第三章 热力学初步

热力学初步习题
一、选择题 ( 共21题 42分 )
1. (0414) 已知NH 3(g)的
m f H ∆= -46 kJ ·mol -1，H —H 键能为435 kJ ·mol -1，N ≡N 键能为941 kJ ·mol -1，则N —H 键的平均键能(kJ ·mol -1)为…………………………………（ ） (A) -382 (B) 1169 (C) 382 (D) -1169
2. (0413) 已知在标准状态下石墨的燃烧焓为-39
3.7kJ ·mol -1，石墨转变为金刚石反应的焓变为+1.9kJ ·mol -1，则金刚石的燃烧焓(kJ ·mol -1)应为…………………………………（ ） (A) +395.6 (B) +391.8 (C) -395.6 (D) -391.8
3. (0412) 在标准状态下石墨燃烧反应的焓变为 -393.7 kJ ·mol -1
，金刚石燃烧反应的焓变
为 -395.6kJ ·mol -1
，则石墨转变成金刚石反应的焓变为……………………………（ ） (A) -789.3 kJ ·mol -1 (B) 0 (C) +1.9kJ ·mol -1 (D) -1.9kJ ·mol -1
4. (3484) 298 K 反应2C 6H 6(l) + 15O 2
(g) =
12CO 2(g) + 6H 2
O(l)的 m r U ∆- m r H ∆接近的值
是……………………………………………………………………………………（ ）
(A) -7.4 kJ ·mol -1 (B) 2.4 kJ ·mol -1 (C) -2.4 kJ ·mol -1 (D) 7.4 kJ ·mol -1 5. (3480)反应 X 2(g) + 2Y 2(g) =
3Z 2(g) 在恒压和温度1000 K 时的Δr H m = 40 kJ ·mol -1，Δr S m = 40 J ·mol -1·K -1，则下列关系正确的是…………………………………………………（ ） (A) ΔU =ΔH (B) ΔG = 0 (C) ΔU = T ΔS (D) 所有关系都正确
6. (3479)电解水生成氧气和氢气，该过程的ΔG 、ΔH 、ΔS 正确是…………………（ ）
(A) ΔG > 0， ΔH > 0， ΔS > 0 (B) ΔG < 0， ΔH < 0， ΔS < 0 (C) ΔG > 0， ΔH < 0， ΔS > 0 (D) ΔG < 0， ΔH > 0， ΔS > 0 7. (0416) 已知 Zn(s) +21O 2(g) = ZnO(s)
m r H ∆ 1 = -351.5 kJ ·mol -1
Hg(l) +21O 2(g)
= HgO(s ，红)
m r
H ∆ 2
= -90.8 kJ ·mol -1
则 Zn(s) + HgO(s ，红) = ZnO(s) + Hg(l) 的 m
r
H ∆为(kJ ·mol -1
)…………………（ ）
(A) 442.3 (B) 260.7 (C) -260.7 (D) -442.3
8. (0409) 若两个液态组分混合形成理想溶液，则混合过程的………………………（ ） (A) ΔV = 0 ΔH = 0 ΔS = 0 ΔG = 0 (B) ΔV > 0 ΔH < 0 ΔS < 0 ΔG > 0 (C) ΔH = 0 ΔV = 0 ΔS > 0 ΔG < 0 (D) ΔH > 0 ΔV < 0 ΔG < 0 ΔS > 0 9. (0408) 在一定温度下：
(1) C(石墨) + O 2(g)
= CO 2
(g)
ΔH 1 (2) C(金刚石) + O 2
(g) = CO 2(g) ΔH 2
(3) C(石墨) = C(金刚石)
ΔH 3 = 1.9 kJ ·mol -1
其中ΔH 1和ΔH 2的关系是…………………………………………………………………（ ） (A) ΔH 1>ΔH 2 (B) ΔH 1<ΔH 2 (C) ΔH 1＝ΔH 2 (D) 不能判断
10. (0403) 已知 2PbS(s) + 3O 2
(g) =
2PbO(s) + 2SO 2
(g)
m r H ∆= -843.4 kJ ·mol -1
则该反应的Q V 值是…………………………………………………………………………（ ）
(A) 840.9 (B) 845.9 (C) -845.9 (D) -840.9
11. (0445) 在298K ，下列反应中
m r H ∆与 m r G ∆最接近的是………………………（ ）
(A) CCl 4(g) + 2H 2O(g)
= CO 2
(g) + 4HCl(g) (B) CaO(s) + CO 2
(g) = CaCO 3
(s) (C) Cu 2+
(aq) + Zn(s) = Cu(s) + Zn 2+
(aq)
(D) Na(s) + H +
(aq) + H 2
O(l) = Na +
(aq) +2
1H 2
(g) + OH -
(aq)
12. (3483)下列反应中不能定性判断是熵增还是熵减的是………………………………（ ）
(A) 3O 2(g)
m f H ∆2O 3(g)
(B) 2NH 4NO 3(s)
m r H ∆2N 2(g) + 4H 2O(g) + O 2(g)
(C) Mg(s) + Cl 2(g) −
→−MgCl 2(s) (D) Mg(s) + 2H +(aq) −→−Mg 2+(aq) + H 2(g)
13. (3474) 下列物质在0 K 时的标准熵为0的是………………………………………（ ） (A) 理想溶液 (B) 理想气体 (C) 完美晶体 (D) 纯液体
14. (0436) 下列反应中， m r S ∆值最大的是…………………………………………（ ）
(A) C(s) + O 2(g)−
→−CO 2(g) (B) 2SO 2(g) + O 2(g)−→−2SO 3(g) (C) CaSO 4(s) + 2H 2O(l)−
→−CaSO 4·2H 2O(s) (D) 3H 2(g) + N 2(g)−→−2NH 3(g) 15. (0432) 下列叙述正确的是………………………………………………………… （ ）
(A) m r S ∆= (∑ S ∆生成物－∑ S ∆反应物)
(B) 一个自发进行的反应，体系自由焓(Gibbs 自由能)减少等于体系对环境所作最大功 -G = W
(C) 某气相反应
m r G ∆是指反应物与产物都处于298K ，且气体总压为101.3 kPa 时 该反应的自由能变(Gibbs 自由能)
(D) 同类型的二元化合物可用它们的NH 4+
值直接比较其热力学稳定性
16. (3481)下列说法中正确的是…………………………………………………………（ ）
(A) 稳定单质的标准生成焓、标准吉布斯生成自由能和标准熵都为零 (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)的标准生成焓 (D) CO 2(g)的标准生成焓也就是CO(g)的标准燃烧热
17. (3464) 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
18. (0419) 下述叙述中正确的是……………………………………………………… （ ） (A) 在恒压下，凡是自发的过程一定是放热的
(B) 因为焓是状态函数，而恒压反应的焓变等于恒压反应热，所以热也是状态函数 (C) 单质的 m f H ∆和
m f G ∆都为零
(D) 在恒温恒压条件下，体系自由能减少的过程都是自发进行的
19. (3478) 试由下列表中数据，确定压力为101 kPa 时BCl 3的沸点为……………… （ ） BCl 3(l) BCl 3(g)
m f H ∆/ kJ ·mol -1 -427.2 -403.76 m S / J ·mol -1·K -1 206.27 289.99
(A) 280℃ (B) 7℃ (C) -17℃ (D) -280℃
20. (3469) 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
21. (0442) 已知： Mg(s) + Cl 2
(g) =
MgCl 2
(s)
m r 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
二、填空题 ( 共 9题 18分 )
1. (0417) 已知 4NH 3(g)+5O 2(g)−
→−4NO(g)+6H 2O(l)
m r H ∆= -1170 kJ ·mol -1 4NH 3(g)+3O 2(g)−→−2N 2(g)+6H 2O(l)
m r H ∆ = -1530 kJ ·mol -1
则 NO 的摩尔生成焓为 __________________________。

