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物理化学上册习题解（天津大学第五版）

H???H2O(g), 250C 解：H2O(l), 250C??m △H1，m △H3，m

H2O(l), 1000C373.15Kvapm?????HH2O(g), 1000C

?Hm??H1,m??vapHm??H3,m ??298.15K1Cp,m(H2O,l)dT??H2,m??298.15K373.15KCp,m(H2O,s)dT ?Cp,m(H2O,l)?(373.15K?298.15K) ??vapHm?Cp,m(H2O,g)?(298.15K?373.15K) ?(75.75?75?40668?33.76?75)J?mol?1 ??43817J?mol?1??4.3821kJ?mol?1

2-33 25℃下，密闭恒容的容器中有10g 固体萘C10H8（s）在过量的O2（g）中完全燃烧成CO2（g）和H2O（l）。过程放热401.727 kJ。求

（1）

C10H8(s)?12O2(g)?10CO2(g)?4H2O(l)的反应进度；

??（2）C10H8（s）的?CUm； （3）C10H8（s）的?CHm。

解：（1）反应进度：???n/???n/1??n?10?0.078019mol?78.019mmol 128.173?（2）C10H8（s）的?CUm：M萘=128.173

每摩尔萘的恒容恒温燃烧热为

??cUm(298.15K)??rUm(298.15K)?128.173?(?401.727)kJ?mol?1 10 ??5149kJ?mol?1 （3）所以本题所给反应的标准摩尔反应焓为

???rHm(298.15K)??rUm(298.15K)???B(g)?RT ?{-5149kJ?(-2)?8.314?298.15?10-3}kJ?mol?1 ?-5154kJ?mol-1???CHm??rHm?-5154kJ?mol-1

2-34 应用附录中有关物质在25℃的标准摩尔生成焓的数据，计

??算下列反应的?rHm(298.15K)?rUm(298.15K)。

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物理化学上册习题解（天津大学第五版）

（1） 4NH3（g）+5O2（g）（2） 3NO2（g）+ H2O（l）

4NO（g）+6H2O（g） 2HNO3（l）+NO（g） 2Fe（s）+3CO（g）

（3） Fe2O3（s）+3C（石墨）解：计算公式如下：

?????rHm???B??fHm(B,?,T)；?rUm??rHm???B(g)?RT

?（1）?rHm(298.15K)?{4?90.25?6?(?241.818)?4?(?46.11)?kJ?mol?1

??905.468kJ?mol?1??905.47kJ?mol?1

??rUm(298.15K)??905.47?1?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1 ??907.95kJ?mol?1

???（2）?rHm(298.15K)??2?(?174.10)?90.25?(3?33.18?285.83)?kJ?mol?1

= ?71.66kJ?mol?1

??rUm(298.15K)??71.66?(?2)?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1 ??66.70kJ?mol?1

???（3）?rHm(298.15K)??3?(?110.525)?(?824.2)?kJ?mol?1= 492.63kJ?mol?1 ??rUm(298.15K)?492.63?3?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1?485.19kJ?mol?1

??2-35 应用附录中有关物质的热化学数据，计算25℃时反应

2CH3OH(l)?O2(g) HCOOCH3(l)?2H2O(l) 的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25℃的标准摩尔生成焓数据；

?（2）应用?fHm(HCOOCH3,l)??379.07kJ?mol?1。

25℃的标准摩尔燃烧焓数据。

解：（1）2CH3OH(l)?O2(g) HCOOCH3(l)?2H2O(l)

?????rHm?2??fHm(H2O,l)+?fHm(HCOOCH3,l)-2??fHm(CH3OH,l)

=｛2×（-285.830）+（-379.07）-2×（-238.66）｝kJ·mol-1 = - 473.52 kJ·mol-1

????2??CHm（2）?rHm(CH3OH,l)-?CHm(HCOOCH3,l)

=｛2×（-726.51）-（-979.5）｝kJ·mol-1

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= - 473.52 kJ·mol-1

2-36 （1）写出同一温度下下，一定聚集状态分子式为CnH2n的

??物质的?fHm与其?cHm之间的关系。

?（2）若25℃下环丙烷CH2·CH2·CH2（g）的?cHm??2091.5kJ?mol?1，求

?该温度下环丙烷的?fHm。

解：（1）CnH2n的物质进行下述反应：

CnH2n?4nO(g)nCO2(g)?nH2O2

??????cHm(CnH2n)??rHm?n?fHm(H2O,l)?n?fHm(CO2g)??fHm(CnH2n)??

