化学热力学基础 习题解答
化学热力学试题及答案
化学热力学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种物质在标准状态下不是气体？A. 水B. 氧气C. 氮气D. 氢气答案：A2. 化学热力学中，系统与环境之间能量交换的主要方式是：A. 热能B. 电能C. 光能D. 机械能答案：A3. 根据热力学第一定律，下列哪种情况描述正确？A. 能量守恒B. 能量可以创造C. 能量可以消失D. 能量可以转化为质量答案：A4. 熵是热力学中描述系统无序程度的物理量，下列哪种情况下系统的熵会增加？A. 液体凝固成固体B. 气体压缩成液体C. 固体溶解于液体D. 气体扩散到真空答案：D5. 吉布斯自由能（G）是描述化学反应自发性的一个物理量，其表达式为：A. G = H - TΔSB. G = H - TSC. G = ΔH - TΔSD. G = ΔH + TΔS答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 热力学第二定律指出，不可能从单一热源_______热能并使之完全转化为_______而产生其他影响。
答案：吸取；机械功2. 绝对零度是温度的下限，其值为_______开尔文。
答案：03. 一个化学反应在恒温恒压下进行，如果反应的吉布斯自由能变化（ΔG）小于零，则该反应是_______的。
答案：自发4. 理想气体状态方程为PV=nRT，其中P代表_______，V代表_______，n代表_______，R代表_______，T代表_______。
答案：压强；体积；摩尔数；气体常数；温度5. 根据热力学第三定律，当温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于_______。
答案：零三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述热力学第一定律的内容及其物理意义。
答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
在任何封闭系统中，能量的总和在任何物理或化学过程中都是恒定的。
其物理意义在于，它为能量转换和守恒提供了一个基本的科学原则。
化学热力学基础(习题及答案)
解：
NH 4Cl(s) NH 3(g) HCl(g)
f
H
m
(kJ
•
mol
1 )
Sm (J • mol1 • K 1)
314.4 46.11 92.31 94.56 192.3 186.80
r
H
m
(46.11)
(92.31)
(314.4)
175.98(kJ
• mol1)
r
S
m
186.80 192.3 94.56
(1) 4NH3(g)+5O2 (g) =4NO(g)+ 6 H2O(l) △rHmθ=-1170 kJ·mol-1
(2) 4NH3(g)+3O2 (g) =2N2(g)+ 6 H2O(l) △rHmθ=-1530 kJ·mol-1
试求：NO的标准摩尔生成焓△rHmθ。
解：
1
1
2 N2 (g) 2 O2 (g) NO(g)
(3)
f
H
m
(3) (1) (2) 4
f
H
m
1 4
[
r
H
m
(1)
r
H
m
(2)]
1 [(1170) (1530)] 90(kJ • mol1) 4
5
General Chemistry
Chapter 4 Homework
3．已知
(1)C(s,石墨)+ 1/2O2(g) = CO (g) △rHmθ(1)= -110.52 kJ∙mol-1
284.54(J
• mol1
•
K 1)
T
r
H
m
r Sm
无机答案第3章 化学热力学基础
kJ·mol-1.
计算反应
4NH3(g)
+
3O2(g)
→
2N2(g)
+
6H2O(g)的
Δ
r
H
O m
.
1
11．已知下列键能数据
键 N N N－C1 N－H C1－C1 C1－H H－H
EA-B ⁄ (kJ·mol-1) 945
201
389
243
431 436
（1）求反应
2 NH3（g）+3Cl2（g）= N2（g）+ 6HCl(g)
答（1）是 （2）以铜为体系：是；以铜和氧气为体系：不是
3-2 一体系由 A 态到 B 态，沿途径 I 放热 100J，对体系作功 50J。问 （1） 由 A 态沿途径 II 到 B 态，体系作功 80J，其 Q 值为多少？ （2） 如体系再由 B 态沿途径 III 回到 A 态得到 50 J 的功，体系吸热还是放热？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，H2 和 O2 混．合．气．体．通电火花使其化合（电火花能量不计）； （3）H2 和 O2 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）。
17．已知 2H2O(g)→2H2(g)+O2(g)
Δ
r
H
O m
= 483.6 kJ·mol-1，下列热化学方程式中正确的是
(A) 2H2(g) +O2(g) →2H2O(g)
Δ
r
H
O m
= 483.6 kJ·mol-1；
热力学基础练习题答案版
热⼒学基础练习题答案版热⼒学基础练习题1、热⼒学第⼀定律ΔU=Q+W 只适⽤于（ D ）(A) 单纯状态变化 (B) 相变化(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化2、关于焓的性质, 下列说法中正确的是（ D ）(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热⼒学第⼀定律(C) 系统的焓值等于内能加体积功(D) 焓的增量只与系统的始末态有关3、第⼀类永动机不能制造成功的原因是（ A ）(A) 能量不能创造也不能消灭(B) 实际过程中功的损失⽆法避免(C) 能量传递的形式只有热和功(D) 热不能全部转换成功4、下列叙述中不具状态函数特征的是（ D ）A.系统状态确定后，状态函数的值也确定B.系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定C.经循环过程，状态函数的值不变D.状态函数均有加和性5、下列叙述中，不具可逆过程特征的是（ C ）A.过程的每⼀步都接近平衡态，故进⾏得⽆限缓慢B.沿原途径反向进⾏时，每⼀⼩步系统与环境均能复原C.过程的初态与终态必定相同D.过程中，若做功则做最⼤功，若耗功则耗最⼩功6、在下列关于焓的描述中，正确的是（ C ）A.因为ΔＨ＝Ｑ，所以焓是恒压热ＰB.⽓体的焓只是温度的函数C.⽓体在节流膨胀中，它的焓不改变D.因为ΔＨ＝ΔＵ＋Δ（ＰＶ），所以任何过程都有ΔＨ>０的结论7、下⾯关于标准摩尔⽣成焓的描述中，不正确的是（ C ）C.⽣成反应的温度必须是298.15KD.⽣成反应中各物质所达到的压⼒必须是100KPa8、选出下列性质参数中属于容量性质的量 ( C )A.温度TB.浓度cC.体积VD.压⼒p9、关于节流膨胀, 下列说法正确的是( B )(A) 节流膨胀是绝热可逆过程 (B) 节流膨胀中系统的内能变化(C) 节流膨胀中系统的焓值改变(D) 节流过程中多孔塞两边的压⼒不断变化10、如图，在绝热盛⽔容器中，浸⼊电阻丝，通电⼀段时间，通电后⽔及电阻丝的温度均略有升⾼，今以电阻丝为体系有：( B )(A) W =0，Q <0，U <0 (B). W＞0，Q <0，U >0(C) W <0，Q <0，U >0 (D). W <0，Q =0，U >011、若将⼈作为⼀个体系，则该体系为 ( C )A.