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1、题解二化学反应的方向和限度第1页，共47页，编辑于2022年，星期三1（2）在定温定压条件下，下列两个生成液态水的化学在定温定压条件下，下列两个生成液态水的化学 方程式所表达的反应放出的热量是一方程式所表达的反应放出的热量是一相同相同的值。的值。H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）（）（）答：以上两化学反应式是同一反应的不同形式。定温定压条答：以上两化学反应式是同一反应的不同形式。定温定压条件下，化学焓变（反应热）、熵变等与热化学反应方程式书件下，化学焓变（反应热）、熵变等与热化学反应方程式书写形式有关，因此反应放出的热量不同，后者是前者的两倍。写
2、形式有关，因此反应放出的热量不同，后者是前者的两倍。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第2页，共47页，编辑于2022年，星期三2（3 3）功和热是在系统和环境之间的两种能量传递方式，在功和热是在系统和环境之间的两种能量传递方式，在系统内部不讨论功和热。系统内部不讨论功和热。（）（）答：在热力学中将所研究对象的总体称为系统，与系统答：在热力学中将所研究对象的总体称为系统，与系统密切相关的周围物质称为环境。密切相关的周围物质称为环境。功和热是在系统与环境之间，通过界面传递的那部功和热是在系统与环境之间，通过界面传递的那部分能量，与过程相关。在界面内，系统内各部分之间的分能量，与过程相关。在
3、界面内，系统内各部分之间的能量传递不计入热、功之中。能量传递不计入热、功之中。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第3页，共47页，编辑于2022年，星期三3（4 4）反应的反应的H H就是反应的热效应。就是反应的热效应。（）（）答：反应的热效应包括答：反应的热效应包括恒压反应恒压反应热效应、热效应、恒容反应恒容反应热热 效应。效应。只有在恒压、只做体积功的条件下的化学反应只有在恒压、只做体积功的条件下的化学反应 或过程才有或过程才有q qp p=H=H，两者数值相等，概念不同。，两者数值相等，概念不同。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第4页，共47页，编辑于2022年，星期三4
4、2.选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）选择题（将所有正确答案的标号填入空格内）（1）在下列反应中，进行）在下列反应中，进行1mol 反应时放出热量最大的是反应时放出热量最大的是 （c）（a）CH4（l）2O2（g）CO2（g）2H2O（g）（b）CH4（g）2O2（g）CO2（g）2H2O（g）（c）CH4（g）2O2（g）CO2（g）2H2O（l）（d）CH4（g）3/2O2（g）CO（g）2H2O（l）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第5页，共47页，编辑于2022年，星期三5解：解：（c）（a）式与（）式与（b）式比较：因生成）式比较：因生成CH4（g）放热少，）放热少，而
5、生成而生成 CH4（l）放热多，故（）放热多，故（b）反应的放热大于（）反应的放热大于（a）；（b）式与（）式与（c）式相比：因生成）式相比：因生成H2O（g）放热少，）放热少，而生成而生成H2O（l）放热多，故（）放热多，故（c）反应的放热大于（）反应的放热大于（b）；）；（c）式与（）式与（d）式相比：（）式相比：（d）式）式CH4（g）不完全燃）不完全燃烧，放出的热烧，放出的热 量显然没有（量显然没有（c）大，且最少。）大，且最少。故故 此题的答案是（此题的答案是（c）（）（b）（）（a）（）（d）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第6页，共47页，编辑于2022年，星期三6（2）
6、通常，反应热的精确的实验数据是通过测定反应通常，反应热的精确的实验数据是通过测定反应 或过程的哪个物理量而获得的。或过程的哪个物理量而获得的。（d）（a）H （b）pV （c）qp （d）qv 答：通常，反应热的精确的实验数据是通过量热法测答：通常，反应热的精确的实验数据是通过量热法测 得，而量热反应所用仪器通常是弹式量热器，所以测得，而量热反应所用仪器通常是弹式量热器，所以测 得的是定容反应热，即得的是定容反应热，即qv。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第7页，共47页，编辑于2022年，星期三7（3）下列对于功和热的描述中，正确的是下列对于功和热的描述中，正确的是 （a）（a）都是
