第三章化学热力基础及化学平衡习题思考题与习题3–1．下列符号代表什么意义：找出它们间有关联的符号，并写出它们之间的关系式。

f m r m m r m f m r mH H H H S S S S G G G G ∆∆∆∆∆∆∆∆ΘΘΘΘΘΘ3–2．区别下列基本概念，并举例说明之。

(1)系统和环境 (2)状态和状态函数 (3)过程和途径 (4)热和功 (5)热和温度(6)标准摩尔生成焓和标准摩尔反应焓 (7)标准状况和标准状态3–3．某理想气体在恒定外压（100 kPa ）下吸收热膨胀，其体积从80 L 变到160 L ，同时吸收25 kJ 的热量，试计算系统的内能变化。

3–4．已知乙醇（C 2H 5OH ）在351 K 和100 kPa 大气压下正常沸点温度（351 K ）时的蒸发热为39.2 kJ ·mol –1,试估算1 mol C 2H 5OH （l ）在该蒸发过程中的W 体和U ∆。

3–5．下列过程是熵增还是熵减？ (1)固体KBr 溶解在水中 (2)干冰气化(3)过饱和溶液析出沉淀 (4)大理石烧制生石灰(5) CH 4 (g)＋2O 2 (g) = CO 2 (g )＋2H 2O (l)3–6．判断题（正确的在括号中填“√”号，错的填“×”号）：(1) 葡萄糖转化为麦芽糖2C 6H 6O 6 (S )→ C 12H 22O 11 (S )＋H 2O （l ）的r m H ∆Θ(298.15 K) = 3.7 kJ ·mol –1，因此，2 mol C 6H 6O 6 (S )在转化的过程中吸收了3.7 kJ 的热量。

（ ）(2) 任何纯净单质的标准摩尔生成焓都等于零。

（ ） (3) 在等温定压下，下列两个反应方程式的反应热相同。

（ ）Mg(S )＋1/2O 2(g) = MgO(S) 2Mg(S )＋O 2(g) = 2MgO(S) (4) r m S ∆为负值的反应均不能自发进行。

（ ） (5) 吸热反应也可能是自发的。

（ ）(6) 某反应的r m G ∆＞0，选取适宜的催化剂可使反应自发进行，（ ） (7) r m G ∆Θ＜0的反应一定自发进行。

（ ） (8) 常温下所有单质的标准摩尔熵都为零。

（ ）(9) 应用盖斯定律，不但可以计算化学反应的r m H ∆，还可以计算r m U ∆ 、 r m S ∆ 、r m G ∆的值。

（ ）(10)热是系统和环境之间因温度不同而传递的能量形式，受过程的制约，不是系统自身的性质，所以不是状态函数。

（ ）(11) 在常温常压下，将H 2和O 2长期混合无明显反应，表明该反应的摩尔吉布斯自由能变为正值。

（ ）(12) 热力学标准状态是指系统压力为100 kPa ，温度为298K 时物质的状态。

（ ）(13) 在等温定压下，反应过程中若产物的分子总数比反应物分子总数增多，该反应的r m S ∆一定为正值。

（ ）(14) 指定稳定单质的f m H ∆Θ(298.15 K)、f m G ∆Θ(298.15 K) 和m S Θ（298.15 K)均为零。

（ ） (15) 焓变、熵变受温度影响很小，可以忽略，但吉布斯自由能受温度影响较大，故不能忽略。

（ ） 3–7．选择填空（将正确答案的标号填入括号中）(1) 25℃和标准状态下，N 2和H 2反应生成 1g NH 3（g ）时放出2 .71 kJ 的热量，则（NH 3，g ，298 .15K ）r mH ∆Θ等于（ ）kJ ·mol –1。

