大学化学作业答案修订版911资料文档格式.docx

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纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压力[pΘ（100kPa）]下的状

态。

混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为pΘ时的状态。

纯液态（或纯固态）物质的标准态是指压力为pΘ下的纯液体（或纯固体）的状态。

溶液的标准态选1mol·

L–1。

因为化学反应中的能量以及状态函数改变是受许多条件（如温度、压力、浓度、聚集状态等）的影响，为了比较方便，国际上规定了物质的热力学标准态。

4．简述照明弹中的铝、镁、硝酸钠和硝酸钡等物质各起什么作用？

金属铝、镁在燃烧时,可以放出大量热（=–601.7kJ·

mol–1,=–1675.69kJ•mol–1）产生千度以上的高温，而反应放出的热量能使硝酸盐分解产生O2，又加速镁、铝的燃烧反应，使照明弹更加绚丽夺目。

在其中铝和镁作为还原剂；

氧气、硝酸钠和硝酸钡等作氧化剂。

5．通过计算说明，氧－乙炔焰为什么可以用于金属焊接和切割？

（5/2）O2+C2H2=2CO2+H2O（g）

/（kJ•mol–1）0226.7–393.5–241.8

rH=fH（生成物）－（反应物）

△rH=2×

（–393.5）+（–241.82）–226.7–0=–1255.5kJ·

mol–1

因反应放出大量热，可以熔化金属，所以可用于焊接或切割金属。

6．通过计算说明，为什么称硼的氢化物（硼烷），硅的氢化物（硅烷）是高能燃料[已知B2H6（g）的＝36.56kJ·

mol–1，B2O3（s）的＝–1132.55kJ·

mol–1；

SiH4（g）的＝34.31kJ·

mol–1，SiO2（s）的＝–910.7kJ·

mol–1]。

解：

B2H6（g）+3O2（g）=B2O3（s）+3H2O（g）

／（kJ·

mol–1）36.560–1132.55–241.82

△rH=–1132.55+3×

（–241.82）–36.56–0=–1894.57kJ·

SiH4（g）+2O2（g）=SiO2（s）+2H2O（g）

mol–1）34.310–910.7–241.82

△rH=–910.7+2×

（–241.82）–34.31–0=–1427.25kJ·

上述两个反应都放出大量热，因此B2H6（g）和SiH4（g）可以作为高能燃料。

7．已知下列反应的化学反应热

C（石墨）+O2（g）=CO2（g）ΔrHm

（1）=–393.5kJ·

H2（g）+（1/2）O2（g）=H2O（l）ΔrHm

（2）=–285.8kJ·

C2H6（g）+（7/2）O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）ΔrHm（3）=–1559.8kJ·

不用查表，计算由石墨和氢气化合生成1molC2H6（g）反应的ΔrHm。

解：

根据Hess定律ΔrHm（C2H6）=2ΔrHm

（1）+3ΔrHm

（2）–ΔrHm（3）

所以ΔrHm（C2H6）=2×

（–393.5）+3×

（–285.8）–（–1559.8）=–84.6kJ·

mol–1

8．在用硝石制硝酸时，下列反应同时发生

（1）KNO3（s）+H2SO4（l）=KHSO4（s）+HNO3（g）

（2）2KNO3（s）+H2SO4（l）=K2SO4（s）+2HNO3（g）

制得的硝酸中80%是由反应

（1）产生的，20%是由反应

（2）产生的。

问在25℃制取1kgHNO3（g）时将放出多少热量？

已知KNO3、H2SO4、KHSO4、HNO3（g）、K2SO4的标准生成焓依次为–494.63、813.99、–1160.6、135.6、–1437.79（kJ·

