第2章 化学热力学习题
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3. 密闭容器中的化学反应系统属于何种类型的系统？为什么？ 4. 密闭且保温性能绝好的容器中的化学反应系统属于何种类型的系
统？为什么？ 5. 什么是等容热效应与等压热效应？两者有什么关系？在什么情况
下它们相等？ 答案：等容过程的热效应，称等容热效应，Qv = ΔrU；
等压过程的称等压热效应Qp =ΔH。化学反应、相变过程等一般 是在等压条件下进行的，故手册中列出的有关数据，一般是等压热效 应。 对应同一反应，等容和等压热效应 ΔγUm 和 ΔγHm 之间有如下近似 关系：
11. 上题的状态函数中，哪些没有明确的物理意义？具有明确物理意 义的，请说明其物理意义。
12. 化学热力学中所说的“标准状态”意指什么？ 答案：状态函数中热力学能U及焓H和吉布斯自由能G等热力学函数的 绝对值是无法确定的。为了便于比较不同状态时它们的相对值，需要规 定一个状态作为比较的标准。所谓标准状态，是在指定温度T和标准压 力（100kPa）下该物质的状态，简称标准态。对具体系统而言，纯理 想气体=1 p。溶液中溶质的标准态，是在指定温度T和标准压力p的状 态；纯液体（或纯固体）物质的标准态是标准压力p下的状态；混合理 想气体的标准态是指任一气体组分的分压力为p时该气体所处的状态。 因压力对液体和固体的体积影响很小，故可将溶质的标准态浓度改用 c=1mol·Kg-1 ，而没有指定温度，所以与温度有关的状态函数的标准 状态应注明温度。
kJmol-1。由于化学方程式两边物质的化学计量数的总和相等，
所以增加总压力对平衡无影响。
（）
46. 对于理想气体反应，等温等容下添加惰性组分时平衡不移动。
(√ )
47. 某一给定反应达到平衡后，若平衡条件不变，则各反应物和生成
物的分压或浓度分别为定值。
（√ ）
48. 平衡常数KΘ值可以直接由反应的值求得。
② Pb(NO3)2 +2KI（s）== PbI2（s）+ 2KNO3 (s) ③ NaOH(aq) + HCl(aq) == NaCl(aq) + H2O (l)
④ CO2(g) + NaOH(s) == NaHCO3(s) 10. 什么是状态函数？状态函数有什么特点？Q、W、H、U、S、G
中哪些是状态函数，哪些不是？ 答案：体系的性质是由体系的状态确定的，这些性质是状态的函数，称 为状态函数；
23. 当反应不在标准态进行时，吉布斯焓变如何计算？ 24. 严格地说，非标准态下，判断反应（或过程）能否自发进行应用
rG m(T)是否小于0，但有时也可用rG(T)作近似判断。用rG(T)作近 似判断的规则是什么？为什么？ 25. 标准平衡常数表达式的书写依据是什么？标准平衡常数与反应的 标准摩尔吉布斯函变的关系式如何？应用该关系式进行计算时， 注意事项有哪些？ 26. 影响平衡常数数值的因素有哪些？如何用标准吉布斯函变和浓度 （分压）计算化学反应的平衡常数？ 27. 为什么说平衡是相对的、暂时的、有条件的？ 28. 如何理解吕·查德里原理？ 29. 合成氨反应为：3H2(g) + N2(g) == 2NH3(g) 一般在30 MPa，约 520℃时进行，生产过程中要经常从循环气(主要是H2, N2, NH3, CH4)中排除CH4气体，为什么? 30. 为什么露珠以球状液滴形状存在。 31. 如右图示，在纯净的水面上平行地放置两张纸片，若向两纸片之 间滴上一滴肥皂水，试问两纸片位置是否会变化，如有，将如何 变。 答案：将向两边移动。 32. 表面活性剂的结构特征如何？有哪些应用？ 33. 简述洗衣粉或者肥皂能够去除油污的原理。 34. 如何定义胶体系统？胶体系统的主要特征是什么? 35. 什么是布朗运动？ 答案：溶液中悬浮微粒永不停息地做无规则热运动的现象叫做布朗运动。 36. 什么是丁达尔现象？其实质是什么？有何应用？ 37. 胶体系统为热力学非平衡系统，但它在相当长的时间范围内可以 稳定存在，其主要原因是什么?
