1、一选择题 1一化学反应系统在等温定容条件下发生一变化，可通过两条不同的途径完成：（1）放热 10 kJ，做电功 50 kJ；（2）放热 Q, 不做功，则（ ）A. Q = 60kJ B. Q = 10 kJ C. Q = 40kJ D. 反应的 QV =10kJ 解：选 A。2在298 K，下列反应中 与 最接近的是（ ）mrHrGA. CCl4 (g) +2H2O (g) =CO2 (g) + 4HCl (g) B. CaO (s) +CO2 (g) =CaCO3 (s)C. Cu2+ (aq) + Zn (s) =Cu (s) + Zn2+ (aq)D. Na (s) +H2O (l) =
2、Na+(aq)+H2 (g)+OH (aq)解：选 C。 rmrrmrrmrGHS =0, GHT当 时反应 C 中反应物和生成物中无气体物质、物态也无变化， 。rm S值 较 小3已知反应 2H2 (g) O2 (g)= 2H2O (g) 的 rHm 483.63 kJmol1，下列叙述正确的是（ ）A. fHm(H2O,g) 483.63 kJmol1B. rHm 483.63 kJmol1 表示 = 1 mol 时系统的焓变C. rHm 483.63 kJmol1 表示生成 1 mol H2O (g) 时系统的焓变D. rHm 483.63 kJmol1 表示该反应为吸热反应解：选 B。
3、A 错，根据 fHm 定义,H 2O (g)的系数应为 1。C 错，该方程为表示生成 2 mol H2O (g) 时系统的焓变。D 错，rH m 0 时表示该系统能量的增加，该反应为吸热反应，r Hm 0 时表示该系统能量的减少，该反应为放热反应。4下列反应可以表示 的是（ ） -1fm2(C,g)=394.8 kJolGA. C（石墨,s）+O 2(g) = CO2(g)B. C（金刚石 ,s）+O 2(g) = CO2(g)C. C（石墨,s）+O 2(l) = CO2(l)D. C（石墨,s）+O 2(g) = CO2(l)解：选 A。B 错，C （金刚石， s）非参考状态单质，不符合标
4、准状态下摩尔完全生成反应定义；C 错，O 2(l) 非参考状态单质,不符合标准状态下摩尔完全生成反应定义；CO 2(l) 不符 rGm(CO2,g) 的定义所指定的产物； D 错，CO 2(l) 不符 rGm(CO2,g) 的定义所指定的产物。5反应 MgO(s)+CO2(g)在高温下正向反应自发进行, 其逆反应在 298K 时(s)MgCO3自发, 近似判断逆反应的 与 是（ ）mHrSA. 0, 0 B. 0, 0mrHrSrmrC. 0, 0 D. 0, 0 rr rr解：选 A。该反应有气体物质产生，故 0。且高温自发，低温非自发，根据mSr判断结果应选 A。rmrrmGHST二、填空
5、题1解：用下列热力学函数判断反应自发性的条件是（1） mrrmr 0: SH ） 的 化 学 反 应 系 统 且体 积 功 （ 非 体 积 功 为等 温 ， 定 压 且 系 统 只 做（2） rrrS ） 的 化 学 反 应 系 统 且体 积 功 （ 非 体 积 功 为等 温 ， 定 压 且 系 统 只 做（3） rm:G等 温 、 定 压 且 系 统 只 作 体 积 功 （ 非 体 积 功 为 ） 的 化 学 反 应 系 统 。（4） r 0： 标 准 状 态 下 ， 等 温 、 定 压 且 系 统 只 作 体 积 功 （ 非 体 积 功 为 ） 的 化 学 反 应 系 统 。2系统状态函数
