工科大学化学练习习题及解答docxWord格式.docx

1、mol - 1，2 6 f m23f H m - 1132.55 kJmol - 1；SiH4BO （ s）的（ g）的kJ mol - 1， SiO 2（ s）的f H m - 910.7kJ mol - 1 。解：B2H6（ g） + 3O2（g） =3H2O（ g）f H m （ kJ mol -1 ）36.56fH m 34.31 B 2O3（s） + -1132.55-241.82 r H m = -1132.55+3 （-241.82） 36.56 0 = - 1894.572H2O（ g）rH m = -910.7 + 2SiH 4（g） + 2O 2（g） = SiO2（ s）

2、 +34.31 0 -910.7 （-241.82） 34.31 0 = - 1428.65上述两个反应都放出大量热，因此 B 2H 6（ g）和 SiH 4（ 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）= CO 2（ g） rH m（1） = - 393.5 kJ H2（ g）+ （1/2） O 2（g）=H 2O（ l） rH m（2） = - 285.8 kJ C2H 6（ g）+（7/2）O 2（g）=2CO 2（g）+3H 2O（l） rH m （3） = - 1559.8 kJ 不用查表，计算由石墨和氢气化合生成 1mol C 2H6（ g）反应的r

3、 H m。解: 根据 Hess 定律rHm6r（1） + 3（CH ） = 2H （2） -r H m （3）所以 r Hm （C2H 6） = 2（ 393.5） + 3（ 285.8）（1559.8） =84.6 kJ mol -18在用硝石制硝酸时，下列反应同时发生（1） KNO 3（ s） + H 2SO4（l ）= KHSO 4（s） + HNO 3（g）（2） 2KNO 3（s） + H 2SO4（l）= K 2SO4（s）+ 2HNO 3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 1kgHNO 3（g）时将放出多少热量？已知 K

4、NO 3、H2SO4、KHSO 4、HNO 3（g）、K 2SO4 的标准生成焓依次为- 494.63、 813.99、- 1160.6、135.6、- 1437.79（ kJ mol - 1）。KNO 3（s）+HSO （ l）= KHSO （ s）+ HNO（g）方程（ 1）f H m /（kJ ?mol -1） -494.63813.99-1160.6135.6r H m =f H m （生成物 ）r H m （1） = （ 1160.6 +135.6 ） （ 494.63 + 813.99 ） = 1344.36 kJ mol2KNO 3（ s）+H 2SO4（ l）= K 2SO4（

5、s）+2HNO 3 （g）方程（ 2）mol -1） -494.63 813.99 -1437.79 135.6rH m （2）= -1437.79+ 2（135.6）- 2 （-469.63） +（813.99）= 991.32 kJ molHNO 3 的 相 对 分 子 量 为 63,1 kg HNO 3 的 物 质 的 量 n1000= 63 =15.9 （mol）制取 1 kg HNO 3（g）时的反应热为80% 15.9 1344.36 20% 15.9 1041.32 2.04 10 4 kJ / kg9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C57H 104O

6、6（s）+ 80 O 2（g）= 57CO 2（g）+52H 2O（l）该反应的 r H m = - 3.35 10 4 kJ 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10125.3n0.302（mol）r H m33500该脂肪相对分子量为 884； 每天消耗脂肪的质量为： 0.302884=267.0 （g）10葡萄糖（ C6H12O6）完全燃烧反应的方程式为C6H 12O 6（ s） + 6O 2（ g） = 6CO 2（ g）+ 6H 2O （l）该反应的 r H m = - 282

7、0 kJ 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0.021r H m = 0.021 2820= 59.2 kJ可获得的肌肉活动能量59.240% = 23.7 kJ11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： f H m（C8H18， l） =- 218.97 kJ mol - 1）？（1）完全燃烧C8H 18

8、（l）+ O 2（g） CO 2（g）+ H 2O（l）（2）不完全燃烧 C8H 18（l ） + O2（ g） C（ s） + H 2O据附录查得下列物质 C8H18（l）, O 2 （g） , CO 2 （g）,C（s）, H 2O（l ）的标准生成焓变分别为 218.97kJ.mol -1, 0, 393.5 kJ.mol -1,0, 285.83 kJ.mol r H m =9H2O（ l）-1f H m （生成物 ） f H m （反应物）C8H18（l ）+（ 25/2）O 2（ g）= 8CO 2（g） +f H m（/kJ ?mol -1）-218.97 0 - 393.5 -

9、 285.83rH m （1）= 8 （ - 393.5） + 9 （ - 285.83） 0 （ -218.97） = -5501.58 kJ mol -1C8H 18（ l）+（9/2）O2（g）=16C （ s） +9H2O（l）f H m / （ kJ ? mol -1 ）-218.97- 285.83r H m （2）= 0 + 9 （ - 285.83 ） 0 （ - 218.97） = 2353.5 kJ. mol -1 r H m （1） rH m （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

