普通化學(xué)課后習(xí)題答案

第一章熱化學(xué)與能源

1.是非題(對(duì)的在括號(hào)內(nèi)填“+”號(hào)，錯(cuò)的填“」號(hào))

(1)已知下列過程的熱化學(xué)方程式為：

則此溫度時(shí)蒸發(fā)1mol。凡⑺，會(huì)放出熱30.1。o(-)

(2)在定溫定壓條件下，下列兩個(gè)生成液態(tài)水的化學(xué)方程式所表達(dá)的反應(yīng)

放出的熱量是一相同的值。(一)

(3)功和熱是在系統(tǒng)與環(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)。(-)

2、選擇題(將所有正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi))

(1)在下列反應(yīng)中，進(jìn)行Imol反應(yīng)時(shí)放出熱量最大的是(C)

(2)通常，反應(yīng)熱的精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是通過測(cè)定反應(yīng)或過程的哪個(gè)物理量

而獲得的。(d)

(a)AH(b)pAV(c)pq(d)vq

(3)下列對(duì)功和熱的描述中，正確的是(H)

(a)都是途徑函數(shù)，無(wú)確定的變化途徑就無(wú)確定的數(shù)值

(b)都是途徑函數(shù)，對(duì)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(wú)關(guān)

(d)都是狀態(tài)函數(shù)，始終態(tài)確定，其他值也確定

(4)在溫度T的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，若已知反應(yīng)Af25的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焰

222

222

1

()0()

2

2()()2()

HgOgHOl

HgOgHOl

+=

+=

66()();30.1,n,UFI=UFgAHo=kJmol-

4222

4222

4222

422

()()2()()2()

()()2()()2()

()()2()()2()

3

()()()()2()

2

aCHlOgCOgHOg

bCHgOgCOgHOg

cCHgOgCOgHOl

dCHgOgCOgHOl

+=+

+=+

+=+

+=+

與反應(yīng)2A->C的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焰fcA"o,則反應(yīng)Cf48的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焰

rm,3AHe與rm.dHe及rm2AHf>的關(guān)系為「皿3A"0=(Q)

(a)2r/n,lAHo+rm,2AHO(b)rmAAHi)—2rm,2AHo

(C)rmAAMd4-rni.2A//o(d)2rm.IArni.2A//0

(5)對(duì)于熱力學(xué)可逆過程，下列敘述正確的是(abd)

(a)變化速率無(wú)限小的過程

(b)可做最大功的過程

(C)循環(huán)過程

(d)能使系統(tǒng)與環(huán)境完全復(fù)原的過程

(6)在一定條件下，由乙二醇溶液、冰、水蒸氣、氮?dú)夂脱鯕饨M成的系統(tǒng)

中含有（a?d）

（a）三個(gè)相（b）四個(gè)相（c）三種組分（d）四種組分（e）五種組分

*（7）一只充滿氫氣的氣球，飛到一定高度即會(huì)爆炸，這取決于一定高度上

的（d）

（a）外壓（b）溫度（c）濕度（d）外壓和溫度

（8）下述說法中，不正確的是（d）

（a）焰只有在某種特定條件下，才與系統(tǒng)反應(yīng)熱相等

（b）焰是人為定義的-利具有能量量綱的熱力學(xué)量

（c）焰是狀態(tài)函數(shù)

（d）焰是系統(tǒng)能與環(huán)境進(jìn)行交換的能量

3、填空題

使可燃樣品（質(zhì)量為1.000g）在彈式量熱計(jì)內(nèi)完全燃燒，以測(cè)定其反應(yīng)熱，

必須知道：

（1）彈式量熱計(jì)內(nèi)吸熱介質(zhì)（通常為水）質(zhì)量和比熱容；

（2）鋼彈組件的總熱容；

（3）反應(yīng)前后系統(tǒng)的溫度。

*4、鋼彈的總熱容可利用已知反應(yīng)熱數(shù)值的樣品而求得。設(shè)將0.500g苯甲

酸

（（）5CHCOOH）在盛有1209g水的彈式量熱計(jì)的鋼彈內(nèi)（通入氧氣）完全燃

燒

盡，系統(tǒng)的溫度由296.35K上升到298.59K。已知此條件下苯甲酸完全燃燒的反

應(yīng)熱效應(yīng)為-3226㈢〃2。心，水的比熱容為4.18，g-iK-i。試計(jì)算該鋼彈的

總熱

容。

解：苯甲酸的摩爾質(zhì)量為122g機(jī)。L，0.500g苯甲酸完全燃燒的反應(yīng)熱為：

q=-3226kJmol-\X0.500g/122gmol-\

=-13.2kJ

又{}2（）i>q=-CHOAT+CAT

={4.18n1209（298.59296.35）（298.59296.35）}b-Jg-K-xgx-K+C

-K

得該鋼彈的總熱容839"。=/K-

5、葡萄糖完全燃燒的熱化學(xué)方程式為

當(dāng)葡萄糖在人體內(nèi)氧化時(shí)，上述反應(yīng)熱約30%可用做肌肉的活動(dòng)能量。試估計(jì)一

食匙葡萄糖(3.8g)在人體內(nèi)氧化時(shí)，可獲得的肌肉活動(dòng)的能量。

解：葡萄糖6126?！?。的摩爾質(zhì)量為180gmol-y,其熱效應(yīng)為

q=-2S20kJmol-\/180gmol-\=—\5.65kJg-i

--食匙葡萄糖(3.8g)氧化時(shí)可獲得的肌肉活動(dòng)的能量為

—15.65攵/g-ix3.8gx30%=18kJ

6、已知下列熱化學(xué)方程式：

不用查表，計(jì)算下列反應(yīng)的”o

2FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO(g)