(√ )
17. 反应的焓变和反应热是同一概念。
（
）
18. 化学反应的焓变 rGm数值上等于恒压状态下的反应热效应。
（√ ）
19. 已知下列过程的热化学方程式为
H2O(l) === H2O (g)， rH= 40.63 kJ·mol-1
则此温度时蒸发lmol H2O (l)会放出热40.63kJ。
（
）
）
38. 凡是体系
rG<0的过程都能自发进行。
（ ）
39. 因为 rGm(T ) = rG (T) + RTln Q，所以在标准状态下不能自发进
行的反应，在非标准状态下也一定不能自发进行。
（）
40. 一个反应，如果 rH> rG，则必是熵增大的反应。
（√ ）
41. H＜0,
S＜0的反应是在任何温度下都能自发进行的反应。
kJ·mol-1，则fG(CO,g,298K) = -137.168 kJ·mol-1。
(√ )
36. 在常温常压下，空气中的 N2和O2可长期存在而不化合生成NO。 这表明此时该反应的吉布斯函数变是正值。 （）
37. 因为rH(T )≈ rH(298K)，rS(T )≈ rS(298K)，所以rG(T )≈ rG(298K) 。
25. 由于焓变的单位是kJ· mol－1，所以热化学方程式的系数不影响
反应的焓变值。 （ ）
26. 在定温定压条件下,下列两化学方程式所表达的反应放出的热量
是一相同的值。
H2(g) + 1/2O2(g) == H2O(l) 2H2(g) + O2(g) == 2H2O(l)
（）
27. 反应N2(g) + O2(g) = 2NO(g) 的 rH(298K) = 180.68 kJ·mol-
（√ ） 34. 反应Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO2(g) 的 rS(298K) =
15.2 J·mol-1·K-1，则rS(500K) ≈ 15.2 J·mol-1·K-1。
（√ ） 35. 已知：C(石墨) +O2(g) = CO(g) 的rG(CO,g,298K) = -137.168
（）
42. H＜0，S＞0的反应是在任何温度下都能自发进行的反应。
（√ ）
43. 已知某自发进行的反应的rH(T )＜0，则若反应温度升高，KΘ增
大。
（）
44. 已知某自发进行的反应的rH(T )＞0，则若反应温度升高，KΘ增
大。
（√ ）
45. 对反应系统C(s)＋H2O(g) ===CO(g) + H2(g)，rH(298.15K)=131.3
13. 化学热力学中，标准状态条件是指压力为100kPa？还是指压力为 100 kPa，温度为298.15K？
14. 标准摩尔生成焓的定义是什么？如何根据298.15K时的标准摩尔 生成焓的数值计算反应在298.15K时的标准摩尔焓变？其他温度 时的标准摩尔焓变如何计算？
15. 298.15K时，物质B的标准摩尔生成焓符号如何？单位如何？ 16. 298.15K时，反应的标准摩尔焓变符号如何？单位如何？ 17. 298.15K时，物质B的标准摩尔熵符号如何？单位如何？ 18. 298.15K时，反应的标准摩尔熵变符号如何？单位如何？ 19. 标准熵的数值是如何确定的？如何根据298.15K时的标准熵的数
（√ ）
4. 系统和环境既是客观存在，又是人为划分。
（√ ）
5. 系统的状态改变时，至少有一状态函数改变。
（√ ）
6. 系统的状态改变时，系统所有的状态函数都改变。
（）
7. 系统的状态函数之一发生改变时，系统的状态不一定改变。
（）
8. 在同一体系中，同一状态可能有多个内能值；不同状态可能有相
同的内能值。 （ ）
值计算反应在298.15K时的标准摩尔熵变？其他温度时的标准摩 尔标准熵变如何计算？ 20. 标准摩尔吉布斯生成焓的定义是什么？计算反应在298.15K时的 标准摩尔吉布斯焓变有几种方法？其他温度时的标准摩尔吉布斯 焓变如何计算？ 21. 298.15K时，物质B的标准摩尔生成吉布斯函变符号如何？单位 如何？ 22. 公式：rG(T) ≈rH(298K)－T· rS(298K)适用于何种情况？应用该公 式进行计算的过程中，应注意什么？
