1、 习题参考答案 习题 一 一、判断题 (对的，在括号内填 “”，错的填 “”) 1. )g(O21)g(H22 = O(l)H2 和 )g(O)g(2H 22 = O(l)2H2 的 mrH 相同。 ( ) 2. 功和热是在系统和环境之间的两种能量传递方式，在系统内部不讨论功和热。 ( ) 3. 反应的 H 就是反应的热效应。 ( ) 4. Fe(s)和 )l(Cl2 的 mrH 都为零。 ( ) 5. 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。 ( ) 6. 同一 系 统不同状态可能有相同的热力学能。 ( ) 7. 由于 H = pq ， H 是状态函数，
2、H 的数值只与系统的始、终态有关，而与变化的过程无关，故 pq 也是状态函数。 () 8. 由于 3CaCO 固体的分解反应是吸热的，故它的标准摩尔生成焓是负值。 ( ) 9. 当热量 由 系统传递给环境时 ， 系统的内能必然减少 。 ( ) 10. 因为 q ， w 不是系统所具有的性质，而与过程有关，所以热力学过程中 ( wq )的值也应由具体的过程决定。 ( ) 二、 选择题 (将正确的答案的标号填入空格内 ) 1. 对于封闭体系 ， 体系与环境间 ( B ) 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
3、交换 ， 只有物质交换 2. 热力学第一定律的数学表达式 wqU 只适用于 ( C ) A. 理想气体 B. 孤立体系 C. 封闭体系 D. 敞开体系 3. 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 ？ ( D ) A. 15 kJ B. 5 kJ C. +5kJ D. +15kJ 4. 已知 2PbS(s) + 3 )g(O2 = 2PbO(s) + 2 )g(SO2 的 mrH = 4.843 1molkJ ，则该反应的 Vq 值是多少 1molkJ ？ ( D ) A. 840.9 B. 845.9 C. 9.845 D. 9.840
4、 5. 通常，反应热的精确实验数据是通过测定反应或过程的哪个物理量而获得的。 ( D ) A. H B. Vp C. pq D. Vq 6. 下列对于功和热的描述中，正确的是 哪个？ ( A ) A. 都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值 B. 都是途径函数，对应于某一状态有一确定值 C. 都是状态函数，变化量与途径无关 D. 都是状态函数，始终态确定，其值也确定 7. 在温度 T 的标准状态下，若已知反应 A2B 的标准摩尔反应焓 1,mrH ，与反应2AC 的标准摩尔反应焓 2,mrH ，则反应 C4B 的标准摩尔反应焓 3,mrH 与 1,mrH 及 2,mrH 的关系为 3,m
5、rH =？ ( D ) A. 2,1,2 mrmr HH B. 2,1, 2 mrmr HH C. 2,1, mrmr HH D. 2,1,2 mrmr HH 8. 对于热力学可逆过程，下列叙述 不 正确的是 哪个？ ( C) A. 变化速率无限小的过程 B. 可做最大功的过程 C. 循环过程 D. 能使系统与环境都完全复原的过程 9. 下述说法中，不正确的是 哪个？ ( D ) A. 焓只有在某种特定条件下，才与系统吸热相等 B. 焓是人为定义的一 种具有能量量纲的热力学量 C. 焓是状态函数 D. 焓是系统能与环境进行热交换的能量 10. 封闭系统经过一循环过程后，其下列哪组参数是正确的？
6、 ( C ) A. q =0， w =0， U =0， H =0 B. q 0， w 0， U =0， H =q C. q = w ， U = wq ， H =0 D. q w ， U = wq ， H =0 11. 以下说法正确的是哪个？ ( B ) A. 状态函数都具有加和性 B. 系统的状态发生改变时，至少有一个状态函数发生了改变 C. 因为 Vq = U ， pq = H ，所以恒容或恒压条件下， q 都是状态函数 D. 虽然某系统分别经过可逆过程和不可逆过程都可达到相同的状态，但不可逆过程的熵变值不等于可逆过程的熵变值。 12. 盖斯定律反映了 ( B ) A. 功是状态函数 B.
