工科大学化学练习习题及解答docxWord格式.docx
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mol-1，
26fm
2
3
fHmΘ＝-1132.55kJ·
mol-1；
SiH
4
B
O（s）的
（g）的
kJ·
mol-1，SiO2（s）的
fHmΘ＝-910.7kJ·
mol-1]。
解：
B2H6（g）+3O2
（g）=
3H2O（g）
fHm／（kJ·
mol-1）
36.56
fHmΘ＝34.31B2O3（s）+-1132.55
-241.82
△rHm=-1132.55+3×
（-241.82）–36.56–0=-1894.57
2H2O（g）
△rHm=-910.7+2
SiH4（g）+2O2（g）=SiO2（s）+
34.310-910.7
×
（-241.82）–34.31–0=-1428.65
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）rHm
（1）=-393.5kJ·
H2（g）+（1/2）O2（g）=H2O（l）rHm
（2）=-285.8kJ·
C2H6（g）+（7/2）O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）rHm（3）=-1559.8kJ·
不用查表，计算由石墨和氢气化合生成1molC2H6（g）反应的
rHm。
解:
根据Hess定律r
H
m
6
r
（1）+3
（C
H）=2
H
（2）-
rHm（3）
所以rHm（C2H6）=2×
（－393.5）+3×
（－285.8）－（－1559.8）=
－84.6kJmol·
-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
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）+H
SO（l）=KHSO（s）+HNO
（g）方程
（1）
fHm/（kJ?
mol-1）-494.63
813.99
-1160.6
135.6
rHm=
fHm（生成物）－
△rHm
（1）=（－1160.6+135.6）－（－494.63+813.99）=－1344.36kJmol·
2KNO3（s）+H2SO4（l）=K2SO4（s）+2HNO3（g）方程
（2）
mol-1）-494.63813.99-1437.79135.6
△rHm
（2）=[-1437.79]+2×
（135.6）]-[2×
（-469.63）+（813.99）]=－991.32kJmol·
HNO3的相对分子量为63,
1kgHNO3的物质的量n
1000
=63=15.9（mol）
制取1kgHNO3（g）时的反应热为
80%15.91344.3620%15.91041.322.04104kJ/kg
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rHm=-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
10125.3
n
0.302（mol）
rHm
33500
该脂肪相对分子量为884；
每天消耗脂肪的质量为：
0.302×
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rHmΘ=-2820kJ·
mol-1，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
rHm=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，据附录的有关数据计算下列两
个反应的热效应，并从计算结果比较得出结论（已知：
fHΘm
（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
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.molrHm=
9H2O（l）
-1
fHm（生成物）－fHm（（反应物）
C8H18（l）+（25/2）O2（g）=8CO2
（g）+
fHm（/kJ?
mol-1）-218.970-393.5-285.83
△rHm
（1）=8（-393.5）+9（-285.83）－0－（-218.97）=-5501.58kJ·
mol-1
C8H18（l）+（9/2）O2（g）=
16C（s）+
9H2O（l）
fHm/（kJ?
mol-1）-218.97
-285.83
△rHm
（2）=0+9（-285.83）－0－（-218.97）=2353.5kJ.·
mol-1
△rHm
（1）>
>
△rHm
（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
习题与解答
1．下列说法是否正确？
如不正确，请说明原因。
（1）因为QP=H，而H与变化途径无关，是状态函数，
所以qV也是
状态函数。
错,H是状态函数，但是焓变（
H）不是状态函数。
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
（fHmΘ）和标准生成吉布斯函数变
（fGmΘ）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fHmΘ
和fGmΘ都为零，而S有绝对值，除完美晶体
在OK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Sm=
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
关系不大。
错，一般认为反应的H，
H，S，G都与温度
S与温度关系不大，但G
=H-TS
所以G与温度有关。
（5）等温等压条件下，用rGΘm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rGm（>
0或<
0）判断反应方向，
而不是用rGΘm。
（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计反应方程式进行的完全反应。
对
（7）KΘ与KC、KP在数值上是相等的，但量纲不一定相同，
νB
（有关数值）KC与KΘ的数值相等；
当B
时，KP与KΘ的
数
值也相等。
（有关量纲）KΘ没有量纲；
当B
时，KC与KP也
B0
都没有量纲；
但是
时，KC与KP有量纲；