孤⽴体系B.封闭体系C.敞开体系D.⽆法确定12、刚性绝热箱内发⽣⼀化学反应，则反应体系为 ( A )A.孤⽴体系B.敞开体系C.封闭体系D.绝热体系13、下列性质属于强度性质的是 ( D )A.内能和焓B.压⼒与恒压热容C.温度与体积差A.状态⼀定，值⼀定B.在数学上有全微分性质C.其循环积分等于零D.所有状态函数的绝对值都⽆法确定15、关于等压摩尔热容和等容摩尔热容，下⾯的说法中不正确的是 ( B )A.Cp,m 与Cv,m不相等，因等压过程⽐等容过程系统多作体积功B.Cp,m –Cv,m=R既适⽤于理想⽓体体系，也适⽤于实际⽓体体系C.Cv,m=3/2R适⽤于单原⼦理想⽓体混合物D.在可逆相变中Cp,m 和Cv,m都为⽆限⼤16、对于理想⽓体，⽤等压热容Cp计算ΔH的适⽤范围为 ( C )A.只适⽤于⽆相变，⽆化学变化的等压变温过程B.只适⽤于⽆相变，⽆化学变化的等容变温过程C.适⽤于⽆相变，⽆化学变化的任意过程D.以上答案均不正确17、H＝Q p此式适⽤于哪⼀个过程:( B )（A）理想⽓体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5Pa （B）在0℃、101325Pa下，冰融化成⽔（C）电解CuSO4的⽔溶液（D）⽓体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa )2=2NH3的反应进度ξ=1mol时，它表⽰系统中 ( A )A.有1molN2和3molH2变成了2molNH3B.反应已进⾏完全，系统中只有⽣成物存在C.有1molN2和3molH2参加了反应D.有2molNH3参加了反应19、对于化学反应进度，下⾯表述中正确的是 ( B )A.化学反应进度之值，与反应完成的程度⽆关B.化学反应进度之值，与反应式写法有关C.对于指定反应，化学反应进度之值与物质的选择有关D.反应进度之值与平衡转化率有关20、对于化学反应进度，下⾯表述中不正确的是 ( B )A.化学反应进度随着反应进⾏⽽变化，其值越⼤，反应完成的程度越⼤B.化学反应进度之值与反应式写法⽆关C.对于指定的反应，反应进度之值与物质的选择⽆关D.化学反应进度与物质的量具有相同的量纲21、欲测定有机物的燃烧热Q p ,⼀般使反应在氧弹中进⾏，实测得热效为Q V。
热力学基础试题及答案
热力学基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律指出能量守恒，下列哪项描述是正确的？A. 能量可以被创造或消灭B. 能量可以从一个物体转移到另一个物体C. 能量可以在封闭系统中增加或减少D. 能量总是从高温物体流向低温物体答案：B2. 熵是热力学中描述系统无序度的物理量，下列哪项描述是正确的？A. 熵是一个状态函数B. 熵是一个过程函数C. 熵只与系统的温度有关D. 熵只与系统的压力有关答案：A3. 理想气体状态方程为PV=nRT，其中P代表压力，V代表体积，n代表摩尔数，R代表气体常数，T代表温度。
下列哪项描述是错误的？A. 理想气体状态方程适用于所有气体B. 在恒定温度下，气体的体积与压力成反比C. 在恒定压力下，气体的体积与温度成正比D. 在恒定体积下，气体的压力与温度成正比答案：A4. 热力学第二定律指出热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，下列哪项描述是正确的？A. 热量总是从高温物体流向低温物体B. 热量可以在没有外界影响的情况下从低温物体流向高温物体C. 热量可以在外界做功的情况下从低温物体流向高温物体D. 热量可以在没有外界做功的情况下从低温物体流向高温物体答案：C5. 卡诺循环是理想化的热机循环，其效率只与热源和冷源的温度有关。
下列哪项描述是错误的？A. 卡诺循环的效率与工作介质无关B. 卡诺循环的效率与热源和冷源的温度差有关C. 卡诺循环的效率与热源和冷源的温度成正比D. 卡诺循环的效率在所有循环中是最高的答案：C6. 根据热力学第三定律，下列哪项描述是正确的？A. 绝对零度是可以达到的B. 绝对零度是不可能达到的C. 绝对零度下所有物质的熵为零D. 绝对零度下所有物质的熵为负值答案：B7. 热力学中的吉布斯自由能（G）是用来描述在恒温恒压条件下系统自发进行变化的能力。
下列哪项描述是错误的？A. 吉布斯自由能的变化（ΔG）是负值时，反应自发进行B. 吉布斯自由能的变化（ΔG）是正值时，反应非自发进行C. 吉布斯自由能的变化（ΔG）是零时，系统处于平衡状态D. 吉布斯自由能的变化（ΔG）与系统的温度和压力无关答案：D8. 相变是指物质在不同相态之间的转变，下列哪项描述是错误的？A. 相变过程中物质的化学性质不变B. 相变过程中物质的物理性质会发生变化C. 相变过程中物质的熵值不变D. 相变过程中物质的体积可能会发生变化答案：C9. 热力学中的临界点是指物质的气液两相在该点的物理性质完全相同。
第1章化学热力学基础习题解答.doc
A r H/fX298J5/C) = 2x(-393.5U^7w/-1) + 2x(-285.8V-m^/-,)-(-484.5U-m<?/-1)= S14AU-mol-i7.关于热力学第二定律，下列说法不正确的是(D )A.第二类永动机是不可能制造出来的B.把热从低温物体传到高温物体，不引起其他变化是不可能的C.一切实际过程都是热力学不可逆过程D.功可以全部转化力热，但热一定不能全部转化力功这是有条件的，即在不引起环境改变的前提下(不留下痕迹)二、填空题(在以下各小题中岡有“_________ 处填上答案)1.物理量Q (热量)、T (热力学温度)、V (系统体积)、W (功)，其中属于状态函数的是_T、V ;与过程有关的量是_Q、W ;状态函数中属于广度量的是_ V •.属于强度景的是_ T 。
2.0', = AU、,的应用条件是_ 恒容；W =0 ; 封闭系统。
100嫩W v 、Q 、AU #AHo解：G )由^2C Cp ，”t _pjn _Q 7=C ZAWI -/? = 28.8-8.314i 43p }V } _ 3.04x10s P6zxl.43xl0-3m 3RT' 8.314J • jnol~l • /C 1x 298.15尺Q=0W v =AU = U(T 2 - 7；) = n(C p .m - /?)(r 2 - 7；) =0.175 x (28.8 - 8.314) x (225 -298.15) -2627\H = nC 戸(72-7；) = 0.175X 28.8X (225-298.15) = -368.6J3. lOOg 液体苯在正常沸点80.2°C 及101.325kPa 下蒸发为苯蒸气，己知苯的摩尔蒸发潜 热2\哪//,。
=30.810以’/^厂1，试求上述蒸发过程的W v 、Q 、Z\U 和Z\H 。
苯的摩尔质量 A/QH6 =78。
基础化学第五章 化学热力学习题解答
基础化学第五章习题解答1．试述热力学第一定律并写出其数学表达式。
解：热力学第一定律就是能量守恒定律，即能量只能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，但在转化和传递过程中，能量的总数量不变。
