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第二章化学热力学和化学动力学基础

一、选择题

1、下列叙述中正确的是（）

A.反应物的转化率不随起始浓度而变；

B.一种反应物的转化率随另一种反应物的起始浓度而变；

C.平衡常数不随温度变化；

D.平衡常数随起始浓度不同而变化。

2、化合物A有三种水合物，它们的脱水反应的Kp分别为

A·3H2O（s）= A·2H2O（s）+ H2O（g）Kp1

A·2H2O（s）= A·H2O（s）+ H2O（g）Kp2

A·H2O（s）= A（s）+ H2O（g）Kp3

为使A·2H2O晶体保持稳定（不风化也不潮解），容器中水蒸气压力P H2O应为（）。

A. P H2O> Kp1

B. P H2O必须恰好等于Kp1

C. P H2O必须恰好等于Kp2

D.Kp1 > P H2O> Kp2

3、已知2H2（g）+ S2（g）= 2H2S（g）Kp1

2Br2（g）+ 2H2S（g）= 4HBr（g）+ S2（g）Kp2

H2（g）+ Br2（g）= 2HBr（g）Kp3

则Kp3等于（）。

A.（Kp1/ Kp2）1/2

B.（Kp1·Kp2）1/2

C. Kp2/ Kp1

D. Kp1·Kp2

4、催化剂能使化学反应速度加快，是因为它：（）

A.增大了K?值

B.增大了反应的活化能

C.降低了反应的活化能

D.增大了反应物的浓度

5、可逆反应：A(g)+B

2(g)AB2(g)，当其它条件不变，增加B的分压时，下列各项增

大的是（）

A.正反应速率常数

B.逆反应速率常数

C.正反应速率

D.化学平衡常数

6、已知298.15K时，ΔbHm?(H-H)=436kJ/mol，ΔbHm?（F-F）=158kJ/mol，ΔbHm?（H-F）=566kJ/mol，则反应H2 + F2 = 2HF的ΔrHm?为（）

A.538kJ/mol

B.-538kJ/mol

C.28kJ/mol

D.-28kJ/mol

?>0,达平衡后，若使平衡向右移动

7、已知反应C(s)+H

可采取的办法是（）

A.升高温度

B.增加压力

C.加入催化剂

D.恒温恒容下引入无关气体

8、水在100℃,1P?下变为水蒸汽的ΔH、ΔS、ΔG的情况为（）

A.ΔS<０,ΔH>０,ΔG=０

B.ΔS>０,ΔH>０,ΔG=０

C.ΔS>０,ΔH>０, ΔG>０

D.ΔS>０,ΔH<０,ΔG<０

9、某温度下，反应CO(g)+H

2O(g) CO2(g)+H2(g)达平衡时，ΔH为负值，要提高CO的转化率，可采取的方法是（）

A.加大总压力

B.减小总压力

C.使用催化剂

D.降低温度

10、常温常压下，NH4Cl(s)吸热分解为NH3气体和HCl气体，其反应的ΔH、ΔS、ΔG应为（）

A.ΔS<０,ΔH<０,ΔG<０

B.ΔS>０,ΔH>０,ΔG<０

C.ΔS>０,ΔH>０,ΔG>０

D.ΔS>０,ΔH<０,ΔG<０

11、C(s)+O2(g)=CO2(g), ΔH1=-393.5kJ/mol;

C(s)+1/2O2(g)=CO(g), ΔH2=-110.5kJ/mol ;

则CO(g) +1/2O2(g) =CO2(g)的反应热ΔH3为( )

A.-514.0 kJ/mol

B.283.0 kJ/mol

C.-283.0kJ/mol

12、某温度下，反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g)的平衡常数Kp= 4.0×10-2，则反应HBr(g)

1/2H2(g)+1/2Br2(g) 平衡常数Kp＝（）

A.１/（４×１０－２）

B. 0.5×４×１０－２

C. １/(４×１０－２)1/2

D. (４×１０－２)1/2

13、反应：2H2O(l) 2H2(g)+O2(g), ΔH?=571.8kJ/mol, 则ΔHf?H2O(l)=( )

A,285.9kJ/mol B.571.8 kJ/mol C.-571.8 kJ/mol D.-285.9 kJ/mol

14、在放热反应中，温度增高10℃将会（）

A.不影响反应

B.使平衡常数增加

C.降低平衡常数

D.不改变反应速度

15、有助于反应3O22O3△rHm=69000 cal（1caL = 4.1868J）进行的条件是（）

A.高温和高压

B.高温和低压

C.低温和高压

D.多加臭氧

16、密闭容器中的反应4NH3（g）+ 5O2（g）4NO（g）+ 6H2O（g），在此平衡体系中加入惰性气体以增加系统的压力，这时（）

A.NO平衡浓度增加

B. NO平衡浓度减少

C.加快正反应速度

D. 平衡时NH3和NO的量并没有变化

17、在绝对温度T时，某一反应的吉布斯自由能变是△G，焓变是△H，则该反应的熵变△S 是：（）

A. (△G-△H)/T

B. (△H-△G)/T

C. T(△G-△H)

D. T(△H-△G)

18、某基元反应2A（g）+B（g）=C（g），将2moL A（g）和1moL B（g）放在1L容器中混合，问A与B开始反应的速率是A、B都消耗一半时速率的几倍（）