1提示：根據(jù)蓋斯定律利用已知方程式，設(shè)計(jì)一循環(huán)，使消去23Fe。和34尸eO,

而得到所需的反應(yīng)方程式。若以(1)，(2),(3),(4)依次表示所給出的

反應(yīng)方

程式，貝U可得到&j,2,3632ppp”=q-q-q)

解：若以(1)、(2)、(3)、(4)依次表示上面所給出的反應(yīng)方程式，則

(1)x3-(2)-(3)x2得下列方程式：

26FeO(s)+6CO(g)=6Fe(s)+6CO(g)

上式除以6,即得反應(yīng)方程式(4),故對(duì)應(yīng)的反應(yīng)熱效應(yīng)關(guān)系為:

6126222()6()6()6();2820PCHOs+0g=COg+HOIq=-kJ

mol-

i

232

1

23342

1

342

()3()2()3();27.6

3()()2()();58.6

()030();38.1

p

p

p

FeOsCOgFesCOgqkJmol

FeOsCOgFeOsCOgqkJmol

FeOsCOgFeOsCOgqkJmol

+=+=-

+=+=-

+=+=-

,4,1,2,3

1

32

[]-l

3(27.6)(58.6)2(38.1)16.7

6

x---------xkJmol-=—kJmol-

7、已知乙醇在101.325kPa大氣壓下正常沸點(diǎn)溫度(351K)時(shí)的蒸發(fā)熱為

39.2kJ/7w/-io試估算Imol液態(tài)25CHOH在蒸發(fā)過程中的體積功卬體和AU。

解：乙醇的蒸發(fā)過程是等溫定壓相變過程

1

6565()0,39.2mCHCOOHIfCHCOOHg\H=kJmol-

故p.n】q=39.2im\H—kJmol-

w=w=-pAV=一AnRT體

=(-1x8.314x10-3x351)kJmol-\

=-2.92kJmol-i

mP,mAt/=q+卬=體(39.2-2.92)kJmol-\=36.3kJmol-\

8、在下列反應(yīng)或過程中，vq和”有區(qū)別嗎？簡(jiǎn)單說明。

(1)

(2)

(3)

(4)

解：根據(jù)=

①對(duì)于只有凝聚相(液態(tài)和固態(tài))的系統(tǒng)，AV心0,所以八，q=q

②對(duì)于有氣態(tài)物質(zhì)參與的系統(tǒng)，AV是由于各氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化

引起的，則有

OOPV

BB

q-q=EA/7BgRT=①丫BgRT

所以：(1)()

B

遼vBgRT>0,pvq豐q

(2)()

B

[Zv8gRT=3Pvq-q

(3)()

B

:>,vBgRT>0,pvq#q

(4)AV^0,pvq-q

9、根據(jù)第8題中所列的各化學(xué)方程式和條件，試計(jì)算發(fā)生下列變化時(shí)，各自AU

和之間的能量差。

(1)2.00mol&NH〃S(s)分解

(2)生成1.00mol，C/(g)

(3)5.00mol2co(s)(干冰)的升華

NH4Hs(s)NH3(g)+H2S(g)

25℃

H2(g)+C12(g)2HC1(g)

25℃

C02(S)C02(g)

-78℃

AgNO-25℃3(aq)+NaCl(aq)AgCl(s)+NaN03(aq)

(4)沉淀出2.00molAgC7(s)

解：

(1)

()ni

B

△U-A/7=-EvBgRT

=-(2x8.314x10-3x298.15)kJmol-\=-4.958kJmol-\

2.00molaNH〃S(s)分解過程兩者的能量差為

2.00molx(-4.958)kJmol-\=-9.92kJ

(2)

()

B

ZvBg=0

mmAt/-AH=O

生成l.OOmol”C/(g)過程兩者的能量差為0

(3)

()inm

B

△U-AH=-EvBgRT

=-(1X8.314X10-3X(273.15-78))J=-1.62kJmol-\

5.00mol2CO(s)(干冰)的升華過程兩者的能量差為

5.00molx(-1.62)kJmol-\=-8.10kJ

(4)

AV弋0,故0，"，，，AU-A”=

沉淀出2.00molAgC7(s)過程兩者的能量差為0

10、試查閱附表3的數(shù)據(jù)計(jì)算下列反應(yīng)的5△加(298.15K)

解：(1)32224NH(g)+3O(g)=2N(g)+6H0(1)

(298.15K)/kJmol-i-46.1100-285.83

.(298.15)(298.15)rmBp.fi

=(6x(-285.83)-4x(-46.11))kJmol-i

=-1530.54kJmol-\

3222

22224

3

103()2()60

2()0()

3()

4()

NHgOgNgHOl

CHgHgCHg

NHg

aq

+=+

+=

+

4

()4

()

()稀鹽酸

()Fe(s)+CuS0

NH4Hs(s)NH3(g)+H2S(g)

25℃

H2(g)+C12(g)2HC1(g)

25℃

C02(S)C02(g)

-78℃

AgNO-25℃3(aq)+NaCl(aq)AgCl(s)+NaN03(aq)

(2)C2”2(g)+“2(g)=C2"4(g)

(298.15K)/kJmol-\226.73052.26

.(298.15)(298.15

B

△“oK=ZvA〃oK

=(52.26-226.73)kJmol-t

=-174.47kJmol-x

(3)34N”(g)+”+(aq)=NH+(aq)

fm^HQ(298.15K)/kJmol-\-46.110-132.45

,(298.15)(298.15)5町皿8

B

△“oK=ZvA"oK

=((-132.45)-(-46.11))kJmol-i

=-86.32kJmol-i

(4)Fe(s)+Cw2+(aq)=Fei+(aq)+Cu(s)