热力学第一定律数学表达式为：△U ＝Q +W 。
2．试述Hess 定律。
它有什么用途？解：Hess 定律：一个化学反应不管是一步或分几步完成，这个反应的热效应总是相同的。
用途：根据Hess 定律，可以用少量已知的热效应数据计算出许多化学反应的热效应。
尤其是某些不易准确地直接测定或根本不能直接测定的反应的热效应。
3．什么叫做摩尔生成焓、标准摩尔生成焓？什么叫做摩尔燃烧焓、标准摩尔燃烧焓？解：△f H m ：在某条件下，由最稳定的单质生成1mol 化合物或其它形式单质时的焓变，称为某条件下该化合物的摩尔生成焓。
△f H θm ：在标准状态下的摩尔生成焓。
△c H m ：1mol 物质完全燃烧时所产生的热效应，称为该物质的摩尔燃烧焓。
△c H θm ：在标准状态下的摩尔燃烧焓。
4．标准自由能变与标准平衡常数的关系如何？解：RTG K mr 303.2lg θθ∆-=5．在298K 、100kPa 下，一定量的水加热到373K 化为蒸汽，蒸汽冷凝为298K 的水再冷却到273K 结冰。
冰冷却至263K 后，加热溶化，再加热到298K 并保持在100kPa 下。
假定整个过程是在封闭体系中进行的，总过程焓的变化为△H , 问下列哪一个答案是正确的？为什么？ A. △H 决定于试样的多少； B. △H ＝0；C. △H 依赖于加热的能源；D. △H 取决于每一分步保持的时间多少。
解：B 。
△H 是状态函数，只决定于体系的始态和终态，而与变化的途径无关。
6．在298.15K 、100kPa 下，H 2(g)＋21O 2(g) ＝ H 2O(1)的反应放出285.9kJ ·mol -1的热量。
试判断下列哪一个答案是正确的。
第 1章 化学热力学基础习题解答(一)
根据反应 ，该反应的标准摩尔焓就是CH3COOH（l）的标准摩尔燃烧焓［变］，而
7.关于热力学第二定律，下列说法不正确的是（D）
A .第二类永动机是不可能制造出来的
B.把热从低温物体传到高温物体，不引起其他变化是不可能的
C.一切实际过程都是热力学不可逆过程
2.热力学能是系统的状态函数，若某一系统从一始态出发经一循环过程又回到始态，则系统热力学能的增量是（A）
A．ΔU=0B.ΔU＞0C.ΔU＜0
U2=U1，U2—U1=0
3.对于封闭系统来说，当过程的始终态确定后，下列各项中（A）无确定值。
A. QB. Q+WC.W (当Q=0时)D.Q (当W=0时)
2. 的应用条件是恒容；W/=0；封闭系统。
3.已知反应
（i）
(ii)
则反应（iii） 的 为206.2kJ﹒mol-1。
反应（iii）=反应(ii)—反应（i）
4.已知298.15K时C2H4（g）、 及 的标准摩尔燃烧焓［变］ （298.15K）分别为-1411 ，-1560 及-285.8 ，则 反应的标准摩尔焓［变］ 为-136.8 kJ﹒mol-1。
第1章化学热力学基础（一）
一、选择题（均为单选题，将正确选项填在各题后的括号内）
1.系统的下列各组物理量中都是状态函数的是（C）
A.T,P,V,QB.m,Vm,Cp,ΔVC.T,P,V, nD.T,P,U,W
原因：A中T,P,V是，Q不是，是过程量；B中Vm,Cp是，m不是，ΔV是状态函数的
变化，D中T,P,U是，W不是
的燃烧反应就是 的生成反应
4.反应 的标准摩尔焓［变］ （T）即是 的标准摩尔生成焓［变］ （T）。（×）
物理化学《化学热力学基础》习题及答案
物理化学《化学热力学基础》习题及答案1-2 选择题1、273K ，θp 时，冰融化为水的过程中，下列关系是正确的有（B ）A.0<WB.p Q H =∆C.0<∆HD.0<∆U2、体系接受环境做功为160J ，热力学能增加了200J ，则体系（A ）A.吸收热量40JB.吸收热量360JC.放出热量40JD.放出热量360J3、在一绝热箱内，一电阻丝浸入水中，通以电流。
若以水和电阻丝为体系，其余为环境，则（C ）A.0,0,0>∆=>U W QB.0,0,0>∆==U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0<∆=<U W Q4、任一体系经一循环过程回到始态，则不一定为零的是（D ）A.G ∆B.S ∆C.U ∆D.Q5、对一理想气体，下列关系式不正确的是（A ）A.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂p T UB.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T V H C.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p H D.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p U 6、当热力学第一定律写成pdV Q dU -=δ时，它适用于（C ）A.理想气体的可逆过程B.封闭体系的任一过程C.封闭体系只做体积功过程D.封闭体系的定压过程7、在一绝热刚壁体系内，发生一化学反应，温度从21T T →，压力由21p p →，则（D ）A.0,0,0>∆>>U W QB.0,0,0<∆<=U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0=∆==U W Q 8、理想气体定温定压混合过程中，下列体系的性质不正确的是（C ）A.0>∆SB.0=∆HC.0=∆GD.0=∆U9、任意的可逆循环过程，体系的熵变（A ）A.一定为零B.一定大于零C.一定为负D.是温度的函数10、一封闭体系从B A →变化时，经历可逆R 和不可逆IR 途径，则（B ）A.IR R Q Q =B.T Q dS IRδ> C.IR R W W = D.TQ T Q IR R =11、理想气体自由膨胀过程中（D ）A.0,0,0,0=∆>∆>=H U Q WB.0,0,0,0>∆>∆=>H U Q WC.0,0,0,0=∆=∆><H U Q WD.0,0,0,0=∆=∆==H U Q W12、2H 和2O 在绝热定容的体系中生成水，则（D ）A.0,0,0=∆>∆=孤S H QB.0,0,0>∆=>U W QC.0,0,0>∆>∆>孤S U QD.0,0,0>∆==孤S W Q13、理想气体可逆定温压缩过程中，错误的有（A ）A.0=∆体SB.0=∆UC.0<QD.0=∆H14、当理想气体反抗一定外压做绝热膨胀时，则（D ）A.焓总是不变的B.热力学能总是不变的C.焓总是增加的D.热力学能总是减小的15、环境的熵变等于（B 、C ） A.环体T Q δ B.环体T Q δ- C.环环T Q δ D.环环T Q δ-16、在孤立体系中进行的变化，其U ∆和H ∆的值一定是（D ）A.0,0<∆>∆H UB.0,0=∆=∆H UC.0,0<∆<∆H UD.