓变ΔH和自由能变化ΔG:C2H4(g) + H2(g) → C2H6(g)已知的热力学数据表如下:ΔH°(C2H4) = 52.3 kJ/molΔH°(H2) = 0 kJ/molΔH°(C2H6) = -84.7 kJ/mol3. 综合题如下图所示,考虑一个化学反应A + B → C,已知该反应的热力学数据如下:ΔHf°(A) = -100 kJ/molΔHf°(B) = -50 kJ/molΔHf°(C) = -200 kJ/mol3.1 根据上述数据,计算该反应的焓变ΔH和自由能变化ΔG。
北师大考研无机化学复习题第三章
第 3 章化学热力学的初步概念与化学平衡一、基本要求1.了解化学变化过程中热效应、恒容反应热和恒压反应热的概念及测定方法, 会正确书写热化学方程式;2.初步了解焓的概念,知道焓变是化学反应自发过程的一种驱动力;3.会进行有关热化学的一般计算;4.初步了解熵、熵变和绝对熵的概念,知道熵变是化学反应自发过程的另一种驱动力;5.初步了解热力学第一、第二、第三定律的概念;6.初步了解吉布斯自由能及吉布斯-亥姆霍兹方程,学会用其判据化学反应的自发性;7.掌握化学平衡状态及标准平衡常数概念,会进行简单的化学平衡移动判断及有关计算。
二、要点1.化学热力学把热力学的理论、原理、规律以及研究方法,用之于研究化学现象就产生了化学热力学。
它可以解决化学反应中的能量问题、化学反应的方向问题,以及化学反应进行的程度问题。
2.系统与环境系统曾称体系,指化学直接研究的对象,与系统密切相关的部分或与系统相互影响所可及的部分称为环境。
两者之间可以交换物质或能量,据此可把系统分为:①敞开系统:系统和环境之间可以有能量和物质的交换;②封闭系统:系统和环境之间只有能量的交换,而不能有物质的交换;③孤立系统:系统和环境之间既无能量的交换,也无物质的交换。
3.状态和状态函数系统的所有客观性质的综合表现即为系统的状态。
描述系统状态的物理量称之为状态函数。
状态定,状态函数定,即有一定的值;状态变,状态函数的值变。
4.过程和途径系统的状态发生了任意的变化,就说系统发生了一个过程。
分别发生在等温条件下、压强一定条件下和绝热条件下的系统的变化,分别称为“等温过程”、“等压过程”和“绝热过程”。
系统由始态到终态的变化,可经由不同的方式完成,这不同方式即为“途径”。
5.热和功系统和环境间因温度差别引起能量交换,这种被传递的能量称为“热”,用符号Q表示。
并规定当系统吸热时,Q为正值,即Q > 0或ΔQ > 0,放热时Q为负值,即Q < 0或ΔQ < 0。
第三章化学热力学基础含答案
第三章 化学热力学基础1、以下物质在什么情况下⊿f H θm 、⊿f G θm 、S θm 数值为零。
H 2、O 2、Cl 2、Br 2、I 2、P 、Ag 、C 、Sn2、什么时候⊿r H θm =⊿f H θm (B )3、估算反应的温度条件:低温、高温、任何温度自发或不自发4、哪些属于状态函数:H 、G 、S 、U 、p 、V 、T 、n 、W 、Q 、Q p 、Q v5、方程式相加、减、倍数(分数)、正逆,⊿H 、⊿G 、⊿S 变化?6、转变温度计算7、标态下反应自发性计算判定:⊿r G θm练习:一、单选题1、如果一个反应的吉布斯自由能变为零,则反应:A 、能自发进行B 、 是吸热反应C 、是放热反应D 、 处于平衡状态2、已知: Mg(s) + Cl 2(g) = MgCl 2(s) mr H ∆= -642 kJ·mol -1,则: A 、在任何温度下,正向反应是自发的B 、在任何温度下,正向反应是不自发的C 、高温下,正向反应是自发的;低温下,正向反应不自发D 、高温下,正向反应是不自发的;低温下,正向反应自发3、某化学反应可表示为A(g) + 2B(s)−→−2C(g)。
已知 m r H ∆< 0,下列判断正确的是 :A 、 仅常温下反应可以自发进行B 、 仅高温下反应可以自发进行C 、 任何温度下反应均可以自发进行D 、 任何温度下反应均难以自发进行4、已知 CO(g) = C(s) +21O 2(g) 的 m r H ∆> 0, m r S ∆< 0, 则此反应A 、 低温下是自发变化B 、 高温下是自发变化C 、 低温下是非自发变化,高温下是自发变化D 、 任何温度下都是非自发的5、稳定单质在298 K ,100 kPa 下,下述正确的是:A 、 m S , m f G ∆为零B 、 m f H ∆不为零C 、 m S 不为零, m f H ∆为零D 、 m S , m f G ∆, m f H ∆均为零6、在下列反应中,焓变等于AgBr(s) 的 m f H ∆的反应是:A 、 Ag +(aq) + Br -(aq) = AgBr(s)B 