化学热力学初步 1、热力学第一定律ΔU=Q一W,由于U为状态函数,所以Q和W也是 状态函数,对吗?为什么? 2、解释下列名词 (1)体系与环境 (2)热(Q) (3)功(W) (4)焓(H)和焓变(ΔH) (5)热力学能U (6)恒容反应热(Q)和恒压反应热(Qp) 3、什么叫状态函数?它具有何特性? 4、何谓热效应?测量方法有哪两种? 5、什么叫热化学方程式?书写热化学方程式要注意哪几点? 6、①无机化学中常用的反应热有哪几种:反应热的实质是什么?什么类 型的化学反应Q。=Q?等摩尔的NaOH与NH3H2O溶液分别与过量的HC 溶液中和所放热量是否相等?为什么? ②反应2N2(g)+O(g)=2NO(g)在298K时,MrH=164KJ·mol求 反应的△U 7、什么叫标准生成热ΔH°?什么是标准燃烧热ΔcH°? 8、何谓盖斯定律? 9、什么是自发过程?自发过程有何特征? 10、用焓变判断反应的自发性为什么是不全面的? 什么是熵?什么是绝对熵和标准熵?其符号、单位是什么? 12、影响熵值的因素有哪些?举例说明 13、化学反应自发性的标准是什么,举例说明 14、什么叫 Gibbs自由能?怎样用自由能的变化(△G)来判断反应的方 向? 15、在标准状态下Gbbs方程如何书写? 16、什么叫标准生成自由能△G? 17、判断下列说法是否正确?为什么?
10 化学热力学初步 1、热力学第一定律ΔU=Q－W，由于 U 为状态函数，所以 Q 和 W 也是 状态函数，对吗？为什么？ 2、解释下列名词 （1）体系与环境 （2）热（Q） （3）功（W） （4）焓（H）和焓变（ΔH） （5）热力学能 U （6）恒容反应热（Qv）和恒压反应热（Qp） 3、什么叫状态函数？它具有何特性？ 4、何谓热效应？测量方法有哪两种？ 5、什么叫热化学方程式？书写热化学方程式要注意哪几点？ 6、①无机化学中常用的反应热有哪几种：反应热的实质是什么？什么类 型的化学反应 Qρ=Qν？等摩尔的 NaOH 与 NH3·H2O 溶液分别与过量的 HCl 溶液中和所放热量是否相等？为什么？ ②反应 2N2（g）+ O2(g)=2N2O（g）在 298K 时， Ø m rH =164KJ·mol-1 求 反应的ΔU？ 7、什么叫标准生成热 Ø m fH ？什么是标准燃烧热 Ø m cH ？ 8、何谓盖斯定律？ 9、什么是自发过程？自发过程有何特征？ 10、用焓变判断反应的自发性为什么是不全面的？ 11、什么是熵？什么是绝对熵和标准熵？其符号、单位是什么？ 12、影响熵值的因素有哪些？举例说明。 13、化学反应自发性的标准是什么，举例说明。 14、什么叫 Gibbs 自由能？怎样用自由能的变化（ΔG）来判断反应的方 向？ 15、在标准状态下 Gibbs 方程如何书写？ 16、什么叫标准生成自由能 Ø m fG ？ 17、判断下列说法是否正确？为什么？
(1)△S为正值的反应均是自发反应? (2)物质的量增加的反应△S为正值 (3)若ΔH和ΔS均为正值,则温度上升ΔG将下降 (4)某反应的△rG°>0,表明该反应在任何条件下都是不自发进行的 (5)放热反应均是自发反应; (6)纯单质的△H,△Gm,S°皆为零 (7)ΔH和ΔS基本上不随温度而变化,△G也是这样 (8)物质的温度越髙,熵值越大。 18、解释下列事实 (1)KNO溶于水的过程是吸热的(ΔH>0)但它在水中溶解度却很大, 溶解过程可自发进行 (2)空气中的O2(g)不能自发分离成纯的O2(g); (3)在一个装有O2(g)的容器中充入一定量的O2(g),两种气体(理 想气体)即自动混合均匀,混合过程的△H=O (4)冰在室温下自动溶化成水。 