内容发布更新时间 : 2024/12/23 1:32:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第一章 习题答案

1. 是非题（对的在括号内填“＋”号，错的填“－”号） （1）已知下列过程的热化学方程式为

UF6(1)?UF6(g)；

?1?rH?m?30.1kJ?mol

则此温度时蒸发1mol UF6(1)，会放出热30.1kJ。 （ ）

（2）在定温定压条件下，下列两化学方程式所表达的反应放出的热量是一相同的值。

1H2(g)?O2(g)?H2O(1)

22H2(g)?O2(g)?2H2O(1)

（ ）

（3）功和热是系统在系统和环境之间的两种能量传递方式，在系统内部不讨论功和热。（ ）

（4）反应的?H就是反应的热效应。（ ） 答案（1-）（2-）（3+）（4-）

2. 选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）

（1）在下列反应中，进行1mol反应所放出的热量最大。 （ ） (a) CH4(1)?2O2(g)?CO2(g)?2H2O(g) (b) CH4(g)?2O2(g)?CO2(g)?2H2O(g) (c) CH4(g)?2O2(g)?CO2(g)?2H2O(1) (d) CH4(g)?3O2(g)?CO(g)?2H2O(1) 2 （2）通常，反应热效应的精确的实验数据是通过测定反应或过程的哪个物理量而获得的。 （ ）

(a) ?H

(b) p?V

(c) qp

(d) qv

（3）下列对于功和热的描述中，正确的是 （ ） （a）都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值 （b）都是途径函数，对应于某一状态有一确定值 （c）都是状态函数，变化量与途径无关 （d）都是状态函数，始终态确定，其值也确定

（4）在温度T的标准状态下，若已知反应A 2B的标准摩尔反应焓?rHm,1，与

?反应2A C的标准摩尔反应焓?rHm,2，则反应C 4B的标准摩尔反应焓

????与及的关系为?rHm?H?H?H,3rm,1rm,2rm,3= （ ）

?（a）2?rHm,1+?rHm,2 （b）?rHm,1-2?rHm,2 （c）?rHm,1+?rHm,2 （d）2?rHm,1-?rHm,2

（5）对于热力学可逆过程，下列叙述正确的是 （ ）

（a）变化速率无限小的过程 （b）可做最大功的过程 （c）循环过程

（d）能使系统与环境都完全复原的过程

（6）在一定条件下，由乙二醇水溶液、冰、水蒸汽、氮气和氧气组成的系统中含有

（ ）

（a）三个相 （b）四个相 （c）三种组分 （d）四种组分 （e）五种组分

（7）一个充满氢气的气球，飞到一定高度即会爆炸，这要取决于一定高度上的（ ） （a）外压 （b）温度 （c）湿度 （d）外压和温度

（8）下列说法中，不正确的是 （ ） （a）焓变只有在某种特定条件下，才与系统吸热相等 （b）焓是人为定义的一种能量量纲的量 （c）焓是状态函数

（d）焓是系统与环境进行热交换的能量 答案（1c）（2d）（3a）（4d）（5abd）（6ad）（7d）（8d） 3. 填空题

使可燃样品（质量为1.000g）在弹式量热计内完全燃烧，以测定其反应热，必须知道： （1） （2） （3）

答案（1）燃烧前后系统的温度（2）水的质量和比热（3）弹式量热计热容

4．钢弹的总热容Cb可利用一已知反应热数值的样品而求得。设将0.5000g苯甲酸（C6H5COOH）在盛有1209g水的弹式量热计内（通入氧气）完全燃烧尽，系统的温度由296.35K上升到298.59K。已知在此条件下苯甲酸完全燃烧的反应热效应为-3226kJ.mol-1,水的比热容为4.18J.g-1.K-1。试计算该钢弹的总热容。

答案：根据已知条件列式

1?3226?1000J?mo?l?1?1?0.5g??[4.18J?g?K?1209g?Cb](298.59?296.35)K ?1122g?mol????????Cb=849J.mol-1

