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1、第四章 化学热力学基础题库第四章第四章 化学热力学基础题库化学热力学基础题库一、选择题（将正确答案编号填入括号内）一、选择题（将正确答案编号填入括号内）1、如图，将 CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是：（A）(A)绝热箱中所有物质 (B)两个铜电极(C)蓄电池和铜电极(D)CuSO4水溶液2、对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是：（D）(A)体系处于一定的状态，具有一定的内能(B)对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值(C)状态发生变化，内能也一定跟着变化(D)对应于一个内能值，可以有多个状态3、体系的下列各组物理量
2、中都是状态函数的是：（C）(A)T，p，V，Q (B)m，Vm，Cp，W(C)T，p，V，n(D)T，p，U，W4、下述说法中，哪一种不正确：（A）(A)焓是体系能与环境进行交换的能量(B)焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量(C)焓是体系状态函数(D)焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等5、下述说法中，哪一种正确：（A）(A)热容C不是状态函数(B)热容C与途径无关(C)恒压热容Cp不是状态函数(D)恒容热容CV不是状态函数6、热力学第一定律仅适用于什么途径：（A）(A)同一过程的任何途径(B)同一过程的可逆途径第 1 页 共 7 页第四章 化学热力学基础题库(C)同一过程的不可逆途
3、径(D)不同过程的任何途径7、范德华气体绝热向真空膨胀后，气体的温度将：（C）(A)不变 (B)升高 (C)降低 (D)不能确定8、已知H2O(g)及CO(g)在 298K 时标准摩尔生成焓分别为 242KJ/mol 及-111KJ/mol，则反应H2O(g)C(石墨)H2(g)CO(g)的rHm（B）为：(A)-353KJ (B)131KJ (C)-131KJ (D)353kJ9、理想气体与温度为 T 的大热源接触，作等温膨胀吸热 Q，而所作的功是变化到相同终态最大功的 20%，则体系的熵变为：（A）5QQQQ(A)S (B)S (C)S (D)S TT5TT10、理想气体经不可逆循环，则：
4、（B）(A)S(系)=0，S(环)）=0 (B)S(系)）=0，S(环)0(C)S(系)0，S(环)0 (D)S(系)0，S(环)011、在隔离系统中，发生一具有一定速度的变化，则系统的熵变：（C）(A)保持不变 (B)总是减小 (C)总是增大 (D)可任意变化12、可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车：（B）(A)跑的最快 (B)跑的最慢 (C)夏天跑的快 (D)冬天跑的快13、已知气相反应C6H6(g)3H2(g)C6H12(g)在 100时的标准摩尔反应焓rHm 192.43J，当反应达平衡时可用下列哪组措施使平衡向右移动：（C）(A)升温与加压 (B)升温与减压 (C)降温与加
5、压 (D)降温与减压14、熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度，下列结论中不正确的是：（C）(A)同一种物质的 S(g)S(l)S(s)(B)同种物质温度越高熵值越大(C)分子内含原子数越多熵值越大(D)0K 时任何纯物质的熵值都等于零15、热力学基本方程 dG=-SdT+Vdp，可适应用下列哪个过程：（A）第 2 页 共 7 页第四章 化学热力学基础题库(A)298K、标准压力下，水气化成蒸汽(B)理想气体向真空膨胀(C)电解水制取氢气(D)N2+3H2=2NH3未达到平衡二、填空题二、填空题1、系统与环境之间的系统称为敞开系统；系统与环境之间的系统称为封闭系统；系统与环境之间的
6、系统称为隔离系统。（答案：既有能量交换，又有物质交换；有能量交换，无物质交换；无能量交换，无物质交换。）2、对于任何宏观物质，其焓 H 一定 _ 内能 U，(填上、)因为 _；对于等温理想气体反应，分子数增多的H 一定 _ U，因为_。（答案：一定大于；因为 H=U+PV；一定大于；因为 H=U+(n)RT，而 n为正。）3、选择“”，“”，“”中的一个填入下列空格：理想气体恒温可逆压缩U _ 0，H _ 0。（答案：“”；“”）4、在一绝热刚性容器中进行某一化学反应，该体系的内能变化为 _，焓变化为 _。（答案：0；P2V2-P1V1）5、300K 时 0.125 mol 正庚烷（液体）在弹
7、式量热计中完全燃烧，放热 602kJ，反应 C7H16(l)+11O2(g)=7CO2(g)+8H2 O(l)的 rUm=_，rHm=_。(RT 2.5 kJ)（答案：rUm=-4816 kJ.mol-1；rHm=-4826 kJ.mol-1）6、热力学第二定律的克劳修斯表述是：_。（答案：热不能自动从低温问题传到高温物体。）7、热力学第二定律的开尔文表述是：_。（答案：不可能从单一热源吸热作功而无其他变化。）8、等式H=QP的成立条件是、。（答案：封闭系统、等压、W 0）(298K)=J mol1。9、298K 时 C（石墨）的标准摩尔生成焓fHm第 3 页 共 7 页第四章 化学热力学基础
