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1、第二章 化学热力学初步思考题1.状态函数的性质之一是：状态函数的变化值与体系的始态与终态 有关；与 过程 无关。在U、H、S、G、T、p、V、Q、中,属于状态函数的是 U、S、G、V。在上述状态函数中，属于广度性质的是 、H、S、G、，属于强度性质的是 、p。.下列说法与否对的：状态函数都具有加和性。系统的状态发生变化时，状态函数均发生了变化。用盖斯定律计算反映热效应时，其热效应与过程无关。这表白任何状况下，化学反映的热效应只与反映的起止状态有关，而与反映途径无关。由于物质的绝对熵随温度的升高而增大,故温度升高可使多种化学反映的S大大增长。H,S受温度影响很小，因此受温度的影响不大。.错误。强
2、度状态函数如T、就不具有加和性。错误。系统的状态发生变化时，肯定有状态函数发生了变化,但并非所有状态函数均发生变化。如等温过程中温度，热力学能未发生变化。错误。盖斯定律中所说的热效应,是等容热效应U或等压热效应。前者就是热力学能变，后者是焓变,这两个都是热力学函数变，都是在过程拟定下的热效应。错误。物质的绝对熵的确随温度的升高而增大，但反映物与产物的绝对熵均增长。化学反映S的变化要看两者增长的多少限度。一般在无相变的状况，变化同样的温度,产物与反映物的熵变值相近。故在同温下,可觉得S不受温度影响。错误。从公式G =HTS可见,G受温度影响很大。.原则状况与原则态有何不同?.原则状态是指0，1a
3、t。原则态是指压力为100kPa，温度不规定,但建议温度为25。4热力学能、热量、温度三者概念与否相似？试阐明之。4这三者的概念不同。热力学能是体系内所有能量的总和,由于对物质内部的研究没有穷尽，其绝对值还不可知。热量是指不同体系由于温差而传递的能量,可以测量出拟定值。温度是体系内分子平均动能的标志，可以用温度计测量。5.判断下列各说法与否对的：热的物体比冷的物体具有更多的热量。甲物体的温度比乙物体高,表白甲物体的热力学能比乙物体大。物体的温度越高,则所含热量越多。热是一种传递中的能量。同一体系:同一状态也许有多种热力学能值。不同状态也许有相似的热力学能值。错误。热量是由于温差而传递的能量，如
4、果没有因温差而传递就没故意义。错误。因素同，温度高，但不因温差而传递能量就无热量意义。错误。因素同。对的。错误。状态拟定,热力学值也拟定了,各热力学值都是唯一的数据。对的。对于不同状态,某些热力学值可以相似,但肯定有不同的热力学值,否则是同一种状态了。.辨别如下概念的物理意义：封闭系统和孤立系统。功、热和能。热力学能和焓。生成焓、燃烧焓和反映焓。过程的自发性和可逆性。6.重要是系统内外的多种互换不同，封闭体系也是密封的,与系统外也无物质交流,但不绝热，系统内外有能量互换。而孤立体系是绝热的,体系内外物质和能量均无互换。功、热都是互换的能量。由于温差而产生的能量互换为热，其她因素引起的能量互换为
5、功。热力学能是体系内所有能量的总和,焓是导出的热力学函数，无物理意义。都是化学反映的焓变。由指定单质在原则态下生成1摩尔物质时的焓变为该物质的生成焓;在原则态下物质完全燃烧时的焓变叫燃烧焓。自发是指不需外力就能自动进行的，是向吉氏自由能减小的方向进行，直至吉氏自由能达到最小值。可逆是指能向正、逆两个方向同步进行。7一系统由状态(1)到状态(2),沿途径完毕时放热20 ，环境对体系做功50 J；沿途径完毕时,系统吸热100 J，则值为 -250；沿途径完毕时,系统对环境做功4J，则Q值为-110J 。. 判断如下说法的对的与错误,尽量用一句话给出你作出判断的根据。碳酸钙的生成焓等于aO()+O2
6、(g)Ca3(s)的反映焓。单质的生成焓等于零，因此它的原则熵也等于零。错误。反映物不是指定单质。错误。原则态是的指定单质生成焓为零，但原则熵不为零。遵守热力学第一定律的过程，在自然条件下并非都可发生,阐明热力学第一定律并不是一种普遍的定律,这种说法对吗？9热力学第一定律论述的是能量变化,不是过程进行的方向。一种定律不也许把所有都涉及上。10为什么单质的Sm（T)不为零?如何理解物质的Sm(T）是“绝对值”,而物质的fHm和fGm为相对值?0只要不是绝对零度，即0,构成该物质的微粒都在不断地运动，均有一定的混乱度,故Sm(T)不为零。11比较下列各对物质的熵值大小（除注明外,T=28,p=pO