、 2Ag(s) + Br 2(g) = 2AgBr(s)C 、 Ag(s) +21Br 2(l) = AgBr(s) D 、 Ag(s) +21Br 2(g) = AgBr(s)7、已知下列数据,哪个反应表示Δr H m Θ=Δf H m Θ (C 2H 5OH, l )A .2C(金)+3H 2(l)+1/2O 2(g ) = C 2H 5OH (l)B .2C(石)+3H 2(g l)+1/2O 2(l) =C 2H 5OH (l)C .2C(石)+3H 2(g)+1/2O 2(g )= C 2H 5OH (l)D .2C(石)+3H 2(g)+1/2O 2(g ) = C 2H 5OH (g)8、下列各热力学函数中,哪些函数值不是零?A 、⊿f H θm (O 2,g,298K);B 、⊿f G θm (I 2,s,298K);C 、 ⊿f H θm (Br 2,l,298K);D 、S θ(H 2,g,298K)9、一种反应在高温下能自发进行,而在低温下不能自发进行的条件是:A . Δr H θ m < 0 ,Δr S θ m < 0 ; B. Δr H θ m < 0,Δr S θ m > 0 ;C. Δr H θ m > 0,Δr S θ m > 0 ;D. Δr H θ m > 0,Δr S θ m < 010、 “反应3H 2(g)+N 2(g)=2NH 3(g)在标准状态下进行”的含义是:A 、在p(H 2)=p(N 2)=p(NH 3)=100KPa 条件下进行;B 、298K ,保持p(H 2)=p(N 2)=p(NH 3)=100KPa 条件下进行;C 、反应系统保持压力100KPa 条件下进行;D 、p=100KPa 的H 2和N 2混合,反应发生。
第五版物理化学第三章习题答案完整版.doc
第三章热力学第二定律3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。
求(1)热机效率;(2)当向环境作功时,系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解:卡诺热机的效率为根据定义3.2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作,求:(1)热机效率;(2)当从高温热源吸热时,系统对环境作的功及向低温热源放出的热解:(1) 由卡诺循环的热机效率得出(2)3.3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作,求(1)热机效率;(2)当向低温热源放热时,系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
解:(1)(2)3.4 试说明:在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时,若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功-W 。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率,其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源,而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
证: (反证法) 设 r ir ηη> 不可逆热机从高温热源吸热,向低温热源放热,对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等,即总的结果是:得自单一低温热源的热,变成了环境作功,违背了热力学第二定律的开尔文说法,同样也就违背了克劳修斯说法。
3.5 高温热源温度,低温热源温度,今有120KJ 的热直接从高温热源传给低温热源,求此过程。
解:将热源看作无限大,因此,传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下,当热机从高温热源吸热时,两热源的总熵变。
(1)可逆热机效率。
(2)不可逆热机效率。
(3)不可逆热机效率。
解:设热机向低温热源放热,根据热机效率的定义因此,上面三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知水的比定压热容。
今有1 kg,10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水,求过程的。
(1)系统与100℃的热源接触。
(2)系统先与55℃的热源接触至热平衡,再与100℃的热源接触。