A ．—2 .71/17 B ．2 .71/17 C ．—2 .71×17 D ．2 .71×17 (2) 如果一封闭体系，经过一系列变化后又回到初始状态，则体系的（ ） A ． Q ＝0 W ＝0 △U ＝0 △H ＝0 B ． Q ≠0 W ＝0 △U ＝0 △H ＝0 C ． Q ＝－W △U ＝W ＋Q △H ＝0 D ． Q ≠－W △U ＝W ＋Q △H ＝0 (3)下列分子的f m H ∆Θ值不等于零的是（ ）A ．石墨（s ）B ．O 2（g ）C ．CO 2（g ）D ．Cu （s ）(4) CaO(S)＋H 2O(l)＝Ca(OH)2(S)，在25℃及100 kPa 是自发反应，高温逆向自发，说明反应属于（ ）类型。

A ．r m H ∆Θ＞ 0 r m S ∆Θ＜ 0 B ．r m H ∆Θ＜ 0 r m S ∆Θ＞ 0 C ．r m H ∆Θ＞ 0r m S ∆Θ＞ 0 D ．r m H ∆Θ＜ 0 r m S ∆Θ＜ 0 (5) 对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是：（ ） A ．r m G ∆Θ越负，反应速率越快 B ．r m S ∆Θ越正，反应速率越快 C ．r m H ∆Θ越负，反应速率越快 D ． 活化能越小，反应速率越快 (6) 下列各热力学函数中，哪一个为零：（ ）A ．f m G ∆Θ(I 2，g ，298 K) B ．f m H ∆Θ(Br 2，l ，298 K)C ．m S Θ(H 2，g ，298 K) D ．f m G ∆Θ(O 3，g ，298 K) E ．f m H ∆Θ(CO 2，g ，298 K) (7) 下列反应中，放出热量最多的反应是（ ）。

A ．CH 4(l)＋2O 2(g)＝CO 2(g )＋2 H 2O(g) B ．CH 4(g)＋2O 2(g)＝CO 2(g)＋2 H 2O(g) C ．CH 4(g)＋2O 2(g)＝CO 2(g)＋2 H 2O(l) D ．CH 4(g)＋3/2O 2(g)＝CO(g)＋2 H 2O(l)(8) 若某反应（A ）的反应速率大于（B ）的反应速率，则反应的热效应的关系为（ ） A ．r m H ∆Θ（A ）＜r m H ∆Θ（B ） B ．r m H ∆Θ（A ）＝r m H ∆Θ（B ） C ．r m H ∆Θ（A ）＞r m H ∆Θ（B ） D ．不能确定 (9) 已知反应H 2O(g)1/2O 2(g) + H 2(g)在一定温度、压力下达到平衡。

此后通入氖气，若保持反应的压力、温度不变，则：（ ）A ．平衡向左移动B ． 平衡向右移动C ．平衡保持不变D ． 无法预测(10) 某反应的r m G ∆Θ（298 .15K ）= 45 kJ ·mol –1，r m H ∆Θ（298 .15K ）= 90 kJ ·mol –1，据估算该反应处于平衡时的转变温度为（ ）K 。

A ．273B ． 298C ．546D ．5963–8．填空题：(1) 状态函数的性质之一是：状态函数的变化值与系统的（ ）有关，与（ ）无关。

(2) 热力学规定，系统从环境吸热，Ｑ为（ ）；系统向环境放热，Ｑ为（ ）。

系统对环境作功，W 为（ ）；环境对系统做功，W 为（ ）。

热和功都与（ ）有关，所以热和功（ ）状态函数。

(3) 物理U 、H 、W 、Ｑ、S 、G 中，属于状态函数的是（ ）。

(4) 1mol 理想气体，经过等温膨胀、定容加热、定压冷却三个过程，完成一个循环后回到起始状态，系统的W 和△U 等于零的是（ ），不等于零的是（ ）。

(5) 热力学第一定律的数学表达式为（ ）；它只适用于（ ）系统。

(6) v Ｑ=U ∆的条件是（ ）；p Ｑ= H ∆的条件是（ ）。

(7)r m G ∆（ ）于零时，反应是自发的。

根据得r m G ∆=r m H ∆－T r m S ∆，当r m S ∆为正值时，放热反应（ ）自发的，当r m S ∆为负值时，吸热反应（ ）自发。

(8) 有人利用甲醇分解来制取甲烷：CH 3 OH (l) = C H 4(g) +1/2O 2（g ）此反应是（ ）热、熵（ ）的、故在（ ）温条件下正向自发进行。