A：AHe(298.15K)/kJmol-i064.il-89.10

.(298.15)(298.15)

B

AHeK=XvAHoK

=(-89.1-64.77)kJmol-i

=-153.9kJmol-i

11、計(jì)算下列反應(yīng)的(1)rmAWe(298.15K)；(2)Ue(298.15K)和(3)

298.15K

進(jìn)行Imol反應(yīng)時(shí)的體積功卬體

424c4(g)+4a(g)=cci(/)+4”a(g)

解:⑴424CH(g)+4CZ(g)=CCl(Z)+4HCl(g)

/,?A/7e(298.15K)/kJL-74.810-135.44-92.307

r?,A//e(298.15K)=((-135.44)+4x(-92.307)-0x4-(-74.81))kJmol-i

=-429.86kJmol-t

(2)(298.15)(298.15)()”,”

B

A=ZvBgRT

=-429.86kJmol-\-(4-4-1)x8.314x10-3Wmol-\K-\x

298.15K

=-427.38kJmol-t

(3)反應(yīng)在等溫等壓條件下進(jìn)行：

w--AnRT體

=-(4-4-1)X8.314X10-3Vmol-iKTX298.15K

=2.479kJmol-x

12、近298.15K時(shí)的彈式量熱計(jì)內(nèi)使1.0000g正辛烷()完全燃燒,

測(cè)

得此反應(yīng)熱效應(yīng)為-47.79kJ(對(duì)于1.0000g液體而言)。試根據(jù)此實(shí)驗(yàn)值,

估算正辛烷(。8”回/)完全燃燒的(1)v.mq；(2)rmAA7e(298.15K)。

解：

(1)正辛烷的摩爾質(zhì)量為114.23gmol-\

vjnq=(-47.79)kJg-iX114.23gmol-\

=-5459kJmol-\

(2),?()pmVm

B

q-q=￡vBgRT

,,()pmVm

B

q=q+ZvBgRT

=-5459kJmol-\+(8-)x8.314x10-3Vmol-\K-\

X298.15K

=-5470kJinol-i

r,n\H^(298.15K)=P.mq=-5470kJmol-\

13、利用3CaC。、CaO和2co的""A”。(298.15K)的數(shù)據(jù)，估算煨燒1000kg

石灰石(以純3CaC。計(jì))成為生石灰所需的熱量。又在理論上要消耗多少燃料

煤

(以標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值估算)？

解：

f)n\HQ(298.15K)/kJ-1206.92-635.09-393.509

.(298.15)(298.15?

B

=((-635.09)+4x(-393.509)-(-1206.92))kJmol-\

=178.33Vmol-\

1000kg石灰石完全分解為生石灰所需熱量為

q=178.33kJx1000x103g/100gmol-\=l,lSx106kJ

標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為29.3〃/kg八,需耗燃料煤的質(zhì)量：

m=1.78x106kJ/(29.3x103Ukg-\)=60.8kg

14、設(shè)反應(yīng)物和生成物均處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，試通過計(jì)算說明298.15K時(shí)究竟是乙

快(22。")還是乙烯(24?！?完全燃燒會(huì)放出更多的熱量：(1)均以七

mol-\

表不；(2)均以kJg-i表不。

解：⑴

fmAH。(298.15K)/kJmol-\226.730-393.509-285.83

.(298.15)(298.15”8

B

△〃oK=ZvA〃oK

=((-393.509)x2+(-285.83)-(226.73))kJmol-i

818222

25

()0809()

2

CHl+0g=C0g+H0l

25

2

32CaCO(s)=Ca0(s)+CO(g)

22222

5

()020()

2

CHg+0g=C0g+H0l

=-1299.58Vmol-i

fmkHo(298.15K)IkJmol-\52.260-393.509-285.83

,(298.15)(298.15加8

B

△H°K=XvA"oK

=((-393.509)x2+(-285.83)x2-(52.26))kJmol-\

=-1410.94kJmol-\

(2)若均以心g-l表示，對(duì)于22?！倍?，則有

AHo(298.15K)=-1299.58kJmol-\/28gmol-\

=-49.41kJg-i

對(duì)于24C”

△He(298.15K)=-1410.94kJmol-\/26gmol-\

=-50.30kJg-i

通過計(jì)算可見，298.15K時(shí)乙烯完全燃燒放出更多的熱量。

15、通過吸收氣體中含有的少量乙醇可使227K&。酸性溶液變色(從橙紅色

變

為綠色)，以檢驗(yàn)汽車駕駛員是否酒后駕車(違反交通規(guī)則)。其化學(xué)反應(yīng)可表

示

為

23

27252320。-(aq)+16"+(aq)+3CH。/⑺=4Cr+(aq)+11/70(1)+3CH

COOHQ)

試?yán)脴?biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰數(shù)據(jù)求該反應(yīng)的,,"A"。(298.15K)=?

