第四章化学热力学习题

第四章化学热力学初步习题一．选择题下列各组符号所代表的性质均属状态函数的是( )A. B. C. D. 下列性质中不属于广度性质的是( )A. 内能B. 焓C. 温度D. 熵下列各项与变化途径有关的是( )A. 内能;B. 焓;C. 自由能;D. 功.环境对系统作10kJ的功，且系统又从环境获得5kJ的热量，问系统内能变化是多少( )A. -15kJB. -5kJC. +5kJD. +15kJ按通常规定，标准生成焓为零的物质为( )A. Cl2(l)B. Br2(g)C. N2(g) (g)下列反应中哪个是表示△H=△H(AgBr，s)的反应( )A. Ag(aq) + Br(aq) =AgBr(s)B. 2Ag(s) + Br2(g) =2AgBr(s)C. Ag(s) + Br2(l) =1/2 AgBr(s)D. Ag(s) + 1/2 Br2(g) =AgBr(s)已知反应 2H2(g) + 1O2(g) =2H2O(l) △H=mol则下列结论正确的是( )A. H(反应物)>H(生成物)B. H(反应物)<H(生成物)C. H(反应物)=H(生成物)D. 反应吸热E. 反应放热以下哪种物质的S值最高( )A. 金刚石B. Cl2(l)C. I2(g)D. Cu(s)热力学温度为零时，任何完美的晶体物质的熵为( )A. 零B. 1 J·mol-1·K-1C. 大于零D. 不确定关于熵，下列叙述中正确的是( )A. 0K时，纯物质的标准熵 S=0 ;B. 单质的S=0 ，单质的△H和△G均等于零;C. 在一个反应中，随着生成物的增加，熵增大;D. △S>0 的反应总是自发进行的.室温下，稳定状态的单质的标准熵为( )A. 零B. 1 J·mol-1·K-1C. 大于零D. 不确定已知△r H m(Al2O3)= -1676kJ·mol-1，则标准态时，108g的Al(s)完全燃烧生成Al2O3(s)时的热效应为( )A. 1676 kJB. -1676 kJC. 3352 kJD. -3352 kJ(原子量 Al:27 O:16 )热化学方程式 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △r H m(298)= kJ·mol-1表示( )A. 1molN2(g)和3molH2(g)反应可放出的热量;B. 在标况下，1molN2(g)和3molH2(g)完全作用后，生成2molNH3(g)可放出的热;C. 按上述计量关系进行时生成1molNH3(g)可放热;D. 它表明在任何条件下NH3的合成过程是一放热反应.H2(g)燃烧生成水蒸气的热化学方程式正确的是( )A. 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H= -242 kJ·mol-1B. 2H2 + O2 =2H2O △H= -242 kJ·mol-1C. H2 + 1/2O2 = H2O △H= -242 kJ·mol-1D. 2H2(g) + O2(g) =2H2O(g) △H= -242 kJ·mol-1下列反应方程式中哪个反应放出的热量最多( )A CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)B. 2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)C. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)D. 2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)热力学第一定律的数学表达式△U=Q+W 只适用于( )A. 理想气体B. 孤立体系C. 封闭体系D. 敞开体系已知反应B和A和反应B和C的标准自由能变分别为△G1和△G2，则反应A和C的标准自由能变△G为( )A. △G=△G1+△G2B. △G=△G1-△G2C. △G=△G2-△G1D. △G=2△G1-△G2对于盖斯定律，下列表述不正确的是( )A. 盖斯定律反应了体系从一个状态变化到另一状态的总能量变化;B. 盖斯定律反应了体系状态变化时其焓变只与体系的始态.终态有关，而与所经历的步骤和途径无关;C. 盖斯定律反应了体系状态变化时其熵变只与体系的始终态有关，而与所经历的步骤和途径无关;D. 盖斯定律反应了体系状态变化时其自由能变只与体系的始终态有关，而与所经历的步骤和途径无关.已知:下: △H(kJ·mol-1) S(J·mol-1·K-1)石墨金刚石下列哪些叙述是正确的 ( )A. 根据焓和熵的观点，石墨比金刚石稳定;B. 根据焓和熵的观点，金刚石比石墨稳定;C. 根据熵的观点，石墨比金刚石稳定，但根据焓的观点，金刚石比石墨稳定;D. 根据焓的观点石墨比金刚石稳定，但根据熵的观点金刚石比石墨稳定;E. △G(金刚石)>△G(石墨).等温等压过程在高温不自发进行而在低温时可自发进行的条件是( )A. △H<0，△S<0B. △H>0，△S<0C. △H<0，△S>0D. △H>0，△S>0下列情况下，结论正确的是 ( )A. 当△H>0，△S<0时，反应自发;B. 当△H<0，△S>0时，反应自发;C. 当△H<0，△S<0时，低温非自发，高温自发;D. 