化学热力学的初步概念与化学平衡

学生自测练习题

第3章 化学热力学的初步概念

与化学平衡

是非题（判断下列各项叙述是否正确，对的在括号中填“√”，错的填“×”）

1．1 Fe (s)和Cl 2 (l)的θm H f Δ都为零。 （ ）

1．2 盖斯定律认为化学反应的热效应与途径无关，是因为反应处在可逆条件 下进行的缘故。 （ ）

1．3 体系与环境无热量交换的变化为绝热过程。 （ ）

1．4 将固体NH 4NO 3溶于水中，溶液变冷，则该过程的ΔG ，ΔH ，ΔS 的符号依次为＋、－、－。 （ ）

1．5 乙醇溶于水的过程中ΔG ＝ 0。 （ ）

1．6 CO 2(g)的生成焓等于石墨的燃烧热。 （ ）

1．7 室温下，稳定状态的单质的标准摩尔熵为零。 （ ）

1．8 如果一个反应的0H >θm r Δ,0S <θm r Δ，则此反应在任何温度下都是非自

发的。 （ ）

1．9 一个化学反应的θm G r Δ的值越负，其自发进行的倾向越大，反应速率越 快。 （ ）

1．10 平衡常数的数值是反应进行程度的标志，所以对某反应不管是正反应 还是逆反应其平衡常数均相同。 （ ）

1．11 某一反应平衡后，再加入些反应物，在相同的温度下再次达到平衡， 则两次测得的平衡常数相同。 （ ）

1．12 在某温度下，密闭容器中反应2NO (g) + O 2 (g) = 2NO 2 (g) 达到平衡，当保持温度和体积不变充入惰性气体时，总压将增加，平衡向气体分子数减少即生成NO 2的方向移动。 （ ）

Exercises

选择题

（选择正确答案的题号填入）

2．1 某恒容绝热箱中有CH 4和O 2混合气体，通电火花使它们起反应(电火花

的能可以不计)，该变化过程的 （ ） a. ?U = 0，?H = 0 b. ?U = 0，?H > 0 c. ?U = 0，?H < 0 d. ?U < 0，?H > 0

2．2 如果系统经过一系列变化，最后又变到初始状态，则系统的 （

） a. Q = 0，W = 0，?U = 0，?H = 0

b. Q ≠ 0，W ≠0，?U = 0，?H = Q

c. Q = W ，?U = Q - W ，?H = 0

d. Q ≠ W ，?U = Q - W ，?H = 0

2．3 若两个液态组分混合形成理想溶液，则混合过程的 （

） a. ?U = 0，?H = 0，?S = 0，?G = 0

b. ?U = 0，?H < 0，?S < 0，?G > 0

c. ?H = 0，?U = 0，?S > 0，?G < 0

d. ?H > 0，?U < 0，?G < 0，?S > 0

2．4 由图可知下述描述正确的是 （

） a. 该反应为吸热反应 b. 反应的焓变为 –Y c. 反应的活化能 =Y d. 反应的?H = X + Y 2．5 根据热力学知识，下列定义中不正确的是 （ ） a. H 2 (g)的θm r G Δ= 0 b. H + (aq)的θm r G Δ= 0 c. H (g)的θm r H Δ= 0 d. H 2 (g)的θm r H Δ= 0

2．6 在下列反应中，焓变等于AgBr(s)的θ

m f H Δ的反应是 （

） a. Ag + (aq) + Br - (aq) → AgBr (s)

b. 2Ag (s) + Br 2 (g)→2AgBr (s)

c. Ag (s) +21

Br 2 (g) → AgBr (s)

d. Ag (aq) +21

Br 2 (g) → AgBr (s)

2．7 已知NH 3(g)的θm f H Δ= -46 kJ·mol -1，H – H 键能为435 kJ·mol -1，N ≡N 键能为941 kJ·mol -1，则N – N 键的平均键能(kJ·mol -1)为 （

） a. -390 b. 1169 c. 390 d. -1169

2．8 在标准条件下石墨燃烧反应的焓变为-393.6 kJ·mol -1，金刚石燃烧反

应的焓变为-395.6 kJ·mol -1，则石墨转变成金刚石反应的焓变为 （ ） a. -789.3 kJ·mol -1 b. 0

c. +1.9 kJ·mol -1

d. -1.9 kJ·mol -1

2．9 25℃时NaCl 晶体在水中的溶解度约为6 mol·dm -3，若在1 dm -3水中 加入1 mol NaCl ，则NaCl (s) + H 2O (l) → NaCl (aq)的 （ ） a. ?S > 0，?G > 0 b. ?S > 0，?G < 0

c. ?G > 0，?S < 0

d. ?G < 0，?S < 0

2．10 下列物质中可以认为具有最大摩尔熵的是 （ ） a. Li (g) b. Li (s) c. LiCl·H 2O (s) d. Li 2CO 3 (s)

2．11 下列反应中，θm r S Δ值最大的 （ ）

a. C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g)

b. 2SO 2 (g) + O 2 (g) →2SO 3 (g)

c. CaSO 4 (s) + 2H 2O (l) → CaSO 4·2H 2O (s)

d. 3H 2 (g) + N 2 (g) → 2NH 3 (g)

2．12 苯的熔化热为10.67 kJ·mol -1，其熔点为5.0 ℃，则苯熔化过程的 θm S Δ约为 （ ） a. 2.09 J·mol -1·K -1 b. 10.88 J·mol -1·K -1

c. 38.38 J·mol -1·K -1

d. 54.39 J·mol -1·K -1

2．13 有20克水，在100℃和标准压力下如有18克汽化为100 ℃ 1个标准压 力下的水蒸气，此时Gibbs 自由能变为 （ ） a. ?G = 0 b. ?G < 0 c. ?G > 0 d. 无法判断

2．14 在298 K ，下列反应中θm r H Δ与θm r G Δ最接近的是 （ ）

a. CCl 4 (g) + 2H 2O (g) →CO 2 (g) + 4HCl (g)

b. CaO (s) + CO 2 (g) → CaCO 3 (s)

c. Cu 2+ (aq) + Zn (s) → Cu (s) + Zn 2+ (aq)

d. Na (s) + H + (aq) + H 2O (l) → Na + (aq) +2

1H 2 (g) + OH - (aq) 2．15 对可逆反应，加入催化剂的目的是 （ ）

a. 提高平衡时产物的浓度；

b. 加快正反应速率而减慢逆反应速率；

c. 缩短达到平衡的时间；

d. 使平衡向右进行。

2．16 下列哪一种有关同时平衡体系的说法是错误的 （ ）

a. 同时平衡时，某一物质的浓度(或分压)发生变化，则其他物质的浓度(或

分压)也都发生变化；

b. 在计算中可忽略平衡常数特别小的反应；

c. 其中某一平衡常数值改变，则其他平衡常数值都将随之改变；

d. 各反应的平衡常数数值互相有关。

2．17 某温度下，2C 反应达到平衡，若增大或减少B 的量，C 和A 的

平衡浓度都不变，则B 是 （ ） a. 纯固体或纯液体

b. 气体

c. 溶液

2．18 已知下列反应的平衡常数

H 2 (g) + S (s) = H 2S (g) θ1K

S (s) + O 2 (g) = SO 2 (g) θ2K

则反应H 2 (g) + SO 2 (g) O 2 (g) + H 2S (g)的平衡常数是

（ ）

a.θ2θ1K K ?

