第一、二章化学热力学总复习题答案

第一、二章化学热力学总复习题答案一、选择题（10分，每题1分）1、下列哪个是热力学第一定律的数学表达式 （ A ）A ． ΔU=Q+WB ． Q =ΔU +WC ． W =Q+ΔUD ． ΔU=H + Q2、时，稳定纯态单质的标准摩尔生成焓为 （ C ）A ． <0B ． >0C ． =0D ． 不能确定3、已知时，221MnO ()O ()MnO()2s g s =+的1(1)134.8kJ mol r m H -∆=⋅， 2MnO ()Mn()2MnO()s s s +=的1(2)250.4kJ mol r m H -∆=-⋅， 则2(MnO ,)f m H s ∆为（ C ）。

A ．1-385.2kJ mol -⋅B ．1385.2kJ mol -⋅C ．1-520.0kJ mol -⋅D ．1520.0kJ mol -⋅4、某可逆反应，当温度由T 1升温至T 2时，平衡常数21K K >，则该反应的（ A ）A ．0r m H ∆>B ．0r m H ∆<C ．0r m H ∆=D ．无法判断5、如果体系经过一系列变化后，又变回初始状态，则体系的（ C ）。

A ．0,0,0,0Q W U H ==∆=∆=B ．0,0,0,Q W U H Q ≠≠∆=∆=C ．,,0Q W U Q W H =-∆=+∆=D ．,,0Q W U Q W H ≠-∆=+∆=6、下列物理量不是状态函数的有（ D ）A ．内能B ．熵C ．吉布斯自由能D ．热7、恒温恒压下，可逆反应达到平衡时，下列关系式正确的是（ C ）A ．10kJ mol ln r m r m G G RT K -∆=⋅∆=-，B ．10kJ mol ln r m r m G G RT K -∆=⋅∆=-，C ．10kJ mol ln r m r m G G RT K -∆=⋅∆=-，D ．10kJ mol lnr m r m G G RT K -∆=⋅∆=-，8、下列反应中，反应的标准摩尔焓变与相应生成物的标准摩尔生成焓相等的是（ D ）A ．CaO(s) + CO 2(g) = CaCO 3(s)B ．1/2H 2(g) + 1/2I 2(g) = HI(g)C ．H 2(g) + I 2(g) = 2HI(g)D ．H 2(g) + 1/2O 2(g) = H 2O(g)9、对于稳定的纯态单质在298K ，100kPa 时的描述正确的为（ C ）A ．m S ，f m G ∆为零B ．f m H ∆不为零C ．m S 不为零，f m H ∆为零D ．f m G ∆，m S ，f m H ∆均为零10、如果能量为U 1的某体系吸收700J 的热，而此体系同时对环境做了550J 的功，则此体系的能量变化和环境的能量变化分别是（ A ）A ．150J ，-150JB ．700J ，550JC ．-150J ，150JD ．150J ，150J二、判断题（10分，每题1分）1、（× ）热力学第一定律的数学表示式U = Q + W 适用于包括电功在内的一切宏观变化过程。

2、（× ）一个反应处于平衡状态，正反应为放热，当T 升高时，则K 正也升高，K 逆降低，平衡向正方向移动。

3、（× ）内能的改变值U ∆，可通过测定Q 和W 算出。

由于内能是状态函数，因此，热和功也是状态函数。

4、（√）对于孤立体系，0S ∆>的过程就是自发反应。

5、（√）化学反应的热效应跟化学反应方程式的书写有关，反应方程式配平系数不同，反应的热效应也不同。

6、（× ）同一化学反应，其反应的标准平衡常数的数值一定相同。

7、（× ）对于气体混合物而言，其标准态是指在指定温度下其总压强为标准压强p 。

8、（√）对于同一个化学计量反应方程式，用反应物或生成物来表示其反应进度，在同一时刻所得的反应进度数值是完全一致的。

9、（× ）1mol 纯物质在标准状态下的规定熵称为该物质的标准摩尔熵用符号m S ∆表示。

10、（× ）对于同一个化学反应方程式反应商和标准平衡常数的表达式是完全一致的。

三、填空题（10分，每空1分）1、p Q 在数值上等于H ∆的条件是（ 恒压，只做体积功 ）。

2、比较下列各对物质的熵值（用<或>表示）：20.1molH O(,273K,100kPa)s （ < ）20.1molH O(,293K,100kPa)l ；1gHe(,298K,100kPa)g （ < ）1molHe(,298K,100kPa)g 。

3、等温等压，只做体积功的反应，p Q =（H ∆ ），而定容反应时，V Q =（U ∆ ）。

4、符号25(N O ,,298K)m S g 表达的具体含义是（ 标准状态，1mol N 2O 5气体从0K 变化到298K 时的熵变 ），而符号(298K)r m S ∆则是表示（ 标准状态，298K 条件下反应的标准摩尔熵变 ）。

5、某反应在低温时逆向自发，高温时正向自发，可知此反应的r m H ∆（ > ）0，r m S ∆（ > ）0。

6、某封闭系统中充有气体，吸收了45kJ 的热，又对环境做了29kJ 的功，则系统的热力学能的变化为（ 16 ）kJ四、简答题（10分，每题5分）1、热化学方程式与一般的化学反应方程式有何异同书写热化学方程式时有哪些应注意之处 答：相同点：它们都表示化学反应的方程式。

