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

1、103 m3mol3125.7 kJmol1 该反应的标准摩尔焓变为125.7 kJ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7513 kJ/mol，试计算这个燃烧反应的功率 1马力754.7瓦（即J/s ） 功率 1.62108千瓦2.15108马力这个燃烧反应的功率是2.151 （米制）马力（hp）735.499瓦（W）。3.4 已知Al2O3 （s） 和MnO2 （s） 的标准摩尔

2、生成热为1676 和521 kJmol1，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 4 Al（s） + 3 MnO2 2 Al2O3 （s） + 3 Mn（s） 可知rHm 2f Hm Al2O3 （s） 3f Hm MnO2 （s） 2（1676）3（521） kJ/mol1789 kJ/mol Qpn rHm 1 g 铝与足量MnO2 （s） 反应（铝热法）产生的热量为16.6 kJ。3.5 已知Cl1的标准摩尔生成焓为167.5 kJmol1计算l mol HCl （ 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 （

3、 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。） rHm rHm Cl1 （aq） f Hm HCl （g） 167.5（92.307） kJ/mol 75.2 kJ/moll mol HCl溶于足量的水释放的热量为75.2 kJ。如果答1 mol HCl（g）溶于足量的水释放的热量为75.2 kJmol1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） +

4、4HF（ g ） rHm f Hm SiO2（s）+4f Hm HF（ g ）f Hm SiF4（g）2f Hm H2O （l） 910.94+4（271.1）（1615.0）2（285.830） kJ/mol 191.32摩尔反应焓为191.32 kJmol1 （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）f Hm/kJ/mol 543.0 6

5、91.1 rHm f HmCa2+（aq）+2f HmHCO3（aq）f HmCaCO3 （s）f HmCO2（g）f Hm H2O （l） 543.0+2（691.1）（1206.9）（393.5）（285.8） kJ/mol 39.2 kJ/mol 反应的标准摩尔反应焓为39.2 kJ3.8 火柴头中的P4S3 （s）燃烧热为3677 kJmol1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）cHmP4S3 （s）f HmP4O10（s） + 3f HmSO2

6、（s）f HmP4S3 （s）所以f Hm P4S3 （s）f Hm P4O 10（s）+3f Hm SO2（s） cHm P4S3 （s） 2984.0+3（296.830（3677） kJ 197.4 kJP4S3 （s）的标准摩尔生成焓为197.4 kJmol1。3.9 诺贝尔（Alfred Nobel 18331896） 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355

7、kJmol1，计算爆炸反应的表征摩尔反应焓 rHm 10f Hm H2O（g）+12f Hm CO2 （g） 4f Hm C3H5 （NO3）3 （l） 10（241.818）+12（393.505）4 （355） kJ/mol 5.72103 kJ爆炸反应的标准摩尔反应焓为5.723.10 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）。 rHm f Hm Ca（OH）2（s） f Hm H2O （l） f Hm CaO （s） （985.2） （285.83） （635.09） kJ64.3

8、kJQpnrHm 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1273 kJmol1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）6 CO2 （g）+6 H2O （l）rHm 6f Hm CO2 （g） +6f Hm H2O（l） f Hm C6H12O6（s） 6（393.505）+ 6（285.83） （1

9、273） kJ 2803 kJ它的燃烧热是2803 kJ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）6 CO2 （g）+6 H2O （l）的标准摩尔反应自由能为2840kJmol1，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 ：fGm C6H12O6（s）6fGm CO2 （g） +6fGm H2O（l） rGm6（394.359）+ 6（237.129）（2840） kJ949 kJ

10、标准摩尔生成自由能为949 kJmol1，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949 kJmol1，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493.7 kJ mol1，仅利用这些数据判断NO 在常温常压下能否自发分解。 rHm 2解离Hm NO （g） 解离Hm O2 （g） 解离HmN2 （g）631.8941.7493.1 kJ 171.2 kJmol10 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

11、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（steam gasCO与H2的混合气体）； （ 6 ）甲烷与氧气反应生成合成气（syngasCO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TrSm rHmrGm2803（2840） kJmol1所以rSm 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

12、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 ） WmaxrGmrGm CO （g）137.2 kJ （ 2 ） rSm Sm CO （g） 1/2Sm O2 （g） Sm C（石墨）197.6741/2205.1385.740 Jmol1K189.365 Jmol1K1 Q TrSm 298K89.365 Jmol1K1 26.23 Jmol1反应吸热 （ 3 ） rHmTrSm +rGm（26.23137.168） kJmol1110.54 kJmol1 （ 4 ） rHmrHmTrSm +rGm 因为Q TrSm W有用rGm 所以rHmQ+ W有用当W有用0时，rHmQ即H是在不做有用功的条件下洲里的反应热。这个电池可