解：2

27252c70<aq)+164+(做)+3CH0HQ)=

(298.15K)/kJmo/-i-1490.30-277.69

3

234。+3)+11”0(1)+3CHC00H(l)

-1999.1-285.83-484.5

,(298.15)(298.15

B

△“oK=ZvA"eK

=((-1999.1)x4+(-285.83)xll+(-484.5)x3

-(-1490.3)x2-(-277.69)x3)kJmol-\

--8780.4kJmol-i

*16、試通過計(jì)算說明下列甲烷燃燒反應(yīng)在298.15K進(jìn)行Imol反應(yīng)進(jìn)度時(shí)，在

定壓和定容條件燃燒熱之差別，并說明差別之原因。

4222cH(g)+20(g)=CO(g)+2H。(0

解：,,()pWVZH

B

q—q=，vBgRT

=(1-1-2)x8.314xlO-3Vmol-i/C-ix298.15K

24222CH(g)+20(g)=2C0(g)+2H0(1)

=-4.958kJmol-\

可見定壓等溫燃燒放熱更多。因?yàn)榇藭r(shí)系統(tǒng)體積減少(因反應(yīng)后氣體分子數(shù)

減少了)，環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功，這部份功以熱的形式返回環(huán)境。

▲17、在298.15K時(shí)，碳、氫和甲烷標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焰分別為-393.5,-285.8和

-890.4kJmol-x,試推算出該溫度下甲烷的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰的值。

（提示：找出甲烷的生成反應(yīng)與碳（石墨）、氫（g）及甲烷（g）三個(gè)燃燒反

應(yīng)的關(guān)系，再利用蓋斯定律的運(yùn)算方法求算。注意，這種計(jì)算與反應(yīng)的各個(gè)步驟

在實(shí)際上能否發(fā)生無(wú)關(guān)，所需要的僅僅是各步驟在形式上是可能的）

解：根據(jù)題意有：

反應(yīng)式（1）+2x（2）-（3）得反應(yīng)式（4）,故

=（（-393.5）+2x（-285.8）-（-890.4））kJmol-\

=-74.7kJmol-i

▲18、環(huán)己烯的氫化焙是-120心mol-\,苯氫化焰是-208㈢mol-x,計(jì)算苯

的離

域烙。

（提示：環(huán)己烯及苯的性質(zhì)與氫化反應(yīng)可參考大學(xué)有機(jī)化學(xué)教材，也可根據(jù)

分子式進(jìn)行推演——苯有三個(gè)定域雙鍵為基礎(chǔ)計(jì)算苯的氫化焰，這個(gè)數(shù)值與觀察

值（-208心mol-0之間的差別就是離域烙。共朝雙鍵的離域作用帶來了苯的

化

學(xué)穩(wěn)定性）

解：氫化焰可表示為下列反應(yīng)的婚變：

2,2

1

422.3

24.4

1CO()();(298.15)393.5

2HO()();(298.15)285.8

3CHO()()2();(298.15)890.4

4C2H()CH;

gCOgHKkJmol

gHOlHKkJmol

gCOgHOIHKkJmol

gH

e

6

0

=A=—

=A=-

=+△=-

二A

2

22

2

()(

石

墨)+

1

()(g)+

2

()(g)+2

()(

石

墨)+(g)e(298.15K)=?

,4j,2,3(298.15)(298.15)2(298.15)(298.15),△HoK=△K

+X^HQK-^HOK

.“）（298.15）/,"CHBA"OK

若把環(huán)己烯的氫化焰作為每個(gè)雙鍵的氫化焰，則假設(shè)的分子“環(huán)己三烯”的

氫化焰為3X（-120U〃血T）。而苯的氫化焰為-208㈢加。小說明苯比環(huán)

己三

烯穩(wěn)定。這種作用來源于苯的離域作用或離域焰。故苯的離域烙為：

A//=3X（-120kJmol-\）-（-208kJmol-\）

=-152kJmol-i

+H2

+H2

+H2

苯

環(huán)己三烯

環(huán)己烯

第二章化學(xué)反應(yīng)的基本原理和大氣污染

1、是非題（對(duì)的在括號(hào)內(nèi)填“+”號(hào)，錯(cuò)的填號(hào)）

（1）AS為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)。（-）

（2）某一給定反應(yīng)達(dá)到平衡后，若平衡條件不變，分離除去某生成物，待達(dá)到

新的平衡，則各反應(yīng)物和生成物的分壓或濃度分別保持原有定值。（?）

（3）對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)?

22（）（）（）（）,（298.15）131.3r?,Cs+HOg=COg+Hg^HoK=kJmol-。

由于化學(xué)方程式兩邊物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)（絕對(duì)值）的總和相等，所以增加總壓力

對(duì)平衡無(wú)影響。（■）

（4）上述（3）中反應(yīng)達(dá)到平衡后，若升高溫度，則正反應(yīng)速率u（正）增加，

逆反應(yīng)速率n（逆）減小，結(jié)果平衡向右移動(dòng)。（-）

（5）反應(yīng)的級(jí)數(shù)取決于反應(yīng)方程式中反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)（絕對(duì)值）。（?）

（6）催化劑能改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的,“AGo。

（+）

▲（7）在常溫常壓下，空氣中的N2和02能長(zhǎng)期存在而不化合生成NO。且熱力

學(xué)計(jì)算表明22N（g）+0（g）=2N0（g）的（298.15）0GoK,則N2和。2混合氣

必

定也是動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。(+)

A(8)已知4CC/不會(huì)與2”。反應(yīng)，但422CC/“)+2"O(/)=CO(g)+4"C/(aq)的

(298.15)379.93\rm\G^K^-kJ〃血-，則必定是熱力學(xué)不穩(wěn)定而動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定

的系統(tǒng)。

(十)

2、選擇題(將所有正確答案的標(biāo)號(hào)填入空格內(nèi))

(1)真實(shí)氣體行為接近理想氣體性質(zhì)的外部條件是(1>)

(a)低溫高壓(b)高溫低壓(c)低溫低壓(d)高溫高壓

(2)某溫度時(shí)，反應(yīng)22”(8)+8廠8)=2”及8)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)長(zhǎng)。=4、10一2,則

反應(yīng)22

11

()0()

22

HBrg=Hg+Brg的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K?等于(b)

(a)2

1

4x10-

(b)

2

1

4x10-

(c)4x10-2

(3)升高溫度可以增加反應(yīng)速率，最主要是因?yàn)?b)

