第二章熱力學(xué)初步研究

第二章熱力學(xué)初步一、是非題1．對于放熱的熵減小的反應(yīng)，必定是高溫下自發(fā)而低溫下非自發(fā)的反應(yīng)。（）2．Fe(s)和Cl2(l)的ΔfHθm都為零。（）3．蓋斯定律認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)與途徑無關(guān)，是因為反應(yīng)處在可逆條件下進(jìn)行的緣故。（）4．體系與環(huán)境無熱量交換的變化為絕熱過程。（）5．將固體NH4NO3溶于水中，溶液變冷，則該過程的ΔG，ΔH，ΔS的符號依次為＋、－、－。（）6．乙醇溶于水的過程中ΔG＝0。（）7．CO2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓等于石墨的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱。（）8．室溫下，穩(wěn)定狀態(tài)的單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵為零。（）9．如果一個反應(yīng)的ΔrHθm＞0,ΔrSθm＜0，則此反應(yīng)在任何溫度下都是非自發(fā)的。（）10．一個化學(xué)反應(yīng)的ΔrGθm的值越負(fù)，其自發(fā)進(jìn)行的傾向越大，反應(yīng)速率越快。（）11．穩(wěn)定單質(zhì)的ΔfHmθ，ΔcHmθ，ΔfGmθ，Smθ均為零。

（）12．ΔfGmθ像ΔrHmθ和ΔrSmθ一樣，受溫度的影響較小。

（）13．石墨的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱與金剛石的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱相等，其值都等于氣體二氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱。

（）14．蓋斯定律反映了體系狀態(tài)變化時其焓變只與體系的始態(tài).終態(tài)有關(guān),而與所經(jīng)歷的步驟和途徑無關(guān)。（）15．凡體系的ΔrGmθ＜0的反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行。（）16．系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)之一發(fā)生改變時，系統(tǒng)的狀態(tài)不一定改變。（）17．熱和功的區(qū)別在于熱是一種傳遞中的能量，而功不是。（）18．功和熱都是能量的傳遞形式，所以都是體系的狀態(tài)函數(shù)。（）19．化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與變化的途徑無關(guān)。（）20．反應(yīng)的焓變和反應(yīng)熱是同一概念。（）二、選擇題1．298K，穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)的Smθ

。A.等于零B.大于零C.小于零D.以上三種情況均可能2．若升高溫度后，反應(yīng)的ΔrGmθ值升高，則此反應(yīng)

。A.ΔrHmθ＞0B.ΔrHmθ＜0C.ΔrSmθ＞0D.ΔrSmθ＜03．298K，下列反應(yīng)的ΔrGmθ等于AgCl(s)的ΔfGmθ的為

。A.2Ag(s)+Cl2(g)═2AgCl(s)B.Ag(g)+Cl2(g)═AgCl(s)C.Ag(s)+Cl2(g)═AgCl(s)D.Ag+(aq)+Cl-(aq)═AgCl(s)4．已知298K時，有Zn(s)+O2(g)=ZnO(s),ΔrHmθ═-351.5kJ·mol-1Hg(l)+O2(g)=HgO(s),ΔrHmθ═-90.8kJ·mol-1則反應(yīng)Zn(s)+HgO(s)=Hg(l)+ZnO(s)的ΔrHmθ為

。A.442.3kJ·mol-1B.260.7kJ·mol-1C.–442.3kJ·mol-1D.-260.7kJ·mol-15．下列物質(zhì)中標(biāo)準(zhǔn)熵值最大的是

。A.Hg(l)B.Na2SO4(s)C.Br2(l)D.H2O(g)6．某反應(yīng)在298K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下不能自發(fā)進(jìn)行，但當(dāng)溫度升高到一定值時，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則符合的條件是

。A.ΔrHθm＞0,ΔrSθm＞0B.ΔrHθm＞0,ΔrSθm＜0C.ΔrHθm＜0,ΔrSθm＞0D.ΔrHθm＜0,ΔrSθm＜07．如果體系經(jīng)過一系列變化，最后又變回初始狀態(tài)，則體系的