2. (3487)已知反应：
2-4MnO + 10Cl - + 16H
+2Mn 2+ + 5Cl 2 + 8H 2O
m r G ∆ 1 = -142.0 kJ ·mol -1 Cl 2 + 2Fe 2+
2Cl - + 2Fe 3+
m r G ∆ 2 = -113.6 kJ ·mol -1
则反应-4MnO + 5Fe 2+ + 8H
+
Mn 2+ + 5Fe 3+ + 4H 2O 的
m r G ∆为 kJ ·mol -1。

3. (3485) 假设反应H 2(g)−
→−2H(g) 的内能变化ΔU 与键能∆H H-H 相等，已知∆H H-H 为433.2 kJ ·mol -1
，则键焓ΔH 是 kJ ·mol -1 。

4. (3434)化学反应的等压热效应Q p 与等容热效应Q V 的关系，可用下式表示：Q p – Q V =ΔnRT 。

它的应用条件是_______________________________________________________________。

5. (0405) 反应 2N 2
(g) + O 2
(g) =
2N 2
O(g) 在298 K 时，
m r H ∆为164.0 kJ ·mol -1，
则反应的
m r U ∆=______________________ kJ ·mol -1。

6. (3435) 反应C(g) + O 2(g) =
CO 2(g)的
m r H ∆298 < 0，在一恒容绝热容器中C 与O 2发生
反应，则该体系的ΔT ____于零，ΔG ____于零，ΔH ____于零。