b.θ2θ1K K ?

c.θ1θ2/K K

d.θ2θ1/K K

填空题

3．1 反应2N 2 (g) + O 2 (g)→2N 2O (g)在298 K 时，θm r H Δ为164.0 kJ·mol -1，

则反应的ΔU = kJ·mol -1。

3．2 下列过程的熵变的正负号分别是

a. 溶解少量盐于水中，θm r S Δ是 号；

b. 纯碳和氧气反应生成CO(g)，θm r S Δ是 号；

c. 液态水蒸发变成H 2O(g)，θm r S Δ是 号；

d. CaCO 3(s)加热分解为CaO(s)和CO 2(g)，θm r S Δ是 号。

3．3 可逆循环过程的熵变为 ；不可逆过程的熵变 。

3．4 25℃，101.3 kPa 下，Zn 和CuSO 4溶液的置换反应在可逆电池中进行， 放热6.00 kJ·mol -1，做出电功200 kJ·mol -1，则此过程的θm r S Δ为 而θm r G ?为 。

3．5 25℃ KNO 3在水中的溶解度是6 mol·dm -3，若将1 mol 固体KNO 3置

于水中，则KNO 3变成盐溶液过程的G ?的符号为 。

3．6 1 mol 液态苯完全燃烧生成CO 2(g)和H 2O(l)，则该反应的Q p 与Q r 的差 值为 kJ·mol -1 (25℃)。

3．7 有A 、B 、C 、D 四个反应，在298 K 时反应的热力学函数分别为

反 应 A B C D

1θm mol kJ ??/Δr H 1.80 10.5 -126 -11.7

11θm K mol J ????/Δr S 30.0 -113 84.0 -105

则在标准状态下，任何温度都能自发进行的反应是 ，任何温度都 不能自发进行的反应是 ；另两个反应中，在温度高于 ℃时可自发

进行的反应是 ，在温度低于 ℃时可自发进行的反应

是 。

3．8 反应A (g) + B(s) → C (g)，θm r H ?= ?41.8 kJ·mol -1，A 、C 都是理想气体。

在25℃和标准压力下，按下列过程发生变化：体系做了最大功，放热1.67 kJ·mol -1。则此变化过程Q = ，W = ，

θm r U ?= ，θm r H ?= ，θm r S ?= ，

θm r G ?= 。

3．9 反应I 2 (g) = 2I (g)达平衡时：

a. 升高温度，平衡常数 ，原因是 ；

b. 压缩气体时，I 2(g)的解离度 ，原因是 ；

c. 恒容时充入N 2气体，I 2 (g)的解离度 ，原因是 ；

d. 恒压时充入N 2气体，I 2 (g)的解离度 ，原因是 。

3．10 已知反应NiSO 4·6H 2O (s) 4 (s) + 6H 2O (g)的θm r G ?=77.7 kJ·mol -1，

则平衡时NiSO 4·6H 2O 的固体表面上水的蒸气压p H2O 为 Pa 。

a.

计算题

4．1 已知 298 K 时：

a.甲烷的燃烧热 θm c H ?= -890 kJ·mol -1

b.CO 2 (g)的生成焓 θm f H ?= -393 kJ·mol -1

c.H 2O (l)的生成焓 θm f H ?= -285 kJ·mol -1

d.H 2 (g)的键焓 B.E.= 436 kJ·mol -1

e.C(石墨)的升华焓 θm sub H ?= 716 kJ·mol -1

求C-H 键的键焓。

4．2 根据热力学近似计算并判断NH 4Cl 的升华分解反应在100 ℃时能否自 发进行？

NH 4Cl (s)

3 (g) + HCl (g) 在25℃下，1 P θ下， NH 4Cl(s) NH 3(g) HCl(g)

θm f H ?/kJ·mol -1 -314.4 -46.1 -92.3

θm S /J·mol -1·K -1 94.56 192.34 186.82

4．3 碘钨灯发光效率高，使用寿命长，灯管中所含少量碘与沉积在管壁上 的钨化合物生成WI 2(g)：

W (s) + I 2 (g) → WI 2 (g)