A. 0.25

B. 4

C. 8

D. 相等

19、当一个反应的速率常数k的自然对数与绝对温度的倒数作图时，直接影响直线斜率的因素是（）。

A. 内能变化值

B. 吉布斯自由能变

C. 反应焓变

D. 活化能

20、对反应A（g）+B（g）= AB（g）进行反应速率的测定，有关数据如表所示，则此反应的级数为（）。

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

21、下列热力学函数等于零的是（）

A. Sm?（O2，g）

B. Δf Hm?（I2，g）

C. Δf Gm?（红磷）

D. Δf Gm?（金刚石）

22、在标准态下，CO2(g)的ΔfHm 为下列哪个反应的ΔrHm 值？（）

A．C(金刚石) + O2(g) == CO2(g) B．CO(g) + 1/2O2(g) == CO2(g)

C．C(石墨) + 2O(g) == CO2(g) D．C（石墨）+ O2(g) == CO2(g)

23、已知下列反应的平衡常数：H2(g) + S(s) == H2S(g) K 1

S(s) + O2(g) == SO2(g) K 2

反应H2 (g) + SO2(g) == O2 (g) + H2S(g)的平衡常数是：（）

A．K 1－K 2B．K 1×K 2C．K 2/K 1D．K 1/K 2

24、已知：A + B == C + D ΔrHm 1 = 70 kJ?mol-1

2C + 2D == 2M ΔrHm 2 = -160 kJ·mol-1

则：A + B = M 的ΔrHm 3是（）。

A．–20 kJ?mol-1B．–90 kJ?mol-1C．–10 kJ?mol-1D．50 kJ?mol-1

25、在350K时，反应2NO(g) + Br2(g) == 2NOBr(g)达到平衡，Kc =1.77×10-4，

则反应NO(g) + 1/2Br2(g) == NOBr (g) 的Kc = （）

A．75.2 B．5.56×103C．1.33×10-2D．1.77×104

二、判断题

1、升高温度可增大可逆反应的正、逆反应速率。（）

2、单质的生成焓等于零。（）

3、催化剂可提高化学反应的转化率。（）

4、Na2SO4从溶液中结晶出来的过程是熵减过程。（）

5、在2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）的反应中，在一定温度和一定浓度下，不论是否使用催化剂，只要反应达到平衡，产物的浓度总是相等的。（）

6、对于一个化学反应来说，ΔG?越小，反应速度越快。（）

7、标准平衡常数K?即标准状态下的平衡常数（）

8、在公式：ΔG?= －2.303RTlgK?中，因K?为平衡常数，所以ΔG?是平衡状态下的标准吉布斯自由能变。（）

三、填空题

1、升高温度可以增加反应速率，这主要是因为（）

2、在一定温度下，基元反应：mA+nB=pC+qD, 其速率为（），反应级数为（）

3、物质的混乱度越大，其对应的熵值越（）。

4、反应：2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)，ΔrHm?=571.8kJ/mol,ΔfHm?H2O(l)= ( )。

5、可逆反应：2SO2（g）+O2(g)SO3(g)是一个放热反应，该反应的压力平衡常数表达式为（），若其它条件不变，只升高温度，它的平衡常数将（）。

6、可逆反应：C(s)+H2O(g) CO (g)+H2(g) (ΔH>0)，达平衡后，若改变生成物的分压，使Q

7、判断浓硫酸稀释过程的ΔG、ΔH、ΔS的符号（+、-）：ΔG（）、ΔH（）、ΔS（）。

8、可逆反应：N2（g）+O2（g）2NO2（g），ΔH=67.8kJ/mol，达平衡后，若升高温度，下列各项变化情况为（增用↗，减用↘，不变用─），V正（），k逆（），k P（）。

9、判断下列反应中，哪些是熵增加的过程，并说明理由。

（1）I2（s）I2（g）

（2）H2O（s）H2O（g）

（3）H2O（l）H2（g）+1/2O2（g）

（4）CO（g）+O2（g）2CO2（g）

10、指出下列各组物质中，熵由小到大的顺序。

（1）O2（l），O3（g），O2（g）

（2）Na（s），NaCl（s），Na2O（s），Na2CO3（s），NaNO3（s）

（3）H2（g），F2（g），Br2（g），Cl2（g），I2（g）

11、以下说法是否恰当，为什么？

（1）放热反应均是自发反应；

（2）ΔS为负值的反应均不是自发进行；

（3）冰在室温下自动熔化成水，是熵增起了主要的作用。

12、已知823K时，反应

（1）CoO（s）+ H2（g）Co（s）+ H2O（g）Kp1 = 67

（2）CoO（s）+ CO（g）Co（s）+CO2（g）Kp2 = 490

则反应（3）CO2（g）+ H2（g）CO（g）+ H2O（g），求Kp3 =（）

第二章答案

三．填空题

1、升高温度可增加分子的平均能量

2、v=kC A m C B n m+n

3、大

4、－285.9

5、Kp = P S O3÷(P2S O2×P O2) 减小

6、右第二个空应为“若降低温度，平衡将向（左）移动。”

