第四章化学热力学
物理化学：第4章_多组分系统热力学_
真实混合物：实曲线
Vm xBVB xCVC VB (VC VB)xC
当混合物组成改变时，两组 分偏摩尔体积随之改变，且二者 变化相互关联。
组成接近某纯组分，其偏摩 尔体积也接近该纯组分摩尔体积。
5. 吉布斯 − 杜亥姆方程
对广度量 X (T , p, nB, nC , nD ,) 求全微分：
dX
X T
p,nB
dT
X p
T ,nB
dp
B
X nB
dnB T , p,nC
恒温、恒压
另一方面，由加和公式
，恒温恒压下求导：
比较两式，得
或
或
吉布斯-杜亥姆方程－－在一定温度压力下，当混合物
组成变化时，各组分偏摩尔量变化的相互依赖关系。
➢ 系统中各组分的偏摩尔量并非完全独立，而是相 互依存的。
➢ 例：固体溶解、过饱和溶液析出、…
组分B在α、β两相中迁移达平衡的条件：该组分
在两相中的化学势相等。
➢ 物质总是从其化学势高的相向化学势低的相迁移， 直至物质迁移达平衡时为止，此时系统中每个组分在 其所处的相中的化学势相等。
化学势 判据
② 化学平衡
<0：自发不可逆； =0：平衡、可逆
任一化学反应，假定系统已处于相平衡，
任一组分B在每个相中的化学势都相等： Bα B
B
B
整个系统中B组分物质的量的变化量： dnBα dnB
α
BdnB
B
化学平衡时
平衡条件：与化学反应达到平衡的方式无关。
§4.3 气体组分的化学势
1、纯理想气体的化学势 2、理想气体混合物中任一组分的化学势 3、纯真实气体的化学势 4、真实气体混合物中任一组分的化学势
第四章热力学第二定律
第四章热力学第二定律主要内容：4.1 自发过程及热力学第二定律4.2 卡诺循环与卡诺定理4.3熵的概念4.4Clausius不等式及熵增加原理4.5 熵变的计算及熵的物理意义4.6 热力学第三定律与规定熵4.7 亥姆霍兹能及吉布斯能4.8 热力学基本方程及麦克斯韦关系式4.9吉布斯自由能及温度、压力的关系§4.1 自发过程及热力学第二定律自发过程热力学第二定律1. 自发过程自发过程无需依靠消耗环境的作用(即不借助外力)，就能自动进行的过程。
(1) 焦耳热功当量中功自动转变成热；(2) 气体向真空膨胀；(3) 热量从高温物体传入低温物体；(4) 浓度不等的溶液混合均匀；(5) 锌片与硫酸铜的置换反应等，它们的逆过程都不能自动进行。
当借助外力，系统恢复原状后，会给环境留下不可磨灭的影响。
自发过程的特征：1）自发过程总是单向趋于平衡；2）自发过程均具有不可逆性；3）自发过程具有对环境作功的能力，如配有合适的装置，则可从自发过程中获得可用的功。
如：温度传递；气体流动；系统自发过程达到平衡后，无环境作用系统是不可能自动反方向进行并回到原来状态；自发过程的不可逆性是指自然界中所有自发过程都具有热力学的不可逆性；2. 热力学第二定律克劳修斯(Clausius) 的说法：“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化。
”—热传导的不可逆性开尔文(Kelvin)的说法：“不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其它的变化。
”—摩擦生热的不可逆性二者说法是等效的，均指明某种自发过程的逆过程是不能自动进行的重要结论: (1)均指明过程的方向性；(2)自发过程存在内在的联系，可以从某一自发过程的不可逆性，便可以推导出其它自发过程的不可逆性。
理解：♦并非“功可以转变为热，而热不能完全变为功”，而是在不引起其它变化的条件下，热才不能完全转变为功。
如：理想气体等温膨胀。
♦第二类永动机：从单一热源吸热使之完全变为功而不留下任何影响。
化学热力学习题
第四章化学热力学初步习题一．选择题下列各组符号所代表的性质均属状态函数的是( )A. B. C. D. 下列性质中不属于广度性质的是( )A. 内能B. 焓C. 温度D. 熵下列各项与变化途径有关的是( )A. 内能;B. 焓;C. 自由能;D. 功.环境对系统作10kJ的功，且系统又从环境获得5kJ的热量，问系统内能变化是多少( )A. -15kJB. -5kJC. +5kJD. +15kJ按通常规定，标准生成焓为零的物质为( )A. Cl2(l)B. Br2(g)C. N2(g) (g)下列反应中哪个是表示△H=△H(AgBr，s)的反应( )A. Ag(aq) + Br(aq) =AgBr(s)B. 2Ag(s) + Br2(g) =2AgBr(s)C. Ag(s) + Br2(l) =1/2 AgBr(s)D. Ag(s) + 1/2 Br2(g) =AgBr(s)已知反应 2H2(g) + 1O2(g) =2H2O(l) △H=mol则下列结论正确的是( )A. H(反应物)>H(生成物)B. H(反应物)<H(生成物)C. H(反应物)=H(生成物)D. 反应吸热E. 反应放热以下哪种物质的S值最高( )A. 金刚石B. Cl2(l)C. I2(g)D. Cu(s)热力学温度为零时，任何完美的晶体物质的熵为( )A. 零B. 1 J·mol-1·K-1C. 大于零D. 不确定关于熵，下列叙述中正确的是( )A. 0K时，纯物质的标准熵 S=0 ;B. 单质的S=0 ，单质的△H和△G均等于零;C. 在一个反应中，随着生成物的增加，熵增大;D. △S>0 的反应总是自发进行的.室温下，稳定状态的单质的标准熵为( )A. 零B. 1 J·mol-1·K-1C. 大于零D. 不确定已知△r H m(Al2O3)= -1676kJ·mol-1，则标准态时，108g的Al(s)完全燃烧生成Al2O3(s)时的热效应为( )A. 1676 kJB. -1676 kJC. 3352 kJD. -3352 kJ(原子量 Al:27 O:16 )热化学方程式 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △r H m(298)= kJ·mol-1表示( )A. 1molN2(g)和3molH2(g)反应可放出的热量;B. 在标况下，1molN2(g)和3molH2(g)完全作用后，生成2molNH3(g)可放出的热;C. 按上述计量关系进行时生成1molNH3(g)可放热;D. 它表明在任何条件下NH3的合成过程是一放热反应.H2(g)燃烧生成水蒸气的热化学方程式正确的是( )A. 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H= -242 kJ·mol-1B. 2H2 + O2 =2H2O △H= -242 kJ·mol-1C. H2 + 1/2O2 = H2O △H= -242 kJ·mol-1D. 2H2(g) + O2(g) =2H2O(g) △H= -242 kJ·mol-1下列反应方程式中哪个反应放出的热量最多( )A CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)B. 2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)C. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)D. 2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)热力学第一定律的数学表达式△U=Q+W 只适用于( )A. 