??fHm（/kJ?mol-1）-218.97

0 - 393.5 -

285.83 ?△rHm(1)= 8 ( - 393.5) + 9 ( - 285.83) － 0 － ( -218.97) = -5501.58 kJ·mol-1

C8H18（l）+（9/2）O2（g）= 16C （s） + 9H2O(l)

/（kJ?mol-1） -218.97 0 0 - 285.83

?△rHm(2)= 0 + 9 ( - 285.83 ) －0 － ( - 218.97) = 2353.5 kJ.·mol-1

△ rH(1) >> △rH(2)， 结论：完全燃烧放热量大。

第二章 化学反应进行的方向和限度

习题与解答

1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。

（1） 因为QP=ΔH，而ΔH与变化途径无关，是状态函数，

所以qV也是

状态函数。

答：错, H是状态函数，但是焓变（ΔH）不是状态函数。热量、功以及状

态函数的变量“Δ”都不是状态函数。

Θ （2）单质的标准生成焓(?fHm)和标准生成吉布斯函数变

Θ(?fGm)都为零， 因此其标准熵也为零。 答：错，因 H 和 G 的绝对值还无法得到，因此采用相对值，根据定义，

ΘΘ最稳定单质的?fHm和?fGm都为零，而S有绝对值，除完美晶体在OK时的熵等于0外，其它条件下的熵（包括标准熵）皆不为零。但离子的熵也是相对值，是以氢离子为相对标准（H+的Sm= 0）

（3）对于纯固、液、气态物质而言，100kPa、298K是其标

??m?m??fHm准态。

答：对。虽然热力学标准态不指定温度，但是任何温度都有其对应的标准态。

（4）H、S、G都与温度有关，但ΔH，ΔS，ΔG都与温度关系不大。

答：错，一般认为反应的ΔH，ΔS 与温度关系不大，但ΔG =ΔH- TΔS

所以ΔG与温度有关。

Θ?G （5）等温等压条件下，用rm就可以判断任何一个化学反应

的方向。

答：错，等温等压条件下用?rGm（>0 或<0）判断反应方向，

Θ而不是用?rGm。

（6）化学反应进度可以度量化学反应进行的程度，所谓1mol反应是指各物质按化学计反应方程式进行的完全反应。

答：对

（7）KΘ与KC、KP在数值上是相等的，但量纲不一定相同， 答：(有关数值) KC与K的数值相等；当数

Θ?νBBB?0时，KP与KΘ的

值也相等。（有关量纲）K没有量纲； 当

Θ??B?0时，KC 与KP 也

都没有量纲；但是B时，KC 与KP有量纲；

例如合成氨反应N2(g)?3H2(g)?2NH3(g) 设平衡时 p (NH3) =247 kPa； p (N2) =1kPa； p (H2) =10kPa。

(Pa)2?33P?PPa?(Pa)HNKp＝222PNH3??B?0= = 6.1×105 (Pa) 2

假如单位用atm，Kp = 6.1×105atm2；或用mmHg，Kp =1.06mmHg2。

－

－

22247000（Pa）341000?10000（Pa）

(pNH3p?)2K

θ

??3(pp)(pp)NH2=2

2（247000/100000）5?6.1?103（1000/100000）?（10000/100000）=

可以看出

??BB?0时，Kp有量纲，且数值与K不等。

θ （8）?rGm> 0，反应不能自发进行，但其平衡常数并不等于零。

Θ答：?rGm> 0，只能说明在标准态下，过程不能自发进行。在非标准态下，

Θ?Grm而且||又不是很大时，不能用于判断反应方向。可逆反应平衡常数都 不应为零。

2．选择题（将正确答案的标号填入空格内）

(1)下列物理量属于状态函数的是① ② ③ ⑤ ⑦ ⑧。 ①T ②p ③V ④W ⑤H ⑥ΔH ⑦S ⑧G 答：正确答案为① ② ③ ⑤ ⑦ ⑧。

(2)生产水煤气的反应为 C（s）+ H2O（g）=== CO（g）+ H2（g）

Θ-该反应的?rHm= 131.3 kJ·mol1，则该反应是 ①（∵系统ΔH >

0，ΔS > 0）。

①低温下正向不自发，高温下正向自发；②低温下正向自发，高温下正向不自发；③任何温度下正向都自发；④任何温度下正向都不自发

答：正确答案为①。

Θ3．不用查表，将下列物质按标准熵Sm值由大到小的顺序排列。

（1）Si（s） （2）Br（l） （3）Br（g）

ΘΘΘ答： Sm（3）>Sm（2）>Sm（1）

ΘΘΘ?G?S?Hrmrmrm4．给出下列过程的，，的正负号（或零）

273K

（1）电解水生成H2和O2； （2）H2O（g） H2O（l）；

（3）H2O（l） 268K H2O（s）

答：各变化量的符号如下表所示 （1） （2） Θ?rGm ΘΘ?rHm Θ?rSm + - + - + - （3） - - - 5．SiC是耐高温材料，问以硅石（SiO2）为原料，在标准状态和298K时能否制得SiC。

解： SiO2 + C = SiC

+ C

??fGm/(

kJ·mol-1) -856.67 0 -62.76

＞ 0。

0

??rGm??62.76?(?856.67)?793.91kJ?mol-1

结论：不能在此条件下制备SiC。

6．由二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法

（1）MnO2（s）+ 2H2（g）= Mn（s）+ 2H2O（g）

ΘΘ--?rHm=37.22 kJ·mol1 ?rSm=94.96J·mol-1·K1

（2）MnO2（s）+2 C（s）= Mn（s）+ 2CO（g）

ΘΘ-- ?rHm=299.8 kJ·mol1； ?rSm=363.3J·mol-1·K1

试通过计算确定上述两个反应在298K、标态下的反应方向？如果考虑工作温度越低越好，则采用那种方法较好？ 解：（1）MnO2(s) + 2H2 (g) = Mn(s) + 2H2O(g) △rGm=△rHm－T△r Sm=37.22kJ·mol-1－298×94.96×10 -3

=8.922 (kJ·mol-1)

(2) MnO2(s) + 2C(s) = Mn(s) + 2CO(g)

???–

△rGm=△rHm－T△rHm= 299.8 ― 298 × 363.3 × 10 3 = 191.5 kJ·mol-1

上述两个反应的?rGm均大于0，所以298K，100 kPa下反应都不能自发正向进行。

T转1??rHm37.22???391.95??3?rSm94.96?10（K）

????

T转2?299.8?825.2?3363.3?10（K）

答：若考虑工作温度越低越好，易采用方程（1）的方法。

7．汞的冶炼可采用朱砂（HgS）在空气中灼烧

2HgS（s）+ 3O2（g）= 2HgO（s）+ 2SO2（g） 而炉中生成的HgO又将按下式分解

2HgO（s）= 2Hg（g）+ O2（g）