高中化学奥林匹克竞赛专题练习：专题三 化学热力学基础

例1：用CaO(s)吸收高炉废气中的SO3气体，其反应 方程式 为：CaO(s)+SO3 (g)=CaSO4 (s)，根据下列数据 计算该反应在373 K 时的∆rGm θ以说明反应进行的可 能性，并计算该反应的逆转温度，进一步说明应用此反应来防止SO3气体污染环境的合理性。

例2：碘钨灯因在灯内发生下列反应：
W(s)+I2 (g)=WI2 (g)
， 碘蒸气与扩散到内壁的钨会反应生成碘化钨气体，后者扩 散到钨丝附近会因钨丝的高温而分解出钨重新沉积到钨丝 上，从而可延长灯丝的寿命。

已知在298 K 时：
（1）设玻璃外壁的温度为623 K ，计算上述反应的 ∆rGm θ (623 K)。

（2）估算WI2 (g)在钨丝上分解的最低温度
3 4
例题1 例题2 例题4。

中学化学竞赛试题资源库——热力学A组（方程式）1．已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是A H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g）ΔH＝＋242kJ·mol－1B 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）ΔH＝－484kJ·mol－1C H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）ΔH＝＋242kJ·mol－1D 2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）ΔH＝＋484kJ·mol－12．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。

0.5molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是A 2CH4（g）＋4O2（g）＝2CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝＋890kJ·mol－1B CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝＋890kJ·mol－1C CH4（g）＋4O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890kJ·mol－1D 1/2CH4（g）＋O2（g）＝1/2CO2（g）＋H2O（l）ΔH＝－890kJ·mol－13．据报道，2004年2月17日，宁波市城市天然气利用工厂初步设计通过专家评审。

预计明年5月，宁波市民有望用上比液化气便宜得多的东海天然气。

已知，天然气的主要成分是甲烷，在101kPa时，一定质量的甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出的热量为QkJ。

若完全吸收生成的CO2，需消耗掉8.0moL/L的NaOH溶液50mL，则下列热化学方程式肯定错误的是A CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（g）；△H＝－5.0QkJ/molB CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）；△H＝－5.0QkJ/molC CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）；△H＝－3.0QkJ/molD CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（g）；△H＝－2.4QkJ/mol4．25℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、2800kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是A C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g)；△H＝－393.5kJ/molB 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)；△H＝＋571.6kJ/molC CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；△H＝－890.3kJ/molD 1/2C6H12O6(s)＋3O2(g)＝3CO2(g)＋3H2O(l)；△H＝－1400kJ/mol5．25℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、2800kJ/mol。

第6章化学热力学初步习题目录第一部分化学热力学基础、热化学一判断题；二选择题；三填空题；四计算题第二部分熵、吉氏函数与化学反应方向一判断题；二选择题;三填空题；四计算题第一部分化学热力学基础、热化学一判断题1气体的标准状况与物质的标准态是同一含义。

（）2在恒温恒压下，某化学反应的热效应Q p=△H＝H2－H1，因为H是状态函数，故Q p也是状态函数。

( ）3系统状态一定，状态函数就有确定的值.( ）4在恒温恒压条件下，反应热只取决于反应的始态和终态,而与过程的途径无关。

（)5功和热是系统与环境间能量传递的两种形式。

（）6气体膨胀或被压缩所做的体积功是状态函数.（）7由环境中吸收热量,系统的热力学能增加.（)8环境对系统做功，系统的热力学能增加。

( ）9系统的焓等于系统的热量。

（）10系统的焓等于恒压反应热。

（）11系统的焓变等于恒压反应热。

（)12反应的热效应就是该反应的焓变.（）13由于CaCO3的分解是吸热的,故它的生成焓为负值.( )14298K时反应Na(s）+1Cl2(g)→NaCl(s）的△r H＝-411.1kJ·mol—1,即该温度下NaCl（s)2的标准摩尔生成焓为-411.1kJ·mol-1。

（)15298.15K时由于Na+(g)+Cl-（g)→NaCl（s)的△r H=-770。

8kJ·mol-1，则NaCl(s)的标准—1.( ）摩尔生成焓是-770。

8kJ·mol16298K时，反应CO（g)+Cl2(g)→COCl2（g)的△r H=-108kJ·mol—1,则△f H（COCl2，g）=-108kJ·mol-1。

( ）17所有气体单质的标准摩尔生成焓都为零.（）18△f H(Br2，g)=0kJ·mol—1.（）19298K时石墨的标准摩尔生成焓为零.（）20在密闭容器中盛有等物质的量的N2(g)和O2(g），使其反应生成NO（g)，保持反应在等温下进行，则该反应的焓变一定等于△f H（NO,g)。