7、途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值；都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值；（b）都是途径函数，对应于某一状态有一确定值；都是途径函数，对应于某一状态有一确定值；（c）都是状态函数，变化量与途径无关；都是状态函数，变化量与途径无关；（d）都是状态函数，始终态确定，其值也确定。都是状态函数，始终态确定，其值也确定。答：功和热与变化过程的具体途径有关，故都是途径函数答：功和热与变化过程的具体途径有关，故都是途径函数 故（故（a）正确。）正确。（b）中对应于某一状态有一确定值是状态函数的性）中对应于某一状态有一确定值是状态函数的性 质。状态相同，变化途径不同，系统与环境传递的功和质。状态
8、相同，变化途径不同，系统与环境传递的功和 热就不同，故不正确。热就不同，故不正确。（c）和（）和（d）前提和结论不对。）前提和结论不对。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第8页，共47页，编辑于2022年，星期三8（4）在温度在温度T的标准状态下，若已知反应的标准状态下，若已知反应A2B的标准的标准 摩尔反应焓摩尔反应焓rHm，1，与反应，与反应2AC的标准摩尔反应焓的标准摩尔反应焓 rHm，2，则反应，则反应C4B 的标准摩尔反应焓的标准摩尔反应焓rHm，3 与与 rHm，1及及rHm，2的关系为的关系为 rHm，3 （a）2rHm，1 rHm，2 （b）rHm，1 2 rHm，2 （
9、c）rHm，1 rHm，2 （d）2rHm，1 rHm，2第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第9页，共47页，编辑于2022年，星期三9解：解：设设 反应反应 A2B rHm，1 （1）反应反应 2AC rHm，2 （2）反应反应 C4B rHm，3 （3）根据盖斯定律，将反应组合可得反应（根据盖斯定律，将反应组合可得反应（3）：）：（3）2（1）（）（2）即：即：rHm，3 2 rHm，1 rHm，2 亦可设计循环。亦可设计循环。（d）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第10页，共47页，编辑于2022年，星期三10（5）对于热力学可逆过程，下列叙述正确的是对于热力学可逆过程，下
10、列叙述正确的是 (a(a，b b，d)d)（a）变化速率无限小的过程；变化速率无限小的过程；（b）可做最大功的过程；可做最大功的过程；（c）循环过程；循环过程；（d）能使系统与环境都完全复原的过程。能使系统与环境都完全复原的过程。答：答：根据可逆过程定义，可以根据可逆过程定义，可以知道abd三项所述都是项所述都是 可逆过程的特征。可逆过程的特征。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第11页，共47页，编辑于2022年，星期三11（6）在一定条件下，由乙二醇水溶液、冰、水蒸气、氮气和在一定条件下，由乙二醇水溶液、冰、水蒸气、氮气和氧气组成的系统中含有氧气组成的系统中含有 （a，d）（a）三个
11、相）三个相 （b）四个相）四个相 （c）三种组分）三种组分 （d）四种组分）四种组分 （e）五种组分）五种组分 解：系统中有气体、液体、固体冰三相；解：系统中有气体、液体、固体冰三相；乙二醇、氮气和氧气为独立组分，水、冰、水蒸气乙二醇、氮气和氧气为独立组分，水、冰、水蒸气为一种组分，共四组分。为一种组分，共四组分。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第12页，共47页，编辑于2022年，星期三12 （7）一只充满氢气的气球，飞到一定高度即会爆炸，一只充满氢气的气球，飞到一定高度即会爆炸，这要取决于一定高度上的这要取决于一定高度上的 （d）（a）外压）外压 （b）温度）温度 （c）湿度）湿度
