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1、 AP 自学交流论坛、资源库 www.yunzhou.org 自学交流 Q 群： 207196002 地址：北京市西城区太平桥大街丰汇园 10 号楼 咨询电话： 010-66168106 分享 知识与智慧 云舟国 际课 程中心 2013.北京 AP 自学交流论坛、资源库 www.yunzhou.org 自学交流 Q 群： 207196002 地址：北京市西城区太平桥大街丰汇园 10 号楼 咨询电话： 010-66168106 AP 化学自学辅导真题精粹： 热 力学部分 导师 袁伟 源文链接： http:/ 袁伟 老师人人主页） AP 自学交流论坛、资源库 www.yunzhou.org 自学交
2、流 Q 群： 207196002 地址：北京市西城区太平桥大街丰汇园 10 号楼 咨询电话： 010-66168106 云舟 AP 自学真 题 精粹： 化学之 热力学部分 首先我们来归纳一下 AP 化学考试中化学热力学题目所涉及到的概念和所用到的有关公式： S0 = standard entropy H0 = standard enthalpy G0 = standard free energy q = heat c = specific heat capacity Cp = molar heat capacity at constant pressure S0 =S0 products -
3、S0 reactants H0 = Hf0 products - Hf0 reactants G0 = Gf0 products - Gf0 reactants G0 = H0 TS0 = RT In K = - 2.303 RT log K = - n F E 0 G = G0 + RT ln Q = G0 + 2.303 RT log Q q = mc T Gas constant, R = 8.31 J mol1 K1 Question 1 (94 年 no.25): AP 自学交流论坛、资源库 www.yunzhou.org 自学交流 Q 群： 207196002 地址：北京市西城区太
4、平桥大街丰汇园 10 号楼 咨询电话： 010-66168106 这道题考的是对 Hesss Law 的应用。我们知道，根据 Hesss Law，一个反应若分成几步进行，那么该反应的焓变为各步反应的焓变之和（ If a reaction occurs in a series of steps, then the enthalpy change for the overall reaction is simply the sum of the enthalpy changes of the individual steps）。 1，我们需要 1 摩尔 Na2O（ s）作为反应物，所以将第二个反应
5、式倒置，同时将标准焓的符号改变，得到： 2，我们需要 1 摩尔 H2O（ l）作为反应物，所以将第一个反应式倒置，同时将标准焓的符号改变，得到： 3，我们需要 2 摩尔 NaOH（ s）作为产物，所以将第三个反应式乘 2，同时将标准焓乘 2，得到： 4， 现在，我们将在 1， 2， 3 步中得到的三个反应式相加： Question 2 (94 年 no.35): AP 自学交流论坛、资源库 www.yunzhou.org 自学交流 Q 群： 207196002 地址：北京市西城区太平桥大街丰汇园 10 号楼 咨询电话： 010-66168106 我们判断反应前后熵的变化可以依据下面 6 条规则
6、： 1. Phase changes. Melting, vaporization and sublimation are always accompanied by an entropy increase (S sys 0); For freezing, ondensation, and deposition, entropy decreases because order increases. 2. Temperature. Raise the temperature of a solid results in an increase in entropy. 3. Volume chang
7、es. An expansion (volume increases) is accompanied by an increase in entropy (S sys 0). As a sample is compressed, the molecules are more restricted in their locations, and a situation of greater order (lower entropy) results. 4. Mixing of substances. Situations in which the molecules are more “mixe
8、d up” are more disordered, and hence are at higher entropy. Mixing of gases by diffusion is a process for which S sys 0 5. Increase in the number of particles. Any process in which the number of particles increases results in an increase in entropy, S sys 0. e.g. The dissociation of a diatomic gas.