不能确定H U ∆=∆,017、某体系经过不可逆循环后，错误的答案是（A ）A.0=QB.0=∆SC.0=∆UD.0=∆H18、C 6H 6(l)在刚性绝热容器中燃烧，则（D ）A.0,0,0=<∆=∆Q H UB.0,0,0=>∆=∆W H UC.0,0,0==∆≠∆Q H UD.0,0,0=≠∆=∆W H U19 、下列化学势是偏摩尔量的是（ B ） A.Zn V T B n F ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B.Z n p T B n G ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C.Z n V S B n U ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D.Z n p S B n H ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 20、在℃10-，θp ，1mol 过冷的水结成冰时，下述表示正确的是（ C ）A.00,0,0>∆>∆>∆<∆孤环体，S S S GB.00,0,0<∆<∆<∆>∆孤环体，S S S GC.00,0,0>∆>∆<∆<∆孤环体，S S S GD.00,0,0<∆<∆>∆>∆孤环体，S S S G21、下述化学势的公式中，不正确的是（ D ） A.B B Z n p T n Gμ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,, B.m B pS T ,-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ C.m B TV p ,=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ D.Z n p T B n U ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 22、在373.15K ，101.325Pa ，)(2l O H μ与)(2g O H μ的关系是（ B ）A.)()(22g O H l O H μμ>B.)()(22g O H l O H μμ=C.)()(22g O H l O H μμ<D.无法确定23、制作膨胀功的封闭体系，pT G ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂的值（ B ） A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法确定24、某一过程0=∆G ，应满足的条件是（ D ）A.任意的可逆过程B.定温定压且只做体积中的过程C.定温定容且只做体积功的可逆过程D.定温定压且只做体积功的可逆过程25、1mol 理想气体经一定温可逆膨胀过程，则（ A ）A.F G ∆=∆B.F G ∆>∆C.F G ∆<∆D.无法确定26、纯液体在正常相变点凝固，则下列量减少的是（ A ）A.SB.GC.蒸汽压D.凝固热27、右图中哪一点是稀溶液溶质的标准态的点（ B ）A.a 点B.b 点C.c 点D.d 点28、在θp 下，当过冷水蒸气凝结为同温度的水，在该过程中正、负号无法确定的是（ D ）A.G ∆B.S ∆C.H ∆D.U ∆29、实际气体的化学势表达式为θθμμp f RT T ln)(+=，其中标准态 化学势为（ A ）A.逸度θp f =的实际气体的化学势B.压力θp p =的实际气体的化学势C.压力θp p =的理想气体的化学势D.逸度θp f =的理想气体的化学势30、理想气体的不可逆循环，G ∆( B )A.0<B.0=C.0>D.无法确定31、在βα,两相中含A 、B 两种物质，当达平衡时，正确的是（ B ）A.ααμμB A =B.ααμμA A =C.βαμμB A =D.ββμμB A =32、多组分体系中，物质B 的化学势随压力的变化率，即)(,B Z B Z n T p ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ的值（ A ） A.0> B.0< C.0= D.无法确定33、℃10-、标准压力下，1mol 过冷水蒸汽凝集成冰，则体系、环境及总的熵变为（ B ）A.0,0,0<∆<∆<∆univ sur sys S S SB.0,0,0>∆>∆<∆univ sur sys S S SC.0,0,0>∆>∆>∆univ sur sys S S SD.0,0,0<∆>∆<∆univ sur sys S S S34、p-V 图上，1mol 单原子理想气体，由状态A 变到状态B ，错误的是（ B ）A.Q U =∆B.Q H =∆C.0<∆SD.0<∆U35、体系经不可逆过程，下列物理量一定大于零的是（ C ）A.U ∆B.H ∆C.总S ∆D.G ∆36、一个很大的恒温箱放着一段电阻丝，短时通电后，电阻丝的熵变（ D ）A.0>B.0<C.0=D.无法确定37、热力学的基本方程Vdp SdT dG +-=可使用与下列哪一过程（ B ）A.298K ，标准压力的水蒸发的过程B.理想气体向真空膨胀C.电解水制备氢气D.合成氨反应未达平衡38、温度为T 时，纯液体A 的饱和蒸汽压为*A p ，化学势为*A μ，在1θp 时，凝固点为0f T ，向A 溶液中加入少量溶质形成稀溶液，该溶质是不挥发的，则A p 、A μ、f T 的关系是（ D ）A.f f A A A A T T p p <<<0,**,μμB.f f A A A A T T p p <<>0,**,μμC.f f A A A A T T p p ><>0,**,μμD.f f A A A A T T p p >>>0,**,μμ39下列性质不符合理想溶液通性的是： ( D )A. ∆mix V ＝0B. ∆mix S >0C. ∆mix G <0D. ∆mix G >040、从A 态到B 态经不可逆过程ΔS 体是： ( D )A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定41、常压下-10℃过冷水变成-10℃的冰，在此过程中，体系的ΔG 与ΔH 如何变化： ( D )A. ΔG<0，ΔH>0B. ΔG>0，ΔH>0C. ΔG=0，ΔH=0D. ΔG<0，ΔH<042、某绝热封闭体系在接受了环境所做的功之后，其温度:( A )A.一定升高B.一定降低C.一定不变D.不一定改变43、对于纯物质的标准态的规定，下列说法中不正确的是： (C)A. 气体的标准态就是温度为T ，压力为100kPa 下具有理想气体性质的纯气体状态。
2.化学热力学基础
习 题二一、选择题（将正确答案序号填在括号内） 1．下列叙述正确的是（ ）a.0<∆θm r G 的反应一定能自发进行； b.应用Γess 定律不仅可以计算θm r H ∆，还可以计算θm r G ∆，θm r S ∆等；c.对于0>∆θm r S 的反应，标准状态下低温时均能正向自发进行； d.指定温度下，元素稳定单质的0,0,0==∆=∆θθθm m f m f S G H 。
2．对pQ H =∆，下列叙述中正确的是（ ）a.因为p Q H =∆，所以Q P 也有状态函数的性质；b.因为p Q H =∆，所以焓可被认为是体系所含的热量；c.因为pQ H =∆，所以定压过程中才有焓变H ∆；d.在不做非体积功条件下，定压过程体系所吸收的热量，全部用来增加体系的焓值。