一、思考题
1. 什么是体系，什么是环境？两者有什么区别？根据两者的关系， 可以将体系分为哪几类？
答案：体系：我们所选择的研究对象。 环境：在体系周围与体系有关系的物质。 体系分为：孤立体系；封闭体系；敞开体系。 2. 与环境连通的系统属于何种类型的系统？为什么？
答案：属于敞开系统，此时环境与系统之间既有物质交换又有能量交 换。
的能量之和。 (√ )
14. 若恒压过程中，Qp =-150 kJ·mol-1，W =310 kJ·mol-1，则 ΔU=-150 kJ·mol-1。 （ ）
15. 体积恒定的过程，其反应热数值上等于系统热力学能的变化量。
（√ ）
16. 化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与变化的途径
无关。
ΔγHm =ΔγUm +ΔnRT
式中Δn（或示为 ）为反应过程中气体物质的量的增量。 6. 内能变与等容热效应，焓变与等压热效之间有什么样的关系？ 7. 内能变与焓变之间有什么关系？在什么情况下它们相等？ 8. 在下列反应或过程中，Qp与Qv有区别吗？ ① NH4HS (s)NH3 (g) + H2S (g) ② H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl (g) ③ CO2 (s) CO2 (g) ④ AgNO3(aq) + NaCl (aq) AgCl(s) + NaNO3(aq) 9. 下列反应中，哪些反应的≈？ ① 2H2（g）+O2（g）== 2H2O（g）
1. 混合气体中的某组分，25C时的含量为10%（体积），分压为
101325Pa，在体积不变的条件下，温度升高一倍后，其体积百分
二、是非题（对的在括号内填“√”号，错的填“×”号）
1. 聚集状态相同的物质在一起，一定是单相体系。 （）
2. 在一定温度和压力下，气体混合物中组分气体的物质的量分数越 大，则该组分气体的分压越小。 （）
3. 某温度下，容器中充有2.0 mol N2(g)和1.0 mol Ar(g)。若混合气 体的总压力p = 1.5 kPa，则Ar (g) 的分压pAr = 0.5 kPa。
9. 热和功的区别在于热是一种传递中的能量，而功不是
（）
10. 功和热都是能量的传递形式，所以都是体系的状态函数
（）
11. 隔离体系的的内能是守恒的
Leabharlann Baidu
（√
）
12. 式ΔU = Q+W表明系统在恒压，只做体积功条件下，变化过程中
系统与环境间进行的能量的交换。
（）
13. 等压过程中，体系吸收的能量为体系内能的增加与体系对外做功
（
）
49. 凡是有相界面存在的就是不同的相。
（√ ）
50. 溶液表面张力总是随溶液浓度的增大而减小。
（）
51. 有无丁达尔效应是胶体和溶液的主要区别之一。
（√ ）
52. 凡能引起表面张力降低的物质均称之为表面活性剂。
（）
53. 溶胶都可以长期稳定存在。
（）
54. 胶体的电学性质是布朗运动。
（）
三、选择题（在正确的答案下打“√”）
则 fH(C,金刚石,298K) = 1.895 kJ·mol-1。
（√
）
29. 温度升高可使体系的熵值增加。
（√
）
30. fS= 0 。
（）
31. 活性炭表面吸附氧气的过程中熵变的数值是正值。
（）
32. 任意一个体系只有熵值增加的过程才能自发进行。
() 33. C2H4(g) + H2 (g) →C2H6（g）是熵减反应。
1，则
fH(NO,g,298K)
=
180.68
kJ·mol-1。
（√ ）
28. 已知：C(石墨) + O2(g) = CO2(g) ， rH(298K) = -393.509
kJ·mol-1，
C(金刚石) + O2(g) = CO2(g) ， rH(298K) = -395.404 kJ·mol-
1，
20. 1 mol 100℃,100 kPa 下的水变成同温同压下的水蒸气，该过程的
=0 。 （ ）
21. fH= 0 。