理想气体B. 孤立体系C. 封闭体系D. 敞开体系已知反应B和A和反应B和C的标准自由能变分别为△G1和△G2，则反应A和C的标准自由能变△G为( )A. △G=△G1+△G2B. △G=△G1-△G2C. △G=△G2-△G1D. △G=2△G1-△G2对于盖斯定律，下列表述不正确的是( )A. 盖斯定律反应了体系从一个状态变化到另一状态的总能量变化;B. 盖斯定律反应了体系状态变化时其焓变只与体系的始态.终态有关，而与所经历的步骤和途径无关;C. 盖斯定律反应了体系状态变化时其熵变只与体系的始终态有关，而与所经历的步骤和途径无关;D. 盖斯定律反应了体系状态变化时其自由能变只与体系的始终态有关，而与所经历的步骤和途径无关.已知:下: △H(kJ·mol-1) S(J·mol-1·K-1)石墨金刚石下列哪些叙述是正确的 ( )A. 根据焓和熵的观点，石墨比金刚石稳定;B. 根据焓和熵的观点，金刚石比石墨稳定;C. 根据熵的观点，石墨比金刚石稳定，但根据焓的观点，金刚石比石墨稳定;D. 根据焓的观点石墨比金刚石稳定，但根据熵的观点金刚石比石墨稳定;E. △G(金刚石)>△G(石墨).等温等压过程在高温不自发进行而在低温时可自发进行的条件是( )A. △H<0，△S<0B. △H>0，△S<0C. △H<0，△S>0D. △H>0，△S>0下列情况下，结论正确的是 ( )A. 当△H>0，△S<0时，反应自发;B. 当△H<0，△S>0时，反应自发;C. 当△H<0，△S<0时，低温非自发，高温自发;D. 当△H>0，△S>0时，低温非自发，高温自发;E. 当△H>0，△S>0时，任何温度下均不自发.已知反应 Cu2O(s)+O2(g)=2CuO(s) 在300K时，其△G= kJ·mol-1， 400K时，△G=·mol-1，则该反应的△H 和△S近似各为( )A. kJ·mol-1; kJ·mol-1·K-1B. kJ·mol-1; kJ·mol-1·K-1C. kJ·mol-1; kJ·mol-1·K-1D. kJ·mol-1; kJ·mol-1·K-1已知 298K时NH3(g)的△H=·mol-1，反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△S为-198J·mol-1·K-1，欲使此反应在标准状态时能自发进行，所需温度条件为 ( )A. <193KB. <466KC. >193KD. >466K已知298K时，CO2(g)的△H为·mol-1，H2O(l)的△H为·m ol-1，乙炔的燃烧热为 -1300kJ·mol-1，则乙炔的标准生成热为( )A. ·mol-1B. ·mol-1C. ·mol-1D. ·mol-1金属铝是一种强还原剂，它可将其它金属氧化物还原为金属单质，其本身被氧化为Al2O3，则298K时，1molFe2O3和1molCuO被Al还原的△G分别为( )A. ·mol-1B. ·mol-1C. ·mol-1D. ·mol-1E. -1192kJ·mol-1(已知: △G(Al2O3，s)=-1582kJ·mol-1△G(Fe2O3，s)=·mol-1△G(CuO，s)=-130kJ·mol-1298K时，反应SO2(g)+2NaOH(aq)Na2SO3(aq)+H2O(l)的△Hr是( )A. ·mol-1B. ·mol-1C. ·mol-1D. ·mol-1(已知△H(SO2，g)=·mol-1△H(H2O，l)=-286kJ·mol-1△H(SO3，aq)=·mol-1△H(OH，aq)=-230kJ·mol-1在732K时反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的△G为·mol-1，△H为154kJ·mol-1，则反应的△S为( )J·mol-1·K-1.A. 587B. -587C. 239D. -239已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=·mol-12Mg(s)+O2(g)=2MgO(s) △H=·mol-12Mg(s)+2C(s)+3O2(g)=2MgCO3(s)△H=-1113kJ·mol-1则 MgO(s)+CO2(g)=MgCO3(s)的△Hr为( )kJ·mol-1A. B. -58.85 C. D.已知 :4Fe(s) + 3O2 = 2Fe2O3(s); △G=-1480kJ·mol-14Fe2O3(s)+Fe(s)=3Fe3O (s); △G=-80kJ·mol-1则△G(Fe3O，s)的值是( )kJ·mol-1A. -1013B. -3040C. 3040D. 1013已知:NH3(g) NO(g) H2O(l)△G(KJ·mol-1)则反应 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O(l)的△G在298时为( )kJ·mol-1A. B. -1009.9 C. D.化学反应在任何温度下都不能自发进行时，其 ( )A. 焓变和熵变两者都是负的;B. 焓变和熵变两者都是正的;C. 焓变是正的，熵变是负的;D. 焓变是负的，熵变是正的.某化学反应其△H为-122kJ·mol-1，△S为-231J·mol-1·K-1，则此反应在下列哪种情况下自发进行 ( )A. 在任何温度下自发进行;B. 在任何温度下都不自发进行;C. 仅在高温下自发进行;D. 仅在低温下自发进行.如果体系在状态Ⅰ时吸收500J的热量，对外作功100J达到状态Ⅱ，则体系的内能变化和环境的内能变化分别为( )A. -400J， 400JB. 400J， -400JC. 500J， -100JD. -100J， 500J对于封闭体系，体系与环境间( )A. 既有物质交换，又有能量交换;B. 没有物质交换，只有能量交换;C. 既没物质交换，又没能量交换;D. 没有能量交换，只有物质交换.二．填充题当体系的状态被改变时，状态函数的变化只决定于_________，而与___________无关.当体系发生变化时_____________叫做过程;________________叫做途径.对于一个封闭体系，从始态变到终态时内能的变化等于__________和__________________的差额.在热力学中用热和功的正负号表示以热或功的形式传递能量的方向，体系吸收热量q_______________，体系对环境做功w______________.298K时，水的蒸发热为·mol-1，则Q为_________________△U为___________________.已知 NaCl(s)熔化需吸热·mol-1，熵增·mol-1·K-1，则298K时NaCl(s)熔化的△G为_____________，NaCl 的熔点为____________K.三．计算题已知标准态下，H2(g)和N2(g)的离解能分别为·mol-1和·mol-1，NH3(g)的生成热为·mol-1.求: N(g) + 3H(g) = NH3(g)的反应热.煤中含有硫，燃烧时会产生有害的SO3，用便宜的生石灰消除炉中的SO3减少污染，其反应如下: CaO(s)+SO3(s)=CaSO4(s)时，△r H=，△r G=，此反应在室温下自发进行，问保持此反应自发进行的最高炉温是多少?在下，反应 2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)能否自发进行?