mol–1）。

KNO3（s）+H2SO4（l）=KHSO4（s）+HNO3（g）方程

（1）

/（kJ•mol–1）–469.63813.99–1160.6135.6

△rH

（1）=（–1160.6+135.6）–（–494.63+813.99）=–1344.36kJ·

2KNO3（s）+H2SO4（l）=K2SO4（s）+2HNO3（g）方程

（2）

/（kJ•mol–1）–469.63813.99–1437.79135.6

△rH

（2）=[–1437.79）+2×

（135.6）]–[2×

（–469.63）+813.99]=–1041.32kJ·

HNO3的相对分子量为63，1kgHNO3的物质的量n==15.9（mol）

制取1kgHNO3（g）时的反应热为

9．甘油三油酸脂是一种典型的脂肪，当它在人体内代谢时发生下列反应

C57H104O6（s）+80O2（g）=57CO2（g）+52H2O（l）

该反应的=–3.35×

104kJ·

mol–1，问如以当代男大学生平均每人每日耗能10125.3kJ，且以完全消耗这种脂肪来计算，每天需消耗多少脂肪？

每天消耗脂肪物质的量

该脂肪相对分子量为884；

每天消耗脂肪的质量为0.30×

884=267.0（g）

10．葡萄糖（C6H12O6）完全燃烧反应的方程式为

C6H12O6（s）+6O2（g）=6CO2（g）+6H2O（l）

该反应的=–2820kJ·

mol–1，当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热的约40%可用于肌肉活动的能量。

试计算一匙葡萄糖（以3.8g计）在人体内氧化时，可获得的肌肉活动能量。

葡萄糖相对分子量为180；

一匙葡萄糖（3.8g）的物质的量为3.8/180=0.021（mol）一匙葡萄糖被氧化放出的热量为

0.021=0.021×

2820=59.2kJ

可获得的肌肉活动能量59.2×

40%=23.7kJ

11．辛烷是汽油的主要成分，根据附录的有关数据计算下列两个反应的热效应，并从计算结果比较可以得到什么结论（已知：

（C8H18，l）=–218.97kJ·

mol–1）？

（1）完全燃烧C8H18（l）+O2（g）→CO2（g）+H2O（l）

（2）不完全燃烧C8H18（l）+O2（g）→C（s）+H2O（l）

据附录查得下列物质C8H18（l）,O2（g）,CO2（g）,C（s）,H2O（l）的标准生成焓变

分别为218.97kJ.mol–1,0,–393.5kJ.mol–1,0,–285.83kJ.mol–1

rH=fH（生成物）－fH（（反应物）

C8H18（l）+（25/2）O2（g）=8CO2（g）+9H2O（g）

/（kJ•mol–1）–218.970–393.5–285.83

△rH

（1）=8（–393.5）+9（-285.83）–0–（–218.97）=–5501.5kJ·

C8H18（l）+（9/2）O2（g）=16C（s）+9H2O（g）

/（kJ•mol–1）–218.9700–285.83

△rH

（2）=0+9（–285.83）–0–（–218.97）=-2353.5kJ.·

△rH

（1）>

>

△rH

（2），

结论：

完全燃烧放热量大。

第二章化学反应进行的方向和限度

1．下列说法是否正确？

如不正确，请说明原因。

（1）因为=ΔH，而ΔH与变化途径无关,，H是状态函数，所以也是

状态函数。

错,H是状态函数，但是焓变（ΔH）不是状态函数。

=ΔH只是数值关系。

热量、功以及状态函数的变量“Δ”都不是状态函数。

（2）单质的标准生成焓（）和标准生成吉布斯函数变（）都为零，

因此其标准熵（））也为零。

错，因H和G的绝对值还无法得到，因此采用相对值，根据定义，最

稳定单质的和都为零，而S有绝对值，除完美晶体在0K时的熵等

于0外，其它条件下的熵（包括标准熵）皆不为零。

但离子的熵也是相对值，

是以氢离子为相对标准（H+的=0）。

（3）对于纯固、液、气态物质而言，100kPa、298K是其标准态。

对。

虽然热力学标准态不指定温度，但是任何温度都有其对应的标准态。

（4）H、S、G都与温度有关，但ΔH，ΔS，ΔG都与温度关系不大。

错，一般认为反应的ΔH，ΔS与温度关系不大，但ΔG=ΔH–TΔS，所以ΔG与温度关系较大。

（5）等温等压条件下，用就可以判断任何一个化学反应的方向。

错，等温等压条件下用（>

0或<

0）判断反应方向，而不是用。

（6）化学反应进度可以度量化学反应进行的程度，所谓1mol反应是指各物质按化学反应方程式的计量关系进行的完全反应。

对

（7）与KC、KP在数值上是相等的，但量纲不一定相同，

（有关数值）KC与的数值相等；

当时，与的数值也

相等。

（有关量纲）没有量纲；

当时，KC与KP也都没有量纲；

但是时，KC与KP有量纲；

例如合成氨反应

设平衡时p（NH3）=247kPa；

p（N2）=1kPa；

p（H2）=10kPa。

Kp＝==6.1×

10－5（kPa）－2

假如单位用atm，Kp=6.1×

105atm2；

或用mmHg，Kp=1.06mmHg2。

Kθ=

=

可以看出时，Kp有量纲，且数值与KΘ不等。

（8）>

0，反应不能自发进行，但其平衡常数并不等于零。

>

0，只能说明在标准态下，过程不能自发进行。

在非标准态下，

而且||又不是很大时，不能用于判断反应方向。

可逆反应平衡常数都不应为零。

2．选择题（将正确答案的标号填入空格内）

（1）下列物理量属于状态函数的是。

①T②p③V④W⑤H⑥ΔH⑦S⑧G

:

答：

正确答案为①②③⑤⑦⑧。

（2）生产水煤气的反应为C（s）+H2O（g）===CO（g）+H2（g）

该反应的=131.3kJ·

mol–1，则该反应是（∵系统ΔH>

0，ΔS>

0）。

①低温下正向不自发，高温下正向自发；

②低温下正向自发，高温下正向不自发；

③任何温度下正向都自发；

④任何温度下正向都不自发

正确答案为①。

3．不用查表，将下列物质按标准熵值由大到小的顺序排列。

（1）Si（s）

（2）Br（l）（3）Br（g）

（3）>

（2）>

（1）

4．给出下列过程的，，的正负号（或零）

（1）电解水生成H2和O2；

（2）H2O（g）273KH2O（l）；

（3）H2O（l）268KH2O（s）

各变化量的符号如下表所示

+

（2）

–

（3）

5．SiC是耐高