安徽理工大学 普通化学第2章化学热力学习题

一、思考题

1. 什么是体系，什么是环境？两者有什么区别？根据两者的关系，可以将体系分为哪几类？ 答案：体系：我们所选择的研究对象。

环境：在体系周围与体系有关系的物质。

体系分为：孤立体系；封闭体系；敞开体系。

2. 与环境连通的系统属于何种类型的系统？为什么？

答案：属于敞开系统，此时环境与系统之间既有物质交换又有能量交换。 3. 密闭容器中的化学反应系统属于何种类型的系统？为什么？

4. 密闭且保温性能绝好的容器中的化学反应系统属于何种类型的系统？为什么？ 5. 什么是等容热效应与等压热效应？两者有什么关系？在什么情况下它们相等？ 答案：等容过程的热效应，称等容热效应，Qv = ΔrU；

等压过程的称等压热效应Qp =ΔH。化学反应、相变过程等一般是在等压条件下进行的，故手册

中列出的有关数据，一般是等压热效应。

对应同一反应，等容和等压热效应 ΔγUm 和 ΔγHm 之间有如下近似关系：

ΔγHm =ΔγUm +ΔnRT

式中Δn（或示为 ）为反应过程中气体物质的量的增量。 6. 内能变?U与等容热效应，焓变?H与等压热效之间有什么样的关系？ 7. 内能变与焓变之间有什么关系？在什么情况下它们相等？ 8. 在下列反应或过程中，Qp与Qv有区别吗？

273.15K???NH3 (g) + H2S (g) ① NH4HS (s)??273.15K???2 HCl (g) ② H2 (g) + Cl2 (g) ??15K?.??? CO2 (g) ③ CO2 (s) ?195273.15K???AgCl(s) + NaNO3(aq) ④ AgNO3(aq) + NaCl (aq) ??9. 下列反应中，哪些反应的?H≈?U？

① 2H2（g）+O2（g）== 2H2O（g）

② Pb(NO3)2 +2KI（s）== PbI2（s）+ 2KNO3 (s) ③ NaOH(aq) + HCl(aq) == NaCl(aq) + H2O (l) ④ CO2(g) + NaOH(s) == NaHCO3(s)

10. 什么是状态函数？状态函数有什么特点？Q、W、H、U、S、G中哪些是状态函数，哪些不是？ 答案：体系的性质是由体系的状态确定的，这些性质是状态的函数，称为状态函数；

11. 上题的状态函数中，哪些没有明确的物理意义？具有明确物理意义的，请说明其物理意义。 12. 化学热力学中所说的“标准状态”意指什么？

答案：状态函数中热力学能U及焓H和吉布斯自由能G等热力学函数的绝对值是无法确定的。为了便于比较不同状态时它们的相对值，需要规定一个状态作为比较的标准。所谓标准状态，是在指定温度T和标准压力（100kPa）下该物质的状态，简称标准态。对具体系统而言，纯理想气体=1 p?。溶液中溶质的标准态，是在指定温度T和标准压力p?的状态；纯液体（或纯固体）物质的标准态是标准压力p?下的状态；混合理想气体的标准态是指任一气体组分的分压力为p?时该气体所处的状态。因压力对液体和固体的体积影响很小，故可将溶质的标准态浓度改用c=1mol·Kg-1 ，而没有指定温度，所以与温度有关的状态函数的标准状态应注明温度。

13. 化学热力学中，标准状态条件是指压力为100kPa？还是指压力为100 kPa，温度为298.15K？ 14. 标准摩尔生成焓的定义是什么？如何根据298.15K时的标准摩尔生成焓的数值计算反应在298.15K

时的标准摩尔焓变？其他温度时的标准摩尔焓变如何计算？ 15. 298.15K时，物质B的标准摩尔生成焓符号如何？单位如何？

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16. 298.15K时，反应的标准摩尔焓变符号如何？单位如何？ 17. 298.15K时，物质B的标准摩尔熵符号如何？单位如何？ 18. 298.15K时，反应的标准摩尔熵变符号如何？单位如何？

