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1、习题1. 某系统由A 状态变至B 状态共经历了三步。 （ 1） 放热 300kJ， 环境对系统做功100kJ；（2）吸热 450kJ，体积不变； （3）系统对环境做功500kJ，无热量变化。试计算该系统热力学能的变化量U。解：( 200450500)300UkJ2. 1.435g 萘 （C10H8） 与适量的氧气一起放入弹式量热计中进行反应。水浴中盛水2000g，反应后，水温由20.17升高 25.84，已知量热计热容为1.80kJ-1，如忽略温度计、搅拌器等吸收的少量热，试计算1mol 萘燃烧反应的恒容热效应。解：4(4.18420001800)(25.8420.17)J5.76510 JQ
2、46-1128(5.765 10)5.14 10 J mol1.435vQU3.葡萄糖的发酵反应如下：6126252C H O (s)=2C H OH(l)+2CO(g),1mol 葡萄糖的发酵反应产生的热力学能变化为-72.8kJmol-1，试计算1mol 葡萄糖在25， 100kPa 下的恒压热效应。解：7280028.31429867.845pQkJmol-14. 比较下列各组物质中，何者有更大的焓值：（1）273K 1mol CO(g) 和 373K 的 1mol CO(g) H高温物H低温物；0H；（2）1mol C6H6（l）和 1mol C6H6 (g) H气H液H固， ；0H；
3、（3）1mol 反应 CaCO3（s） CaO（ s）+ CO2(g)的生成物和反应物此反应为吸热反应， ；0H；（4）1mol 反应I2（g）+H2（g） 2 HI(g) 的生成物和反应物此反应为放热反应， ；0H。5. 利用标准生成焓fm H数据，计算下列反应的标准热效应：（1）N2O4(g)+3CO(g) N2O(g)+3CO2(g) fmH/ kJ mol-19.16 -110.52 81.05 -393.14 rmfmfm()()()()HHH生成物反应物=-775.97 kJ mol-1（2）2FeO(s)+CO2(g)Fe2O3(s)+CO(g) fmH/ kJ mol-1-27
4、1.96 -393.14 -824.25 -110.52 rmfmfm()()()()HHH生成物反应物=2.29kJ mol-1（3）CH4(g)+4CuO(s) CO2(g)+2H2O(l)+4Cu(s) fmH/ kJ mol-1-74.81 -157.32 -393.14 -285.83 0 rmfmfm()()()()HHH生成物反应物=-260.71 kJ mol-1（4）2NaHCO3Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l) fmH/ kJ mol-1-950.81 -1130.68 -393.14 -285.83 rmfmfm()()()()HHH生成物反应物=91.97
5、kJ mol-16. 已知反应SiO2(s)+3C(石墨 )SiC(s)+2CO(g) ，rmH618kJmol-1，试用附录二中的有关数据计算SiC 的标准生成焓，并与附录中的SiC 的标准生成焓相比较。解：rmfmfmfmfmfmfm2fm()()()()(SiC,s)+2(CO,s)-3(C,s)-(SiO ,s)618(SiC,s)6182(-110.52)+3 0( 910.94)HHHHHHHH生成物反应物= -71.9 kJ mol-1查表得fmH(SiC, 立方 )= -73.2 kJ mol-1fmH(SiC, 六方 )= -65.3 kJ mol-17. 根据表 2.1 中
6、 C2H6(g) 和 C2H4(g) 的标准燃烧焓数据，计算反应C2H4(g)+ H2(g) C2H6(g)的标准热效应。解：rm137.03HkJ mol-18.利用表 2.1 中乙醇（ C2H5OH(l) ）的标准燃烧焓数据及CO2(g)、H2O(l) 的标准生成焓数据计算乙醇在298K 下的标准生成焓。解：fm25(C H OH)276.87HkJ mol-19. 已知CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l); rm 1H，= -870.3 kJ mol-1C(石墨 )+ O2(g) CO2(g); rm 2H，= -393.5 kJ mol-1H2(g)+1/2
7、O2(g) H2O(l); rm 3H，= -285.8 kJ mol-1求 2C(石墨 )+2 H2(g)+O2(g) CH3COOH(l) 的rm 4H，。解：2(2)2(3)(1)=(4) rm 4rm 2rm 3 rm 1H2(H+H)H，= -488.3 kJ mol-110. 煤的气化技术是由下列热化学反应组成，由碳与水反应生成甲烷。已知：CO（g）+H2O（g） CO2(g)+H2(g)，rm 1H，= -41.4kJmol-1C（石墨） +H2O（g） CO(g)+H2(g)，rm 2H，= +131.4kJ mol-1CO（g）+3H2（g） CH4(g)+H2O(g)，rm
8、 3H，= -206.2kJmol-1试计算反应： 2C（石墨） +2H2O(g) CH4(g)+CO2(g)的标准热效应，并与用标准生成焓公式法计算结果相比较。解：2(2)(3)(1)rm 4H，= 15.2kJ mol-1 用标准生成焓公式法计算结果为rm 4H，= 15.69 kJ mol-111. 如果仅从单位质量的放热量来作比较，试问C2H2（g） 、C2H6(g)、H2(g)和 N2H4(l)中何者是最佳的高能燃料？C2H2（g）11rm1299.6kJ mol49.99kJ gHC2H6(g) 11rm1559.09kJ mol51.97kJ gHH2(g) 11rm285.83