。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．根據(jù)熱力學(xué)知識，下列定義正確的是

。A.H2(g)的ΔfGθm=0B.H+(aq)的ΔrGθm=0C.H2(g)的ΔrGθm=0D.H2(g)的ΔrHmθ=09．在下列反應(yīng)中，焓變等于AgBr(s)的ΔfHmθ的反應(yīng)是

。A.Ag+(aq)+Br-(aq)→AgBr(s)B.2Ag(s)+Br2(g)→2AgBr(s)C.Ag(s)+Br2(l)→AgBr(s)D.Ag(aq)+Br2(g)→AgBr(s)10．在標(biāo)準(zhǔn)條件下石墨燃燒反應(yīng)的焓變?yōu)?393.6kJ·mol-1，金剛石燃燒反應(yīng)的焓變?yōu)?395.5kJ·mol-1，則石墨轉(zhuǎn)變成金剛石反應(yīng)的焓變?yōu)?/p>

。A.-789.3kJ·mol-1B.0kJ·mol-1C.+1.9kJ·mol-1D.-1.9kJ·mol-111．25℃時NaCl晶體在水中的溶解度約為6mol·L-1，若在1L水中加入1molNaCl，則NaCl(s)+H2O(l)→NaCl(aq)的

。A.ΔS>0，ΔG>0B.ΔS>0，ΔG<0C.ΔG>0，ΔS<0D.ΔG<0，ΔS<012．關(guān)于對ΔcHmθ的描述，錯誤是

。

A.

所有物質(zhì)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．在等溫等壓下，某一反應(yīng)的ΔrHmθ<0,ΔrSmθ>0，則此反應(yīng)

。

A.低溫下才能自發(fā)進(jìn)行

B.正向自發(fā)進(jìn)行C.逆向自發(fā)進(jìn)行D.處于平衡態(tài)14．熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

。

A.H=U+pV

B.ΔS=Q/T

C.G=H-TSD.ΔU=Q+W

15．下列各組符號所代表的性質(zhì)均屬狀態(tài)函數(shù)的是

。A.U,H,WB.S,H,QC.U,H,G,D.S,H,W16．下列性質(zhì)中不屬于廣度性質(zhì)的是

。A.熱力學(xué)能B.焓C.溫度D.熵17．下列各項與變化途徑有關(guān)的是

。A.熱力學(xué)能B.焓C.自由能D.功18．按通常規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)生成焓為零的物質(zhì)為

。A.Cl2(l)B.Br2(g)C.N2(g)D.I2(g)19．以下物質(zhì)的S值最高的是

。A.金剛石B.Cl2(l)C.I2(g)D.Cu(s)20．熱力學(xué)溫度為零時，任何完美的晶體物質(zhì)的熵為

。A.零B.1J·mol-1·K-1C.大于零21．下列反應(yīng)中，ΔrHθm與產(chǎn)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(金剛石)=C(石墨)D.H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(l)22．下列反應(yīng)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．下列反應(yīng)在常溫下均為非自發(fā)反應(yīng)，在高溫下仍為非自發(fā)反應(yīng)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．已知反應(yīng)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在298K時ΔrGmθ=130kJ·mol-1，1200K時,ΔrGmθ=-15.3kJ·mol-1.則該反應(yīng)的ΔrHmθ和ΔrSmθ分別為_____kJ·mol-1和_____kJ·mol-1。