(a)增加了分子總數(shù)

(b)增加了活化分子的百分?jǐn)?shù)

(c)降低了反應(yīng)的活化能

(d)促使平衡向吸熱方向移動(dòng)

(4)已知汽車尾氣無(wú)害化反應(yīng)22

1

()00()

2

NOg+COg=Ng+COg的

(298.15)0,?,A要有利于取得有毒氣體NO和CO的最大轉(zhuǎn)化率，可采取

的

措施是(C)

(a)低溫低壓(b)高溫高壓

(c)低溫高壓(d)高溫低壓

*(5)溫度升高而一定增大的量是(be)

(a)rmAGe(b)吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)Ke

(c)液體的飽和蒸氣壓(d)反應(yīng)的速率常數(shù)k

(6)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列說法中正確的是(劣)

(a)各物質(zhì)的濃度或分壓不隨時(shí)間而變化

(b)rmAGo=0

(c)正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)相等

(d)如果尋找到該反應(yīng)的高效催化劑，可提高其平衡轉(zhuǎn)化率

3、填空題

(1)對(duì)于反應(yīng)：I

223()3()20;(298)92.2r,“Ng+Hg=NHgbHGK=-kJmol-

若升高溫度(約升高100K),則下列各項(xiàng)將如何變化(填寫：不變，基本不變，增

大或減小。)

Ar//o?,：基本不變,,,,ASo：基本不變

r?1AGe：增大Ke：減小

v(正)：增大v(逆)：增大

(2)對(duì)于下列反應(yīng)：?

2()()2();(298)172.5rmCs+C0g=COg\H^K=kJmol-o若

增加總壓力或升高溫度或加入催化劑，則反應(yīng)速率常數(shù)k(正)、左(逆)和反應(yīng)速

率v(正)、八逆)以及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Ke、平衡移動(dòng)的方向等將如何?分別填人下

表中。

k(正)k(逆)v(正)v(逆)Ke平衡移動(dòng)方向

增加總壓力不變不變?cè)龃笤龃蟛蛔兿蜃?/p>

升高溫度增大增大增大增大增大向右

加催化劑增大增大增大增大不變不變

(3)造成平流層中臭氧層破壞的主要物質(zhì)有CFC、哈龍、N2O、NO、CC14、

CH4等；主要的溫室氣體有CO2、CH4、N2O、CFC、等；形成酸雨的大氣

污染物主要是SO2、NOx等。

4、不用查表，將下列物質(zhì)按其標(biāo)準(zhǔn),”So(298K)值由大到小的順序排列，并簡(jiǎn)單

說明理由。

(a)K(s)(b)Na(s)(c)Br2(l)(d)Bn(g)(e)KCl(s)

解：，“Se(298K)值由大到小的順序?yàn)?/p>

2(d)Br(g)>2(c)3r(1)>(e)KCl(s)>(a)K(s)>(b)Na(s)

說明(1)同一物質(zhì)28r氣態(tài)時(shí)的炳大于液態(tài)時(shí)的；

(2)一般(相對(duì)分子質(zhì)量相近時(shí))液體的嫡大于固體物質(zhì)的嫡；

(3)一般說來，當(dāng)溫度和聚集狀態(tài)相同時(shí)，分子或晶體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜(內(nèi)

部微觀粒子較多)的物質(zhì)的熠大于分子或晶體結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單(內(nèi)部微觀粒子較少)

的物質(zhì)的嫡。K(s)和Na(s)的原子結(jié)構(gòu)屬同一族，K的結(jié)構(gòu)較Na的復(fù)雜。

5、定性判斷下列反應(yīng)或過程中嫡變的數(shù)值是正值還是負(fù)值。

(1)溶解少量食鹽于水中；

(2)活性炭表面吸附氧氣；

(3)碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳。

解：(1)嫡變?yōu)檎担?2)嫡變?yōu)樨?fù)值；(3)嫡變?yōu)檎怠?/p>

*6、利用些列兩個(gè)反應(yīng)及其AG&”(298K)值，計(jì)算34尸e。(s)在298K時(shí)的

標(biāo)

準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)。

1

223

3

2()0();(298)742.2

2rmFes+Og-FeOsGeK=-kJmol-

23344()03();(298)77.7rmFeOs+Fes=FeOs\G^K=-kJmol-

解：223

3

2()0()

2

Fes+Og=FeOs(1)

23344FeO(s)+fe($)=3FeO(s)(2)

(1)4(2)

3

x+,可得

2343Fe(i)+20(g)^FeO(5)(3)

故

,333(298)(298)Fe。r，”△GoK=△GoK

={}J,2

1

(298)4(298)

3rmrmXAG。KX+△G。K

={}11

(742.2)4(77.7)

3

x-x+-Vmol-=-1015.5kJmol-\

7、通過熱力學(xué)計(jì)算說明下列水結(jié)冰過程：

22”0(/)一”0(S)

在298K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)能否自發(fā)進(jìn)行。已知冰在298K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函

數(shù)為-236.7Xmol-\.

解：22HosTH0(s)

(298)/AGsKkJ相。/--237.129-236.7

,(298)(298)””.