3．下列各物质中，稳定的单质是（ ）a.C （金刚石）b.S(1)c.Br 2(1)d.Hg(s)4．反应N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g),298K 时，12.87-⋅-=∆mol kJ U m r ，则该反应的mr H ∆值为（ ）kJ·mol -1a.-87.2b.-92.2c.-82.2d.-4.9 5．已知反应：（1）H 2(g)+Br 2(1)=2HBr (g) 180.721,-⋅-=∆mol kJ H m r ϑ（2）N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g) （3）NH 3（g ）+HBr (g)=NH 4Br (s) 132.1883,-⋅-=∆mol kJ H m r θ则NH 4Br (s)的标准摩尔生成热为θm f H ∆（ ）kJ·mol -1a.-270.83b.270.83c.-176.20d.176.20 6．下面哪个反应表示()s AgBr H H m f m r θθ∆=∆的反应？（ ） a.Ag +(aq)+Br -(aq)=AgBr(s) b.2Ag(s)+Br 2(g)=2AgBr(s)c.()()()s AgBr Br s Ag =+1212 d.()()()s AgBr g Br s Ag =+2217．下面哪个反应表示()124.394,-⋅-=∆mol kJ g CO G m f θ？a.C （石墨）+O 2（g ）=CO 2(g)b.C （金刚石）+O 2(g)=CO 2(g)c. d.C 石墨）+O 2（g ）=CO 2(1)8．乙烯的标准摩尔燃烧热是-1411kJ·mol -1,H 2O(1)的标准摩尔蒸发热是44kJ·mol -1,则反应：C 2H 4(g)+3O 2(g)=2CO 2(g)+2H 2O(g)的θm r H ∆等于（ ）kJ·mol -1122.922,-⋅-=∆molkJ H m r θ()()()g CO g O g CO 2221=+a.-1367b.-1323c.1455d.1499 9．标准摩尔熵θm S 的大小顺序为（ ）a.Cl 2O(g)<Br 2(g)<Cl 2(g)<F 2(g)<H 2(g)b.Br 2(g)>Cl 2O(g)>Cl 2(g)>F 2(g)>H 2(g)c.H 2(g)<F 2(g)<Cl 2(g)<Br 2(g)<Cl 2O(g)d.Br 2<Cl 2O(g)<Cl 2(g)<F 2(g)<F 2(g)<H 2(g)10．关于吉布斯自由能，下列叙述正确的是（ ）a.373K ，101.3kpa 的水变为同温同压的水蒸气，无论经历什么途径，该变化的0=∆G ；b.某一化学反应，其0<∆m r H ，则其m r G ∆值一定小于零；c.一个自发进行的反应，体系吉布斯自由能的减少等于体系对环境所作的最大功；d.一个反应的m r G ∆值越负，则该反应的速度愈大。
第1章化学热力学基础习题解答二
第 1章 化学热力学基础（二）一、选择题（均为单选题，将正确选项填在各题后的括号内）8. 1 mol 理想气体，从同一始态出发经过绝热可逆压缩和绝热不可逆压缩到系统压力相同的终态，终态的熵分别为S 1和S 2，则两者关系为（ B ）A. S 1 = S 2B. S 1 ＜ S 2C. S 1 ＞S 2D. S 1 ≥ S 2 始终态相同时，不可逆过程的熵变大于可逆过程9. 根据熵增加原理知，若从ΔS ＞0判定过程一定是自发过程，那么该系统一定是（ C ）A. 封闭系统B. 绝热系统C. 隔离系统D. 敞开系统10. 关于偏摩尔量，下列叙述正确的是（ C ） A. 偏摩尔量是状态函数，其值与物质的数量有关 B. 在多组分多相系统中不存在偏摩尔量 C. 系统的强度性质没有偏摩尔量 D. 偏摩尔量的值只能大于或等于零11. 对封闭的单组分均相系统且'0W =时，()T G p∂∂的量值为（ B ）。
A. ＜0B. ＞0C. = 0D. 前述三种情况无法判断 根据p 69公式（1-128）(),0,T G V V p∂=>∂所以()0,T G p∂>∂12. 下面哪一个关系式是不正确的？（ D ） A. ()p GS T∂=-∂ B. ()T G V p ∂=∂C. 2()V A T U T T ∂⎡⎤=-⎢⎥∂⎣⎦ D. ()pG T H T T ∂⎡⎤=-⎢⎥∂⎣⎦ 正确的应该是2()pG T H T T ∂⎡⎤=-⎢⎥∂⎣⎦ 二、填空题（在以下各小题中画有” ”处填上答案）5. 热力学第二定律的经典表述之一为___不可能将热从低温物体转移到高温物体而不留下其他变化 ，数学表达式为 __ Q dS Tδ≥，“＞”不可逆，“=”可逆 。
答克劳修斯说与开尔文说都算对，但要求“之一”答第一种说法即克劳修斯说更妥当一些。
P 486. 在隔离系统中进行的可逆过程S ∆___=0__；进行的不可逆过程S ∆__＞0_。
热力学基础习题、答案及解法(2011.1.6)
热力学基础习题、答案及解法一、选择题1. 如图一所示，一定量的理想气体，由平衡状态A 变到平衡状态B （b a P P =），则无论经过的是什么过程，系统必然 【B 】（A ）对外做正功 （B ）内能增加 （C ）从外界吸热 （D ）向外界吸热2. 对于室温下的单原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所做的功与从外界吸收的热量之比Q W 等于 【C 】 （A ）32 （B ）21 （C ）52 （D ）72参考答案：T R MW p ∆=μT R i M Q p ∆⎪⎭⎫⎝⎛+=22μ522222=+=∆⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=i T R i M TR MQ W pp μμ3. 压强、体积、温度都相等的常温下的氧气和氦气，分别在等压过程中吸收了相等的热量，它们对外做的功之比为 【C 】 （A ）1：1 （B ）5：9 （C ）5：7 （D ）9：5参考答案：T R i M Q p ∆⎪⎭⎫ ⎝⎛+=22μ RT M pV μ=氦氧T T ∆⎪⎭⎫⎝⎛+=∆⎪⎭⎫ ⎝⎛+223225 P VA∙B∙O1图75=∆∆氦氧T T T R M W p ∆=μ 75=∆∆=氦氧氦氧T T W W p p 4. 在下列理想气体过程中，哪些过程可能发生？ 【D 】 （A ）等体积加热时，内能减少，同时压强升高 （B ）等温压缩时，压强升高，同时吸收 （C ）等压压缩时，内能增加，同时吸热 （D ）绝热压缩时，压强升高，同时内能增加参考答案：0=dV 0=W T R i M E Q ∆⎪⎭⎫⎝⎛=∆=2μ 0=dT 0=∆E !11!2ln lnp p RT M V V RT MW Q μμ=== 0=dp T R i M Q ∆⎪⎭⎫ ⎝⎛+=22μ T R i M E ∆⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆2μ T R MV p W ∆=∆=μ 0=dQ 0=Q ⎰⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=-=∆⎪⎭⎫⎝⎛=-=∆--1011001112γγγγμV V V p pdV T R i M W E5. 分别在等温、等压、等容情况下，将400J 的热量传给标准状态下的2mol 氢气，关于3个过程热量和内能的变化说法正确的是【D 】 （A ）等容过程做功最多，等压过程内能增加最多 （B ）等压过程做功最多，等容过程内能增加最多 （C ）等温过程做功最多，等压过程内能增加最多 （D ）等温过程做功最多，等容过程内能增加最多参考答案：0=dV 0=W T R i M E Q ∆⎪⎭⎫⎝⎛=∆=2μ 0=dT 0=∆E !11!2ln lnp p RT M V V RT MW Q μμ===0=dp T R i M Q ∆⎪⎭⎫ ⎝⎛+=22μ T R i M E ∆⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆2μ T R MV p W ∆=∆=μ 6. 如图所示，一定量的理想气体经历c b a →→过程，在此过程中气体从外界吸收热量Q ，系统内能变化ΔE ，则以下哪种说法是正确的？ 【A 】 （A ）系统从外界吸收热量，内能增大； （B ）系统从外界吸收热量，内能减少； （C ）系统向外界放出热量，内能增大； （D ）系统向外界放出热量，内能减少。