不同点：热化学方程式除了表示化学反应之外，还表示化学反应与热效应的关系。

书写热化学反应式时应注意之处：由于反应热与系统的状态有关，所以写热化学反应式时注明反应热的同时，还要（1）应注明反应的温度和压力。

如果是和 100kPa ，可省略。

（2）必须标出物质的聚集状态。

通常以g--气态、l--液态、s--固态。

（3）必须注明固体物质的晶型，比如碳有石墨、金刚石等晶型，应该标明。

（4）同一反应，反应式系数不同，热效应值r m H ∆不同。

正、逆反应的热效应的绝对值相同, 符号相反。

2、化学反应的()r m G T ∆和()r m G T ∆有何不同用()r m G T ∆和()r m G T ∆判断化学反应进行方向时有什么不同答： ()r m G T ∆是指任意状态时化学反应的摩尔吉布斯自由能变，而()r m G T ∆是指化学反应处于标准状态时的摩尔吉布斯自由能变。

二者之间是有联系的，根据热力学等温方程式ln r m r m G G RT Q ∆=∆+，当反应在某一确定温度下达到平衡时，()0r m G T ∆=，则ln r m G RT K ∆=-。

但在任何状态时，都可以用()r m G T ∆来判断化学反应方向，()0r m G T ∆<正向自发进行。

而在标准态时()r m G T ∆也可以作为化学反应方向的判据， ()0r m G T ∆<正向自发进行。

而当化学反应处于非标准状态时就不能以()0r m G T ∆<来判断化学反应自发进行方向的依据，只能用()r m G T ∆来判断反应方向。

五、计算题（40分， 5道题）1、（4分）标准状态、298K 时，利用热力学数据计算水煤气反应的r m G ∆。

判断该反应条件下，反应能否自发进行22C()H O()CO()H ()s g g g +=+()1kJ mol 228.6137.2f m G -∆⋅--（4分）解： (B)r m B f m BG G ν∆=∆∑ 22(CO,g)(H ,g)(C,s)(H O,g)r m f m f m f m f m G G G G G ∆=∆+∆-∆-∆（2分） ()1137.2228.691.4kJ mol r m G -∆=---=⋅ （1分）因()0r m G T ∆>，故该反应条件下反应不能自发进行。

（1分）2、（5分）对于化学反应V O 223252SO ()O ()2SO ()g g g +，在1000 K 时的标准平衡常数2.25K =，反应的热效应1(298.15K)196.9kJ mol r m H -∆=-⋅，计算该反应在500 K 时的K 。

（ 5分）解： 根据公式)11(ln 12r 12T T R H K K m -∆-= （3分）代入数据得102 4.310K =⨯（2分）3、（8分）已知时，1(kJ mol )f m H -∆⋅ 1(kJ mol )f m G -∆⋅SO 2(g)SO 3(g)求1000K 时反应V O 223252SO ()O ()2SO ()g g g +的标准平衡常数。

（ 8分）解：(方法一)r f 3f 2f 2(298.15 K)2(SO ,)2(SO ,)(O ,)m m m m H H g H g H g ∆=⨯∆-⨯∆-∆= 2×- 2×-0= kJ ·mol -1 （1分）r f 3f 2f 2(298.15 K)2(SO ,)2(SO ,)(O ,)m m m m G G g G g G g ∆=⨯∆-⨯∆-∆= 2×- 2×-0= -140 kJ ·mol -1 （1分）m r m r m r S T H G ∆∆∆-=T G H K Sm r m r )15.298(m r ∆-∆=∆15.298)140(6.196---= = kJ ·mol -1·K -1 （2分）)15.298(m )(m K r T r H H ∆∆≈ )15.298(m )(m K r T r S S ∆∆≈)15.298(m r )15.298(m r )1000(m r K K K S T H G ∆∆∆-== 1000×= kJ ·mol -1 （1分）RTK G K m K 303.2)1000(lg r 1000∆-= 1000314.8303.2108.63⨯⨯⨯--= =266.21000= K K （3分）(方法二)r f 3f 2f 2(298.15 K)2(SO ,)2(SO ,)(O ,)m m m m H H g H g H g ∆=⨯∆-⨯∆-∆= 2×- 2×-0= kJ ·mol -1 （1分）)15.298(m )(m K r T r H H ∆∆≈r f 3f 2f 2(298.15 K)2(SO ,)2(SO ,)(O ,)m m m m G G g G g G g ∆=⨯∆-⨯∆-∆= 2×- 2×-0= -140 kJ ·mol -1 （1分）RTK G K m K 303.2)15.298(lg r 15.298∆-= 15.298314.8303.2101403⨯⨯⨯--= =2415.2981031.3⨯= K （3分）)11(ln 12r 12T T R H K K m -∆-= 66.55)15.298110001(314.810006.1961031.3ln 241000-=-⨯--=⨯ K K 224.21000= K K （3分）4、时, 反应H 2(g)+I 2(g)→2HI(g) K c =(1) 反应开始时H 2和I 2的浓度均为l mol·L -1, 求反应达平衡时各物质的平衡浓度及I 2的平衡转化率。