7、－－＋

8、↗↗↗

9、（1）固→气，熵增；

（2）固→气，熵增；

（3）液→气，且少物种→多物种，熵增；

（4）多物种→少物种，熵减；

10、（1）O2（l）＜O2（g）＜O3（g）

（2）Na（s）＜NaCl（s）＜Na2O（s）＜NaNO3（s）＜Na2CO3（s）

（3）H2（g）＜F2（g）＜Cl2（g）＜Br2（g）＜I2（g）

11、（1）不正确，因为自发反应的判据不是放热与否；

（2）不正确，因为自发反应的判据不是熵变；

（3）正确，根据ΔG＝ΔH－TΔS，冰在室温下融化，ΔH>0，确实是ΔS>0使得ΔG<0，反应得以自发。

12、67÷490＝0.137

第一章化学热力学基础公式总结

第一章化学热力学基础公式总结 1.体积功 We = －Pe △V 2．热力学第一定律的数学表达式 △U = Q + W 3．n mol 理想气体的定温膨胀过程 .定温可逆时： Wmax=-Wmin= 4.焓定义式 H = U + PV 在封闭体系中，W ′= 0，体系发生一定容过程 Qv = △U 在封闭体系中，W ′= 0，体系发生一定压过程 Qp = H2 – H1 = △H 5.摩尔热容 Cm ( J·K-1·mol-1 ): 定容热容 CV （适用条件 :封闭体系、无相变、无化学变化、 W ′=0 定容过程适用对象 : 任意的气体、液体、固体物质）定压热容 Cp ?=?2 1 ,T T m p dT nC H （适用条件 :封闭体系、无相变、无化学变化、 W ′=0 的定压过程适用对象 : 任意的气体、液体、固体物质）单原子理想气体： Cv,m = 1.5R , Cp,m = 2.5R 双原子理想气体： Cv,m = 2.5R , Cp,m = 3.5R 多原子理想气体： Cv,m = 3R , Cp,m = 4R 1 221ln ln P P nRT V V nRT =n C C m = ?=?2 1 ,T T m V dT nC U

Cp,m = Cv,m + R 6.理想气体热力学过程ΔU 、ΔH 、Q 、W 和ΔS 的总结 7.定义:△fHm θ(kJ·mol-1)-- 标准摩尔生成焓 △H —焓变； △rHm —反应的摩尔焓变 △rHm θ—298K 时反应的标准摩尔焓变； △fHm θ(B)—298K 时物质B 的标准摩尔生成焓； △cHm θ(B) —298K 时物质B 的标准摩尔燃烧焓。 8.热效应的计算由物质的标准摩尔生成焓计算反应的标准摩尔焓变 △rH θm = ∑νB △fH θm ,B 由物质的标准摩尔燃烧焓计算反应的标准摩尔焓变 △rH θm = -∑νB △cH θm ,B 9.Kirchhoff （基尔霍夫）方程 △rHm (T2) = △rHm (T1) + 如果 ΔCp 为常数，则 △rHm (T2) = △rHm (T1) + △Cp ( T2 - T1) 10.热机的效率为对于卡诺热机 12 11Q Q Q Q W R +=- =η dT C p T T ? ?2 1 1 2 1211Q Q Q Q Q Q W +=+=-=η121T T T -=

第一章化学热力学基础习题解答

第一章化学热力学基础 1-1 气体体积功的计算式 dV P W e ?-= 中，为什么要用环境的压力e P ？在什么情况下可用体系的压力体P ？答：在体系发生定压变化过程时，气体体积功的计算式 dV P W e ?-= 中，可用体系的压力体P 代替e P 。 1-2 298K 时，5mol 的理想气体，在（1）定温可逆膨胀为原体积的 2 倍； ( 2 ) 定压下加热到373K ；（3）定容下加热到373K 。已知 C v,m = 28.28J·mol -1·K -1。计算三过程的Q 、W 、△U 、△H 和△S 。解（1） △U = △H = 0 kJ V V nRT W Q 587.82ln 298314.85ln 1 2 =??==-= 11 2 82.282ln 314.85ln -?=?==?K J V V nR S （2） kJ nC Q H m P P 72.13)298373(,=-==? kJ nC U m V 61.10)298373(,=-=? W = △U – Q P = － 3.12 kJ 112,07.41298 373ln )314.828.28(5ln -?=+?==?K J T T nC S m P （3） kJ nC Q U m V V 61.10)298373(,=-==? kJ nC H m P 72.13)298373(,=-=? W = 0 112,74.31298 373ln 28.285ln -?=?==?K J T T nC S m V 1-3 容器内有理想气体，n=2mol , P=10P θ，T=300K 。求 (1) 在空气中膨胀了1dm 3，做功多少？ (2) 膨胀到容器内压力为 lP θ，做了多少功？(3）膨胀时外压总比气体的压力小 dP , 问容器内气体压力降到 lP θ时，气体做多少功？ W f dl p A dl p dV δ=-?=-??=-?外外外

第1章化学热力学基础复习题

化学热力学基础复习题一、是非题下列各题的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“√”，错误的画“?” 1 在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也不变。( ) 1答:? 2 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓在量值上等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。（） 2答: √p42 3 稳定态单质的?f H m (800K)=0 。( ) 3答: √ 4 d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。( ) 4答: √p32 5 系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。（） 5答:√

6 若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。（） 6答: √ 7 隔离系统的热力学能是守恒的。（） 7答:√ 8隔离系统的熵是守恒的。（） 8答:? 9 一定量理想气体的熵只是温度的函数。（） 9答:? 10 绝热过程都是定熵过程。（） 10答:? 11 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（） 11答:? 12 系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此终态。（）

12答: √ 13 热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。（） 13答:?p51 14 系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。（） 14答:?p51 15 系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W’>?G和?G <0，则此状态变化一定能发生。（） 15答: √ 16 绝热不可逆膨胀过程中?S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中?S <0。（） 16答:? 17 临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。( ) 17答:√ 18 化学势是一广度量。（） 18 答: ?

