工科化学与实验(金继红)第2章-习题及思考题答案

习 题

一.选择题

( B ) 1. CO 2(g)的生成焓等于 (A) 金刚石的燃烧焓 (B) 石墨的燃烧焓 (C) CO(g)的燃烧焓 (D) 碳酸钙分解的焓变 ( A)2. 萘燃烧的化学反应方程式为：

C 10H 8(s) + 12 O 2 (g) = 10 CO 2 (g) + 4 H 2O(l)

则 298 K 时, Q p 和 Q V 的差值(kJ·mol 1-)为

(A) -4.95 (B) 4.95 (C) -2.48 (D) 2.48 (B)3.ΔH = Q p 此式适用于哪一个过程：

(A) 理想气体从101325Pa 反抗恒定的10132.5Pa 膨胀到10132.5Pa (B) 在0℃、101325Pa 下，冰融化成水 (C) 电解CuSO 4的水溶液

(D) 气体从(298.15K 、101325Pa)可逆变化到(373.15K 、10132.5Pa )

( D)4.气相反应2NO(g)+O 2(g)=2NO 2(g)是放热的，当反应达到平衡时，可采用下列哪 组条件使平衡向右移动？

(A)降低温度和降低压力 (B)升高温度和增大压力 (C)升高温度和降低压力 (D)降低温度和增大压力 ( B )5.下列过程中系统的熵减少的是

(A)在900ºC 时CaCO 3(s) → CaO(s) +CO 2(g) (B)在0ºC 常压下水结成冰 (C)理想气体的等温膨胀 (D)水在其正常沸点气化

( C)6.在常温下，下列反应中，焓变等于AgBr(s)的O m f H ∆的反应是

(A) Ag +(aq) + Br -

(aq) = AgBr(s) (B) 2Ag(s) + Br 2 (g) = 2AgBr(s) (C) Ag(s) + 21Br 2(l) = AgBr(s) (D) Ag(s) +21 Br 2 (g) = AgBr(s) （C ）7.下列过程中系统的∆G ≠ 0的是

(A)水在0ºC 常压下结成冰 (B)水在其正常沸点气化 (C)NH 4Cl(s) → NH 3(g) + HCl(g)在大气中进行

(D)100︒C ，大气压下液态水向真空蒸发成同温同压下的气态水

二.填空题

1.300 K 时0.125 mol 的正庚烷(液体)在氧弹量热计中完全燃烧，放热602 kJ, 反应C 7H 10(l) + 11O 2(g) = 7CO 2(g) + 8H 2O(l) 的

∆r U m = －4816 kJ·mol -1，∆r H m=－4826 kJ·mol -1。( RT = 2.5kJ )

2.写出下列过程的熵变(用<、=、>表示)

(1)溶解少量食盐于水中，O

m r S ∆_＞_0； (2)纯碳和氧气反应生成CO(g)，O m r S ∆_＞_0； (3) H 2O(g)变成H 2O(l)，O m r S ∆_＜_0；

(4)CaCO 3(s)加热分解 CaO(s)和CO 2(g )，O m r S ∆＞0。

3．一定温度下, 反应 PCl 5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g) 达到平衡后, 维持温度和体积不变, 向容器中加入一定量的惰性气体, 反应将不移动。 4. 循环过程的熵变为_0_；循环过程吉布斯函数变为_0_。 三．计算题

1．一容器中装有某气体1.5dm 3，在100kPa 下，气体从环境吸热800J 后，体积膨胀到2.0dm 3，计算系统的热力学能改变量。 解：

3-3-33800J-10010Pa 2.010-1.510)m 750J U Q W Q p V ∆=+=-∆=⨯⨯⨯⨯=（

2．5mol 理想气体在300K 由0.5dm 3等温可逆膨胀至5dm 3，求W 、Q 和∆U 。 解：

1-1225

ln

5mol 8.3145J mol K 300K ln 28.72kJ 0.5

V W nRT V -=-=-⨯⋅⋅⨯⨯=- 28.72kJ 0

Q W U Q W =-=∆=+=

3．10mol 理想气体由298.15K 、106Pa 自由膨胀到298.15K ，105Pa ，再经等温可逆压缩到始态，求循环过程的Q 、H U W ∆∆、、。 解：循环过程，00=∆=∆H U ，

kJ

05.5710

10ln K 298K mol J 314.8mol 10ln 0561

-11221=⨯⨯⋅⋅⨯=+=+=-p p nRT W W W kJ 05.57-=-=W Q

4. 计算25℃时下列反应的等压反应热与等容反应热之差。

(1) O(l)2H (g)CO (g)2O (g)CH 2224+=+ (2) 2HCl(g)(g)Cl (g)H 22=+ 解：RT Q Q V P n ∆=-

1-1-1

(1)(1-3)28.3145J mol K 298.15K -4958J mol

P V Q Q nRT RT --=∆==-⨯⋅⋅⨯=⋅

(2)(2-2)0P V Q Q nRT RT -=∆==

5．25℃下，密闭恒容的容器中有10 g 固体奈C 10H 8(s)在过量的O 2(g)中完全燃烧成CO 2(g)和H 2O(l)。过程放热401.73 kJ 。求

(1) C 10H 8(s)+12O 2(g)=10CO 2(g)+4H 2O(l)的反应进度

(2) C 10H 8(s)的O

m c H ∆ ；

解：(1)萘在过量的氧气中完全燃烧，萘的物质的量为:

10810810810810(C H )mol 0.078019mol

(C H )128.17(C H )0.078019mol 0.078019mol

(C H )1m n M n ξν⎛⎫

=

== ⎪⎝⎭

∆-⎛⎫=== ⎪-⎝⎭

(2)

O O

c m c m B(g)B(g)

3

1

1

[5149.110(1012)8.3145298.15]J mol 5154.1kJ mol

H U RT

ν--∆=∆+=-⨯+-⨯⨯⋅=-⋅∑

6．已知下列两个反应的焓变，求298K 时水的标准摩尔蒸发焓。

(1) 1O

m r 222m ol kJ 70.571(298K) O(l);H 2(g)O (g)2H -⋅-=∆=+H

(2) 1O m r 222mol .65kJ 834(298K)O(g);

H 2(g)O (g)2H -⋅-=∆=+H

解：水的气化过程：(298K)(298K) O(g);H O(l)H O

m vap O

m r 22H H ∆=∆= 方程式(2) – 方程式(1)，得：O(g)H 2O(l)2H 22=

O

111vap m 1(298K)(571.70kJ mol 483.65kJ mol )44.025kJ mol 2

H ---∆=⋅-⋅=⋅

7．已知反应 1O

m r mol 40.0kJ )( ;D C B A -⋅-=∆+→+T H

1O

m r mol 60.0kJ )(;

E D C -⋅=∆→+T H

计算反应(1)C+D →A+B ；(2)2C+2D →2A+2B ；(3)A+B →E 的)(O

m

r T H ∆ 解：(1) 1

O m r m ol kJ 0.40)( -⋅=∆T H

(2) 11

O

m r m ol kJ 0.80m ol kJ 0.402)( --⋅=⋅⨯=∆T H

(3) 111

O

m r m ol kJ 0.20m ol kJ 0.60m ol

kJ 0.40)( ---⋅=⋅+⋅-=∆T H

8．利用附录B 中标准摩尔生成焓数据计算下列反应在298.15K 的O

m r H ∆。假定反应中

的各气体都可视作理想气体。