化学热力学习题.docx
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化学热力学习题.docx
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化学热力学习题
一、思考题
1.什么是体系,什么是环境两者有什么区别根据两者的关系,可以将体系分为哪几类答案:
体系:
我们所选择的研究对象。
环境:
在体系周围与体系有关系的物质。
体系分为:
孤立体系;封闭体系;敞开体系。
2.与环境连通的系统属于何种类型的系统为什么
答案:
属于敞开系统,此时环境与系统之间既有物质交换又有能量交换。
3.密闭容器中的化学反应系统属于何种类型的系统为什么
4.密闭且保温性能绝好的容器中的化学反应系统属于何种类型的系统为什么
5.什么是等容热效应与等压热效应两者有什么关系在什么情况下它们相等
答案:
等容过程的热效应,称等容热效应,Qv=ArU;
等压过程的称等压热效应Qp=AH化学反应、相变过程等一般是在等压条件下进行的,故手册
中列出的有关数据,一般是等压热效应。
对应同一反应,等容和等压热效应AYUm和AYHm之间有如下近似关系:
什么是状态函数状态函数有什么特点Q、W、H、U、SG中哪些是状态函数,哪些不是
答案:
体系的性质是由体系的状态确定的,这些性质是状态的函数,称为状态函数;
11.上题的状态函数中,哪些没有明确的物理意义具有明确物理意义的,请说明其物理意义。
12.化学热力学中所说的“标准状态”意指什么
答案:
状态函数中热力学能U及焓H和吉布斯自由能G等热力学函数的绝对值是无法确定的。
为了便
于比较不同状态时它们的相对值,需要规定一个状态作为比较的标准。
所谓标准状态,是在指定温度
T和标准压力(100kPa)下该物质的状态,简称标准态。
对具体系统而言,纯理想气体=1p。
溶液中溶
质的标准态,是在指定温度T和标准压力p的状态;纯液体(或纯固体)物质的标准态是标准压力p
下的状态;混合理想气体的标准态是指任一气体组分的分压力为p时该气体所处的状态。
因压力对液
体和固体的体积影响很小,故可将溶质的标准态浓度改用c=1mol•Kg-1,而没有指定温度,所以与温
度有关的状态函数的标准状态应注明温度。
13.化学热力学中,标准状态条件是指压力为100kPa还是指压力为100kPa,温度为
14.标准摩尔生成焓的定义是什么如何根据时的标准摩尔生成焓的数值计算反应在时的标准摩尔焓变其他温度时的标准摩尔焓变如何计算
15.时,物质B的标准摩尔生成焓符号如何单位如何
16.时,反应的标准摩尔焓变符号如何单位如何
17.时,物质B的标准摩尔熵符号如何单位如何
18.时,反应的标准摩尔熵变符号如何单位如何
19.标准熵的数值是如何确定的如何根据时的标准熵的数值计算反应在时的标准摩尔熵变其他温度时的标准摩尔标准熵变如何计算
20.标准摩尔吉布斯生成焓的定义是什么计算反应在时的标准摩尔吉布斯焓变有几种方法其他温度时的标准摩尔吉布斯焓变如何计算
21.时,物质B的标准摩尔生成吉布斯函变符号如何单位如何
22.公式:
rG「(T)沁(298K)—T・rS(298K)适用于何种情况应用该公式进行计算的过程中,应注意什么
23.当反应不在标准态进行时,吉布斯焓变如何计算
24.严格地说,非标准态下,判断反应(或过程)能否自发进行应用rGm(T)是否小于0,但有时也可
用rG匚(T)作近似判断。
用rG(T)作近似判断的规则是什么为什么
25.标准平衡常数表达式的书写依据是什么标准平衡常数与反应的标准摩尔吉布斯函变的关系式如何应用该关系式进行计算时,注意事项有哪些
26.影响平衡常数数值的因素有哪些如何用标准吉布斯函变和浓度(分压)计算化学反应的平衡常数
27.为什么说平衡是相对的、暂时的、有条件的
28.如何理解吕•查德里原理
29.合成氨反应为:
3H2(g)+N2(g)==2NH3(g)一般在30MPa,约520C时进行,生产过程中要经常从循环气(主要是H2,N2,NH3,CH4)中排除CH4气体,为什么
30.为什么露珠以球状液滴形状存在。
31.如右图示,在纯净的水面上平行地放置两张纸片,若向两纸片之间滴上一滴肥皂水,试问两纸片位置是否会变化,如有,将如何变。
答案:
将向两边移动。