第一章化学热力学基础参考答案

第一章 2．计算下行反应的标准反应焓变△r Hθm: 解：①2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s) △f Hθm(kJ?mol-1) 0 -824.2 -1675.7 0 △r Hθm=△f Hθm(Al2O3,s)+2△f Hθm(Fe,s)-2△f Hθm(Al,s) - △f Hθm(Fe2O3 ,s) = -1675.7 + 2×0 - 2×0 - (-824.2) = - 851.5 (kJ?mol-1) ②C2H2 (g) + H2(g) → C2H4(g) △f Hθm(kJ?mol-1) 226.73 0 52.26 △r Hθm = △f Hθm(C2H4 ,g) - △f Hθm(C2H2,g) - △f Hθm(H2,g) = 52.26 - 226.73 - 0 = -174.47 (kJ?mol-1) 3. 由下列化学方程式计算液体过氧化氢在298 K时的△f Hθm(H2O2，l)： ① H2 (g) + 1/2O2 (g) = H2O (g) △r Hθm = - 214.82 kJ?mol-1 ② 2H(g) + O(g) = H2O (g) △r Hθm = - 926.92 kJ?mol-1 ③ 2H(g) + 2O(g) = H2O2 (g) △r Hθm = - 1070.6 kJ?mol-1 ④ 2O(g) = O2 (g) △r Hθm = - 498.34 kJ?mol-1 ⑤ H2O2 (l) = H2O2 (g) △r Hθm= 51.46 kJ?mol-1 解：方法1：根据盖斯定律有： [（方程①-方程②+方程③-方程⑤）×2-方程④]÷2可得以下方程 ⑥H2(g)+O2(g)=H2O2(l) △r Hθm △r Hθm=[(△r Hθ1-△r Hθ2+△r Hθ3-△r Hθ5) ×2-△r Hθ4] ÷2 ={[-214.82-(-926.92)+(-1070.6)-51.46] ×2-(-498.34)} ÷2 =[(-409.96)×2+498.34] ÷2 =(-321.58) ÷2 = -160.79(kJ?mol-1) △f Hθm(H2O2 ,l)= △r Hθm= -160.79 kJ?mol-1 方法2：(1)由①可知H2O的△f Hθm(H2O,g)= - 214.82 kJ?mol-1 (2)根据④计算O的△f Hθm(O,g) 2O(g) = O2 (g) △r Hθm = - 498.34 kJ?mol-1 △r Hθm = △f Hθm(O2 ,g)- 2△f Hθm(O,g) = 0 - 2△f Hθm(O,g) = - 498.34 kJ?mol-1 △f Hθm(O,g)= 249.17 kJ?mol-1 (3) 根据②求算△f Hθm（H,g) 2H(g) + O(g) = H2O (g) △r Hθm = - 926.92 kJ?mol-1 △f Hθm(kJ?mol-1) 249.17 - 214.82 △r Hθm = △f Hθm(H2O,g) - 2△f Hθm(H,g) -△f Hθm(O,g) = - 214.82 - 2△f Hθm(H,g)- 249.17 = - 926.92

第一章化学热力学习题参考答案

第一章化学热力学习题参考答案 1. 封闭体系中的理想气体由初态{P 1, V 1, T 1 }，分别经以下四个过程：(1) 等温可逆膨胀; (2) 等温恒外压膨胀；(3) 绝热可逆膨胀；(4) 绝热恒外压膨胀；到具有相同体积V 2的终态。请在PV 图上表示出四个过程所做的功。并比较其做功的大小。解：由状态{P 1, V 1, T 1 }到具有相同体积V 2的终态，（1）等温可逆膨胀（2）等温恒外压膨胀（3）绝热可逆膨胀（4）绝热恒外压膨胀过程的PV 图如下所示 (1)：AB 线下的面积即为过程(1)所做的功[W(1)]； (2)：DB 线下的面积即为过程(2)所做的功[W(2)]； (3)：AC 线下的面积即为过程(3)所做的功[W(3)]； (4)：EF 线下的面积即为过程(4)所做的功[W(4)]；由图可以看出：W(1)>W(2)；W(1)>W(3)；W(1)>W(4)；W(2)>W(4)；W(3)>W(4)。 2. 证明封闭体系等压热容(C p )与等容热容（C v ）存在如下关系： [()]()P V T V H P C C V P T ??-=-+?? 证明如下：因为(,)H H T P = 则有??????=+ ? ???????P T H H dH dT dP T P 在恒容条件下： V =+P P T V H H H P T T T ???????????? ? ? ? ????????????? H U PV =+又