当△H>0，△S>0时，低温非自发，高温自发;E. 当△H>0，△S>0时，任何温度下均不自发.已知反应 Cu2O(s)+O2(g)=2CuO(s) 在300K时，其△G= kJ·mol-1， 400K时，△G=·mol-1，则该反应的△H 和△S近似各为( )A. kJ·mol-1; kJ·mol-1·K-1B. kJ·mol-1; kJ·mol-1·K-1C. kJ·mol-1; kJ·mol-1·K-1D. kJ·mol-1; kJ·mol-1·K-1已知 298K时NH3(g)的△H=·mol-1，反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△S为-198J·mol-1·K-1，欲使此反应在标准状态时能自发进行，所需温度条件为 ( )A. <193KB. <466KC. >193KD. >466K已知298K时，CO2(g)的△H为·mol-1，H2O(l)的△H为·m ol-1，乙炔的燃烧热为 -1300kJ·mol-1，则乙炔的标准生成热为( )A. ·mol-1B. ·mol-1C. ·mol-1D. ·mol-1金属铝是一种强还原剂，它可将其它金属氧化物还原为金属单质，其本身被氧化为Al2O3，则298K时，1molFe2O3和1molCuO被Al还原的△G分别为( )A. ·mol-1B. ·mol-1C. ·mol-1D. ·mol-1E. -1192kJ·mol-1(已知: △G(Al2O3，s)=-1582kJ·mol-1△G(Fe2O3，s)=·mol-1△G(CuO，s)=-130kJ·mol-1298K时，反应SO2(g)+2NaOH(aq)Na2SO3(aq)+H2O(l)的△Hr是( )A. ·mol-1B. ·mol-1C. ·mol-1D. ·mol-1(已知△H(SO2，g)=·mol-1△H(H2O，l)=-286kJ·mol-1△H(SO3，aq)=·mol-1△H(OH，aq)=-230kJ·mol-1在732K时反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的△G为·mol-1，△H为154kJ·mol-1，则反应的△S为( )J·mol-1·K-1.A. 587B. -587C. 239D. -239已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=·mol-12Mg(s)+O2(g)=2MgO(s) △H=·mol-12Mg(s)+2C(s)+3O2(g)=2MgCO3(s)△H=-1113kJ·mol-1则 MgO(s)+CO2(g)=MgCO3(s)的△Hr为( )kJ·mol-1A. B. -58.85 C. D.已知 :4Fe(s) + 3O2 = 2Fe2O3(s); △G=-1480kJ·mol-14Fe2O3(s)+Fe(s)=3Fe3O (s); △G=-80kJ·mol-1则△G(Fe3O，s)的值是( )kJ·mol-1A. -1013B. -3040C. 3040D. 1013已知:NH3(g) NO(g) H2O(l)△G(KJ·mol-1)则反应 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O(l)的△G在298时为( )kJ·mol-1A. B. -1009.9 C. D.化学反应在任何温度下都不能自发进行时，其 ( )A. 焓变和熵变两者都是负的;B. 焓变和熵变两者都是正的;C. 焓变是正的，熵变是负的;D. 焓变是负的，熵变是正的.某化学反应其△H为-122kJ·mol-1，△S为-231J·mol-1·K-1，则此反应在下列哪种情况下自发进行 ( )A. 在任何温度下自发进行;B. 在任何温度下都不自发进行;C. 仅在高温下自发进行;D. 仅在低温下自发进行.如果体系在状态Ⅰ时吸收500J的热量，对外作功100J达到状态Ⅱ，则体系的内能变化和环境的内能变化分别为( )A. -400J， 400JB. 400J， -400JC. 500J， -100JD. -100J， 500J对于封闭体系，体系与环境间( )A. 既有物质交换，又有能量交换;B. 没有物质交换，只有能量交换;C. 既没物质交换，又没能量交换;D. 没有能量交换，只有物质交换.二．填充题当体系的状态被改变时，状态函数的变化只决定于_________，而与___________无关.当体系发生变化时_____________叫做过程;________________叫做途径.对于一个封闭体系，从始态变到终态时内能的变化等于__________和__________________的差额.在热力学中用热和功的正负号表示以热或功的形式传递能量的方向，体系吸收热量q_______________，体系对环境做功w______________.298K时，水的蒸发热为·mol-1，则Q为_________________△U为___________________.已知 NaCl(s)熔化需吸热·mol-1，熵增·mol-1·K-1，则298K时NaCl(s)熔化的△G为_____________，NaCl 的熔点为____________K.三．计算题已知标准态下，H2(g)和N2(g)的离解能分别为·mol-1和·mol-1，NH3(g)的生成热为·mol-1.