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第一章化学反应热教学内容1．系统、环境等基本概念； 2. 热力学第一定律； 3. 化学反应的热效应。
教学要求掌握系统、环境、功、热（恒容反应热和恒压反应热）、状态函数、标准态、标准生成焓、反应进度等概念；熟悉热力学第一定律；掌握化学反应标准焓变的计算方法。
知识点与考核点1．系统（体系）被划定的研究对象。
化学反应系统是由大量微观粒子（分子、原子和离子等）组成的宏观集合体。
2．环境（外界）系统以外与之密切相关的部分。
系统和环境的划分具有一定的人为性，划分的原则是使研究问题比较方便。
系统又可以分为敞开系统（系统与环境之间既有物质交换，又有能量交换）；封闭体系（系统与环境之间没有．．能量交换）；．．物质交换，只有孤立系统（体系与环境之间没有物质交换，也没有能量交换）系统与环境之间具有边界，这一边界可以是实际的相界面，也可以是人为的边界，目的是确定研究对象的空间范围。
3．相系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分。
在同一个系统中，同一个相可以是连续的，也可以是不连续的。
例如油水混合物中，有时水是连续相，有时油是连续相。
4．状态函数状态是系统宏观性质（T、p、V、U等）的综合表现，系统的状态是通过这些宏观性质描述的，这些宏观性质又称为系统的状态函数。
状态函数的特点：①状态函数之间往往相互制约（例如理想气体状态方程式中p、V、n、T之间互为函数关系）；②其变化量只与系统的始、末态有关，与变化的途径无关。
5*．过程系统状态的变化（例如：等容过程、等压过程、等温可逆过程等）6*．途径完成某过程的路径。
若系统的始、末态相同，而途径不同时，状态函数的变量是相同的。
7*．容量性质这种性质的数值与系统中的物质的量成正比，具有加合性，例如m（质量）V、U、G等。
8*．强度性质这种性质的数值与系统中的物质的量无关，不具有加合性，例如T、 （密度）、p（压强）等。
9．功（W）温差以外的强度性质引起的能量交换形式 [Ｗ＝Ｗ体+Ｗ有]。
第一章化学反应的基本规律1在下列哪种情况时，真实气体的性质与理想气体相近？(A)低温和高压(B) 高温和低压(C) 低温和低压(D) 高温和高压2对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是：(A) ∆r G m︒越负，反应速率越快(B) ∆r S m︒越正，反应速率越快(C) ∆r H m︒越负，反应速率越快(D) 活化能越小，反应速率越快3在什么条件下CO2在水中的溶解度最大？(A)高压和低温(B) 高压和高温(C) 低压和低温(D) 低压和高温 (E) 往溶液中加HCl1–4 当KNO3是按下式溶解于一烧杯水中时：KNO3→K+ + NO3-∆r H m︒ = 3.55 kJ⋅mol-1其结果是：(A) 离子比KNO3分子具有的能量少(B) 水变暖(C) 1摩尔KNO3电离时将放出3.55千焦热量(D) 烧杯变冷(E) 烧杯的温度保持不变5 下述诸平衡反应中，如反应物和生成物都是气体，增加压力时，不受影响的反应是：(A) N2 +3H2⇔2NH3(B) 2CO + O2⇔2CO2(C) 2H2 + O2⇔2H2O (D) N2 + O2⇔ 2NO(E) 2NO2⇔N2O46反应A + B ⇔C + D为放热反应，若温度升高10℃，其结果是：(A) 对反应没有影响(B) 使平衡常数增大一倍(C) 不改变反应速率(D) 使平衡常数减少7下列关于熵的叙述中，正确的是：(A) 298K时，纯物质的S m︒ = 0 (B) 一切单质的S m︒ = 0(C) 对孤立体系而言，∆r S m︒ > 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，熵变增大。
