第6章化学热力学

《物理化学》期末复习

第一章热力学第一定律及其应用

第二章热力学第二定律

第三章多组分系统热力学

第四章相平衡

第五章化学平衡

第六章电化学

第七章表面现象

第八章胶体分散系统

第一章热力学第一定律及其应用

（一）有关状态函数的概念

第一章中提到的状态函数有：

第二章中提到的状态函数有：

1、若物系为1 mol 的物质，则下列各组哪一组所包含的量皆属状态函数？（ ）

A、U、Qp、Cp、C B、QV、H、CV、S

C、△U、△H、Qp、QV D、U、H、Cp、G

2、若物系为1 mol 的物质，则下列各组哪一组所包含的量皆属状态函数？（ ）

A、U、Qp、Cp、C B、QV、H、CV、C

C、U、H、Cp、CV D、△U、△H、Qp、QV

3、下列各量中，（ ）是为零。

A、ΔfHm（C，金刚石，298.15K，pθ）

B、ΔfHm（H2O，l，298.15K，pθ）

C、ΔfHm（N2，g，298.15K，pθ）

D、ΔfHm（N2，g，350K，pθ）

4、下列各量中，（ ）是为零。

A、ΔfHm（C，石墨，298.15K，pθ）

B、ΔfHm（H2O，l，298.15K，pθ）

C、ΔfHm（I2，g，298.15K，pθ）

D、ΔfHm（N2，g，273.15K，pθ）

5、热力学第一定律△U=Q+W的形式表达式时,其条件是( ) A.任意系统工程 B.隔离系统

C.封闭系统 D.敞开系统

6..下列反应中，反应的标准摩尔焓变等于生成物的标准摩尔生成焓的是（ ）。

A、 CO2(g) + CaO(s) → CaCO3 (s)

B、 21H2(g) + 21 I2(g) → HI(g)