大学化学热力学第三章练习题3
第三章练习题(三)一、填空题1.将200mL 0.2mol•L-1的NH4+溶液与100mL 0.3mol•L-1的NH3溶液混合组成缓冲溶液,缓冲比(n碱/n酸)是,抗酸成分是,抗碱成分是。
2.将100 ml 0.10 mol·L-1 Na3PO4溶液与50ml 0.10 mol·L-1 HCl溶液混合,所配制的缓冲溶液的缓冲对是,缓冲比是,抗酸成分是,抗碱成分是。
3. 对于同一缓冲系配制的不同缓冲溶液,它们的缓冲能力大小与和有关。
4. 将浓度均为0.20 mol·L-1 NH3·H2O溶液和NH4Cl溶液等体积混合后配制成缓冲溶液,其pH为,该缓冲范围为。
(p K(NH3)=4.75)5. 缓冲溶液的总浓度一定时,缓冲比,缓冲溶液的缓冲能力越强;缓冲比,缓冲溶液的缓冲能力越弱;当缓冲比时,缓冲溶液的缓冲能力最强。
6. 将0.20mol·L-1的H3PO4溶液和0.10mol·L-1NaOH溶液等体积混合,溶液中的缓冲对是,抗酸成分是,抗碱成分是。
7. 缓冲对HAc–NaAc中,抗酸成分是,抗碱成分是。
8. 已知缓冲溶液中的缓冲对为NaH2PO4- Na2HPO4,则该缓冲溶液的抗酸成分是,抗碱成分是。
9.土壤中主要的缓冲对有、和。
10. 将浓度均为0.2 mol·L-1的NaAc和HAc(p K a=4.75)溶液等体积混合组成缓冲溶液,其pH为。
11. 由缓冲对NaAc和HAc(p K a=4.75)所配制的缓冲溶液,其缓冲范围是pH=。
12. 由缓冲对NH4+ - NH3 [ p K a ( NH4+ ) = 9.25 ] 所组成的缓冲溶液,其缓冲范围是pH=。
二、判断题1. 当人体中血液的pH低于7.35,会发生酸中毒。
()2. 因为NH3-NH4Cl缓冲溶液的pH大于7,所以不能抵抗少量的强碱。
()3. 同一缓冲系的缓冲溶液,总浓度相同时只有pH=K a的溶液缓冲能力最大。
第03章化学反应系统热力学习题及答案物理化学
第三章 化学反应系统热力学习题及答案§ 标准热化学数据(P126)1. 所有单质的 Om f G ∆ (T )皆为零为什么试举例说明答:所有处于标准态的稳定单质的O m f G ∆ (T ) 皆为零,因为由稳定单质生成稳定单质的状态未发生改变。
如:单质碳有石墨和金刚石两种,O m f G ∆ ,石墨)=0,而O m f G ∆ ,金刚石)= kJ·mol -1 (课本522页),从石墨到金刚石状态要发生改变,即要发生相变,所以O m f G ∆ ,金刚石)不等于零。
2. 化合物的标准生成热(焓)定义成:“由稳定单质在和100KPa 下反应生成1mol 化合物的反应热”是否准确为什么答:标准生成热(焓)的定义应为:单独处于各自标准态下,温度为T 的稳定单质生成单独处于标准态下、温度为T 的1mol 化合物B 过程的焓变。
此定义中(1)强调压力为一个标准大气压,而不强调温度;(2)变化前后都单独处于标准态。
3. 一定温度、压力下,发生单位化学反应过程中系统与环境交换的热Q p 与化学反应摩尔焓变r m H ∆是否相同为什么答: 等压不作其他功时(W’=0),数值上Q p =n r H ∆。
但Q p 是过程量,与具体的过程有关;而r m H ∆是状态函数,与过程无关,对一定的化学反应有固定的数值。
如将一个化学反应至于一个绝热系统中,Q p 为零,但r m H ∆有确定的数值。
§ 化学反应热力学函数改变值的计算(P131)1. O m r G ∆(T )、m r G ∆(T )、O m f G ∆(B,相态,T )各自的含义是什么答:Om r G ∆(T ): 温度为T ,压力为P θ,发生单位反应的ΔG;m r G ∆(T ):温度为T ,压力为P ,发生单位反应的ΔG;Omf G ∆(B,相态,T ):温度为T ,压力为P θ,由各自处于标准状态下的稳定单质,生成处于标准态1mol 化合物反应的ΔG。
思考与习题化学热力学基础填空题应用热力学基本
思考与习题(第三章 化学热力学基础)一、填空题1.应用热力学基本原理研究化学变化及其与之有关的物理变化中能量转化规律的科学,称为 。
2.热力学系统性质就是它一系列宏观性质的总和,而这些描述系统状态的性质又称为 ;在n 、V 、T 、x B 中,属于广延性质的是 ,属于强度性质的是 。
3.热力学平衡态包含 、 、 、 等四种平衡。
4. 是在无限接近平衡,且没有摩擦力条件下进行的理想过程。
5.热力学标准态又称热化学标准态,对气体而言,是指在压力为 下,处于 状态的气体纯物质。
6.隔离系统中发生的自发过程总是向熵增大的方向进行, 时达到最大值,这就是 原理,又称为 判据。