若分解1克SO3(g)为SO2(g)和O2(g)，其△G是多少?(已知: △G(SO3，g)=-370kJ·mol-1△G(SO2，g)=-300kJ·mol-1△G(O2，g)=0 )已知在298K时Fe3O(s) + H2(g)——3Fe(s) + H2O(g)△H(kJ·mol-1) -1118 0 0 -242S(J·K-1·mol-1) 146 130 27 189则反应在298K时的△G是多少?已知298K时:① 2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) △H=·mol-1② 2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=·mol-1求: ③ 2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)的△H.若上述反应产生1.00kg的Fe，能放出多少热量.已知298K时△H(kJ·mol-1) △G(kJ·mol-1)SO2(g)SO3(g)求1000K时反应 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的平衡常数K水煤气的反应为 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，问各气体都处在×105Pa下，在多高温度时，此体系为平衡体系.已知 △H(H 2O ，g)=·mol -1△H(CO，g)=·mol -1△G(H 2O ，g)=·mol -1 △G(CO，g)=·mol -1反应 3O 2(g)=2O 3(g)在298K 时△rH=·mol -1，其平衡常数为10，计算反应的△r G 和△r S第四章 化学热力学初步习题答案一．选择题 C C D D C C C A A C D B D B C C A A C B A B C C A B C D BB二．填空题体系的始态和终态 变化途径体系变化的经过(或始态到终态的经过) 完成过程的具体步骤 1. 供给体系的能量 2. 体系对环境做功耗去的能量 q 为正，反之为负 w 为正，反之为负 ·mol ·mol kJ·mol三．计算题 解: 根据已知N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g) △H=·mol N(g)N 2(g) △H =- 1 2 ×·mol 3H(g)H 2(g) △H=- 3 2×·mol以上3式相加得 N(g)+3H(g)==NH 3(g) △H =△H +△H +△H =·mol解: ∵△G=△H-T△S △S =(△H-△G )T=-298=·mol ·K△H .△S 随T 变化小，忽略，∴若使反应自发，则: △G<0 即 △H=-T△S<0 -T×<0T<2127 (K)反应自发进行的最高炉温是 <2127K.答: 因△G<0，是自发的，而△G>0是非自发的.△G=2△G(SO 2，g)-2△G(SO 3，g) =2×(-300)-2×(-370)=140kJ·mol>0所以在已知条件下反应是非自发的. 分解1克SO 3(g)的△G =1402×(32+48) =解: Fe 3O(s)+4H 2(g)=3Fe(s)+4H 2O(l)△H =4×(-242)-(-1118)=150kJ·mol△S =4×189+3×27-130×4-146=171J·mol ·K △G =△H -T△S =150-298×171×10=99kJ·mol解: ①-②式得:2Al(s)-2Fe(s)=Al 2O 3(s)-Fe 2O 3(s) 即 2Al(s)+Fe 2O 3(s)=2Fe(s)+Al 2O 3(s) △H =△H -△H =+=·mol即产生2molFe 时放热. 则产生1kgFe 时可放热Q=100056 ×错误!=-75678(KJ)解: 298K 时△H =×2-×2= (kJ·mol)△G =×2-×2=-140 (kJ·mol)△S =(+140)×1000)/298= (J·mol/K)1000K 时 △G 1000=△H 298-1000×1000 = (Kj/mol)K =错误!=错误!= K=解: C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g)△H ==(kJ·mol ) △G ==(kJ·mol)∴ △S =△H -△G ×1000298 =(J·mol ·K )忽略△H.△S 随T 变化，∵ △G=△H -T△S 平衡时，△G=0 ∴ T=△H△S =错误!=(K)即T=时体系处平衡状态. 解: ∵ △G=K=××29810=·mol△G=△H-T△S ∴△S =(△H-△G )T=错误! =·mol ·K。
大学基础化学第四章化学热力学基础_思维导图
化学热力学基础热力学系统和状态函数热力学概念系统与环境系统定义环境定义系统类型1.开放系统定义2.封闭系统定义3.隔离系统定义状态函数与过程状态定义平衡态定义状态函数定义取决于系统所处的状态，一旦状态确定，每个状态函数有唯一确定的值状态函数的变化值并不是系统状态，其变化值与中间环节无关分类广度性质定义例子：体积，物质的量，质量，自由能等强度性质定义例子：温度，密度，压力，浓度两者关系：强×广=广，广 广=强状态方程（物态方程）定义例子：PV=nRT过程定义分类等温过程等压过程等容过程绝热过程循环过程可逆过程自发过程特征单向性（不可逆过程）具有做功的能力具有一定的限度定义能量的转化热和功热定义符号表示正值和负值分别表示功定义符号表示正值和负值分别表示注意1：热和功都不是状态函数，不是系统的性质2：只存在于系统的变化过程中，其大小与途径密切相关以理想气体的等温膨胀为例体积功定义（We)公式公式中的单位Pa，m^3例子反抗外压的过程中非体积功定义(Wf）可逆过程（可逆功Wr)与最大功最大功公式可逆过程与不可逆过程的区别系统和环境能否同时恢复到原来的状态可逆过程是不可能实现，时间无限长每一微小步环境和系统都是平衡的能量守恒和化学反应热热力学能（内能）（广度性质）定义（系统内部）（状态函数）符号表示和单位理想气体的内能和焓只与温度有关热力学第一定律（能量守恒与转化定律）表述系统热力学变化公式（封闭系统）系统的焓定义（状态函数）（广度性质）符号表示与单位焓变的定义（后-前）正负分别表示H=U+pV等容反应的热效应dU=Qv（dV=0)(封闭系统无非体积功）（等容反应热等于系统内能的变化）热效应的概念：系统发生变化时，若无非体积功，且终与始态的温度相同，则系统放出或吸收的热量就称为该过程的热效应等压反应的热效应dU=Qp+W=Qp+p外×dVQp=(U2-U1)+p外（V2-V1)=（U2+p外V2）+(U1+p外V1）Qp=H2-H1=dH封闭系统无非体积功，等压反应热等于系统焓变等压与等容的关系反应物，产物均为气体dn=0——则Qp≈Qv反应物，产物都在溶液和固体中的反应可认为dV=0——则Qp≈Qv反应进度，热化学方程式与标准状态反应进度定义(对于反应物为负值，对于生成物为正值）式子表示单位摩尔反应热书写形式定义与方程式的写法有关标准状态（标准压强100KPa）对气体（理想气体，标准压强）（混合气体的每个气体的分压都是标准压强）对纯液体和纯固体（标准压强）对溶液（标准压力，溶质浓度1mol/L理想稀溶液）对溶剂（标准压力）对生物系统（37度，PH=7）参考温度：298.15K（25°C）热化学反应方程式热化学反应方程式中的热效应符号写法（4点）注意事项（3点）盖斯定律和反应热的计算盖斯定律的运用盖斯定律（不做非体积功和等压或等容以及恒温条件下）由标准摩尔生成焓计算反应热摩尔生成焓与标准摩尔生成焓定义符号单位C的稳定单质是石墨不是金刚石稳定物质的标准摩尔生成焓为零生成物质的化学计量数要为1式子（反应式产物-反应物）（化学计量数都取正值）同一种物质不同聚集状态的标准摩尔生成焓不同由标准摩尔燃烧焓计算反应热标准摩尔燃烧焓定义单位符号式子（反应物-产物）（化学计量数都带正号）理解完全燃烧和完全氧化（其标准摩尔燃烧焓为0）熵和Gibbs自由能熵（状态函数）（广度性质）定义单位符号等温可逆过程熵与反应热的关系式温度对熵的影响热力学第三定律定义规定熵（ST）与绝对熵（S0）标准摩尔熵定义单位符号稳定物质单质的标准摩尔熵不为0，因为不是绝对零度的完整晶体对于水溶液中离子的标准摩尔熵是....