（）
22. 因为金刚石坚硬，所以其在298.15 K时的标准摩尔生成焓为0。
（）
23. １mol物质在标准状态下的绝对焓称为标准焓。
（ ）
24. 25℃，标准压力下，反应CaO（s）+CO2（g）= CaCO3(s)的焓变 就是CaCO3(s)的标准摩尔生成焓。 （）
统？为什么？ 5. 什么是等容热效应与等压热效应？两者有什么关系？在什么情况
下它们相等？ 答案：等容过程的热效应，称等容热效应，Qv = ΔrU；
等压过程的称等压热效应Qp =ΔH。化学反应、相变过程等一般 是在等压条件下进行的，故手册中列出的有关数据，一般是等压热效 应。 对应同一反应，等容和等压热效应 ΔγUm 和 ΔγHm 之间有如下近似 关系：
11. 上题的状态函数中，哪些没有明确的物理意义？具有明确物理意 义的，请说明其物理意义。
12. 化学热力学中所说的“标准状态”意指什么？ 答案：状态函数中热力学能U及焓H和吉布斯自由能G等热力学函数的 绝对值是无法确定的。为了便于比较不同状态时它们的相对值，需要规 定一个状态作为比较的标准。所谓标准状态，是在指定温度T和标准压 力（100kPa）下该物质的状态，简称标准态。对具体系统而言，纯理 想气体=1 p。溶液中溶质的标准态，是在指定温度T和标准压力p的状 态；纯液体（或纯固体）物质的标准态是标准压力p下的状态；混合理 想气体的标准态是指任一气体组分的分压力为p时该气体所处的状态。 因压力对液体和固体的体积影响很小，故可将溶质的标准态浓度改用 c=1mol·Kg-1 ，而没有指定温度，所以与温度有关的状态函数的标准 状态应注明温度。
kJmol-1。由于化学方程式两边物质的化学计量数的总和相等，
所以增加总压力对平衡无影响。
（）
46. 对于理想气体反应，等温等容下添加惰性组分时平衡不移动。
(√ )
47. 某一给定反应达到平衡后，若平衡条件不变，则各反应物和生成
物的分压或浓度分别为定值。
（√ ）
48. 平衡常数KΘ值可以直接由反应的值求得。
② Pb(NO3)2 +2KI（s）== PbI2（s）+ 2KNO3 (s) ③ NaOH(aq) + HCl(aq) == NaCl(aq) + H2O (l)
④ CO2(g) + NaOH(s) == NaHCO3(s) 10. 什么是状态函数？状态函数有什么特点？Q、W、H、U、S、G
中哪些是状态函数，哪些不是？ 答案：体系的性质是由体系的状态确定的，这些性质是状态的函数，称 为状态函数；
23. 当反应不在标准态进行时，吉布斯焓变如何计算？ 24. 严格地说，非标准态下，判断反应（或过程）能否自发进行应用
rG m(T)是否小于0，但有时也可用rG(T)作近似判断。用rG(T)作近 似判断的规则是什么？为什么？ 25. 标准平衡常数表达式的书写依据是什么？标准平衡常数与反应的 标准摩尔吉布斯函变的关系式如何？应用该关系式进行计算时， 注意事项有哪些？ 26. 影响平衡常数数值的因素有哪些？如何用标准吉布斯函变和浓度 （分压）计算化学反应的平衡常数？ 27. 为什么说平衡是相对的、暂时的、有条件的？ 28. 如何理解吕·查德里原理？ 29. 合成氨反应为：3H2(g) + N2(g) == 2NH3(g) 一般在30 MPa，约 520℃时进行，生产过程中要经常从循环气(主要是H2, N2, NH3, CH4)中排除CH4气体，为什么? 30. 为什么露珠以球状液滴形状存在。 31. 如右图示，在纯净的水面上平行地放置两张纸片，若向两纸片之 间滴上一滴肥皂水，试问两纸片位置是否会变化，如有，将如何 变。 答案：将向两边移动。 32. 表面活性剂的结构特征如何？有哪些应用？ 33. 简述洗衣粉或者肥皂能够去除油污的原理。 34. 如何定义胶体系统？胶体系统的主要特征是什么? 35. 什么是布朗运动？ 答案：溶液中悬浮微粒永不停息地做无规则热运动的现象叫做布朗运动。 36. 什么是丁达尔现象？其实质是什么？有何应用？ 37. 胶体系统为热力学非平衡系统，但它在相当长的时间范围内可以 稳定存在，其主要原因是什么?
