普通化學(xué)第一章習題6頁

1、第一章 習題答案 1. 是非題（對的在括號內(nèi)填“”號，錯的填“”號） （1）已知下列過程的熱化學(xué)方程式為；則此溫度時蒸發(fā)1mol UF6(1)，會放出熱30.1kJ。（ ） （2）在定溫定壓條件下，下列兩化學(xué)方程式所表達的反應(yīng)放出的熱量是一相同的值。（ ）（3）功和熱是系統(tǒng)在系統(tǒng)和環(huán)境之間的兩種能量傳遞方式，在系統(tǒng)內(nèi)部不討論功和熱。（ ）（4）反應(yīng)的就是反應(yīng)的熱效應(yīng)。（ ）答案（1-）（2-）（3+）（4-） 2. 選擇題（將所有正確答案的標號填入空格內(nèi)） （1）在下列反應(yīng)中，進行1mol反應(yīng)所放出的熱量最大。 （ ） (a) (b) (c) (d) （2）通常，反應(yīng)熱效應(yīng)的精確的實驗數(shù)據(jù)是通

2、過測定反應(yīng)或過程的哪個物理量而獲得的。 （ ）(a) (b) (c) (d) （3）下列對于功和熱的描述中，正確的是 （ ）（a）都是途徑函數(shù)，無確定的變化途徑就無確定的數(shù)值（b）都是途徑函數(shù)，對應(yīng)于某一狀態(tài)有一確定值（c）都是狀態(tài)函數(shù)，變化量與途徑無關(guān)（d）都是狀態(tài)函數(shù)，始終態(tài)確定，其值也確定（4）在溫度T的標準狀態(tài)下，若已知反應(yīng)A 2B的標準摩爾反應(yīng)焓，與反應(yīng)2A C的標準摩爾反應(yīng)焓，則反應(yīng)C 4B的標準摩爾反應(yīng)焓與及的關(guān)系為= （ ）（a）2+ （b）-2（c）+ （d）2-（5）對于熱力學(xué)可逆過程，下列敘述正確的是 （ ）（a）變化速率無限小的過程（b）可做最大功的過程（c）循環(huán)過程（

3、d）能使系統(tǒng)與環(huán)境都完全復(fù)原的過程（6）在一定條件下，由乙二醇水溶液、冰、水蒸汽、氮氣和氧氣組成的系統(tǒng)中含有（ ）（a）三個相 （b）四個相 （c）三種組分 （d）四種組分 （e）五種組分（7）一個充滿氫氣的氣球，飛到一定高度即會爆炸，這要取決于一定高度上的（ ）（a）外壓 （b）溫度 （c）濕度 （d）外壓和溫度（8）下列說法中，不正確的是 （ ）（a）焓變只有在某種特定條件下，才與系統(tǒng)吸熱相等（b）焓是人為定義的一種能量量綱的量（c）焓是狀態(tài)函數(shù)（d）焓是系統(tǒng)與環(huán)境進行熱交換的能量答案（1c）（2d）（3a）（4d）（5abd）（6ad）（7d）（8d） 3. 填空題 使可燃樣品（質(zhì)量為1

4、.000g）在彈式量熱計內(nèi)完全燃燒，以測定其反應(yīng)熱，必須知道： （1） （2） （3） 答案（1）燃燒前后系統(tǒng)的溫度（2）水的質(zhì)量和比熱（3）彈式量熱計熱容4鋼彈的總熱容Cb可利用一已知反應(yīng)熱數(shù)值的樣品而求得。設(shè)將0.5000g苯甲酸（C6H5COOH）在盛有1209g水的彈式量熱計內(nèi)（通入氧氣）完全燃燒盡，系統(tǒng)的溫度由296.35K上升到298.59K。已知在此條件下苯甲酸完全燃燒的反應(yīng)熱效應(yīng)為-3226kJ.mol-1,水的比熱容為4.18J.g-1.K-1。試計算該鋼彈的總熱容。答案：根據(jù)已知條件列式 Cb=849J.mol-15. 葡萄糖C6H12O6完全燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為；5.