标准摩尔熵的规律（6个）标准摩尔熵变（后-前）熵增加原理（热力学第二定律）定义数学表达式熵变与0的比较的含义Gibbs自由能（广度性质）（状态函数）符号表示式子吉布斯自由能变化和非体积功用吉布斯自由能变化判定反应方向标准状态下标准摩尔自由能定义符号单位稳定物质单质标准摩尔自由能为0计算两个式子（一个只能在25度时，另一个任意）注意单位统一非标准状态下式子反应商对溶液对纯气体对混合相判断反应的依据。
物理化学 第四章 多组分系统热力学
Vm
T,p一定
V*m,C VC
V*m,B VB
d c· b·
0 B
a xC
C
图4.1.2 二组分液态混合物的 偏摩尔体积示意图
若B，C形成真实液态混合物： 则混合物体积为由V*m,B至V*m,C的曲线。对于任一 组成a时，两组分的偏摩尔体积可用下法表示： 过组成点a所对应的系统体积点d作Vm-xC曲线的 切线，此切线在左右两纵坐标上的截距即分别 为该组成下两组分的偏摩尔体积VB，VC。
B
系统中各广度量的偏摩尔量： 对于多组分系统中的组分B，有： 偏摩尔体积： VB=(ƽV/ƽnB)T,p,n C 偏摩尔热力学能： UB=(ƽU/ƽnB)T,p,n C 偏摩尔焓： HB=(ƽH/ƽnB)T,p,n C 偏摩尔熵： SB=(ƽS/ƽnB)T,p,n C 偏摩尔亥姆霍兹函数：AB=(ƽA/ƽnB)T,p,n C 偏摩尔吉布斯函数： GB=(ƽG/ƽnB)T,p,n
C
几点说明： (1)偏摩尔量为两个广度性质之比，所以为强度 性质； (2)偏摩尔量的定义中明确是在恒温、恒压及系 统组成不变的条件下，偏导数式的下标为T，p 时才是偏摩尔量； (3)同一物质在相同温度、压力但组成不同的多 组分均相系统中，偏摩尔量不同； (4)若系统为单组分系统，则该组分的偏摩尔量 与该组分的摩尔量相等，即： XB=X*B，m
C
=VB (数学知识：二阶偏导与求导的顺序无关) 得证。
4.2化学势 4.2化学势
1.化学势的定义 混合物(或溶液中)组分B的偏摩尔吉布斯函数GB 定义为B的化学势，用符号μB表示：
μB = GB=(ƽG/ƽnB)T,p,n
def
C
对于纯物质，其化学势等于它的摩尔吉布斯函 数。
第4章-化学热力学基础习题
第4章 化学热力学基础习题1．选择题4-1下列物质中m f H ∆不等于零的是 （ ）(A) Cl 2(g) (B) O 2(g) (C) C(金刚石) (D) Ne(g) 4-2下列说法中正确的是（ ）(A) 稳定单质的 m f H ∆、 m f G ∆、m S 都为零(B) 放热反应总是可以自发进行的(C) H 2(g)的标准燃烧热等于H 2O(l)的 m f H ∆ (D) CO 2(g)的 m f H ∆也就是CO(g)的标准燃烧热4-3 下列反应中释放能量最大的是（ ）(A) CH 4(l) + 2 O 2(g) → CO 2(g) + 2 H 2O(g) (B) CH 4(g) + 2 O 2(g) → CO 2(g) + 2 H 2O(g) (C) CH 4(g) + 2 O 2(g) → CO 2(g) + 2 H 2O(l) (D) CH 4(g) +23O 2(g) → CO(g) + 2 H 2O(l) 4-4 下列叙述正确的是（ ）(A)m r S ∆＝∑∆θS (生成物)－∑∆θS (反应物)(B) 一个自发进行的反应，体系自由能减少等于体系对环境所做最大功(C) 某气相反应 m r G ∆是指反应物与产物都处于298 K 且气体总压为101.3 kPa 时，该反应的自由能变。
(D) 同类型的二元化合物可用它们的 m f H ∆值直接比较其热力学稳定性。
4-5 已知2 PbS(s) + 3O 2(g) = 2 PbO(s) + 2 SO 2(g)m r H ∆= - 843.4 kJ· mol -1则该反应的Q v 值为（ ）(A) 840.9 (B) 845.9 (C) -845.9 (D) -840.9 4-6下列物质中，摩尔熵最大的是（ ）(A) CaF 2 (B) CaO (C) CaSO 4 (D) CaCO 34-7下列反应中 m r S ∆最大的是（ ）(A) C(s) + O 2(g) → CO 2(g) (B) 2 SO 2(g) + O 2(g) →2 SO 3(g)(C) 3 H 2(g) + N 2(g) →2 NH 3(g) (D) CuSO 4(s) + 5H 2O(l) →CuSO 4· 5H 20(s)4-8下列反应中 m r H ∆等于产物m f H ∆的是（ ）(A) CO 2(g) + CaO(s) →CaCO 3(s) (B)21H 2(g)+ 21I 2(g) → HI(g) (C) H 2(g) + Cl 2(g) →2 HCl(g) (D) H 2(g)+ 21O 2(g) → H 2O(g)4-9下列反应中 m r G ∆等于产物m f G ∆的是（ ）(A) Ag +(aq)+Cl -(aq) →AgCl(s) (B) 2Ag(s)+Cl 2(g) →2AgCl(s) (C) Ag(s)+21Cl 2(g) →AgCl(s) (D) Ag(s)+ 21Cl 2(l) →AgCl(s) 4-10对反应CH 4(g) + 2 O 2(g) → CO 2(g) + 2 H 2O(l)的m r H ∆，下列说法中正确的是（ ）A ． m r H ∆ 是CO 2(g) 生成焓B ．m r H ∆是CH 4(g)的燃烧焓 C ． m r H ∆是正值 D ． m r H ∆－U ∆是正值2．填空题4-11 对某体系做功165 J ，该体系应 热量 J ，才能使内能增加100 J 。
大学化学热力学第4章练习题
第四章练习题一、填空题1．在酸性范围内，K2Cr2O7、FeCl3、H2O2、Cl2中，氧化性随pH值变化的物质是。
氧化性不随pH值变化的物质是。
2．MnO-4与Fe2+反应，在酸性介质中被还原为，配平的离子反应方程式是。
3．Fe3O4中Fe的氧化值是。
按照共轭氧化还原电对的概念，氧化还原反应的实质是。
4．将两个氧化还原电对组成氧化还原反应时，氧化剂应是电极电势较的电对中的型物质。
5．根椐氧化还原电对的电极电势选择还原剂时，还原剂应是电极电势较的电对中的型物质。
6．电对Cu┃CuSO4(aq) 和Zn┃ZnSO4(aq) ，在标准条件下用盐桥连接构成原电池，电池的正极是，负极是。
若在CuSO4溶液中加入过量氨水，电动势将变_________；若在ZnSO4溶液中加入过量氨水，电池的电动势将变。
7. 标准状态下，由Cu2+/Cu+和Cu+/ Cu组成原电池符号为。