19、已知下列热化学方程式 Fe203(s)+ 3C0(g)=2Fe(s)+ 3Co2(g) △HI=-25KJ·mol 3Fe2O3 (s)+ CO(g)=2Fe304(s)+ 3CO2(g) ArH=-47KJ mol-l Fe3O4s)+CO(g)=3FeOs)+CO2(g)△MrH°=19KJ·moh1 不用查表,计算下列反应的热效应△rHo FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+ Co2(g) 20、有0.105克H2与Cl在一个密闭的量热器中反应,结果使量热器的温 度提高0.92℃,量热器的热容是5009KJ℃,求1摩尔H2与Cb反应放出的 热量。 21、根据提供的数据计算反应2NaO(s)+2H2O)=4NaOH(s)O2(g)的 △rH。如有250克Na2O2按照这个反应式进行反应,将释放出多少热量? Na2O2(s)的△H=-510.9KJ·mol,NaOH(s)的M=-427KJ·mo H2O(1)的△H=-286KJ·mol。] 22、利用水的生成热求1mo水在298K,100KPa时由液态变成气态所吸 收的热量,并与水的气化热(Q=-40.67KJ·mo-1)作比较,结果说明了什
11 （1）ΔS 为正值的反应均是自发反应？ （2）物质的量增加的反应ΔS 为正值； （3）若ΔH 和ΔS 均为正值，则温度上升ΔG 将下降； （4）某反应的 Ø m rG >0，表明该反应在任何条件下都是不自发进行的； （5）放热反应均是自发反应； （6）纯单质的 Ø m fH ， Ø m fG ， Ø Sm 皆为零； （7）ΔH 和ΔS 基本上不随温度而变化， G 也是这样； （8）物质的温度越高，熵值越大。 18、解释下列事实： （1）KNO2 溶于水的过程是吸热的（ΔH＞0）但它在水中溶解度却很大， 溶解过程可自发进行； （2）空气中的 O2（g）不能自发分离成纯的 O2（g）； （3）在一个装有 O2（g）的容器中充入一定量的 O2（g），两种气体（理 想气体）即自动混合均匀，混合过程的ΔH=O； （4）冰在室温下自动溶化成水。 19、已知下列热化学方程式： Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO2(g) Ø m rH =－25KJ·mol-1 3Fe2O3(s) + CO(g) = 2Fe3O4(s) + 3CO2(g) Ø m rH =－47KJ·mol-1 Fe3O4(s) + CO(g) = 3FeO(s) + CO2(g) Ø m rH =19KJ·mol-1 不用查表，计算下列反应的热效应 Ø m rH FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g) 20、有 0.105 克 H2 与 Cl2 在一个密闭的量热器中反应，结果使量热器的温 度提高 0.192℃，量热器的热容是 50.09KJ/℃，求 1 摩尔 H2 与 Cl2 反应放出的 热量。 21、根据提供的数据计算反应 2Na2O2(s)+2H2O(l)=4NaOH(s)+O2(g)的 Ø m rH 。如有 25.0 克 Na2O2 按照这个反应式进行反应，将释放出多少热量？ [Na2O2（s）的 Ø m fH =－510.9KJ·mol-1，NaOH（s）的 Ø m fH =－427KJ·mol-1， H2O（l）的 Ø m fH =－286KJ·mol-1。] 22、利用水的生成热求 1mol 水在 298K，100KPa 时由液态变成气态所吸 收的热量，并与水的气化热（Q 气=－40.67KJ·mol－1）作比较，结果说明了什