高中化学奥林匹克竞赛辅导化学反应热力学基础【学习要求】1.理想气体标准状态。

理想气体状态方程。

气体密度。

分压定律。

气体相对分子质量测定。

气体溶解度（亨利定律）。

2.化学热力学基础。

热力学能（内能）、焓、热容、自由能和熵的概念。

生成焓、生成自由能、标准熵及有关计算。

自由能与反应的方向性。

吉布斯-亥姆霍兹方程及其应用。

范特霍夫等温方程及其应用。

3.标准自由能与标准平衡常数。

平衡常数与温度的关系。

热化学循环。

热力学分解温度（标态与非标态—压力对分解温度的影响）。

相、相律和相图。

克拉贝隆方程及其应用。

不要求使用微积分。

一、气体的相关知识气体是物质的一种聚集状态，它的基本特征是无限的扩散性和无限的掺混性。

温度和压强对气体的影响较大。

1.理想气体与真实气体：若一种气体，它的分子只有位置而无体积，且分子之间没有作用力，我们把这种气体称为理想气体。

理想气体实际上是不存在的。

2.理想气体遵循克拉珀珑方程：PV=nRT。

3.气体分压定律和分体积定律：分压P分就是在同温时各组分气体占据混合气体的体积时所产生的压力；分体积V分就是在同温时各组分气体具有和混合气体相同的压力(P总)时所占据的体积。

可将PV=nRT进行变形：对混合气体：P总V总=n总RT对组分气体：P A V总=n A RT，P B V总=n B RT......即P分V总=n分RT。

4.气体的扩散定律：同温同压下，气体的扩散速率与气体密度的平方根成反比，即格拉罕姆气体扩散定律。

公式表达式为：v=√1ρ，变形为：v Av B=√ρBρA=√M BM A。

M为气体的摩尔质量。

二、热力学的基本概念和基本公式化学热力学是研究和化学反应相关的能量问题，研究化学反应的方向和进行程度的一门科学。

1.体系和环境：我们研究的对象，称为体系。

体系以外的其他部分，称为环境。

按照体系和环境之间的物质、能量的交换关系，将体系分为三类:（1）敞开体系：既有物质交换，也有能量交换。

（2）封闭体系：无物质交换，有能量交换。

专题三 化学热力学基础学号 姓名 得分1、25℃，KNO 3在水中的溶解度是6mol·dm -3，若将1 mol 固体KNO 3置于水中，则KNO 3变成盐溶液过程的ΔG 的符号为_____________，ΔS 的符号为_____________。

2、已知下列反应 ：H 2（g ）= 2H （g ） △H = +Q 1 ；1/2O 2（g ）= O （g ） △H = +Q 22H （g ）+ O （g ）= H 2O （g ） △H = －Q 3 ；H 2O （g ）= H 2O （l ） △H = －Q 4 H 2（g ）+ 1/2O 2（g ）= H 2O （l ） △H = －Q 5试指出Q 1、Q 2、Q 3、Q 4、Q 5的关系 。

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

4、298 K 时，生成气态水的Δf G 0m = -228.6 kJ·mol -1，Δr S 0m = -44.4 J·mol -1·K -1， 则其Δf H 0m为_________________________。

5、27℃时，将100g Zn 溶于过量稀硫酸中，反应若分别在开口烧杯和密封容器中进行，哪种情况放热较多？多出多少？6、已知下列反应的焓变为： H 2 (g) +21I 2 (s) = HI (g)Δr H 0m = 25.9 kJ·mol -1 21H 2(g) = H (g) Δr H 0m = 218 kJ·mol -1 21I 2(g) = I (g)Δr H 0m = 75.7 kJ·mol -1 I 2 (s) = I 2 (g)Δr H 0m= 62.3 kJ·mol -1计算反应 H (g) + I (g) = HI (g) 的焓变Δr H 0m 。

物理化学《化学热力学基础》习题及答案1-2 选择题1、273K ，θp 时，冰融化为水的过程中，下列关系是正确的有（B ）A.0<WB.p Q H =∆C.0<∆HD.0<∆U2、体系接受环境做功为160J ，热力学能增加了200J ，则体系（A ）A.吸收热量40JB.吸收热量360JC.放出热量40JD.放出热量360J3、在一绝热箱内，一电阻丝浸入水中，通以电流。