7.应用吉布斯函数判据判断过程的方向和限度的条件是, 、 且非体积功为零的 系统。
8.热力学中规定:标准状态下,稳定相态 的标准摩尔生成吉布斯函数为零。
二、选择题1.与环境只有能量交换,而没有物质交换的系统称为( )。
A .敞开系统B .隔离系统C .封闭系统D .孤立系统2.某系统由状态A 变化到状态B ,经历了两条不同的途径,与环境交换的热和功分别为Q 1、W 1和Q 2、W 2。
则下列表示正确的是( )。
A .Q 1=Q 2,W 1=W 2B .Q 1+W 1=Q 2+W 2C .Q 1>Q 2,W 1>W 2D .Q 1<Q 2,W 1<W 23.当系统状态发生变化后,其热力学能差值一定为零是( )。
A .循环过程B .绝热过程C .恒容过程D .恒压过程4.某理想气体恒温压缩时,正确的说法是( )。
A .ΔU >0,ΔH <0B .ΔU =0, ΔH =0C .ΔU <0,ΔH <0D .ΔU <0, ΔH >05.1mol 单原子理想气体,从300K 压缩到500K ,则其ΔH 为( )。
A .300RB .500RC .-300RD .-500R6.298K 时,下列物质中θm f H ∆=0的是( )。
A .CO 2(g )B . I 2(g)C .Br 2(l )D .C (s ,金刚石)7.下列热力学第二定律的数学表达式正确的是( )。
大学物理化学3-化学平衡课后习题及答案
⼤学物理化学3-化学平衡课后习题及答案⼤学物理化学3-化学平衡课后习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN化学平衡课后习题⼀、是⾮题下列各题中的叙述是否正确?正确的在题后括号内画“”,错误的画“”。
1. 某⼀反应在定温、定压且⽆⾮体积功的条件下,当该反应的r G m<0时,则该反应能正向进⾏。
( )2. 如果某⼀化学反应的r H 0,该反应的K随着温度升⾼⽽减⼩。
()3. 对理想⽓体反应:0 = B B B,在定温定压下当B B>0时,随着惰性⽓体的加⼊⽽平衡向左移动。
()4. 对理想⽓体反应:0 = B B B,在定温定压下当B B>0时,随着惰性⽓体的加⼊⽽平衡向左移动。
(9. 如果某⼀化学反应的r H不随温度变化,那么其r S也不随温度变化,但是其r G却与温度有关。
()5. 对于真实⽓体混合物的反应,该反应的标准平衡常数K仅仅是温度的函数。
()⼆、选择题选择正确答案的编号,填在各题后的括号内:1. PCl5的分解反应PCl5(g) == PCl3(g) + Cl2(g) 在473 K达到平衡时PCl5(g) 有48.5%分解,在573 K 达到平衡时,有97 %分解,则此反应是()(1)吸热反应;(2)放热反应;(3)反应的标准摩尔焓变为零的反应;(4)在这两个温度下标准平衡常数相等的反应。
2. 设反应a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa、300 K下,A的转化率是600 K的2倍,⽽且在300 K下系统压⼒为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa 的2 倍,故可推断该反应 ( )(1)标准平衡常数与温度,压⼒成反⽐;(2)是⼀个体积增加的吸热反应;(3)是⼀个体积增加的放热反应;(4)标准平衡常数与温度成正⽐,与压⼒成反⽐。
3.理想⽓体反应N 2O 5(g )== N 2O 4(g )+1/2O 2(g )的?r H 为41.84kJ ?mol-1,∑=0)(,B C mp Bν。
无机化学(上册):第3章 化学热力学基础 习题解答修改
第3章 化学热力学基础习 题1.下列过程是否是热力学循环过程:(1)由氢气和氧气化合成水,然后再电解成氢气和氧气;(2)金属铜在试管中氧化成氧化铜,然后再通入氢气,使氧化铜还原成铜(分别讨论以铜为系统与以铜和氧气为系统)。
2.一系统由A 态到B 态,沿途径I 放热100 J ,对系统作功50 J 。
问 (1)由A 态沿途径II 到B 态,系统作功80 J ,其Q 值为多少? (2)如系统再由B 态沿途径III 回到A 态得到50 J 的功,系统吸热还是放热?Q 值为多少? 3.下列过程中,带点部分为系统,写出功和热的正负号。
(1)将水和水蒸气.....贮于一恒容金属箱中,将其放在炉火上加热,温度、压力都升高; (2)一恒容绝热箱中,H 2和O 2混合气体....通电火花使其化合(电火花能量不计); (3)H 2和O 2混合气体....在大量水中成一气泡,通电火花使其化合(电火花能量不计)。