32.表面活性剂的结构特征如何有哪些应用
33.简述洗衣粉或者肥皂能够去除油污的原理。
34.如何定义胶体系统胶体系统的主要特征是什么
35.什么是布朗运动
答案:
溶液中悬浮微粒永不停息地做无规则热运动的现象叫做布朗运动。
36.什么是丁达尔现象其实质是什么有何应用
37.胶体系统为热力学非平衡系统,但它在相当长的时间范围内可以稳定存在,其主要原因是什么
二、是非题(对的在括号内填“V”号,错的填“X”号)
1.聚集状态相同的物质在一起,一定是单相体系。
()
2.在一定温度和压力下,气体混合物中组分气体的物质的量分数越大,则该组分气体的分压越小。
()
3.某温度下,容器中充有molN2(g)和molAr(g)。
若混合气体的总压力p=kPa,则Ar(g)的分压
pAr=kPa。
(V)
4.系统和环境既是客观存在,又是人为划分。
(V)
5.系统的状态改变时,至少有一状态函数改变。
(V)
6.系统的状态改变时,系统所有的状态函数都改变。
()
7.系统的状态函数之一发生改变时,系统的状态不一定改变。
()
)
)
)
)
在同一体系中,同一状态可能有多个内能值;不同状态可能有相同的内能值。
(热和功的区别在于热是一种传递中的能量,而功不是(功和热都是能量的传递形式,所以都是体系的状态函数(隔离体系的的内能是守恒的(v式厶u=Q+W表明系统在恒压,只做体积功条件下,变化过程中系统与环境间进行的能量的交换。
(
(v
(
v
(v
(
(v
等压过程中,体系吸收的能量为体系内能的增加与体系对外做功的能量之和。
若恒压过程中,Qp=-150kJmol-1,W=310kJmol-1,则△U=-150kJmol-1
体积恒定的过程,其反应热数值上等于系统热力学能的变化量。
化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,而与变化的途径无关。
反应的焓变和反应热是同一概念。
化学反应的焓变rGm数值上等于恒压状态下的反应热效应。
已知下列过程的热化学方程式为
H20(l)===H2O(g),rH=kJ•mol-1
U=0o
则此温度时蒸发lmolH2O(l)会放出热。
1mol100C,100kPa下的水变成同温同压下的水蒸气,该过程的
fH「(298.15K,C,金刚石)=0o
因为金刚石坚硬,所以其在K时的标准摩尔生成焓为
25C,标准压力下,反应CaO(s)+CO2(g)=CaCQ(s)的焓变就是CaCQ(s)的标准摩尔生成焓。
(
由于焓变的单位是kJ•mol1,所以热化学方程式的系数不影响反应的焓变值。
(
在定温定压条件下,下列两化学方程式所表达的反应放出的热量是一相同的值
已知:
C(石墨)+-2O2(g)=CO(g)的心(CO,g,298K)=
1mol物质在标准状态下的绝对焓称为标准焓。
2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)
(
)
反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)的岸(298K)=kJ-
mol
-1,则
fH「(NO,g,298K)=
kJ-mol-
1
。
v
)
已知:
C(石墨)+Q(g)=CQ(g),rH(298K)=
kJ-
mol-1,
C(金刚石)+O2(g)=CQ(g),点(298K)=
kJ-
mol-1,
则fH'(C,金刚石,298K)=kJ-mol-1。
(v
)
温度升高可使体系的熵值增加。
(v
)
fS(298.15K,C,石墨)=0。
(
)
活性炭表面吸附氧气的过程中熵变的数值是正值。
(
)
任意一个体系只有熵值增加的过程才能自发进行。
(
)
C2H4(g)+H2(g)宀C2H6(g)是熵减反应。
(v
)
反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CQ(g)的rS
(298K)=
J-mol-1-K-1,则
rS(500K)
J-mol-1-K-1。
(v
)
o
H2(g)+1/2O2(g)==H2OQ)
kJ-mol"1,则fG=(CO,g,298K)=kJ-mol"1。
(v)
在常温常压下,空气中的N2和O2可长期存在而不化合生成NO。
这表明此时该反应的吉布斯函数
8.