8、题库（答案：fHm(298K)0）10、在横线上填上、=或？（？代表不能确定）氢气和氯气在绝热刚性容器中反应，则：(A)W _ 0 (B)U _ 0 (C)H _ 0 (D)H _ Q（(A)=(b)=(c)(d)）11、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知 0.4mol 液态肼与足量液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出 256.652KJ 的热量。（1）反应的热化学方程式为（2）双已知 H2O（液）=H2O（气）44KJ，则 16g 液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是（3）此反应用于火箭推进
9、，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是（答案：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)+641.6KJ；408.815KJ；产物不会污染环境）12、Pb 的熔点 327，熔化热为 4.86KJ/mol，则 1molPb 在熔化过程的S=。（答案：S 8.098J K1）13、在一定温度、压力下，对于一个化学反应，能用以判断反应方向的是。（答案：rGm）14、1mol、25、101.325kPa 的理想气体，经恒温可逆压缩，使压力变为始态的 3 倍，则S；G。（答案：S 9.134J，G 2723J）三、计算题三、计算题1、1mol、273.15K、100k
10、Pa 的理想气体，经由下述两个途径（1）p环恒为 50kPa；（2）自由膨胀(向真空膨胀)到末态为 273.15K、50kPa，分别求两个途径的W。解：解：始、末态气体的体积分别为nRT1mol8.314J K1mol1273.15K1V1P11.00105Pa 2.27102m3p1V11.0010Pa2.27102m3V24p25.0010 Pa 4.54102m3第 4 页 共 7 页第四章 化学热力学基础题库（1）由题意可知，该过程为恒温恒外压，即p环=50kPa由式(5.3)得W(1)p环(V2V1)5.00104Pa(4.542.27)102m3 1.14103J（2）因为气体自由
11、膨胀，即p环=0根据式(5.2)得W(2)p环dV 0V1V22、已知下列反应1O2(g)2 CO2（g）+H2O(l)2标准摩尔反应焓为rHm(298.15K)=246.02kJ mol1(COOH)2(s)+并知fHm(CO2,g,298.15K)=393.51kJ mol1，fHm(H2O,l,298.15K)=285.83，计算(COOH)2(s)的标准摩尔生成焓。解：解：上述反应的标准摩尔反应焓为rHm(298.15K)=2fHm(CO2,g,298.15K)+fHm(H2O,l,298.15K)fHm(COOH)2,s,298.15K 由于fHm(O2,g,298.15K)=0所以
12、fHm(COOH)2,s,298.15K=2fHm(CO2,g,298.15K)+fHm(H2O,l,298.15K)rHm1fHm(O2,g,298.15K)2(298.15K)=2(393.51kJ mol1)+(285.83kJ mol1)(246.02kJ mol1)=826.83kJ mol13、5mol 理想气体由 298 K、1013.25 kPa 分别按以下过程膨胀至 298 K、101.325kPa，计算系统的熵变S，并判断哪些过程可能是自发的。（1）可逆膨胀；（2）自由膨胀；（3）反抗恒外压 101.325kPa 膨胀。解：解：题中三个过程有相同的始末态，因此S是相同的，由
13、等温可逆过程来计算S。pS nRIn1p2第 5 页 共 7 页第四章 化学热力学基础题库1013.25kPa 5mol 8.314J K1mol1 In101.325kPa 95.72J K1过程（1）是理想气体等温可逆膨胀QpS环境 系统 nRIn1 95.72J K1T环境p2S隔离 S系统 S环境 95.72J K195.72J K1 0故过程是可逆的。过程（2）是理想气体等温自由膨胀Q=0QS环境 系统 0T环境S隔离 S系统S环境 95.72J K10故过程是自发的。过程（3）为理想气体在等温下反抗恒外压膨胀Q W p环(V2V1)nRTnRT p2 p2 nRT(1)pp1p12
14、19 nRT(1)nRT1010Q9S环境 系统 nRT环境1095mol8.314J K1mol110 37.4J K1S隔离 S系统 S环境95.7237.4J K1 58.3J K10所以，过程为自发的。74、10molH2设为理想气体，CV,m R J K1mol1，在298K、101.325kPa 时2U、S、和G。绝热可逆压缩至 1013.25kPa，求最终温度T2，及过程的 Q、W、（已知S（H2，298K）130.59J K1mol1）解：第 6 页 共 7 页第四章 化学热力学基础题库k CP,mCV,m7R21.45R2k1kT2 p2 T1p11.411.4.25kPa1013T2 298K 576K101.325kPa系统因压缩后获得功，但与环境无热交换，所以温度升高。因是绝热过程，所以Q=0U W nCV,m(T2T1)510mol 8.314J K1mol1(576K 298K)57.8kJ系统得功升2温，故内能增加。H nCP,m(T2T1)710mol 8.314J K1mol1(576K 298K)80.9kJ因过程为绝热可逆过2程2Qr 0S 1T即S不变。G H (TS)H ST 80.9kJ 10mol130.59J mol1K1103(576298)K 80.9kJ 363kJ 282.1kJ第 7 页 共 7 页