北师大无机化学四版习题答案3章化学热力学Word文档下载推荐.docx
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10－3m－3·
mol－3
＝－125.7kJ·
mol－1
该反应的标准摩尔焓变为－125.7kJ·
评注：
此题告诉我们，对于包含气体总量变化的化学反应，其焓变和热力学能变（内能变化）是不同的。
3.3人类登月使用的阿波罗火箭的第一级火箭使用了550吨煤油在2.5分钟内与氧气发生燃烧反应产生巨大推力。
以C12H26（l）为煤油的平均分子式的燃烧热为－7513kJ/mol，试计算这个燃烧反应的功率[1马力＝754.7瓦（即J/s）]
功率
＝1.62×
108千瓦＝2.15×
108马力
这个燃烧反应的功率是2.15×
1（米制）马力（hp）＝735.499瓦（W）。
3.4已知Al2O3（s）和MnO2（s）的标准摩尔生成热为－1676和－521kJ·
mol－1，计算l克铝与足量的MnO2（s）反应（铝热法）产生的热量。
由化学反应方程式
4Al（s）+3MnO2＝2Al2O3（s）+3Mn（s）可知
ΔrHm＝2ΔfHm[Al2O3（s）]－3ΔfHm[MnO2（s）]
＝[2×
（－1676）－3×
（－521）]kJ/mol
＝－1789kJ/mol
∴Qp＝nΔrHm＝
1g铝与足量MnO2（s）反应（铝热法）产生的热量为－16.6kJ。
3.5已知Cl－1的标准摩尔生成焓为－167.5kJ·
mol－1计算lmolHCl（g）溶于足量的水释放多少热？
[注]计算得到的值为氯化氢的溶解热：
HCl（g）的标准摩尔生成焓可从表中查获。
假设水量的多少与水合反应的程度无关（事实上是有关的，因此溶解热的数值通常设定为无限稀释。
）
ΔrHm＝ΔrHm[Cl－1（aq）]－ΔfHm[HCl（g）]
＝[－167.5－（－92.307）]kJ/mol
＝－75.2kJ/mol
lmolHCl溶于足量的水释放的热量为－75.2kJ。
如果答1molHCl（g）溶于足量的水释放的热量为－75.2kJ·
mol－1就有2处错误。
3.6用标准摩尔生成焓的数据计算SiF4（g）与足量H2O（l）反应生成SiO2（s）和HF（g）的摩尔反应焓。
反应方程式为
SiF4（g）+2H2O（l）＝SiO2（s）+4HF（g）
ΔrHm＝ΔfHm[SiO2（s）]+4ΔfHm[HF（g）]－ΔfHm[SiF4（g）]－2ΔfHm[H2O（l）]
＝[－910.94+4×
（－271.1）－（－1615.0）－2×
（－285.830）]kJ/mol
＝191.32
摩尔反应焓为191.32kJ·
mol－1
（SiF4（g）标准摩尔生成焓的数据来源：
《实用化学手册》，科学出版社，第一版）
3.7用下列数据并查相关数据表计算石灰岩[以CaCO3（方解石）计]被CO2（g）溶解发育成喀斯特地形的如下反应的标准摩尔反应焓：
CaCO3（s）+CO2（g）+H2O（l）＝Ca2+（aq）+2HCO3－（aq）
ΔfHm/kJ/mol －543.0 －691.1
ΔrHm＝ΔfHm[Ca2+（aq）]+2ΔfHm[HCO3－（aq）]－ΔfHm[CaCO3（s）]－ΔfHm[CO2（g）]
－ΔfHm[H2O（l）]
＝[－543.0+2×
（－691.1）－（－1206.9）－（－393.5）－（－285.8）]kJ/mol
＝－39.2kJ/mol
反应的标准摩尔反应焓为－39.2kJ·
3.8火柴头中的P4S3（s）燃烧热为－3677kJ·
mol－1［注燃烧产物为P4O10（s）和SO2（s）]，查表计算P4S3（s）的标准摩尔生成焓。
反应化学方程式为P4S3（s）+8O2（g）＝P4O10（s）+3SO2（s）
ΔcHm[P4S3（s）]＝ΔfHm[P4O10（s）]+3ΔfHm[SO2（s）]－ΔfHm[P4S3（s）]
所以ΔfHm[P4S3（s）]＝ΔfHm[P4O10（s）]+3ΔfHm[SO2（s）]－ΔcHm[P4S3（s）]
＝[2984.0+3×
（－296.830－（－3677）]kJ·
＝－197.4kJ·
P4S3（s）的标准摩尔生成焓为－197.4kJ·
mol－1。
3.9诺贝尔（AlfredNobel1833－1896）发明的炸药爆炸，可使产生的气体因热膨胀体积增大1200倍，其化学原理是硝酸甘油发生如下分解反应：
4C3H5（NO3）3（l）＝6N2（g）+10H2O（g）+12CO2（g）+O2（g）
已知C3H5（NO3）3（l）的标准摩尔生成焓为－355kJ·
mol－1，计算爆炸反应的表征摩尔反应焓
ΔrHm＝10ΔfHm[H2O（g）]+12ΔfHm[CO2（g）]－4ΔfHm[C3H5（NO3）3（l）]
＝[10×