9.
10.
11.
12.
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32.
33.
34.
35.
36.
变是正值。
()
37.
因为rH:
(T)-rHl(298K),r史(T)-rSi(298K),所以rG〕(T)-rG:
(298K)
(
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
凡是体系rG「‘<0的过程都能自发进行。
(
因为rGm(T)=rG八(T)+RTlnQ,所以在标准状态下不能自发进行的反应,在非标准状态下也一定不能自发进行。
(
(V
((V
K®增大。
(
K®增大。
(V
45.
一个反应,如果rH「>rG',则必是熵增大的反应。
Hv0,Sv0的反应是在任何温度下都能自发进行的反应。
Hv0,S>0的反应是在任何温度下都能自发进行的反应。
已知某自发进行的反应的rH「(T)v0,则若反应温度升高,
已知某自发进行的反应的rH「(T)>0,则若反应温度升高,
对反应系统C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g),rH=kJmol-1。
)
)
)
)
)
46.
由于化学方程式两边物质的化学计量数
(
(V
47.
48.
的总和相等,所以增加总压力对平衡无影响。
对于理想气体反应,等温等容下添加惰性组分时平衡不移动。
某一给定反应达到平衡后,若平衡条件不变,则各反应物和生成物的分压或浓度分别为定值。
(V
平衡常数K®值可以直接由反应的rGm值求得。
49.
50.
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52.
53.
54.
凡是有相界面存在的就是不同的相。
溶液表面张力总是随溶液浓度的增大而减小。
有无丁达尔效应是胶体和溶液的主要区别之一。
凡能引起表面张力降低的物质均称之为表面活性齐叽溶胶都可以长期稳定存在。
胶体的电学性质是布朗运动。
(
(V
(
(V
(
(
(
)
)
)
)
)
)
三、选择题(在正确的答案下打“V”)
1.混合气体中的某组分,25C时的含量为10%(体积),分压为101325Pa,在体积不变的条件下,温
度升高一倍后,其体积百分数为原来的A,分压为原来的B倍。
A.1;B.2;C.;D.4;E.。
2.一定温度下,将等物质的量的气态CO2和O2装入同一容器中,则混合气体的压力等于
A.
B.
C.
D.
3.室温下在装有
CO2单独存在时的压力
O2单独存在时的压力
CO2和
CO2和
02单独存在时的压力之和
02单独存在时的压力之积
48gO2,56gN2的容器中,
O2的物质的量分数为
A.
B.3
C.
D.i
4.25C,
A.
5.封闭体系与环境之间
总压为
kPa
100kPa,充有36gH2,28gN2的容器中,H2的分压为_A_。
PaC.
A.既有物质交换,又有能量交换;
C.既无物质交换,又无能量交换;
6.下列物理量中,可以确定其绝对值的为
A.HB.U
kPa
D.
B.
D.
有物质交换,无能量交换;无物质交换,有能量交换。
C.G
D.S
A.HB.WC.GD.S
8.对于一般化学反应,热力学第一定律中的功,通常为D。
A.表面功B.膨胀功C.压缩功D.体积功
9.被绝热材料包围的房间内放有一电冰箱,将电冰箱门打开的同时向冰箱供给电能而使其运行。
室内
的温度将亠。
A.逐渐升温B.逐渐降低C.不发生变化D.无法确定
10.一个人精确地计算了他一天当中做功所需付出的能量,包括工作、学习、运动、散步、读书、看
电视、甚至作梦等等,共12800kJ。
所以他认为每天所需摄取的能量总值就是12800kJ。
这个结论是
否正确_B_
A.正确B.违背热力学第一定律C.违背热力学第二定律
11.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.Q=0,W=0,U=0,H=0;B.Q工0,W丰0,U=0,H=Q;
C.Q=—W,△U=Q+W,AH=0;D.Q^W,U=Q+W,H=0
12.欲测定有机物燃烧热Qp,一般使反应在氧弹中进行,实测得热效应为Qv。
公式Qp=Qv+nRT中的
n为B:
A.生成物与反应物总物质的量之差
B.生成物与反应物中气相物质的量之差
C.生成物与反应物中凝聚相物质的量之差
D.生成物与反应物的总热容差
13.