10、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“”都不是状态函数。（ 2）单质的标准生成焓（ f H m ）和标准生成吉布斯函数变（ f G m）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f H m和 f G m 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，10

11、0kPa、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- T S所以 G 与温度有关。（5）等温等压条件下， 用 rG m 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r G m（0 或 0，反应不能自发进行，但其平衡常数并不等于 r G m 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 | r Gm | 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

12、号填入空格内）（1）下列物理量属于状态函数的是 。T p V W H H S G正确答案为 。（2）生产水煤气的反应为 C（s）+ H 2O（ g）= CO （g）+ H 2（ g）该反应的 r H m= 131.3 kJ mol - 1，则该反应是 （系统 H 0， S 0 ）。低温下正向不自发， 高温下正向自发； 低温下正向自发，高温下正向不自发； 任何温度下正向都自发； 任何温度下正向都不自发正确答案为。3不用查表，将下列物质按标准熵 Sm 值由大到小的顺序排列。（1）Si（ s） （2） Br （l） （ 3） Br （g） Sm （3）Sm （ 2）Sm （ 1） 4给出下列过程的

13、r G m ， r H m ，（1）电解水生成 H2 和 O2；（l）；（3）H 2O（l） 268K H2O（ s）各变化量的符号如下表所示r Sm 的正负号（或零）273K（ 2）H 2O（ g） H 2Or G mr H mr Sm（1）+（2）-（3） - - -5 SiC 是耐高温材料，问以硅石（ SiO 2）为原料，在标准状态和 298K 时能否制得 SiC 。SiO 2C =SiC+ Cf Gm /（mol -1）-856.67-62.76856.67） 793.91k J mol -1r Gm62.76 （ 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

14、列两种方法（1）MnO 2（s） + 2H 2（ g）= Mn （s） + 2H 2O（ g）r H m =37.22 kJr Sm =94.96Jmol -1K - 1（2）MnO 2（s） +2 C（ s）= Mn （s） + 2CO （ g）r H m =299.8 kJ r Sm=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）MnO 2（s） + 2H 2 （g） = Mn（s） + 2H 2O（g）rG m = r H m T r S m =37.22kJ mol -1 29894.96 10-3=8.92

15、2 （kJ mol -1）（2） MnO 2（s） + 2C（s） = Mn（s） + 2CO（g） rG m = rH m T rH m = 299.8 298 363.3 10 3 = 191.5上述两个反应的r G m 均大于 0，所以 298K ，100 kPa 下反应都不能自发正向进行。T转137.22391.95r Sm94.96 10 3（K ）T转 2299.8825.2 （K ）363.310 3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

16、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 f H m 分别是 - 58.2 kJ mol - 1， - 90.83 kJ f G m 分别是 - 50.6，- 58.56（ kJ mol - 1）；Sm 分别是 82.4 Jmol - 1 K - 1 和 70.29 JK - 1。 查表得2HgS（ s） + 3O2 =2HgO+ 2SOf H m/（ kJ mol -1 ） -58.2- 90.83-297.04Sm /（ J mol -1 K -1

17、） 82.4205.0370.29248.11659.34 k J mol -1（ 297.04）2 （90.83）（ 58.2） 03 205.032 82.4143.09 J mol 1 K 1r H m ；r Sm 0， 低温自发，高温非自发。T转659.344607.9K143.09结论（ 1）：当升温至 T 4607.7K时, 反应由自发转变为非自发。2Hg+ O290.83SmJ mol -1 K -176.020 2181.66kJ76.02 205.032 70.29216.49Jmol 1K 1r H m ；r Sm 0 ， 低温非自发，高温自发。181.66839.11K2

18、16.49；结论（）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） +2 O2（g），该反应的r H m= 110.5 kJ mol - 1，r Sm =-89J mol - 1K - 1 。 r G m =rH m - TrSm ， 此反应 rH m 0， rSm 1rG m 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r Gm （298 K）173.0 kJ mol 1 0， K很小（ 9.510-

19、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- 395.40 kJmol - 1 和- 393.51 kJ mol - 1，试求：（1）在 298K ，100kPa 条件下，石墨变成金刚石的 r G m 。（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）=5.71J mol 1K -1, S m （金 ）=2.45 J mol -1K -1C（石）+O2（g）=COrH（1） = - 39351 kJ molC（金）+O2r H m （2）= - 395.40 kJ mol 方程 （1）方程（2） 得方程（ 3） C（石）C（金）根据 Hess定律该反 rHm （3）= rH m （1）- rH m （2）=