8 从化学动力学看，一个零级反应，其反应速率应该：(A)与反应物浓度呈反比(B)随反应物浓度的平方根呈正比(C)随反应物浓度的平方呈正比(D)与反应物浓度呈正比(E) 不受反应物浓度的影响9任何一个化学变化，影响平衡常数数值的因素是：(A) 反应产物的浓度(B) 催化剂(C) 反应物的浓度(D) 体积(E) 温度10在绝对零度时，所有元素的标准熵为：(A)0 (B) 约10焦耳/摩尔·度(C) 1焦耳/摩尔·度(D) 正值(E) 负值11有两个平行反应A → B和A → C，如果要提高B的产率，降低C的产率，最好的办法是：(A) 增加A的浓度(B) 增加C的浓度(C) 控制反应温度(D) 选择某种催化剂12能量守恒定律作为对化学反应的应用，是包含在下面哪位科学家所发现的原理的阐述中？(A) 卡诺(Carnot) (B) 盖斯(Hess) (C) 勒夏特列(Le Chatelier)(D) 奥斯特瓦尔特(Ostwald) (E) 傅里叶(Fourier)13反应A2(g) + 2B2(g) ⇔2AB2(g)的∆r H m︒ > 0，采用下述的哪种方法可以使平衡移向左边？(A) 降低压力和温度(B) 增加压力和温度(C) 降低压力，增加温度(D) 增加压力，降低温度(E) 加入较多的A2气体14阿仑尼乌斯公式适用于：(A) 一切复杂反应(B) 发生在气相中的复杂反应(C) 计算化学反应的∆r H m︒(D) 具有明确反应级数和速率常数的所有反应15下列各热力学函数中，哪一个为零：：(A) ∆f G m︒(I2, g. 298 K) (B) ∆f H m︒(Br2, l. 298 K)(C) S m︒(H2, g. 298 K) (D) ∆f G m︒(O3, g. 298 K) (E) ∆f H m︒(CO2, g. 298 K)16 在298K，反应H2(g) + 1/2O2(g) == H2O(l)的Q p与Q v之差是：(A) -3.7 kJ⋅mol-1(B) 3.7 kJ⋅mol-1(C) 1.2 kJ⋅mol-1(D) -1.2 kJ⋅mol-117某化学反应A(g) + 2B(s) → 2C(g)的∆r H m︒ < 0，则下列判断正确的是：(A) 仅在常温下，反应可以自发进行(B) 仅在高温下，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18反应2HCl(g) → Cl2(g) + H2(g)的∆r H m︒ = 184.9 kJ⋅mol-1，这意味着：(A) 该反应为吸热反应(B) HCl(g)的∆f H m︒为负值(C) 该反应体系是均相体系(D) 上述三种说法均正确19 298K时，1/2∆f G m︒(CCl4(g)) > 2∆f G m︒(HCl(g)) > 1/2∆f G m︒(SiCl4(g)) > 1/2∆f G m︒(TiCl4(g)) >∆f G m︒(MgCl2(s))，且反应H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)的∆r S m︒ > 0，下列反应中，哪一个可在高温下进行？(1) TiCl4(g) + C(s) → Ti(s) + CCl4(g) (2) TiCl4(g) + 2Mg(s) → Ti(s) + 2MgCl2(s)(3) SiCl4(g) + 2H2(g) → Si(s) + 4HCl(g) (4) 2MgCl2(s) + C(s) → 2Mg(s) + CCl4(g)(A) (1)、(2)、(3)、(4) (B) (2)、(3)、(4)(C) (2)、(3) (D) (3)、(4)20关于催化剂的说法正确的是：(A) 不能改变反应的∆r G m、∆r H m、∆r U m、∆r S m(B) 不能改变反应的∆r G m，但能改变反应的∆r U m、∆r H m、∆r S m(C) 不能改变反应的∆r G m、∆r H m，但能改变反应的∆r U m、∆r S m(D) 不能改变反应的∆r G m、∆r H m、∆r U m，但能改变反应的∆r S m21二级反应速率常数的量纲是：(A) s-1(B) mol⋅dm-3⋅s-1(C) mol-1⋅dm-3⋅s-1(D) mol-1⋅dm3⋅s-122如果系统经过一系列变化，最后又回到起始状态，则下列关系式均能成立的是：(A) Q = 0；W = 0；∆U = 0；∆H = 0 (B) Q≠ 0；W≠ 0；∆U = 0；∆H = Q(C) ∆U = 0；∆H = 0；∆G = 0；∆S = 0 (D) Q≠W；∆U = Q-W；∆H = 023若下列反应都在298 