5、當葡萄糖在人體內(nèi)氧化時，上述反應(yīng)熱效應(yīng)的熱量約30%可用作肌肉的活動能力。試估計一食匙葡萄糖(3.8g)在人體內(nèi)氧化時，可獲得的肌肉活動的能量。答案：獲得的肌肉活動的能量=6. 已知下列熱化學(xué)方程式：；根據(jù)蓋斯定律（不用查表），計算下列反應(yīng)的。答案：設(shè)計一個循環(huán) 3× ×3 ×2 （-58.6）+2(38.1)+6=3(-27.6) 7. 已知乙醇在102325Pa大氣壓力下正常沸點溫度(351K)時的蒸發(fā)熱為39.2 kJ.mol-1。試估算1mol液態(tài)C2H5OH在蒸發(fā)過程中的體積功w和U。答案：由已知可知 H=39.2 kJ.mol-1 H=U+（PV）=U

6、+PVw=-PV= -1×R×T = -8.314×351J = -2.9kJU=H-PV=39.2-2.9=36.3kJ8.下列以應(yīng)（或過程）的qp與qv有區(qū)別嗎？ 簡單說明。（1）2.00mol NH4HS的分解 25NH4HS(s) NH3(g)H2S(g) （2）生成1.00mol的HCl25H2(g)Cl2(g) 2HCl(g) （3）5.00 mol CO2(s)（干冰）的升華78CO2(s) CO2(g)25 （4）沉淀出2.00mol AgCl(s)AgNO3(aq)NaCl(aq) AgCl(s)NaNO3(aq)9.根據(jù)8題中所列反應(yīng)和條件計算

7、發(fā)生變化時,各自U與H之間的能量差值. 答案：U-H= -（PV）=-ngRT (ng為反應(yīng)發(fā)生變化時氣體物質(zhì)的量的變化) (1)U-H=-2×(2-0)×8.314×298.15/1000= - 9.9kJ(2)U-H=-2×(2-2)×R×T= 0(3)U-H=-5×(1-0)×8.314×(273.15-78)/1000= -8.11kJ(4)U-H=-2×(0-0)×R×T= 0 10.試查閱附表3數(shù)據(jù)計算下列反應(yīng)的。（1）4NH3(g)+3O2(g) = 2N2(g

8、) +6H2O(l) 答案 -1530.5kJ.mol-1 （2）C2H2(g) + H2(g) = C2H4(g) 答案 -174.47kJ.mol-1（3）NH3(g) +稀鹽酸 答案 -86.32kJ.mol-1 寫出離子反應(yīng)式。產(chǎn)物是NH4+(aq)（4）Fe(s) + CuSO4(aq) 答案 -153.87kJ.mol-111.計算下列反應(yīng)的(1) ;(2) 和(3)298.15K進行1mol反應(yīng)時的體積功w 答案 查表/kJ.mol-1 -74.81 0 -135.44 -92.31 = (-135.44)+4×(-92.31)-( -74.81)= -429.86kJ

9、.mol-1=-(4-5)RT=(-429.86+8.314×298.15/1000 )kJ.mol-1= (-429.86+2.48 )kJ.mol-1 =-427.38kJ.mol-1體積功w= -PV= -(4-5)RT = 2.48 kJ.mol-112.近298.15K時在彈時量熱計內(nèi)使1.000g正辛烷(C8H18,l)完全燃燒,測得此反應(yīng)熱效應(yīng)為-47.79kJ(對于1.000g正辛烷(C8H18,l)而言)。試根據(jù)此實驗值,估算正辛烷(C8H18,l)完全燃燒的(1)qVm；(2) 。答案 正辛烷的M=114.224g.mol-1 qv.m=-47.79kJ.g-1&

10、#215; 114.224g.mol-1=-5459kJ.mol-1. 正辛烷完全燃燒的反應(yīng)式 C8H18(l) + 12.5O2(g) = 8CO2(g) +9H2O(l) (注意燃燒反應(yīng)方程式的計量系數(shù),要求C8H18前是1,這樣rHm與qv.m才能對應(yīng)起來)rHm(298.15K) qp.m= qv.m + (8-12.5)RT = -5459+ (8-12.5)×8.314 ×10-3 ×298.15 =-5470kJ .mol-113.利用CaCO3、CaO和CO2的fHm(298.15K)數(shù)據(jù)，估算煅燒1000kg石灰石（以純CaCO3計）成為生石灰所

