化学平衡的热力学条件

第二讲 化学热力学与化学平衡

一、基础知识点 1. 焓与焓变

（1）热力学第一定律：（2）焓： 热力学把 焓变：

定义为焓

例1 1g火箭燃料肼在氧气中完全燃烧（等容），放热20.7kJ（273.15K），求1mol肼在该温度下完全燃烧的内能变化和等压反应热

2. 生成焓，熵，自由能

标态（100kPa）和T（K）下，由稳定单质生成1mol化合物（或不稳定态单质或其他形式）的焓变称为该物质在T（K）时的标准生成焓

标态下，1mol某物质的熵值叫做标准熵（

（kJ/mol）

）

）（J/mol

标态（100kPa）和T（K）下，由稳定单质生成1mol化合物（或不稳定态单质或其他形式）的自由能变化值称为该物质在T（K）时的标准生成自由能

G：吉布斯自由能 G = H - TS ?Gm < 0 反应右向自发进行； ?Gm = 0 反应达平衡； ?Gm > 0 反应左向自发进行

3. 化学平衡

可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应。

（kJ/mol）

化学平衡：正逆反应速度相等时，体系所处的状态称为化学平衡。 （1）建立平衡的前提：封闭体系、恒温、可逆反应；

（2）建立平衡的条件：正逆反应

第6章 化学平衡热力学原理

1. 1000 K，101.325kPa时，反应2SO３(ｇ) ==== 2SO2(ｇ)＋O2(ｇ)的Ｋｃ＝3.54 mol·m-3。 (1)求此反应的Ｋｐ和Kｙ；(2)求反应SO3(ｇ)==== SO2(ｇ)＋1/2O2(ｇ)的Ｋｐ和Kｃ。 （答案：①Kp= 29.43 kPa，KY= 0.29，②Kp= 171.6 kPa，Kc= 1.88 mol1/2·m-3/2） 解： (1) 2SO3(ｇ)==== 2SO2(ｇ)＋O2(ｇ)

Kp=Kc(RT)∑νβ=3.54×8.314×1000=29.43×103 Pa=29.43kPa Ky= Kp·P-∑νβ=29430×(101325)-1=0.29 (2) SO3(ｇ)==== SO2(ｇ)＋1/2O2(ｇ)

=

=

2．在温度Ｔ容积V的容器中，充入1mol H２和3mol I２，设平衡后有x mol HI生成。若再加入2mol H２，则平衡后HI的物质的量为2xmol。试计算Ｋｐ值。（答案：4）

解：已知平衡时生成HI摩尔数为x

H2(g) + I2(g) ==== 2HI

反应前摩尔数 1 3 0 平衡时摩尔数 1-0.5x 3-0.5xx

总摩尔

化学竞赛习题集

第六季 物理化学

一化学热力学(A)

1.有两个体积相同的球形容器，内充 N2气，中间有连通管，其体积可忽略不计。当把两球同时浸于沸水中，球内压力为 101 kPa。若将其中一个球仍浸在沸水中，另一球浸入冰水中，此时球内压力应是多少？

2.10.0 dm3干燥空气 (20℃，101 kPa)缓慢地通过溴苯(C6 H5 Br)，当溴苯质量减少0.475 g时，干燥空气即为溴苯饱和。求 20℃溴苯(分子量157)的蒸气压。

3.已知水在77度的饱和蒸汽压为41.847KPa,试求 (1)表示蒸汽压P与温度T关系的方程中的A和B lnP=-A/T+B

(2)在多大压力下水的沸点是101度

4.某温、某压下取三份等体积无色气体A，于25、80及90℃测得其摩尔质量分别为58.0、20.6、20.0克/摩尔。于25、80、90℃下各取l1dm3（气体压力相同）上述无色气体分别溶于10dm3水中，形成的溶液均显酸性。 (1)无色气体为( )

(2)各温度下摩尔质量不同的可能原因是

(3)若三份溶液的体积相同（设：溶解后溶液温度也相同），其摩尔浓度的比值是多少

5.