K下进行，则反应的∆r H m︒与生成物的∆f H m︒相等的反应是：(A) 1/2H2(g) + 1/2I2(g) → HI(g) (B) H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)(C) H2(g) + 1/2O(g) → H2O(g) (D) C(金刚石) + O2(g) → CO2(g)(E) HCl(g) + NH3(g) → NH4Cl(s)24 下列关于活化能的叙述中，不正确的是：(A) 不同的反应具有不同的活化能(B) 同一反应的活化能愈大，其反应速率愈大(C) 反应的活化能可以通过实验方法测得(D) 一般认为，活化能不随温度变化25已知反应H2(g) + Br2(g) ⇔2HBr(g)的标准平衡常数K1︒= 4.0⨯10-2，则同温下反应1/2H2(g) + 1/2Br2(g) ⇔HBr(g)的K2︒为：(A) (4.0⨯10-2)-1(B) 2.0⨯10-1(C) 4.0⨯10-2(D) (4.0⨯10-2)-1/226反应A + B ⇔C + D的∆r H m︒ < 0，当升高温时，将导致：(A) k正和k逆都增加(B) k正和k逆都减小(C) k正减小，k逆增加(D) k正增大，k逆减小(E) k正和k逆的变化无法确定27反应CaCO3(s) ⇔CaO(s) + CO2(g)的∆r H m︒ = 178 kJ⋅mol-1，∆r S m︒ = 161 J⋅mol-1⋅K-1，则CaCO3(s)开始分解的温度是：(A) 900 K (B) 500 K (C) 800 K (D) 1106 K28已知反应3O2(g) → 2O3(g)的∆r H m︒ = -288.7 kJ⋅mol-1。
普通化学第一章 习题答案1. 答案（1-）（2-）（3+）（4-）2. 答案（1c ）（2d ）（3a ）（4d ）（5abd ）（6ad ）（7d ）（8d ）3. 答案（1）燃烧前后系统的温度（2）水的质量和比热（3）弹式量热计热容4..答案：根据已知条件列式 K C g K g J g molg mol J b )35.29659.298](120918.4[5.0122100032261111-+⨯⋅⋅-=⨯⋅⋅⨯----- C b =849J.mol -15.答案：获得的肌肉活动的能量=kJ mol kJ mol g g8.17%3028201808.311=⨯⋅⨯⋅--6. 答案：设计一个循环 3× )(2)(32s Fe s O Fe →×3→)(243s O Fe )(3s FeO ×2（-58.6）+2(38.1)+6p q =3(-27.6) 17.166)1.38(2)6.58()6.27(3-⋅-=----=mol kJ q p7.答案：由已知可知 ΔH=39.2 kJ.mol -1 ΔH=ΔU+Δ（PV ）=ΔU+P ΔVw ‘=-P ΔV= -1×R ×T = -8.314×351J = -2.9kJ ΔU=ΔH-P ΔV=39.2-2.9=36.3kJ8.下列以应（或过程）的q p 与q v 有区别吗？ 简单说明。
（1）2.00mol NH 4HS 的分解NH 4HS(s) NH 3(g)＋H 2S(g) （2）生成1.00mol 的HCl H 2(g)＋Cl 2(g) 2HCl(g) （3）5.00 mol CO 2(s)（干冰）的升华CO 2(s)CO 2(g) （4）沉淀出2.00mol AgCl(s) AgNO 3(aq)＋NaCl(aq) AgCl(s)＋NaNO 3(aq)9.答案：ΔU-ΔH= -Δ（PV ）=-Δn g RT (Δn g 为反应发生变化时气体物质的量的变化) (1)ΔU-ΔH=-2×(2-0)×8.314×298.15/1000= - 9.9kJ(2)ΔU-ΔH=-2×(2-2)×R ×T= 0(3)ΔU-ΔH=-5×(1-0)×8.314×(273.15-78)/1000= -8.11kJ (4)ΔU-ΔH=-2×(0-0)×R ×T= 010.（1）4NH 3(g)+3O 2(g) = 2N 2(g) +6H 2O(l) 答案 -1530.5kJ.mol -1（2）C 2H 2(g) + H 2(g) = C 2H 4(g) 答案 -174.47kJ.mol -1 （3）NH 3(g) +稀盐酸 答案 -86.32kJ.mol -1 写出离子反应式。
