第二章-化学热力学初步

第二章 化学热力学初步

1. 计算下列系统得热力学能变化：

（1） 系统吸收了100J 能量，并且系统对环境做了540J 功。

（2） 系统放出了100J 热量，并且环境对系统做了635J 功。

2. 2.0molH 2（设为理想气体）在恒温（298K ）下，经过下列三种途径，从始态0.015m 3膨

胀到终态0.040 m 3，求各途径中气体所做得功。

（1） 自始态反抗100kPa 的外压到终态。

（2） 自始态反抗200kPa 的外压到中间平衡态，然后反抗100kPa 的外压到终态。

（3） 自始态可逆地膨胀到终态。

3. 在θ

p 和885o C 下，分解1.0molCaCO 3需耗热量165kJ 。试计算此过程得。和、H U W ∆∆

CaCO 3的分解反应方程式为)(2)()(3g s s CO CaO CaCO +=

4. 已知 )

()()4()(2)3(6454)2(2

31298.5.

20.89022)3(9.2852

1)2(5.393)1()()()

(2)(22)()(3)

(2)()(2)(3)(2)()(2)()(4)(2)(1

32)(2)(2)(41

2)(2)(2)(21

1)(2)(2)(aq Cl AgBr aq Br AgCl O H CO aq Ca H CaCO O H NO O NH SO PbO O PbS rH K rH CH H C mol kJ rH O H CO O CH mol kJ rH O H O H mol kJ rH CO O C s s l g aq s l g g g g s g s m m g g s g g g l g g g g s --++---+=+++=++=++=+∆∆=+⋅-=∆+=+⋅-=∆=+⋅-=∆=+）（；时的算下列反应在利用附录二的数据，计的试求反应θθθθθ

6. 阿波罗登月火箭用N 2H 4(l)作燃料，用N 2O 4(g)作氧化剂，燃烧后产生N 2(g)和H 2O(l)。写出配平得化学方程式，并计算1kg N 2H 4(l)燃烧后得θ

rH ∆。

7. 已知： 12)

(2)(2)(2)(31

1)

(2)()(2)(34.15306234)2(8.11686454)1(--⋅-=∆+=+⋅-=∆+=+mol kJ rH O H N O NH mol kJ rH O H NO O NH l g g g l g g g θθ

试求NO 得标准生成焓。

8. 利用附录十的键能数据，计算下列反应的θ

m rH ∆ )()()()(323g Br CH g O H g HBr g OH CH +=+

9. 预言下列过程系统的S ∆的符号：

（1）水变成水蒸气；

（2）气体等温膨胀；

（3）苯与甲苯相溶；

（4）盐从过饱和水溶液中结晶出来；

（5）渗透；

（6）固体表面吸附气体。

10. 不查表，预测下列反应得熵值是增加还是减小？

)

(2)()()5()

(2)()(2)4()(3)()(2)3()

(3)(2)2()

(2)()(2)1(2222232322g HI g I g H s NaCl g Cl s Na g H g N g NH g O g O g CO g O g CO =+=++===+

11.计算下列过程中系统的熵变：

（1）1molNaCl 在其熔点804o C 下熔融。已知NaCl 的熔化热θm fus H ∆为14.34-⋅mol kJ [下标fus 代表“熔化”（fusion ）]

（2）2mol 液态O 2在其沸点-183o C 下汽化。已知O 2的汽化热θm vap H ∆为1

72.6-⋅mol kJ [下标vap 代表“汽化”（vaporization ）]

12. 水在0o C 得熔化热是102.6-⋅mol kJ ，它在100o C 的汽化热是16.40-⋅mol kJ 。1mol 水

在熔化和汽化时得熵变各是多少？为什么。θθm m fusS vapS ∆>∆ 13. 1mol 水在其沸点100o C 下汽化，求该过程的。和G S U Q W ∆∆∆,,,。已知水的汽化热为

126.2-⋅g kJ 。

14. 利用附录二的数据，判断下列反应在25o C 和标准状态下能否自发进行。

)

()()()()3()

(2)()(2)2()

()()()()()1(224242322g CO s Pb g CO s PbO l O H s CaSO s O H CaSO l O H s CaCO g CO s OH Ca +=++=⋅+=+ 15. 下列说法是否正确？若不正确应如何改正？

（1）放热反应都能自发进行；

（2）熵值变大的但应都能自发进行；

（3）0<∆θrG 的反应都能自发进行；

（4）指定单质规定它的,0,0,0==∆=∆θ

θθm m f m f S G H

（5）生产物得分子数比反应物多，该反应的θS r ∆必是正值。

16. 利用附录二数据，判断下列离子反应在25o C 和标准状态下能否自发进行。

)()()(2)(22s OH Ca aq OH aq Ca =+-+

17. 下列三个反应：

S(g)

H S(g)(g)H (g)MgCl (g)Cl Mg(g)NO(g)

(g)O (g)N 222222(3)(2)2(1)=+=+=+

它们的分别为Θ∆m rH 分别为181kJ·mol-1和-20kJ·mol -1; Θ∆m rS 分别为25Jmol -1·K -1,

-166J·mol -1·K -1和43J·mol -1·K -1。问在标准状态下哪些反应在任何温度下都能自发进行？哪些只在高温或只在低温下进行？

18. CO 是汽车尾气的主要污染源，有人设想以加热分解的方法来消除之：

)(2

1)()(2g O s C g CO +∆ 试从热力学角度判断该想法能否实现？

19. 蔗糖在新陈代谢过程中所发生的总反应可写成：

)(11)(12)(12)(222112212l O H g CO g O s O H C +=+

假定有25%的反应热转化为有用功，试计算体重为65kg 的人登上3000m 高的山，需消耗多

少蔗糖？（已知1112212·

2222)(-Θ-=∆mol kJ O H C fH m 20. 如果想在标准压力Θ

p 下将CaCO 3分解为CaO 和CO 2, 试估计进行这个反应的最低温度（设反应△H 的和△S 不随温度而变）。

21. 利用附录2的数据，判断下列反应

)()()(24252g O H g H C g OH H C +=

(1) 在25℃下能否自发进行？

(2) 在360℃下能否自发进行？

(3) 求该反应能自发进行的最低温度。

22. 利用附录的数据，估计乙醇和溴的沸点。

23. CuSO 4·5H 2O 遇热首先失去5个结晶水，如果继续升高温度，CuSO 4还会分解为CuO 和SO 3。试用热力学原理估算这两步的分解温度。

24. 含结晶水的盐类暴露在大气中失去结晶水的过程称为风化。Na 2SO 4·10H 2O 的风化过程可用如下反应式来表示： )(10)()(10·

242242g O H s SO Na g O H SO Na += 试判断：

(1) 在298K 和标准状态下Na 2SO 4·10H 2O 是否会风化？

(2) 在298K 和空气相对湿度为60%时，Na 2SO 4·10H 2O 是否会风化？

[已知：-1421242mol 1267)(,·3644)10·(kJ SO Na G mol kJ O H SO Na G m f m f -=∆-=∆Θ-Θ]