例如合成氨反应N2（g）
3H2（g）2NH3（g）
设平衡时
p（NH3）=247kPa；
p（N2）=1kPa；
p（H2）=10kPa。
PNH2
（Pa）2
247000（Pa）
－
Kp＝PN2PH2Pa（Pa）=
10000（Pa）
=6.1×
105（Pa）
假如单位用atm，Kp
=6.1×
105atm2；
或用mmHg，Kp
=1.06mmHg2。
（pNH3
p
）2
θ
p）（pH2
p）
K=（pN2
=
（247000/100000）
36.1
105
（1000/100000）（10000/100000）
Kθ不等。
可以看出B
时，Kp有量纲，且数值与
（8）rGΘm>
0，反应不能自发进行，但其平衡常数并不等于
rGΘm>
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|rGΘm|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①②③⑤⑦⑧。
①T②p③V④W⑤H⑥ΔH⑦S⑧G
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rHΘm=131.3kJ·
mol-1，则该反应是①（∵系统H>
0，S>
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SΘm值由大到小的顺序排
列。
（1）Si（s）
（2）Br（l）（3）Br（g）
ΘΘΘ
Sm（3）>
Sm
（2）>
Sm
（1）
ΘΘ
4．给出下列过程的rGm，rHm，
（1）电解水生成H2和O2；
（l）；
（3）H2O（l）268KH2O（s）
各变化量的符号如下表所示
rSΘm的正负号（或零）
273K
（2）H2O（g）H2O
rGmΘ
rHmΘ
rSmΘ
（1）
+
（2）
-
（3）---
5．SiC是耐高温材料，问以硅石（SiO2）为原料，在标准状态和298K时能否制得SiC。
SiO2
C=
SiC
+C
fGm/（
mol-1）
-856.67
-62.76
856.67）793.91kJmol-1
rGm
62.76（
＞0。
结论：
不能在此条件下制备SiC。
6．由二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法
（1）MnO2（s）+2H2（g）=Mn（s）+2H2O（g）
rHmΘ=37.22kJ·
rSmΘ=94.96J·
mol-1·
K-1
（2）MnO2（s）+2C（s）=Mn（s）+2CO（g）
rHmΘ=299.8kJ·
rSmΘ=363.3J·
试通过计算确定上述两个反应在298K、标态下的反应方向？
如果考虑工作温度越低越好，则采用那种方法较好？
（1）MnO2（s）+2H2（g）=Mn（s）+2H2O（g）
△rGm=△rHm－T△rSm=37.22kJ·
mol-1－298×
94.96×
10
-3=8.922（kJ·
mol-1）
（2）MnO2（s）+2C（s）=Mn（s）+2CO（g）
△rGm=△rHm－T△rHm=299.8―298×
363.310×
–3=191.5
上述两个反应的
rGm均大于0，所以298K，100kPa下反应
都不能自发正向进行。
T转1
37.22
391.95
rSm
94.96103
（K）
T转2
299.8
825.2（K）
363.3
103
若考虑工作温度越低越好，易采用方程
（1）的方法。
7．汞的冶炼可采用朱砂（HgS）在空气中灼烧
2HgS（s）+3O2（g）=2HgO（s）+2SO2（g）
而炉中生成的HgO又将按下式分解
2HgO（s）=2Hg（g）+O2（g）
试估算炉内的灼烧温度不得低于多少时，才可以得到Hg（g）？
已知HgS（s），HgO（s）的fHΘm分别是-58.2kJ·
mol-1，-90.83kJ·
fGΘm分别是-50.6，-58.56（kJ·
mol-1）；
SΘm分
别是82.4J·
mol-1·
K-1和70.29J·
K-1。
查表得
2HgS（s）+3O2=
2HgO
+2SO
fHm
/（kJ·
mol-1）-58.2
-90.83
-297.04
Sm/（J·
mol-1·
K-1）82.4
205.03
70.29
248.11
659.34kJmol-1
（297.04）
2（
90.83）
（58.2）0
3205.03
282.4
143.09Jmol1K1
rHm＜０；
rSm＜0
，低温自发，高温非自发。
T转
659.34
4607.9K
143.09
结论
（1）：
当升温至T
＞4607.7K
时,反应由自发转变为
非自发。
2Hg
+O2
90.83
Sm
J·
mol-1·
K-1
76.02
02
181.66kJ
76.02205.03
270.29
216.49J
mol1K1
rHm＞０；
rSm＞
0，低温非自发，高温自发。
181.66
839.11K
216.49
；
结论（２）当升温至
T＞839.11K
时,反应由非自发转变为自
发进行。
所以，当
839.11K＜T＜4607.9K
时。
才可得到Hg（g）。
8．汽车尾气中含有
CO，能否用热分解的途径消除它？
1
已知热分解反应为
CO（g）=C（s）+
2O2（g），该反应
的rHmΘ=110.5kJ·
mol-1，rSmΘ=-
89J·
mol-1·
K-1。
∵△rGm=△rHm-T△rSm，此反应△rHm＞0，△rSm＜
1∴△rGm永远大于零，说明此反应在任何温度下反应都不能自
发进行，又因rGm（298K）173.0kJmol1
0，K
很小（9.5×
10-25），平衡产率很低，故不能用热解法除
CO。
9．在298K，100kPa条件下，金刚石和石墨的标准熵分别为
----
为-395.40kJ·
mol-1和-393.51kJ·
mol-1，试求：
（1）在298K，100kPa条件下，石墨变成金刚石的rGΘm。
（2）说明在上述条件下，石墨和金刚石那种晶型较为稳定？
已知:
Sm（石）=5.71Jmol·
1·
K-1,Sm（金）=2.45Jmol·
-1·
K-1
C（石）+O2
（g）=CO
△rH
（1）=-39351kJmol·
C（金）+O2
△rHm
（2）=-395.40kJmol·
方程
（1）
—方程
（2）得方程（3）C（石）→C（金）
根据Hess
定律
该反△rH
m（3）=△rHm
（1）
-△rHm
（2）
=
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