若以水和电阻丝为体系，其余为环境，则（C ）A.0,0,0>∆=>U W QB.0,0,0>∆==U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0<∆=<U W Q4、任一体系经一循环过程回到始态，则不一定为零的是（D ）A.G ∆B.S ∆C.U ∆D.Q5、对一理想气体，下列关系式不正确的是（A ）A.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂p T UB.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T V H C.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p H D.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p U 6、当热力学第一定律写成pdV Q dU -=δ时，它适用于（C ）A.理想气体的可逆过程B.封闭体系的任一过程C.封闭体系只做体积功过程D.封闭体系的定压过程7、在一绝热刚壁体系内，发生一化学反应，温度从21T T →，压力由21p p →，则（D ）A.0,0,0>∆>>U W QB.0,0,0<∆<=U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0=∆==U W Q 8、理想气体定温定压混合过程中，下列体系的性质不正确的是（C ）A.0>∆SB.0=∆HC.0=∆GD.0=∆U9、任意的可逆循环过程，体系的熵变（A ）A.一定为零B.一定大于零C.一定为负D.是温度的函数10、一封闭体系从B A →变化时，经历可逆R 和不可逆IR 途径，则（B ）A.IR R Q Q =B.T Q dS IRδ> C.IR R W W = D.TQ T Q IR R =11、理想气体自由膨胀过程中（D ）A.0,0,0,0=∆>∆>=H U Q WB.0,0,0,0>∆>∆=>H U Q WC.0,0,0,0=∆=∆><H U Q WD.0,0,0,0=∆=∆==H U Q W12、2H 和2O 在绝热定容的体系中生成水，则（D ）A.0,0,0=∆>∆=孤S H QB.0,0,0>∆=>U W QC.0,0,0>∆>∆>孤S U QD.0,0,0>∆==孤S W Q13、理想气体可逆定温压缩过程中，错误的有（A ）A.0=∆体SB.0=∆UC.0<QD.0=∆H14、当理想气体反抗一定外压做绝热膨胀时，则（D ）A.焓总是不变的B.热力学能总是不变的C.焓总是增加的D.热力学能总是减小的15、环境的熵变等于（B 、C ） A.环体T Q δ B.环体T Q δ- C.环环T Q δ D.环环T Q δ-16、在孤立体系中进行的变化，其U ∆和H ∆的值一定是（D ）A.0,0<∆>∆H UB.0,0=∆=∆H UC.0,0<∆<∆H UD.不能确定H U ∆=∆,017、某体系经过不可逆循环后，错误的答案是（A ）A.0=QB.0=∆SC.0=∆UD.0=∆H18、C 6H 6(l)在刚性绝热容器中燃烧，则（D ）A.0,0,0=<∆=∆Q H UB.0,0,0=>∆=∆W H UC.0,0,0==∆≠∆Q H UD.0,0,0=≠∆=∆W H U19 、下列化学势是偏摩尔量的是（ B ） A.Zn V T B n F ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B.Z n p T B n G ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C.Z n V S B n U ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D.Z n p S B n H ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 20、在℃10-，θp ，1mol 过冷的水结成冰时，下述表示正确的是（ C ）A.00,0,0>∆>∆>∆<∆孤环体，S S S GB.00,0,0<∆<∆<∆>∆孤环体，S S S GC.00,0,0>∆>∆<∆<∆孤环体，S S S GD.00,0,0<∆<∆>∆>∆孤环体，S S S G21、下述化学势的公式中，不正确的是（ D ） A.B B Z n p T n Gμ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,, B.m B pS T ,-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ C.m B TV p ,=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ D.Z n p T B n U ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 22、在373.15K ，101.325Pa ，)(2l O H μ与)(2g O H μ的关系是（ B ）A.)