12、 （d）外压和温度）外压和温度 答：大气压力和温度随高度的增加而下降，温度影响答：大气压力和温度随高度的增加而下降，温度影响 内压，气球飞到一定高度以后，气球外压低，内部的内压，气球飞到一定高度以后，气球外压低，内部的 压力大于外压，故而爆裂。压力大于外压，故而爆裂。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第13页，共47页，编辑于2022年，星期三13（8）下列说法中，不正确的是下列说法中，不正确的是 （d）（a）焓只有在某种特定条件下，才与系统反应热相等；焓只有在某种特定条件下，才与系统反应热相等；（b）焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；（
13、c）焓是状态函数；焓是状态函数；（d）焓是系统能与环境进行焓是系统能与环境进行热热交换的热量；交换的热量；答：答：（d）“焓焓”无确定的物理意义，如体积功非热能等。无确定的物理意义，如体积功非热能等。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第14页，共47页，编辑于2022年，星期三14 3.填空题填空题 使可燃样品（质量为使可燃样品（质量为1.000 g）在弹式热量计内完）在弹式热量计内完 全燃烧，以测定其反应热，必须知道：全燃烧，以测定其反应热，必须知道：（1）反应终态温度与始态温度之差反应终态温度与始态温度之差T ；（2）吸热介质的比热容和质量吸热介质的比热容和质量；（3）钢弹组件的总热
14、容钢弹组件的总热容Cb；第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第15页，共47页，编辑于2022年，星期三154.钢弹的总热容钢弹的总热容Cb可利用一已知反应热数值的样品而求可利用一已知反应热数值的样品而求得。设将得。设将0.500 g苯甲酸（苯甲酸（C6H5COOH）在盛有）在盛有1209 g水水的弹式热量计的钢弹内（通入氧气）完全燃烧尽，系统的弹式热量计的钢弹内（通入氧气）完全燃烧尽，系统的温度由的温度由296.35 K上升到上升到298.59 K。已知在此条件下苯。已知在此条件下苯甲酸完全燃烧的反应热效应为甲酸完全燃烧的反应热效应为-3226kJmol-1，水的比，水的比热容为热容为4
15、.18Jg-1K-1。试计算该钢弹的总热容。试计算该钢弹的总热容。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第16页，共47页，编辑于2022年，星期三16解：苯甲酸的摩尔质量为解：苯甲酸的摩尔质量为122.12gmol-1，0.500g苯甲酸苯甲酸完全燃烧的反应热为完全燃烧的反应热为q qm=q/=-3226 kJ.mol-1 其中其中 =dn/vB=0-0.500g/122.12gmol-1/(-1)q=qm=-C（H2O）T+Cb T 即即 Cb=-qm+C（H2O）T/T =-32261030.500/122.12+12094.18(298.59-296.35)/(298.59-296.
16、35)=839（JK1）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第17页，共47页，编辑于2022年，星期三175.葡萄糖完全燃烧的热化学反应方程式为葡萄糖完全燃烧的热化学反应方程式为 C6H12O6（s）6O2（g）=6CO2（g）6H2O（l）qp，m=2820 kJmol1 当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热约当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热约30可用做肌可用做肌 肉的活动能力。试估计一食匙葡萄糖（肉的活动能力。试估计一食匙葡萄糖（3.8 g）在人体）在人体 内氧化时，可获得的肌肉活动的能量。内氧化时，可获得的肌肉活动的能量。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第18页，共47页，
17、编辑于2022年，星期三18解：葡萄糖解：葡萄糖C6H12O6的摩尔质量为的摩尔质量为180.16 gmol-1，3.8g葡萄糖完全燃烧的热效应为：葡萄糖完全燃烧的热效应为：q=qp,m=qp,m（03.8)/180.16/（1）=28203.8/180.16 =59.5（kJ）可获得的肌肉活动的能量为：可获得的肌肉活动的能量为：59.53018.0（kJ）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第19页，共47页，编辑于2022年，星期三19 6 6、已知下列热化学方程式：、已知下列热化学方程式：FeFe2 2O O3 3（s s）3CO3CO（g g）2Fe2Fe（s s）3CO3CO2
