普通化学第2章化学热力学基础习题

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第2章化学热力学基础

一、单项选择题

2.1 下列各组都为状态函数的是( )。

A.Q、H、G B.U、V、W C. P、T、W D.G、H、S 2.2 如果系统经过一系列变化,最后又变到开始状态,则以下关系均能成立的是( )。

A.Q=0;W=0;ΔU=0;ΔH=0 B. Q?0;W?0;ΔU=0;ΔH=0 C.Q= W;ΔU= Q-W ;ΔH=0 D.Q=- W;ΔU= Q+ W ;ΔH=0 2.3 向某系统加160kJ的热,系统对环境做20kJ的功,则系统内能的变化为( )。 A.140kJ B. 180kJ C.-140kJ D.-180kJ 2.4 已知在298.15K时反应2N2(g) +O2(g)

kJ·mol-1,则该反应的ΔrHΘ。 m为( )

A.164 kJ·mol-1 B.328 kJ·mol-1 C.146 kJ·mol-1 D.82 kJ·mol-1

Θ2.5 下列物质中,ΔfHΘ。 m和ΔrGm均不等于零的是( )

2N2O (g) 的ΔrUΘm为166. 5

A.Zn(s) B.H2(g) C. Br2(g) D. C(石墨)

Θ2.6 下列各热化学方程式的热效应ΔrHΘ。 m与产物ΔfHm相同的是 ( )

1 A.2H2(g) + O2 (g) 2H2O (l) B.NO(g) +O2(g) NO2 (g)

2C.C( 石墨) + O2 (g) C O2 (g) D. C( 金刚石) + O2 (g) C O2 (g) 2.7.下列各对物质标准熵的比较正确的是( )。

A.O2(g) > O3(g) B.金刚石 > 石墨 C.H2O(l) > H2O(g) D.I2(g) > I2(s) 2.8 不查表估计下列反应在298.15K时熵变最大的是( )。

A.CO2(g) B.2SO3(g)

C(s) + O2(g) 2SO2(g) + O2(g)

CaSO4(s) + 2H2O(l)

C.CaSO4·2H2O(s) D.2NH3(g)

3H2(g) + N2(g)

2.9 下列哪个过程使气体熵增加( )。

A.加热 B.冷却 C.在一定温度下加压 D.先加热后冷却

2.10 在373.15K和100kPa时,液态水蒸发为水蒸气的过程中,系统的热力学函数

为零的是( )。

A.?H B.?G C.?S D.?U

2.11条件相同的同一反应可写成

N2(g) + 3H2(g) 1/2N2(g) + 3/2H2(g) 它们的关系是( )。

ΘΘΘ A.ΔrHΘm1=ΔrHm2 B.ΔrHm1 = 1/2ΔrHm2 ΘΘΘ C.ΔrHΘm1= -ΔrHm2 D.ΔrHm1 = 2ΔrHm2

2NH3(g) ΔrHΘ m1 NH3(g) ΔrHΘ m22.12反应2CuCl2(s)2CuCl(s) + Cl2(g)在298.15K及100kPa下不能自发进行,

但在高温时自发进行。则此反应在298.15K时( )。

ΘΘΘA.ΔrHΘm<0 B.ΔrHm>0 C.ΔrSm<0 D.ΔrGm<0

2.13 气体分子在固体表面的吸附过程是( )。

A. ΔG <0,ΔS<0,ΔH<0 B. ?G<0,ΔS<0 ,ΔH>0 C. ΔG =0, ΔS<0,ΔH>0 D. ΔG =0,ΔS>0,ΔH>0 2.14 298.15K时,下列反应中Δ rGθm≈Δ rHθm的是( )。

A. 2C (s) + O2 (g) C. CO2 (g) +C(s) D. C(s) + H2O (g) 二、填空题

2.1 某系统吸收100kJ的热,同时对环境做了60 kJ的功,系统的热力学能变化

为 ;系统从环境得到80 kJ的功,同时放出了50 kJ的热,系统的热力学能变化为 。

2.2 已知反应CaC2(s)+H2O2(l) ══Ca(OH)2(s) + C2H(,在298.15K 时ΔrUΘ2g)m=-128

kJ·mol-1,该反应的ΔrHΘm为 。

2.3 NaCl(s),Na2CO3 (s),Na(s),Na2O(s)各物质中,标准熵由小到大的顺序为 ;LiCl(s),Li(s),Cl2 (g),I2 (g),Ne(g) 各物质中,标准熵由

2CO (g) B. C(s) + O2 (g) 2CO(g) CO (g) + H2 (g)