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。
2[1].化学热力学基础
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习 题二一、选择题（将正确答案序号填在括号内） 1．下列叙述正确的是（ ）a.0<∆θm r G 的反应一定能自发进行； b.应用Γess 定律不仅可以计算θm r H ∆，还可以计算θm r G ∆，θm r S ∆等；c.对于0>∆θm r S 的反应，标准状态下低温时均能正向自发进行； d.指定温度下，元素稳定单质的0,0,0==∆=∆θθθm m f m f S G H 。
2．对pQ H =∆，下列叙述中正确的是（ ）a.因为p Q H =∆，所以Q P 也有状态函数的性质；b.因为p Q H =∆，所以焓可被认为是体系所含的热量；c.因为pQ H =∆，所以定压过程中才有焓变H ∆；d.在不做非体积功条件下，定压过程体系所吸收的热量，全部用来增加体系的焓值。
3．下列各物质中，稳定的单质是（ ）a.C （金刚石）b.S(1)c.Br 2(1)d.Hg(s)4．反应N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g),298K 时，12.87-⋅-=∆mol kJ U m r ，则该反应的mr H ∆值为（ ）kJ·mol -1a.-87.2b.-92.2c.-82.2d.-4.9 5．已知反应：（1）H 2(g)+Br 2(1)=2HBr (g) 180.721,-⋅-=∆mol kJ H m r ϑ（2）N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g) （3）NH 3（g ）+HBr (g)=NH 4Br (s) 132.1883,-⋅-=∆mol kJ H m r θ则NH 4Br (s)的标准摩尔生成热为θm f H ∆（ ）kJ·mol -1a.-270.83b.270.83c.-176.20d.176.20 6．下面哪个反应表示()s AgBr H H m f m r θθ∆=∆的反应？（ ） a.Ag +(aq)+Br -(aq)=AgBr(s) b.2Ag(s)+Br 2(g)=2AgBr(s)c.()()()s AgBr Br s Ag =+1212 d.()()()s AgBr g Br s Ag =+2217．下面哪个反应表示()124.394,-⋅-=∆mol kJ g CO G m f θ？a.C （石墨）+O 2（g ）=CO 2(g)b.C （金刚石）+O 2(g)=CO 2(g)c. d.C 石墨）+O 2（g ）=CO 2(1)8．乙烯的标准摩尔燃烧热是-1411kJ·mol -1,H 2O(1)的标准摩尔蒸发热是44kJ·mol -1,则反应：C 2H 4(g)+3O 2(g)=2CO 2(g)+2H 2O(g)的θm r H ∆等于（ ）kJ·mol -1122.922,-⋅-=∆molkJ H m r θ()()()g CO g O g CO 2221=+a.-1367b.-1323c.1455d.1499 9．标准摩尔熵θm S 的大小顺序为（ ）a.Cl 2O(g)<Br 2(g)<Cl 2(g)<F 2(g)<H 2(g)b.Br 2(g)>Cl 2O(g)>Cl 2(g)>F 2(g)>H 2(g)c.H 2(g)<F 2(g)<Cl 2(g)<Br 2(g)<Cl 2O(g)d.Br 2<Cl 2O(g)<Cl 2(g)<F 2(g)<F 2(g)<H 2(g)10．关于吉布斯自由能，下列叙述正确的是（ ）a.373K ，101.3kpa 的水变为同温同压的水蒸气，无论经历什么途径，该变化的0=∆G ；b.某一化学反应，其0<∆m r H ，则其m r G ∆值一定小于零；c.一个自发进行的反应，体系吉布斯自由能的减少等于体系对环境所作的最大功；d.一个反应的m r G ∆值越负，则该反应的速度愈大。
化学热力学基础习题解答
第一章 化学热力学基础1-1 气体体积功的计算式 dV P W e ⎰-= 中,为什么要用环境的压力e P 在什么情况下可用体系的压力体P答： 在体系发生定压变化过程时,气体体积功的计算式 dV P W e ⎰-= 中,可用体系的压力体P 代替e P ;1-2 298K 时,5mol 的理想气体,在1定温可逆膨胀为原体积的 2 倍； 2 定压下加热到373K ；3定容下加热到373K;已知 C v,m = ·mol -1·K -1;计算三过程的Q 、W 、△U 、△H 和△S;解 1 △U = △H = 02 kJ nC Q H m P P 72.13)298373(,=-==∆W = △U – Q P = － kJ3 kJ nC Q U m V V 61.10)298373(,=-==∆W = 01-3 容器内有理想气体,n=2mol , P=10P,T=300K;求 1 在空气中膨胀了1dm 3,做功多少 2 膨胀到容器内压力为 lP,做了多少功3膨胀时外压总比气体的压力小 dP , 问容器内气体压力降到 lP 时,气体做多少功解：1此变化过程为恒外压的膨胀过程,且Pa P e 510=2此变化过程为恒外压的膨胀过程,且Pa P e 510=3 VnRT P dP P P e =≈-= 1-4 1mol 理想气体在300K 下,1dm 3定温可逆地膨胀至10dm 3,求此过程的 Q 、W 、△U 及△H;解： △U = △H = 01-5 1molH 2由始态25℃及P 可逆绝热压缩至 5dm -3, 求1最后温度；2最后压力； 3 过程做功;解：1 3511178.2410298314.81-=⨯⨯==dm P nRT V W f dl p A dl p dVδ=-⋅=-⋅⋅=-⋅外外外2 Pa V nRT P 53222104.91053.565314.81⨯=⨯⨯⨯==- 3 )2983.565(314.85.21)(12,-⨯⨯⨯-=--=∆-=T T nC U W m V1-6 40g 氦在3P 下从25℃加热到50℃,试求该过程的△H 、△U 、Q 和W ;设氦是理想气体; He 的M=4 g·mol -1解： J nC Q H m P P 3.519625314.825440)298323(,=⨯⨯⨯=-==∆ W = △U – Q P =1-7 已知水在100℃ 时蒸发热为 J·g -1,则100℃时蒸发30g 水,过程的△U 、△H 、 Q 和W为多少计算时可忽略液态水的体积解： mol n 67.11830== 1-8 298K 时将1mol 液态苯氧化为CO 2 和 H 2O l ,其定容热为 －3267 kJ·mol -1 , 求定压反应热为多少解： C 6H 6 l + g → 6CO 2 g +3 H 2O l1-9 300K 时2mol 理想气体由ldm -3可逆膨胀至 10dm -3 ,计算此过程的嫡变;解： 11229.3810ln 314.82ln -⋅=⨯==∆K J V V nR S 1-10．