4.工业上冶炼锌的第一步是焙烧锌矿石,即把硫化锌转化为氧化锌:2ZnS(s) + 3O 2(g) → 2ZnO(s) + 2SO 2(g) O r m H ∆ = -879 kJ·mol -1计算焙烧1.00 g ZnS 放出的热量。
5.下列哪些物质的标准摩尔生成焓(298.15K )不等于零?Na(s),Ne(g),CH 4(g),S 8(s),Hg(l),H(g),O 2(g)。
6.铝热法的反应如下:8 Al(s)+ 3Fe 3O 4(s) → 4Al 2O 3 (s)+ 9Fe(s), (1)用Of m H ∆数据,计算恒压反应热;(2)在此反应中,若用去267.0 g 铝,问能释放多少热?7.估计25 ℃时,下列物种的标准生成焓是大于0,等于0,还是小于0: (1)Br 2(g),Br 2(l); (2)I 2(g),I 2(s)。
8.在373 K 时,水的蒸发热为40.66 kJ·mol -1。
普通化学:化学热力学初步和化学平衡练习题
2.1 已知标态下,下⾯反应的摩尔反应焓变为-75kJ/mol,求Cl-的⽔合离⼦⽣成焓。
HCl(g) = H+(aq) + Cl-(aq)(H+(aq)的摩尔⽣成焓为0,HCl(g)的摩尔⽣成焓为-92.31kJ/mol)2.2 氯化钙溶于⽔的反应经常被⽤于急救热敷袋。
在热敷袋中,⼀个包有CaCl2的⼩包被捏破后,CaCl2溶于周围的⽔。
CaCl2(s) = Ca2+(aq) + 2Cl-(aq)(a) 计算该反应的标准焓变;(参考教材后⾯的表)(b) 假设20°C时,20.0g CaCl2溶于0.100dm3⽔。
计算溶液最后的温度(设溶液的热容与纯⽔的热容相当,即418J K-1/100g溶液)。
2.3 ⼀个热机在两个热源之间可逆循环⼯作。
⾼温热源为450K,低温热源为300K。
(a) 热机的效率是多少?(b) 若热机每个循环从⾼温热源吸收热量1500J,那么它在低温热源放出热量为多少?(c) 该热机每个循环做功为多少?2.4 ⼀个研究者⽤冰柜使他/她的反应维持在-10°C。
若冰柜每个循环从-10°C吸热800J,然后将热在室温(20°C)释放,那么冰柜每个循环做功多少?每个循环在⾼温热源放热为多少?2.5* 假设把⼀台冰箱放在⼀间密闭的房间⾥,把冰箱门打开,插上电源让冰箱⼯作。
室内温度会怎样变化?为什么?2.6 当把H2O(l)和D2O(l)混和后,会⾃发发⽣下⾯反应:H2O(l) + D2O(l) = 2HOD(l)O-H键和O-D键的键焓⼏乎没有区别,那么什么是这个反应的主要驱动⼒?2.7 预测下列过程的熵变:(a) NaCl熔融;(b) 建筑物坍塌;(c) 把空⽓分为温度、压⼒相同的氧⽓、氮⽓和氩⽓。
2.8 固体氨的摩尔熔化焓为5.65kJ mol-1, 摩尔熵变为28.9J mol-1 K-1。
(a)计算1mol固体氨在170K熔化的Gibbs⾃由能;(b)在何温度下,固体氨和液体氨在标态下达到平衡。
化学平衡部分习题.doc
第三节化学平衡例1.在一定温度下,反应A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是( )A.单位时间内生成〃mol的A?同时生成n mol AB。
B.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间内生成2〃 mol的AB,同时生成n mol的B2。
D.单位时间内生成n mol A T同时生成n mol Bjo[练习]1.对于一定条件下的可逆反应:A(g)+3B(g)』『2C(g)达到平衡的标志是A.A、B、C的浓度不再变化。
B.容器内总压强不再改变C.单位时间内生成n mol A,同时生成3n mol BD.A、B、C的分了数之比为1 :3 :22.在2NO2(g)^^ N2O4(g)的可逆反应中,下列不属于平衡状态的是A.反应物的转化率等于生成物的产率。
B.NO?在混合气体中体积分数保持不变。
C.平衡体系的颜色不再改变。
D.单位时间内有1 mol N2O4变为NO2的同时,有2 mol NO2变为N2O4o根据以上练习,总结一下化学平衡的标志有哪些?化学平衡状态的标志:1.对于同一反应物或生成物的正反应速率等于其逆反应速率。
2.一种物质的正反应速率与另一种物质的逆反应速率之比等于方程式化学计量数之比。
3.各组分的浓度或分子数或含量不随时间改变而改变。
4.反应物的转化率或生成物产率不随时间改变而改变。
5.对于反应前后气体体积不相等的反应,容器内总压强或气体总体积不随时间改变而改变。
6.对于反应体系某物质有颜色的反应,体系颜色不随时间改变而改变。
也可说明已达平衡状[问题]请写出下列反应达到化学平衡状态时平衡常数的数学表达式。