A.178161B.-178-161C.178-161D.-17816125．下列情況下，結(jié)論正確的是

。A.當(dāng)ΔH>0，ΔS<0時，反應(yīng)自發(fā)B.當(dāng)ΔH<0，ΔS>0時，反應(yīng)自發(fā)C.當(dāng)ΔH<0，ΔS<0時，低溫非自發(fā)，高溫自發(fā)D.當(dāng)ΔH>0，ΔS>0時，低溫非自發(fā)，高溫自發(fā);三、填空題1．在25℃的標(biāo)準(zhǔn)條件時，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)的ΔrHmθ=-571.70kJ.mol-1，則ΔfHmθ(H2O,l)=。2．反應(yīng)2N2(g)+O2(g)→2N2O(g),在298K時，ΔrHmθ為164.0kJ.mol-1，則反應(yīng)ΔU=。3．寫出下列過程的熵變的正負(fù)號：a.溶解少量鹽于水中，ΔrSmθ是號；b.NaCl熔融,ΔrSmθ是號；c.液態(tài)水蒸發(fā)變成H2O(g)，ΔrSmθ是號；d.CaCO3(s)加熱分解為CaO(s)和CO2(g)，ΔrSmθ是號。4．有A、B、C、D四個反應(yīng)，在298K時反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)分別為反應(yīng)ABCDΔrHmθ(kJ.mol-1)2.8015.2-369-11.7ΔrSmθ(J.mol-1.K-1)30.0-11381.2-25則在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，任何溫度都能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是，任何溫度都不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是。5．當(dāng)把H2O(l)和D2O(l)混合后，會自發(fā)發(fā)生下面反應(yīng)：H2O(l)+D2O(l)=2HOD(l)，O-H鍵和O-D鍵的鍵焓幾乎沒有區(qū)別，那么這個反應(yīng)的主要驅(qū)動力是。6．已知在198.15K時，ΔcHmθ（石墨）=-393.5kJ·mol-1，ΔcHmθ(金剛石)=-395.4kJ·mol-1，則C(石墨)→C(金剛石)的反應(yīng)熱ΔrHmθ為kJ·mol-1。7．在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)→2HCl(g)，其ΔrHmθ=-184.61kJ·mol-1，由此可知HCl(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓變應(yīng)為

kJ·mol-18．物理量Q(熱量)、T(熱力學(xué)溫度)、V(體積)、W(功)，其中屬于狀態(tài)函數(shù)是；與過程有關(guān)的量是。以上物理量中屬于廣度性質(zhì)的是；屬于強(qiáng)度性質(zhì)的是。9．反應(yīng)C(s)+O2(g)→CO2(g)ΔrHθm(298K)<0，在一恒容絕熱容器中C與O2發(fā)生反應(yīng)，則該體系的ΔT于零，ΔrG于零，ΔrH于零。10．下述3個反應(yīng)：（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增加的順序為。11．下述3個反應(yīng)在同溫同壓下進(jìn)行：（1）4P(紅)＋5O2（g）→P4O10(l)ΔrHθm,1（2）4P(白)＋5O2(g)→P4O10(s)ΔrHθm,2（3）4P(紅)＋5O2(g)→P4O10(s)ΔrHθm,3按ΔrHθm增大（代數(shù)值）的順序為。12．一系統(tǒng)由狀態(tài)（1）到狀態(tài)（2），沿途徑Ⅰ完成時放熱200J，環(huán)境對系統(tǒng)做功50J；沿途徑Ⅱ完成時，系統(tǒng)吸熱100J，則W值為，沿途徑Ⅲ完成時，系統(tǒng)對環(huán)境做功40J，則Q值為。13．高溫下非自發(fā)、低溫下自發(fā)的反應(yīng)，通常是ΔS0，ΔH0的反應(yīng)。14．狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)是。15．一個ΔrHθm>0的反應(yīng)，在ΔrSθm、溫度時可能自發(fā)進(jìn)行。四、計算題1．固體氨的摩爾熔化焓為5.65kJmol-1,摩爾熵變?yōu)?8.9Jmol-1K-1。計算：(1)1mol固體氨在170K熔化時的Gibbs自由能；(2)在何溫度下，固體氨和液體氨在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下達(dá)到平衡。2．試?yán)脴?biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)數(shù)據(jù)，通過計算回答汽車尾氣凈化反應(yīng)：NO(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)在25℃的標(biāo)準(zhǔn)條件下能否自發(fā)進(jìn)行，并（用一句話）說明人們?yōu)榇朔磻?yīng)尋求高效催化劑有無現(xiàn)實