()(22g O H l O H μμ>B.)()(22g O H l O H μμ=C.)()(22g O H l O H μμ<D.无法确定23、制作膨胀功的封闭体系，pT G ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂的值（ B ） A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法确定24、某一过程0=∆G ，应满足的条件是（ D ）A.任意的可逆过程B.定温定压且只做体积中的过程C.定温定容且只做体积功的可逆过程D.定温定压且只做体积功的可逆过程25、1mol 理想气体经一定温可逆膨胀过程，则（ A ）A.F G ∆=∆B.F G ∆>∆C.F G ∆<∆D.无法确定26、纯液体在正常相变点凝固，则下列量减少的是（ A ）A.SB.GC.蒸汽压D.凝固热27、右图中哪一点是稀溶液溶质的标准态的点（ B ）A.a 点B.b 点C.c 点D.d 点28、在θp 下，当过冷水蒸气凝结为同温度的水，在该过程中正、负号无法确定的是（ D ）A.G ∆B.S ∆C.H ∆D.U ∆29、实际气体的化学势表达式为θθμμp f RT T ln)(+=，其中标准态 化学势为（ A ）A.逸度θp f =的实际气体的化学势B.压力θp p =的实际气体的化学势C.压力θp p =的理想气体的化学势D.逸度θp f =的理想气体的化学势30、理想气体的不可逆循环，G ∆( B )A.0<B.0=C.0>D.无法确定31、在βα,两相中含A 、B 两种物质，当达平衡时，正确的是（ B ）A.ααμμB A =B.ααμμA A =C.βαμμB A =D.ββμμB A =32、多组分体系中，物质B 的化学势随压力的变化率，即)(,B Z B Z n T p ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ的值（ A ） A.0> B.0< C.0= D.无法确定33、℃10-、标准压力下，1mol 过冷水蒸汽凝集成冰，则体系、环境及总的熵变为（ B ）A.0,0,0<∆<∆<∆univ sur sys S S SB.0,0,0>∆>∆<∆univ sur sys S S SC.0,0,0>∆>∆>∆univ sur sys S S SD.0,0,0<∆>∆<∆univ sur sys S S S34、p-V 图上，1mol 单原子理想气体，由状态A 变到状态B ，错误的是（ B ）A.Q U =∆B.Q H =∆C.0<∆SD.0<∆U35、体系经不可逆过程，下列物理量一定大于零的是（ C ）A.U ∆B.H ∆C.总S ∆D.G ∆36、一个很大的恒温箱放着一段电阻丝，短时通电后，电阻丝的熵变（ D ）A.0>B.0<C.0=D.无法确定37、热力学的基本方程Vdp SdT dG +-=可使用与下列哪一过程（ B ）A.298K ，标准压力的水蒸发的过程B.理想气体向真空膨胀C.电解水制备氢气D.合成氨反应未达平衡38、温度为T 时，纯液体A 的饱和蒸汽压为*A p ，化学势为*A μ，在1θp 时，凝固点为0f T ，向A 溶液中加入少量溶质形成稀溶液，该溶质是不挥发的，则A p 、A μ、f T 的关系是（ D ）A.f f A A A A T T p p <<<0,**,μμB.f f A A A A T T p p <<>0,**,μμC.f f A A A A T T p p ><>0,**,μμD.f f A A A A T T p p >>>0,**,μμ39下列性质不符合理想溶液通性的是： ( D )A. ∆mix V ＝0B. ∆mix S >0C. ∆mix G <0D. ∆mix G >040、从A 态到B 态经不可逆过程ΔS 体是： ( D )A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定41、常压下-10℃过冷水变成-10℃的冰，在此过程中，体系的ΔG 与ΔH 如何变化： ( D )A. ΔG<0，ΔH>0B. ΔG>0，ΔH>0C. ΔG=0，ΔH=0D. ΔG<0，ΔH<042、某绝热封闭体系在接受了环境所做的功之后，其温度:( A )A.一定升高B.一定降低C.一定不变D.不一定改变43、对于纯物质的标准态的规定，下列说法中不正确的是： (C)A. 气体的标准态就是温度为T ，压力为100kPa 下具有理想气体性质的纯气体状态。