(√ )
17. 反应的焓变和反应热是同一概念。
（
）
18. 化学反应的焓变 rGm数值上等于恒压状态下的反应热效应。
（√ ）
19. 已知下列过程的热化学方程式为
H2O(l) === H2O (g)， rH= 40.63 kJ·mol-1
则此温度时蒸发lmol H2O (l)会放出热40.63kJ。
（
）
）
38. 凡是体系
rG<0的过程都能自发进行。
（ ）
39. 因为 rGm(T ) = rG (T) + RTln Q，所以在标准状态下不能自发进
行的反应，在非标准状态下也一定不能自发进行。
（）
40. 一个反应，如果 rH> rG，则必是熵增大的反应。
（√ ）
41. H＜0,
S＜0的反应是在任何温度下都能自发进行的反应。
kJ·mol-1，则fG(CO,g,298K) = -137.168 kJ·mol-1。
(√ )
36. 在常温常压下，空气中的 N2和O2可长期存在而不化合生成NO。 这表明此时该反应的吉布斯函数变是正值。 （）
37. 因为rH(T )≈ rH(298K)，rS(T )≈ rS(298K)，所以rG(T )≈ rG(298K) 。
25. 由于焓变的单位是kJ· mol－1，所以热化学方程式的系数不影响
反应的焓变值。 （ ）
26. 在定温定压条件下,下列两化学方程式所表达的反应放出的热量
是一相同的值。
H2(g) + 1/2O2(g) == H2O(l) 2H2(g) + O2(g) == 2H2O(l)
（）
27. 反应N2(g) + O2(g) = 2NO(g) 的 rH(298K) = 180.68 kJ·mol-
（√ ） 34. 反应Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO2(g) 的 rS(298K) =
15.2 J·mol-1·K-1，则rS(500K) ≈ 15.2 J·mol-1·K-1。
（√ ） 35. 已知：C(石墨) +O2(g) = CO(g) 的rG(CO,g,298K) = -137.168
（）
42. H＜0，S＞0的反应是在任何温度下都能自发进行的反应。
（√ ）
43. 已知某自发进行的反应的rH(T )＜0，则若反应温度升高，KΘ增
大。
（）
44. 已知某自发进行的反应的rH(T )＞0，则若反应温度升高，KΘ增
大。
（√ ）
45. 对反应系统C(s)＋H2O(g) ===CO(g) + H2(g)，rH(298.15K)=131.3
13. 化学热力学中，标准状态条件是指压力为100kPa？还是指压力为 100 kPa，温度为298.15K？
14. 标准摩尔生成焓的定义是什么？如何根据298.15K时的标准摩尔 生成焓的数值计算反应在298.15K时的标准摩尔焓变？其他温度 时的标准摩尔焓变如何计算？
15. 298.15K时，物质B的标准摩尔生成焓符号如何？单位如何？ 16. 298.15K时，反应的标准摩尔焓变符号如何？单位如何？ 17. 298.15K时，物质B的标准摩尔熵符号如何？单位如何？ 18. 298.15K时，反应的标准摩尔熵变符号如何？单位如何？ 19. 标准熵的数值是如何确定的？如何根据298.15K时的标准熵的数
（√ ）
4. 系统和环境既是客观存在，又是人为划分。
（√ ）
5. 系统的状态改变时，至少有一状态函数改变。
（√ ）
6. 系统的状态改变时，系统所有的状态函数都改变。
（）
7. 系统的状态函数之一发生改变时，系统的状态不一定改变。
（）
8. 在同一体系中，同一状态可能有多个内能值；不同状态可能有相
同的内能值。 （ ）
值计算反应在298.15K时的标准摩尔熵变？其他温度时的标准摩 尔标准熵变如何计算？ 20. 标准摩尔吉布斯生成焓的定义是什么？计算反应在298.15K时的 标准摩尔吉布斯焓变有几种方法？其他温度时的标准摩尔吉布斯 焓变如何计算？ 21. 298.15K时，物质B的标准摩尔生成吉布斯函变符号如何？单位 如何？ 22. 公式：rG(T) ≈rH(298K)－T· rS(298K)适用于何种情况？应用该公 式进行计算的过程中，应注意什么？
一、思考题
1. 什么是体系，什么是环境？两者有什么区别？根据两者的关系， 可以将体系分为哪几类？