此时WI 2又可扩散到灯丝周围的高温区，分解成钨蒸气沉积在钨丝上。

已知298 K 时，θm f H ? (WI 2, g) = -8.37 kJ·mol -1

θm S (WI 2, g) = 0.2504 kJ·mol -1·K -1

θm S (W, s) = 0.0335 kJ·mol -1·K -1

θm f H ?(I 2, g) = -62.24 kJ·mol -1

θm S (I 2, g) = 0.2600 kJ·mol -1·K -1

（1）计算上述反应在623 K 时的θm r G ?；

（2）计算WI 2 (g) → I 2 (g) + W (s)发生时的最低温度是多少？

4．4 分子量为46的纯液体，在60.0 ℃其蒸气压为46.5 kPa ，在70.0 ℃时为72.0

kPa ，试求

（1）液体的正常沸点；

（2）沸点时的摩尔蒸发熵变。

4．5 已知下列键能数据

N ≡N N-F N-Cl F-F Cl-Cl

B. E. / kJ·mol -1 942 272 201 155 243

试由键能数据求出标准生成热来说明NF 3在室温下较稳定，而NCl 3却

极易爆炸。

4．6 已知下列数据：

θm f H ?(Sn, 白) = 0，θm f H ?(Sn ，灰)= -2.1 kJ·mol -1

θm S (Sn, 白) = 51.5 J·mol -1·K -1，θm S (Sn, 灰) = 44.3 J·mol -1·K

-1 求Sn (白) = Sn (灰)的相变温度。

4．7 已知θm r G ? (NH 3，g) = -16.5 kJ·mol -1，试求

(1) 25 ℃时，合成氨反应N 2 (g) +3H 2 (g) 3 (g)的平衡常数

θK ； (2) 若上述反应的θm r G ?= -92.2 kJ·mol -1，试计算

500℃时反应的平衡常数θK 。

自测练习题答案

1．是非题

1．1（×） 1．2（×） 1．3（√） 1．4（×） 1．5（×）

1．6（√） 1．7（×） 1．8（√） 1．9（×） 1．10（×）

2．选择题

2．1（c ） 2．2（c ） 2．3（c ） 2．4（b ） 2．5（c ）

2．6（c ） 2．7（c ） 2．8（c ） 2．9（b ） 2．10（a ）

2．11（d ） 2．12（c ） 2．13（a ） 2．14（c ） 2．15（c ）

2．16（b ） 2. 17（a ） 2．18（d ）

3．填空题

3．1 166.5

3．2 +，+，+，+

3．3 零，增加

3．4 Q /T = -20.1 J·mol -1·K -1，-W = -200 kJ·mol -1

3．5 <0，>0

3．6 –3.72

3．7 C ，B ，77，A ，-166.6，D

3．8 –1.67 kJ·mol -1，40.13 kJ·mol -1，– 41.8 kJ·mol -1，

– 41.8 kJ·mol -1，5.6 kJ·mol -1·K -1，– 40.13 kJ·mol -1

3．9 a. 增大，I 2解离是吸热反应(θm r H ?>0)；

b. 减小，总体积减小，压强增大，平衡向气体粒子数减小的方向移动；

c. 不变，I 2(g)和I(g)的分压都不变；

d. 增大，体积变大时，I 2(g)和I(g)的分压同时减小，平衡向气体粒子数多 的方向移动。

3. 10 54

4.5

4. 计算题

4．1 由CH 4 (g) + 2O 2 (g)→CO 2 (g) + 2H 2O (l)算出

θm f H ?(CH 4，g) = -73 kJ·mol

-1 再由2H 2 (g) +C (石) →CH 4 (g)算出

B.E.(C-H) = 415 kJ·mol -1

4．2 θm r H ?= - 46.1 + (-92.3) – (-314.4) = 176.0 kJ·mol

θm r S ?= 192.34 + 186.82 – 94.56 = 0.2846 kJ·mol -1 373 K 时，θm r G ?= 176.0 – 373 × 0.2846 = 69.8 kJ·mol -1

由于θm r G ?>0，所以在100℃时不能自发进行。

4．3 W (s) + I 2 (g) → WI 2 (g)

θm r H ?= - 8.37 – 0 – 62.24= -70.61 kJ·mol -1

θm r S ?= 0.2504 – 0.0335 – 0.2600 = - 0.0431 kJ·mol -1·K -1

（1）623 K 时

θm r S ?= -70.61 – 623 × (-0.0431) = -43.76 kJ·mol -1·K -1

（2）WI 2 (g ) → I 2 (g) + W (s)

θm r H ?= 70.61 kJ·mol -1

θm r S ?= 0.0431 kJ·mol -1·K

-1 当反应达平衡时，θm r G ?= 0，0.0431

70.61=T = 1.64×103 K 4．4（1）由(Δ1

21212T T T T H P P ×?= 2.303lg θm vap 算得θm vap H ? = 41.5 kJ·mol -1 再将P 3 = 101 kPa 代入上式得T 3 = 352 K

（2）θm vap S ?=b θm

vap T H ?=118 J·mol -1·K -1

4．5 由反应2

1N 2 (g) + 23F 2 (g) = NF 3 (g)算得θm f H ?(NF 3, g) = -112.5 kJ·mol -1，即 θm f H ?<0，因此室温下稳定；由反应

21N 2 (g) +23Cl 2 (g) = NCl 3 (g)算得 θm f H ? (NCl 3, l) = 232.5 kJ·mol -1，正值较大，说明它很不稳定，易爆炸。 4．6 θm r H ?= - 2.1 kJ·mol -1，θm r S ?= - 7.2 J·mol -1·K -1，

相变时θm r G ?= 0，即θm r H ?– T θm r S ?= 0，

所以T = θm r θm

r S H ?? = 291.7 K

4．7 （1）K θ (298) = 6.22×105

（2）K θ(773) = 7.02×10-5

化学热力学,化学平衡

化学热力学化学平衡 一、选择题 （）1. 下列过程中，△G=0的是 (A) 氨在水中解离达平衡(B) 理想气体向真空膨胀(C) 乙醇溶于水(D) 炸药爆炸（）2. 一定条件下，合成氨反应呈平衡状态，3H2+N2=2NH3-------K1， 3 2H2+ 1 2 N2=NH3-----K2，则K1与K2的关系为 (A) K1=K2(B) K12 = K2(C) K22=K1(D) 无法确定 （）3. 下列反应中哪个是表示△r H m=△f H m(AgBr，s)的反应 (A) Ag+(aq)+Br―(aq)=AgBr(s) (B) Ag(s)+1/2 Br2(l)=AgBr(s) (C) 2Ag(s)+Br2(g)=2AgBr(s) (D) Ag(s)+1/2 Br2(g)=AgBr(s) （）4.已知：A+B?→ ?M+N，Δr H1=35 kJ·mol－1；2M+2N?→ ?2D，Δr H2=－80 kJ·mol－1；则 A+B?→ ?D的Δr H3是 (A) －5kJ·mol－1(B) －10kJ·mol－1(C) －45kJ·mol－1(D) 45kJ·mol－1 （）5. H2 O(l，100℃，101.3 kPa) ?→ ?H2 O(g，100℃，101.3 kPa)， 设H2 O(g)为理想气体，则由始态到终态体系所吸收的热量Q为 (A) ＞ΔH(B) ＜ΔH(C) ＝ΔH(D) ＝ΔU （）6. 下列单质的Δf H m不等于零的是 (A) Fe(s) (B) C(石墨) (C) Ne(g) (D) Cl2 (l) （）7. 合成氨反应3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)在恒压下进行时，若向体系中引入氩气，则氨的产率 (A) 减小；(B) 增大；(C) 不变；(D) 无法判断。 （）8. 下列反应中，△r H m与产物的△f H m相同的是 （A）2H2 （g）+O2 （g） →2H2O（l）（B）NO（g）+?O2（g）→NO2（g） （C）C（金刚石）→C（石墨）（D）H2 （g）+?O2 （g） →H2O（g） （）9. 在标准压力和373 K下，水蒸气凝聚为液态水时体系中应是 (A) ΔH= 0 (B) ΔS= 0 (C) ΔG= 0 (D) ΔU = 0 （）10. 某体系在失去15kJ热给环境后，体系的内能增加了5kJ,则体系对环境所作的功是 (A) －20 kJ(B) －10 kJ(C) 10 kJ(D) 20 kJ （）11. 已知Zn(s) + 1/2O2 (g) ＝ZnO(s) Δr H m 1 = －351.5 kJ·mol－1 Hg(l) + 1/2O2 (g) ＝HgO(s,红) Δr H m 2 = －90.8 kJ·mol－1 则Zn(s) + HgO(s,红) ＝ZnO(s) + Hg(l) 的Δr H m为(kJ·mol－1) (A) 442.3 (B) －260.7 (C) 260.7 (D) －442.3 （）12.下列物理量中，属于状态函数的是 (A) ΔH(B) ΔU(C) Q(D) H （）13. 稳定纯态单质在298 K,100 kPa下，下述正确的是

热力学基本概念式

第一章热力学基本概念 一、基本概念 热机：可把热能转化为机械能的机器统称为热力发动机，简称热机。工质：实现热能与机械能相互转换的媒介物质即称为工质。 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分割开来，这种人为分割的研究对象，称为热力系统。 边界：系统与外界得分界面。 外界：边界以外的物体。 开口系统：与外界有物质交换的系统，控制体（控制容积）。 闭口系统：与外界没有物质的交换，控制质量。 绝热系统：与外界没有热量的交换。 孤立系统：与外界没有任何形式的物质和能量的交换的系统。 状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变，系统内外同时建立热和力的平衡，这时系统的状态就称为热力平衡状态。 状态参数：温度、压力、比容（密度）、内能、熵、焓。 强度性参数：与系统内物质的数量无关，没有可加性。 广延性参数：与系统同内物质的数量有关，具有可加性。 准静态过程：过程进行的非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近于平衡状态。