① H2(g)+I2(g) 2HI(g)®N2(g)+3H2(g)2NH3(g)P iP i P2PlP2P2Pl[学生练习]1.在体积可变的密闭容器中,反应mA(g)+«B(s)^=i j pC(g)达到平衡后,压缩容器的体积, 发现A的转化率随之降低。
下列说法中,正确的是A.(m+n)必定小于pB. (m+n)必定大于pC. 必定小于pD.兀必定小于p2..在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:NO(g) + CO(g)=?N2(g) + CO2(g); Aff= -373.2kJ/mol,达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时增大压强C.升高温度同时充入N2D.降低温度同时增大压强3.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。
第3章-化学热力学基础-习题及全解答
第3章化学热力学基础1.状态函数的含义及其基本特征是什么?T、p、V、△U、△H、△G、S、G、Q p、Q u、Q、W、W e最大中哪些是状态函数?哪些属于广度性质?哪些属于强度性质?答:状态函数的含义就是描述状态的宏观性质,如T、p、V、n、m、ρ等宏观物理量,因为体系的宏观性质与体系的状态之间存在对应的函数关系。
状态函数的基本特点如下:(1)在条件一定时,状态一定,状态函数就有一定值,而且是唯一值。
(2)条件变化时,状态也将变化,但状态函数的变化值只取决于始态和终态,与状态变化的途径无关。
(3)状态函数的集合(和、差、积、商)也是状态函数。
其中T、p、V、S、G是状态函数,V、S、G、H、U属于广度性质(具有加和性),T、p属于强度性质。
2.下列叙述是否正确?试解释之。
(1)Q p=△H,H是状态函数,所以Q p也是状态函数;(2)化学计量数与化学反应计量方程式中各反应物和产物前面的配平系数相等;(3)标准状况与标准态是同一个概念;(4)所有生成反应和燃烧反应都是氧化还原反应;(5)标准摩尔生成热是生成反应的标准摩尔反应热;(6)H2O(l)的标准摩尔生成热等于H2(g)的标准摩尔燃烧热;(7)石墨和金刚石的燃烧热相等;(8)单质的标准生成热都为零;(9)稳定单质的△f HΘm、SΘm、△f GΘm均为零;(10)当温度接近绝对零度时,所有放热反应均能自发进行。
(11)若△r H m和△r S m都为正值,则当温度升高时反应自发进行的可能性增加;(12)冬天公路上撒盐以使冰融化,此时△r G m值的符号为负,△r S m值的符号为正。
答:(1)错。
虽然H是状态函数,△H并不是状态函数,所以Qp当然不是状态函数;。
(2)错。
因为反应物的化学计量数为负,与反应计量方程式中反应物前面为正的系数不相等;(3)错。
如气体的标准状况是指0℃和101.325KPa条件,而标准态对温度没有限定;(4)错。
如由石墨生成金刚石的生成反应就不是氧化还原反应;(5)对。
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第三章化学热力基础及化学平衡习题思考题与习题3–1.下列符号代表什么意义:找出它们间有关联的符号,并写出它们之间的关系式。
f m r m m r m f m r mH H H H S S S S G G G G ∆∆∆∆∆∆∆∆ΘΘΘΘΘΘ3–2.区别下列基本概念,并举例说明之。
(1)系统和环境 (2)状态和状态函数 (3)过程和途径 (4)热和功 (5)热和温度(6)标准摩尔生成焓和标准摩尔反应焓 (7)标准状况和标准状态3–3.某理想气体在恒定外压(100 kPa )下吸收热膨胀,其体积从80 L 变到160 L ,同时吸收25 kJ 的热量,试计算系统的内能变化。
3–4.已知乙醇(C 2H 5OH )在351 K 和100 kPa 大气压下正常沸点温度(351 K )时的蒸发热为39.2 kJ ·mol –1,试估算1 mol C 2H 5OH (l )在该蒸发过程中的W 体和U ∆。
3–5.下列过程是熵增还是熵减? (1)固体KBr 溶解在水中 (2)干冰气化(3)过饱和溶液析出沉淀 (4)大理石烧制生石灰(5) CH 4 (g)+2O 2 (g) = CO 2 (g )+2H 2O (l)3–6.判断题(正确的在括号中填“√”号,错的填“×”号):(1) 葡萄糖转化为麦芽糖2C 6H 6O 6 (S )→ C 12H 22O 11 (S )+H 2O (l )的r m H ∆Θ(298.15 K) = 3.7 kJ ·mol –1,因此,2 mol C 6H 6O 6 (S )在转化的过程中吸收了3.7 kJ 的热量。