已知反应在298K 时的有关数据如下C 2H 4 g + H 2O g → C 2H 5OH l△f H m /kJ·mol -1 － －C P , m / J·K -1·mol -1计算1298K 时反应的△r H m ;2反应物的温度为288K,产物的温度为348K 时反应的△r H m ;解1 △r H m = － + － = － kJ·mol -12 288K C 2H 4 g + H 2O g → C 2H 5OH l 348K↓△H 1 ↓△H 2 ↑△H 3298K C 2H 4 g + H 2O g → C 2H 5OH l 298K△r H m = △r H m 298K + △H 1 + △H 2 + △H 3= － + + ×298-288 + × 348-298×10-3= - kJ·mol -11-11 定容下,理想气体lmolN 2由300K 加热到600K ,求过程的△S;已知11,,)006.000.27(2--⋅⋅+=mol K J T C N m P解： T R C C m P m V 006.069.18,,+=-=1-12 若上题是在定压下进行,求过程的嫡变;解： ⎰+=∆600300006.000.27dT T T S 1-13 下,2mol 甲醇在正常沸点时气化,求体系和环境的嫡变各为多少已知甲醇的气化热△H m = ·mol -1解： 132.2082.337101.352-⋅=⨯⨯=∆=∆K J T H n S m 体系 1-14 绝热瓶中有373K 的热水,因绝热瓶绝热稍差,有4000J 的热量流人温度为298K 的空气中,求1绝热瓶的△S 体；2环境的△S 环；3总熵变△S 总;解：近似认为传热过程是可逆过程△S 总 = △S 体 + △S 环 = ·K -11-15 在298K 及标准压力下,用过量100%的空气燃烧 1mol CH 4 , 若反应热完全用于加热产物,求燃烧所能达到的最高温度;CH 4 O 2 CO 2 H 2O g N 2△f H m /k J ·mol -1－ 0 － -C P , m / J·K -1·mol -1解; 空气中 n O 2 = 4mol , n N 2 = n O 2 ×79%÷21%= 15molCH 4g +2 O 2 → CO 2 g + 2H 2O g△r H m 298K = 2× + – = - kJ反应后产物的含量为：O 2 CO 2 H 2O g N 2n / mol 2 1 2 15 - ×103 + 2×+ 15× + + 2× T-298 = 0T = 1754K1-16．在110℃、105Pa 下使 1mol H 2Ol 蒸发为水蒸气,计算这一过程体系和环境的熵变;已知H 2Og 和H 2Ol 的热容分别为 J·K -1·g -1和 J·K -1·g -1,在100℃、105Pa 下H 2Ol 的的汽化热为 J·g -1;解: 1mol H 2Ol , 110℃, 105Pa ----→ 1mol H 2Og , 110℃, 105Pa↓H1 , S1↑H3 , S31mol H2Ol , 100℃, 105Pa ----→1mol H2Og , 100℃, 105PaH2 , S2= kJ= J·K-11-17 1mol ideal gas with C v,m= 21J·K-1·mol-1,was heated from 300K to 600K by 1 reversible isochoric process; 2reversible isobaric process. Calculate the △U separately.解：1由题知△U = n C v,m △T = 1×21×600－300= 6300J2 对由于△U只是温度的函数,所以△U2 = △U1 = 6300J1-18 Calculate the heat of vaporization of 1mol liquid water at 20℃, . △vap H m water = kJ·mol-1, C p,m water = J·K-1·mol-1, C p,m water vapor = J·K-1·mol-1 at 100℃, .解：1mol H2Ol , 20℃, 105Pa ----→1mol H2Og , 20℃, 105Pa↓H1 , ↑H3 ,1mol H2Ol , 100℃, 105Pa ----→1mol H2Og , 100℃, 105PaH2H+ nCp,mg △T△H =△H1 + △H2 +△H3 = nCp,ml △T+ n△vapθm= 1××100-20×10-3+ 1× + 1××20-100×10-3= kJ。
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 H m、S m、△f G m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。
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第一章 化学热力学基础1-1 气体体积功的计算式 dV P W e ⎰-= 中，为什么要用环境的压力e P ？在什么情况下可用体系的压力体P ？答： 在体系发生定压变化过程时，气体体积功的计算式 dV P W e ⎰-= 中，可用体系的压力体P 代替e P 。
1-2 298K 时，5mol 的理想气体，在（1）定温可逆膨胀为原体积的 2 倍； ( 2 )定压下加热到373K ；（3）定容下加热到373K 。
已知 C v,m = 28.28J·mol -1·K -1。
计算三过程的Q 、W 、△U 、△H 和△S 。
解 （1） △U = △H = 0（2） kJ nC Q H m P P 72.13)298373(,=-==∆W = △U – Q P = － 3.12 kJ（3） kJ nC Q U m V V 61.10)298373(,=-==∆W = 01-3 容器内有理想气体，n=2mol , P=10P θ，T=300K 。
求 (1) 在空气中膨胀了1dm 3，做功多少？ (2) 膨胀到容器内压力为 lP θ，做了多少功？(3）膨胀时外压总比气体的压力小 dP , 问容器内气体压力降到 lP θ时，气体做多少功？解：（1）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且Pa P e 510=（2）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且Pa P e 510=（3） VnRT P dP P P e =≈-= 1-4 1mol 理想气体在300K 下，1dm 3定温可逆地膨胀至10dm 3，求此过程的 Q 、W 、△U 及△H 。