H2(g)+1。
2(g)===H2(l)298K下的Qp与Qv之差是_A_kJ•mol-1。
A.可逆条件下进行
B.恒压无非体积功条件下进行
C.恒容无非体积功条件下进行
D.以上B、C都正确
17.下列反应中,rH黒与产物的fH第,相同的是_D_
A.2H2(g)+02(g—2H2O(I)
B.NO(g)+i02(g—NO2(g)
C.C(金刚石)tC(石墨)
D.H2(g)+^02(g)^H2O(I)
18.在下列反应中,反应D__所放出的热量最少。
A.CH4(I)+202(g)===C02(g)+2H2O(g)
B.CH4(g)+202(g)===C02(g)+2H2O(g)
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
C.CH4(g)+202(g)===C6(g)+2H2O(I)
D.CH4(g)+3202(g)===C0(g)+2H2O(I)
已知下列物质△fH竄/kJ•mol-1:
QH6(g,、C2H4(g,)、HF(g,),则反应:
C2H6(g)+F2(g)
==C2H4(g)+2HF(9)的厶rH豈为C。
A.405kJ•mol-1B.134kJ•mol-1
C.-134kJ•mol-1D.-405kJ•mol-1
反应Na2O(s)+I2(g)==2Nal(s)+;O2(g)的厶r甫为C
已知Zn(s)+iO2(g)===ZnO(s)的ArH;1=
kJ•mol-1,Hg(l)+1/2O2(g)===HgO(s,红)的ArH2=
kJ•mol-1,则Zn(s)+HgO(s,红)===ZnO(s)+Hg(l)的Ar甫为_CkJ•mol-1。
A.B.260.7C.D.
已知C2H6(g)+fO2(g)=2CO2(g)+3H2O(l),C2H6(g)、CO2(g)、H2O(l)的Af需(kJ•mol-1)
分别为:
-85、-394、-286,试求上述反应的ArH早为JD_。
A.
ArH:
:
=-85+394+286(kJ•
mol-1)
B.
ArH:
=-394+85—286(kJ
-mol-1)
C.
ArH:
:
=-85—2X(-394)
—3X(-286)(kJ•mol-1)
D.
ArH,_,:
=2X(-394)+3X
(-286)—(-85)(kJ-mol-1)
28.已知C2H2(g)+5。
2(g)===H2O(I)+2CO2(g)rH,1
2
C(s)+O2(g)===CQ(g)rH1,2
H2(g)+2O2(g)==H20(g)rHi,3
则蔬(C2H2,g)与rH$,1、r戌,2、r戌,3的关系为D。
A.fH](C2H2,g)=rH,1+rHr,2+rHii,3
B.fH(C2H2,g)=2rH,2-rH;,3—rH,1
C.fH(C2H2,g)=2rH;,2+rH',3+rH1,1
D.fH(C2H2,g)=2rH;,2+rH‘,3—rH,1
29.在标准条件下石墨燃烧反应的焓变为kJ•mol-1,金刚石燃烧反应的焓变为kJ-mol-1,则石墨转
变为金刚石反应的焓变为_C_kJ•mol-1。
A.B.0C.D.
30.下列物质在0K时的标准熵为0的是C。
A.理想溶液B.理想气体C.完美晶体D.纯液体
31.下列物质中,摩尔熵最大的是C。
A.MgF2B.MgOC.MgSO4D.MgCO3
32.关于熵,下列叙述中正确的是C。
A.298K时,纯物质的<=0
B.一切单质的S=0
C.对孤立体系而言,△rS>0的反应总是自发进行的
D.在一个反应过程中,随着生成物的增加,熵变增加
33.稳定单质在298K,100kPa下,下列正确的为__C_。
A.S,AfG=为零
B.AfH”不为零
C.S不为零,AfH「为零
D.S,AfG^,AfH「均为零
34.以下说法正确的是C。
A.放热反应都可以自发进行
B.凡AG「>0的反应都不能自发进行
C.ArH「>0及aS>0的反应在高温下有可能自发进行
D.纯单质的AH、AfG及S皆为0
35.下列过程中,任意温度下均不能自发的为B__;任意温度下均能自发的为__C_。
A.H>0,S>0;B.H>0,S<0;
C.
