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一．选择题1．一化学反应系统在等温定容条件下发生一变化，可通过两条不同的途径完成：（1）放热10 kJ ，做电功50 kJ ；（2）放热Q , 不做功，则（ ）A. Q = －60kJB. Q = －10 kJC. Q = －40kJD. 反应的Q V =－10kJ解：选A 。
2．在298 K ，下列反应中 与 最接近的是（ ）θm r H ∆θm r G ∆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 2O (l) =Na +(aq)+½H 2 (g)+OH －(aq)解：选C 。
∵ θθθθθθr m r m r m r m r m r mΔG ΔH ΔS ΔS = 0 , ΔG ΔH T =-≈当时∴反应C 中反应物和生成物中无气体物质、物态也无变化，。
θr m Δ S 值较小3．已知反应 2H 2 (g) +O 2 (g)= 2H 2O (g) 的 ∆r H m Θ= -483.63 kJ·mol –1，下列叙述正确的是（ ）A. ∆f H m θ(H 2O,g) = -483.63 kJ·mol –1B. ∆r H m θ= -483.63 kJ·mol –1 表示Δξ = 1 mol 时系统的焓变C. ∆r H m θ= -483.63 kJ·mol –1 表示生成1 mol H 2O (g) 时系统的焓变D. ∆r H m θ= -483.63 kJ·mol –1 表示该反应为吸热反应解：选B 。
A 错，根据Δf H m θ定义,H 2O (g)的系数应为1。
C 错，该方程为表示生成2 mol H 2O (g) 时系统的焓变。
北师大《无机化学》第四版习题答案5第五章化学热力学基础5-1 从手册中查出常用试剂浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、浓氨水的密度和质量分数计算它们的（体积）物质的量浓度和质量摩尔浓度。
解：经查阅: p(HCl)=1.19g/ml w(HCl)=37.23%p(H2SO4)=1.83g/ml w(H2SO4)=98%p(HNO3)=1.42g/ml w(HNO3)=69.80%p(NH3.H2O)=0.9g/ml w(NH3.H2O)=26%由公式c=pw/M可得：c(HCl)=12 mol·L–1c(H2SO4)=18.3mol·L–1c(HNO3)=15.7 mol·L–1 c (NH3.H2O)=13.8 mol·L–1设1㎏水中含溶质n mol,则由w=m/(m+1000)（m为溶质质量）可得：m (HCl)=16.2 mol/㎏m(H2SO4)=500 mol/㎏m(HNO3)=36.69 mol/㎏m (NH3.H2O)= 20.67 mol/㎏5-2 从手册查出常温下的饱和水蒸气压，计算当时相对湿度为40%时，水蒸气压多大。
解：在298K下，P（饱和水蒸气压）=3.167Kpa，P（不饱和）/P（饱和）=40%，则P（不饱和）/P（饱和）=40%×P（饱和）=0.4×3.167=1.2668 Kpa答：水蒸气压为1.2668 Kpa.5-3化学实验中经常用蒸馏水冲洗已用自来水洗净的烧杯。
设洗净烧杯残留“水”为1mL,试计算，用30mL蒸馏水洗1次和2次，烧杯中残留的“自来水的浓度”分别多大？解：再用自来水洗之后，烧杯中自来水为1ml之后，加入30ml 蒸馏水，一共为31ml 水，自来水占1/31，倒掉后又倒1ml，故自来水浓度为1/31。
若第一次加入的蒸馏水倒掉之后，1ml中含1/31ml的自来水；再加入30ml蒸馏水，一共为31ml水，自来水占1/312=1/963 所以倒掉后自来水占1/312=1/9635-4 计算15℃,97kPa下15g氯气的体积。
吉布斯-亥姆霍兹方程在无机化学中的应用一、引言在无机化学中，吉布斯-亥姆霍兹方程起着非常重要的作用。
吉布斯-亥姆霍兹方程是描述化学反应平衡条件的重要方程之一，它可以用来计算化学反应的平衡常数，从而帮助我们理解和预测化学反应的进行方向和速率。
在本文中，我们将探讨吉布斯-亥姆霍兹方程在无机化学中的应用，以及其对无机化学领域的重要意义。
二、吉布斯-亥姆霍兹方程的基本原理1. 吉布斯自由能吉布斯自由能是描述系统在恒定温度和压力下进行变化的热力学函数。
在化学反应中，吉布斯自由能的变化（ΔG）可以用来判断反应的进行方向，当ΔG小于0时，反应是自发进行的；当ΔG大于0时，反应不是自发进行的；而当ΔG等于0时，反应处于平衡状态。
吉布斯自由能的计算涉及到热力学参数的测定以及对系统的熵和焓进行分析。
2. 亥姆霍兹方程亥姆霍兹方程是描述系统在恒定温度下进行变化的热力学函数。
它与吉布斯自由能密切相关，可以用来描述系统在外界温度和体积不变的条件下的热力学变化。
亥姆霍兹方程与吉布斯自由能的关系为ΔA=ΔG-ΔPV，其中ΔA代表系统在恒定温度下的亥姆霍兹自由能变化，ΔG表示系统的吉布斯自由能变化，ΔP和ΔV分别代表系统的压力和体积的变化。
3. 吉布斯-亥姆霍兹方程的计算吉布斯-亥姆霍兹方程是由吉布斯自由能和亥姆霍兹方程联立而得到的热力学方程，它可以用来计算化学反应的平衡常数。
吉布斯-亥姆霍兹方程的表达式为ΔG=ΔH-TΔS，其中ΔH表示反应焓变，ΔS表示反应熵变，ΔG表示反应的自由能变化，T表示系统的温度。