8．已知φ（Br2/Br-）＞φ（I2/I-），表明的氧化能力强于的氧化能力，其能被还原为。
9．在CH4、CH3Cl、CHCl3、CCl4中，C元素氧化数为－2的物质是。
10．电对Ag＋/Ag体系中加入KBr溶液，φ（Ag＋/Ag）值将；而在电对Br2-Br-体系中加入AgNO3溶液，φ（Br2/Br-）值将。
11．将反应Cu＋2Ag+＝Cu2+＋2Ag设计成原电池，电动势E＝，其电池组成式为。
12. 在电对Ag+-Ag体系中加入过量的氨水，φ（Ag＋/Ag）值将；而在电对I2-I- 体系中加入少量Hg(NO3)2溶液使I- 过量，φ（I2/I-）值将。
13. 在标准电极电势表中，越往下电对的φθ值越大，其电对中物质的氧化能力越；越往上电对的φθ值越小，其电对中物质的越强。
14. 在标准电极电势表中，依照对角线规律，角的氧化态物质可以和角的还原态物质发生氧化还原反应。
15.已知φθ（Cu2+/Cu）＞φθ（Fe2+/Fe），在这两个电对中，较强的氧化剂是；较强的还原剂是。
第四章 地球化学热力学与地球化学动力学
在温度不变的情况下，可以得到下式：
d ln K p / dP d (GT / RT ) / dP 0 0 0
(4.25)
(4.26)
d ln K y / dP0 d ln K p / dP0 (V )(d ln P0 / dP0 ) V / P0
一、热力学基础
4.1.2 热力学参数及其基本性质 1、熵
系之间的几率比值：
根据波尔茨曼（Boltzmann）关系（又称为熵的统计原理）。任意两个体
R e S / k
孤立体系（与外界既无物质交换、又无能量交换的体系） 的自发过程总是向体系熵增加的方向进行，称熵增加原理。 自发过程： 某种变化有自动发生的趋势，一旦发生就无需借 助外力，可以自动进行，这种变化称为自发过程。
x 2
吉布斯相律：
F K 2
这个关系式称为相律。
F为自由度，是能在一定范围内自由变化而不改变体系平衡的热力学 （强度）参数的数目；K为组分数；φ为相数，只要研究过程的热力学平 衡问题，都可以应用吉布斯相律。
一、热力学基础
4.1.3 平衡态及相律 3、相律
戈尔德斯密特相律：
热力学第一定律的实质是：能量不论是从一个物体传给另一个物 体．或者从—种形式转化成另一种形式，其总量不变，这就是能量 守恒（和能量转化）定律。
一、热力学基础
4.1.1 热力学第一定律和第二定律
热力学第二定律
W Qh Qc Th Tc Qh Qh Th
Qc Tc 1 1 Qh Th
一、热力学基础
4.1.4 化学平衡 1、化学平衡的等温公式
由标准自由焓定义的气相化学反应的平衡常数Kp，等于生成物 逸度乘积与反应物逸度乘积之比。即：
普通化学第四章 化学热力学基础
3.溶液中溶质的标准状态是指在标准压力下溶质的
质量摩尔浓度b =1 mol·kg-1的状态。 热力学 bθ =1 mol·kg-1。 化学计算中，近似处理，标准物质的量浓度cθ =1
mol·L-1 在热力学的有关计算中，状态函数变化需注明其状 态，即表明其处于标准状态还是处于非标准状态。
有物质交换 敞开系统
有能量交换
经典热力学不研究敞开系统
热力学的基本概念
（2）封闭系统（closed system） 系统与环境之间无物质交换，但有能量交换。
环境
无物质交换 封闭系统
有能量交换
经典热力学主要研究封闭系统
热力学的基本概念
（3）隔离系统（isolated system） 系统与环境之间既无物质交换，又无能量交换， 故又称为孤立系统。
△r Hmθ(1)= － 870.3kJ.mol-1
定压反应热，用符号Qp表示。
由热力学第一定律：△U = Qp + W
Qp = △U － W = △U + p△V
热化学
U、p、V都是状态函数，其组合也必为状态函数， U、p、V的组合定义为一新的状态函数——焓， 符号为H。
H ≡U + pV Qp = △H
不做非体积功的恒压过程，定压反应热等于化学 反应焓变。
这种被划定的研究对象称 为系统，也可称为体系。
环境（surroundings）
系统与环境
系统以外与系统密切相关、有相互作用
或影响的部分称为环境。
热力学的基本概念
系统的分类
根据系统与环境之间的关系，把系统分为三类： （1）敞开系统（open system）
物理化学 第四章 多组分系统热力学
AB
( nB
)T , p ,nC
G
GB
( nB
)T , p ,nC
注意：偏摩尔量的下脚标为：T，P，C（C≠ B)
使用偏摩尔量时应注意： 1.偏摩尔量的含义是：在等温、等压、保持B物质 以外的所有组分的物质的量不变的条件下，广度性 质X的随组分B的物质的量的变化率。
2.只有广度性质才有偏摩尔量，而偏摩尔量是强度 性质。
六、偏摩尔量之间的函数关系
对于组分B：VB、UB、HB、SB、AB、GB之间的关系：
HB= UB +PVB ，
AB= UB －ＴSB
GB = HB －ＴSB＝ UB +PVB －ＴSB UB ＝AB+PVB
(
GB P
)T
,nA
VB
(
GB T
)
P,nA
SB
( GB )
[T T
]P,nB
3.纯物质的偏摩尔量就是它的摩尔量。
4.任何偏摩尔量都是T，p和组成的函数。
偏摩尔量的集合公式
设一个均相体系由1、2、 、k个组分组成，则体 系任一广度量Z应是T，p及各组分物质的量的函数，即：
X X (T , p, n1, n2,, nk )
在等温、等压条件下：
X
X
dX
( n1
···········
dG= dG(α) ＋ dG(β) +·········
恒T，p时 dG SdT Vdp
B
dnB
B
同理，有
dU TdS pdV B ( )dnB ( ) B
dH TdS Vdp B ( )dnB ( ) B
第4章 化学热力学基本定律与函数(第一讲)
按组分分类： 单元体系：水-水蒸气 多元体系：Fe-Zn, 水-乙醇
按物相分类： 单相体系：溶液 多相体系：水-水蒸气
工科大学化学
2.热力学性质(thermodynamical properties) 用来描述体系的热力学状态的宏观（可测）性质。 这些性质也称为热力学变量(参量)。 （1）根据与物质的量的关系，可分为两类： 广度性质(extensive properties)，又称为容量性 质(Capacity properties)，它的数值与体系的物质的 量成正比，如体积、质量、熵等。这种性质有加和性。
凡是状态函数，一定具备上述特征。反之， 如果某个变量具有上述特征，那么这个变量就一 定是一个状态函数。
工科大学化学
5. 过程与途径
（1）体系状态的任何变化称过程(process)。 (2) 实现状态变化的具体步骤称为途径(path)。 根据过程有无相变及化学反应分：
简单状态变化过程：T，p，V变化 化学变化过程
工科大学化学
热力学(Thermodynamics)内容
热力学第一定律： 第一类永动机不可能，对过程能量转换进行计算。
热力学第二定律：
第二类永动机不可能，判断过程进行方向、限度
（化学平衡、相平衡）。
热力学第三定律： 解决化学平衡有关计算（规则）问题。
工科大学化学
热力学特点： 1)经验性(热力学第一定律、第二定律)，但非常可靠。 2) 只研究物质变化过程中各宏观性质的关系， 不考虑微观结构，所有的结论具有统计性。 3）只研究物质变化过程的始态和终态，而不追 究变化过程中的中间细节（机理），也不研究变 化过程的速率和完成过程所需要的时间。 4) 局限性——肯定不足，否定有余。
