普通化学习题与解答

第一章 热化学与能源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：则此温度时蒸发1mol 6()UF l ，会放出热30.1kJ 。

（-）（2）在定温定压条件下，下列两个生成液态水的化学方程式所表达的反应放出的热量是一相同的值。

（-）（3）功和热是在系统与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。

（-）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 反应时放出热量最大的是 （c）（2）通常，反应热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。

（d） （a ）H ∆ （b ）p V ∆ （c ）P q （d ）V q （3）下列对功和热的描述中，正确的是 （a）（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，其他值也确定（4）在温度T 的标准状态下，若已知反应2A B →的标准摩尔反应焓,1r m H θ∆，2222221()()()22()()2()H g O g H O l H g O g H O l +=+=166()();30.1r m UFl UF g H kJ mol θ-=∆=422242224222422()()2()()2()()()2()()2()()()2()()2()3()()()()2()2a CH l O g CO g H O gb CH g O g CO g H O gc CH g O g CO g H O ld CHg O g CO g H O l +=++=++=++=+与反应2A C →的标准摩尔反应焓,2r m H θ∆，则反应4C B →的标准摩尔反应焓,3r m H θ∆与,1r m H θ∆及,2r m H θ∆的关系为,3r m H θ∆= （d） （a ）2,1r m H θ∆+,2r m H θ∆ （b ）,1r m H θ∆—2,2r m H θ∆ （c ）,1r m H θ∆+,2r m H θ∆ （d ）2,1r m H θ∆—,2r m H θ∆（5）对于热力学可逆过程，下列叙述正确的是 （abd ）（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 ）能使系统与环境完全复原的过程（6）在一定条件下，由乙二醇溶液、冰、水蒸气、氮气和氧气组成的系统中含有 （ad ） （a ）三个相 （b ）四个相 （c ）三种组分 （d ）四种组分 （e ）五种组分*（7）一只充满氢气的气球，飞到一定高度即会爆炸，这取决于一定高度上的 （d ） （a ）外压 （b ）温度 （c ）湿度 （d ）外压和温度 （8）下述说法中，不正确的是 （d）（a ）焓只有在某种特定条件下，才与系统反应热相等 （b ）焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 （c ）焓是状态函数（d ）焓是系统能与环境进行交换的能量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） 弹式量热计内吸热介质（通常为水）质量和比热容； （2） 钢弹组件的总热容b C ； （3） 反应前后系统的温度。

*4、钢弹的总热容b C 可利用已知反应热数值的样品而求得。

设将0.500g 苯甲酸（65C H COOH ）在盛有1209g 水的弹式量热计的钢弹内（通入氧气）完全燃烧尽，系统的温度由296.35K 上升到298.59K 。

已知此条件下苯甲酸完全燃烧的反应热效应为-32261kJ mol -，水的比热容为4.1811J g K --。

试计算该钢弹的总热容。

解：苯甲酸的摩尔质量为1221g mol -，0.500g 苯甲酸完全燃烧的反应热为：q = -32261kJ mol -×0.500g /1221g mol - = -13.2 kJ又 {}2()b q C H O T C T =-∆+∆={}114.181209(298.59296.35)(298.59296.35)b J g K g K C K ---⨯⨯-+-得该钢弹的总热容 1839b C J K -=5、葡萄糖完全燃烧的热化学方程式为当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热约30%可用做肌肉的活动能量。

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。

解：葡萄糖6126C H O 的摩尔质量为1801g mol -，其热效应为1112820/18015.65q kJ mol g mol kJ g ---=-=-一食匙葡萄糖（3.8g ）氧化时可获得的肌肉活动的能量为115.65 3.830%18kJ g g kJ --⨯⨯=6、已知下列热化学方程式：不用查表，计算下列反应的p q 。

2()()()()FeO s CO g Fe s CO g +=+〔提示：根据盖斯定律利用已知方程式，设计一循环，使消去23Fe O 和34Fe O ，而得到所需的反应方程式。

若以（1），（2），（3），（4）依次表示所给出的反应方程式，则可得到,4,1,2,3632p p p p q q q q =--〕解：若以（1）、（2）、（3）、（4）依次表示上面所给出的反应方程式，则(1)3(2)(3)2⨯--⨯得下列方程式：26()6()6()6()FeO s CO g Fe s CO g +=+上式除以6，即得反应方程式（4），故对应的反应热效应关系为：=16126222()6()6()6();2820p C H O s O g CO g H O l q kJ mol -+=+=-12321233421342()3()2()3();27.63()()2()();58.6()()3()();38.1p p p Fe O s CO g Fe s CO g q kJ mol Fe O s CO g Fe O s CO g q kJ mol Fe O s CO g FeO s CO g q kJ mol ---+=+=-+=+=-+=+=-,4,1,2,31326p p p p q q q q ⎡⎤=--⎣⎦[]1113(27.6)(58.6)2(38.16.71)6kJ m kJ l l mo o --⨯--⨯=---7、已知乙醇在101.325kPa 大气压下正常沸点温度（351K ）时的蒸发热为39.21kJ mol -。

