第二章热力学初步

第二章热力学初步一、是非题1．对于放热的熵减小的反应，必定是高温下自发而低温下非自发的反应。（）2．Fe(s)和Cl2(l)的ΔfHθm都为零。（）3．盖斯定律认为化学反应的热效应与途径无关，是因为反应处在可逆条件下进行的缘故。（）4．体系与环境无热量交换的变化为绝热过程。（）5．将固体NH4NO3溶于水中，溶液变冷，则该过程的ΔG，ΔH，ΔS的符号依次为＋、－、－。（）6．乙醇溶于水的过程中ΔG＝0。（）7．CO2(g)的标准摩尔生成焓等于石墨的标准摩尔燃烧热。（）8．室温下，稳定状态的单质的标准摩尔熵为零。（）9．如果一个反应的ΔrHθm＞0,ΔrSθm＜0，则此反应在任何温度下都是非自发的。（）10．一个化学反应的ΔrGθm的值越负，其自发进行的倾向越大，反应速率越快。（）11．稳定单质的ΔfHmθ，ΔcHmθ，ΔfGmθ，Smθ均为零。（）12．ΔfGmθ像ΔrHmθ和ΔrSmθ一样，受温度的影响较小。（）13．石墨的标准摩尔燃烧热与金刚石的标准摩尔燃烧热相等，其值都等于气体二氧化碳的标准摩尔生成热。（）14．盖斯定律反映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。（）15．凡体系的ΔrGmθ＜0的反应都能自发进行。（）16．系统的状态函数之一发生改变时，系统的状态不一定改变。（）17．热和功的区别在于热是一种传递中的能量，而功不是。（）18．功和热都是能量的传递形式，所以都是体系的状态函数。（）19．化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与变化的途径无关。（）20．反应的焓变和反应热是同一概念。（）二、选择题1．298K，稳定态单质的Smθ。A.等于零B.大于零C.小于零D.以上三种情况均可能2．若升高温度后，反应的ΔrGmθ值升高，则此反应。A.ΔrHmθ＞0B.ΔrHmθ＜0C.ΔrSmθ＞0D.ΔrSmθ＜03．298K，下列反应的ΔrGmθ等于AgCl(s)的ΔfGmθ的为。A.2Ag(s)+Cl2(g)═2AgCl(s)B.Ag(g)+21Cl2(g)═AgCl(s)C.Ag(s)+21Cl2(g)═AgCl(s)D.Ag+(aq)+Cl-(aq)═AgCl(s)4．已知298K时，有Zn(s)+21O2(g)=ZnO(s),ΔrHmθ═-351.5kJ·mol-1Hg(l)+21O2(g)=HgO(s),ΔrHmθ═-90.8kJ·mol-1则反应Zn(s)+HgO(s)=Hg(l)+ZnO(s)的ΔrHmθ为。A.442.3kJ·mol-1B.260.7kJ·mol-1C.–442.3kJ·mol-1D.-260.7kJ·mol-15．下列物质中标准熵值最大的是。A.Hg(l)B.Na2SO4(s)C.Br2(l)D.H2O(g)6．某反应在298K标准状态下不能自发进行，但当温度升高到一定值时，反应能自发进行，则符合的条件是。A.ΔrHθm＞0,ΔrSθm＞0B.ΔrHθm＞0,ΔrSθm＜0C.ΔrHθm＜0,ΔrSθm＞0D.ΔrHθm＜0,ΔrSθm＜07．如果体系经过一系列变化，最后又变回初始状态，则体系的。A.Q=0,W=0,ΔU=0,ΔH=0B.Q≠0,W≠0,ΔU=0,ΔH=QC.Q=-W,ΔU=Q+W,ΔH=0D.Q≠W,ΔU=Q+W,ΔH=08．根据热力学知识，下列定义正确的是。A.H2(g)的ΔfGθm=0B.H+(aq)的ΔrGθm=0C.H2(g)的ΔrGθm=0D.H2(g)的ΔrHmθ=09．在下列反应中，焓变等于AgBr(s)的ΔfHmθ的反应是。A.Ag+(aq)+Br-(aq)→AgBr(s)B.2Ag(s)+Br2(g)→2AgBr(s)C.Ag(s)+21Br2(l)→AgBr(s)D.Ag(aq)+21Br2(g)→AgBr(s)10．在标准条件下石墨燃烧反应的焓变为-393.6kJ·mol-1，金刚石燃烧反应的焓变为-395.5kJ·mol-1，则石墨转变成金刚石反应的焓变为。A.