第四章 化学热力学作业题
化学反应的热力学与热效应练习题
化学反应的热力学与热效应练习题热力学是研究能量转化规律以及能量转化过程中所伴随的其他物理和化学性质变化的学科。
在化学反应中，热力学起着非常重要的作用，它可以帮助我们理解反应的方向、速率以及能量转化的方式。
本文为大家提供几道关于化学反应热力学与热效应的练习题，帮助大家巩固所学知识。
1. 根据下面的反应方程式写出反应的反热。
2. 计算下面反应的焓变值：2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)3. 结合下面的数据计算反应的焓变值：反应1: C(graphite) + 2H2(g) → CH4(g) ΔH1 = ?反应2: C(graphite) + 2H2(g) + O2(g) → CH3OH(l) ΔH2 = -726 kJ反应3: CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l) ΔH3 = -91 kJ反应4: CO2(g) + 2H2(g) → CH3OH(l) ΔH4 = -195 kJ反应5: CO2(g) + 4H2(g) → CH4(g) + 2H2O(l) ΔH5 = ?反应6: CH3OH(l) → CH4(g) + 1/2O2(g) ΔH6 = ?4. 结合下面的反应焓变值计算反应的焓变值：反应1: 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ΔH1 = -572 kJ反应2: H2(g) → H2(g) + 1/2O2(g) ΔH2 = -286 kJ反应3: 2H2(g) → 2H2(g) + O2(g) ΔH3 = ?5. 如下为反应方程式和各反应物和产物的焓变值，请根据热力学定律判断该反应是放热还是吸热反应。
反应：2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ΔH = -484 kJ答案与解析：1. 例如：2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) 反热为 -483.6 kJ2. 反应的焓变值为ΔH = -484 kJ解析：根据化学方程式，反应物的摩尔数系数为2，产物的摩尔数系数为2，所以焓变值也是反应方程式右边各物质的摩尔数系数与它们的焓变之和。
高三化学化学热力学练习题及答案
高三化学化学热力学练习题及答案1. 选择题1. 下列原因中，能够说明热力学第一定律成立的是：A. 熵是一个状态函数B. 热力学第二定律成立C. 理想气体的内能与温度有关D. 等温过程中，热容量为0答案：D2. 熵最小原理是热力学第几定律的基础？A. 热力学第一定律B. 热力学第二定律C. 热力学第三定律D. 热力学第四定律答案：C3. 以下哪个过程属于绝热过程？A. 等温过程B. 等通压过程C. 等经热过程D. 等熵过程答案：D2. 填空题1. 在绝热条件下，压强增加时，气体的_________。
答案：温度增加2. 一种气体的摩尔熵为5R/J·K^-1，当气体的摩尔数变为原来的2倍时，熵的变化量为_________。
答案：5R/J·K^-13. 摩尔焓是单位质量物质的_________。
答案：焓3. 计算题1. 一个氧气分子的质量为5.3×10^(-26) kg，它的平均动能为3.01×10^(-19) J，求氧气分子的温度。
答案：298 K解析：根据理想气体的平均动能公式：K_avg = (3/2)kT其中，K_avg为平均动能，k为玻尔兹曼常数，T为温度。
将已知数据代入计算：3.01×10^(-19) J = (3/2) × 1.38×10^(-23) J/K × TT = (3.01×10^(-19) J × 2) / ((3/2) × 1.38×10^(-23) J/K)T = 298 K2. 某物质在压强为1 atm，温度为298 K时，其体积为10 L。
将压强增加到2 atm，温度保持不变的情况下，体积变为多少？答案：5 L解析：根据理想气体状态方程：PV = nRT其中，P为压强，V为体积，n为物质的摩尔数，R为气体常数，T 为温度。
将已知数据代入计算：1 atm × 10 L = n × 0.0821 L·atm/(mol·K) × 298 Kn = 10 L × 1 atm / (0.0821 L·atm/(mol·K) × 298 K) ≈ 0.406 mol根据理想气体状态方程，将n和T保持不变，有：2 atm × V = 0.406 mol × 0.0821 L·atm/(mol·K) × 298 KV = 5 L4. 解答题请结合热力学第一定律回答以下问题：在一个封闭容器中，有一定质量的理想气体，初始温度为300 K。