6、的特点是：状态函数仅决定于 系统的状态 ；状态函数的变化只与 系统的变化的过程 有关，而与变化的 途径 无关。3反应进度 的单位是 mol ；反应计量式中反应物 B 的化学计量数 vB 的值规定为 负值 。4正、逆反应的 rHm，其 绝对值 相等， 符号 相反；反应的 rHm 与反应式的 写法 有关。5所谓标准状态是在指温度 T 和标准压力下该物质的状态。其中标准压力 P = 100 kPa ；标准状态虽然没有指定温度，但是为了便于比较，IUPAC 推荐选择 298 K 作为参考温度。6根据吉布斯亥姆霍兹方程： rGm（T ）= rHm（T）T rSm（T） 。若忽略温度对rH 和 rS 的影
7、响，则可得到该式的近似式：m rrr 三、简答题1区别下列符号的意义。H：系统的状态函数，焓，定义为 H=U+pV,无具体物理意义。H：系统焓的改变值，物理意义为在定压，只做体积功的情况下，系统与环境交换的热。：标准条件下，当产物与反应物温度相同时，化学反应过程中系统只做体积功，且反mr应在定压条件下按照所给定的方程式完全反应，此时的反应热。：在温度 T 时，由参考状态的单质完全生成 1mol 物质 B 时的标准摩尔焓变。fS：系统的状态函数，熵，代表系统的混乱度。：标准状态下，物质 B 的摩尔熵。m：反应的标准摩尔熵，标准状态下，化学反应按照给定方程式完全反应系统的熵变。rG：系统的状态函数
8、，吉布斯自由能，定义为 G=H-TS,无具体物理意义。：化学反应的吉布斯自由能变，即该反应能对外所的最大非体积功。mr：标准状态下，化学反应的吉布斯自由能变。r：标准摩尔生成反应的吉布斯自由能变。mf2若将合成氨反应的化学计量方程式分别写成 N2(g ) +3H2(g)=2NH3(g) 和 N2(g ) 1+ H2(g)=NH3(g) ，二者的 rHm 和 rGm 是否相同？ 两者间有何关系？3答：不相同，这些符号都与热力学方程式的写法有关。 rm,1r,2r,1r,2四、计算题1由附录查出 298 K 时有关的 数值，计算下列反应的 （已知：fmHrmH） 。 -1fm24(NH,1)50.
9、63 kJol（1） 22l+Og=()+O()（2） 22()g（3） H(l不查表，根据上述 3 个反应的 ，计算下列反应的 。rmHrmH24222N(l)+O(l)=N(g)+4O(l)解：（1）（3）2 得（4） （4）（2）2 即得所求式。查表计算得 1mr olkJ3.62)1(, Hr7491mr lJ50.)(, r ok81H2甘氨酸二肽氧化反应为 2482322223O(g)+CN(s)=CON(s)+3(g)HO(l) -1 -1fm fm,745. kJol;CN,s3.7 kJmol 计算：（1）298 K 时，甘氨酸二肽氧化反应的标准摩尔焓。（2）298 K 及标
10、准状态下，1g 固体甘氨酸二肽氧化时放热多少？解：（1）已知 (C4H8N2O3,s)=-745.25kJmol-1mf(H2NCONH2,s)=-333.17kJmol-1f(CO2,g)=-393.51kJmol-1mf(H2O,l)=-285.85kJmol-1fH所以 3O2(g)+ C4H8N2O3(s)= H2NCONH2(s)+3 CO2(g) +2 H2O(l)= (H2NCONH2,s)+3 (CO2,g)+2 (H2O,l)- (C4H8N2O3,s)mff mfmfmf=-1340.15 kJmol-1（2）因为 M(C4H8N2O3)132gmol -1，所以 1g C
11、4H8N2O3 氧化时放热：(1340.1513)kJ10.15 kJ3关于生命起源的各种理论中，总要涉及动植物体内的一些复杂的化合物能否自发地由简单化合物转化得来。例如，298 K 及标准状态下，计算下列反应的 ，判断尿素能rmG否由二氧化碳和氨自发反应得来。反应：， （ 已知 2322CO(g)+NH()=)CO(s+Hl)） -1fm,s197.5 kJmolG解： 2322rmf fmfm2fm31111CO(g)+NH()=)CO(s+Hl),(CO,g)+(NH,g)197.5kJol7.4kJol394.8kJol6.2kJol)(4)(GGG r 26)0,反 应 自 发 进