第三章 化学热力学基础1、以下物质在什么情况下⊿f H θm 、⊿f G θm 、S θm 数值为零。

H 2、O 2、Cl 2、Br 2、I 2、P 、Ag 、C 、Sn2、什么时候⊿r H θm =⊿f H θm （B ）3、估算反应的温度条件：低温、高温、任何温度自发或不自发4、哪些属于状态函数：H 、G 、S 、U 、p 、V 、T 、n 、W 、Q 、Q p 、Q v5、方程式相加、减、倍数（分数）、正逆，⊿H 、⊿G 、⊿S 变化？6、转变温度计算7、标态下反应自发性计算判定：⊿r G θm练习：一、单选题1、如果一个反应的吉布斯自由能变为零，则反应：A 、能自发进行B 、 是吸热反应C 、是放热反应D 、 处于平衡状态2、已知： Mg(s) + Cl 2(g) = MgCl 2(s) mr 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3、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4、已知 CO(g) = C(s) +21O 2(g) 的 m r H ∆> 0， m r S ∆< 0， 则此反应A 、 低温下是自发变化B 、 高温下是自发变化C 、 低温下是非自发变化，高温下是自发变化D 、 任何温度下都是非自发的5、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 ∆均为零6、在下列反应中，焓变等于AgBr(s) 的 m f H ∆的反应是：A 、 Ag +(aq) + Br -(aq) = AgBr(s)B 、 2Ag(s) + Br 2(g) = 2AgBr(s)C 、 Ag(s) +21Br 2(l) = AgBr(s) D 、 Ag(s) +21Br 2(g) = AgBr(s)7、已知下列数据，哪个反应表示Δr H m Θ=Δf H m Θ (C 2H 5OH, l )A ．2C(金)+3H 2(l)+1/2O 2（g ） = C 2H 5OH (l)B ．2C(石)+3H 2(g l)+1/2O 2(l) =C 2H 5OH (l)C ．2C(石)+3H 2(g)+1/2O 2（g ）= C 2H 5OH (l)D ．2C(石)+3H 2(g)+1/2O 2（g ） = C 2H 5OH (g)8、下列各热力学函数中，哪些函数值不是零?A 、⊿f H θm (O 2,g,298K);B 、⊿f G θm (I 2,s,298K);C 、 ⊿f H θm (Br 2,l,298K);D 、S θ(H 2,g,298K)9、一种反应在高温下能自发进行，而在低温下不能自发进行的条件是：A . Δr H θ m < 0 ，Δr S θ m < 0 ； B. Δr H θ m < 0，Δr S θ m > 0 ；C. Δr H θ m > 0，Δr S θ m > 0 ；D. Δr H θ m > 0，Δr S θ m < 010、 “反应3H 2(g)+N 2(g)=2NH 3(g)在标准状态下进行”的含义是：A 、在p(H 2)=p(N 2)=p(NH 3)=100KPa 条件下进行；B 、298K ，保持p(H 2)=p(N 2)=p(NH 3)=100KPa 条件下进行；C 、反应系统保持压力100KPa 条件下进行；D 、p=100KPa 的H 2和N 2混合，反应发生。

第3讲 化学热力学基础【竞赛要求】热力学能（内能）、焓、热容、自由能和熵的概念。

生成焓、生成自由能、标准熵及有关计算。

自由能变化与反应的方向性。

吉布斯-亥姆霍兹方程极其应用。

范特霍夫标准熵及其应用。

热化学循环。

【知识梳理】一、基本概念1、体系和环境体系：我们研究的对象，称为体系。

环境：体系以外的其它部分，称为环境。

例如：我们研究杯子中的H 2O ，则H 2O 是体系，水面上的空气，杯子皆为环境。

当然，桌子、房屋、地球、太阳也皆为环境。

但我们着眼于和体系密切相关的环境，即为空气和杯子等。

又如：若以N 2和O 2混合气体中的O 2作为体系，则N 2是环境，容器也是环境。

按照体系和环境之间的物质、能量的交换关系，将体系分为三类：（1）敞开体系：既有物质交换，也有能量交换。

（2）封闭体系：无物质交换，有能量交换。

（3）孤立体系：既无物质交换，也无能量交换。

例如：一个敞开瓶口，盛满热水的瓶子，水为体系，则是敞开体系; 若加上一个盖子，则成为封闭体系; 若将瓶子换成杜瓦瓶（保温瓶），则变成孤立体系。

热力学上研究得多的是封闭体系。

2、状态和状态函数状态：由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的一种存在形式，称为体系的状态。

状态函数：确定体系状态的物理量，是状态函数。

例：某理想气体体系n = 1 mol ，p = 1.013×105 Pa ，V = 22.4 dm 3，T = 273 K 这就是一种存在状态（我们称其处于一种标准状态）。

是由 n ，p ，V ，T 所确定下来的体系的一种状态，因而 n ，p ，V ，T 都是体系的状态函数。

状态一定，则体系的状态函数一定。

体系的一个或几个状态函数发生了变化，则体系的状态也要发生变化。

始态和终态：体系变化前的状态为始态；变化后的状态为终态。

状态函数的改变量：状态变化始态和终态一经确定，则状态函数的改变量是一定的。

例如：温度的改变量用 △T 表示， 则 △T = T 终－ T 始 同样理解 △n ， △p ， △V 等的意义。

高中化学竞赛：化学热力学习题及解析化学热力学习题（竞赛部分）姓名班级学号1．（2009北京市赛）下列四种情况分别表示过程的焓变、熵变，则逆过程不能自发的是（）A．?H＞0 ?S＜0 B．?H＜0 ?S＜0C．?H＜0 ?S＞0 D．?H＞0 ?S＞02．下列说法正确的是（）A．放热反应均可自发进行B．凡?G ＞0的反应均不能自发进行C．0及0的反应在高温下有可能自发进行D．纯单质的均为零。