5. 葡萄糖C6H12O6完全燃烧的热化学反应方程式为

C6H12O6(s)?6O2(g)?6CO2(g)?6H2O(1)；qp??2820kJ?mol?1

5.当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热效应的热量约30%可用作肌肉的活动能力。试估计一食匙葡萄糖(3.8g)在人体内氧化时，可获得的肌肉活动的能量。

3.8g?1?2820kJ?mol?30%?17.8kJ?1180g?mol答案：获得的肌肉活动的能量=

6. 已知下列热化学方程式：

Fe2O3(s)?3CO(g)?2Fe(s)?3CO2(g)；

qp??27.6kJ?mol?1

3Fe2O3(s)?CO(g)?2Fe3O4(s)?CO2(g)； qp??58.6kJ?mol?1 Fe3O4(s)?CO(g)?3FeO(s)?CO2(g)；

qp?38.1kJ?mol?1

根据盖斯定律（不用查表），计算下列反应的qp。

FeO(s)?CO(g)?Fe(s)?CO2(g)

答案：设计一个循环 3× Fe2O3(s)?2Fe(s)×3

2Fe3O4(s)?3FeO(s)×2

（-58.6）+2(38.1)+6qp=3(-27.6)

qp?3(?27.6)?(?58.6)?2(38.1)??16.7kJ?mol?1

6‘

7. 已知乙醇在102325Pa大气压力下正常沸点温度(351K)时的蒸发热为39.2 kJ.mol-1。试估算1mol液态C2H5OH在蒸发过程中的体积功w和ΔU。

答案：由已知可知 ΔH=39.2 kJ.mol-1 ΔH=ΔU+Δ（PV）=ΔU+PΔV w=-PΔV= -1×R×T = -8.314×351J = -2.9kJ ΔU=ΔH-PΔV=39.2-2.9=36.3kJ

8.下列以应（或过程）的qp与qv有区别吗？ 简单说明。 （1）2.00mol NH4HS的分解

25℃ NH4HS(s) NH3(g)＋H2S(g)

‘

（2）生成1.00mol的HCl

H2(g)＋Cl2(g) 25 ℃ 2HCl(g)

（3）5.00 mol CO2(s)（干冰）的升华

－78℃

CO2(s) CO2(g) （4）沉淀出2.00mol AgCl(s)

25℃

AgNO3(aq)＋NaCl(aq) AgCl(s)＋NaNO3(aq)

9.根据8题中所列反应和条件计算发生变化时,各自ΔU与ΔH之间的能量差值. 答案：ΔU-ΔH= -Δ（PV）=-ΔngRT (Δng为反应发生变化时气体物质的量的变化) (1)ΔU-ΔH=-2×(2-0)×8.314×298.15/1000= - 9.9kJ

(2)ΔU-ΔH=-2×(2-2)×R×T= 0

(3)ΔU-ΔH=-5×(1-0)×8.314×(273.15-78)/1000= -8.11kJ (4)ΔU-ΔH=-2×(0-0)×R×T= 0

10.试查阅附表3数据计算下列反应的?rH?.15K)。 m(298（1）4NH3(g)+3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(l) 答案 -1530.5kJ.mol-1 （2）C2H2(g) + H2(g) = C2H4(g) 答案 -174.47kJ.mol-1

（3）NH3(g) +稀盐酸 答案 -86.32kJ.mol-1 写出离子反应式。产物是NH4+(aq) （4）Fe(s) + CuSO4(aq) 答案 -153.87kJ.mol-1

??11.计算下列反应的(1) ?rHm(298.15K)和(3)298.15K进行1mol(298.15K);(2) ?rUm反应时的体积功w CH4(g)?4Cl2(g)?CCl4(l)?4HCl(g) 答案 查表?fHm(298.15K)/kJ.mol-1 -74.81 0 -135.44 -92.31