么? 23、在25℃和100KPa下,铝热法反应为 8Al(S)+3Fe2O3(S)=4Al2O3(s)+9Fe(s 由生成热数据计算该反应的热效应△rH°。 24、单斜硫和臭氧都是单质,它们的△H是否等于零?并说明理由。 25、已知CaS(s)+2O2(g)+2H2O(1)=CaSO2·2H2O(s)的△rHo= 9678KJ·mol试求CaS(s)的生成焓变(CaSO2·2HO(s)的△H=-2023 KJ 26、反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 计算说明:1、在标准态及25℃时,反应能自发进行的原因;2、在标准 态下反应自发进行的温度范围。 27、AgNO3的分解反应为 AgNO3 (s)=Ag(s)+ NO2(g)+o2(g) 计算标准态下AgNO3(s)的分解温度 28、计算反应Cu(s)+H2O=CuO(s)+H2(g)在500K时的△Go,并判断反 应进行的方向。 29、求下列反应的热效应: ①AgC(s)+Br(aq)→AgBr(s)+CI(aq) ②Fe2O3(s)+6Htaq)→2Fe3(aq)+2H2O(1) ③Ht( aqh+oh (q)→H2O() 30、将下列每组物质按熵值增加的顺序排列,简述理由。 ①LiCI(s) NaCl(s) Li(s) ②H2(g Sn(s) H2O(1) a(g Na(s) Br2() 31、预测下列各过程△S的符号,简述理由。 ①盐从过饱和水溶液中结晶出来; ②Agt(aq+CI(aq)→AgC(s) ③SnO2(S)+2H2(g)→Sn(s)+2H2O() ④C6H6()→C6H6(g)
12 么？ 23、在 25℃和 100KPa 下，铝热法反应为 8Al(s) + 3Fe2O3（s）= 4Al2O3(s) + 9Fe(s) 由生成热数据计算该反应的热效应 Ø m rH 。 24、单斜硫和臭氧都是单质，它们的 Ø m fH 是否等于零？并说明理由。 25、已知 CaS（s）+ 2O2（g）+ 2H2O（l）= CaSO2·2H2O（s）的 Ø m rH = －967.8 KJ·mol-1 试求 CaS(s)的生成焓变[CaSO2·2H2O（s）的 Ø m fH =－2023 KJ·mol-1 ]。 26、反应 2SO2(g) + O2（g）= 2SO3(g) 计算说明：1、在标准态及 25℃时，反应能自发进行的原因；2、在标准 态下反应自发进行的温度范围。 27、AgNO3 的分解反应为 AgNO3（s）= Ag(s) + NO2(g) + 2 1 O2(g) 计算标准态下 AgNO3（s）的分解温度。 28、计算反应 Cu(s) + H2O = CuO(s) + H2(g)在 500K 时的 Ø m rG ，并判断反 应进行的方向。 29、求下列反应的热效应： ① AgCl(s) + Br— (aq)→AgBr(s) + Cl— (aq) ② Fe2O3(s) + 6H+ (aq)→2Fe 3+ (aq) + 2H2O(1) ③ H+ (aq)+OH+ (q)→H2O(1) 30、将下列每组物质按熵值增加的顺序排列，简述理由。 ①LiCl(s) NaCl(s) Li(s) ②H2(g) Sn(s) H2O(1) ③I2(g) Na(g) Cl2(g) ④K(s) Na(s) Br2(l) 31、预测下列各过程 Ø m rS 的符号，简述理由。 ① 盐从过饱和水溶液中结晶出来； ② Ag+ (aq)+Cl— (aq)→AgCl(s)； ③ SnO2(s)+2H2(g)→Sn(s)+2H2O(l)； ④ C6H6(l)→C6H6(g)；
⑤撒盐在冰上使冰熔化 ⑥活性炭表面吸附氧气 32、利用键焓,原子化能(把单质或化合物分子完全拆开成为气态原子所 需要的能量)数据计算C2HsOH(1)的标准生成焓,已知C2HsOH的蒸发焓 为41.8KJ·mor,将计算的结果与数据表对照,讨论偏差原因, 33、已知石墨的升华焓△H1=717KJmo1,H的离解焓△=436KJmo, CH4的△H=-748KJ·mol,求C一H键平均键焓。 34、根据键焓数据计算出下列反应的焓变 CH4(g)+Cl(g)=CH3 CI(g)+HCl(g) 35、①查△G数据求算下述反应的△rG° 2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g); ②问逆反应的△rG°为多少? ③先算出反应的△rH,再求算△G°,所得的结果与①比较。 