3．有一真空绝热瓶子，通过阀门与大气相隔。

当阀门打开时，大气（视为理想气体）进入瓶内，此刻瓶内气体的温度将（）A．升高B．降低C．不变D．不能确定4．（2010北京市赛）已知：Ni与CO可发生下列反应：Ni(s)＋4(g)，-161 kJ·mol-1-420J·mol-1·K-1。

下列说法正确的是（）A．标准状态下Ni(s)的熵为零B．温度越高，越有利于上述反应进行C．473K时反应可按逆向进行D．用上述反应，调控温度可用于粗镍的提纯5．（2016北京市赛）在373 K，p 下2 mol液态水经过下列两个不同过程达到同温同压下的水蒸汽：I．等温可逆蒸发；II．向真空蒸发。

试问这两个过程中功和热的关系是（）A．W I＜W II＝0，Q I＞Q II B．W I＜W II＝0，Q I＜Q IIC．W I＞W II＞0，Q I＞Q II D．W I＜W II＝0，Q I＝Q II6．（2014北京市赛）已知298.15 K、100 kPa时，液态丙烯腈（CH2＝CH—CN）、石墨和H2(g)的燃烧焓分别是-1756.9 kJ·mol -1，-392.9 kJ·mol-1，-285.5 kJ·mol-1。

则298.15 K、100 kPa时液态丙烯腈的生成焓为（）A．150.0 kJ·mol -1B．-150.0 kJ·mol -1C．299.9 kJ·mol -1D．-299.9 kJ·mol -17．（2019广西预赛）根据各物质间的能量循环图，下列说法正确的是（）A．?H4＜0B．K的第一电离能为?H6C．?H7＞0 D．?H1＝?H2＋?H3＋?H4＋?H5＋?H6＋?H78．273.15 K、101.325 kPa下，固体冰融化为水，则此过程中Q0，W0，?U0，?H0。

化学竞赛练习231mol H2生成NH3 的△H = ________________________________________________理论上，每生成1mol NH3 的△H = ________________________________________每生成1mol NH3生成N2和H2 的△H = ______________________________________2、2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。

已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH= —99kJ·mol—1.请回答下列问题：（1）图中A、C分别表示、，E的大小对该反应的反应热有无影响？。

该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？，理由是；（2）图中△H=KJ·mol—1；（3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。

写出该催化循环机理的化学方程式；3、：下图是金属镁和卤素反应的能量变化图（反应物和产物均为298K时的稳定状态）。

下列选项中正确的是_________（填序号）。

①MgI2中Mg2+与I-间的作用力小于MgF2中Mg2+与F-间的作用力②Mg与F2的反应是放热反应③MgBr2与Cl2反应的△H＜0④化合物的热稳定性顺序为MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2⑤MgF2（s）+Br2（l）=MgBr2（s）+F2（g）△H= +600kJ·mol-14、物质A在一定条件下可发生一系列转化，A．A→F，ΔH =_________=_________________________B．ΔH1 + ΔH 2 + ΔH 3 + ΔH 4 + ΔH 5 + ΔH 6 =____________ΔH1 + ΔH 2 + ΔH 3 + ΔH 4 + ΔH 5 = ________________ΔH1 + ΔH 2 + ΔH 3 + ΔH 4 = _____________________C．C→F，∣ΔH∣= ∣__________∣= ∣________∣C→F，ΔH= ___________= _________________D．∣ΔH1 + ΔH 2+ ΔH 3∣= ∣_______________∣ΔH1 + ΔH 2+ ΔH3 = _______________________________________5、右图为伯恩哈勃循环，请依据图回答①I1(Na) = _______②键能E(Cl—Cl) = ___________________③氯化钠的晶格能：U = ________________________________④△H1代表钠的原子化热，其大小代表着Na晶体中金属键的强弱；△H4代表着氯的电子亲和势6、7、根据图示回答下列问题图中的ΔH表示每步反应的生成物为．．．．．．．．．．．．．．．1 mol时的数据①NO和O2两种气体反应生成NO2(g)的热化学方程式为_________________________________________________________；N2O4(g)分解为NO2(g)的热化学方程式为：_________________________________________________________；②NO和O2两种气体反应生成1mol N2O4(g)时的△H=_____________。