H<0,S>0;D.H<0,S<0
38.
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C.任何温度下反应均可以自发进行
D.任何温度下反应均难以自发进行
反应FeO(s)+C(s)==CO(g)+Fe(s)的厶rj为正,S为正(假定△旧八,△rS与温度无关),下列说法中正确的是B。
A.低温下自发过程,高温下非自发过程;
B.高温下自发过程,低温下非自发过程;
C.任何温度下均为非自发过程;
D.任何温度下均为自发过程。
已知:
Mg(s)+CI2(g)==MgCl2($)的4r甫=-642kJ•mol-1,则:
_D__
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
对于等温等压不做非体积功的系统,若在非标准态下自发进行,则下列表示正确的是D。
A.rHI(T)V0B.rS(T)V0C.rG门(T)V0D.△rGm(T)V0
反应2NO(g)+02(g)===2NO2(g),rH=-114kJ•mol-1,rSm=-146J•mol-1•K1。
反应达平衡时各物质的分压均为p◎,则反应的温度是B。
A.780CB.508CC.482CD.1053C
标准状态下,反应AtB,ArG負=15kJ•mol-1,在此条件下,该反应E。
A.吸热B.放热
C.缓慢进行D.很快进行
E.不向正反应方向进行
下列叙述中错误的是_B__。
A.rHI-'(T)>0的反应,温度升高K'增大
B.一定温度下,若反应中某反应物的平衡转化率增大,该反应的K必然增大
C.一定温度下,rG(T)越大的反应,其K:
值越小
D.一定温度下,越大的反应进行得越彻底
在298K反应BaCb•H2O(s)====BaCb(s)+H2O(g)达平衡时,p(H2O)=330Pa。
则反应的rG品为__B__kJ•mol-1。
A.B.14.2C.142D.-142
在温度T时,反应2A(g)+B(g)==2C(g)的K"的值等于1,在温度T,标准状态及不作非体积功的条件下,上述反应_C_。
A.能从左向右进行B.能从右向左进行;
C.恰好处于平衡状态D.条件不够,不能判断。
HBr(g)的标准平衡常数K等于__D
的最大转化率,可采取的措施是C。
A.低温低压;B.高温高压;C.低温高压;D.高温低压
56.反应2NO(g)+O2(g)==2NO2(g)是放热的,当反应在某温度、压力下达平衡时,若使平衡向右移动。
则应采取的措施是B。
A.降低温度和减小压力B.降低温度和增大压力;
C.升高温度和减小压力D.升高温度和增大压力。
57.PC5的分解反应为PCl5=PCl3+Cl2,在200C达到平衡时,PCl5有%分解,在300C达到平衡时有97%
分解,则此反应为_B。
A.放热反应B.吸热反应
C.既不吸热亦不放热D.平衡常数为2
58.反应3H2(g)+N2(g)==2NH3(g)rH=kJ-mol-1,关于这个反应的标准平衡常数K,哪种
59.
60.
61.
62.
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69.
说法正确_C_
某一反应在一定条件下的平衡转化率为%,当有一催化剂存在时,其转化率为B
A.大于%B.等于%C.小于%D.约等于%
合成氨反应3H2(g)+N2(g)==2NH3(g)在恒压下进行时,若向体系内引入氩气,则氨的产率_A。
A.减小B.增大C.不变D.无法判断
在密闭容器中进行的反应2SO2+O2=2SO3达平衡时,若向其中冲入氮气,则平衡移动的方向为
CQ
A.向正方向移动;B.向逆方向移动;
C.对平衡无影响;D.无法确定。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g),K=,反应达到平衡时,若再通入一定量的N2(g),则K
、Q、和rGm的关系为Cq
A.Q=K,rG
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