第2章 化学热力学基础
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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S1和S2,则两者关系为( B )
A. S1 = S2 B. S1 < S2 C. S1 >S2 D. S1 ≥ S2
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,()TGp的量值为( B )。
A. <0 B. >0 C. = 0 D. 前述三种情况无法判断
根据p69公式(1-128)(),0,TGVVp所以()0,TGp
12. 下面哪一个关系式是不正确的?( D )
A. ()pGST B. ()TGVp
C. 2()VATUTT D. ()pGTHTT
正确的应该是2()pGTHTT
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不留下其他变化 ,数学表达式为 __ QdST,“>”不可逆,“=”可逆 。
1 第二章 热力学基础概念题
一、填空题
1、一定量的N2气在恒温下增大压力,则其吉布斯自由能变 。(填增大,不变,减小)
2、物理量,,,,,,QWUHVTp属于状态函数的有 ;属于途径函数的有 ;状态函数中属于强度性质的有 ;属于容量性质的有 。
3、对组成不变的均相封闭系统,TSp ;对理想气体TSp 。
4、21lnVWnRTV的适用条件是 ;
1TV常数的适用条件是 ;
pHQ的适用条件是 。
5、1摩尔理想气体经恒温膨胀,恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态,此过程吸热20.0kJ。则U= ,H= ,W= 。
6、体积功的通用计算公式是W= ;在可逆过程中,上式成为W=
;在等压过程中,上式成为W= 。
7、给自行车打气时,把气筒内的空气作为体系,设气筒、橡皮管和轮胎均不导热,则该过程中Q 0,W 0 。
8、273.15K、101.325kPa下,固体冰融化为水,其Q 0,W 0,
U 0,H 0 。
二、选择题
1、水在可逆相变过程中:
(1)0U,0H; (2)0T,0p;
第二章 化学反应的能量和方向
一、内容提要
(一)本章重点
定容、定压化学反应热与化学反应的热力学能\[变\],摩尔焓\[变\]的关系;盖斯定律的应用;用吉布斯自由能判断反应的自发方向;吉布斯-亥姆霍茨方程的应用。
1.热力学基础知识
(1)热力学中常用术语
用热力学的理论和方法研究化学,则产生了化学热力学。化学热力学可以解决化学反应中能量变化问题,同时可以解决化学反应进行的方向和进行的限度等问题。
化学热力学在讨论物质的变化时,着眼于宏观性质的变化,不需涉及物质的微观结构,因此,运用化学热力学方法研究化学问题时,只需知道研究对象的起始状态和最终状态,而无需知道变化过程的机理,即可对许多过程的一般规律加以探讨。
为了便于用热力学的基本原理研究化学反应的能量转化规律,须搞清热力学中的几个常用术语:
a系统和环境b系统的状态函数
c热和功d过程的热① 定容热 Qv ②定压热Qp
(2)热力学第一定律和热力学能
自然界的一切物质都具有能量,能量有各种不同的形式,能够从一种形式转化为另一种形式,在转化的过程中,不生不灭,能量的总值不变。这就是能量守恒和转化定律,此定律应用于具体的热力学系统,就得到热力学第一定律。
若系统和环境之间只有热和功的交换,在封闭系统中,环境对其做功W,系统从环境吸热Q,则系统的能量必有增加。
数学表达式为
ΔU=Q+W
式中U为系统的热力学能。
热力学能又称内能,是系统内部各种形式能量的总和。
(3)定容热与热力学能,定压热与焓变的关系
热不是状态函数,故其不但与过程有关,还与途径有关,但是否系统发生某一过程时,所经历的不同途径中热都不相等呢?
若系统在变化过程中保持体积恒定,此时热称为定容热,用Qv表示。当不做非体积功时,由热力学第一定律可得QV=ΔU-W=ΔU-0=ΔU,它表明系统只做体积功时,定容热等于系统热力学能的改变。虽然热不是状态函数,但在此特定条件下,定容热只与过程有关,而与途径无关。
大学基础化学课后习题解答
《大学基础化学》大学基础化学出版社:化学工业出版社仝克勤,张长水主编
第一章溶液和胶体溶液
第二章化学热力学基础
2-1什么是状态函数?它有什么重要特点?
θθθ2-2什么叫热力学能、焓、熵和自由能?符号H、S、G、H、S、G、fHm、cHm、fGm、
θθθθ、Sm、rSm、rGm各代表什么意义?rHm
2-3什么是自由能判据?其应用条件是什么?
2-4判断下列说法是否正确,并说明理由。
θθθ(1)指定单质的fGm、fHm、Sm皆为零。
θθθ(2)298.15K时,反应O2(g)+S(g)=SO2(g)的rGm、rHm、rSm分别等于SO2(g)的
θθθ、fHm、Sm。fGm
θ(3)rGm<0的反应必能自发进行。
2-5298.15K和标准状态下,HgO在开口容器中加热分解,若吸热22.7kJ可形成Hg(l)
θ50.10g,求该反应的rHm。若在密闭的容器中反应,生成同样量的Hg(l)需吸热多少? 解:HgO=Hg(l)+1/2O2(g)
θ=22.7³200.6/50.1=90.89kJ·mol-1Qv=Qp-nRT=89.65kJ·mol-1rHm
2-6随温度升高,反应(1):2M()+O2(g)=2MO()和反应(2):2C()+O2(g)=2CO(g)的摩
尔吉布斯自由能升高的为(1),降低的为(2),因此,金属氧化物MO被硫还原反应2MO()+
C()=M()+CO(g)在高温条件下
2-7热力学第一定律说明热力学能变化与热和功的关系。此关系只适用于:
A.理想气体;B.封闭系统;C.孤立系统;D.敞开系统
2-8纯液体在其正常沸点时气化,该过程中增大的量是:
A.蒸气压;B.汽化热;C.熵;D.吉布斯自由能
θ2-9在298K时,反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),rHm<0则标准状态下该反应
A.任何温度下均自发进行;B.任何温度下均不能自发进行;