普通化学第一章（化学热力学基础）模拟试题1．填空题（1）物理量Q（热量）、T（热力学温度）、V（系统体积）、W（功），其中属于状态函数的是；与过程有关的量是。
（2）QV = △U 的应用条件是；；。
（3）在封闭体系中，公式△H = QP的适用条件是。
（4）已知CO2（g）的△fHmθ（298.15K）= －394 kJ／mol，CO2（g）= C（石墨）+O2（g）反应的△fHm（298.15K）为kJ／mol（5）已知反应C（石墨）+ O2（g）= CO2（g），△rHmθ（298.15 K）=－394 kJ·mol和C（金刚石）＋O2（g）= CO2 (g)，△rHmθ（298.15 K）= －396 kJ·mol问金刚石的△fHmθ（298.15 K）= kJ／mol。
（6）纯物质完美晶体，在时熵值为零。
（7）液态苯气化为气态苯的过程△rS 值，气体在催化剂上吸附过程△rS值。
（8）某放热反应的 B v＞0，则在升高温度（p不变）时化学平衡的移动方向为；在增大压力（T不变）时平衡移动方向；加入隋性气体（T，p 不变）时平衡移动方向是。
（9）两个体积相同、温度相等的球形容器中，装有同一种气体，当连接两容器的活塞打开时，△S值。
（10）理想气体的吉布斯函数（G ）在向真空膨胀时。
（11）在恒温恒压下，化学反应的△rHm －T△rSm > 0，则反应。
（12）熵减小的反应在低温下可自动进行，此反应的△rHm 。
（13）在等温等压条件下，某反应的Kθ=1，则△rGmθ的值为。
（14）在等温下，若化学平衡发生移动，其平衡常数。
（15）温度T时，在抽空的容器中发生下面的分解反应：NH4HS(s) NH3(g) +H2S(g)，测得此平衡体系的总压力为p，则平衡常数Kθ的表达式为。
（16）在恒温恒压下，化学反应的△rHm= T△rSm，则化学反应。
2．选择题（1）内能是体系的状态函数，若某一体系从一始态出发经过一循环过程又回到始态，则体系内能的增量是（）。
第1章热化学与能源一、判断题：1、热的物体比冷的物体含有更多的热量。
（×）2、热是一种传递中的能量。
（√）3、同一体系同一状态可能有多个热力学能。
（×）4、体系的焓值等于恒压反应热。
（×）5、最稳定单质的焓值等于零。
（×）6、由于3分解是吸热的，所以它的标准摩尔生成焓为负值。
（×）7、体系的焓等于体系的热量（×）8、实验测定得到的反应热数据都是恒压反应热。
（×）二、计算题：1、某汽缸中有气体1.20L，在97.3 下气体从环境中吸收了800J的热量后，在恒压下体积膨胀到1.50L，试计算系统的内能变化ΔU。
ΔU = q + w = q – pΔV= 800 – 97.3×103 ×(1.50 - 1.20) 10-3= 770 J2、根据Δ f Θ的值，计算下列反应的ΔΘ(298K ) 是多少：（1）43（g）+ 3 O2（g） = 2N2（g） + 6 H2O（g）；43（g）+ 3 O2 = 2N2 + 6 H2O（g）Δ f Θ/ ·1 - 46.11 0 0 - 241.818Δr Θ= 6×(- 241.818)- 4×(- 46.11) = -1266 ·1（2）4(g) + H2O（g） = （g） + 3 H2（g）。
Δr Θ= 206 ·1第2章化学反应的基本原理一、判断题：1、放热反应均是自发反应。
（×）2、ΔS为负值的反应均不能自发进行。
（×）3、冰在室温下自动融化成水，是熵增加起了主要作用。
（√）4、因为Θ=Θ，所以温度升高，平衡常数减小。
（×）5、质量作用定律适用于任何化学反应。
（×）6、反应速率常数取决于反应温度，与反应物浓度无关。
（√）7、反应活化能越大，反应速率也越大。