通过测定反应焓变和熵变，我们可以利用吉布斯-亥姆霍兹方程来计算化学反应的平衡常数，从而帮助我们理解和预测化学反应的进行方向和速率。
三、无机化学中的吉布斯-亥姆霍兹方程应用1. 反应热力学性质的研究在无机化学中，我们需要研究化学反应的热力学性质，包括反应焓变、反应熵变以及反应的自由能变化等。
这些热力学参数对于理解和预测化学反应的进行方向和速率非常重要。
第三章 热力学第二定律一、内容提要1、热力学第二定律的数学形式不可逆或自发⎰<>∆21TQS δ 可逆或平衡 不可能上式是判断过程方向的一般熵判据。
将系统与环境一起考虑，构成隔离系统则上式变为：不可逆或自发021<>-+=∆+∆=∆⎰amb ramb iso T Q TQ S S S δ 可逆或平衡 不可能上式称为实用熵判据。
在应用此判据判断过程的方向时，需同时考虑系统和环境的熵变。
将上式应用于恒T 、V 、W ˊ=0或恒T 、p 、W ˊ=0过程有：不可逆或自发0)(0,,><∆-∆=-∆==∆'ST U TS U A W V T 可逆或平衡 反向自发此式称为亥姆霍兹函数判据。
不可逆或自发0)(0,,><∆-∆=-∆=∆='ST H TS H G W p T 可逆或平衡 反向自发此式称为吉布斯函数判据。
熵判据需同时考虑系统和环境，而亥姆霍兹函数判据和吉布斯函数判据只需考虑系统本身。
熵判据是万能判据，而亥姆霍兹函数判据和吉布斯函数判据则是条件判据（只有满足下角标条件时才能应用）。
此外，关于亥姆霍兹函数和吉布斯函数，还有如下关系：r T W A =∆ r V T W A '=∆, r p T W G '=∆,即恒温可逆过程系统的亥姆霍兹函数变化等于过程的可逆功；恒温恒容可逆过程系统的亥姆霍兹函数变化等于过程的可逆非体积功；恒温恒压可逆过程系统的吉布斯函数变化等于过程的可逆非体积功。
下面将△S 、△A 和△G 的计算就三种常见的过程进行展开。
2、三种过程（物质三态pVT 变化、相变、化学反应）△S 、△A 和△G 的计算 （1）物质三态（g 、l 或s 态）pVT 变化（无相变、无化学反应）恒容时：⎰=∆21,T T m v V TdT nC S只有当恒压时：⎰=∆21,T T m P p TdTnC S 对于凝聚态物质的任意过程，由于熵随压力或体积的变化率很小，因此有：⎰⎰≈≈∆2121,,T T m V T T m P TdT nC T dT nC S对于气态物质的任意过程，由于熵随压力或体积的变化率不可忽略，而p T V T TVp S T p V S ()(,)()(∂∂-=∂∂∂∂=∂∂（麦克斯韦关系式），因此有： dV T p T dT nC dV V S T dT nC S VV V T T m V T V V T T m V ⎰⎰⎰⎰∂∂+=∂∂+=∆21212121((,,或dp T VT dT nC dp V S T dT nC S pp p T T m p p p p T T m p ⎰⎰⎰⎰∂∂-=∂∂+=∆21212121()(,, 其中V T p )(∂∂及p TV(∂∂可由气体的实际状态方程或实验数据求得。
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limits比表面功 specific surface work比表面吉布斯函数 specific surface Gibbs function比浓粘度 reduced viscosity标准电动势 standard electromotive force标准电极电势 standard electrode potential标准摩尔反应焓 standard molar reaction enthalpy标准摩尔反应吉布斯函数 standard Gibbs function of molar reaction标准摩尔反应熵 standard molar reaction entropy标准摩尔焓函数 standard molar enthalpy function标准摩尔吉布斯自由能函数standard molar Gibbs free energy function标准摩尔燃烧焓 standard molar combustion enthalpy标准摩尔熵 standard molar entropy标准摩尔生成焓 standard molar formation enthalpy标准摩尔生成吉布斯函数standard molar formation Gibbsfunction标准平衡常数 standard equilibrium constant标准氢电极 standard hydrogen electrode标准态 standard state标准熵 standard entropy标准压力 standard pressure标准状况 standard condition表观活化能apparent activation energy表观摩尔质量 apparent molecular weight表观迁移数apparent transference number表面 surfaces表面过程控制 surface process control表面活性剂surfactants表面吸附量 surface excess表面张力 surface tension表面质量作用定律 surface mass action law波义尔定律 Boyle law波义尔温度 Boyle temperature波义尔点 Boyle point玻尔兹曼常数 