第4章 化学热力学基础
4.2 热力学第一定律
4.2.1
热和功 4.2.2 热力学能 4.2.3 热力学第一定律
2013-11-22
15
4.2.1 热和功
热——系统与环境之间因温度不同而传递的能量，用Q表示。 功——除热之外，其它各种被传递的能量，用W表示。 热和功都不是状态函数。 热力学规定： 系统从环境吸热，Q＞0；系统向环境放热，Q＜0 环境对系统做功，W＞0；系统对环境做功，W＜0
（1）定温过程：T1=T2，T=0(过程发生时系统的温度可以改 变，只要T=0即可) （2）定压过程：p1=p2，p=0(过程发生时系统的压力可以改 变，只要p=0即可)
（3）定容过程：V1=V2，V=0
（4）定温定压过程：T=0，p=0(敞口容器中的反应) （5）定温定容过程：T=0，V=0(刚性密闭容器中的反应) （6）绝热过程：系统与环境之间没有热交换，Q=0(绝热容器 中的反应)
Qp=Δ rH(1) （2）定温定容过程 Qv
Qv=Δ rU(2)
生成物(状态Ⅱ) n2,T,p2,V1
Qp=Δ rH(1)=Δ rU(1)+p(V2-V1) Qv=Δ rU(2) 两式合并得：Qp-Qv=Δ rU(1)-Δ rU(2)+p(V2-V1) 对理想气体的定温过程，Δ rU(1)=Δ rU(2) 故：Qp=Qv+p(V2-V1)=Qv+RTΔ n Δ n=(生成物气体分子总数)-(反应物气体分子总数) 可用于理想气体反应，也可用于有纯液体或纯固体参加的反应。
2013-11-22
25
焓与焓变小结
焓的定义：H=U+pV H是状态函数 H的绝对值不能测定，但可以测定Δ H。 在定温定压，不做非体积功的条件下，Δ H=Qp 反应放热，Δ H＜0；反应吸热，Δ H＞0
基础化学4第四章 化学热力学基础
热力学中，只讨论三种热：化学反应热；相变热；显热（仅因T变 化吸收或放出的热）。
2.功
除热以外，系统与环境之间的其他能量传递统称为功，其符号为W， 单位为J或kJ。热力学规定，环境对系统做功时，W＞0；系统对环境做 功时，W＜0。功也是过程变量（途径函数），无限小量用δW表示。
系统性质与状态是一一对应的，因此在热力学中又将描述系统状态
的性质称为状态函数。
状态函数的基本特征是：状态一定，状态函数都有一定的值；状态
变化时，状态函数的变化值等于终态值减去始态值，而与所经历的途径
无关。即
△X＝X2－X1
（5-1）
其无限小变化是全微分dX。若系统经历一个循环过程时，所有状态
函数的改变分物质和空间。系统是研究的 主体，环境则是辅助部分，按系统和环境之间有无物质及能量传递，可 将系统分为三类。
（1）封闭系统 与环境只有能量传递，而没有物质传递的系统。 （2）敞开系统 与环境既有能量传递，又有物质传递的系统。 （3）隔离系统 与环境既无能量传递，又无物质传递的系统，或 称孤立系统。 绝对的隔离系统是不存在的，通常将绝热、封闭的保温设备，以及 封闭系统中发生的极快变化（如爆炸）等过程
封闭系统的热力学能包括三部分 （1）分子的动能 是系统温度的函数； （2）分子间相互作用的势能 是系统体积的函数； （3）分子内部的能量 是分子内各种粒子（原子核、电子等）的能 量之和，在不发生化学变化的条件下，为定值。 因此，封闭系统的热力学能是温度和体积的函数，即
U＝f（T、V） 当系统的状态一定（如物种、nB、T、V一定）时，则系统的热力学 能一定，故U为状态函数，广延性质。 U的绝对值无法确定，但可以计算变化量。△U＞0，表示系统的热 力学能增加，△U＜0，表示系统热力学能减少。
工科大学化学 物理化学第四章-热力学函数与定律-2.ppt
V终
V始
V
恒外压压缩过程作功示意图
(V终－V始)膨= -(V终－V始)压，则|W胀|＜|W缩|，说明：虽体系回 到了始态，但体系膨胀时输出的能量为|W胀| ，而压缩时环境 提供的能量为|W缩|，有净能量交换，留下了作功痕迹。 工科大学化学
p始
p1 p1 V1 1 p 1,V 1
p2 p2 V2 p2,V2
= - p终(V终－V始)
= p终(V始－ V终)
V始 V终 V
工科大学化学
（如果 p外不恒定，图形如何变化？）
常见过程的功计算：
1. 等外压过程： W = ∫-p外dV = -p外ΔV 2. 恒压过程：W = ∫-p外dV = -pΔV = -(p2V2-p1V1) = -nR(T2-T1) 4.恒容过程：W = ∫-p外dV = 0
从以上的膨胀与压缩过程看出：虽然始终态相同 ，但途径不同，所作的功也不相同，功与变化的途 径有关。显然，可逆膨胀，体系对环境作最大功； 可逆压缩，环境对体系作最小功。
工科大学化学
可逆过程（reversible process）
体系经过某一过程从状态A变到状态B之后， 过程的速率无限缓慢，每一步无限接近平衡态， 如果把上述过程中的热和功积存起来，再从终态 B回到始态A ，体系和环境都能恢复原状，即“
2）“第一类永动机是不可能制成的”
工科大学化学
第一类永动机 (first kind of perpetual motion mechine)
一种既不靠外界提供能量，本身也不减少能
量，却可以不断对外作功的机器称为第一类永动 机，它显然与能量守恒定律矛盾。
历史上曾一度热衷于制造这种机器，均以失
败告终，也就证明了能量守恒定律的正确性。
第四章化学热力学基础题库
第四章化学热力学基础题库一、选择题（将正确答案编号填入括号内）1、如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是：（ A ）(A) 绝热箱中所有物质 (B) 两个铜电极(C) 蓄电池和铜电极(D) CuSO4水溶液2、对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是：（ D ）(A) 体系处于一定的状态，具有一定的内能(B) 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值(C) 状态发生变化，内能也一定跟着变化(D) 对应于一个内能值，可以有多个状态3、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：（ C ）(A) T，p，V，Q (B) m，V m，C p，W(C) T，p，V，n (D) T，p，U，W4、下述说法中，哪一种不正确：（ A ）(A) 焓是体系能与环境进行交换的能量(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量(C) 焓是体系状态函数(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等5、下述说法中，哪一种正确：（ A ）(A) 热容C不是状态函数(B) 热容C与途径无关(C) 恒压热容C p不是状态函数(D) 恒容热容C V不是状态函数6、热力学第一定律仅适用于什么途径：（ A ）(A) 同一过程的任何途径(B) 同一过程的可逆途径(C) 同一过程的不可逆途径 (D) 不同过程的任何途径7、范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将： （ C ） (A) 不变 (B) 升高 (C) 降低 (D) 不能确定8、已知CO g O H 及)(2(g)在298K 时标准摩尔生成焓分别为242-KJ/mol 及-111KJ/mol ，则反应)()()()(22g