化学热力学

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

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

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

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

2 热力学第一定律

本章学习要求：

1．掌握热力学的基本概念，重点掌握状态函数的特点。

2．明确热力学能（U）和焓（H）都是状态函数，热（Q）和功（W）都是与过程相关的物理量。

3．初步掌握用状态函数分析和处理问题的方法。 4．理解可逆过程与最大功的概念。

5．掌握热力学第一定律的表述与数学表达式，学会计算理想气体单纯状态变化过程、相变、化学变化过程的△U、△H、Q及W。

6．理解反应进度与反应热效应的概念，掌握热力学第一定律与黑斯定律的关系，能熟练地应用黑斯定律由生成热与燃烧热计算常温下的反应热。 7．学会应用基尔霍夫定律计算不同温度下的反应热。

在生产实践与科学研究中，我们常碰到这样一些问题：一个物理或化学过程发生后能量得失关系如何？是吸热还是放热？一个新的制备方案能否实现？如何反映最佳反应条件？在一定条件下反应的最高产量可达多少？热力学就是解决这些关系的。

热力学是研究能量互相转换所遵循规律的科学。将热力学基本原理用来研究化学现象以及与化学有关的物理现象就是化学热力学。它的主要内容是利用热力学第一定律计算化学反应的热效应；利用热力学第二定律解决化学反应的方向与限度以及与平衡有关的问题。

热力学两个定律在化学过程以及与化学有关的物理过程中

2 热力学第一定律

本章学习要求：

1．掌握热力学的基本概念，重点掌握状态函数的特点。

2．明确热力学能（U）和焓（H）都是状态函数，热（Q）和功（W）都是与过程相关的物理量。

3．初步掌握用状态函数分析和处理问题的方法。 4．理解可逆过程与最大功的概念。

5．掌握热力学第一定律的表述与数学表达式，学会计算理想气体单纯状态变化过程、相变、化学变化过程的△U、△H、Q及W。

6．理解反应进度与反应热效应的概念，掌握热力学第一定律与黑斯定律的关系，能熟练地应用黑斯定律由生成热与燃烧热计算常温下的反应热。 7．学会应用基尔霍夫定律计算不同温度下的反应热。

在生产实践与科学研究中，我们常碰到这样一些问题：一个物理或化学过程发生后能量得失关系如何？是吸热还是放热？一个新的制备方案能否实现？如何反映最佳反应条件？在一定条件下反应的最高产量可达多少？热力学就是解决这些关系的。

热力学是研究能量互相转换所遵循规律的科学。将热力学基本原理用来研究化学现象以及与化学有关的物理现象就是化学热力学。它的主要内容是利用热力学第一定律计算化学反应的热效应；利用热力学第二定律解决化学反应的方向与限度以及与平衡有关的问题。

热力学两个定律在化学过程以及与化学有关的物理过程中

普通化学习题

General Chemistry

Chapter 4 Homework

第二章 化学热力学基础一、选择题 1. 下列物质中，ΔfHm⊙不等于0的是( D ) A、Fe(s) B、C(石墨) C、Ne(g) D、Cl2(l) 2. 将固体硝酸铵溶于水，溶液变冷，则该过程ΔG、ΔH、 ΔS的符号依次是( D ) A、+,-,- B、+,+,C、-,+,D、-,+,+ 3. 已知 MnO2(s)= MnO(s)+1/2O2(g), △rHm⊙=134.8kJ/mol, MnO2(s)+Mn(s)=2MnO(s),ΔrHm⊙=-250.1kJ/mol 则，MnO2的标准生成热ΔfHm⊙ (kJ/mol)为( C) A、591.7 B、317.5 C、-519.7 D、317.5 4. 标准状态下，下列离子中Sm⊙为0的是( C ) A、Na+ B、Cu2+ C、H+ D、Cl1

普通化学习题

General Chemistry

Chapter 4 Homework

5.下列反应中，ΔrGm⊙等于产物ΔfGm⊙的是( C ) A、Ag+(aq)+Br-(aq)=AgBr(s) B、2Ag(s)+Br2(l)=2AgBr(s) C、Ag(s)+1/2B