19. 标准熵的数值是如何确定的？如何根据298.15K时的标准熵的数值计算反应在298.15K时的标准

摩尔熵变？其他温度时的标准摩尔标准熵变如何计算？

20. 标准摩尔吉布斯生成焓的定义是什么？计算反应在298.15K时的标准摩尔吉布斯焓变有几种方

法？其他温度时的标准摩尔吉布斯焓变如何计算？

21. 298.15K时，物质B的标准摩尔生成吉布斯函变符号如何？单位如何？

22. 公式：?rG(T) ≈?rH(298K)－T·? rS(298K)适用于何种情况？应用该公式进行计算的过程中，

应注意什么？

23. 当反应不在标准态进行时，吉布斯焓变如何计算？

24. 严格地说，非标准态下，判断反应（或过程）能否自发进行应用? rG m(T)是否小于0，但有时也可

用?rG(T)作近似判断。用?rG(T)作近似判断的规则是什么？为什么？

25. 标准平衡常数表达式的书写依据是什么？标准平衡常数与反应的标准摩尔吉布斯函变的关系式如

何？应用该关系式进行计算时，注意事项有哪些？

26. 影响平衡常数数值的因素有哪些？如何用标准吉布斯函变和浓度（分压）计算化学反应的平衡常

数？

27. 为什么说平衡是相对的、暂时的、有条件的？ 28. 如何理解吕·查德里原理？

29. 合成氨反应为：3H2(g) + N2(g) == 2NH3(g) 一般在30 MPa，约520℃时进行，生产过程中要经常从

循环气(主要是H2, N2, NH3, CH4)中排除CH4气体，为什么? 30. 为什么露珠以球状液滴形状存在。

31. 如右图示，在纯净的水面上平行地放置两张纸片，若向两纸片之间滴上一滴肥皂

水，试问两纸片位置是否会变化，如有，将如何变。 答案：将向两边移动。

32. 表面活性剂的结构特征如何？有哪些应用？ 33. 简述洗衣粉或者肥皂能够去除油污的原理。 34. 如何定义胶体系统？胶体系统的主要特征是什么? 35. 什么是布朗运动？

答案：溶液中悬浮微粒永不停息地做无规则热运动的现象叫做布朗运动。 36. 什么是丁达尔现象？其实质是什么？有何应用？

37. 胶体系统为热力学非平衡系统，但它在相当长的时间范围内可以稳定存在，其主要原因是什么?

二、是非题（对的在括号内填“√”号，错的填“×”号）

1. 聚集状态相同的物质在一起，一定是单相体系。 （ ）

（

）

2. 在一定温度和压力下，气体混合物中组分气体的物质的量分数越大，则该组分气体的分压越小。 3. 某温度下，容器中充有2.0 mol N2(g)和1.0 mol Ar(g)。若混合气体的总压力p = 1.5 kPa，则Ar (g) 的

分压pAr = 0.5 kPa。 （ √ ） 4. 系统和环境既是客观存在，又是人为划分。 （√ ） 5. 系统的状态改变时，至少有一状态函数改变。 （√ ） 6. 系统的状态改变时，系统所有的状态函数都改变。 （ ）

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7. 系统的状态函数之一发生改变时，系统的状态不一定改变。 （ ） 8. 在同一体系中，同一状态可能有多个内能值；不同状态可能有相同的内能值。 （ ） 9. 热和功的区别在于热是一种传递中的能量，而功不是 （ ） 10. 功和热都是能量的传递形式，所以都是体系的状态函数 （ ） 11. 隔离体系的的内能是守恒的 （√ ）

（

）

12. 式ΔU = Q+W表明系统在恒压，只做体积功条件下，变化过程中系统与环境间进行的能量的交换。 13. 等压过程中，体系吸收的能量为体系内能的增加与体系对外做功的能量之和。 (√ ) 14. 若恒压过程中，Qp =-150 kJ·mol-1，W =310 kJ·mol-1，则ΔU=-150 kJ·mol-1。 （ ） 15. 体积恒定的过程，其反应热数值上等于系统热力学能的变化量。 （ √ ） 16. 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。 (√ ) 17. 反应的焓变和反应热是同一概念。 （ ） 18. 化学反应的焓变? rGm数值上等于恒压状态下的反应热效应。 （√ ） 19. 已知下列过程的热化学方程式为

H2O(l) === H2O (g)，? rH= 40.63 kJ·mol-1

则此温度时蒸发lmol H2O (l)会放出热40.63kJ。 （ ） 20. 1 mol 100℃,100 kPa 下的水变成同温同压下的水蒸气，该过程的?U=0 。 （ ） 21. ?fH

(298.15K,C,金刚石)= 0 。 （ ）

22. 因为金刚石坚硬，所以其在298.15 K时的标准摩尔生成焓为0。 （ ） 23. １mol物质在标准状态下的绝对焓称为标准焓。 （ ）

（

－

24. 25℃，标准压力下，反应CaO（s）+CO2（g）= CaCO3(s)的焓变就是CaCO3(s)的标准摩尔生成焓。

）

25. 由于焓变的单位是kJ· mol1，所以热化学方程式的系数不影响反应的焓变值。 （ ） 26. 在定温定压条件下,下列两化学方程式所表达的反应放出的热量是一相同的值。

H2(g) + 1/2O2(g) == H2O(l)