故有

?????fHm(CnH2n)??cHm(CnH2n)?n?fHm(H2O,l)??fHm(CO2g)??

（2）常压恒定温度25℃的条件下，环丙烷进行下述反应：

CH2·CH2·CH21?O2(g)43CO(g)?3H2O(l)

???rHm(298.15kK)?3?fHm(CO2,298.15kK)

?? ?3?fHm(H2O,l,298.15kK)??fHm(环丙烷，g,298.15kK)

??? ?fHm(环丙烷，g,298.15kK)?3?fHm(CO2,g,298.15K) ?3?fHm(H2O,l,298.15K)??rHm(298.15K)??

?{3?(?393.51)?3?(?285.83)?(?2091.5)}kJ?mol?1?53.48kJ?mol?1

2-37 已知25℃甲酸乙酯（HCOOCH3，l）的标准摩尔摩尔燃烧焓

?为-979.5 kJ?mol?cHm?1，甲酸乙酯（HCOOCH3，l）、甲醇（CH3OH，l）、

?水（H2O，l）及二氧化碳（CO2，g）的标准摩尔生成焓数据?fHm分别

为-424.72kJ?mol?1，-238.66kJ?mol?1，-285.83kJ?mol?1及-393.509kJ?mol?1。应用这些数据求25℃时下列反应的标准摩尔反应焓。

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HCOOH(l)?CH3OH(l) HCOOCH3(l)?H2O(l)

?解：（1）先求?fHm(HCOOCH3,l)

HCOOCH3(l)?2O2(g) 2CO2(g)?2H2O(l)

?????rHm?2??fHm(HCOOCH3,l) (CO2,g) + 2×?fHm(H2O,l)-?fHm?? ?rHm=?CHm(HCOOCH3,l)

所以有

????(HCOOCH3,l) (H2O,l)-?CHm?fHm(HCOOCH3,l)=2??fHm(CO2,g) + 2×?fHm =｛2×（-393.509）+2×（-285.83）-（-979.5）｝kJ·mol-1

= - 379.178 kJ·mol-1 （2）HCOOH(l)?CH3OH(l) HCOOCH3(l)?H2O(l)

????rHm??fHm(HCOOCH3,l)+?fHm(HO2,l)

??-?fHm(HCOOH,l)-?fHm(CH3OH,l)

=｛（-379.178）+（-285.83）-（-424.72）-（-238.66）｝kJ·mol-1

= - 1.628 kJ·mol-1

2-38 已知CH3COOH（g）、CO2（g）和CH4（g）的平均定压热容Cp,m分别为52.3 J·mol-1·K-1，31.4 J·mol-1·K-1，37.1 J·mol-1·K-1。试由附录中各化合物的标准摩尔生成焓计算1000K时下列反应的

?。 ?rHmCH3COOH（g）CH4（g）+CO2（g）

解：由附录中各物质的标准摩尔生成焓数据，可得在25℃时的标

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准摩尔反应焓

???rHm(298.15K)???B??fHm(298.15K)

?1?{?74.81?393.51?(?432.2)}kJ?mol?1??36.12kJ?mol题给反应的 ?rCp,m???BCp,m,B=（37.7+31.4-52.3）J·mol-1·K-1= 16.8J·mol-1·K-1

所以，题给反应在1000K时的标准摩尔反应焓

???rHm(1000K)??rHm(298.15K)??1000K298K?rCpdT

={-36.12+16.8×（1000-298.15）×10-3}kJ·mol-1=

-24.3kJ·mol-1

2-39 对于化学反应

CH4(g)?H2O(g) CO(g)?3H2(g)

应用附录中各物质在25℃时标准摩尔生成焓数据及摩尔定压热容与温度的函数关系式：

?(T)表示成温度的函数关系式； （1）将?rHm?（2）求该反应在1000K时的?rHm。

?(T)的温度函数关系式，查各物质的定压摩尔热容解：为求?rHm为

-1-1-3-1-2

H2：C?=26.88J·mol·K+4.374×10J·mol·K-0.3265×p,m10-6J·mol-1·K-3

-1-1-3-1-2CO：C?p,m=26.537J·mol·K+7.6831×10J·mol·K-1.172×

10-6J·mol-1·K-3

-1-1-3-1-2H2O（l）：C?=29.16J·mol·K+14.49×10J·mol·K-2.022×p,m10-6J·mol-1·K-3

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