CO2 (g)

小到大的顺序为 。

2.4水在100°C,100 kPa条件下汽化热为40.58 kJ·mol-1,假定水蒸气为理想气体,则该过程的Q = , ΔH=_____,W=_____,ΔU=_____, ΔS=_____, ΔG=_____。

2.5 有A、B、C、D四个反应,在298K时反应的热力学函数变分别为

反应 / kJ·mol-1 ΔrHΘm/J·mol-1·K-1 ΔrSΘmA 10.5 30.0 B 1.80 -113 C -126 84.0 D -11.7 -1.05 则在标准状态下,任何温度都能自发进行的反应是 ,任何温度都不能进行的反应是 ;另两个反应,在温度高于 ℃时可自发进行的反应是 ,在温度低于 ℃时可自发进行的反应是 。

2.6 已知反应2C (石墨) + O2 (g) CO(g) +

1O2 (g) 2-12CO(g)的ΔrHΘm=-221.050 kJ·mol,反应

Θ-1 CO2 (g)的ΔrHΘm=-282.984 kJ·mol,则ΔfHm (CO,g)

-1 为 kJ·mol-1,ΔfHΘm (CO2,g)为 kJ·mol。

三、问答和计算题

3.1 从以下各对物质中选出熵值较大的物质。除已注明条件者外,每对物质都处

于相同的温度和压强。

(1) Cl2 (g), Cl2 (l) (2) H2(g) (100kPa), H2(g) (10kPa) (3) H2O (298K), H2O (350K) (4) C6H6(l), C6H5Cl(l) 3.2. 不查表,指出下列化学反应自发进行的条件。

(1)2N2(g) +O2(g) (2)CaCO3(s)

2N2O (g) ΔrHθm >0 CaO(s) +CO2 (g) ΔrHθm >0

H2O(g) ΔrHθm<0 2CO(g) ΔrHθm<0

(3) H2(g)+ 1/2O2(g) (4)2C (石墨) + O2 (g)

3.3 在100 kPa条件下,苯在其正常沸点(80.1°C)的汽化热Q = 30.50 kJ·mol-1,

计算该条件下苯汽化过程的?rUm,?rHm,?rGm,?rSm。

3.4 油酸甘油酯在人体中代谢时发生下列反应:

C57 H104O6(s) + 80O2 (g)══57CO2 (g)+52H2O(l)

ΔrHθ=-3.35×104 kJ·mol-1,试计算消耗这种脂肪1000 g时,反应进度是多少?m将有多少热量释放出?

3.5 查表计算25℃时C(石墨) + O2 (g) 发进行?

3.6 试计算反应CH4(g) +2O2 (g)

态下的最大有用功。

已知 CH4(g) + 2O2 (g)

CO2 (g) + 2H2O (g)

CO2 (g) + H2O (g)在298.15K及标准状 CO2(g)的总熵变,估计反应能否自

-1

ΔfGΘm (298.15K)/kJ·mol -50.75 0 -394.4 -228.4

3.7 已知298.15 K时下列反应:

(1)4NH3(g)+5O2 (g) ══ 4NO(g)+ 6 H2O(l)

ΔrHθ(1)=-1166.0kJ· mol-1 m (2)4NH3(g)+3O2 (g) ══2N2(g)+ 6 H2O(l)

ΔrHθ(2) =-1531.2 kJ· mol-1 m求生成NO(g) 的反应(3)N2(g) + O2(g) = 2NO(g) 的ΔrHθm(3) 3.8 用CaO (s)吸收高炉废气中的SO3 (g)气体,其反应方程式为

CaO (s) + SO3 (g) ══ CaSO4 (s)

试计算该反应在298.15 K时的ΔrGθ,以说明反应进行的可能性;并计算反m应逆转的温度,进一步说明应用此反应防止SO3 污染环境的合理性。

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