解： △U = △H = 01-5 1molH 2由始态25℃及P θ可逆绝热压缩至 5dm -3, 求（1）最后温度；(2）最后压力； ( 3 ) 过程做功。
解：（1） 3511178.2410298314.81-=⨯⨯==dm P nRT V W f dl p A dl p dVδ=-⋅=-⋅⋅=-⋅外外外（2） Pa V nRT P 53222104.91053.565314.81⨯=⨯⨯⨯==- （3） )2983.565(314.85.21)(12,-⨯⨯⨯-=--=∆-=T T nC U W m V1-6 40g 氦在3P θ 下从25℃加热到50℃，试求该过程的△H 、△U 、Q 和W 。
设氦是理想气体。
（ He 的M=4 g·mol -1 )解： J nC Q H m P P 3.519625314.825440)298323(,=⨯⨯⨯=-==∆ W = △U – Q P = -2078.5J1-7 已知水在100℃ 时蒸发热为2259.4 J·g -1，则100℃时蒸发30g 水，过程的△U 、△H 、Q 和W 为多少？（计算时可忽略液态水的体积）解： mol n 67.11830== 1-8 298K 时将1mol 液态苯氧化为CO 2 和 H 2O ( l ) ，其定容热为 －3267 kJ·mol -1 , 求定压反应热为多少？解： C 6H 6 (l) + 7.5O 2 (g) → 6CO 2 (g) +3 H 2O ( l )1-9 300K 时2mol 理想气体由ldm -3可逆膨胀至 10dm -3 ，计算此过程的嫡变。
解： 11229.3810ln 314.82ln -⋅=⨯==∆K J V V nR S 1-10．已知反应在298K 时的有关数据如下C 2H 4 (g) + H 2O (g) → C 2H 5OH (l)△f H m Ө /kJ·mol -1 52.3 －241.8 －277.6C P , m / J·K -1·mol -1 43.6 33.6 111.5计算（1）298K 时反应的△r H m Ө 。
（2）反应物的温度为288K ，产物的温度为348K 时反应的△r H m Ө 。
解（1） △r H m Ө = －277.6 + 241.8 － 52.3 = －88.1 kJ·mol -1（2） 288K C 2H 4 (g) + H 2O (g) → C 2H 5OH (l) 348K↓△H 1 ↓△H 2 ↑△H 3298K C 2H 4 (g) + H 2O (g) → C 2H 5OH (l) 298K△r H m Ө = △r H m Ө ( 298K ) + △H 1 + △H 2 + △H 3= －88.1 + [( 43.6 + 33.6 ) ×(298-288) + 111.5×( 348-298)]×10-3= - 81.75 kJ·mol -11-11 定容下，理想气体lmolN 2由300K 加热到600K ，求过程的△S 。
已知11,,)006.000.27(2--⋅⋅+=mol K J T C N m P解： T R C C m P m V 006.069.18,,+=-=1-12 若上题是在定压下进行，求过程的嫡变。
解： ⎰+=∆600300006.000.27dT T T S 1-13 101.3kPa 下，2mol 甲醇在正常沸点337.2K 时气化，求体系和环境的嫡变各为多少？已知甲醇的气化热△H m = 35.1kJ·mol -1解： 132.2082.337101.352-⋅=⨯⨯=∆=∆K J T H n S m 体系 1-14 绝热瓶中有373K 的热水，因绝热瓶绝热稍差，有4000J 的热量流人温度为298K 的空气中，求（1）绝热瓶的△S 体；(2）环境的△S 环；(3）总熵变△S 总。
解：近似认为传热过程是可逆过程△S 总 = △S 体 + △S 环 = 2.70J·K -11-15 在298K 及标准压力下，用过量100%的空气燃烧 1mol CH 4 , 若反应热完全用于加热产物，求燃烧所能达到的最高温度。
CH 4 O 2 CO 2 H 2O (g) N 2△f H m Ө /k J ·mol -1－74.81 0 －393.51 - 241.82C P , m / J·K -1·mol -1 28.17 26.75 29.16 27.32 解; 空气中 n (O 2) = 4mol , n (N 2) = n (O 2) ×(79%÷21%)= 15molCH 4(g) +2 O 2 → CO 2 (g) + 2H 2O (g)△r H m Ө ( 298K ) = 2×(-241.82) + (-393.51) – (-74.81) = - 802.34 kJ反应后产物的含量为：O 2 CO 2 H 2O (g) N 2n / mol 2 1 2 15 - 802.34×103 + ( 2×28.17+ 15×27.32 + 26.75 + 2×29.16 )(T-298) = 0T = 1754K1-16．在110℃、105Pa 下使 1mol H 2O(l) 蒸发为水蒸气，计算这一过程体系和环境的熵变。
已知H 2O(g) 和H 2O(l)的热容分别为1.866 J·K -1·g -1和4.184 J·K -1·g -1，在100℃、105Pa 下H 2O(l)的的汽化热为 2255.176 J·g -1。
解: 1mol H 2O(l , 110℃, 105Pa ) ----→ 1mol H 2O(g , 110℃, 105Pa )↓∆H1 , ∆S1↑∆H3 , ∆S31mol H2O(l , 100℃, 105Pa ) ----→1mol H2O(g , 100℃, 105Pa )∆H2 , ∆S2= 40.176 kJ= 107.7 J·K-11-17 1mol ideal gas with C v,m= 21J·K-1·mol-1,was heated from 300K to 600K by (1) reversible isochoric process; (2)reversible isobaric process. Calculate the △U separately.解：（1）由题知△U = n C v,m △T = 1×21×（600－300）= 6300（J）(2) 对i.g由于△U只是温度的函数，所以△U2 = △U1 = 6300（J）1-18 Calculate the heat of vaporization of 1mol liquid water at 20℃, 101.325kPa.△vap H mӨ(water) = 40.67 kJ·mol-1, C p,m(water) = 75.3 J·K-1·mol-1, C p,m(water vapor) = 33.2 J·K-1·mol-1 at 100℃, 101.325kPa.解：1mol H2O(l , 20℃, 105Pa ) ----→1mol H2O(g , 20℃, 105Pa )↓∆H1 , ↑∆H3 ,1mol H2O(l , 100℃, 105Pa ) ----→1mol H2O(g , 100℃, 105Pa )∆H2H+ nCp,m(g) △T △H =△H1 + △H2 +△H3 = nCp,m(l) △T+ n△vapθm= 1×75.3×(100-20)×10-3+ 1×40.67 + 1×33.2×(20-100)×10-3= 44.04 kJ。