第4章-化学热力学基础习题
第4章 化学热力学基础习题1．选择题4-1下列物质中m f H ∆不等于零的是 （ ）(A) Cl 2(g) (B) O 2(g) (C) C(金刚石) (D) Ne(g) 4-2下列说法中正确的是（ ）(A) 稳定单质的 m f H ∆、 m f G ∆、m S 都为零(B) 放热反应总是可以自发进行的(C) H 2(g)的标准燃烧热等于H 2O(l)的 m f H ∆ (D) CO 2(g)的 m f H ∆也就是CO(g)的标准燃烧热4-3 下列反应中释放能量最大的是（ ）(A) CH 4(l) + 2 O 2(g) → CO 2(g) + 2 H 2O(g) (B) CH 4(g) + 2 O 2(g) → CO 2(g) + 2 H 2O(g) (C) CH 4(g) + 2 O 2(g) → CO 2(g) + 2 H 2O(l) (D) CH 4(g) +23O 2(g) → CO(g) + 2 H 2O(l) 4-4 下列叙述正确的是（ ）(A)m r S ∆＝∑∆θS (生成物)－∑∆θS (反应物)(B) 一个自发进行的反应，体系自由能减少等于体系对环境所做最大功(C) 某气相反应 m r G ∆是指反应物与产物都处于298 K 且气体总压为101.3 kPa 时，该反应的自由能变。
(D) 同类型的二元化合物可用它们的 m f H ∆值直接比较其热力学稳定性。
4-5 已知2 PbS(s) + 3O 2(g) = 2 PbO(s) + 2 SO 2(g)m r H ∆= - 843.4 kJ· mol -1则该反应的Q v 值为（ ）(A) 840.9 (B) 845.9 (C) -845.9 (D) -840.9 4-6下列物质中，摩尔熵最大的是（ ）(A) CaF 2 (B) CaO (C) CaSO 4 (D) CaCO 34-7下列反应中 m r S ∆最大的是（ ）(A) C(s) + O 2(g) → CO 2(g) (B) 2 SO 2(g) + O 2(g) →2 SO 3(g)(C) 3 H 2(g) + N 2(g) →2 NH 3(g) (D) CuSO 4(s) + 5H 2O(l) →CuSO 4· 5H 20(s)4-8下列反应中 m r H ∆等于产物m f H ∆的是（ ）(A) CO 2(g) + CaO(s) →CaCO 3(s) (B)21H 2(g)+ 21I 2(g) → HI(g) (C) H 2(g) + Cl 2(g) →2 HCl(g) (D) H 2(g)+ 21O 2(g) → H 2O(g)4-9下列反应中 m r G ∆等于产物m f G ∆的是（ ）(A) Ag +(aq)+Cl -(aq) →AgCl(s) (B) 2Ag(s)+Cl 2(g) →2AgCl(s) (C) Ag(s)+21Cl 2(g) →AgCl(s) (D) Ag(s)+ 21Cl 2(l) →AgCl(s) 4-10对反应CH 4(g) + 2 O 2(g) → CO 2(g) + 2 H 2O(l)的m r H ∆，下列说法中正确的是（ ）A ． m r H ∆ 是CO 2(g) 生成焓B ．m r H ∆是CH 4(g)的燃烧焓 C ． m r H ∆是正值 D ． m r H ∆－U ∆是正值2．填空题4-11 对某体系做功165 J ，该体系应 热量 J ，才能使内能增加100 J 。
第4章 热学 习题参考答案
Q1 W1 E1 950 J
B 到 C：
W2 0 E2 vCV ,m (TC TB ) 3( p CVC pBVB ) / 2 600 J Q2 W2 E2 600 J
C 到 A：
W3 p A (VA VC ) 100 J E3 vCV ,m (TA TC ) 3( p AVA pCVC ) / 2 150 J Q3 W3 E3 250 J
ca QT vRTc ln ca WTca QT
Va 3456 J Vb
(2) W WPab WVbc WTca 963J (3)
W 963 13.4% Q吸 3739.5 3456
W ( pa pc )(Vc Va ) 1.013 102 J
（4）
Pa Pd Ta Td
Pa Pb , Pc Pd ,Vb Vc
v RT v RT b c Ta Td
PbVb PcVc Ta Td
又 PV vRT