试估算1mol 液态25C H OH 在蒸发过程中的体积功w 体和U ∆。

解：乙醇的蒸发过程是等温定压相变过程16565()(),39.2m C H C O OH l C H C O O H g H k J m o l-→∆= 故 p ,m q =139.2m H kJ mol -∆= 'w w p V n R T ==-∆=-∆体 = 〔-1×8.314×10-3×351〕1kJ mol - = -2.921kJ mol - ,m p m U q w ∆=+=体（39.2-2.92）1kJ mol -= 36.31kJ mol -8、在下列反应或过程中，V q 和p q 有区别吗？简单说明。

（1）（2）（3）（4） 解： 根据p V q q p V -=∆① 对于只有凝聚相（液态和固态）的系统，V ∆≈0，所以p V q q =② 对于有气态物质参与的系统，V ∆是由于各气体的物质的量发生变化引起的，则有()()p V BBq q n Bg RT Bg RT ξν-=∆=∑∑ 所以： （1）()BBg RT ξν∑＞0，p V q q ≠ （2）()B Bg RT ξν∑=0，p V q q = （3）()B Bg RT ξν∑＞0，p V q q ≠（4）V ∆≈0，p V q q =9、根据第8题中所列的各化学方程式和条件，试计算发生下列变化时，各自U∆和H ∆之间的能量差。

（1）2.00mol 4()NH HS s 分解 （2）生成1.00mol ()HCl g（3）5.00mol 2()CO s （干冰）的升华NH 4HS(s)NH 3(g)+H 2S(g)25℃H 2(g)+Cl 2(g)2HCl(g)25℃CO 2(s)CO 2(g)-78℃-25℃AgNO 3(aq)+NaCl(aq)AgCl(s)+NaNO 3(aq)（4）沉淀出2.00mol ()AgCl s 解：（1）()m m BU H Bg RT ν∆-∆=-∑= -〔2×8.314×10-3×298.15〕1kJ mol -= -4.9581kJ mol - 2.00mol 4()NH HS s 分解过程两者的能量差为2.00 mol×（-4.958）1kJ mol -= -9.92kJ（2） ()BBg ν∑=0m m U H ∆-∆=0生成1.00mol ()HCl g 过程两者的能量差为0（3）()m m BU H Bg RT ν∆-∆=-∑= -〔1×8.314×10-3×（273.15-78）〕J = -1.621kJ mol - 5.00mol 2()CO s （干冰）的升华过程两者的能量差为5.00 mol×（-1.62）1kJ mol -= -8.10kJ（4） V ∆≈0，故0m m U H ∆-∆=沉淀出2.00mol ()AgCl s 过程两者的能量差为010、试查阅附表3的数据计算下列反应的r m H θ∆（298.15K ）解： （1） 3222()3()2()6()N H g O gN g H O l +=+4f mH θ∆（298.15K ）/1kJ mol - -46.11 0 0 -285.83 ,(298.15)(298.15)r m B f m B BH K H K θθν∆=∆∑= 〔6×（-285.83）-4×（-46.11）〕1k Jm o l -= -1530.541kJ mol -32222222431()3()2()6()2()()()3()4()NH g O g N g H O l C H g H g C H g NH g aq +=++=+4（）4（）（）稀盐酸（）Fe(s)+CuSO NH 4HS(s)NH 3(g)+H 2S(g)25℃H 2(g)+Cl 2(g)2HCl(g)25℃CO 2(s)CO 2(g)-78℃-25℃AgNO 3(aq)+NaCl(aq)AgCl(s)+NaNO 3(aq)（2） 22224()()()C H g H gC H g+= f mH θ∆（298.15K ）/1kJ mol - 226.73 0 52.26 ,(298.15)(298.15)r m B f m B BH K H K θθν∆=∆∑= （52.26-226.73）1kJ mol - = -174.471kJ mol -（3） 34()()()NH g H aq NH aq +++=f mH θ∆（298.15K ）/1kJ mol - -46.11 0 -132.45 ,(298.15)(298.15)r m B f m B BH K H K θθν∆=∆∑= 〔（-132.45）-（-46.11）〕1k Jm o l -= -86.321kJ mol -（4） 22()()()()Fe s Cu aq Fe aq Cu s +++=+f mH θ∆（298.15K ）/1kJ mol - 0 64.77 -89.1 0 ,(298.15)(298.15)r m B f m B BH K H K θθν∆=∆∑= （-89.1-64.77）1kJ mol - = -153.91kJ mol -11、计算下列反应的（1）r m H θ∆（298.15K ）；（2）r m U θ∆（298.15K ）和（3）298.15K进行1mol 反应时的体积功w 体424()4()()4()CH g Cl g CCl l HCl g +=+解：（1） 424()4()()4()C H g C l gC C l l H C l g +=+ f mH θ∆（298.15K ）/1kJ mol - -74.81 0 -135.44 -92.307 r m H θ∆（298.15K ）=〔（-135.44）+4×（-92.307）-0×4-（-74.81）〕1k Jm o l -= -429.861kJ mol -（2）(298.15)(298.15)()r m r m BU K H K Bg RT θθν∆=∆-∑= -429.861kJ mol --（4-4-1）×8.314×10-311kJ mol K --×298.15K= -427.381kJ mol -（3）反应在等温等压条件下进行： n R Tw =-∆体 = -（4-4-1）×8.314×10-311kJ mol K --×298.15K = 2.4791kJ mol -12、近298.15K 时的弹式量热计内使1.0000g 正辛烷（818,C H l ）完全燃烧，测得此反应热效应为-47.79kJ （对于1.0000g 液体818C H 而言）。