答案：体系：我们所选择的研究对象。 环境：在体系周围与体系有关系的物质。 体系分为：孤立体系；封闭体系；敞开体系。 2. 与环境连通的系统属于何种类型的系统？为什么？
答案：属于敞开系统，此时环境与系统之间既有物质交换又有能量交 换。
的能量之和。 (√ )
14. 若恒压过程中，Qp =-150 kJ·mol-1，W =310 kJ·mol-1，则 ΔU=-150 kJ·mol-1。 （ ）
15. 体积恒定的过程，其反应热数值上等于系统热力学能的变化量。
（√ ）
16. 化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与变化的途径
无关。
ΔγHm =ΔγUm +ΔnRT
式中Δn（或示为 ）为反应过程中气体物质的量的增量。 6. 内能变与等容热效应，焓变与等压热效之间有什么样的关系？ 7. 内能变与焓变之间有什么关系？在什么情况下它们相等？ 8. 在下列反应或过程中，Qp与Qv有区别吗？ ① NH4HS (s)NH3 (g) + H2S (g) ② H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl (g) ③ CO2 (s) CO2 (g) ④ AgNO3(aq) + NaCl (aq) AgCl(s) + NaNO3(aq) 9. 下列反应中，哪些反应的≈？ ① 2H2（g）+O2（g）== 2H2O（g）
1. 混合气体中的某组分，25C时的含量为10%（体积），分压为
101325Pa，在体积不变的条件下，温度升高一倍后，其体积百分
二、是非题（对的在括号内填“√”号，错的填“×”号）
1. 聚集状态相同的物质在一起，一定是单相体系。 （）
2. 在一定温度和压力下，气体混合物中组分气体的物质的量分数越 大，则该组分气体的分压越小。 （）
3. 某温度下，容器中充有2.0 mol N2(g)和1.0 mol Ar(g)。若混合气 体的总压力p = 1.5 kPa，则Ar (g) 的分压pAr = 0.5 kPa。
9. 热和功的区别在于热是一种传递中的能量，而功不是
（）
10. 功和热都是能量的传递形式，所以都是体系的状态函数
（）
11. 隔离体系的的内能是守恒的
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（√
）
12. 式ΔU = Q+W表明系统在恒压，只做体积功条件下，变化过程中
系统与环境间进行的能量的交换。
（）
13. 等压过程中，体系吸收的能量为体系内能的增加与体系对外做功
（
）
49. 凡是有相界面存在的就是不同的相。
（√ ）
50. 溶液表面张力总是随溶液浓度的增大而减小。
（）
51. 有无丁达尔效应是胶体和溶液的主要区别之一。
（√ ）
52. 凡能引起表面张力降低的物质均称之为表面活性剂。
（）
53. 溶胶都可以长期稳定存在。
（）
54. 胶体的电学性质是布朗运动。
（）
三、选择题（在正确的答案下打“√”）
则 fH(C,金刚石,298K) = 1.895 kJ·mol-1。
（√
）
29. 温度升高可使体系的熵值增加。
（√
）
30. fS= 0 。
（）
31. 活性炭表面吸附氧气的过程中熵变的数值是正值。
（）
32. 任意一个体系只有熵值增加的过程才能自发进行。
() 33. C2H4(g) + H2 (g) →C2H6（g）是熵减反应。
1，则
fH(NO,g,298K)
=
180.68
kJ·mol-1。
（√ ）
28. 已知：C(石墨) + O2(g) = CO2(g) ， rH(298K) = -393.509
kJ·mol-1，
C(金刚石) + O2(g) = CO2(g) ， rH(298K) = -395.404 kJ·mol-
1，
20. 1 mol 100℃,100 kPa 下的水变成同温同压下的水蒸气，该过程的
=0 。 （ ）
21. fH= 0 。
（）
22. 因为金刚石坚硬，所以其在298.15 K时的标准摩尔生成焓为0。
（）
23. １mol物质在标准状态下的绝对焓称为标准焓。
（ ）
24. 25℃，标准压力下，反应CaO（s）+CO2（g）= CaCO3(s)的焓变 就是CaCO3(s)的标准摩尔生成焓。 （）