TaTc TbTd来自4-10 a 到 b 绝热
Q1 0
W1 E vCv,m (Ta Tb )
第 4 章 热力学基础 4-1（1） dW pdV (a 2 / V 2 )dV
W dW (a 2 / V 2 )dV a 2 (1 / V1 1 / V2 )
V1
V2
(2) p1V1 / T1 p2V2 / T2
T1 / T2 p1V1 / p2V2 V2 / V1
4-6(1)等体过程，V=常量，W=0
Q E W E M C p ,m (T2 T1 ) 623J M mol
第四章化学热力学
第四章 化学热力学一、选择题 1. 物质中，f mH ϑ∆不等于零的是A 、Fe(s)B 、C(石墨)C 、Ne(g)D 、Cl 2(l)2. 定律认为化学反应的热效应与途径无关。
这是因为反应处在 A 、可逆条件下进行B 、定压无非体积功条件下进行C 、定容无非体积功条件下进行D 、以上都正确3. 如果X 是原子，X 2是实际存在的分子，反应的2221H (g) + O (g) = H O (l)2应该是A 、负值B 、正值C 、零D 、不能确定4. 下列说法正确的是A 、水的生成热即是氢气的燃烧热B 、水蒸气的生成热即是氢气的燃烧热C 、水的生成热即是氧气的燃烧热D 、水蒸气的生成热即是氧气的燃烧热5.2H 和2O 在绝热钢筒中反应生成水，则下列状态函数中，增加为零的是A 、U ∆B 、H ∆C 、S ∆D 、G ∆6. 将一台电冰箱放置在一室内，然后打开电冰箱的门，并使冰箱中的致冷机运转。
一段时间后，室温变化情况是属于 A 、降温很多B 、降温很少C 、升温很多D 、不变7. 已知298K 时，-1(HI , g)=-25.9kJ mol H ϑ∆⋅，下列说法正确的A 、0.5mol 2H O(g)混合物在101.325kPa 和298K 时生成HI(g)的反应热为-125.9kJ mol -⋅B 、22H (g) + I (g) 2HI(g)→反应的标准焓变在298K 时为-125.9kJ mol -⋅C 、反应22H (g) + I (s) 2HI(g)→在298K 时的标准焓变为-125.9kJ mol -⋅D 、反应2211H (g) + I (s) HI(g)22→在298K 时的标准焓变为-125.9kJ mol -⋅ 8. 反应221CuCl (s) CuCl(s) + Cl (g)2→，在298K 及101.325kPa 下不自发，但在高温时能自发进行。
则此反应的A 、0r H ϑ∆<B 、0r H ϑ∆>C 、2980r G ϑ∆<D 、0r S ϑ∆< 9. 恒温下，下列反应中r S ϑ∆为负值的是A 、3222AgNO (s) 2Ag(s) + 2NO (g) + O (g)→B 、32CaCO (s) CaO(s) + CO (g)→C 、22H (g) + F (g) 2HF(g)→D 、222NO(g) N (g) + O (g)→10. 已知298.15K 时，下列反应有关数据为3222NH (g) N (g) + 3H (g)→起始压强(kPa)1001001.00-116.64kJ mol f G ϑ∆=-⋅，由此可以判断该分解反应 A 、不能自发进行 B 、处于平衡状态C 、能自发进行D 、数据不全，难以判断二、计算题和问答题1. 已知下列热化学方程式（1）232Fe O (s) + 3CO(g) == 2Fe(s) + 3CO (g) -125kJ mol r H ϑ∆=-⋅（2）233423Fe O (s) + CO(g) == 2Fe O (s) + CO (g) -147kJ mol r H ϑ∆=-⋅（3）)()(3)()(243g CO s FeO g CO s O Fe +=+-119kJ mol r H ϑ∆=⋅不用查表，计算下列反应的r H ϑ∆：2FeO(s) + CO(g) == Fe(s) + CO (g) 2. 煤和由煤和水气()22 C(s) + H ) == H (g) + CO(g) 而得到水煤气（CO 和2H 德等物质的量混合物）都可以做燃料，设煤含碳80%，其余可燃成分忽略不计。
物理化学第四章复习题
物理化学第四章复习题物理化学是研究物质的物理性质和化学性质及其相互关系的科学。
第四章通常涉及热力学的基本概念和定律，包括热力学第一定律、第二定律以及热力学状态函数等。
以下是针对物理化学第四章的复习题，以帮助学生巩固和检验所学知识。
1. 热力学第一定律：请解释热力学第一定律，并给出其数学表达式。
描述内能、热量和功之间的关系。