-789.3kJ·mol-1B.0kJ·mol-1C.+1.9kJ·mol-1D.-1.9kJ·mol-111．25℃时NaCl晶体在水中的溶解度约为6mol·L-1，若在1L水中加入1molNaCl，则NaCl(s)+H2O(l)→NaCl(aq)的。A.ΔS0，ΔG0B.ΔS0，ΔG0C.ΔG0，ΔS0D.ΔG0，ΔS012．关于对ΔcHmθ的描述，错误是。A.所有物质的ΔcHmθ值小于零或等于零B.CO2(g)的ΔcHmθ等于零C.石墨的ΔcHmθ值就是CO2(g)的ΔfHmθ值D.H2(g)的ΔcHmθ的值就是H2O(l)的ΔfHmθ值13．在等温等压下，某一反应的ΔrHmθ0,ΔrSmθ0，则此反应。A.低温下才能自发进行B.正向自发进行C.逆向自发进行D.处于平衡态14．热力学第一定律的数学表达式为。A.H=U+pVB.ΔS=Q/TC.G=H-TSD.ΔU=Q+W15．下列各组符号所代表的性质均属状态函数的是。A.U,H,WB.S,H,QC.U,H,G,D.S,H,W16．下列性质中不属于广度性质的是。A.热力学能B.焓C.温度D.熵17．下列各项与变化途径有关的是。A.热力学能B.焓C.自由能D.功18．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)D.I2(g)19．以下物质的S值最高的是。A.金刚石B.Cl2(l)C.I2(g)D.Cu(s)20．热力学温度为零时，任何完美的晶体物质的熵为。A.零B.1J·mol-1·K-1C.大于零D.不确定21．下列反应中，ΔrHθm与产物的ΔfHmθ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(l)22．下列反应中，ΔrSmθ最大的是。A.C(s)+O2(g)→CO2(g)B.2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)C.3H2(g)+N2(g)→2NH3(g)D.CuSO4(s)+5H2O(l)→CuSO4·5H2O(s)23．下列反应在常温下均为非自发反应，在高温下仍为非自发反应的是。A.Ag2O(g)→2Ag(s)+(1/2)O2(g)B.Fe2O3(s)+(3/2)C(s)→2Fe+(3/2)CO2(g)C.N2O4(g)→2NO2(g)D.6C(s)+6H2O(l)→C6H12O6(s)24．已知反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在298K时ΔrGmθ=130kJ·mol-1，1200K时,ΔrGmθ=-15.3kJ·mol-1.则该反应的ΔrHmθ和ΔrSmθ分别为_____kJ·mol-1和_____kJ·mol-1。A.178161B.-178-161C.178-161D.-17816125．下列情况下，结论正确的是。A.当ΔH0，ΔS0时，反应自发B.当ΔH0，ΔS0时，反应自发C.当ΔH0，ΔS0时，低温非自发，高温自发D.当ΔH0，ΔS0时，低温非自发，高温自发;三、填空题1．在25℃的标准条件时，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)的ΔrHmθ=-571.70kJ.mol-1，则ΔfHmθ(H2O,l)=。2．反应2N2(g)+O2(g)→2N2O(g),在298K时，ΔrHmθ为164.0kJ.mol-1，则反应ΔU=。3．写出下列过程的熵变的正负号：a.溶解少量盐于水中，ΔrSmθ是号；b.NaCl熔融,ΔrSmθ是号；c.液态水蒸发变成H2O(g)，ΔrSmθ是号；d.CaCO3(s)加热分解为CaO(s)和CO2(g)，ΔrSmθ是号。4．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ABCDΔrHmθ(kJ.mol-1)2.8015.2-369-11.7ΔrSmθ(J.mol-1.K-1)30.0-11381.2-25则在标准状态下，任何温度都能自发进行的反应是，任何温度都不能自发进行的反应是。