(1)我国青海湖地区素有“夏天晒盐，冬天捞碱”之说。请用

化学热力学基础

一、判断题

1、恒温过程的Q一定是零。（ × ）

2、在绝热、密闭、钢制得的容器中发生化学反应，△U一定为零，△H不一定为零。（ √ ） 3、不可逆过程就是过程发生后，系统不能再复原的过程。（ × ） 4、当热由系统传给环境时，系统的焾必减少。（ × ）

5、一氧化碳的标准摩尔生成焓也是同温下石墨标准摩尔燃烧焓。（ × ）

6、对于理想气体，不管是恒压过程，还是恒容过程，公式?H??CpdT都适用。（ √ ） 7、尽管Q和W都是途径函数，但（Q+W）的数值与途径无关。（ √ ） 8、恒外压过程就是恒压过程。（ × ） 9、物体的温度越高，则热量越多。（ × ）

10、不作体积功的恒容过程的热效应，只由体系的始态和终态决定。（ √ ） 11、体系的焓就是体系所含的热量。（ × ）

12、能对外做最大功的膨胀过程，一定是可逆过程。（ √ ）

13、一个体系经绝热可逆过程由始态A变到终态B，然后可经绝热不可逆过程由B态回到A态。（ × ）

14、混合气体中，i组分的分压力为Pi?niRT。（ √ ） V15、绝热过程中，体系所作的功只由体系的始态和终态决定。（ √ ）

16、在100℃和101325Pa下，1m

化学热力学基础

一、判断题

1、恒温过程的Q一定是零。（ × ）

2、在绝热、密闭、钢制得的容器中发生化学反应，△U一定为零，△H不一定为零。（ √ ） 3、不可逆过程就是过程发生后，系统不能再复原的过程。（ × ） 4、当热由系统传给环境时，系统的焾必减少。（ × ）

5、一氧化碳的标准摩尔生成焓也是同温下石墨标准摩尔燃烧焓。（ × ）

6、对于理想气体，不管是恒压过程，还是恒容过程，公式?H??CpdT都适用。（ √ ） 7、尽管Q和W都是途径函数，但（Q+W）的数值与途径无关。（ √ ） 8、恒外压过程就是恒压过程。（ × ） 9、物体的温度越高，则热量越多。（ × ）

10、不作体积功的恒容过程的热效应，只由体系的始态和终态决定。（ √ ） 11、体系的焓就是体系所含的热量。（ × ）

12、能对外做最大功的膨胀过程，一定是可逆过程。（ √ ）

13、一个体系经绝热可逆过程由始态A变到终态B，然后可经绝热不可逆过程由B态回到A态。（ × ）

14、混合气体中，i组分的分压力为Pi?niRT。（ √ ） V15、绝热过程中，体系所作的功只由体系的始态和终态决定。（ √ ）

16、在100℃和101325Pa下，1m

高考化学热点内容专题训练（十六）－化学平衡（一） 化学平衡状态的标志 1.在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应： A（固）＋2B（气）

C（气）＋D（气）已达平衡的是（ ）

（A）混合气体的压强 （B）混合气体的密度 （C）B的物质的量浓度 （D）气体总物质的量 2.达到化学平衡的条件是（ ）

(A)逆反应停止进行 (B)反应物与生成物的浓度相等 (C)正反应与逆反应停止进行 (D)正反应和逆反应的速率相等。 3.在一定温度下，反应A2（气）＋B2（气）是

2AB（气）达到平衡状态的标志

(A)单位时间里生成n molA2，同时生成n molAB (B)容器中的总压不随时间而变化 (C)[A2]，[B2]，[AB]不随时间而变化

(D)单位时间里生成2nmolAB的同时生成nmolB2。 4.在一定温度下，可逆反应：A2（气）＋B2（气）志是( )

(A)容器的总压强不随时间而变化

(B)单位时间内有nmolA2生成的同时有nmolB2生成 (C)单位时间内有nmolB2发生反应的同时有nmolAB分解 (D)单位时间内生成nmolA2同时就有2nmolAB生成 5.在一定温度下，可逆

高考化学热点内容专题训练（十六）－化学平衡（一） 化学平衡状态的标志 1.在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应： A（固）＋2B（气）

C（气）＋D（气）已达平衡的是（ ）

（A）混合气体的压强 （B）混合气体的密度 （C）B的物质的量浓度 （D）气体总物质的量 2.达到化学平衡的条件是（ ）

(A)逆反应停止进行 (B)反应物与生成物的浓度相等 (C)正反应与逆反应停止进行 (D)正反应和逆反应的速率相等。 3.在一定温度下，反应A2（气）＋B2（气）是