2. 系统与环境：区分开放系统、封闭系统和孤立系统，并说明它们在能量交换方面的特点。
3. 热力学过程：描述等温过程、等压过程、等容过程和绝热过程的特点，并给出相应的数学关系。
4. 理想气体状态方程：给出理想气体状态方程，并解释其物理意义。
如何使用该方程计算理想气体的体积、压力或温度变化？5. 摩尔热容：解释摩尔热容的概念，并区分等压摩尔热容和等容摩尔热容。
给出它们之间的关系。
6. 热机效率：定义热机效率，并推导理想热机（卡诺热机）的最大效率公式。
7. 熵的概念：解释熵的物理意义，并给出熵变的计算公式。
描述熵增原理。
8. 可逆与不可逆过程：区分可逆过程和不可逆过程，并讨论它们在热力学第二定律中的意义。
9. 吉布斯自由能：定义吉布斯自由能，并解释其在化学反应平衡中的应用。
10. 相变：描述相变过程，并解释相变时的热力学性质，如相变潜热。
11. 化学势：解释化学势的概念，并讨论它在多组分系统中的作用。
12. 热力学循环：描述几种常见的热力学循环，如卡诺循环、布雷顿循环和朗肯循环，并解释它们的应用。
13. 热力学第三定律：简述热力学第三定律，并讨论其对熵的计算的影响。
14. 热力学函数的麦克斯韦关系：给出几个重要的麦克斯韦关系，并解释它们如何用于计算热力学性质。
15. 热力学稳定性：讨论热力学稳定性的条件，并解释吉布斯相律。
16. 热力学数据分析：给出几个实际问题，要求学生应用热力学第一定律和第二定律进行分析和计算。
结束语：通过上述复习题的练习，学生应该能够加深对物理化学第四章内容的理解，掌握热力学基本概念和定律，并能够将这些知识应用于解决实际问题。
大学物理化学4-多组分体系热力学课后习题及答案
多组分体系热力学课后习题一、是非题下述各题中的说法是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错的画“⨯”1. 二组分理想液态混合物的总蒸气压大于任一纯组分的蒸气压。
（ ）2. 理想混合气体中任意组分B 的逸度B ~p 就等于其分压力p B ~。
（ ）3.因为溶入了溶质，故溶液的凝固点一定低于纯溶剂的凝固点。
（ ） 4.溶剂中溶入挥发性溶质，肯定会引起溶液的蒸气压升高。
（ ） 5.理想溶液中的溶剂遵从亨利定律；溶质遵从拉乌尔定律。
（ ） 6. 理想液态混合物与其蒸气达成气、液两相平衡时，气相总压力p 与液相组成x B 呈线性关系。
（ ）7. 如同理想气体一样，理想液态混合物中分子间没有相互作用力。
（ ）8. 一定温度下，微溶气体在水中的溶解度与其平衡气相分压成正比（ ）9. 化学势是一广度量。
（ ）10. 只有广度性质才有偏摩尔量（ ）11. )B C C,(,,B ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂n V S n U 是偏摩尔热力学能，不是化学势。
（ ） 二、选择题选择正确答案的编号,填在各题题后的括号内1. 在α、β两相中都含有A 和B 两种物质,当达到相平衡时,下列三种情况, 正确的是：( )。
(A)ααμ=μB A ； (B) βαμ=μA A ； (C) βαμ=μB A 。
2. 理想液态混合物的混合性质是：( )。
(A)Δmix V ＝0，Δmix H ＝0，Δmix S ＞0，Δmix G ＜0；(B)Δmix V ＜0，Δmix H ＜0，Δmix S ＜0，Δmix G ＝0；(C)Δmix V ＞0，Δmix H ＞0，Δmix S ＝0，Δmix G ＝0；(D)Δmix V ＞0，Δmix H ＞0，Δmix S ＜0，Δmix G ＞0。
3. 稀溶液的凝固点T f 与纯溶剂的凝固点*f T 比较，T f <*fT 的条件是：（ ）。
（A ）溶质必需是挥发性的；（B ）析出的固相一定是固溶体；（C ）析出的固相是纯溶剂；（D ）析出的固相是纯溶质。
4 化学热力学基础习题解答
4 化学热力学基础4 化学热力学基础习题(p87-89)参考解答1.解答：(1) ΔU = - 440 J (2) ΔU = 535 J2.解答：(1) W = - 2.5 kJ (2) W =-3.5 kJ3.解答：W ＝= 77.6 kJ ； Q = -1017 kJ ； ΔH = Q = -1017 kJ ； ΔU = -939.4 kJ4.解答：1θm f mol kJ 90)g NO,(−⋅=ΔH 5.解答：1θm r mol kJ 75.3Δ−⋅−=H 6.解答：①由反应[(2) × 3 + (3) – (1) – (4)]/4 得 N 2(g) + 2H 2(g) → N 2H 4(l)② N 2H 4(l)的=θm f ΔH 1mol 6kJ .50−⋅=7.解答：1θm r mol 818.2kJ Δ−⋅−=H8.解答：(1) Q =-2 × 176 kJ =-352 kJ ；(2) ; (3)1θm r mol 168.6kJ Δ−⋅−=H -14θm f mol kJ 307-aq)Cl,(NH Δ•=H (4)所以NH 1θm r mol 7.4kJ Δ−⋅=H 4Cl (s)溶解是吸热过程。