可逆过程：当系统进行正反两个过程后，系统与外界都能完全回复到出示状态。 膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或者缩小）而通过系统边界向外界传递的机械功。（对外做功为正，外界对系统做功为负）。 热量：通过系统边界向外传递的热量。 热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列中间过程，最后又回到初始状态。 二、基本公式 ??=-=0 2 1 1 2 dx x x dx 理想气体状态方程式： RT pV m = 循环热效率 1 q w net t = η 制冷系数 net w q 2 = ε 第二章 热力学第一定律 一、基本概念 热力学第一定律：能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转换成另一种形式，或从一个系统转移到另一个系统，而其总量保持恒定。

第三章化学热力学

第三章化学热力学 (g) + O2(g) ?H2O(l)（298K）的Q p与Q V之差(kJ·mol-1)是………………………（） (A)(B) (C)(D) 2.已知HCN(aq)与NaOH(aq)反应，其中和热是kJ·mol-1，H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l)，= kJ·mol-1，则1 mol HCN 在溶液中电离的热效应(kJ·mol-1)是……………（） (A)(B) (C)(D) 3.已知2PbS(s) + 3O2(g) = 2PbO(s) + 2SO2(g) ，= kJ·mol-1 ，则该反应的Q V值是…………………………………………………………………………（） (A)(B) (C)(D) 4.如果体系经过一系列变化，最后又变到初始状态，则体系的………………………（） (A)Q = 0 W = 0 ΔU = 0 ΔH = 0 (B)Q 0 W 0 ΔU = 0 ΔH = Q (C)Q = WΔU = Q - WΔH = 0 (D)Q WΔU = Q - WΔH = 5.在一定温度下：(1) C(石墨) + O2(g) = CO2(g) ΔH1 ；(2) C(金刚石) + O2(g) = CO2(g) ΔH2；(3) C(石墨) = C(金刚石) ΔH3 = kJ·mol-1，其中ΔH1和ΔH2的关系是…………………………………………………………………（） (A)ΔH1>ΔH2(B)ΔH1<ΔH2 (C)ΔH1＝ΔH2(D)不能判断 6.若两个液态组分混合形成理想溶液，则混合过程的…………………………………（ (A)ΔV = 0 ΔH = 0 ΔS = 0 ΔG = 0(B)ΔV > 0 ΔH < 0 ΔS < 0 ΔG > 0 (C)ΔH = 0 ΔV = 0 ΔS > 0 ΔG < 0 (D)ΔH > 0 ΔV < 0 ΔG< 0 ΔS > 0

工程热力学基本概念

第一章 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。

物理化学第03章化学平衡热力学原理

第三章 化学平衡热力学原理 复习思考题 1．化学反应的m r G ?与Θ?m r G 有什么不同?用m r G ?及Θ ?m r G 判断化学反应进行的方向有什 么不同? 2．“Θ Θ -=?K RT G ln m r ，可见Θ ?m r G 就是反应处于平衡时的吉布斯自由能变化。”这种说 法对吗?为什么? 3．平衡常数改变了，平衡是否移动?平衡发生了移动，平衡常数是否改变? 4．什么是标准平衡常数ΘK ?“标准平衡常数数值上总是等于1”的说法对吗? Θ K 值能否 根据某温度、任一压强下反应达平衡时各气体的分压按 ∏B B ν p 计算? 5．对于一个化学反应，当人为地改变反应体系中各反应物及生成物所取的标准状态时，反 应的m r G ?Δ、Θ ?m r G 及Θ K 有无变化?为什么? 6．为什么有纯凝聚相参加的反应其平衡数表示式中没有凝聚相物质的平衡分压出现? 7．下列碳的不完全燃烧反应为： 2Ｃ（ｓ）＋Ｏ２（ｇ）==== 2ＣＯ（ｇ） Θ?m r G ＝（－232 600－167.8 T)J ·mol －１ 当升高温度时， Θ ?m r G 变得更负，从而使Θ K 更大，反应就更完全，对吗? 8．在H 2S 气体中加入较多的NH 3，体系中可有下列二反应进行： ① ＮＨ３（ｇ）＋Ｈ２Ｓ（ｇ）==== ＮＨ４ＨＳ（ｇ） ② ＮＨ３（ｇ）＋Ｈ２Ｓ（ｇ）==== ＮＨ４ＨＳ（ｓ） 当达到平衡时，二反应的Θ ?m r G 、m r G ?是否相等? 9．ＣＯ２（ｇ）＋Ｃ（ｓ）==== ２ＣＯ（ｇ）反应是气体物质的量增加的反应，反应向右进行时，压强会增大。这就不是恒温恒压条件下的反应了，是否还能用等温方程式计算m r G ?并用以判定反应的方向呢? 10．在相同温度下，下列两反应的平衡常数是否相同?(［Ｃ］表示溶解在铁液中的碳) C(石墨)＋CO ２（ｇ）==== 2CO(ｇ） ［Ｃ］＋CO ２（ｇ）==== ２ＣＯ（ｇ） 11．工业上制取水煤气的反应为：Ｃ（ｓ）＋Ｈ２Ｏ（ｇ）==== ＣＯ（ｇ）＋Ｈ２（ｇ） 已知Θ ?m r H ＝133.5 kJ ·mol －１ ，设在673 K 时达到平衡，试讨论下列因素对平衡的影响： ①提高反应温度；②增加体系的总压；③增加水蒸气的分压；④增加碳的数量；⑤加N ２气。 12．已知一理想气体化学反应：Ａ（ｇ）==== 2Ｂ（ｇ），在298.15 K ，Θ p K ＝0.027，试问：

