大学精品课件：第五章 化学热力学.doc

1、 第第第五五五章章章 化化化学学学热热热力力力学学学 一、选择题一、选择题 1.如果经过一系列变化,最后又变到初始状态, 则体系 的（ ） （A）Q 0 W = 0 U = 0 H = Q （B）Q 0 W 0 U=0 H = 0 （C）Q = W U = QW H = 0 （D）Q W U = QW H = 0 2.在下列物理量中，属于状态函数的是（ ） （A）V （B）Q （C）H （D）U 3.下列物质中， fm H不等于零的是（ ） （A）Fe(s) （B）C（石墨） （C）Ne(g) （D）Cl2(l) 4.已知 C(石墨)+O2(g)CO2(g) rm H=393.7kJ mol

2、1 C(金刚石) +O2(g)CO2(g) rm H=395.6kJ mol 1， 则 fm H（C，金刚石）为（ ） （A）789.5kJ mol 1 （B）1.9kJ mol 1 （C）1.9kJ mol 1 （D）789.5kJ mol1 5.已知在 298K 时反应 2N2(g)+O2(g)2N2O(g)的 rm U 为 166.5 kJ mol 1，则该反应的 rm H为（ ） （A）164 kJ mol 1 （B）328 kJ mol1 （C）146 kJ mol 1 （D）82 kJ mol1 6.将固体 NH4NO3溶于水中，溶液变冷，则该过程的 G， H， S 的符号依次是（

3、 ） （A）+， （B）+，+， （C），+， （D），+，+ 7.已知 MnO2(s)MnO(s)+ 1 2 O2(g) rm H=134.8 kJ mol 1 MnO2(s)+Mn(s)2MnO(s) rm H=250.1 kJ mol 1 则 MnO2的标准生成热 rm H/ kJ mol 1 为（ ） （A）519.7 （B）317.5 （C）519.7 （D）317.5 8.冰的熔化热为 330.5 Jg 1，0时将 1.0g 水凝结为冰 时的 S 为（ ） （A）330.5J mol1 K1 （B）1.21 J mol1 K1 （C）0 （D）1.21 J mol1 K1 9.下列

4、反应中， rm H与产物的 fm H相同的是 （ ） （A）2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) （B）NO(g)+ 1 2 O2(g) NO2(g) （C）C(金刚石) C（石墨） （D）H2(g)+ 1 2 O2(g) H2O (g) 10.反应 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)， rm H=114 kJmol 1， rm S=146 J mol 1 K1 反应达平衡时各物质的分压均为p， 则反应的温度 是（ ） （A）780 （B）508 （C）482 （D）1053 11.下列反应中， rm G等于产物 fm G的是（ ） （A）Ag+(aq)+Br (aq) AgBr(s)

5、 （B）2Ag(s)+Br2(l) 2AgBr(s) （C）Ag(s)+ 1 2 Br2(l) AgBr(s) （D）Ag(s)+ 1 2 Br2(g) AgBr(s) 12.下列叙述中正确的是（ ） （A）在恒压下,凡是自发的过程一定是放热的 （B）在标准状态、恒温恒压条件下, 体系自由能减少 的过程都是自发进行的. （C）单质的 fm H和 fm G都为零. （D）因为焓是状态函数, 而恒压反应焓变等于恒压反 应热, 故热也是状态函数. 13.下列反应在常温下均为非自发反应，在高温下仍为 非自发的是（ ） （A）Ag2O(s) 2Ag(s)+ 1 2 O2(g) （B）Fe2O3(s)+

6、3 2 C(s) 2Fe(s)+ 3 2 CO2(g) （C）N2O4(g) 2NO2(g) （D）6C(s)+6H2O(g) C6H12O6(s) 14. 下列过程中， rm G0的是（ ） （A）氨在水中解离达平衡 （B）理想气体向真空膨胀 （C）乙醇溶于水 （D）炸药爆炸 15.反应 3 2 H2(g)+ 1 2 N2(g) NH3(g)当 = 1 2 mol 时，下面 叙述正确（ ） （A）消耗掉 1 2 mol N2 （B）消耗掉 3 2 mol H2 （C）生成 1 4 mol NH3 （D）消耗掉 N2，H2共 1mol 16.反应 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2

7、(g)，在高温时正反应 自发进行，其逆反应在 198K 时为自发的，则逆反 应的 rm S与 rm H 是（ ） （A） rm H 0 和 rm S 0 （B） rm H 0 （C） rm H 0 和 rm S 0 （D） rm H 0 和 rm S 0 17. 液体沸腾过程中， 下列几种物理量中数值增加的是 （ ） （A）蒸气压 （B）摩尔自由能 （C）摩尔熵 （D）液体质量 二、填空题二、填空题 1 在 100， 恒压条件下水的气化热为 2.26kJg1。 1mol 水在 100及 101.325kPa 时气化时，则该过程的 Q = 40.68kJmol- 1 ， rm H= 40.68k