Boltzmann constant玻尔兹曼分布 Boltzmann distribution玻尔兹曼公式 Boltzmann formula玻尔兹曼熵定理 Boltzmann entropy theorem玻色-爱因斯坦统计Bose-Einstein statistics泊Poise不可逆过程 irreversible process不可逆过程热力学thermodynamics of irreversible processes 不可逆相变化 irreversible phase change布朗运动 brownian movement查理定律 Charle's law产率 yield敞开系统 open system超电势 over potential沉降 sedimentation沉降电势 sedimentation potential沉降平衡 sedimentation equilibrium触变 thixotropy粗分散系统 thick disperse system催化剂 catalyst单分子层吸附理论 mono molecule layer adsorption单分子反应 unimolecular reaction单链反应 straight chain reactions弹式量热计 bomb calorimeter道尔顿定律 Dalton law道尔顿分压定律 Dalton partial pressure law德拜和法尔肯哈根效应Debye and Falkenhagen effect 德拜立方公式 Debye cubic formula德拜-休克尔极限公式 Debye-Huckel's limiting equation 等焓过程 isenthalpic process等焓线isenthalpic line等几率定理 theorem of equal probability等温等容位Helmholtz free energy等温等压位Gibbs free energy等温方程 equation at constant temperature低共熔点 eutectic point低共熔混合物 eutectic mixture低会溶点 lower consolute point低熔冰盐合晶 cryohydric第二类永动机 perpetual machine of the second kind 第三定律熵 third-law entropy第一类永动机 perpetual machine of the first kind缔合化学吸附 association chemical adsorption电池常数 cell constant电池电动势 electromotive force of cells电池反应 cell reaction电导 conductance电导率 conductivity电动势的温度系数 temperature coefficient of electromotive force电动电势 zeta potential电功electric work电化学 electrochemistry电化学极化 electrochemical polarization电极电势 electrode potential电极反应 reactions on the electrode电极种类 type of electrodes电解池 electrolytic cell电量计 coulometer电流效率current efficiency电迁移 electro migration电迁移率 electromobility电渗 electroosmosis电渗析 electrodialysis电泳 electrophoresis丁达尔效应 Dyndall effect定容摩尔热容 molar heat capacity under constant volume 定容温度计 Constant voIume thermometer定压摩尔热容 molar heat capacity under constant pressure 定压温度计 constant pressure thermometer定域子系统 localized particle system动力学方程kinetic equations动力学控制 kinetics control独立子系统 independent particle system对比摩尔体积 reduced mole volume对比体积 reduced volume对比温度 reduced temperature对比压力 reduced pressure对称数 symmetry number对行反应reversible reactions对应状态原理 principle of corresponding state多方过程polytropic process多分子层吸附理论adsorption theory of multi-molecular layers二级反应second order reaction二级相变second order phase change法拉第常数 faraday constant法拉第定律 Faraday's law反电动势back E.M.F.