B

△GOK=XI，AG9K

={(-236.7)-(-237.129)}kJmol-\=0.4kJ/no/-i>0

故在298K的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，水結(jié)冰的過程不能自發(fā)進(jìn)行。

8、試用教材附錄3中的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)的(298)，",ASeK和

(298)r,“AGeK

(1)23423fe(s)+4H0(1)=FeO+4H(g)

(2)2

2Z〃(s)+2H+(aq)-Zn+(aq)+H(g)

(3)2

2CaO(s)+H0(/)=Ca+(aq)+20H-(aq)

(4)2

1

()0()

2

AgBrs=Ags+BrI

解:(1)23423Fe(s)+4H0(1)=FeO(s)+4H(g)

(298)/iimSoKJmol-/C-27.2869.91146.4130.684

(298)/ifmkGeKkJmol-0-237.129-1015.40

.(298)(298)ris

B

△SeK=ZvSeK

=(130.864X4+146.4-69.91X4-27.28X3}Jmol-\K-i

=307.7Jmol-\K-i

.(298)(298)MB%B

B

△GoK=ZuAGoK

={(-1015.4)-(-237.129)X4}kJmol-i

=-66.9kJmol-\

(2)2

2Z〃(s)+2H+(aq)-Zn+(aq)+//(§)

(298)/11,“SeK，mol-A：-41.630-112.1130.684

(298)/if?,kGeKkJmol-00-147.060

.(298)(298)MB,”s

B

△SoK=ZvSoK

=(130.864+(-112.1)-41.63}Jmol-\K-\

=-23.0Jmol-iK-i

.(298)(298)RM〃B

B

△GeK=ZuAGeK

=-147.6kJmol-i

(3)2

2CaO(s)+H0(/)=Ca+(aq)+20”-(aq)

(298)/11,“SoKJmol-A：-39.7569.91-53.1-10.75

(298)/ifmkGsKkJ機(jī)o/--604.03-237.129-553.58-157.244

.(298)(298)s

B

△SeK=ZvSeK

={(-10.75)X2+(-53.1)-69.91-39.75}Jmol-\K-\

=-184.3Jmol-\K-i

.(298)(298)s叼，”6

B

△GeK=ZuAGoK

={(-157.244)X2+(-553.58)(--237.129)-(-604.03)}kJmol-\

=-26.91kJmol-i

(4)2

1

()0()

2

AgBrs=Ags+BrI

(298)/i",SoK/mol-AT-170.142.55152.231

(298)/ifm/^GoKkJmol-96.9000

,(298)(298)CB

B

△SoK=Zv'SeK

={152.231X

1

2

+42.55-170.1}Jmol-\K-\

=-54.1Jmol-iK-i

.(298)(298)〃，，必，”6

B

△GeK=ZuAGoK

=96.90kJmol-\

9、用錫石(SnO2)制取金屬錫，有建議可用下列兒種方法：

(1)單獨(dú)加熱礦石，使之分解。

(2)用碳(以石墨計(jì))還原礦石(加熱產(chǎn)生C02)。

(3)用H2(g)還原礦石(加熱產(chǎn)生水蒸汽)。

今希望加熱溫度盡可能低一些。試通過計(jì)算，說明采用何種方法為宜。

解：(1)單獨(dú)加熱礦石SnO2使之分解的溫度條件估算

SnOi(s)=Sn(s)+O2(g)

(298)/1fmkHeKkJ機(jī)-580.700

(298)/u,nSeA：Jmol-K-52.351.55205.138

.(298)(298)MB/,“8

B

△〃oK=Zv，A〃oK

=580.7kJmol-\

.(298)(298"“

B

△SOK=ZPSOK

=(205.138+51.55-52.3}Jmol-\K-\

=204.4Jmol-iK-i

依據(jù)()(298)(298)0rmrmr,n△GeT=△"oK-TASeK<

T>580.7Vmol-\/204.4Jmol-\K-i=2841K

(2)用碳還原礦石的溫度條件估算

22SnO(s)+C(s)=5n(s)+CO(g)

(298)/i/mAHeKkJ/no/--580.700-393.509

(298)/11,“SoKJmol-AT-52.35.7451.55213.74

,(298)(298)c

B

LHBKWVAHsK

={(-393.509)-(-580.7)}kJmol-\

=187.2ZJmol-\

,(298)(298)rMB,“B

B

△SoK=Ev，SeK

={213.74+51.55-5.74-52.3}Jmol-\K-i

=207.3Jmol-\KT

T>187.2kJmol-\/207.3Jmol-\K-i=903.0K

(3)用H2還原礦石的溫度條件估算

22zSnO(s)+2H(g)=S〃(s)+2H0(g)

(298機(jī)。/--580.700-241.818

(298)/11SoK/mol-K-52.3130.68451.55188.825

.(298)(298)c

B

AHOKWVAHOK

={(-241.818)-(-580.7)}kJmol-\

=97.1kJmol-\

.(298)(298)L”8

B

△SoK=ZvSoK

=(188.825+51.55-130.684-52.3}Jmol-iK-i

=115.5Jmol-\K-\

T>97.1kJmo"115.5Jmol-xK-=841K

依據(jù)計(jì)算，用用H2還原可使礦石分解溫度最低。

10、糖在新陳代謝過程中所發(fā)生的總反應(yīng)可用下式表示：

I222U222。"O(S)+12。(g)=12C。(g)+1140(/)

若在人體內(nèi)實(shí)際上只有30%上述總反加的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)變可轉(zhuǎn)變成為功

(非體積功)，則一食匙(3.8g)糖在體溫37℃時(shí)進(jìn)行新陳代謝，可以做多少功?