U ()则 V V P T V PV H H P T T T P T ???????????????+=+ ? ? ? ? ???????????????? U ()=+移项得： P V T V V H H P PV T T P T T ???????????????-- ? ? ? ? ???????????????? =V P V T V H P C C P T ????????-=- ? ??????????? =V P V T V H P C C P T ? ???????-- ? ???????????即 3. 令 H = H(T, P) 和 S = S(T, P), 根据热力学关系式推导以下关系式：（1）22 11[()]T P P P T P V H C dT T V dP T ??=+-+??? （2）2211[()]T P P P T P C V S dT dP T T ??=+-??? 解答：（1）式证明： ()()因为 p T H H dH dT dp T p ??=+?? ( ) （1）T H CpdT dp p ?=+? dH TdS Vdp =+又 ()()T T H S T V p p ??=+??则 (2） ( )()T P S V p T ??=-??且有麦克斯韦关系式（3）将(2)和(3)式代入(1)式得：[( )]p P V dH C dT T V dp T ?=+-+? 积分得：2 211[()]T P P P T P V H C dT T V dP T ??=+-+??? (2)式证明：因为()()(4)P T S S dS dT dP T P ??=+?? 将(3)式代入(4)式得：()[()](5)P p S V dS dT dP T T ??=+-??

第一章化学热力学基础公式总结

多原子理想气体： Cv,m = 3R , Cp,m = 4R Cp,m = Cv,m + R 6.理想气体热力学过程ΔU 、ΔH 、Q 、W 和ΔS 的总结 7.定义:△fHm θ(kJ·mol-1)-- 标准摩尔生成焓 △H —焓变； △rHm —反应的摩尔焓变 △rHm θ—298K 时反应的标准摩尔焓变； △fHm θ(B)—298K 时物质B 的标准摩尔生成焓； △cHm θ(B) —298K 时物质B 的标准摩尔燃烧焓。 8.热效应的计算由物质的标准摩尔生成焓计算反应的标准摩尔焓变 △rH θm = ∑νB △fH θm ,B 由物质的标准摩尔燃烧焓计算反应的标准摩尔焓变 △rH θm = -∑νB △cH θm ,B 9.Kirchhoff （基尔霍夫）方程 △rHm (T2) = △rHm (T1) + 如果 ΔCp 为常数，则 △rHm (T2) = △rHm (T1) + △Cp ( T2 - T1) 10.热机的效率为对于卡诺热机 dT C p T T ? ?2 1 1 2 1211Q Q Q Q Q Q W +=+=-=η

第一章化学热力学基础

第一章化学热力学基础 1．计算下列体系热力学能的变化（ΔU）（1）体系吸收了60kJ的热，并对环境做了40kJ的功。（2）体系放出了50kJ的热和环境对体系做了70kJ的功。解：（1）Q = +60kJ W = －40kJ; ΔU = Q + W = +(60) + (－40) = +20KJ (2) Q = －50KJ W = +70KJ ΔU = Q + W = (－50) + 70 = +20KJ 2．298K时，在恒容量热计中测得1.00mol C6H6 (1)完全燃烧生成 H2O（1）和CO2 （g）时，放热3263.9KJ。计算恒压下1.00mol C6H6 (1)完全燃烧时的反应热效应。解：C6H6完全燃烧时的反应式：C6H6(l)+7.5O2(g)=3H2O(l)+6CO2(g) 实验是在恒容条件下, 即 Q V=－3263.9KJ Δn=6-7.5= －1.5 据Q p= Q V +ΔnRT = －3263.9 + (－1.5) × 8.314 × 298 × 10 -3 = －3267.6(KJ·mol-1) 3．在弹式量热计里燃烧氮化铌反应为： NbN (s) + O2 (g) =Nb2O5 (s) + N2 (g) 在298下测得热力学能的变化为－712.97KJ.mol-1，求此反应的焓变。解：在弹式量热计里测量恒容反应热： Q V =ΔU = －712.97KJ·mol-1 Δn== － = －据Q p = Q V +ΔnRT Q p = = －712.97+(－) × 8.314 × 298 × 10 –3 = －714.83(KJ·mol-1) 4.已知反应： A + B = C + D = －40.0 KJ·mol-1 C + D = E = +60.0 KJ·mol-1 试计算下列反应的 : （1）C + D = A + B （2）2C + 2D = 2A + 2B （3）A + B = E 解：（1）

化学热力学基础参考答案

第一章化学热力学基础 P 19综合题解：（1）),()1(),(),(32s CaCO H g CO H s CaO H H f f f θθθθ?-+?+?=? =-635.1+（-393.5）+（-1）×（-1206.9） =178.3（KJ .mol -1） =39.8+213.7+(-1)×92.9 =160.6(J.mol -1.K -1) =178.3-298.15×160.6×10-3 =130.41>0 反应正向不自发，应该逆向进行。（2）根据0=?-?=?θθθS T H G 有： P 21 11、（1）错（2）错（3）错（4）正确 15、(1)△S<0 (负) (2) △S<0（负）（3）△S>0（正） (4) △S>0（正） 16、S θ:C(石墨，s)