第3章 化学热力学基础自测题

第3章 化学热力学初步 自测题 一、是非题： 1. 内能△U 的改变值，可通过测定Q 和W 算出。由于内能是状态函数。因此。热和功也是状态函数。 2 .热力学第一定律的数学表示式△U=Q+W 适用于包括电功的一切宏观变化。 3. 由于反应热的单位是KJ/mol ，所以反应式配平系数不同，该反应的反应热也不同。 4. 反应的热效应就是反应的焓变。 5. 凡是体系的温度升高，就一定吸热；而温度不变，体系既不吸热，也不放热。 6. 如果某反应的△r G θ > 0，则该反应不一定不能自发进行。 7. 任何一个反应不论在什么条件下进行，则该反应的△r G θ总是等于生成物的标准生成自由能之和减去反应物标准生成自由能之和。 8. 设计出来的某反应，如果△r G > 0，则表示这个反应无论如何是无法进行的。 9. 如果一反应△r H θ和△r S θ都是负值，表示这个反应无论如何是无法进行的。 10. 化学反应的发生常伴有热效应，通常放热反应都是自发的。 11. 自发反应一定是快反应，不能自发进行的反应就是不能发生的反应。 二、选择题： 1.如果某一体系从状态A 变到状态B 有两种途径：一种是经C 到B 状态；另一种是经D 到E ，最后到B 状态。体系内能的改变值为（ ） A.△U > 0； B.△U<0； C.△U = 0 D.△U = U B - U A . 2. 在下列反应中，Q p =Q v 的反应为（ ） A. CaCO 3(s) →CaO(s)+CO 2(g) B. N 2(g)+3H 2(g) →2NH 3(g) C. C(s)+O 2(g) →CO 2(g) D. 2H 2(g)+O 2(g) →2H 2O （l ） 3.下列有关热效应的正确说法是（ ） A.石墨始终在298K 温度下燃烧放出的热量； B.石墨燃烧后，使CO 2的温度恢复到石墨燃烧时的起始温度，并只做体积功； C.石墨与CO 2在燃烧温度时的热效应； D.其焓变值是人为规定的。 4. 下列各反应的θ?m rH （298）值中，恰为化合物标准摩尔生成焓的是（ ） A. 2H (g)+ 1/2O 2(g)→H 2O （l ） B. 2H 2(g)+O 2(g)→2H 2O （l ） C. N 2(g)+3H 2(g)→2NH 3(g) D. 1/2N 2(g) +3/2H 2(g)→NH 3(g) 5. 环境对系统作10kJ 的功，而系统失去5kJ 的热量给环境，则系统的内能变化为 （ ） A. －15kJ B. 5kJ C. －5kJ D. 15kJ 6.如果X 是原子，X 2是实际存在的分子，反应 X 2(g) ━━ 2X(g)的△r H 应该是（ ） A.负值 B.正值 C.零 D.不一定 7.下列哪一种物质的标准生成自由能为零? （ ） A.Br 2(g) B. Br -(aq) C.Br 2(l) D.Br 2(aq) 8.室温下，下列哪一正向反应熵变数值最大?(不必查表)（ ） A.CO 2(g)→ C(s) + O 2(g) B.2SO 3(g) → 2SO 2(g) + O 2(g) C.CaSO 4·2H 2O(s) → CaSO 4(s) + 2H 2O(l) D.2NH 3(g) → 3H 2(g) + N 2(g) 9. 下列各组符号所代表的性质均属状态函数的是 （ ）

第3章 化学热力学基础

3.15 2mol Hg(l)在沸点温度（630K）蒸发过程中所吸收的热量为109.12kJ。则汞的标准摩尔蒸发热ΔvapHm=(54.46)kJ ;该过程中对环境做功W=（10.48kJ），ΔU=（98.64kJ），ΔS=(173.2J·K-1)，ΔG=（0） 3.16 有A，B，C，D四个反应，在298K时的反应的热力学函数分别为反应 A B C D Δ 10.5 1.80 -126 -11.7 rHm/(kJ·m ol-1) Δ 30.0 -113 84.0 -105 rSm/(kJ·m ol-1) 则在标准状态下，任何温度都能自发进行的反应是（C），任何温度都不能自发进行的反应是（B）；另两个反应中，在温度高于（77）℃时可自发进行的反应是（A），在温度低于（-161.6）℃时可自发进行的反应是（D） 3.17 1mol液态的苯完全燃烧生成的CO2（g）和H2O（l），则该反应的Qp与Qv的差值（-3.72）kJ（温度25℃） 3.18 已知25℃时，ΔfHm（Br，g）=30.71kJ·mol-1，ΔfGm（Br，g）

=3.14kJ·mol-1,则Br2（l）的标准摩尔蒸发熵为（92.52）J·mol-1·K-1，正常沸点为（58.93）℃ 3.19 反应2HgO（s）===2Hg（l）+O2（g）ΔrHm=181.4kJ·mol-1，则ΔfHm（HgO，s）=（-90.7kJ·mol-1）。已知Ar（Hg）=201，生成1gHg（l）的焓变是（0.451）kJ 3.20 已知反应CaCO3（s）===CaO（s）+CO2（g）在298K时ΔrGm=130kJ·mol-1,1200K时ΔrGm=-15.3kJ·mol-1，则该反应的ΔrHm 为（161J·mol-1·K-1） 3.21 将下列物质按摩尔熵值由小到大排列，其顺序为 Li（s）)0 3.23 若3mol理想气体向真空膨胀，该过程的Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔG中不为零的是（ΔS，ΔG）

化学热力学与化学平衡

第二讲化学热力学与化学平衡 一、基础知识点 1. 焓与焓变 （1）热力学第一定律： （2）焓： 热力学把定义为焓 焓变： 例1 1g火箭燃料肼在氧气中完全燃烧（等容），放热20.7kJ（273.15K），求1mol肼在该温度下完全燃烧的内能变化和等压反应热 2. 生成焓，熵，自由能 标态（100kPa）和T（K）下，由稳定单质生成1mol化合物（或不稳定态单质或其他形式）的焓变称为该物质在T（K）时的标准生成焓（kJ/mol） 标态下，1mol某物质的熵值叫做标准熵（）（J/mol） 标态（100kPa）和T（K）下，由稳定单质生成1mol化合物（或不稳定态单质或其他形式）的自由能变化值称为该物质在T（K）时的标准生成自由能（kJ/mol）G：吉布斯自由能G = H - TS ?G m < 0 反应右向自发进行； ?G m = 0 反应达平衡； ?G m > 0 反应左向自发进行 3. 化学平衡 可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应。

化学平衡：正逆反应速度相等时，体系所处的状态称为化学平衡。 （1）建立平衡的前提：封闭体系、恒温、可逆反应； （2）建立平衡的条件：正逆反应速度相等（动态平衡，体系并非处于静止状态）； （3）建立平衡的标志：各物质浓度不再随时间改变。平衡状态是封闭体系中可逆反应进行的最大限度； （4）化学平衡是有条件的平衡。外界因素：温度、压力、浓度、添加剂等。 4. 化学平衡常数 （1）一切可逆反应： （2）对于含气体的可逆反应： where mol/L→K C : (mol/L) ?n ; Pa , atm →K p : (Pa) ?n, (atm) ?n ?n = 0时，K C ，K p 无量纲 （1）如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。 （2）稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度也不必写在平衡关系式中 （3）同一化学反应，可以用不同的化学反应方程式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。进行化学平衡的计算时必须写出反应方程式和相应的平衡常数。 （4）对于气体反应，写平衡常数关系式时，除可以用平衡时的（物质的量）浓度表示外，也可以用平衡时气体的分压来表示 5. 平衡常数意义 （1）平衡常数的大小可以判断反应进行的程度、估计反应的可逆性。因为平衡状态是