8、Jmol- 1 ， rm S= 109 Jmol- 1K- 1 ， rm G= 0 kJmol- 1。 2有 A，B，C，D 四个反应，在 298K 时反应的热力 学函数分别为 反应 A B C D rm H/kJ mol1 10.5 1.80 126 11.7 rm S/J mol 1 K1 30.0 113 84.0 105 则在标准状态下，任何温度都能自发进行的反应是 C ，任何温度都不能自发进行的反应是 B ；在温度 高于 77 时可自发进行的反应是 A ，在温度低于 - 162时可自发进行的反应是 D 。 3 1mol 液态的苯完全燃烧生成 CO2(g)和 H2O(l)， 则该 反应

9、的 Qp与 Qv的差值为- 3.716 kJ mol1（温度 25） 。 4下列反应 （1）C(s)+O2(g)CO2(g) （2）2CO(g)+O2(g)2CO2(g) （3）NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g) （4）CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) 则按 rm S减小的顺序为 (3)(4)(1)(2) 。 5已知 25时, fm H(Br2,g)=30.71kJ mol1, fm G (Br2,g)=3.14 kJ mol 1，则 Br 2（l）的摩尔蒸发熵为 92.52 mol1 K1，正常沸点为 58.9 。 6已知反应 CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在

10、298K 时， rm G=130 kJ mol 1， 1200K时 rm G=15.3 kJ mol 1， 则该反应的 rm H为 178 kJ mol 1 ， rm S为 161 J mol 1 K1。 7在 25时，NaCl 在水中的溶解度为 6 mol L1，在 此温度下， 若将 100 g NaCl 置于500 g 水中， 则 NaCl 溶解过程的 rGm 0，rSm 0 三、三、计算题计算题 1已知下列反应的热效应 （1）Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) rm H (1)=27.61 kJ mol 1 （2）3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s

11、)+CO2(g) rm H (2)=58.58 kJ mol 1 （3）Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) rm H (3)=38.07 kJ mol 1 求反应 FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的反应热 rm H 解：3 （1）+ 1 （2）+ 2 （3） 1 6 3Fe2O3(s)+9CO(g) 6Fe(s)+9CO2(g) 27.61 3 2Fe3O4(s)+CO2(g)3Fe2O3(s)+CO(g) 58.58 (1) 6FeO(s)+2CO2(g)2Fe3O4(s)+2CO(g) 38.07（2） 6FeO(s)+6CO(g) 6Fe(s)+

12、6CO2(g) 100.39 FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) 16.73 kJ mol 1 2已知下列数据： fm H（Sn，白）=0， fm H（Sn，灰）=2.1 kJ mol 1 m S(Sn，白)=51.5 J mol 1 K1， m S(Sn，灰)=44.3 J mol 1 K1 求 Sn（白） Sn（灰）的相变温度。 解： rm HD d 灰)fm( H= D d ( )白 f m H- D d -1 2.10 2.1kJmol = - = -? rm SD d 灰)(m S= d ( )白m S- d 11 44.351.5 7.2JmolK - =- = -

13、鬃 相平衡时， rm GD d rm H= D d rm TS-D d 0= rm H T D = d rm SD d 3 2.110 291.7 7.2 K -? = 3银器与含有 H2S 的空气接触时，表面因生成 Ag2S 而发暗。试用热力学原理说明在常温和标准态下， 银与 H2S 能否反应生成 H2？已知： 项目 Ag(s) Ag2S(s) H2S(g) H2(g) rm H/( kJ mol 1) 0 32.6 20.6 0 m SS/( J mol 1 K1) 42.6 144.0 205.7 130.6 解： 222 2Ag (s) + H S (g) = Ag S (s) + H

14、 ( )g rm HD d ()() 1 32.600220.6 12 rm KJmol S - =-+-? = -? D d ()() 11 144.0130.642.62205.7 16.3 rm JmolK G - =+-? = -鬃 D d rm H= D d rm TS-D d () 3 1 1229816.310 7.14kJmol - - = -? = -? 4. 已知下列数据： SbCl5(g) SbCl3(g) fm H/kJ mol- 1 - 394.3 - 313.8 fm G/kJ mol- 1 - 334.3 - 301.2 求反应 SbCl5 (g) = SbCl3

15、 (g) + Cl2(g) (1) 在常温下能否自发进行？ (2) 在 500时能否自发进行？ 解：（1） rm G - 1 (298)301.2( 334.3) 33.1kJ mol rm G0，常温下不能进行。 （2） rm H - 1 (298)313.8( 394.3) 80.5kJ mol rm GD d rm H= D d rm TS-D d rm SD d rm HD = d rm G- D d 80.533.1 0.159 298 T 骣 桫 - = rm GD d rm H= D d rm TS-D d - 1 80.57730.15942.41kJ mol=-?-? rm GD d 0，500C 能进行。