化学热力学基础习题解答

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第一章化学热力学基础 1-1 气体体积功的计算式 dV P W e ?-= 中，为什么要用环境的压力e P 在什么情况下可用体系的压力体P 答：在体系发生定压变化过程时，气体体积功的计算式 dV P W e ?-= 中，可用体系的压力体P 代替e P 。 1-2 298K 时，5mol 的理想气体，在（1）定温可逆膨胀为原体积的 2 倍； ( 2 ) 定压下加热到373K ；（3）定容下加热到373K 。已知 C v,m = ·mol -1·K -1。计算三过程的Q 、W 、△U 、△H 和△S 。解（1） △U = △H = 0 （2） kJ nC Q H m P P 72.13)298373(,=-==? W = △U – Q P = － kJ （3） kJ nC Q U m V V 61.10)298373(,=-==? W = 0 1-3 容器内有理想气体，n=2mol , P=10P ，T=300K 。求 (1) 在空气中膨胀了 1dm 3，做功多少 (2) 膨胀到容器内压力为 lP ，做了多少功(3）膨胀时外压总比气体的压力小 dP , 问容器内气体压力降到 lP 时，气体做多少功解：（1）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且Pa P e 510= （2）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且Pa P e 510= （3） V nRT P dP P P e =≈-= 1-4 1mol 理想气体在300K 下，1dm 3定温可逆地膨胀至10dm 3，求此过程的 Q 、W 、△U 及△H 。解： △U = △H = 0 W f dl p A dl p dV δ=-?=-??=-?外外外

第一章化学热力学基础习题解答(完整资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】第一章化学热力学基础 1-1 气体体积功的计算式 dV P W e ?-= 中，为什么要用环境的压力e P ？在什么情况下可用体系的压力体P ？答：在体系发生定压变化过程时，气体体积功的计算式 dV P W e ?-= 中，可用体系的压力体P 代替e P 。 1-2 298K 时，5mol 的理想气体，在（1）定温可逆膨胀为原体积的 2 倍； ( 2 )定压下加热到373K ；（3）定容下加热到373K 。已知 C v,m = 28.28J·mol -1·K -1。计算三过程的Q 、W 、△U、△H 和△S。解（1） △U = △H = 0 kJ V V nRT W Q 587.82ln 298314.85ln 1 2 =??==-= 11 2 82.282ln 314.85ln -?=?==?K J V V nR S （2） kJ nC Q H m P P 72.13)298373(,=-==? kJ nC U m V 61.10)298373(,=-=? W = △U – Q P = － 3.12 kJ 112,07.41298 373ln )314.828.28(5ln -?=+?==?K J T T nC S m P （3） kJ nC Q U m V V 61.10)298373(,=-==? W f dl p A dl p dV δ=-?=-??=-?外外外

kJ nC H m P 72.13)298373(,=-=? W = 0 112,74.31298 373ln 28.285ln -?=?==?K J T T nC S m V 1-3 容器内有理想气体，n=2mol , P=10P θ，T=300K 。求 (1) 在空气中膨胀了1dm 3，做功多少？ (2) 膨胀到容器内压力为 lP θ，做了多少功？(3）膨胀时外压总比气体的压力小 dP , 问容器内气体压力降到 lP θ时，气体做多少功？解：（1）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且Pa P e 510= J V P W e 1001011035-=??-=?-=- （2）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且Pa P e 510= nRT P nRT P nRT P V V P V P W e 10 9 )10()(12-=--=--=?-=θθθθ J 6.4489300314.8210 9 -=???- = （3） V nRT P dP P P e = ≈-= 1 221ln ln 12 1 2 1 P P nRT V V nRT dV V nRT dV P W V V V V e ==-=-=? ? kJ P P 486.11101ln 300314.82-=???=θ θ 1-4 1mol 理想气体在300K 下，1dm 3定温可逆地膨胀至10dm 3，求此过程的 Q 、W 、△U 及△H。解： △U = △H = 0 J V V nRT W Q 1.574310ln 300314.81ln 1 2 =??==-=

第一章化学热力学基础公式总结

第一章化学热力学基础公式总结 1体积功 We = -Pe ^V 2 ?热力学第一定律的数学表达式 △U = Q +W 3 ? n mol 理想气体的定温膨胀过程 .定温可逆时： V p 2 Wmax=-W nRT ln V nRTln 才 4.焓定义式 H = U + PV 在封闭体系中， W ' = 0,体系发生一定容过程 Qv = △ U 在封闭体系中， W ' = 0,体系发生一定压过程 Qp = H2 -H1 = △ H 5.摩尔热容Cm 定容热容CV (J K-1 mol-1 ): C m U (适用条条件:封闭体系、无相变、无化学变化、适用M 象- ,n fe 意的气体、液体、固体物质 W ' =0定容过程 ) 定压热容Cp T 2 「 nC p,m dT W ' =0的定压过程单原子理想气体: Cv,m = 1.5R Cp,m = 2.5R 双原子理想气体: Cv,m = 2.5R Cp,m = 3.5R 多原子理想气体: Cv,m = 3R , Cp,m = 4R (适用条件：封闭体系、无相变、无化学变化、适用对象：任意的气体、液体、固体物质 ) Cp,m = Cv,m + R 6.理想气体热力学过程△ U H 、Q 、W 和厶S 的总结