CO g H C g O H +→+石墨的为θm r H ∆：（ B ） (A) -353KJ (B) 131KJ (C) -131KJ (D) 353kJ9、理想气体与温度为T 的大热源接触，作等温膨胀吸热Q ，而所作的功是变化到相同终态最大功的20%，则体系的熵变为： （ A ）(A) T Q S 5=∆ (B) T Q S =∆ (C) T Q S 5=∆ (D) TQS -=∆10、理想气体经不可逆循环，则： （ B ） (A) )(系S ∆=0，)(环S ∆）=0 (B) )(系S ∆）=0，)(环S ∆＞0 (C) )(系S ∆＞0，)(环S ∆＞0 (D) )(系S ∆＞0，)(环S ∆＜011、在隔离系统中，发生一具有一定速度的变化，则系统的熵变： （ C ） (A) 保持不变 (B) 总是减小 (C) 总是增大 (D) 可任意变化12、可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车： （ B ） (A) 跑的最快 (B) 跑的最慢 (C) 夏天跑的快 (D) 冬天跑的快13、已知气相反应)()(3)(126266g H C g H g H C =+在100℃时的标准摩尔反应焓J rH m 43.192-=∆θ，当反应达平衡时可用下列哪组措施使平衡向右移动：（ C ）(A) 升温与加压 (B) 升温与减压 (C) 降温与加压 (D) 降温与减压14、熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度，下列结论中不正确的是： （ C ） (A) 同一种物质的 S(g)>S(l)>S(s) (B) 同种物质温度越高熵值越大 (C) 分子内含原子数越多熵值越大 (D) 0K 时任何纯物质的熵值都等于零 15、热力学基本方程 d G = -S d T + V d p ，可适应用下列哪个过程： （ A ）(A) 298K 、标准压力下，水气化成蒸汽 (B) 理想气体向真空膨胀(C) 电解水制取氢气 (D) N 2 + 3H 2=2NH 3未达到平衡二、填空题1、系统与环境之间 的系统称为敞开系统；系统与环境之间 的系统称为封闭系统；系统与环境之间 的系统称为隔离系统。
第4章化学热力学-反应方向及平衡常数
单位：kJ.mol-1
通式：
ΔrGm (T)= ΣBνBΔfGm,B(T)
ϴ ϴ
3 吉-亥方程 任意温度下的吉布斯函数变可按下 式近似计算：
ΔrGmӨ(T)
Ө Ө ≈ΔrHm(298.15K) -TΔrSm (298.15K)
提示：
ΔrHm(T) ≈ ΔrHm(298.15K)
Ө
Ө
ΔrSm(T) ≈ ΔrSm(298.15K)
不能发生！
能否发生如下反应？
2CO 2 NO CO2 N2
有毒气体 无毒气体
汽车尾气 CO，NO
自 发 性
化学反应的方向
热力学第二定律
自发过程：一定条件下不需要任何外力作用就能自
动进行的过程。自发过程具有明确的方向和限度。 举例： 1) 水往低处流 2) 热向低温物体传递
3) 电流向低电位点流动
（2）绝对熵：1912年普朗克提出：在
0K温度下，任何纯净完整晶态物质的熵等 于0（这就是热力学第三定律的一种说法。 实际是一个假设，不能用实验方法加以证 明，因为我们无法达到0K）。依此为基准 就可以求出其它温度时的熵值.
• （3）规定熵:1mol的任何物质的完美晶体
从0K升到T K时过程的熵变ΔS，则可得到 1mol该物质在T K时的熵值STK =ΔS =STKS0K），STK 称为规定熵。
和运动的无序程度。
在热力学中，用“熵”来 表示系统混乱度的大小
关 于 熵
熵 (entropy)
符号：S 单位： J· k
-1
“熵将随着时间而增大”
状态函数
值与n成正比
有绝对数值，称规定熵，
克劳修斯
（1）熵定义：熵是系统混乱度（无
第四章-热力学函数与定律-5
2. 讨论 ☆ A是体系的状态函数，容量性质，能量量 纲，绝对值无法确定；
☆在一定条件下ΔA可作过程性质的判据：
ΔAT 、ΔAT,V 和 ΔAT,W’=0 判断可逆与否
ΔAT, V , W’=0 判断自动与否
☆A也称为恒容位
工科大学化学
☆可逆条件下的ΔA才有物理意义：
① 恒温可逆， -dAT =-δWT ，体系自由能
工科大学化学
依据的基本关系式： A=U－TS， G=H－TS= U＋pV－TS =A＋pV dA= dU－TdS －SdT dG= dH－TdS －SdT = dU＋pdV ＋Vdp －TdS －SdT = dA＋pdV ＋Vdp ΔA = ΔU－ Δ(TS) ΔG = ΔH－Δ(TS) = ΔU＋Δ(pV)－Δ(TS)
p2
工科大学化学
[例4-11] 在300K时，体系的压强由pΘ增至10pΘ，
求经过该过程体系的△A和△G。
设体系为(1)1mol理想气体；(2)1mol水。
解： (1) ΔA =ΔG = nRTln(p2/p1)
= 1×8.314×300×ln10 = 5743J
(2) 水为凝聚态, 可忽略压强对其体积的影响， 即dV = 0，则 ΔA = 0， 1mol水的体积为 Vm≈1×18×10-6=1.8 ×10-5 /m3 所以：ΔG = V(p2－p1) = 9 pΘV =16.4 /J
工科大学化学
2. 讨论 ☆ G 是体系的状态函数，容量性质，能量量纲， 绝对值无法确定； ☆ 在恒温、恒压可逆下，体系 G 的减少体现了体
系对外作有效功的本领： -dGT,p=- δW’
☆在一定条件下，体系Gibbs自由能的变化量可作 为过程性质的判据：
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第四章 化学热力学一、选择题 1. 物质中，f mH ϑ∆不等于零的是A 、Fe(s)B 、C(石墨)C 、Ne(g)D 、Cl 2(l)2. 定律认为化学反应的热效应与途径无关。
这是因为反应处在 A 、可逆条件下进行B 、定压无非体积功条件下进行C 、定容无非体积功条件下进行D 、以上都正确3. 如果X 是原子，X 2是实际存在的分子，反应的2221H (g) + O (g) = H O (l)2应该是A 、负值B 、正值C 、零D 、不能确定4. 下列说法正确的是A 、水的生成热即是氢气的燃烧热B 、水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热C 、水的生成热即是氧气的燃烧热D 、水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热5.2H 和2O 在绝热钢筒中反应生成水，则下列状态函数中，增加为零的是A 、U ∆B 、H ∆C 、S ∆D 、G ∆6. 将一台电冰箱放置在一室内，然后打开电冰箱的门，并使冰箱中的致冷机运转。
一段时间后，室温变化情况是属于 A 、降温很多B 、降温很少C 、升温很多D 、不变7. 已知298K 时，-1(HI , g)=-25.9kJ mol H ϑ∆⋅，下列说法正确的A 、0.5mol 2H O(g)混合物在101.325kPa 和298K 时生成HI(g)的反应热为-125.9kJ mol -⋅B 、22H (g) + I (g) 2HI(g)→反应的标准焓变在298K 时为-125.9kJ mol -⋅C 、反应22H (g) + I (s) 2HI(g)→在298K 时的标准焓变为-125.9kJ mol -⋅D 、反应2211H (g) + I (s) HI(g)22→在298K 时的标准焓变为-125.9kJ mol -⋅ 8. 反应221CuCl (s) CuCl(s) + Cl (g)2→，在298K 及101.325kPa 下不自发，但在高温时能自发进行。