12、行 ， 说 明 氨 和 能 合 成 尿 素 。4定压下苯和氧反应： 。在 25和标准状态下，0.25 6 25CH(l)+O(g)=6()+(l)mo 液态苯与氧反应放热 816.91 kJ，求 1 mol 液态苯和氧反应时焓变和热力学能变。解： 1-mr molkJ4.3270.5ol1kJ9.8H 1-3-1-rr Jk0K2988.34Jl5-6. nRTU=3263.92kJ5已知下列反应的标准摩尔焓（1）C （石墨,s ）+O 2(g) = CO2(g) -1rm,139.5 kJolH（2） 21H(g)+O()=H(l) -r,28（3） 3327lg3CO()+(l)-1rm,
13、3178.2 Jl计算乙酸甲酯(CH 3COOCH3,l)的标准摩尔生成焓。解：乙酸甲酯的标准摩尔生成反应为3C（石墨， s）+O 2（g）+3H 2（g）=CH 3COOCH3（l）根据盖斯定律，题中所给的反应式(1)3(2)3 (3)即为 CH3COOCH3 的生成反应，所以 3,2,1,33 3)l,COH( mrrmrmf H=3（393.51kJmol 1 ）+3（285.85kJmol 1 ）（1788.2kJmol 1 ）=249.88kJmol 16葡萄糖在酵母菌等的作用下，经过下列发酵反应生成乙醇：C6H12O6(s)葡萄糖-6-磷酸 果糖-6- 磷酸甘油醛-3-磷酸2CH
14、3CH2OH(l)+2CO2(g)。查附录，计算标准状态和 298 K 时全发酵过程的标准摩尔焓 。 （各物质的溶解热可忽略，rmH已知葡萄糖的 ） 1fm612(C,s)74.kJol解：因为葡萄糖的全发酵过程的方程式可写为C6H12O6 (s) = 2CH3CH2OH (l) + 2CO2 (g)所以 rmf32fm2fm6122(CHO,l)(C,g)(HO,s)H=2（276.98 kJmol -1） +2（393.51 kJmol -1）（ 1274.4kJmol-1）=2615.38 kJmol-17液态乙醇的燃烧反应： 25222CHO(l)+3g=CO()+3H(l)利用教材附
15、录提供的数据，计算 298 K 和标准状态时， 92g 液态乙醇完全燃烧放出的热量。解：反应 C2H5OH(l)3O 2（g）=2CO 2(g)3H 2O（ l）是乙醇的完全燃烧反应kJmol1rmc5(OH,l)136.75则 ：M (C2H5OH) = 46 gmol-1，则， =2mol（1366.75kJmol 1 ）= 2733.5kJollg46918大力神火箭发动机采用液态 N2H4 和气体 N2O4 作燃料，反应产生的大量热量和气体推动火箭升高。反应为 242422(l)+(g)=3()+H(g)利用有关数据，计算反应在 298 K 时的标准摩尔焓 。若该反应的热能完全转变为使
16、rm100kg 重物垂直升高的位能，试求此重物可达到的高度（已知：） 。 -1fm24(NH,l)50.63 kJmol解：根据反应 2N2H4 (l) N2O4 (g) = 3N2 (g) + 4H2O(g) 计算其反应的标准摩尔焓 。rmHrmf fmfm4fm24(,g)(H,g)(NH,l)(O,g)= 0+ 4（241.84kJmol 1 ）250.63 kJmol 1 9.66 kJmol 1= 1078.28 kJmol 1设重物可达到的高度为 h，则它的位能为 mgh = 100 kg9.8 ms2 h=980 Nh根据能量守恒定律 980Nh=1078.3103J ， h=1