7. (0466)
可逆循环过程的熵变为__________________；不可逆过程的熵变_________________。

8. (0431) 下列过程的熵变的正负号分别是 ：
(1) 溶解少量食盐于水中，
m r S ∆是__________号；
(2) 纯碳和氧气反应生成CO(g)， m r S ∆是__________号； (3) 液态水蒸发变成H 2O(g)， m r S ∆是____________号；
(4) CaCO 3(s)加热分解CaO(s) 和CO 2(g)， m r S ∆是____________号。

9. (3486) 对化学反应而言，ΔG T 是 的判据， T G ∆是 的标志，若ΔG T = T G ∆，则反应物和生成物都处于 状态。

三、计算题 ( 共 9题 50分 )
1. (6423) 已知 m f H ∆(NH 3, g) = -46 kJ ·mol -1；
m f H ∆(H 2N —NH 2, g) = 95 kJ ·mol -1；∆H (H —H) = 436 kJ ·mol -1；∆H (N ≡N) = 946 kJ ·mol -1。

求∆H (N —H)和∆H (N —N)。

2. (6440) 已知：(1) 2H 2
(g) + O 2
(g) =
2H 2
O(g)
m r H ∆ 1
= -483.6 kJ ·mol -1
(2) 3H 2
(g) + SO 2
(g) = H 2
S(g) + 2H 2
O(g)
m r
H ∆ 2 = -207.4 kJ ·mol -1，
求反应2H 2S(g) + 3O 2(g) = 2H 2O(g) + 2SO 2
(g)的 m
r
H ∆。

3. (6431)利用下列热力学数据计算AlCl 3(s)的
m f H ∆。

物质 状态 m f H ∆/ kJ ·mol -1
m f G ∆/ kJ ·mol -1 m S / J ·mol -1·K -1 Al s 0 0 28.33 AlCl 3 s ? -628.9 110.7 Cl 2 g 0 0 222.96
4. (3451) 已知下列数据(298 K)
H 2(g) +21O 2(g) =
H 2O(g)
m r H ∆ 1 = -242 kJ ·mol -1 ① H 2(g)−
→−2H(g) m r H ∆2 = 436 kJ ·mol -1 ②
O 2(g)−→−2O(g)
m r H ∆3 = 498 kJ ·mol -1 ③
通过计算确定反应H 2O(g)−
→−2H(g) + O(g) 是吸热还是放热？ 5. (3441) 已知298 K 时，21N 2(g) +23H 2(g) =
NH 3(g)
m r H ∆ 1 = -46.19 kJ ·mol -1
求：(1) 2NH 3(g) =
N 2(g) + 3H 2(g) 的
m r H ∆2；
(2) 2NH 3
(g) = N 2
(g) + 3H 2
(g) 的Q V
；
(3) p ΔV 项占 m r H ∆2的百分数。

6. (0453) 已知在298K ：
C(石墨)
CO 2(g)
CO(g) m
f
H ∆(298)/ kJ ·mol -1
0 -393.5 -110.5
m S / J ·K -1·mol -1
5.69
213.6
197.9
判断在900℃时， C(石墨) + CO 2(g) = 2CO(g) 反应能否自发进行？
7. (0452) 根据热力学近似计算，判断氯化铵的升华分解反应，在100℃时能否自发进行：
NH 4Cl(s) =
NH 3(g) + HCl(g)
在25℃，100 kPa 下
NH 4Cl(s)
NH 3(g)
HCl(g)
m f H ∆/ kJ ·mol -1
-314.4
-46.1
-92.3
m S / J ·mol -1·K -1
94.56 192.34 186.82 8. (6407)石墨、CO 的燃烧焓分别为-396 kJ ·mol -1、-284 kJ ·mol -1，O 2和CO 离解为气态原子时所吸收的热分别为492 kJ ·mol -1和970 kJ ·mol -1。

计算石墨的升华热。

9. (0486) 由以下热化学方程， 计算298 K 时N 2O(g) 的标准摩尔生成焓。

(1) C(s) + N 2O(g)−→−CO(g) + N 2(g)
m r H ∆ 1 = -192.9 kJ ·mol -1
(2) C(s) +O 2(g)−→−CO 2(g) m r H ∆ 2 = -393.5 kJ ·mol -1 (3) 2CO(g) + O 2(g)−→−2CO 2(g)
m r H ∆ 3 = -566.0 kJ ·mol -1
四、问答题 ( 共 1题 5分 )
1. (3536) 白磷是热力学规定的稳定单质，PCl 3(g)
m f H ∆= -287.0 kJ ·mol -1
2P(s, 白)+ 3Cl 2(g) =
2PCl 3(g)
m r H ∆(1)
2P(s, 红)+ 3Cl 2(g) = 2PCl 3(g)
m r H ∆(2) 2P(s, 红)+ 3Cl 2
(g) = 2PCl 3
(l)
m r
H
∆(3)
问哪个反应的反应热最大?
m r H ∆(1)是多少? 反应(1)随温度升高 K 加大还是减小?。