工程热力学基本概念

第一章 工质：实现热能和机械能之间转换的媒介物质。 系统：热设备中分离出来作为热力学研究对象的物体。 状态参数：描述系统宏观特性的物理量。 热力学平衡态：在无外界影响的条件下，如果系统的状态不随时间发生变化，则系统所处的状态称为热力学平衡态。 压力：系统表面单位面积上的垂直作用力。 温度：反映物体冷热程度的物理量。 温标：温度的数值表示法。 状态公理：对于一定组元的闭口系统，当其处于平衡状态时，可以用与该系统有关的准静态功形式的数量n加上一个象征传热方式的独立状态参数，即（n+1）个独立状态参数来确定。 热力过程：系统从初始平衡态到终了平衡态所经历的全部状态。 准静态过程：如过程进行的足够缓慢，则封闭系统经历的每一中间状态足够接近平衡态，这样的过程称为准静态过程。 可逆过程：系统经历一个过程后如果系统和外界都能恢复到各自的初态，这样的过程称为可逆过程。无任何不可逆因素的准静态过程是可逆过程。 循环：工质从初态出发，经过一系列过程有回到初态，这种闭合的过程称为循环。 可逆循环：全由可逆过程粘组成的循环。 不可逆循环：含有不可逆过程的循环。 第二章 热力学能：物质分子运动具有的平均动能和分子间相互作用而具有的分子势能称为物质的热力学能。 体积功：工质体积改变所做的功。 热量：除功以外，通过系统边界和外界之间传递的能量。 焓：引进或排出工质输入或输出系统的总能量。 技术功：工程技术上将可以直接利用的动能差、位能差和轴功三项之和称为技术功。 功：物质间通过宏观运动发生相互作用传递的能量。 轴功：外界通过旋转轴对流动工质所做的功。 流动功：外界对流入系统工质所做的功。 第三章

热力学 动力学 化学平衡练习

热力学、动力学、化学平衡练习题 一.选择题： 1．下列参数中，哪个不属于状态函数? (A)温度T (B)压强P (C)热Q (D)焓H 2．已知反应)(2 1)()(2222g O l O H l O H + =的198-O ?-=?mol kJ H m r 反应)()(22g O H l O H =的1 0.44-O ?=?mol kJ H m r 则反应)()(2)(22222g O g O H l O H +=的为O ?m r H (A) -54 1 -?mol kJ (B) -1081 -?mol kJ (C) -1421 -?mol kJ (D)1421 -?mol kJ 3．在恒温条件下，若化学平衡发生移动，则其平衡常数 (A)不变 (B)减小 (C)增大 (D)难以判断 4．反应)()(2 1)()(22g CO g N g CO g NO += +的10.373-O ?-=?mol kJ H m r ，若要提高 )(g NO 和)(g CO 的转化率，可采取的方法是 (A)高温低压 (B)高温高压 (C)低温高压 (D)低温低压 5．已知某反应的速率常数为1 min 35.0-=k ，则此反应是 (A)零级反应 (B)一级反应 (C)二级反应 (D)三级反应 6．一个复杂反应的速度是 (A)由最慢的一步基元反应决定 (B)由最快的一步基元反应决定 (C)各步基元反应速度之和 (D)无法确定的 7．相同温度下，下列哪个反应的熵增量最大？ (A))()(2)(2223g O g SO g SO += (B))(),()(22g O s C g CO +=石墨 (C))()(3)(2223g N g H g NH += (D))(2)()(22424l O H s CaSO s O H CaSO +=? 8．某反应在298K 及×105 Pa 时正反应能自发进行，高温时，逆反应能自发 进行，说明该反应正向属于下列哪种类型? (A)0,0>??S H (C)0,0?>?S H

第3章 化学热力学基础 习题及全解答

第3章化学热力学基础 1．状态函数的含义及其基本特征是什么？T、p、V、△U、△H、△G、S、G、Q p、Q u、Q、W、W e最大中哪些是状态函数？哪些属于广度性质？哪些属于强度性质？ 答：状态函数的含义就是描述状态的宏观性质，如T、p、V、n、m、ρ等宏观物理量，因为体系的宏观性质与体系的状态之间存在对应的函数关系。状态函数的基本特点如下： （1）在条件一定时，状态一定，状态函数就有一定值，而且是唯一值。 （2）条件变化时，状态也将变化，但状态函数的变化值只取决于始态和终态，与状态变化的途径无关。 （3）状态函数的集合（和、差、积、商）也是状态函数。其中T、p、V、S、G是状态函数，V、S、G、H、U属于广度性质（具有加和性），T、p属于强度性质。 2．下列叙述是否正确？试解释之。 （1）Q p=△H，H是状态函数，所以Q p也是状态函数； （2）化学计量数与化学反应计量方程式中各反应物和产物前面的配平系数相等； （3）标准状况与标准态是同一个概念； （4）所有生成反应和燃烧反应都是氧化还原反应； （5）标准摩尔生成热是生成反应的标准摩尔反应热； （6）H2O（l）的标准摩尔生成热等于H2（g）的标准摩尔燃烧热； （7）石墨和金刚石的燃烧热相等； （8）单质的标准生成热都为零； （9）稳定单质的△f HΘm、SΘm、△f GΘm均为零； （10）当温度接近绝对零度时，所有放热反应均能自发进行。 （11）若△r H m和△r S m都为正值，则当温度升高时反应自发进行的可能性增加； （12）冬天公路上撒盐以使冰融化，此时△r G m值的符号为负，△r S m值的符号为正。 答：（1）错。虽然H是状态函数，△H并不是状态函数，所以Qp当然不是状态函数；。 （2）错。因为反应物的化学计量数为负，与反应计量方程式中反应物前面为正的系数不相等； （3）错。如气体的标准状况是指0℃和101.325KPa条件，而标准态对温度没有限定； （4）错。如由石墨生成金刚石的生成反应就不是氧化还原反应； （5）对。因某物质的标准摩尔生成热是由某物质生成反应的标准摩尔反应热而命名的； （6）对。因H2O（l）的生成反应与H2（g）的燃烧反应是同一个反应； （7）错。因石墨和金刚石的燃烧反应虽最终产物相同，但反应的始态不同； （8）错。因为只有稳定单质的标准生成热才为零； （9）错。因为只有稳定单质的△f HΘm、△f GΘm为零，而稳定单质的SΘm在一般条件下并不为零； （10）对。因为当温度接近绝对零度时，反应熵变趋近于零，反应热为影响反应自发的唯一因素； （11）对。因△r H m和△r S m都为正值，说明是吸热的、有可能自发的反应，升温有利； （12）对。因冰融化变水了，说明乃混乱度增大的自发过程，△r G m值必为负，△r S m值必为正。 3．1 mol气体从同一始态出发，分别进行恒温可逆膨胀或恒温不可逆膨胀达到同一终态，因恒温可逆膨胀对外做功W r大于恒温不可逆膨胀对外做的功W ir，则Q r>Q ir。对否？为什么？ 答：对。因为从同一始态到同一终态，热力学能变相同，根据热力学第一定律，因恒温可逆膨胀对外做功W r大于恒温不可逆膨胀对外做的功W ir，则恒温可逆膨胀从环境吸收的热Q必大于恒温不可逆膨胀从环境吸收的热Q ir。(△u=O r-W r= O-W; W r>W ir则Q r>Q ir)