7、H 取决于反应体系的始终态，而与途径无关。 C. 热是状态函数 D. H 取决于反应体系的始终态，也与途径有关。 13. 298K 时，下列各物质的 mfH 等于零的是 哪个？ ( A) A. 石墨 B. 金刚石 C. 溴气 D. 甲烷 14. 在下 列反应中，进行 l mol反应时放出热量最大的是 哪个？ ( C ) A. )g(O2)l(CH 24 = O (g)H2)g(CO 22 B. )g(O2)g(CH 24 = O (g)H2)g(CO 22 C. )g(O2)g(CH 24 = O(l)H2)g(CO 22 D. )g(O23)g(CH24 = O(l)H2)g(CO 2 15
8、. 下列反应中 mrH 等于 产物 mfH 的 是（ D ） A. CO2(g) + CaO(s) = CaCO3(s) B. H I ( g )( g )I21( g )H2122 C. H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) D. O ( g )H( g )O21( g )H222 三、计算及问答题 1试计算下列情况的热力学能变化： (1) 系 统 吸收热量 500J，对环境作功 400J； 解： JwqU 100)400()500( (2) 系 统 吸收热量 500J，环境对系 统 作功 800J。 解： JwqU 1 3 0 0)8 0 0()5 0 0( 2. 在 373.
9、15K 和 100kPa 下，由 1mol 水汽化变成 1mol 水蒸气，此气化过程中 系 统吸热 40.63kJ 。求： (1) 系 统 膨胀对外作功 w =？ (液体水体积可忽略不计 ) (2) 此过程内能改变 U =？ 解：（ 1）13)( .10.315.3 7 3103 1 4.81 m o lkJRTw B gB（ 2）13)( .53.3715.3 7 3103 1 4.8163.40 m o lkJRTqqU B gBpv 3反应 N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g)在恒容量热器中进行，生成 2mol NH3 时放热82.7kJ，求反应的 )K15.298( mrU 和
10、 298K 时反应的 )K15.298( mrH 。 解： kJqU vmr 7.82 13)( .7.8715.2 9 8103 1 4.8)312(7.82 m o lkJRTqqH B gBvpmr 4. 已知 100kPa ， 18 时 1 mol Zn 溶于稀盐酸时放出 151.5kJ 的热，反应析出1mol 2H 气。求反应过程的 w ， U ， H 。 解： )()()()( 2 gHaqZ nC laqH C lsZn 1.5.1 5 1 m olkJqH p 13),( .42.22 9 1103 1 4.81 m o lkJRTw B gB1, .92.1 5 342.25
11、.1 5 1 m o lkJRTqqU B gBpv 5. 在下列反应或过程中， Vq 与 pq 有区别吗？简单说明 。 并 根据所列的各 反应 条件，计算发生下列变化时，各自 U 与 H 之间的能量差值。 (1) HS(s)NH4 C25o S(g)H)g(NH 23 ， 2.00mol HS(s)NH4 的分解 ； (2) (g)Cl(g)H 22 C25o )g(2HCl ， 生成 1.00mol )g(HCl ； (3) (s)CO2 C25o )g(CO2 ， 5.00mol (s)CO2 (干冰 )的升华 ； (4) N a C l(a q )(a q )A g N O 3 C25
12、o (a q )N a N O)A g C l(s 3 ， 沉淀出 2.00mol )AgCl(s 。 解：（ 1）13, .96.429810314.8)11(2 m o lkJRTHU B gB(2)无体积变化， HU (3) 13, .39.122 9 8103 1 4.815 m o lkJRTHU B gB(4) 无体积变化， HU 6. 计算下列反应的 (1) )K15.298( mrH ； (2) )K15.298( mrU 和 (3) 298.15 K 进行lmol 反应时的体积功 体w 。 )g(Cl4)g(CH 24 = )g(HC l4)l(C C l4 解： :./)1