9、6. Changes in the number of moles of gaseous substances. Processes that result in an increase in the number of moles of gaseous substances have S sys 0. 对反应 I 而言，反应前只有 2 摩尔的固体，反应后为 4 摩尔的固体和 3 摩尔气体。那么依据上面的第一条规则，反应后有气体生成，所以混乱度增大， S 0。 AP 自学交流论坛、资源库 www.yunzhou.org 自学交流 Q 群： 207196002 地址：北京市西城区太平桥大街丰汇园
10、 10 号楼 咨询电话： 010-66168106 对反应 II 而言，反应前为 3 摩尔的离子， 反应后为 1 摩尔的固体。我们知道离子可在溶液中自由运动，而固体的混乱度则相对较小，依据上面的第五条规则，反应后粒子数目减少，所以混乱度减小， S 0；在反应 B 中，在反应后较反应前减少了 1 摩尔的气体， S 0；在反应 E 中，在反应后较反应前减少了 3 摩尔的气体， S 0。 只有反应 B 和 E 是熵减小的反应。反应 B 在反应后只有 1 摩尔气体的减少，而反应 E 在反应后有 3 摩尔气体的减少，所以反应 E 的熵的减少是最大的。 Question 6 (99 年 no.54): A
11、P 自学交流论坛、资源库 www.yunzhou.org 自学交流 Q 群： 207196002 地址：北京市西城区太平桥大街丰汇园 10 号楼 咨询电话： 010-66168106 通过题目中所给出的信息： H 0，我们得知该反应是放热反应。 另外，我们知道温度对反应平衡的影响：增高温度，反应向吸热方向进行；降低温度，反应向放热方向进行。 反应的平衡常数 keq : 掌握以上知识后，我们来看选项： A，降低温度后，反应平衡将向放热方向移动，也就是达到新的平衡后，生成的 NO2 增多， NO 和 O2 的浓度减小，所以新的 keq 增大。 B，升高温度后，反应平衡将向吸热方向移 动，也就是达到
12、新的平衡后，生成的 NO2 减少， NO 和 O2 的浓度增大，所以新的 keq 减小。 C 和 D，减小或增大反应容器的体积不影响反应的平衡常数。 E，催化剂能够降低反应的活化能，不影响反应的平衡常数。 Question 7 (99 年 no.61): AP 自学交流论坛、资源库 www.yunzhou.org 自学交流 Q 群： 207196002 地址：北京市西城区太平桥大街丰汇园 10 号楼 咨询电话： 010-66168106 这道题我们可以用 Hesss Law来解答。题目中所问的是下面这个反应的 H： 该反应可以看作是题目中给出的化学反应和水蒸汽液化这两个过程之和。 所以： H
13、= H（反应 1） + 2 x H（反应 2） = -1323 + 2 x (-44) = -1411 KJ 这里要注意水蒸汽液化和焓变是 2 摩尔，所以需要将摩尔焓变乘 2。 Question 8 (99 年 no.66): AP 自学交流论坛、资源库 www.yunzhou.org 自学交流 Q 群： 207196002 地址：北京市西城区太平桥大街丰汇园 10 号楼 咨询电话： 010-66168106 这道题考的是对焓，焓变和熵，熵变概念的理解。焓变的定义为反应在恒压条件（绝大多数反应都是在恒压条件下进行的）下热量的变化。反应后温度降低，说明反应是吸热过程，而根据我们对体系吸热、放热正
14、负符号的定义（体系吸收热量为正，放出热量为负）， H 为正。 溶解的过程使固体成为活动性更高的离子，所以混乱度增大， S 为正。 最后，总结一下在热力学计算中的一些常见错误（ Common Mistakes to Avoid）： 1. 注意不要把能量的单位 Joules 和 calories 混淆。 2. 在热力学计算过程中特别注意所使用的函数前面的正负符号。 3. 注意不要将焓（ enthalp）、焓变（ H） 和熵（ entropy）、熵变（ S） 混淆。 4. 特别注意反应物和产物的物质状态（气态，液态或固态），计算是要选择和其物质状态相对应的熵和焓。 5记住：产物 减 反应物。 6. 生成焓的变化值（ Hf ）和生成自由能的变化值（ Gf ）都是对一摩尔物质而言的，在进行计算时注意乘以相应的摩尔数。 7. 对某一元素，其生成焓的变化 值（ Hf ）和生成自由能的变化值（ Gf ）在标准状态为零。 8. 记住所有涉及温度的热力学计算，温度都用 Kelvin（ K）做单位。 9. 当使用公式 G 0 = H 0rxn - T S 0rxn 进行计算时，注意焓和熵的单位是否一致。一般习惯上熵的单位中用到 J，而焓的单位用到的多是 KJ，所以在计算时记得进行相应的单位转换。 AP 自学交流论坛、资源库 www.yunzhou.org 自学交流 Q 群： 207196002 地