( )(2) 任何纯净单质的标准摩尔生成焓都等于零。
( ) (3) 在等温定压下,下列两个反应方程式的反应热相同。
( )Mg(S )+1/2O 2(g) = MgO(S) 2Mg(S )+O 2(g) = 2MgO(S) (4) r m S ∆为负值的反应均不能自发进行。
( ) (5) 吸热反应也可能是自发的。
( )(6) 某反应的r m G ∆>0,选取适宜的催化剂可使反应自发进行,( ) (7) r m G ∆Θ<0的反应一定自发进行。
( ) (8) 常温下所有单质的标准摩尔熵都为零。
( )(9) 应用盖斯定律,不但可以计算化学反应的r m H ∆,还可以计算r m U ∆ 、 r m S ∆ 、r m G ∆的值。
( )(10)热是系统和环境之间因温度不同而传递的能量形式,受过程的制约,不是系统自身的性质,所以不是状态函数。
( )(11) 在常温常压下,将H 2和O 2长期混合无明显反应,表明该反应的摩尔吉布斯自由能变为正值。
( )(12) 热力学标准状态是指系统压力为100 kPa ,温度为298K 时物质的状态。
( )(13) 在等温定压下,反应过程中若产物的分子总数比反应物分子总数增多,该反应的r m S ∆一定为正值。
( )(14) 指定稳定单质的f m H ∆Θ(298.15 K)、f m G ∆Θ(298.15 K) 和m S Θ(298.15 K)均为零。
( ) (15) 焓变、熵变受温度影响很小,可以忽略,但吉布斯自由能受温度影响较大,故不能忽略。
( ) 3–7.选择填空(将正确答案的标号填入括号中)(1) 25℃和标准状态下,N 2和H 2反应生成 1g NH 3(g )时放出2 .71 kJ 的热量,则(NH 3,g ,298 .15K )r mH ∆Θ等于( )kJ ·mol –1。
A .—2 .71/17 B .2 .71/17 C .—2 .71×17 D .2 .71×17 (2) 如果一封闭体系,经过一系列变化后又回到初始状态,则体系的( ) A . Q =0 W =0 △U =0 △H =0 B . Q ≠0 W =0 △U =0 △H =0 C . Q =-W △U =W +Q △H =0 D . Q ≠-W △U =W +Q △H =0 (3)下列分子的f m H ∆Θ值不等于零的是( )A .石墨(s )B .O 2(g )C .CO 2(g )D .Cu (s )(4) CaO(S)+H 2O(l)=Ca(OH)2(S),在25℃及100 kPa 是自发反应,高温逆向自发,说明反应属于( )类型。
A .r m H ∆Θ> 0 r m S ∆Θ< 0 B .r m H ∆Θ< 0 r m S ∆Θ> 0 C .r m H ∆Θ> 0r m S ∆Θ> 0 D .r m H ∆Θ< 0 r m S ∆Θ< 0 (5) 对于一个确定的化学反应来说,下列说法中正确的是:( ) A .r m G ∆Θ越负,反应速率越快 B .r m S ∆Θ越正,反应速率越快 C .r m H ∆Θ越负,反应速率越快 D . 活化能越小,反应速率越快 (6) 下列各热力学函数中,哪一个为零:( )A .f m G ∆Θ(I 2,g ,298 K) B .f m H ∆Θ(Br 2,l ,298 K)C .m S Θ(H 2,g ,298 K) D .f m G ∆Θ(O 3,g ,298 K) E .f m H ∆Θ(CO 2,g ,298 K) (7) 下列反应中,放出热量最多的反应是( )。
A .CH 4(l)+2O 2(g)=CO 2(g )+2 H 2O(g) B .CH 4(g)+2O 2(g)=CO 2(g)+2 H 2O(g) C .CH 4(g)+2O 2(g)=CO 2(g)+2 H 2O(l) D .CH 4(g)+3/2O 2(g)=CO(g)+2 H 2O(l)(8) 若某反应(A )的反应速率大于(B )的反应速率,则反应的热效应的关系为( ) A .r m H ∆Θ(A )<r m H ∆Θ(B ) B .r m H ∆Θ(A )=r m H ∆Θ(B ) C .r m H ∆Θ(A )>r m H ∆Θ(B ) D .不能确定 (9) 已知反应H 2O(g)1/2O 2(g) + H 2(g)在一定温度、压力下达到平衡。
此后通入氖气,若保持反应的压力、温度不变,则:( )A .平衡向左移动B . 平衡向右移动C .平衡保持不变D . 无法预测(10) 某反应的r m G ∆Θ(298 .15K )= 45 kJ ·mol –1,r m H ∆Θ(298 .15K )= 90 kJ ·mol –1,据估算该反应处于平衡时的转变温度为( )K 。