13、5.298( 1 m olkJKH mf -74.81 0 -135.44 -92.307 (1)1.86.4 2 9)81.74(0)44.1 3 5()3 0 7.92(4)15.2 9 8( m o lkJHKH mB fBmr (2) RTKHKUB gBmrmr ,)15.2 9 8()15.2 9 8( =-429.86-(4-4-1) 13 .38.4 2 715.2 9 8103 1 4.8 mo lkJ （ 3）13g, .479.215.29810314.8)144( m o lkJRTw B B体7. 葡萄糖完全燃烧的热化学反应方程式为 )g(O6)s(OHC 26126
14、 = O (l)H6)g(CO6 22 ， mrH = 2820 1molkJ 当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热约 30%可用做肌肉的活动能量。试估计一食匙葡萄糖 (3.8 g)在人体内氧化时，可获得盼肌肉活动的能量。 解： 1.16.180 m olgM 葡萄糖 kJmM HE mr 18%308.316.1 8 02 8 2 0%30 葡萄糖8. 已知下列热化学方程式： )g(CO3)s(OFe 32 = )g(CO3)s(Fe2 2 ， 1mrH = 6.27 1molkJ )g(CO)s(O3F e 32 = )g(CO)s(OFe2 243 ， 2mrH = 6.58 1molkJ
15、 )g(CO)s(OFe 43 = )g(CO)s(3FeO 2 ， 3mrH = 1.38 1molkJ 不用查表，试计算下列反应的 4mrH 。 )g(CO)s(FeO = )g(CO)s(Fe 2 解： 13,2,1,4, .7.166 23 m o lkJHH mrmrmrmr9. 利用 附录 3 数据，计算下列反应的 )K15.298( mrH 。 (1) )aq(H2)s(Zn = )g(H)aq(Zn 22 (2) O(l)H)s(CaO 2 = )aq(OH2)aq(Ca 2 解： (1) )15.298()15.298(, KHKH BmfB Bmr =0+（ -153.89
16、） -0-0=-153.89kJ.mol-1 （ 2） )15.298()15.298(, KHKH BmfB Bmr 1.90.81)83.2 8 5()09.6 3 5()83.5 4 2()9 9 4.2 2 9(2 m o lkJ 10. 已知在 25和标准状态下， 1.00g 铝燃烧生成 Al2O3(s)放热 30.92kJ，求 Al2O3(s)的 mfH (298K)。 解： 11132 .68.1 6 6 9.92.30.272)298,( m o lkJgkJm o lgKOAlH mf 11. 用 来 焊 接 金 属 的 铝 热 反 应 涉 及 32OFe 被金属 Al 还
17、原 的 反 应 ：)s(OFe)s(Al2 32 )s(Fe2)s(OAl 32 ， 试计算： (1) 298K 时该反应的 mrH 。 (2) 在此反应中若用 267.0g 铝，问能释放出多少热量？ 解： （ 1） )15.298()15.298(, KHKH BmfB Bmr = 1.5.85102)2.824()7.1675(02 m o lkJ (2) 1.19.4 2 1 0)5.8 5 1(272 0.2 6 7)2 9 8( m o lkJKHqmr12. 已知 )l(HN 42 、 42ON (g)和 OH2 (l)在 298.15K 时的标准摩尔生成焓分别是50.63 1mo
18、lkJ 、 9.66 1molkJ 和 80.285 1molkJ ，计算火箭燃料联氮和氧化剂四氧化二氮反应： )g(ON)l(H2N 4242 = O(l)H4)g(N3 22 (1) 反应的标准摩尔反应焓变 mrH =？ (2) 计算 32 g 液态联氮完全氧化时所放出的热量为多少？ 解： (1) )15.298()15.298(, KHKH BmfB Bmr 1.12.125463.50266.903)80.285(4 m o lkJ (2) 1.06.6 2 7)12.1 2 5 4(322 32)2 9 8( m o lkJKHqmr13. 试通过计算说明下列甲烷燃烧反应在 298.