解：I222U222C”O(jiān)(S)+12。(g)=12co(g)+10(/)

(298)/1"心HsKkJmol-2225.50-393.509-285.83

(298)/?IMSOK/mol-K-360.2205.138213.7469.91

,(298)(298)「MB/,,,8

B

AHBKWVAHaK

={(-285.83)X11+(-393.509)X12-(-2225.5))kJmol-\

=-5640.7kJmol-\

,(298)(298)r,”…

B

ASoK=ZvSeK

={69.91X11+213.74X12-205.138X12-360.2}Jmol-\K-\

=512.03Jmol-iKT

()(298)(298)，，*，，，r,n\G§TxkHGK-T\SoK

(310)r,“AGeK=-5640.7。mol-\-(273+37)KX512.03Jmol-\K-\

=-5799.4kJmol-\

轉(zhuǎn)化為功(非體積功)M

122211

1222II

()

,(310)30%

()rm

mCHO

wGK

MCHO

=xAex

3.8

(5799.4)30%

342

g

kJmol

gmol

-X—x

=-19.3kJ

11、計(jì)算利用水煤氣制取合成天然氣的下列反應(yīng)在523K時(shí)(近似)的Ke值。

242CO(g)+3H(g)=CH(g)+H0(g)

解：可利用公式

()(298)(298)?△GoT=△"eK-TASoK

代入熱力學(xué)化學(xué)數(shù)據(jù)，先求出反應(yīng)的(523),”AGeK。

242CO(g)+3〃(g)=C"(g)+〃O(g)

(298)/if,nAHsKkJmo/-110.5250-74.81-241.818

(298)/11,“SoKJmol-K-197.674130.684186.264188.825

.(298)(298)-”B

={(-241.818)+(-74.81)-(-110.525)}kJmol-\

=-206.10kJmol-\

.(298)(298"“

B

△SOK=ZPSOK

=(188.825+186.264-130.684X3-197.674)Jmol-\K-i

=-214.637Jmol-\K-\

依據(jù)()(298)(298)rmrmrm△GeTb△”oK-TASoK

(523)(298)523(298)GOB△”oK-K△SeK

{-206.10-523X(-214.637)X10-3}kJmol-i

=-93.84kJmol-i

(93.84)1000

In21.6

8.314523

rmGJmol

K

RTJKmolK

9

e

=—A?-x=

x

Ke=2.36x109

12、某溫度時(shí)8.0molSO2和4.0molO2在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)生成S03氣體，測(cè)

得起始時(shí)和平衡時(shí)(溫度不變)系統(tǒng)的總壓力分別為300kPa和220kPa。試?yán)蒙?/p>

述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求該溫度時(shí)反應(yīng)：2232S。(g)+0(g)=ISO(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和SO2

的轉(zhuǎn)化率。

解：設(shè)平衡時(shí)SO3的物質(zhì)的量為xmol

223250(g)+0(g)=2S0(g)

起始時(shí)物質(zhì)的量/mol8.04.00

平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol8.0-x4.0-

2

x

X

在恒溫恒容條件下，系統(tǒng)總壓與系統(tǒng)的總物質(zhì)的量成正比，故

300kPa：220kPa=(8.0+4.0)：(8.0-x+4.0-

2

x

+X)

得x=6.4

SO2的轉(zhuǎn)化率為：

2

6.

80

4

8

%%

8

x

SO===

平衡時(shí)各物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為

2X”(SO)=(8.0-6.4)mol/(8.0-6.4+4.0-

6.4

2

+6.4)mol=

1.6

8.8

2Xeq(0)=(4.0-

6.4

2

)mol/(8.0-6.4+4.0-

6.4

2

+6.4)mol=

0.8

8.8

3Xe<l(S0)=6.4mol/(8.0-6.4+4.0-

6.4

2

+6.4)mol=

6.4

8.8

根據(jù)分壓定律，各氣體平衡時(shí)的分壓分別為

2Peq(SO)=

1.6

8.8

X220kPa=40kPa

2P?/(。)=

0.8

8.8

X220kPa=20kPa

3peq(SO)=

6.4

8.8

X220kPa=160kPa

2

22

()/

()/()/

eq

eqeq

pSOp

K

pSOppOp

e

o

ee

2

2

(160/100)

(40/100)x(20/100)

=80

13、已知下列反應(yīng)：

222AgS(s)+H(g)=2Ag(s)+HS(g)

在740K時(shí)的Ko=0.36。若在該溫度下，在密閉容器中將LOmolAg2s還原為銀,

試計(jì)算最少需用H2的物質(zhì)的量。

解：設(shè)最少需用H2的物質(zhì)的量為Xmol

222Ags(s)+H(g)=2Ag(s)+HS(g)

起始時(shí)物質(zhì)的量/mol1.0100

反應(yīng)中物質(zhì)的量的變化/mol-1.0-1.02.01.0

平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol0X-1.02.01.0

因在定溫定壓下，氣體的分壓之比為其物質(zhì)的量的比。故

2

2

()/1.0

0.36

()/(1.0)

eq

pHSpmol

K

pHpxmol

e

0

0===

x=3.8mol

*14、已知下列反應(yīng)：

21

222

()00();

()00();

FesCOgFeOsCOgK

FesHOgFeOsHgK

e

o

++

++

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為

標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為

在不同溫度時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)值如下:

T/K1Ko

2Ko

9731.472.38

10731.812.00

11732.151.67

12732.481.49

試汁算在上述各溫度時(shí)反應(yīng)：

CO2(g)+%(g)CO(g)+%O(g)

的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Ke,并說明此反應(yīng)是放熱還是吸熱的。

解：2Fe(s)+CO(g)Re。⑸+CO(g)(1)

22Fe(s)+H0(g)FeO(s)+H(g)(2)

⑴-⑵得

222CO(g)+H(g)CO(g)+〃O(g)(3)

根據(jù)多重平衡規(guī)則，有

312Ko=Ko/K。

各不同溫度時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)值如下：

T/K1K。

2Ke

312Ko=Ko/Ko

9731.472.380.618

10731.812.000.905

11732.151.671.29

12732.481.491.66

從計(jì)算結(jié)果得知，當(dāng)溫度升高時(shí)，3仆值增大，故反應(yīng)(3)是吸熱反應(yīng)。

15、已知反應(yīng)：

22

11

()0()