11、需熱量。又在理論上要消耗多少煤（以標準煤的熱值估算）？答案 CaCO3的煅燒反應(yīng)為 CaCO3 (s) = CaO(s) + CO2(g) 查表fHm(298.15K)/kJ.mol-1 -1206.92 -635.09 -393.51估算1mol反應(yīng)的H = -(-1206.92)+( -635.09)+( -393.51)=178.32 kJ.mol-1煅燒1000kg石灰石H=178.32 kJ.mol-1/100g.mol-1 ×1000×103g =178.32×104 kJ 標準煤的熱值為29.3MJ.kg-1 消耗標準煤 178.32×10

12、4 kJ/29.3×103kJ.kg-1=60.8kg 14.設(shè)反應(yīng)物和生成物均處于標準狀態(tài)，試通過計算說明298.15K時究竟是乙炔(C2H2)還是乙烯(C2H4)完全燃燒會放出更多熱量?(1)均以kJ.mol-1表示；(2) 均以kJ.g-1表示。答案 燃燒反應(yīng) C2H2 + 5/2O2 = 2CO2 + H2O（l） fHm(298.15K)/kJ.mol-1 226.73 -393.51 -285.83 (1)kJ.mol-1 反應(yīng)熱Q= -1229.58 kJ.mol-1 (2) kJ.g-1反應(yīng)熱Q= -1229.58/26 kJ.g-1 C2H4 + 3O2 = 2CO

13、2 + 2H2O（l）fHm(298.15K)/kJ.mol-1 52.26 -393.51 -285.83 1410.94/28(1)kJ.mol-1 反應(yīng)熱Q= -1410.94 kJ.mol-1 (2) kJ.g-1反應(yīng)熱Q= -1410.94/28 kJ.g-1根據(jù)計算結(jié)果乙烯(C2H4)完全燃燒會放出熱量更多15.通過吸收氣體中含有的少量乙醇可使K2Cr2O7酸性溶液變色(從橙紅色變?yōu)榫G色)以檢驗汽車駕駛員是否酒后駕車。其化學(xué)反應(yīng)方程式為2 Cr2O72-（aq）+16H+（aq）+3C2H5OH（l）=4Cr3+（aq）+11H2O（l）+3CH3COOH（l）試利用標準摩爾生成焓

14、數(shù)據(jù)求該反應(yīng)的答 = -2×（-1490.3）-16×0 -3×（-277.69）+4×(-1999.1)+11×(-285.83)+3×(-484.5)=-8780.4 kJ.mol-1 (注意數(shù)據(jù)抄寫要正確,符號不要丟) 16. 試通過計算說明下列甲烷燃燒反應(yīng)在298.15K進行1mol反應(yīng)進度時，在定壓和定容條件燃燒熱之差別，并說明差別之原因。CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H20答：1mol反應(yīng)進度qp與qV之差別qp-qV=（1-3）×8.314×298.15/1000 = -4.957 kJ

15、.mol-1qp= qV-4.957 kJ.mol-1 定壓條件下放熱更多些.原因是該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),在溫度一定時,定壓條件下環(huán)境對反應(yīng)系統(tǒng)做功,這部分能量轉(zhuǎn)化成反應(yīng)系統(tǒng)的燃燒熱. 17.在298.15K時碳、氫和甲烷標準摩爾燃燒熱分別為-393.5、-285.8和-890.4 kJ.mol-1,試推算出該溫度下甲烷的標準摩爾生成焓的值.答：(要明確已知燃燒熱數(shù)據(jù)和要求的值各對應(yīng)的是哪個反應(yīng)的焓變,再根據(jù)蓋斯定律運算求解) C+O2=CO2 CH= -393.5 H2+1/2O2=H2 O CH= -285.8CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H20 CH= -890.4根據(jù)反應(yīng)焓變和標準生成焓的關(guān)系(或根據(jù)已知條件設(shè)計一個循環(huán))存在以下關(guān)系(-890.4)=(-393.5)+2(-285.8)-fHm0(CH4) fHm0(CH