（－241.818）+12×
（－393.505）－4×
（－355）]kJ/mol
＝－5.72×
103kJ·
爆炸反应的标准摩尔反应焓为－5.72×
3.10生石灰的水化反应放出的热足以将纸张着火或鸡蛋煮熟。
查表计算500g（1市斤）生石灰（s）与足量的水生成熟石灰（s）放出的热（注：
可忽略溶解反应）。
ΔrHm＝ΔfHm[Ca（OH）2（s）]－ΔfHm[H2O（l）]－ΔfHm[CaO（s）]
＝[（－985.2）－（－285.83）－（－635.09）]kJ·
＝－64.3kJ·
Qp＝nΔrHm＝
500g（l市斤）生石灰（s）与足量的水生成熟石灰（s）放出－574.1kJ的热最。
（Ca（OH）2（s））标准摩尔生成治的数据来源：
《实用化学手册》，科学出版社，第一版）
3.11生命体的热源通常以摄入的供热物质折合成葡萄糖燃烧释放的热最．已知葡萄糖[（C6H12O6）（s）]的标准摩尔生成治为－1273kJ·
mol－1．利用本书附表数据计算它的燃烧热．
反应的化学方程式为C6H12O6（s）+6O2（g）＝6CO2（g）+6H2O（l）
ΔrHm＝6ΔfHm[CO2（g）]+6ΔfHm[H2O（l）]－ΔfHm[C6H12O6（s）]
＝[6×
（－393.505）+6×
（－285.83）－（－1273）]kJ·
＝－2803kJ·
它的燃烧热是2803kJ·
题面的“燃烧”是一种不确切的用词，“燃烧”是发光放热的激烈氧化还原反应，体内的葡萄糖氧化反应显然不是激烈氧化还原反应．并不发光。
3.12经测定，葡萄糖完全氧化反应：
C6H12O6（s）+6O2（g）＝6CO2（g）+6H2O（l）的标准摩尔反应自由能为－2840kJ·
mol－1，试查出产物的标准生成自由能，计算葡萄糖的标准摩尔生成自由能。
将所得数据与上题的生成焓数据作比较。
解：
ΔfGm[C6H12O6（s）]＝6ΔfGm[CO2（g）]+6ΔfGm[H2O（l）]－ΔrGm
＝[6×
（－394.359）+6×
（－237.129）－（－2840）]kJ·
＝－949kJ·
标准摩尔生成自由能为＝－949kJ·
mol－1，比上题生成焓数据相比较小．
萄萄糖的标准摩尔生成自由能为＝－949kJ·
mol－1，而上题给出的葡萄糖标准摩尔生成治为－1273kJ/mol。
3.13已知N2、NO和O2的解离始分别为941.7、631.8和493.7kJ·
mol－1，仅利用这些数据判断NO在常温常压下能否自发分解。
ΔrHm＝2Δ解离Hm[NO（g）]－Δ解离Hm[O2（g）]－Δ解离Hmθ[N2（g）]
631.8－941.7－493.1]kJ·
＝－171.2kJ·
mol－1＜0
反应2NO＝N2+O2是个熵变不大的反应，故其自发性可用始变来衡量．该反应放热，故NO在常温常压下能自发分解。
这只是热力学趋势，并未讨论在动力学上是否事实上发生。
3.14预计下列反应是熵增反应还是熵减反应？
不能预计的通过标准熵进行计算。
（l）葡萄糖燃烧：
（2）乙炔燃烧：
（3）碳酸氢钠分解：
（4）铁丝燃烧（5）甲烷与
水蒸气反应生成水煤气（steamgas－CO与H2的混合气体）；
（6）甲烷与氧气反应生成合成气（syngas－CO与H2的混合气体）。
（l）熵增反应：
由5.23，24题中标准摩尔反应自由能和标准摩尔反应始数据计算可知
TΔrSm＝ΔrHm－ΔrGm＝[－2803－（－2840）]kJ·
mol－1>
所以ΔrSm>
0，反应是熵增反应；
（2）熵减反应；
（3）熵增反应；
（4）熵减反应；
（5）熵增反应；
（6）熵增反应。
3.15查阅热力学数据表，试回答，若在常温下将碳（石墨）氧化为一氧化碳的反应做成燃烧电池，这个电池可以提供的最大电能多大？
在电池放电时，吸热还是放热？
这个电池的焓变多大？
是正值还是负值？
由此题你对焓的概念有什么新的认识？
（1）Wmax＝－ΔrGm＝－ΔrGm[CO（g）]＝137.2kJ·
（2）ΔrSm＝Sm[CO（g）]－1/2Sm[O2（g）]－Sm[C（石墨）]
＝[197.674－1/2×
205.138－5.740]J·mol－1·K－1
＝89.365J·mol－1·K－1
∴Q＝TΔrSm＝298K×
89.365J·mol－1·K－1＝26.23J·mol－1
反应吸热
（3）ΔrHm＝TΔrSm+ΔrGm
＝（26.23－137.168）kJ·
mol－1＝－110.54kJ·
mol－1<
（4） ΔrHmΔrHm＝TΔrSm+ΔrGm
因为Q＝TΔrSmW有用＝－ΔrGm
所以ΔrHm＝Q+W有用
当W有用＝0时，ΔrHm＝Q
即ΔH是在不做有用功的条件下洲里的反应热。
这个电池可
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