化工热力学基本概念和重点

第一章热力学第一定律及其应用 本章内容： *介绍有关热力学第一定律的一些基本概念，热、功、状态函数，热力学第一定律、热力学能和焓，明确准静态过程与可逆过程的意义，进一步介绍热化学。 第一节热力学概论 *热力学研究的目的、内容 *热力学的方法及局限性 *热力学基本概念 一．热力学研究的目的和内容 目的： 热力学是研究热和其它形式能量之间相互转换以及转换过程中所应遵循的规律的科学。 内容： 热力学第零定律、第一定律、第二定律和本世纪初建立的热力学第三定律。其中第一、第二定律是热力学的主要基础。 一．热力学研究的目的和内容 把热力学中最基本的原理用来研究化学现象和化学有关的物理现象，称为化学热力学。 化学热力学的主要内容是： *利用热力学第一定律解决化学变化的热效应问题； *利用热力学第二律解决指定的化学及物理变化实现的可能性、方向和限度问题，建立相平衡、化学平衡理论； *利用热力学第三律可以从热力学的数据解决有关化学平衡的计算问题。 二、热力学的方法及局限性 方法： 以热力学第一定律和第二定律为基础，演绎出有特定用途的状态函数，通过计算某变化过程的有关状态函数改变值，来解决这些过程的能量关系和自动进行的方向、限度。 而计算状态函数的改变只需要根据变化的始、终态的一些可通过实验测定的宏观性质，并不涉及物质结构和变化的细节。 二、热力学的方法及局限性 优点： *研究对象是大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。 *只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理，简化了处理方法。 二、热力学的方法及局限性 局限性： *只考虑变化前后的净结果，只能对现象之间的联系作宏观的了解，而不能作微观的说明或给出宏观性质的数据。 例如：热力学能给出蒸汽压和蒸发热之间的关系，但不能给出某液体的实际蒸汽压的数值是多少。 *只讲可能性，不讲现实性，不知道反应的机理、速率。 三、热力学中的一些基本概念 *系统与环境 系统：

热力学的基本概念汇总

§4－1 热力学的基本概念 本节介绍一些基本概念——热力学系统 平衡态 准静态过程。 一、热力学系统（Thermodynamic System ）（系统） 1.热力学系统 在热力学中，把所要研究的对象，即由大量微观粒子组成的物体或物体系称为热力学系统。在下一节中，将对热力学系统进行详细的讨论。外界环境（环境）：系统以外的物质 1）概念：在热力学中，把要研究的宏观物体叫作热力学系统，简称系统，也称为工作物质。热力学系统是由大量分子组成的，可以是固体、液体和气体等。本章主要研究理想气体。 与热力学系统相互作用的环境称为外界。 2）热力学系统的分类：根据系统与外界是否有作功和热量的交换，系统可分为： 一般系统：有功、有热交换 透热系统：无功、有热交换 绝热系统：有功、无热交换 封闭系统：无功、无热交换（又称为孤立系统） 对于平衡态的系统，可以用压强、温度、体积来描述系统的状态。 根据系统与外界是否有物质和能量交换，系统可分为： 孤立系统：无能量、无质量交换 ——isolated system 封闭系统：有能量、无质量交换 ——closed system 开放系统：有能量、有质量交换 ——Open system 绝热系统：无能量交换 ——adiabatic system 二、平衡态 1．气体的物态参量 对于由大量分子组成的一定量的气体，其宏观状态可以用体积V 、压强P 和温度T 来描述。描述系统状态变化的物理量称为气体的物态参量。有体积(V) 、压强(p)、温度(T) 1）气体的体积（V olumn ）V —— 几何参量 气体的体积V 是指气体分子无规则热运动所能到达的空间。对于密闭容器中的气体，容器的体积就是气体的体积。 单位：m 3 注意：气体的体积和气体分子本身的体积的总和是不同的概念。 2）压强（Pressure ）P ——力学参量 压强P 是大量分子与容器壁相碰撞而产生的，它等于容器壁上单位面积所受到的正压力。定义式为 S F P 单位：（1）SI 制帕斯卡 Pa 1Pa=1N ·m -2 （2）cm ·Hg 表示高度为1cm 的水银柱在单位底面上的正压力。 1mm ·Hg=1Toor (托) （3）标准大气压 1atm=76ch ·Hg=1.013×105Pa 工程大气压 9.80665×104Pa 3）温度（Temperature ）T ——热力学参量 温度的概念是比较复杂的，它的本质与物质分子的热运动有密切的关系。温度的高低反映分子热运动激烈程度。在宏观上，我们可以用温度来表示物体的冷热程度，并规定较热的物体有较高的温度。

工程热力学基本概念与重要公式

第一章基本概念 1.基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压

热力学平衡汇总

第2章. 化学热力学与化学平衡 2.1 化学热力学基本知识 1. 研究内容：化学热力学研究的对象是宏观系统。 化学反应的能量变化；化学反应的方向；化学的反应限度。 2. 一些相关的重要的基本概念 (1)系统、环境和相： 热力学中研究的对象为系统；称系统以外的其他密切相关部分为环境。 相是系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分，相与相之间存在明显的界面。通常把只含有一个相的系统称为均相系统；含两个或两个以上相的系统称为多相系统。(2)系统的分类： 按系统与环境之间能量和物质交换有无交换分三类： 重点讨论的是封闭系统。 (3)状态和状态函数： 状态：系统的宏观性质的综合表现。

状态函数：描述系统性质的物理量(如：n、p、V、T、U、H、G、S ……) 广度性质：具有加和性的系统性质,如体积、质量等。 强度性质：不具有加和性的系统性质, 如温度。 状态函数的特点：其量值只取决系统所处的状态；其变化值仅取决于系统的始态和终态，而与变化的途径无关。(4)过程和途径： 系统状态所发生的任何变化称为过程。系统经历一个过程，由始态变化到终态，可以采用多种不同的方式，通常把完成某一过程的具体方式称为途径。 根据过程发生时的条件不同，可分为以下几类： (1)等温过程：系统的始态温度与终态温度相同。 (2)等压过程：系统始态的压力与终态的压力相同。 (3)等容过程：系统的体积无变化的过程称为等容过程。 (4)循环过程：如果系统由某一状态出发，经过一系列变化又回到原来的状态，这种过程就称为循环过程。 无机化学重点讨论等温等压等压过程。 3. 标准状态、标准状况 热力学标准状态：