9、kJ mol142.92kJ gHN2H4(l) 11rm622kJ mol20.74kJ gH所以仅从单位质量的放热量来作比较，H2(g)是最佳的高能燃料。12. 乙醇 C2H5OH（l） 和乙醛 CH3CHO（l） 完全燃烧时， 分别放出热量为-1366.8kJmol-1和 1166.4kJmol-1。 （1）写出该两化合物燃烧反应的热化学方程式；（2）计算乙醇氧化为乙醛反应的标准热效应。已知-1fm3H (CH CHO,l)=-196kJmol解：25222C H OH(l)+3O(g)=2CO (g)+3H O(l), 1rm1366.8kJ molH32225CH CHO(l)+O
10、(g)=2CO (g)+2H O(l)2, 1rm1166.4kJ molH乙醇氧化为乙醛的反应为：252321C H OH(l)+O (g)=CH CHO(l)+HO(l)2可见1rm,3rm,1rm,21366.8 1166.4200.4kJ molHHH乙醇氧化为乙醛反应的标准热效应为-200.4 kJ mol-1用标准生成焓公式法计算结果为-204.85kJ mol-113. 根据附录二中标准熵的数据，计算下列反应的标准熵变：（1）SiO2(s)+2H2(g) Si(s)+2H2O(g) -1-1m/J molKS，41.84 130.57 18.83 188.72 -1-1rm=93
11、.29J molKS(2) NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g) -1-1m/J molKS，94.56 192.34 186.70 -1-1rm=284.48J molKS（3）SiO2(s)+2H2O(l) SiH4(g)+2O2(g) -1-1m/J molKS，41.84 69.91 204.51 205.03 -1-1rm=432.91J molKS(4) CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) -1-1m/J molKS，186.15 188.72 213.64 130.57 -1-1rm=172.33J molKS14. 已知 25oC 时-1fm3H(P
12、Cl ,g)=-287.0kJ mol,-1fm5H(PCl ,g)=-374.9kJ mol; -1fm3G (PCl ,g)=-267.8kJ mol,-1fm5G (PCl ,g)=-305.0kJ mol。试计算此时反应PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) 的焓变。解：PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) fmH/ kJ mol-1-287 0 -374.9 rmfmfm()()()()HHH生成物反应物=-87.9kJ mol-115. 查附录二或附录七，计算下列反应的标准Gibbs 函数变，并判断它们在298K 时，能否自发 ? （1）2C2H6(g)+7O2 (g
13、)4CO2(g)+6H2O(l) fmG/ kJ mol-1-32.89 0 -393.51 -237.18 rmfmfm()()()()GGG生成物反应物=-2964.23kJ mol-10; 在 298K 时能自发 . （2）4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) fmG/ kJ mol-1-16.48 0 86.57 -237.18 rmfmfm()()()()GGG生成物反应物=-1010.88kJ mol-10; 在 298K 时能自发 . （3） Fe3O4(s)+4CO(g) 3Fe(s)+4CO2(g) fmG/ kJ mol-1-1015.46 -137.1
14、5 0 -393.51 rmfmfm()()()()GGG生成物反应物=-9.98kJ mol-10; 在 298K 时能自发 . （4）22Mg(aq)2OH (aq)Mg(OH)(s)fmG/ kJ mol-1-456.01 -157.30 -833.6 rmfmfm()()()()GGG生成物反应物=-62.99kJ mol-10; 在 298K 时不能自发 . rm133.67SJ mol-1K-1rmrmrmGHTSrmrm982HTKS19. 已知 2CH3OH(l) 2CH4(g)+O2(g)在 298K，100kPa 下不能自发， 试计算该反应自发进行的温度条件（假定反应中各物
15、质均处于标准态）。解：2CH3OH(l) 2CH4(g)+O2(g) fmH/ kJ mol-1-239.03 -74.81 0 -1-1m/J molKS127.24 186.15 205.03 rm328.44HkJ mol-1rm322.85SJ mol-1K-1rmrmrmGHTSrmrm1017HTKS20. 已知反应： N2H4(l)+2O2(g) N2(g)+2H2O(g)，rmG616.53KJ/moL（1）试计算N2H4(l)的标准生成Gibbs 函数变fmG；（2）N2H4(l)在 298K、100kPa 下能否分解？解：rmfm2fm2fm24fm24fm2fm2rmG2
16、G (H, )G (, )G (N H , )G (N H , )2G (H,)G (,)G2( 228.59)0( 616.53)159.35KJ/moLO gNgllO gNgN2H4(l) N2(g)+2H2(g)，rmG159.35KJ/moL0; 在 298K 时不能自发 . 2C(s)+O2 (g)2CO(g) fmG/ kJ mol-10 0 -137.15 rm274.30GkJ mol-10; 在 298K 时能自发 . 两式相耦合，(1)+(2) 2C(s)+SiO2(s)+2Cl2 (g)SiCl4(g)+ 2 CO(g) rm39.33GkJ mol-10; 在 298K 时能自发 .