定容 U ：nC v,m dT T 1 T 2 H T nC p,m dT Q Q V U S nC V,m ln ￥ T 1 7?定义:△ fHm 9 (kJmol-1)--标准摩尔生成焓 △ H —焓变； △ rHm —反应的摩尔焓变 △ rHm 9 — 298K 时反应的标准摩尔焓变； △ fHm 9 (B) — 298K 时物质B 的标准摩尔生成焓； △ cHm 9 (B) — 298K 时物质B 的标准摩尔燃烧焓。 8. 热效应的计算由物质的标准摩尔生成焓计算反应的标准摩尔焓变 △ rH 9 m = Ev B A fH 9 m ,B 由物质的标准摩尔燃烧焓计算反应的标准摩尔焓变 △ rH 9 m = -Ev B △cH 9 m ,B 9. Kirchhoff (基尔霍夫) 方程 T 2 △ rHm 仃 2) = △ rHm 仃1) + 丁 C p dT 如果△ Cp 为常数，_则 1 △ rHm 仃 2) = △ rHm 仃1) + △ Cp ( T2 - T1) 10. 热机的效率为 W Q Q 2 1 Q Q 1 Q 1 对于卡诺热机 W Q] Q 2 T 1 T 2 T 1 R Q Q Q 1 Q 2 = 可逆循环过程 T 1 T 2 -0 < 不可逆循环过程 11熵变定义式 (体系经历一可逆过程的热温商之和等于该过程的熵变 .) B Q S S B S A ( —)R A T 12热力学第二定律的数学表达式 .对于封闭体系 △ S 孤立=△ S 封闭+ △ S 环境 > 0 ＞不可逆过程，自发过程 Q 环 Q 体一\ 彳 S 环境 T 环 T 环 1 L =可逆过程，体系达平衡 =Ev BS 9 m ,B :△ rH 9 m 仃2)= △ rS 9 m 仃2)= △ rH 9 m 仃1) T + CpdT △rS 9 m (T1) + 14.定温定压的可逆相变 S n H 皿，相变 dS (学) i T i (不等式中，“ ＞号表示不可逆过程，“=号表示可逆过程 13熵增原理 “ T 坏境温度，对可逆过程也是体系温度.) (孤立体系的熵永不减少) ＞不可逆过程，自发过程 =可逆过程，体系达平衡 15化学反应熵变的计算 △ rS 9 m 16厶rH 9 m 和厶rS 9 m 与温度的关系 △ S 孤立

第一章化学热力学基础

第一章化学热力学基础 1．计算下列体系热力学能的变化（ΔU ）（1）体系吸收了60kJ 的热，并对环境做了40kJ 的功。（2）体系放出了50kJ 的热和环境对体系做了70kJ 的功。解：（1）Q = +60kJ W = －40kJ; ΔU = Q + W = +(60) + (－40) = +20KJ (2) Q = －50KJ W = +70KJ ΔU = Q + W = (－50) + 70 = +20KJ 2．298K 时，在恒容量热计中测得1.00mol C 6H 6 (1)完全燃烧生成H 2O （1）和CO 2 （g ）时，放热3263.9KJ 。计算恒压下1.00mol C 6H 6 (1)完全燃烧时的反应热效应。解：C 6H 6完全燃烧时的反应式：C 6H 6(l)+7.5O 2(g)=3H 2O (l)+6CO 2(g) 实验是在恒容条件下, 即 Q V=－3263.9KJ Δn=6-7.5= －1.5 据Q p = Q V +ΔnRT = －3263.9 + (－1.5) × 8.314 × 298 × 10 -3 = －3267.6(KJ·mol -1) 3．在弹式量热计里燃烧氮化铌反应为： NbN (s) + 4 5O 2 (g) =2 1Nb 2O 5 (s) + 2 1N 2 (g) 在298下测得热力学能的变化为－712.97KJ.mol -1，求此反应的焓变。解：在弹式量热计里测量恒容反应热： Q V =ΔU = －712.97KJ·mol -1 Δn==2 1 － 4 5 = －4 3 据Q p = Q V +ΔnRT Q p = H r ? = －712.97+(－4 3) × 8.314 × 298 × 10 –3 = －714.83(KJ·mol -1) 4.已知反应： A + B = C + D Θ?1H r = －40.0 KJ· mol -1 C + D = E Θ ?2H r = +60.0 KJ·mol -1 试计算下列反应的Θ?H r : （1）C + D = A + B （2）2C + 2D = 2A + 2B （3）A + B = E 解：（1）Θ?H r =－Θ?1H r = +40.0 KJ·mol -1 (2) Θ?H r =2(－Θ?1H r )= +80.0 KJ·mol -1 (3) Θ?H r = Θ ?1H r + Θ ?2H r = (－40.0) + ( +60.0) = +20.0 (KJ·mol -1) 5.已知下列热化学方程式： (1)Fe 2O 3 (s) + 3CO(g) = 2Fe(s) +3CO 2(g) Θ?1H r =－27.6 KJ·mol -1 (2)3 Fe 2O 3 (s) + CO(g) = 2Fe 3O 4(s) +CO 2(g) Θ ?2H r =－58.58 KJ·mol -1 (3) Fe 3O 4 (s) + CO(g) = 3FeO(s) +CO 2(g) Θ?3H r =+38.07 KJ·mol -1