A .273B . 298C .546D .5963–8.填空题:(1) 状态函数的性质之一是:状态函数的变化值与系统的( )有关,与( )无关。
(2) 热力学规定,系统从环境吸热,Q为( );系统向环境放热,Q为( )。
系统对环境作功,W 为( );环境对系统做功,W 为( )。
热和功都与( )有关,所以热和功( )状态函数。
(3) 物理U 、H 、W 、Q、S 、G 中,属于状态函数的是( )。
(4) 1mol 理想气体,经过等温膨胀、定容加热、定压冷却三个过程,完成一个循环后回到起始状态,系统的W 和△U 等于零的是( ),不等于零的是( )。
(5) 热力学第一定律的数学表达式为( );它只适用于( )系统。
(6) v Q=U ∆的条件是( );p Q= H ∆的条件是( )。
(7)r m G ∆( )于零时,反应是自发的。
根据得r m G ∆=r m H ∆-T r m S ∆,当r m S ∆为正值时,放热反应( )自发的,当r m S ∆为负值时,吸热反应( )自发。
(8) 有人利用甲醇分解来制取甲烷:CH 3 OH (l) = C H 4(g) +1/2O 2(g )此反应是( )热、熵( )的、故在( )温条件下正向自发进行。
(9) 已知反应N 2 (g)+3H 2 (g) = 2NH 3(g)的r m H ∆Θ (298.15 K) = -92.22 kJ ·mol –1,若升高温度,r mG ∆Θ将( ),r m H ∆Θ将( ),r m S ∆Θ将( ),K Θ将( );若减小反应系统体积,平衡将( )移动;若加入氢气以增加总压力,平衡将( )移动;若加入氦气以增加总压力,平衡将( )移动;若加入氯化氢气体,平衡将( )移动。
(10) 已知反应SnO 2(s)+2H 2(g)Sn (s)+2H 2O(g)和CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g)的平衡常数分别为1K Θ和2K Θ,则反应SnO 2(s) + 2CO(g)2CO 2(g)+Sn (s)的3K Θ=( )。
3–9.当下述反应2SO 2 (g)+O 2 (g) = 2SO 3 (g)达到平衡后,在反应系统中加入一定了的惰性气体,对于平衡系统有何影响?试就加入惰性气体后系统的体积保持不变或总压力保持不变这两种情况加以讨论。
3–10.已知下列热化学方程式: (1)Fe 2O 3(s)+3CO(g) =2Fe(s)+3CO 2(g)r m H ∆Θ= -27.6 kJ ·mol –1 (2)3Fe 2O 3(s)+CO(g) =2 Fe 3O 4(s)+CO 2(g) r mH ∆Θ= -58.6 kJ ·mol –1 (3)Fe 3O 4(s)+CO(g) =3 FeO(s)+CO 2(g)r mH ∆Θ= 38.1 kJ ·mol –1 计算下列反应:FeO(s)+CO(g) =Fe(s)+CO 2(g)的r m H ∆Θ。
3–11.人体靠下列一系列反应去除体内的酒精:CH 3CH 2233COOH222计算人体去除1 mol C 2H 5OH 时各步反应的r m H ∆Θ及总反应的r m H ∆Θ(假设298.15 K T =)3–12.写出下列各化学反应的标准平衡常数K Θ表达式。
(1)2SO 2 (g)+O 2 (g)2SO 3(g)(2)2227Cr O (aq)+6Fe (aq)+14H (aq)-++3322Cr (aq)6Fe (aq)7H O(l)++++(3)MgCO 3(s)MgO(s)+CO 2(g) (4)HAc(aq)H +(aq)+A c -(aq)(5)4222MnO (aq)+5H O (aq)+6H(aq)-+2222Mn (aq)5O (g)8H O(l)+++3–13.计算下列反应在298.15K 下的r m H ∆Θ、r m S ∆Θ和r m G ∆Θ,并判断哪些反应能自发向右进行。
(1)Zn(s)+HCl(aq ) → ZnCl(aq)+H 2(g) (2)4NH 3(g )+5O 2(g) → 4NO(g )+6H 2O (g) (3)Fe 2O 3(s )+3CO(g) → 2 Fe(s )+3CO 2 (g) (4)CaCO 3 (s) → CaO(s )+CO 2(g)3–14.植物在光合作用中合成葡萄糖的反应可以近似表示为: 6CO 2 (g )+6H 2O(l) = C 6H 6O 6(s )+6O 2(g)计算反应的标准摩尔吉布斯自由能,判断反应在298K 及标准状态下能否自发进行(已知葡萄糖的f m G ∆Θ(C 6H 6O 6,s )=-910.5 kJ ·mol –1)。