（×）二、选择题：1、下列物质 f Θ在室温下不等于零的是（D）A、（s）B、C（石墨）C、（g）D、（l）2、反应（g）（g） 1/2N 2（g）2（g），H＜0，有利于使和取得最高转化率的条件是（A）A、低温高压B、高温高压C、低温低压D、高温低压3、某反应A + B C的10-10，这意味着（D）A、正方向的反应不可能进行，物质C不能存在，B、反应向逆方向进行，物质C 不存在，C、它是可逆反应，两个方向的机会相等，物质C大量存在，D、正方向的反应能进行，但程度小，物质C存在，但量很少；4、已知反应3H2（g）+ N2（g） 23（g）的平衡常数为K，则在相同条件下反应3（g） 3/2H2（g）+ 1/2N2（g）的平衡常数K1为（D）A、1B、11C、12D、（11）2；5、某基元反应2A（g）+ B（g）= C（g），将2 A（g）和1 B（g）放在1L容器中混合，问A和B开始反应的速率是A、B都消耗一半时速率的几倍（C）A、0.25B、4C、8D、相等6、对于一个化学反应，下列说法中正确的是（B）A、H越负，反应速率越快B、活化能越小，反应速率越快C、活化能越大反应速率越快D、S越负，反应速率越快7、对某一可逆反应采用某种催化剂以增大正反应生成物的产量，这种催化剂具有下列哪一性质（）A、能增大正反应速率；B、同等程度地催化正逆反应，从而缩短达到平衡的时间；C、能使平衡常数发生改变，从而使正反应速率加快；D、使正反应活化能降低，从而使正反应速率加快。
一、选择题1．Na 2Sx 在碱性条件下可被NaClO 氧化为Na 2SO 4，而NaClO 被还原为NaCl ，若反应中Na 2S x 与NaClO 的个数比为1：16，则x 值为 A ．2 B ．3C ．4D ．5答案：D 【详解】S 元素化合价反应前为-2x ，反应后为+6价，化合价升高，1 mol Na 2Sx 失去电子x×(6+2x) mol=(6x+2) mol ，Cl 元素化合价反应前为+1价，反应后为-1价，化合价降低2价，1 mol NaClO 得到电子2 mol ，反应中Na 2S x 与NaClO 的个数比为1：16，根据氧化还原反应中电子得失守恒可得6x+2=2×16，解得x=5，故合理选项是D 。
2．下列说法中，正确的是( )A ．液态HCl 、固态NaCl 均不导电，所以HCl 、NaCl 均是非电解质B ．NH 3、CO 2的水溶液均能导电，所以NH 3、CO 2均是电解质C ．蔗糖、酒精在水溶液里或熔融状态时均不导电，所以它们是非电解质D ．铜、石墨均导电，所以它们是电解质 答案：C 【详解】A ．液态HCl 溶于水后能够导电，固态NaCl 在溶于水和熔融状态下都能够导电，故两者均为电解质，A 错误；B ．NH 3、CO 2的水溶液均能导电并不是它们本身电离出了离子，而是NH 3、CO 2与水反应生成的一水合氨、碳酸电离出离子，NH 3、CO 2是非电解质，B 错误；C ．蔗糖、酒精在水溶液中和熔融状态时均不导电，且它们都属于化合物，所以它们是非电解质，C 正确；D ．铜、石墨均导电，但它们都是单质，所以它们既不是电解质，也不是非电解质，D 错误； 答案选C 。
3．做实验时不小心粘了一些高锰酸钾，皮肤上的斑很久才能消除，如果用草酸的稀溶液洗涤马上可以复原，其离子方程式为：MnO 4-+C 2O 24-+H +→CO 2↑+Mn 2++□，关于此反应的叙述正确的是A ．该反应的氧化剂是C 2O 24-B ．该反应右边方框内的产物是OH -C ．该反应中生成1molCO 2电子转移总数是5N AD ．配平该反应式后，H +的系数是16 答案：D 【详解】A ．该反应中，锰元素化合价由+7价变为+2价，所以高锰酸根离子作氧化剂，A 项错误；B ．根据元素守恒、电荷守恒可知，该反应右边方框内的产物是H 2O ，B 项错误；C ．配平该反应可得：2MnO 4- +5C 224O -+16H +=10CO 2↑+2Mn 2++8H 2O ，转移电子总数是10e -，C 项错误；D ．配平该反应可得：2MnO 4- +5C 224O -+16H +=10CO 2↑+2Mn 2++8H 2O ，所以氢离子系数是16，D 项正确； 答案选D 。
专题一化学，就是研究物质化学运动和变化规律的科学，亦即研究那些具有一定质量、占有一定空间的实物的组成、结构、性质和变化规律，以及伴随这些变化过程的能量关系的科学。
物质有4种不同的物理聚集状态，即气态、液态、固态和等离子态。
气体的基本特征是其具有无限的可膨胀性、无限的掺合性和外界条件（温度、压力）对其体积影响的敏感性。
理想气体状态方程对含有物质的量为ｎ的理想气体，在密闭的容器中其体积（V ）、压力（p ）和热力学温度（T ）之间服从以下关系式： PV = nRT此式称为理想气体状态方程。