则此反应的A 、0r H ϑ∆<B 、0r H ϑ∆>C 、2980r G ϑ∆<D 、0r S ϑ∆< 9. 恒温下，下列反应中r S ϑ∆为负值的是A 、3222AgNO (s) 2Ag(s) + 2NO (g) + O (g)→B 、32CaCO (s) CaO(s) + CO (g)→C 、22H (g) + F (g) 2HF(g)→D 、222NO(g) N (g) + O (g)→10. 已知298.15K 时，下列反应有关数据为3222NH (g) N (g) + 3H (g)→起始压强(kPa)1001001.00-116.64kJ mol f G ϑ∆=-⋅，由此可以判断该分解反应 A 、不能自发进行 B 、处于平衡状态C 、能自发进行D 、数据不全，难以判断二、计算题和问答题1. 已知下列热化学方程式（1）232Fe O (s) + 3CO(g) == 2Fe(s) + 3CO (g) -125kJ mol r H ϑ∆=-⋅（2）233423Fe O (s) + CO(g) == 2Fe O (s) + CO (g) -147kJ mol r H ϑ∆=-⋅（3）)()(3)()(243g CO s FeO g CO s O Fe +=+-119kJ mol r H ϑ∆=⋅不用查表，计算下列反应的r H ϑ∆：2FeO(s) + CO(g) == Fe(s) + CO (g) 2. 煤和由煤和水气()22 C(s) + H ) == H (g) + CO(g) 而得到水煤气（CO 和2H 德等物质的量混合物）都可以做燃料，设煤含碳80%，其余可燃成分忽略不计。
试通过计算说明，在实际应用以上水煤气代替煤做燃料有什么优缺点？（提示：在任何热量转换过程中，总会有一些能量变成热扩散到环境中，例如欲往某体系输入x/kJ 的热量，实际上需要提供的热量要远大于x/kJ ）。
3. 已知：222Cu O(s) + O (g) == 4CuO(s) -1-290kJ mol r m H ϑ∆=⋅2CuO(s) + Cu(s) == Cu O(s) -1-12 kJ mol r m H ϑ∆=⋅试求CuO(s)得标准生成热焓CuO(s)f Hϑ∆。
4. 试计算2323Fe O (s) + Al(s) Al O (s) + Fe(s)→反应的r m H ϑ∆及r m G ϑ∆。
在298K 时，铝箔与23Fe O 有什么样的反应？为什么？实际上在298K 时反应又是如何进行？5. 请利用f mG ϑ∆数据讨论22CaO(s) + H O(l) Ca(OH)(s)→反应的方向性。
6. 试计算氨的分解反应：3222NH (g) N (g) + 3H (g)→在298K 时标准态下反应是否自发？反应正向进行的温度是多少？7. 根据美国《化学及工厂新闻》报道，在常温常压下，可以利用日光与某种催化剂使水和氨气反应制取氨，设想以下反应是可能的反应，请讨论反应的合理性。
22322N (g) + 6H O(l) 4NH (g) + 3O (g)→8. 高炉炼铁中常用焦炭原料使23Fe O 还原，焦炭在高炉内会产生CO ，试问还原23Fe O 的反应中是CO 抑或C 起主要还原作用？请用热力学计算加以说明。
9. 试求过二硫酸铵氧化2+Mn 反应:2+2--2-+282442Mn + 5S O + 8H O == 2MnO + 10SO + 16H的r m G ϑ∆，实际上该反应的条件是什么？为什么？（228-1()1110.4kJ mol f S O G ϑ-∆=-⋅）10. 试问，锌粒防治空气中表面易被氧化，生成ZnO 膜，如将锌放在真空度为-41.310Pa⨯空气氛的安瓿中，试通过有关计算说明其表面是否还会被氧化？ 11. 一直大气中含2CO 约0.031%提及，试用化学热力学分析说明，菱镁矿（3MgCO ）能否稳定存在于自然界？ 12. 评述下列各种陈述： （1）放热反应是自发的。
（2）纯单质的f f H G S ϑϑϑ∆∆、、皆为零。
（3）反应的0rG ϑ∆>，该反应是不能自发进行的。
（4）如反应的r H ∆、r S ∆皆为正值，室温下r G ∆也必为正值。
（5）冰在室温下能自动融化成水，是熵增起了重要作用的结果。
13．在373K 时，水的蒸发热为40.58 kJ·mol -1。
计算在1.013×105 Pa ，373K 下，1 mol水气化过程的ΔU和ΔS（假定水蒸气为理想气体，液态水的体积可忽略不计）。
14．在一密闭的量热计中将2.456 g正癸烷（C10H12，l）完全燃烧，使量热计中的水温由296.32 K升至303.51K。
已知量热计的热容为16.24 kJ·K-1，求正癸烷的燃烧热。
15．阿波罗登月火箭用联氨（N2H4 , l）作燃料，用N2O4（g）作氧化剂，燃烧产物为N2（g）和H2O（l）。
计算燃烧1.0 kg联氨所放出的热量，反应在300K，101.3 kPa下进行，需要多少升N2O4（g）?已知N2H4（l）N2O4（g）H2O（l）50.6 9.16 -285.816．已知下列数据（1）Zn（s）+O2（g）====ZnO（s）（2）S（斜方）+O2（g）====SO2（g）（3）SO2（g）+O2（g）=== SO3（g）（4）ZnSO4（s）=== ZnO（s）+ SO3（g）求ZnSO4（s）的标准生成热。
17．已知CS2（l）在101.3kPa和沸点温度（319.3K）气化时吸热352J·g-1，求1 mol CS2（l）在沸点温度气化过程的ΔH和ΔU，ΔS。
18．常温常压下B2H6（g）燃烧放出大量的热B2H6（g）+3O2（g）===B2O3（s）+3H2O（l）相同条件下1 mol单质硼燃烧生成B2O3（s）时放热636kJ，H2O（l）的标准生成热为-285.8kJ·mol-1，求B2H6（g）的标准生成热。
19．已知下列数据CaSO4(s) CaO(s) SO3(g)-1432.7 -635.1 -395.72107.0 39.75 256.65通过计算说明能否用CaO (s) 吸收高炉废中的SO3气体以防止SO3污染环境。
20．已知（石墨）= 5.740J·mol-1·K-1，（金刚石）=1.897 kJ·mol-1，（金刚石）=2.900 kJ·mol-1。
根据计算结果说明石墨和金刚石的相对有序程度。
21．已知下列数据：SbCl5（g）SbCl3（g）-394.3 -313.8-334.3 -301.2通过计算回答反应SbCl5（g）=== SbCl3（g）+ Cl2（g）（1）在常温下能否自发进行？（2）在500℃时能否自发进行？22 在10000C和97kPa下测得硫蒸气的密度为0.5977g/dm3，求硫蒸气的摩尔质量和化学式。
23 分辨如下概念的物理意义：（1）封闭系统和孤立系统。
（2）功、热和能。
（3）热力学能和焓。
（4）生成焓、燃烧焓和反应焓。
（5）过程的自发性和可逆性。
24 判断以下说法的正确与错误，尽量用一句话给出你作出判断的根据。
（1）碳酸钙的生成焓等于CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)的反应焓。
（2）单质的生成焓等于零，所以它的标准熵也等于零。