7、）：molO2(20kPa) mol2(00kP)1mol2(s,3K) 1olH2O(,273K)1gHe n(s) +1O2(g)nO(s), （G)2=-83Jmol-10可知前者不能自发进行,若把两个反映耦合起来：Zn() + O(l)+O2(g）nO()+H2(l)不查热力学数据，请问此耦合反映在298.5下能否自发进行?为什么?.反映Z(s) H2O(l）+O2(g)Zn(s) H22(l)的rGm为两耦合反映之和rGm =rGm1r2=153-3183212.7 Jol-1在9.15K下能自发进行。习题1.在73时,水的蒸发热为0.8 kJmol-1。计算在1015 Pa,3下,
8、1 l水气化过程的U和(假定水蒸气为抱负气体，液态水的体积可忽视不计）。1.解:Qp=rH 0 =4.58 k,W= PVR=-1.473.1510-3-30U Q+ W=40.583107.4J在73K时,水的蒸发和冷凝达到平衡，rGm=0。rGmH 0M-TSS =1088Jmo1K-12. 反映C38（g）+5O2(）=3CO2(g)+4H2（l)在敞开容器体系中燃烧,测得其28K的恒压反映热为220 kJmol-1，求：反映的r 0是多少？反映的U是多少？2.解:rH0M-222 kml-1U =rH M+ =H 0M -PV=rH 0M -nRT=-2220-（3-5） RT22(2
9、）319810=21.52 kJmo-1.已知2（l)在01.3kPa和沸点温度（3193）气化时吸热352J-1,求 1 mo C2（）在沸点温度气化过程的H和,。3.解:Qp=H 0 =3527610-36.752 k，=-V-nR=18.3143.310-3=-2655kJU =Qp+W 26.752-2.655=4.97kJ在33时,水的蒸发和冷凝达到平衡，Gm0。rGm -S S =8378 Jmol-1K-4制水煤气是将水蒸气自红热的煤中通过,有下列反映发生C (s） + H2O () = CO (g） + 2 (g）O () 2O(g) = CO2 (g）+ 2 (g)将此混合气
10、体冷至室温即得水煤气，其中具有，H2及少量C2（水蒸气可忽视不计)。若C有95%转化为C，5转化为CO，则1 dm3此种水煤气燃烧产生的热量是多少（燃烧产物都是气体)？已知CO(）CO2（g） H2O(g)fkJmol- -115 -93.5 -2.84解:由C(s） HO (g) = CO (g) + H2 (g），第一步反映产生的C （g) 和H2 (g)为1:1,反映产率为9，可觉得生成O （) 和H2 (g)各为0.95/2体积。C有% 转化为CO，C (s) + H2O （g) = CO2 （g) + 22 (g),可觉得生成CO2 （g) 和2 （)各为0052体积。这样，各气体体
11、积比，CO:H2:CO =0475:.5:0025n(O)=00194 mol（H2）=.02104mC(g)1/2O(）=CO(）O燃烧放出的热量Q=0.194-393.5-(10.5）= -542J2燃烧放出的热量Q=.0214(-21.8)= -5.0875kJ1 dm3此种水煤气燃烧产生的热量Q=5.492-5=-0.5J5.在一密闭的量热计中将.456正癸烷（C101 ，）完全燃烧,使量热计中的水温由296.32K升至303.51。已知量热计的热容为1.4 kJK-1，求正癸烷的燃烧热。5. Q=-16.(303.12962)-116.7J 0M =-27.9 kJl-6阿波罗登月火
12、箭用联氨（2H , l)作燃料，用NO（)作氧化剂，燃烧产物为N（g) 和H(l)。计算燃烧.0 kg联氨所放出的热量，反映在00K，1 kPa下进行，需要多少升24（g)？已知2H（l）N4（g)H2O(l）fkol1 50. 9. -2.86.解:反映方程式为2N2H4(l)+N2O4()3N2(g)+4O()H = 4H0M (H2O，l)-2f0M （2H, l） Hf0M (N2O4,）=4(-285.) 250.-9.16=-1253.6 kmo-1Q=Hr0 =（125.56)=415.33kJn(N24) n(N2H)/2=100/30=33.33mlV（N2O4)=(N2O)R/p33.338.314300/1.323083=0.5L.若已知2钙燃烧时放出10.8kJ的热;.2磷燃烧时放出1k的热;而168氧化钙与42g五氧化二磷互相作