U： 体系内能的改变； Q：体系吸的热； W: 体系对环境所做的功，可以是机械功、电功、 体积膨胀功等。
5.2 化学热力学状态函数
1、热力学能（内能 U ）： 系统内各种形式的能量总和。 2、焓（H）和焓变（△H）：
在恒压条件下：只做体积功时，W = P V， 则有： U = Qp – P V 或 Qp = U + P V = (U2 –U1) + P(V2 –V1) = (U2 + PV2) – (U1 + PV1) 定义：H U + PV （焓的定义） 得：Qp = H2 – H1 = H 即：H = Qp （在数值上） （封闭体系、等压过程、只做体积功）

S m ( g ) S m (l ) S m ( s)
规定 (
H+(aq)的
S m =0, 有些

Mn+(aq)的为负值。 • 同类物质摩尔质量 M 越大，S m 越大。 （因为原子数、电子数越多，微观状态数目也就越多。） • 气态多原子分子的 S m 值较单原子的大。 O3 O2 O
3、化学反应的焓变计算
Hθ=i Hfθ (生成物) i Hfθ (反应物)
例：3 Fe2O3(s) +
CO(g) = 2 Fe3O4(s) + CO2(g)
Hθ= [ 2 × Hfθ, Fe3O4(s) + Hfθ, CO2(g) ] – [ 3 × Hfθ, Fe2O3(s) + Hfθ, CO(g) ] = [ 2 ×(-1118）+ （-393.5)] –[ 3 ×(-824.2) + (-110.5)] （查表可知） = -46.4 (kJ/mol)

化学热力学基础练习一．是非题1. 某一可逆反应，当J＞K 时，反应自发地向逆方向进行。

（）2、化学反应的△r G越小，反应进行的趋势就越大，反应速率就越快。

（）3、对于可逆反应，平衡常数越大，反应速率越快。

（）4、等温等压不做非体积功条件下，凡是△r G m>0的化学反应都不能自发进行。

（）5、Fe (s)和Cl2 (l)的△f H m 都为零。

（）6、一个化学反应的△r G m 的值越负，其自发进行的倾向越大。

（）7、在化学反应体系中加入催化剂将增加平衡时产物的浓度。

（）8、将固体NH4NO3溶于水中，溶液变冷，则该过程的ΔG，ΔH，ΔS的符号依次为－、＋、＋。

（）9、乙醇溶于水的过程中ΔG＝0。

（）10、CO2(g)的生成焓等于石墨的燃烧热。

（）11、室温下，稳定状态的单质的标准摩尔熵为零。

（）12、如果一个反应的Δr H m <0, Δr S m >0 ，则此反应在任何温度下都是非自发的。

（）13、平衡常数的数值是反应进行程度的标志，故对可逆反应而言，不管是正反应还是逆反应其平衡常数均相同。

（）14、某一反应平衡后，再加入些反应物，在相同的温度下再次达到平衡，则两次测得的平衡常数相同。

（）15、在某温度下，密闭容器中反应2NO (g) + O2 (g) = 2NO2 (g) 达到平衡，当保持温度和体积不变充入惰性气体时，总压将增加，平衡向气体分子数减少即生成NO2的方向移动。

（）16. 反应A+B→C 为放热反应，达平衡后，如果升高体系的温度，则生成C 的产量减少，反应速率减慢。

（）17. 升高温度，使吸热反应的反应速率增大，放热反应的反应速率减小。

（）18. 任何可逆反应，在一定温度下，不论参加反应的物质浓度如何不同，反应到达到平衡时，各物质的平衡浓度都相同。

（）19.反应的活化能越大，反应速率越大；反应的活化能减小，反应速率常数也随之减小。

（）20. 升高温度，反应速率加快的原因是由于反应物活化分子的百分数增加的缘故。

2007年新化一中高中化学奥林匹克竞赛辅导资料第十章化学热力学基础【竞赛要求】热力学能（内能）、焓、热容、自由能和熵的概念。

生成焓、生成自由能、标准熵及有关计算。

自由能变化与反应的方向性。

吉布斯-亥姆霍兹方程极其应用。

范特霍夫标准熵及其应用。

热化学循环。

【知识梳理】一、基本概念1、体系和环境体系：我们研究的对象，称为体系。

环境：体系以外的其它部分，称为环境。

例如：我们研究杯子中的H2O，则H2O是体系，水面上的空气，杯子皆为环境。

当然，桌子、房屋、地球、太阳也皆为环境。

但我们着眼于和体系密切相关的环境，即为空气和杯子等。

又如：若以N2和O2混合气体中的O2作为体系，则N2是环境，容器也是环境。

按照体系和环境之间的物质、能量的交换关系，将体系分为三类：（1）敞开体系：既有物质交换，也有能量交换。

（2）封闭体系：无物质交换，有能量交换。

（3）孤立体系：既无物质交换，也无能量交换。

例如：一个敞开瓶口，盛满热水的瓶子，水为体系，则是敞开体系; 若加上一个盖子，则成为封闭体系; 若将瓶子换成杜瓦瓶（保温瓶），则变成孤立体系。

热力学上研究得多的是封闭体系。

2、状态和状态函数状态：由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的一种存在形式，称为体系的状态。