式中R 叫做摩尔气体常数，其值等于1 mol 任何理想气体的pV/T 值，其数值可根据阿伏加德罗定律来求得。
R ＝•mol -1·K -1 。
在使用理想气体状态方程时，要注意各物理量的量纲与R 数值及其单位的一致，即R ＝•mol -1·K -1时，式中n 、p 、V 、T 等物理量只能用它们的基本单位mol 、Pa 、m 3和K 。
理想气体状态方程可表示为另外一些形式，如：RT M m pV = 或RTM p =ρ 二、混合气体分压定律（道尔顿分压定律、阿马格分容定律）在恒温下，把混合气体分离成各个单独组分，并使其与混合气体具有相同的压力，此时该组分气体所占有的体积称为该组分的分体积。
ni n V i V i x )()()(== ∑=)()(i V i V 气—液平衡在临界温度以下，气体转化为液体，但分子的热运动并未停止，处于液体表面的少数分子能克服分子间力，重新飞逸出液面变成气体，此过程称为液体的蒸发（或气化）。
如果把液体放置于密闭的容器中，蒸气分子则不致逃走，已形成的蒸气分子又可能重新撞到液面上而凝聚为液态。
蒸发与凝聚两个过程同时进行，但开始时前者居优势，所以气相中分子逐渐增多，随后分子返回液相的机会增大，到了一定程度，单位时间内分子的出入数目相等，此时两个过程达到平衡： 气体凝聚蒸发液体，此时，液体的蒸发和气体的凝聚似乎已经停止，但实际上这两个过程仍在不断进行，只是它们的速度相等而已，因此，这是一种动态平衡。
普通化学（新教材）习题参考答案第一章 化学反应的基本规律 (习题P50-52） 16解（1） H 2O( l ) == H 2O(g)∆f H θm / kJ ⋅mol -1-285.83 -241.82 S θm / J ⋅mol -1⋅k-1 69.91 188.83 ∆r H θm (298k) = [-241.82-(-285.83) ] kJ ⋅mol -1 = 44.01 kJ ⋅mol -1 ∆r S θm (298k) = (188.83-69.91) J ⋅mol -1⋅k-1 = 118.92 J ⋅mol -1⋅k -1( 2 ) ∵是等温等压变化∴ Q p = ∆r H θm (298k) ⨯ N = 44.01 kJ ⋅mol -1⨯ 2mol = 88.02 kJW = -P ⋅∆V = -nRT = -2 ⨯ 8.315 J ⋅k -1⋅mol -1 ⨯ 298k = -4955.7 J = -4.956 kJ (或 -4.96kJ )∴ ∆U = Q p + W = 88.02 kJ - 4.96kJ = 83.06 kJ17解（1） N 2 （g ）+ 2O 2 （g ） == 2 NO 2 (g)∆f H θm / kJ ⋅mol -10 0 33.2 S θm / J ⋅mol -1⋅k -1 191.6 205.14 240.1 ∴ ∆r H θm (298k) = 33.2 kJ ⋅mol-1 ⨯ 2 = 66.4 kJ ⋅mol -1 ∆r S θm (298k) = ( 240.1 J ⋅mol -1⋅k -1 ) ⨯ 2 -(205.14 J ⋅mol -1⋅k -1 ) ⨯ 2 - 191.6 J ⋅mol -1⋅k -1= - 121.68 J ⋅mol -1⋅k -1(2) 3 Fe(s) + 4H 2O (l) == Fe 3O 4 (s ) + 4 H 2 (g)∆f H θm / kJ ⋅mol -10 -285.83 -1118.4 0 S θm / J ⋅mol -1⋅k -1 27.3 69.91 146.4 130.68 ∴∆r H θm (298k) = [-1118.4 - (-285.83 ⨯ 4 ) ] kJ ⋅mol -1 = 24.92 kJ ⋅mol -1 ∆r S θm (298k) = [(130.68 ⨯ 4 + 146.4 ) - (27.3 ⨯ 3 + 69.91 ⨯ 4 )] J ⋅mol -1⋅k -118. 