19、15K 进行 1mol 反应进度时，在定压和定容条件燃烧热之差别，并说明差别之原因。 CH4(g) + 2O2(g) = CO2 (g) + 2H2O(l) 解：13, .96.415.29810314.8)121(1 m o lkJRTHU B gB原因： 0, B gB14. 辛烷 ( 188HC )是汽油的主要成分，试计算 298K 时， 100g 辛烷完全燃烧时放出的热量。 解： )(9)(8)(225)(222188 lOHgCOgOlHC kJKHB mfBr 58.4 7 7 6)15.2 9 8( 15. 通过吸收气体中含有的少量乙醇可使 722 OCrK 酸性溶液变色 (从橙
20、红色变为绿色 )，以检验汽车驾驶员是否酒后驾车 (违反交通规则 )。其化学反应可表示为 )l(OHHC3)aq(H16)aq(OCr2 52272 = C O O H ( l)3 C HO ( l)H11)aq(Cr4 323 试利用标准摩尔生成焓数据求该反应的 )K15.298( mrH 。 解： B mfBmr KKH )15.2 9 8()15.2 9 8( = )69.277(3016)3.1 4 9 0(2)1.1 9 9 9(4)83.285(11)5.484(3 = 8780.4 -1molkJ 习题 二 一、判断题 (对的在括号内填 “ ” ，错的在括号内填 “ ” ) 1.
21、Sr 为正值的反应均是自发反应。 ( ) 2. 反应产物的分子数比反应物多，该反应的 S 0。 ( ) 3. mrG 0， mrS 0，升高温度使 正v 增大， 逆v 减小，故平衡向右移动。 ( ) 13. 根据分子碰撞理论，具有一定能量的分子在一定方位上发生有效碰撞，才可能生成产物。 ( ) 14. 活化能的大小不一定能表示一个反应的快慢，但可以表示一个反应受温度的影响是显著还是不显著 。 ( ) 15. 在一定温度下，对于某化学反应，随着 反应的进行，反应速率逐渐减慢，反应速率常数逐渐变小。 ( ) 二、 选择题 (将正确的答案的标号填入空格内 ) 1. 下列体系 变化过程中熵值减少的是
22、哪个？ ( C ) A. 食盐溶于水 B. 干冰升华 C. 活性炭吸附氧气 D. 高锰酸钾受热分解 2. 等温等压下且不做非体积功条件下，反应自发进行的判据是 哪个？ ( C ) A. H 2aE B. 1aE 2aE C. 1aE = 2aE D. 不能确定 三、计算及问答题 1. 不用查表，将下列物质按其标准熵 )K15.298(mS 值由大到小的顺序排列，并简单说明理由。 (1) )s(K ； (2) )s(Na ； (3) )l(Br2 ； (4) )g(Br2 ； (5) )s(KCl 。 解： (4) )g(Br2 (3) )l(Br2 (5) )s(KCl (1) )s(K (2
23、) )s(Na 理由 ：一般（相对分子质量相近时）气态的大于液态的；液体的大于固体物质的 ；而当温度和聚集态相同时，分子或晶体结构较复杂的物质的熵大，原子序数大的大于小的。 2. 分析下列反应的熵值是增加还是减少，并说明理由。 (1) )s(I2 )g(I2 ； (2) O(l)H2 )g(O21)g(H22 ； (3) )g(O)g(CO2 2 )g(CO2 2 ； (4) )g(B)s(A 22 )g(AB2 。 解： (1)增加 ：气态大于固态 (2)增加：气态大于液态 (3)减少 ：气体分子数减少 (4)增加 ：气体分子数增多 3试用书末附录 3 中的标准热力学数据，计算下列反应的 )
24、K15.298( mrS 和)K15.298( mrG 。 (1) O(l)4HFe(s)3 2 = )g(H4)s(OFe 243 ； (2) )aq(H2)s(Zn = )g(H)aq(Zn 22 ； (3) O(l)H)s(CaO 2 = )aq(OH2)aq(Ca 2 ； (4) AgBr(s) = )l(Br21)s(Ag 。 解： )15.2 9 8()15.2 9 8(, KSKS BmB Bmr )15.298()15.298(, KGKG BmfB Bmr (1) )K15.298( mrS 307.7 11 KmolJ )K15.298( mfG 66.9 1molkJ (2) )K15.298( mrS 23.0 11 KmolJ )K15.298( mfG 147.06 1molkJ (3) )K15.298( mrS 184.3 11 KmolJ )K15.298( mfG 26.91 1molkJ (4) )K15.298( mrS 51.4 11 KmolJ )K15.298( mfG 96.90 1molkJ