2H2(g) + O2(g) == 2H2O(l) （ ） 27. 反应N2(g) + O2(g) = 2NO(g) 的? rH(298K) = 180.68 kJ·mol-1，则? fH(NO,g,298K) = 180.68

kJ·mol-1。 （√ ） 28. 已知：C(石墨) + O2(g) = CO2(g) ， ? rH(298K) = -393.509 kJ·mol-1， C(金刚石) + O2(g) = CO2(g) ，? rH(298K) = -395.404 kJ·mol-1，

则? fH(C,金刚石,298K) = 1.895 kJ·mol-1。 （√ ） 29. 温度升高可使体系的熵值增加。 （√ ）

(298.15K,C,石墨)= 0 。 （ ） 31. 活性炭表面吸附氧气的过程中熵变的数值是正值。 （ ）

30. ? fS

32. 任意一个体系只有熵值增加的过程才能自发进行。 ( ) 33. C2H4(g) + H2 (g) →C2H6（g）是熵减反应。 （√ ） 34. 反应Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO2(g) 的? rS(298K) = 15.2 J·mol-1·K-1，则?rS(500K)

≈ 15.2 J·mol-1·K-1。 （√ ） 35. 已知：C(石墨) +

12O2(g) = CO(g) 的?rG(CO,g,298K) = -137.168 kJ·mol-1，则

?fG(CO,g,298K) = -137.168 kJ·mol-1。 (√ )

36. 在常温常压下，空气中的 N2和O2可长期存在而不化合生成NO。这表明此时该反应的吉布斯函

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数变是正值。 （ ）

（ ）

38. 凡是体系? rG

<0的过程都能自发进行。 （ ）

39. 因为? rGm(T ) = ? rG (T) + RTln Q，所以在标准状态下不能自发进行的反应，在非标准状态下也

一定不能自发进行。 （ ） 40. 一个反应，如果? rH> ?rG，则必是熵增大的反应。 （√ ） 41. ?H＜0, ?S＜0的反应是在任何温度下都能自发进行的反应。 （ ） 42. ?H＜0，?S＞0的反应是在任何温度下都能自发进行的反应。 （√ ） 43. 已知某自发进行的反应的?rH

(T )＜0，则若反应温度升高，K增大。 （ ）

ΘΘ

37. 因为?rH(T )≈? rH(298K)，?rS(T )≈? rS(298K)，所以?rG(T )≈ ?rG(298K) 。

44. 已知某自发进行的反应的?rH(T )＞0，则若反应温度升高，K增大。 （√ ） 45. 对反应系统C(s)＋H2O(g) ===CO(g) + H2(g)，?rH(298.15K)=131.3 kJ?mol-1。由于化学方程式两边

物质的化学计量数的总和相等，所以增加总压力对平衡无影响。 （ ） 46. 对于理想气体反应，等温等容下添加惰性组分时平衡不移动。 (√ ) （√ ）

Θ

48. 平衡常数K值可以直接由反应的?rGm值求得。 （ ） 49. 凡是有相界面存在的就是不同的相。 （√ ） 50. 溶液表面张力总是随溶液浓度的增大而减小。 （ ） 51. 有无丁达尔效应是胶体和溶液的主要区别之一。 （√ ） 52. 凡能引起表面张力降低的物质均称之为表面活性剂。 （ ） 53. 溶胶都可以长期稳定存在。 （ ） 54. 胶体的电学性质是布朗运动。 （ ）

47. 某一给定反应达到平衡后，若平衡条件不变，则各反应物和生成物的分压或浓度分别为定值。

三、选择题（在正确的答案下打“√”）

1. 混合气体中的某组分，25C时的含量为10%（体积），分压为101325Pa，在体积不变的条件下，温度升高一倍后，其体积百分数为原来的___A___，分压为原来的___B___倍。

A ．1； B．2； C．0.5； D．4； E．0.25。

2. 一定温度下，将等物质的量的气态CO2和O2装入同一容器中，则混合气体的压力等于__C___。

A. CO2单独存在时的压力 B. O2单独存在时的压力

C. CO2和O2单独存在时的压力之和 D. CO2和O2单独存在时的压力之积

3. 室温下在装有48 g O2，56 g N2 的容器中，O2的物质的量分数为___C___。 A.

49? B.13 C. 37 D.

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4. 25℃，总压为100 kPa，充有36 g H2，28 g N2 的容器中，H2的分压为___A___。 A. 94.7 kPa B.94.7 Pa C. 5.26 kPa D. 5.26Pa 5. 封闭体系与环境之间___D___。

A．既有物质交换，又有能量交换； B．有物质交换，无能量交换； C．既无物质交换，又无能量交换； D．无物质交换，有能量交换。 6. 下列物理量中，可以确定其绝对值的为 __D____。

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