解： 2Fe 2O 3 (s) + 3C (s ,石墨) == 4 Fe (s) + 3 CO 2 (g)∆f H θm(298k)/ kJ ⋅mol -1- 824.2 S θm (298k)/ J ⋅mol -1⋅k -1 87.4 5.74 27.3 ∆f G θm(298k)/ kJ ⋅mol -1 -742.2 ∵ ∆r G θm = ∆r H θm - T • ∆r S θm∴ 301.32 kJ ⋅mol -1 = 467.87 kJ ⋅mol -1 - 298 k •∆r S θm∴∆r S θm = 558.89 J ⋅mol -1⋅k-1 ∴ ∆r S θm = 3 S θm ( CO 2(g) 298k) + 27.3 J ⋅mol -1⋅k -1⨯ 4 -87.4 J ⋅mol -1⋅k -1⨯ 2 - 5.74 J ⋅mol -1⋅k -1⨯ 3 ∴S θm ( CO 2(g) 298k) = 1/3 (558.89 +192.02 - 109.2 ) J ⋅mol -1⋅k -1 = 213.90 J ⋅mol -1⋅k -1∆f H θm (298k, C (s ,石墨))=0 ∆f G θm (298k, C (s ,石墨))=0∆f H θm （298k, Fe (s)）=0 ∆f G θm （298k, Fe (s)）=0∆r H θm =3∆f H θm (298k, CO 2(g) ) -2∆f H θm (298k, Fe 2O 3 (s) )⇒ 467.87 kJ ⋅mol -1 =3∆f H θm (298k, CO 2(g) ) -2 ⨯ (- 824.2 kJ ⋅mol -1) ∴ ∆f H θm (298k, CO 2(g) ) = 1/3 (467.87-1648.4) kJ ⋅mol -1 = -393.51 kJ ⋅mol-1 同理 ∆r G θm =3∆f G θm (298k, CO 2(g) ) -2∆f G θm (298k, Fe 2O 3 (s) )⇒ 301.32 kJ ⋅mol -1 = 3∆f G θm (298k, CO 2(g) ) -2 ⨯ (-742.2 kJ ⋅mol -1 ) ∴ ∆f G θm (298k, CO 2(g) ) = 1/3 (301.32 - 1484.4 ) kJ ⋅mol-1 = -394.36 kJ ⋅mol -119.解 6CO 2(g) + 6H 2O （l ） == C 6H 12O 6 (s) + 6O 2（g ）∆f G θm (298k)/ kJ ⋅mol -1 -394.36 -237.18 902.9 0∴ ∆r G θm (298k) = [ 902.9 - (-237.18 ⨯ 6 ) - (-394.36 ⨯ 6 ) ] kJ ⋅mol -1 = 4692.14 kJ ⋅mol-1 >020．解(1) 4NH 3(g ) + 5O 2(g ) == 4NO (g ) + 6H 2O (l )∆f G θm(298k ) /kJ ⋅mol -1-16.4 0 86.57 -237.18 ∴∆r G θm (298k ) =[ (-237.18) ⨯6 + 86.57⨯ 4 - (-16.4) ⨯4 ] kJ ⋅mol -1 = -1011.2 kJ ⋅mol -1<0∴ 此反应能自发进行。
(2) 2SO 3(g ) == 2SO 2(g ) + O 2(g )∆f G θm (298k ) / kJ ⋅mol -1 -371.1 -300.19 0∴∆r G θm (298k) = [(-300.19) ⨯2 - (-371.1) ⨯ 2] kJ ⋅mol -1= 141.82 kJ ⋅mol -1 > 0∴ 此反应不能自发进行。
21．解 （1） MgCO 3(s ) == MgO (s ) + CO 2(g )∆f H θm (298k)/ kJ ⋅mol-1-1111.88 -601.6 -393.51 S θm (298k)/ J ⋅mol -1⋅k -165.6 27.0 213.8 ∆f G θm (298k ) / kJ ⋅mol -1 -1028.28 -569.3 -394.36 ∴ ∆r H θm (298k) = [ -601.6 + (-393.51) - (-1111.88)] = 116.77 kJ ⋅mol -1∆r S θm (298k) = [ 213.8+ 27.0 - 65.6] = 175.2 J ⋅mol -1⋅k -1∆r G θm (298K ) = [ (-394.36) +(-569.3)-(-1028.28)] = 64.62 kJ ⋅mol -1(2) ∆r G θm (1123K ) = ∆r H θm (298k)-T ⋅ ∆r S θm (298k) = 116.77 kJ ⋅mol -1 - 1123k ⨯175.2 J ⋅mol -1⋅k-1= 116.77 kJ ⋅mol -1 -196.75 kJ ⋅mol -1 = -79.98 kJ ⋅mol -1又 ∵ RT ln K θ(1123k )= - ∆r G θm (1123k )∴ 8.315 J ⋅mol -1⋅k -1⨯1123 k ⋅ln K θ(1123k ) = -(-79.98) kJ ⋅mol -1∴ K θ(1123k ) = 5.25 ⨯ 103(3) ∵ 刚刚分解时 ∆r G θm (T) =∆r H θm (298k)-T ⋅ ∆r S θm (298k) =0∴ 分解温度T 可求: k kmol J mol kJ k S k H T m r m r 5.6662.17577.116)298()298(111=⋅⋅⋅=∆∆≈---θθ∴ 分解最低温度为666.5 k22.解法一: K θ (298k)=5.0 ⨯ 1016∴∆r G θm (298k ) = -RT ln K θ(298k )= -8.315 J ⋅mol -1⋅k -1⨯298k ⋅ln(5.0 ⨯ 1016) = -95.26 kJ ⋅mol -1∵∆r G θm (298k) = ∆r H θm (298k)-298k ⋅ ∆r S θm (298k)∴-95.26 kJ ⋅mol -1 = -92.31 kJ ⋅mol -1-298k ⋅∆r S θm (298k)∴∆r S θm (298k) =9.90 J ⋅mol -1⋅k-1 ∴∆r G θm (500k) = ∆r H θm (298k)-500k ⋅ ∆r S θm (298k)= -92.31 kJ ⋅mol -1-500k ⨯9.90 J ⋅mol -1⋅k -1= -97.26 kJ ⋅mol -1而 ∆r G θm (500k) = -RT ln K θ(500k )= -8.315 J ⋅mol -1⋅k -1⨯ 500k ⋅ln K θ(500k )∴ ln K θ(500k )= - RT k G m r )500(θ∆ = )500(315.81026.971113k k mol J mol J ⋅⋅⋅⋅⨯---= 23.40 ∴ K θ(500k ) = 1.45 ⨯ 1010 解法二：∵ ln )298()500(k K k K θθ = ()298(⋅∆-R k H m r θ5001)2981-=(315.8)1031.92(1113⨯⋅⋅⋅⨯-----k mol J mol J k )298500202⨯-= -15.05 ∴ )298()500(k K k K θθ = 2.9 ⨯ 10-7∴ K θ(500k ) =2.9 ⨯ 10-7 ⨯ K θ(298k ) = 2.9 ⨯ 10-7 ⨯ ( 5.0 ⨯ 1016 ) = 1.45 ⨯ 101023.解： N 2(g ) + 3H 2(g ) == 2NH 3(g )∆f H θm (298k)/ kJ ⋅mol -10 0 -45.9 S θm (298k)/ J ⋅mol -1⋅k -1 191.6 130.68 192.8∴ ∆r H θm (298k) = 2⨯(-45.9) kJ ⋅mol -1 = -91.8 kJ ⋅mol -1S θm (298k) = (2⨯192.8 -191.6 -3⨯130.68 ) J ⋅mol -1⋅k -1= -198.04 J ⋅mol -1⋅k -1∆r G θm (T) = ∆r H θm (298k) -T ⋅ ∆r S θm (298k) =0= -91.8 kJ ⋅mol -1 -T ⋅ (-198.04 J ⋅mol -1⋅k -1 ) =0∴ T = 111304.198108.91---⋅⋅-⋅⨯-k mol J mol J = 463.5 k∴ T>463.5 k 时 反应能自发进行。