第四章 溶液热力学基本概念题

第四章 溶液热力学基本概念题 一、填空题 1、试写出理想稀溶液中溶质B 的化学式表示式,其中溶质B 的质量摩尔浓度以b B 表示,B μ＝ 。 2、写出化学势的两个定义式B μ＝ ＝ 。 3、已知60℃时，A(l)的蒸汽压为20.0kPa ，B(l) 的蒸汽压为40.0kPa 。则与含0.5molB(l)，99.5molA(l)的理想液态混合物成平衡的气体总压力为 kPa 。 4、某理想溶液的温度为T ，压力为 p θ,溶剂A 的摩尔分数为A x ，则组分A 的化学势表达式为：A μ＝ 。 5、在恒温恒压下，一切相变化必然是朝着化学势 的方向自发的进行。 6、在一定温度下，B A p p **>， 由纯液态物质和形成理想溶液，当气液达平衡时，气相组成B y 总是 液相组成B x 。7、在T=300K ，p=102.0kPa 的外压下，物质的量为0.03的蔗糖水溶液的渗透压为1π。物质的量为0.02的KCl 水溶液的渗透压为2π，两种相同体积的溶液，则必然存在2π 1π的关系。 二、是非题。正确地打“√”，错误的打“×”。 1、当系统在一定的T 、p 下，处于相平衡时，任一组分在各相的化学势必定相等。 （ ） 2、一定温度下，微溶气体在水中的溶解度与其平衡分压成正比。 （ ） 3、偏摩尔量和化学势是同一公式的两种不同表示方式。 （ ） 4、一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸汽达到平衡时，气相中的分压与该组分在液相中的组成成正比。 （ ） 5、在多相系统中于一定的T ，p 下，物质有从浓度高的相自发向浓度较低的相转移的趋势。 （ ） 三、问答题 1、写出纯理想气体在温度T 及压力p 时化学势表示式并解释式中各项符号的意义。 2、下列偏导数中那些是偏摩尔量？那些是化学势？ ,,j B T p n H n ??? ???? ,,j B S p n H n ??? ???? ,,j B T V n A n ??? ???? ,,j B T V n G n ??? ???? ,,j B S V n U n ??? ???? ,,j B T p n V n ??? ???? ,,j B T p n A n ??? ???? 。 三、选择题

第6章 化学平衡热力学原理

第6章化学平衡热力学原理 1. 1000 K，101.325kPa时，反应2SO３(ｇ) ==== 2SO2(ｇ)＋O2(ｇ)的Ｋｃ＝3.54 mol·m-3。 (1)求此反应的 Ｋｐ和Kｙ；(2)求反应SO3(ｇ)==== SO2(ｇ)＋1/2O2(ｇ)的Ｋｐ和Kｃ。 （答案：①K p= 29.43 kPa，K Y= 0.29，②K p= 171.6 kPa，K c= 1.88 mol1/2·m-3/2） 解：(1) 2SO3(ｇ)==== 2SO2(ｇ)＋O2(ｇ) K p=Kc(RT)∑νβ=3.54×8.314×1000=29.43×103 Pa=29.43kPa K y= K p·P-∑νβ=29430×(101325)-1=0.29 (2) SO3(ｇ)==== SO2(ｇ)＋1/2O2(ｇ) = = 2．在温度Ｔ容积V的容器中，充入1mol H２和3mol I２，设平衡后有x mol HI生成。若再加入2mol H２，则平衡后HI的物质的量为2x mol。试计算Ｋｐ值。 （答案：4） 解：已知平衡时生成HI摩尔数为x H2(g) + I2(g) ==== 2HI 反应前摩尔数 1 3 0 平衡时摩尔数 1-0.5x3-0.5x x 总摩尔数∑n=1- 0.5x +3- 0.5x + x = 4mol ∵∑νB = 0 若在上述平衡体系中再加入2摩尔H2

H2(g) + I2(g) ==== 2HI 重新平衡时摩尔数3－x 3－x 2x 总摩尔数=3－x+3－x+2x = 6 在同一温度T，， ∴，解此方程得：x =1.5，故 3．将含有50% CO、25% CO２、25% H２(均为摩尔分数)的混合气体通入1 173 K的炉子中，总压为202.65 kPa。试计算平衡气相的组成。已知反应 CO２(ｇ)＋H２(ｇ)===H２O(ｇ)＋CO(ｇ)在1 173 K时，Ｋｐ＝1.22。 （答案：CO2：18.03%，H2：18.03%，H2O：6.97%；CO：56.97%） 解：CO２(ｇ)＋H２(ｇ) === H２O(ｇ)＋CO(ｇ) 反应前物质的量0.25 0.25 0 0.5 mol 平衡时0.25－x0.25－x x0.5+x ∑n1= 0.25－x + 0.25－x + x + 0.5+x =1 0.22x2－1.11x + 0.07625 = 0 ，x = 0.0697 所以H2O%=6.97% CO% = (0.5+0.0697)×100% = 56.97% CO2% = H2% = (0.25-0.0697)×100% = 18.03%

气体热力学动力学化学平衡练习及答案教学内容

气体热力学动力学化学平衡练习及答案 第一章2008-1-4 气体热力学动力学化学平衡练习 一、选择题 1. H2(g) + O2(g) H2O(l) 的Q p与Q V之差(kJ·mol-1)是………………………（） (A) -3.7 (B) 3.7 (C) 1.2 (D) -1.2 2. 某基元反应2A + B = C + D，若其反应速率表示式可以是： (1) d(C) / d t = k1(A)2(B) 或(2) -d(A) / d t = k2(A)2(B) 或(3) 加催化剂后d(C) / d t = k3(A)2(B) 则这些速率常数k之间的关系是…………………………………………………………（） (A) k1 = k2 = k3(B) k11k21k3 (C) k1 = k21k3(D) k1 = k31k2 3. 反应H2(g) + Br2(g) 2HBr(g) 的K c = 1.86。若将3 mol H2，4 mol Br2和5 mol HBr 放在10 dm3烧瓶中，则……………………………………………………………………（） (A) 反应将向生成更多的HBr方向进行(B) 反应向消耗H2的方向进行 (C) 反应已经达到平衡(D) 反应向生成更多Br2的方向进行 4. 如果体系经过一系列变化，最后又变到初始状态，则体系的………………………（） (A) Q= 0 W= 0 ΔU = 0 ΔH= 0 (B) Q1 0 W1 0 ΔU= 0 ΔH= Q (C) Q= WΔU= Q- WΔH= 0 (D) Q1WΔU= Q- WΔH= 0 5. 某化学反应的速率常数的单位是(时间)-1，则反应是………………………………（） (A) 零级反应(B) 三级反应(C) 二级反应(D) 一级反应 6. 已知N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；N2(g) + H2(g) NH3(g) 和 N2(g) + H2(g) 2/3NH3(g) 的平衡常数分别为K1、K2和K3，则它们的关系是…（） (A) K1= K2= K3(B) K1= (K2)2= (K3)3 (C) K1= K2= K3(D) K1= (K2)1/2= (K3)1/3 7. 对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是………………………………（） (A) 越负，反应速率越快(B) 越负，反应速率越快 (C) 活化能越大，反应速率越快(D) 活化能越小，反应速率越快 8. 下列说法不正确的是…………………………………………………………………（） (A) 基元反应的反应级数等于反应分子数 (B) 反应级数为分数的反应一定是非基元反应 (C) 吸热反应一定是活化能较高的反应，放热反应一定是活化能较低的反应 (D) 温度升高，有效碰撞的概率增大，反应速率增大 9. 化合物A有三种不同的水合物，它们的脱水反应的K p分别为： A·3H2O(s) = A·2H2O(s) + H2O(g) K p1 A·2H2O(s) = A·H2O(s) + H2O(g) K p2 A·H2O(s) = A(s) + H2O(g) K p3 为了使A·2H2O晶体保持稳定(不发生风化与潮解) ，容器中水蒸气压力应为…（）