17、100m9植物体在光合作用中合成葡萄糖的反应可近似表示为 2261226CO(g)+H(l)=CO(s)+g计算该反应的标准摩尔吉布斯自由能，并判断反应在 298 K 及标准状态下能否自发进行（已知葡萄糖的 ） 。-1612mf mol-90.5kJs),OH(CG解 ：6CO 2 (g)6H 2O（l）=C 6H12O6 (g)+6O(g) l)O,(H6g),(CO6g),(s),( 2mf2f2mf1fmr G= -910.5 kJmol-1+06（394.38kJmol -1）6 （237.14kJmol -1）= 2878.62 kJmol-110查教材附录数据计算 25时反应 的
18、，指出该反应在 252426CH(g)+=(g)rm和 100KPa 下的反应方向。解 ：C 2H4 (g)H 2（g）=C 2H6 (g)rmf fm2fm24(C,)(,g)(,g)GG=32.86kJmol 1 068.15kJmol 1=101.01kJmol 1在 25和 100kPa 下，乙烯的加氢反应可以正向进行。11将空气中的单质氮变成各种含氮化合物的反应叫固氮反应。查教材附表根据 数值fmG计算下列三种固氮反应的 ，从热力学角度判断选择哪个反应最好。rmG（1） 2N(g)+O=2(g)（2） N（3） 223()3H()解：（1） N2 (g)O 2（g）=2NO (g)
19、)g,O()g,N(),( 2mf2mfmfm,1r GG=286.69 kJmol1 -0-0 =173.38 kJmol1（2） 2N2 (g)O 2（g）=2N 2O (g) )g,()g,(),( 2mf2mfmfm,r = 2103.66 kJmol1=207.32 kJmol1（3） N2 (g)3H 2（g）=2NH 3 (g)rm,3f(H,)G=2（16.12 kJmol 1 ）= 32.24 kJmol1因为 0 0 只有 0，所以选择（3）rm,1Grm,2rm,G12查教材附录数据计算说明在标准状态时，下述反应自发进行的温度。（1） 2N(g)+O=(g)（2） 433
20、2HCs+CO()Hg（3） 2 2()N3()（已知： ； ） 。 -1fm43,s)849. kJmol -143NCO,s)2 JmolKS解：（1）N 2 (g)O 2（g）=2NO (g) 11- 2mf2fmf,1r ol74.80olkJ 90.37 )g,()g,(),( HH2210.77kJmol-1 191.60 Jmol-1K-1205.14 Jmol -1K-1rmS=24.8Jmol-1K-1 K728olJ8.24k7101转 T（2）NH 4HCO3（s）=NH 3(g)+CO2(g)+H2O(g)168.09kJmol1 474.34 Jmol1 K1rmHr
21、mST 转 =354.4K（3）2NH 3（g）3O 2（g）=NO 2（g）+NO （g）+3H 2O（g）509.38kJmol 1 16.76 Jmol1 K1rmrmS因为 0 标准状态及任何温度下反应均自发。rHrmS13固体 AgNO3 的分解反应为 322AgNO(s)=g()+)(g)查教材附表并计算标准状态下 AgNO3(s)分解的温度。若要防止 AgNO3 分解，保存时应采取什么措施。解： AgNO3(s)分解的温度即为反应 AgNO3(s)=Ag(s)+NO2(g)+ O2(g)的转化温度。1根据公式： mrSHT转 )g,AN()g,(21)sAg,()g,NO( 3mf2mff2fmr H=33.85kJmol1 (123.14kJmol 1 )=156.99 kJmol1rm2m2m3(O,g)(N,)(Ag,s)(NO,s)SSS= 205.14Jmol-1K-1+240.06Jmol-1K-1+ 42.72 Jmol-1K-1140.92 Jmol -1K-11=244.43 Jmol-1K-1(642-273) =369-156.9kJol642243 mT转分解温度 T369若要防止 AgNO3 分解，应低温避光保存。