求: N(g) + 3H(g) = NH3(g)的反应热.煤中含有硫，燃烧时会产生有害的SO3，用便宜的生石灰消除炉中的SO3减少污染，其反应如下: CaO(s)+SO3(s)=CaSO4(s)时，△r H=，△r G=，此反应在室温下自发进行，问保持此反应自发进行的最高炉温是多少在下，反应 2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)能否自发进行若分解1克SO3(g)为SO2(g)和O2(g)，其△G是多少(已知: △G(SO3，g)=-370kJ·mol-1△G(SO2，g)=-300kJ·mol-1△G(O2，g)=0 )已知在298K时Fe3O(s) + H2(g)——3Fe(s) + H2O(g)△H(kJ·mol-1) -1118 0 0 -242S(J·K-1·mol-1) 146 130 27 189则反应在298K时的△G是多少已知298K时:① 2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) △H=·mol-1② 2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=·mol-1求: ③ 2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)的△H.若上述反应产生1.00kg的Fe，能放出多少热量.已知298K时△H(kJ·mol-1) △G(kJ·mol-1)SO2(g)SO3(g)求1000K时反应 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的平衡常数K水煤气的反应为 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，问各气体都处在×105Pa下，在多高温度时，此体系为平衡体系.已知 △H(H 2O ，g)=·mol -1△H(CO，g)=·mol -1△G(H 2O ，g)=·mol -1 △G(CO，g)=·mol -1反应 3O 2(g)=2O 3(g)在298K 时△rH=·mol -1，其平衡常数为10，计算反应的△r G 和△r S第四章 化学热力学初步习题答案一．选择题 C C D D C C C A A C D B D B C C A A C B A B C C A B C D BB二．填空题体系的始态和终态 变化途径体系变化的经过(或始态到终态的经过) 完成过程的具体步骤 1. 供给体系的能量 2. 体系对环境做功耗去的能量 q 为正，反之为负 w 为正，反之为负 ·mol ·mol kJ·mol三．计算题 解: 根据已知N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g) △H=·mol N(g)N 2(g) △H =- 1 2 ×·mol 3H(g)H 2(g) △H=- 3 2×·mol以上3式相加得 N(g)+3H(g)==NH 3(g) △H =△H +△H +△H =·mol解: ∵△G=△H-T△S △S =(△H-△G )T=-298=·mol ·K△H .△S 随T 变化小，忽略，∴若使反应自发，则: △G<0 即 △H=-T△S<0 -T×<0T<2127 (K)反应自发进行的最高炉温是 <2127K.答: 因△G<0，是自发的，而△G>0是非自发的.△G=2△G(SO 2，g)-2△G(SO 3，g) =2×(-300)-2×(-370)=140kJ·mol>0所以在已知条件下反应是非自发的. 分解1克SO 3(g)的△G =1402×(32+48) =解: Fe 3O(s)+4H 2(g)=3Fe(s)+4H 2O(l)△H =4×(-242)-(-1118)=150kJ·mol△S =4×189+3×27-130×4-146=171J·mol ·K △G =△H -T△S =150-298×171×10=99kJ·mol解: ①-②式得:2Al(s)-2Fe(s)=Al 2O 3(s)-Fe 2O 3(s) 即 2Al(s)+Fe 2O 3(s)=2Fe(s)+Al 2O 3(s) △H =△H -△H =+=·mol即产生2molFe 时放热. 则产生1kgFe 时可放热Q=100056 ×错误!=-75678(KJ)解: 298K 时△H =×2-×2= (kJ·mol)△G =×2-×2=-140 (kJ·mol)△S =(+140)×1000)/298= (J·mol/K)1000K 时 △G 1000=△H 298-1000×1000 = (Kj/mol)K =错误!=错误!= K=解: C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g)△H ==(kJ·mol ) △G ==(kJ·mol)∴ △S =△H -△G ×1000298 =(J·mol ·K )忽略△H.△S 随T 变化，∵ △G=△H -T△S 平衡时，△G=0 ∴ T=△H△S =错误!=(K)即T=时体系处平衡状态. 解: ∵ △G=K=××29810=·mol△G=△H-T△S ∴△S =(△H-△G )T=错误! =·mol ·K。