9.解答：,1θm r mol kJ 145.4Δ−⋅−=H 11θm r K mol J 125Δ−−⋅⋅−=S 10.解答：= －373.234 kJ ⋅mol ∑=B θm f B θm r (B)ΔΔH νH -1 < 0∑=Bθm B θm r (B)ΔS νS = -98.89 J ⋅mol -1⋅K -1 < 0∑=Bθm f B θm r (B)ΔΔG νG = -343.741 kJ ⋅mol -1 < 0从上述数据可看出，此反应在标准状态下可以自发进行。
而且，此反应的，，所以低温有利于反应的进行，高温有利于逆反应的自发进行，此反应的转换温度为 ，一般燃烧温度达不到这一温度。
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1.用来焊接金属的铝热反应涉及Fe 2O 3被金属Al 还原的反应 2 Al(s) +
Fe 2O 3(s)→Al 2O 3(s) + 2 Fe(s), 试计算298K 时该反应的 。
已知，Fe 2O 3
(s)和Al 2O 3(s)的 分别为-1676 KJ∙mol -1和-824.2 KJ∙mol -1。
2.已知298K 时，乙烯加H 2生成乙烷的反应焓变 ，乙烷的摩尔燃烧热 ，CO 2的摩尔生成热 ，H 2O 的摩尔生成热 。
试计算乙烯的摩尔生成热。
（52.7 KJ∙mol -1）
3.已知下列热化学方程式：
12326.27);(3)(2)(3)(-⋅=∆+→+mol kJ rH g CO s Fe g CO s O Fe m
θ ① 1243326.58);()(2)()(3-⋅-=∆+→+mol kJ rH g CO s O Fe g CO s O Fe m
θ ② 12431.38);()(3)()(-⋅=∆+→+mol kJ rH g CO s FeO g CO s O Fe m
θ ③ 计算下列反应的 。
)()()()(2g CO s Fe g CO s FeO +→+
4.碘钨灯泡外壳是用石英（SiO 2）制作的。
试用热力学数据论证：“用玻璃取代石θm r H ∆θm f H
∆1
θm r 4.136-⋅-=∆mol kJ H 162θm c 07.156),(-⋅-=∆mol kJ g H C H
12θm f 5.393),(-⋅-=∆mol kJ g CO H 12θm f 8.285),(-⋅-=∆mol kJ l O H H θm r H ∆
英的设想是不能实现的”。
灯泡内局部温度可达623K ，玻璃主要成分之一是Na 2O ，它能和碘蒸汽起反应生成NaI 。
5.某酶催化反应的活化能是51KJ·mol -1，正常人的体温为37.0 o C ，问病人发烧至39.5 o C 时，酶催化反应速率增加的百分数为多少？
6.蔗糖在酶的催化下水解612621122122O H C O H O H C −−→−+催化剂是一级反应。
在25 o C 速率常数为5.7×10-5s -1。
问：
（1）浓度为1mol·l -3蔗糖溶液分解10%需要多少时间？
（2）若反应活化能为110KJ·mol -1，那么在什么温度时反应速率是25 o C 时的1/10。
7.已知在320oC 反应)()()(l 2222g Cl g SO g C SO +→是一级反应，速率常数为
2.2×10-5s -1。
问：
（1）10.0g SO 2Cl 2分解一半需要多少时间？
（2）2.00g SO 2Cl 2经2h 之后还剩多少？
12θm
f 2.414),(-⋅-=∆mol kJ s O Na H 12θm f 4.62),(-⋅=∆mol kJ
g I H 1
θm f 8.287),(-⋅-=∆mol kJ s NaI H 112θm f 1.75),(--⋅⋅=∆K mol J s O Na S 11θm f 5.98),(--⋅⋅=∆K mol J s NaI S 112
θm f 2.205),(--⋅⋅=∆K mol J g O S 112θm f 7.260),(--⋅⋅=∆K mol J g I S。