? ?rHm(298.15K) = (-135.44)+4×(-92.31)-( -74.81)= -429.86kJ.mol-1

????rUm(298.15K)=?rHm(298.15K)-(4-5)RT

=(-429.86+8.314×298.15/1000 )kJ.mol-1= (-429.86+2.48 )kJ.mol-1

=-427.38kJ.mol-1 体积功w= -PΔV= -(4-5)RT = 2.48 kJ.mol-1

12.近298.15K时在弹时量热计内使1.000g正辛烷(C8H18,l)完全燃烧,测得此反应热效应为-47.79kJ(对于1.000g正辛烷(C8H18,l)而言)。试根据此实验值,估算正辛烷(C8H18,l)完全燃烧的(1)qVm；(2) ?rHm(298.15K)。

答案 正辛烷的M=114.224g.mol-1

q=-47.79kJ.g-1× 114.224g.mol-1=-5459kJ.mol-1. v.m

? 正辛烷完全燃烧的反应式

C8H18(l) + 12.5O2(g) = 8CO2(g) +9H2O(l) (注意燃烧反应方程式的计量系数,要求C8H18前是1,这样△rHθm与qv.m才能对应起来)

△rHθm(298.15K) ≈ qp.m= qv.m + (8-12.5)RT = -5459+ (8-12.5)×8.314 ×10-3 ×298.15 =-5470kJ .mol-1 13.利用CaCO3、CaO和CO2的△fHθm(298.15K)数据，估算煅烧1000kg石灰石（以纯CaCO3计）成为生石灰所需热量。又在理论上要消耗多少煤（以标准煤的热值估算）？ 答案 CaCO3的煅烧反应为 CaCO3 (s) = CaO(s) + CO2(g)

-1

△fHθm(298.15K)/kJ.mol-1206.92 -635.09 -393.51

估算1mol反应的△H = -(-1206.92)+( -635.09)+( -393.51)=178.32 kJ.mol 煅烧1000kg石灰石△H=[178.32 kJ.mol/100g.mol ]×1000×10g =178.32×10 kJ 标准煤的热值为29.3MJ.kg 消耗标准煤 178.32×10 kJ/[29.3×10kJ.kg]=60.8kg 14.设反应物和生成物均处于标准状态，试通过计算说明298.15K时究竟是乙炔(C2H2)还是乙烯(C2H4)完全燃烧会放出更多热量?(1)均以kJ.mol-1表示；(2) 均以kJ.g-1表示。 答案 燃烧反应 C2H2 + 5/2O2 = 2CO2 + H2O（l）

△fHθm(298.15K)/kJ.mol 226.73 -393.51 -285.83

-1

-1

4

3

-1

-1

-1

3

4-1

(1)kJ.mol-1 反应热Q= -1229.58 kJ.mol-1 (2) kJ.g-1反应热Q= -1229.58/26 kJ.g-1 C2H4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2O（l）

△fHθm(298.15K)/kJ.mol 52.26 -393.51 -285.83 1410.94/28

-1

(1)kJ.mol-1 反应热Q= -1410.94 kJ.mol-1 (2) kJ.g-1反应热Q= -1410.94/28 kJ.g-1 根据计算结果乙烯(C2H4)完全燃烧会放出热量更多

15.通过吸收气体中含有的少量乙醇可使K2Cr2O7酸性溶液变色(从橙红色变为绿色)以检验汽车驾驶员是否酒后驾车。其化学反应方程式为

2 Cr2O72-（aq）+16H+（aq）+3C2H5OH（l）=4Cr3+（aq）+11H2O（l）+3CH3COOH（l）

?试利用标准摩尔生成焓数据求该反应的?rHm(298.15K) ?答 ?rHm(298.15K)

= -2×（-1490.3）-16×0 -3×（-277.69）+4×(-1999.1)+11×(-285.83)+3×(-484.5) =-8780.4 kJ.mol

(注意数据抄写要正确,符号不要丢)

16. 试通过计算说明下列甲烷燃烧反应在298.15K进行1mol反应进度时，在定压和定容条件燃烧热之差别，并说明差别之原因。

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H20

答：1mol反应进度qp与qV之差别qp-qV=

-1

??B(g)RT=（1-3）×8.314×298.15/1000

-1

= -4.957 kJ.mol