反渗透 reverse osmosis反应分子数 molecularity反应级数 reaction orders反应进度 extent of reaction反应热heat of reaction反应速率rate of reaction反应速率常数 constant of reaction rate范德华常数 van der Waals constant范德华方程 van der Waals equation范德华力 van der Waals force范德华气体 van der Waals gases范特霍夫方程 van't Hoff equation范特霍夫规则 van't Hoff rule范特霍夫渗透压公式 van't Hoff equation of osmotic pressure 非基元反应 non-elementary reactions非体积功 non-volume work非依时计量学反应time independent stoichiometric reactions菲克扩散第一定律 Fick's first law of diffusion沸点 boiling point沸点升高 elevation of boiling point费米-狄拉克统计Fermi-Dirac statistics分布 distribution分布数 distribution numbers分解电压 decomposition voltage分配定律 distribution law分散系统 disperse system分散相 dispersion phase分体积 partial volume分体积定律 partial volume law分压 partial pressure分压定律 partial pressure law分子反应力学 mechanics of molecular reactions分子间力 intermolecular force分子蒸馏molecular distillation封闭系统 closed system附加压力 excess pressure弗罗因德利希吸附经验式Freundlich empirical formula of adsorption负极 negative pole负吸附 negative adsorption复合反应composite reaction盖·吕萨克定律 Gay-Lussac law盖斯定律 Hess law甘汞电极 calomel electrode感胶离子序 lyotropic series杠杆规则 lever rule高分子溶液 macromolecular solution高会溶点 upper consolute point隔离法the isolation method格罗塞斯-德雷珀定律 Grotthus-Draoer's law隔离系统 isolated system根均方速率 root-mean-square speed功 work功函work content共轭溶液 conjugate solution共沸温度 azeotropic temperature构型熵configurational entropy孤立系统 isolated system固溶胶 solid sol固态混合物 solid solution固相线 solid phase line光反应 photoreaction光化学第二定律 the second law of actinochemistry 光化学第一定律 the first law of actinochemistry光敏反应 photosensitized reactions光谱熵 spectrum entropy广度性质 extensive property广延量 extensive quantity广延性质 extensive property规定熵 stipulated entropy过饱和溶液 oversaturated solution过饱和蒸气 oversaturated vapor过程 process过渡状态理论 transition state theory过冷水 super-cooled water过冷液体 overcooled liquid过热液体 overheated liquid亥姆霍兹函数 Helmholtz function亥姆霍兹函数判据 Helmholtz function criterion亥姆霍兹自由能 Helmholtz free energy亥氏函数 Helmholtz function焓 enthalpy亨利常数 Henry constant亨利定律 Henry law恒沸混合物 constant boiling mixture恒容摩尔热容 molar heat capacity at constant volume恒容热 heat at constant volume恒外压 constant external pressure恒压摩尔热容 molar heat capacity at constant pressure恒压热 heat at constant pressure化学动力学chemical kinetics化学反应计量式stoichiometric equation of chemical reaction化学反应计量系数stoichiometric coefficient of chemical reaction化学反应进度 extent of chemical reaction化学亲合势 chemical affinity化学热力学chemical thermodynamics化学势 