第一章化学热力学基础公式总结

第一章化学热力学基础公式总结 1.体积功 We = －Pe △V 2．热力学第一定律的数学表达式 △U = Q + W 3．n mol 理想气体的定温膨胀过程 .定温可逆时： Wmax=-Wmin= 4.焓定义式 H = U + PV 在封闭体系中，W ′= 0，体系发生一定容过程 Qv = △U 在封闭体系中，W ′= 0，体系发生一定压过程 Qp = H2 – H1 = △H 5.摩尔热容 Cm ( J ·K-1·mol-1 ): 定容热容 CV （适用条件 :封闭体系、无相变、无化学变化、 W ′=0 定容过程适用对象 : 任意的气体、液体、固体物质）定压热容 Cp （适用条件 :封闭体系、无相变、无化学变化、 W ′=0 的定压过程适用对象 : 任意的气体、液体、固体物质）单原子理想气体： Cv,m = 1.5R , Cp,m = 2.5R 双原子理想气体： Cv,m = 2.5R , Cp,m = 3.5R 多原子理想气体： Cv,m = 3R , Cp,m = 4R Cp,m = Cv,m + R 6.理想气体热力学过程ΔU 、ΔH 、Q 、W 和ΔS 的总结 7.定义:△fHm θ(kJ ·mol-1)-- 标准摩尔生成焓 △H —焓变； △rHm —反应的摩尔焓变 △rHm θ—298K 时反应的标准摩尔焓变； △fHm θ(B)—298K 时物质B 的标准摩尔生成焓； △cHm θ(B) —298K 时物质B 的标准摩尔燃烧焓。 8.热效应的计算 ?=?2 1 ,T T m p dT nC H 1 221ln ln P P nRT V V nRT =n C C m =?=?2 1 ,T T m V dT nC U

第1章化学热力学基础习题测验解答(二)

第 1章化学热力学基础（二）一、选择题（均为单选题，将正确选项填在各题后的括号内） 8. 1 mol 理想气体，从同一始态出发经过绝热可逆压缩和绝热不可逆压缩到系统压力相同的终态，终态的熵分别为S 1和S 2，则两者关系为（ B ） A. S 1 = S 2 B. S 1 ＜ S 2 C. S 1 ＞S 2 D. S 1 ≥ S 2 始终态相同时，不可逆过程的熵变大于可逆过程 9. 根据熵增加原理知，若从ΔS ＞0判定过程一定是自发过程，那么该系统一定是（ C ） A. 封闭系统 B. 绝热系统 C. 隔离系统 D. 敞开系统 10. 关于偏摩尔量，下列叙述正确的是（ C ） A. 偏摩尔量是状态函数，其值与物质的数量有关 B. 在多组分多相系统中不存在偏摩尔量 C. 系统的强度性质没有偏摩尔量 D. 偏摩尔量的值只能大于或等于零 11. 对封闭的单组分均相系统且' 0W =时，( )T G p ??的量值为（ B ）。 A. ＜0 B. ＞0 C. = 0 D. 前述三种情况无法判断根据p 69公式（1-128）( ),0,T G V V p ?=>?所以( )0,T G p ?>? 12. 下面哪一个关系式是不正确的？（ D ） A. ( )p G S T ?=-? B. ()T G V p ?=? C. 2()V A T U T T ??? =-? ???? D. ()p G T H T T ??? =-????? 正确的应该是2()p G T H T T ??? =-? ???? 二、填空题（在以下各小题中画有” ”处填上答案） 5. 热力学第二定律的经典表述之一为___不可能将热从低温物体转移到高温物体而

第一章--化学热力学基础-习题解答

第一章化学热力学基础 1-1 气体体积功的计算式 dV P W e ?-= 中，为什么要用环境的压力e P ？在什么情况下可用体系的压力体P ？答：在体系发生定压变化过程时，气体体积功的计算式 dV P W e ?-= 中，可用体系的压力体P 代替e P 。 1-2 298K 时，5mol 的理想气体，在（1）定温可逆膨胀为原体积的 2 倍； ( 2 ) 定压下加热到373K ；（3）定容下加热到373K 。已知 C v,m = 28.28J·mol -1·K -1。计算三过程的Q 、W 、△U 、△H 和△S 。解（1） △U = △H = 0 kJ V V nRT W Q 587.82ln 298314.85ln 1 2 =??==-= 11 2 82.282ln 314.85ln -?=?==?K J V V nR S （2） kJ nC Q H m P P 72.13)298373(,=-==? kJ nC U m V 61.10)298373(,=-=? W = △U – Q P = － 3.12 kJ 112,07.41298 373ln )314.828.28(5ln -?=+?==?K J T T nC S m P （3） kJ nC Q U m V V 61.10)298373(,=-==? kJ nC H m P 72.13)298373(,=-=? W = 0 112,74.31298 373ln 28.285ln -?=?==?K J T T nC S m V 1-3 容器内有理想气体，n=2mol , P=10P θ，T=300K 。求 (1) 在空气中膨胀了 1dm 3，做功多少？ (2) 膨胀到容器内压力为 lP θ，做了多少功？(3）膨胀时 W f dl p A dl p dV δ=-?=-??=-?外外外

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第二章 化学热力学和化学动力学基础

第一章 化学热力学基础 公式总结

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