5．当把H2O(l)和D2O(l)混合后，会自发发生下面反应：H2O(l)+D2O(l)=2HOD(l)，O-H键和O-D键的键焓几乎没有区别，那么这个反应的主要驱动力是。6．已知在198.15K时，ΔcHmθ（石墨）=-393.5kJ·mol-1，ΔcHmθ(金刚石)=-395.4kJ·mol-1，则C(石墨)→C(金刚石)的反应热ΔrHmθ为kJ·mol-1。7．在标准状态下的反应H2(g)+Cl2(g)→2HCl(g)，其ΔrHmθ=-184.61kJ·mol-1，由此可知HCl(g)的标准摩尔生成焓变应为kJ·mol-18．物理量Q(热量)、T(热力学温度)、V(体积)、W(功)，其中属于状态函数是；与过程有关的量是。以上物理量中属于广度性质的是；属于强度性质的是。9．反应C(s)+O2(g)→CO2(g)ΔrHθm(298K)0，在一恒容绝热容器中C与O2发生反应，则该体系的ΔT于零，ΔrG于零，ΔrH于零。10．下述3个反应：（1）S(s)+O2(g)→SO2(g)（2）H2(g)+O2(g)→H2O2(g)（3）C(s)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g)按ΔrSθm增加的顺序为。11．下述3个反应在同温同压下进行：（1）4P(红)＋5O2（g）→P4O10(l)ΔrHθm,1（2）4P(白)＋5O2(g)→P4O10(s)ΔrHθm,2（3）4P(红)＋5O2(g)→P4O10(s)ΔrHθm,3按ΔrHθm增大（代数值）的顺序为。12．一系统由状态（1）到状态（2），沿途径Ⅰ完成时放热200J，环境对系统做功50J；沿途径Ⅱ完成时，系统吸热100J，则W值为，沿途径Ⅲ完成时，系统对环境做功40J，则Q值为。13．高温下非自发、低温下自发的反应，通常是ΔS0，ΔH0的反应。14．状态函数的特点是。15．一个ΔrHθm0的反应，在ΔrSθm、温度时可能自发进行。四、计算题1．固体氨的摩尔熔化焓为5.65kJmol-1,摩尔熵变为28.9Jmol-1K-1。计算：(1)1mol固体氨在170K熔化时的Gibbs自由能；(2)在何温度下，固体氨和液体氨在标准状态下达到平衡。2．试利用标准热力学函数数据，通过计算回答汽车尾气净化反应：NO(g)+CO(g)=21N2(g)+CO2(g)在25℃的标准条件下能否自发进行，并（用一句话）说明人们为此反应寻求高效催化剂有无现实意义。3．根据热力学近似计算并判断NH4Cl的升华分解反应在100˚C时能否自发进行。NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)在25˚C下，pθ下，物质NH4Cl(s)NH3(g)HCl(g)ΔfHmθ/(kJ.mol-1)-315.39-45.96-92.30Smθ/(J.mol-1.K-1)94.56192.70186.8参考答案一、是非题1.×2.×3.×4.√5.×6.×7.√8.×9.√10.×11.×12.×13.×14.×15.×16.×17.×18.×19.×20.×二、选择题1.B2.D3.C4.D5.D6.A7.B8.A9.C10.C11.B12.A13.B14.D15.C16.C17.D18.C19.C20.A21.D22.A23.D24.A25.D三、填空题1．-285.85kJ.mol-12．164.0kJ.mol-13．正，正，正，正4．C，B5．ΔS6．1.9kJ·mol-17．-92.30kJ.mol-18．T、V；Q、W；Q、V、W；T9．大，小，小10．(3)(1)(2)11．(3)(2)(1)12．W=-250J，160J13．ΔS0，ΔH014．状态一定，其值一定；殊途同归，值变相等；周而复始，值变为零15．小于，较低四、计算题：1．（1）7.4×102J（2）196K2．ΔrGm(298.15K)=-343.78kJ.mol-10，可自发进行。寻找催化剂有现实意义，可以加速