2AB（气）达到平衡状态的标志

(A)单位时间里生成n molA2，同时生成n molAB (B)容器中的总压不随时间而变化 (C)[A2]，[B2]，[AB]不随时间而变化

(D)单位时间里生成2nmolAB的同时生成nmolB2。 4.在一定温度下，可逆反应：A2（气）＋B2（气）志是( )

(A)容器的总压强不随时间而变化

(B)单位时间内有nmolA2生成的同时有nmolB2生成 (C)单位时间内有nmolB2发生反应的同时有nmolAB分解 (D)单位时间内生成nmolA2同时就有2nmolAB生成 5.在一定温度下，可逆

化学热力学基础

一．主要内容概述

1．热力学第一定律

热力学第一定律的实质就是物质变化的能量守恒与转化定律。一般说来，物质变化过程中，体系与环境之间能量交换方式有两种：一种是热传递，另一种是做功。能量交换的过程中，体系的热力学能的改变量（ΔU）等于体系从环境吸收的热量（Q）与环境对体系所做功的代数和。热力学第一定律的数学表达式为：

ΔU＝Q + W (4-1) 热力学能（U）是体系内的一切能量总和，体系发生变化时，只要过程的终态和始态确定，则热力学能的改变量?U一定，

ΔU＝U终－U始

能量的变换过程中具有方向性，热力学上规定：体系吸热Q > 0；体系放热Q < 0。环境对体系做功，W > 0；体系对环境做功，W < 0。

体系变化时功的得失有多种形式，如机械功、电功、表面功、体积功等。在化学变化和相变过程中总是伴有体积的改变。体系抵抗外压所做的功称为体积功，其它形式的功为非体积功，功和热不是状态函数。

2．焓与焓变

在化学反应中即有新物质的生成又伴有能量的变化。若生成物的温度和反应物的温度相同（恒温变化），并且化学反

第二章 化学热力学基础及化学平衡

1. 有一活塞，其面积为60cm2，抵抗3atm的外压，移动了20cm，求所作的功。 (1)用焦耳； (2)用卡来表示。

2. 1dm3气体在绝热箱中抵抗1atm的外压膨胀到10dm3。计算： (1)此气体所作的功；(2)内能的变化量；(3)环境的内能变化量。

3. 压力为5.1atm，体积为566dm3的流体，在恒压过程中，体积减少到1/2， (1)求对流体所作的功

(2)求流体的内能减少365.75kJ时，流体失去的热量？

4. 在一汽缸中，放入100g的气体。此气体由于压缩，接受了2940kJ的功，向外界放出了2.09kJ的热量。试计算每千克这样的气体内能的增加量。

5. 在1atm、100℃时，水的摩尔汽化热为40.67kJ?mol1，求：1mol水蒸汽和水的内能差？

－

(在此温度和压力下，水蒸汽的摩尔体积取作29.7dm3)

6. 某体系吸收了3.71kJ的热量，向外部作了1.2kJ的功，求体系内部能量的变化。 7. 某体系作绝热变化，向外部作了41.16kJ的功， 求此体系内能的变化量。

8. 有一气体，抵抗2atm的外压从10

热力学第一定律习题：

1. 封闭系统过程体积功为零的条件是( )。 封闭系统过程的ΔU=0的条件是( )。 封闭系统过程的ΔH=0的条件是( )。

封闭系统过程ΔU=ΔH的条件：(1)理想气体单纯pVT变化过程：( )；

(2)理想气体化学变化过程：( )。

2. 一定量理想气体节流膨胀过程中：μJ-T＝( )；ΔH=( )； ΔU=( )； W＝( )。

某状态下空气经过节流膨胀过程的Δ(pV)＞0，则μJ-T ( )；ΔH ( )； ΔU ( )。(判断大于0、等于0还是小于0.)

3. 一定量的单原子理想气体某过程的Δ(pV)＝20kJ，则此过程的ΔU=( )kJ， ΔH=( )kJ。

4. 绝热恒容非体积功为0的系统，过程的??H/?p?V,Q?0?( )。 5. 在300K及常压下，2