chemical potential化学势判据 chemical potential criterion化学吸附 chemisorptions环境 environment环境熵变 entropy change in environment挥发度volatility混合熵 entropy of mixing混合物 mixture活度 activity活化控制 activation control活化络合物理论 activated complex theory活化能activation energy霍根-华森图 Hougen-Watson Chart基态能级 energy level at ground state基希霍夫公式 Kirchhoff formula基元反应elementary reactions积分溶解热 integration heat of dissolution吉布斯-杜亥姆方程 Gibbs-Duhem equation吉布斯-亥姆霍兹方程 Gibbs-Helmhotz equation 吉布斯函数 Gibbs function吉布斯函数判据 Gibbs function criterion吉布斯吸附公式Gibbs adsorption formula吉布斯自由能 Gibbs free energy吉氏函数 Gibbs function极化电极电势 polarization potential of electrode 极化曲线 polarization curves极化作用 polarization极限摩尔电导率 limiting molar conductivity几率因子 steric factor计量式 stoichiometric equation计量系数 stoichiometric coefficient价数规则 rule of valence简并度 degeneracy键焓bond enthalpy胶冻 broth jelly胶核 colloidal nucleus胶凝作用 demulsification胶束micelle胶体 colloid胶体分散系统 dispersion system of colloid胶体化学 collochemistry胶体粒子 colloidal particles胶团 micelle焦耳Joule焦耳-汤姆生实验 Joule-Thomson experiment焦耳-汤姆生系数 Joule-Thomson coefficient焦耳-汤姆生效应 Joule-Thomson effect焦耳定律 Joule`s law接触电势contact potential接触角 contact angle节流过程 throttling process节流膨胀 throttling expansion节流膨胀系数 coefficient of throttling expansion 结线 tie line结晶热heat of crystallization解离化学吸附 dissociation chemical adsorption 绝对熵 absolute entropy绝对温标absolute temperature scale绝热过程 adiabatic process绝热量热计adiabatic calorimeter绝热指数 adiabatic index卡诺定理 Carnot theorem下载文档。
第三章小测及答案2010.10.20一、填空（注：带“※”的对专科不作要求）1.卡诺循环是由以下四个可逆步骤构成的：恒温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、恒温可逆压缩、绝热可逆压缩，是一种理想化的循环，它的一个重要性质是Q1/T1 +Q2/T2 =0。
2.卡诺热机的效率只与高低温两热源的温度有关，与工质及变化的种类无关。
3.应用吉布斯函数判据的条件是：dT=0、dP=0、W′=0、封闭系统。
4.克拉佩龙方程应用于纯物质的任意两相平衡，克劳修斯－克拉佩龙方程应用于纯物质的气－液平衡或气－固平衡。
5.熵的物理意义的定性解释是：熵是量度系统无序度的函数。
6.热力学第三定律是以修正后的普朗克说法为基准，内容是0K时纯物质完美晶体的熵值为零，原始形式是能斯特热定理。
7.自发过程具有方向性，一定是不可逆过程，它的进行造成系统作功能力的损失。
绝热不可逆过程8.熵增原理的数学表达式是△S≧0 绝热可逆过程。
9.逆向的卡诺循环是热泵、冷冻机的工作原理。
10.热力学第二定律是用来判断过程可能性及限度的定律，第三定律是用来确定化学反应熵值计算的基准。
不可逆过程11.克劳修斯不等式：dS≧δQ/T 可逆过程。
12.热力学第二定律的克劳修斯说法是：热不可能自动地从低温流向高温。
13.应用亥姆霍兹函数判据的条件是：dT=0 、dV=0 、W′=0 、封闭系统。
14.目前可用来判断过程可能性的判据有：熵判据、吉布斯函数判据、亥姆霍兹函数判据。
※15.节流膨胀过程是恒焓过程。
※16.对于理想气体，焦耳-汤姆孙系数μJ-T = 0。
※17.使气体致冷的节流膨胀，其焦耳-汤姆逊系数μ必须大于零。
J,T18. 公式 ∆G = ∆H － T ∆S 的适用条件是 恒温 ， 封闭系统 。
19. 某可逆热机分别从600 K 和1000 K 的高温热源吸热，向300 K 的冷却水放热。
问每吸收100 kJ 的热量，对环境所作的功－W r 分别为： -50KJ 和-70KJ 。