第 1 页 共 27 页 物理化学习题

第一章 热力学第一定律

一、问答题

1. 什么是系统？什么是环境？

2. 什么是状态函数？

3. 什么是等压过程？

4. 什么是热力学能？

5. 什么是热力学第一定律？

6. 什么是体积功

7. 可逆过程有哪些特点？

8. 什么是理想气体？

9. 什么是标准摩尔生成焓？

10. 夏天为了降温，采取将室内电冰箱门打开，接通电源并紧闭门窗（设墙壁门窗均不传热）。

该方法能否使室内温度下降？为什么？

二、判断题（正确打√，错误打×）

1. 由于p和V都是状态函数，则pV也是状态函数。 （ ）

2. 状态函数改变后，状态一定改变。 （ ）

3. 孤立系统内发生的一切变化过程，其

UΔ必定为零。 （ ）

4. 温度越高，Q值越大。 （ ）

5. 等压过程是指系统在变化过程中系统的压力等于环境的压力。 （ ）

6. 不做非体积功是指系统的始态和终态的体积相同。 （ ）

7. 在标准状态下，最稳定单质的焓值等于零。 （ ）

8. O

2（g）的标准摩尔燃烧焓等于零。 （ ）

9. H

2O（l）的标准摩尔燃烧焓等于零。 （ ）

10. H

2和O

2在绝热钢瓶中发生反应的U△等于零。 （ ）

第 2 页 共 27 页 三、选择题（选1个答案）

1. 是状态函数。 （ ）

A．G B．U △ C．W D．Q

2. 不是状态函数。 （ ）

A．H B．U C．S D．G△

3. 具有广度性质。 （ ）

A．T B、U C．P D．ρ（密度）

4. 具有强度性质。 （ ）

A．S B．V C．G D．η（粘度）

5. 的标准摩尔生成焓等于零。 （ ）

A．C（石墨） B．C（金刚石） C．CO

2 D．CO

6. 的标准摩尔燃烧焓等于零。 （ ）

A．C（石墨） B．C（金刚石） C．CO

2 D．CO

7. 理想气体在外压为101.325kPa下的等温膨胀，该过程的 。 （ ）

A．Q>0 B．Q<0 C．U△>0 D．U△<0

乐山师范学院 化学与生命科学学院

3

T

T

第二章 热力学第一定律

1.热力学第一定律 热力学第一定律的本质是能量守恒定律，对于封闭系统，其数学表达式为

U Q W 微小过程变化： dU Q W

只作体积功： dU Q pedV

理想气体的内能只是温度的函数。

2. 焓和热容

由于大多数化学反应是在等压下进行的，为了方便，定义 一个新的函数焓：

H U pV

焓是状态函数，是广度性质，具有能量单位，本身没有物理意义，在等压下没有非体积

功的热效应等于焓的改变量。

等容热容： CV

等压热容： Cp QV

dT

Q

 p dT U   V

H   p

对于理想气体： Cp CV nR

3. 理想气体各基本过程中W 、 Q 、 U 、 H 的计算

过程 W Q U H

自由膨胀 0 0 0 0

等温可逆 nRT ln V2

V1 nRT ln V2

V1

0

0

等容可逆

0 T2

T CV dT 1 T2

T CV dT 1 T2

T Cp dT 1

等压可逆  peV Q U W T2

T CV dT 1 T2

T Cp dT 1

T2 T CV dT

1 T2 T2 绝热过程 p2V2 p1V1 0 T CV dT 1 T Cp dT 1

1

多方过程 nR (T T )

1 2 1 Q U W T2

T CV dT 1 T2

T Cp dT 1  乐山师范学院 化学与生命科学学院

4

4. 焦耳-汤姆逊系数

T 1 H     p H

5. 热效应的计算 Cp  p T

42 第六章 化学热力学基础

1、化学热力学的定义、主要内容及意义是什么？

答：化学热力学是指把热力学中最基本的原理用来研究化学现象以及和化学有关的物理现象，应用于化学反应、物质状态的变化和各种物理化学过程。

化学热力学的主要内容是：(1)利用热力学第一定律来计算变化中的热效应问题，即研究化学变化和相变化过程中的能量转化，主要是吸热和放热的规律，应用于生产中的能量或热量衡算，以有助于在生产过程中更合理地利用能量。(2)利用热力学第二定律及其热力学第三定律研究化学变化和相变化的方向与限度，建立化学平衡与相平衡的理论，这些理论是化学反应器设计及精馏、萃取、结晶等工艺单元操作的理论基础，应用于选择工艺路线、设计工艺装置、确定操作条件时。

化学热力学提供科学原理和方法，依据体系的宏观可测性质和热力学函数关系，判断给定条件下物质的稳定性和它们朝某一方向变化的能力，它给出化学反应过程或物理变化过程的热效应，它提供化学反应的深度及结晶、精馏、萃取的限度的计算方法。

2、热力学中的系统与环境各怎样定义？它们之间有何关系？系统与环境之间的能量传递和物质交换存在怎样的关系？

答：系统是指将一部分物质从其余的物质中划分出来作为研究的对象；环境是指系统之外与系统密切相关的部分；

系统与环境是共存的，在系统与环境之间总有一个实际存在的或想象中的界面存在。

系统与环境之间能量传递和物质交换的不同可分为三种情况：

(1) 系统与环境之间既无物质的交换，也无能量的传递，这种系统称为隔离体系；

(2) 系统与环境之间既有物质的交换，又有能量的传递,这种系统称为敞开体系。

(3) 系统与环境之间没有物质的交换，但有能量的传递,这种系统称为封闭体系。

3、状态函数是怎样定义？它具有哪些特性？内能是怎样定义？它的改变取决于什么？

答：由系统的状态所确定的系统的各种热力学性质称为体系的状态函数。它具有下列特性：

(1)状态函数是系统状态的单值函数，状态一经确定，状态函数就有唯一确定的数值，此数值与系统到达此状态前的历史无关。 43 (2)系统的状态发生变化，状态函数的数值随之发生变化，变化的多少仅取决于系统的终态与始态，与所经历的途径无关。无论系统发生多么复杂的变化，只要系统恢复原态，则状态函数必定恢复原值，即状态函数经循环过程，其变化必定为零。