(9) 已知反应N 2 (g)＋3H 2 (g) = 2NH 3(g)的r m H ∆Θ (298.15 K) = －92.22 kJ ·mol –1，若升高温度，r mG ∆Θ将（ ），r m H ∆Θ将（ ），r m S ∆Θ将（ ），K Θ将（ ）；若减小反应系统体积，平衡将（ ）移动；若加入氢气以增加总压力，平衡将（ ）移动；若加入氦气以增加总压力，平衡将（ ）移动；若加入氯化氢气体，平衡将（ ）移动。

(10) 已知反应SnO 2(s)＋2H 2(g)Sn (s)＋2H 2O(g)和CO(g)＋H 2O(g)CO 2(g)＋H 2(g)的平衡常数分别为1K Θ和2K Θ，则反应SnO 2(s) + 2CO(g)2CO 2(g)＋Sn (s)的3K Θ=（ ）。

3–9．当下述反应2SO 2 (g)＋O 2 (g) = 2SO 3 (g)达到平衡后，在反应系统中加入一定了的惰性气体，对于平衡系统有何影响？试就加入惰性气体后系统的体积保持不变或总压力保持不变这两种情况加以讨论。

3–10．已知下列热化学方程式： （1）Fe 2O 3(s)＋3CO(g) =2Fe(s)＋3CO 2(g)r m H ∆Θ= －27.6 kJ ·mol –1 （2）3Fe 2O 3(s)＋CO(g) =2 Fe 3O 4(s)＋CO 2(g) r mH ∆Θ= －58.6 kJ ·mol –1 （3）Fe 3O 4(s)＋CO(g) =3 FeO(s)＋CO 2(g)r mH ∆Θ= 38.1 kJ ·mol –1 计算下列反应：FeO(s)＋CO(g) =Fe(s)＋CO 2(g)的r m H ∆Θ。

3–11．人体靠下列一系列反应去除体内的酒精：CH 3CH 2233COOH222计算人体去除1 mol C 2H 5OH 时各步反应的r m H ∆Θ及总反应的r m H ∆Θ(假设298.15 K T =)3–12．写出下列各化学反应的标准平衡常数K Θ表达式。

（1）2SO 2 (g)＋O 2 (g)2SO 3(g)（2）2227Cr O (aq)+6Fe (aq)+14H (aq)-++3322Cr (aq)6Fe (aq)7H O(l)++++（3）MgCO 3(s)MgO(s)＋CO 2(g) （4）HAc(aq)H +(aq)＋A c －(aq)（5）4222MnO (aq)+5H O (aq)+6H(aq)-+2222Mn (aq)5O (g)8H O(l)+++3–13．计算下列反应在298.15K 下的r m H ∆Θ、r m S ∆Θ和r m G ∆Θ，并判断哪些反应能自发向右进行。

（1）Zn(s)＋HCl(aq ) → ZnCl(aq)＋H 2(g) （2）4NH 3(g )＋5O 2(g) → 4NO(g )＋6H 2O (g) （3）Fe 2O 3(s )＋3CO(g) → 2 Fe(s )＋3CO 2 (g) （4）CaCO 3 (s) → CaO(s )＋CO 2(g)3–14．植物在光合作用中合成葡萄糖的反应可以近似表示为： 6CO 2 (g )＋6H 2O(l) = C 6H 6O 6(s )＋6O 2(g)计算反应的标准摩尔吉布斯自由能，判断反应在298K 及标准状态下能否自发进行(已知葡萄糖的f m G ∆Θ(C 6H 6O 6，s )＝－910.5 kJ ·mol –1)。