36、斜方硫和单斜硫的标准熵各为31.9J·K·mol和32.6J·K-·mo-, 其标准燃烧焓分别为-2968J·Kl·mo-l与-297.14J·K-·mor求算下列过程 的△G°: S(斜方)→S(单斜) 37、仅以如下数据:△H份(NF3)=4KJ·mol,ENN=924KJ·mol EF-F=158KJ·moll。计算NF3中N一F键的平均键能。 38、在弹式量热计中,氮化铌燃烧的反应式为: NbN (s)+=O2(g)=-Nb205(S)+I N2(g) 在198K下测得内能变化为-71297KJ·mo1,求此反应的焓变。 39、CHOH的标准状态下的燃烧热为-7256KJ·mo,已知:△HmCa= 393:5KJ·mol,Mm0(D)=-2859KJ·mo,计算△ HmcH.OH 40、CH4和C2H5OH燃烧产物都是CO2(g)和HxO(1),分别求两物质的燃 烧热
13 ⑤ 撒盐在冰上使冰熔化； ⑥ 活性炭表面吸附氧气。 32、利用键焓，原子化能（把单质或化合物分子完全拆开成为气态原子所 需要的能量）数据计算 C2H5OH（1）的标准生成焓，已知 C2H5OH 的蒸发焓 为 41.8KJ·mol-1，将计算的结果与数据表对照，讨论偏差原因。 33、已知石墨的升华焓ΔH1=717KJ·mol-1，H2 的离解焓 Ø H2 =436KJ·mol-1 , CH4 的 Ø m fH =－74.8KJ·mol-1 , 求 C—H 键平均键焓。 34、根据键焓数据计算出下列反应的焓变 CH4（g）+ Cl2(g) = CH3Cl(g) + HCl(g) 。 35、①查 Ø m rG 数据求算下述反应的 Ø m rG 2SO3（g）= 2SO2(g) + O2(g) ； ②问逆反应的 Ø m rG 为多少？ ③先算出反应的 Ø m rH ，再求算 Ø m rG ，所得的结果与①比较。 36、斜方硫和单斜硫的标准熵各为 31.9J·K-1·mol-1 和 32.6J·K-1·mol-1， 其标准燃烧焓分别为-296.8J·K-1·mol-1 与-297.14J·K-1·mol-1 求算下列过程 的 Ø G ： S（斜方）→S（单斜） 。 37、仅以如下数据： Ø m fH （NF3）=114KJ·mol－1，EN≡N= 924KJ·mol－1， EF－F=158KJ·mol－1。计算 NF3 中 N－F 键的平均键能。 38、在弹式量热计中，氮化铌燃烧的反应式为： NbN（s）+ 4 5 O2（g）= 2 1 Nb2O5（s）+ 2 1 N2（g） ， 在 198K 下测得内能变化为－712.97KJ·mol-1，求此反应的焓变。 39、CH3OH 的标准状态下的燃烧热为－725.6KJ·mol-1，已知： Ø mCO2 fH = －393.5KJ·mol-1， ( ) Ø 2 H l mH O f =－285.9KJ·mol-1，计算 Ø mCH2OH fH 。 40、CH4 和 C2H5OH 燃烧产物都是 CO2(g)和 H2O（l），分别求两物质的燃 烧热
41、已知lmol甲醚CH3OCH3完全燃烧生成CO2和H2O(1)时,△rH° 146KJ·moh1(298K)。 (1)求甲醚的△H (2)由键焓估算甲醚的ΔH并与(1)比较。 42、根据热力学数据计算BCl在298K时饱和蒸气压及正常沸点,在298K 和P°条件下BCl3呈液态还是气态?
14 41、已知 1mol 甲醚 CH3OCH3 完全燃烧生成 CO2 和 H2O（l）时， Ø m rH = －146KJ·mol-1（298K）。 （1）求甲醚的 Ø m fH （2）由键焓估算甲醚的 Ø m fH 并与（1）比较。 42、根据热力学数据计算 BCl3 在 298K 时饱和蒸气压及正常沸点，在 298K 和 Ø P 条件下 BCl3 呈液态还是气态？