状态函数：确定体系状态的物理量，是状态函数。

例：某理想气体体系n = 1 mol，p = 1.013×105 Pa，V = 22.4 dm3，T = 273 K这就是一种存在状态（我们称其处于一种标准状态）。

是由n，p，V，T所确定下来的体系的一种状态，因而n，p，V，T都是体系的状态函数。

状态一定，则体系的状态函数一定。

体系的一个或几个状态函数发生了变化，则体系的状态也要发生变化。

始态和终态：体系变化前的状态为始态；变化后的状态为终态。

状态函数的改变量：状态变化始态和终态一经确定，则状态函数的改变量是一定的。

例如：温度的改变量用 △T 表示， 则 △T = T 终－ T 始 同样理解 △n ， △p ， △V 等的意义。

中学化学竞赛试题资源库——热力学A 组（方程式）i ．已知在1×105Pa ，298K 条件下，2mol 氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ 热量，下列热化学方程式正确的是A H 2O （g ）＝H 2（g ）＋1/2O 2（g ） ΔH ＝＋242kJ ·mol －1B 2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2H 2O （l ） ΔH ＝－484kJ ·mol －1C H 2（g ）＋1/2O 2（g ）＝H 2O （g ） ΔH ＝＋242kJ ·mol －1D 2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2H 2O （g ） ΔH ＝＋484kJ ·mol －1ii ．沼气是一种能源，它的主要成分是CH 4。

0.5molCH 4完全燃烧生成CO 2和H 2O 时，放出445kJ 热量，则下列热化学方程式中正确的是A 2CH 4（g ）＋4O 2（g ）＝2CO 2（g ）＋4H 2O （l ） ΔH ＝＋890kJ ·mol －1B CH 4（g ）＋2O 2（g ）＝CO 2（g ）＋2H 2O （l ） ΔH ＝＋890kJ ·mol －1C CH 4（g ）＋4O 2（g ）＝CO 2（g ）＋2H 2O （l ） ΔH ＝－890kJ ·mol －1D 1/2CH 4（g ）＋O 2（g ）＝1/2CO 2（g ）＋H 2O （l ） ΔH ＝－890kJ ·mol －1iii ．据报道，2004年2月17日，宁波市城市天然气利用工厂初步设计通过专家评审。

预计明年5月，宁波市民有望用上比液化气便宜得多的东海天然气。

已知，天然气的主要成分是甲烷，在101kPa 时，一定质量的甲烷完全燃烧生成CO 2和液态H 2O ，放出的热量为QkJ 。

若完全吸收生成的CO 2，需消耗掉8.0moL/L 的NaOH 溶液50mL ，则下列热化学方程式肯定错误的是A CH 4（g ）＋2O 2（g ）＝CO 2（g ）＋2H 2O （g ）；△H ＝－5.0QkJ/molB CH 4（g ）＋2O 2（g ）＝CO 2（g ）＋2H 2O （l ）；△H ＝－5.0QkJ/molC CH 4（g ）＋2O 2（g ）＝CO 2（g ）＋2H 2O （l ）；△H ＝－3.0QkJ/molD CH 4（g ）＋2O 2（g ）＝CO 2（g ）＋2H 2O （g ）；△H ＝－2.4QkJ/moliv ．25℃、101kPa 下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ/mol 、285.8kJ/mol 、890.3kJ/mol 、2800kJ/mol ，则下列热化学方程式正确的是A C(s)＋1/2O 2(g)＝CO(g)；△H ＝－393.5kJ/molB 2H 2(g)＋O 2(g)＝2H 2O(g)；△H ＝＋571.6kJ/molC CH 4(g)＋2O 2(g)＝CO 2(g)＋2H 2O(g)；△H ＝－890.3kJ/mol D 1/2C 6H 12O 6(s)＋3O 2(g)＝3CO 2(g)＋3H 2O(l)；△H ＝－1400kJ/mol v ．25℃、101kPa 下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5kJ/mol 、285.8kJ/mol 、890.3kJ/mol 、2800kJ/mol 。