22

Hg+Clg^HClg

在298.15K時(shí)的?Ko=4.9義1016,(298.15)92.3=—-機(jī)。求在

500K時(shí)

的2Ko值(近似計(jì)算，不查,“So(298.15K)和加AGo(298.15K)數(shù)據(jù))。

解：根據(jù)范特霍夫等壓方程式，得

221

112

InKHTT

KRTT

00

e

A-

31

2

16I1

92.3110500298

ln()

4.9108.314500298

KJmolKK

JKmolKK

o-

?—x—

xx

=22.5

/Co=1.4x10o

16、利用標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)估算反應(yīng)：

222CO(g)+H(g)=CO(g)+H0(g)

在873K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。若系統(tǒng)中各組分氣體的分

壓為22P(CO)=p(H)=127kPa,2PleO)=p(HO)=16kPa(注意：此時(shí)系統(tǒng)不

一定處于平衡狀態(tài))，計(jì)算此條件下反應(yīng)的摩爾吉布斯函數(shù)變，并判斷反應(yīng)進(jìn)行

的方向。

解：222CO(g)+"(g)=CO(g)+"O(g)

(298)/?kHsKkJmo/-393.5090-110.525-241.818

(298)/11,“SoKJmol-/C-213.74130.684197.674188.825

.(298)(298)M8〃"B

B

AHGKWVAHSK

={(-241.818)+(-110.525)-(-393.509)}kJmol-\

=41.17kJmol-\

.(298)(298)L”8

B

△Sf)K=ZvSoK

={188.825+197.674-130.684-213.74}Jmol-iK-i

=42.08Jmol-iK-i

(873)(298)(298)eAGeKa△HeK-TASeK

=41.17Vmol-\-873Kx42.08Jmol-iKT=4.43kJmol-i

In(873)(873)/rmKoK=-AGoKRT

i

31I

4.43

8.31410873

kJmol

kJKmolK

x—x

=-0.610

Ke(873K)=0.54

()()ln(/>

rfnrtnB

B

^GT^AGOT+RTYIppo

2

1311

2

(76/100)

(873)4.438.31410873In

(127/100)E

kPakPa

GKkJmolkJKmolK

kPakPa

A=-+x---xx

=-3.0kJtnol-i

(873)(),,“△GK<,故此條件反應(yīng)正向正反應(yīng)進(jìn)行。

17、對(duì)于??個(gè)在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下是吸熱、嫡減的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，根據(jù)呂?查

德里原理判斷，反應(yīng)將向吸熱的正方向移動(dòng)；而根據(jù)公式555

△G9=A"o—TASo判

斷，將變得更正(正值更大)，即反應(yīng)更不利于向正方向進(jìn)行。在這兩

種矛

盾的判斷中，哪一種是正確的？簡(jiǎn)要說明原因。(提示：可參閱參考文獻(xiàn)(9)

上

冊(cè)417頁(yè))

解：前一種判斷是正確的。當(dāng)溫度改變時(shí)，應(yīng)用Ko來判斷平衡移動(dòng)的方向。由

范特霍夫等壓方程式221

II2

[nrm()KHTT

KRTT

00

0

=△-可知，Ke隨溫度的變化率只與MA”。

有關(guān)。當(dāng)即吸熱反應(yīng)，T升高，Ke變大，反應(yīng)將向正反應(yīng)(即吸熱

反應(yīng))移動(dòng)。

18、研究指出下列反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)為元反應(yīng)

2N0(g)+Cl2(g)^2NOCl(g)

(1)寫出該反應(yīng)的反應(yīng)速率方程。

(2)該反應(yīng)的總級(jí)數(shù)是多少？

(3)其他條件不變，如果將容器的體積增加到原來的2倍，反應(yīng)速率如何變化？

(4)如果容器體積不變而將NO的濃度增加到原來的3倍，反應(yīng)速率又將怎樣變

化？

解：22NO(g)+CI(g)-2NOCl(g)

(1)由于上述反應(yīng)為元反應(yīng)，據(jù)質(zhì)量作用定律：

{}{}?

iv=kc(NO)c(Cl)

(2)反應(yīng)的總級(jí)數(shù)n=2+l=3

(3)其他條件不變，容器的體積增加到原來的2倍時(shí)，反應(yīng)物濃度則降低為原

來的1/2。

{}(}

2

2

22

111

'()()()()

2

288

vkcNOcClkcNOcClv-fl［〕=={>

uu

即反應(yīng)速率為原來的1/8。

(4)若NO的濃度增加到原來的3倍，則

{}{}{}{}-

22u"=々3c(NO)c(Cl)=9kc(NO)c(C7)=9v

即反應(yīng)速率為原來的9倍。

19、已知某藥物是按一級(jí)反應(yīng)分解的，在25℃分解反應(yīng)速率常數(shù)4=2.09X

10-5h-io該藥物的起始濃度為94單位/cm.3,若其濃度下降至45單位/cm3,就無(wú)臨

床價(jià)值，不能繼續(xù)使用。問該藥物的有效期應(yīng)當(dāng)定為多長(zhǎng)？

解：根據(jù)公式In。

kt

c

=得

3

0

513

1194/

InIn

2.091045/

kc-/i-cm==

x

單位

單位

=3.52x10—4年

20、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在高溫時(shí)焦炭中碳與二氧化碳的反應(yīng)：

C+CO292C。

其活化能為167.4㈢mol-\,計(jì)算自900K升高到1000K時(shí)，反應(yīng)速率的變化。

解：由阿侖尼烏斯公式，得

{}{}-

2121

21

()

ln(