18、2（g g）；）；q qp p27.63 kJmol27.63 kJmol1 1 3Fe3Fe2 2O O3 3（s s）COCO（g g）2Fe2Fe3 3O O4 4（s s）COCO2 2（g g）；）；q qp p58.6 kJmol58.6 kJmol1 1 FeFe3 3O O4 4（s s）COCO（g g）3FeO3FeO（s s）COCO2 2（g g）；）；q qp p38.1 kJmol38.1 kJmol1 1 不用查表，试计算下列反应的不用查表，试计算下列反应的q qp p 。FeOFeO（s s）COCO（g g）FeFe（s s）COCO2 2（g g）提示：根据
19、盖斯定律利用已知反应方程式，设计一循环，使消去提示：根据盖斯定律利用已知反应方程式，设计一循环，使消去 FeFe2 2O O3 3和和FeFe3 3O O4 4，而得到所需反应方程式。若以（，而得到所需反应方程式。若以（1 1），（），（2 2）（）（3 3），），（4 4）依次表示所给出的反应方程式，则可得）依次表示所给出的反应方程式，则可得:6q 6qp p，4 43q3qp p，1 1q qp p，2 22q2qp p，3 3 第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第20页，共47页，编辑于2022年，星期三20第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源解：由化学方程式可得：解：由化学方
20、程式可得：6(4)=3(1)-6(4)=3(1)-（2 2）-2-2（3 3）即得以下反应方程式：即得以下反应方程式：6FeO6FeO（s s）6CO6CO（g g）6Fe6Fe（s s）6CO6CO2 2（g g）则则 q qp p（4 4）3q3qp p（1 1）-q-qp p（2 2）-2q-2qp p（3 3）-16.7-16.7（kJmolkJmol-1-1）第21页，共47页，编辑于2022年，星期三217.7.已知乙醇在已知乙醇在101.325 kPa101.325 kPa大气压下正常沸点温度大气压下正常沸点温度 （351 K351 K）时的蒸发热为）时的蒸发热为39.2 kJm
21、ol39.2 kJmol1 1 试估算试估算1 1 mol mol液态液态C C2 2H H5 5OHOH在该蒸发过程中的体积功在该蒸发过程中的体积功ww和和UU。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第22页，共47页，编辑于2022年，星期三22解：解：w=-pV =-nRT =-18.31410-3kJmol-1K-1351K =-2.92（kJmol-1）Hm=qp,m=39.2 kJmol-1 Um=Hm-B（Bg）RT =39.2 kJmol-1-2.92 kJmol-1=36.3（kJ）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第23页，共47页，编辑于2022年，星期三23 8
22、.8.在下列反应或过程中，在下列反应或过程中，q qv v与与q qp p有区别吗？简单说明有区别吗？简单说明（1 1）NHNH4 4HSHS（s s）NHNH3 3（g g）H H2 2S S（g g）（2 2）H H2 2（g g）ClCl2 2（g g）2HCl2HCl（g g）（3 3）COCO2 2（s s）COCO2 2（g g）（4 4）AgNOAgNO3 3（aqaq）NaClNaCl（aqaq）AgClAgCl（s s）NaNONaNO3 3（aqaq）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源25 25-78 25 第24页，共47页，编辑于2022年，星期三24 解：据解：
23、据qp qv+B（Bg）RT（1）B（Bg）0，qp qv（2）B（Bg）0，qp qv（3）B（Bg）0，qp qv（4）B（Bg）0，qp qv第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第25页，共47页，编辑于2022年，星期三259.9.根据第根据第8 8题中所列的各化学方程式和条件，试计算发题中所列的各化学方程式和条件，试计算发生下列变化时，各自生下列变化时，各自UU和和HH之间的能量差值。之间的能量差值。（1 1）2.00 mol NH2.00 mol NH4 4HSHS（s s）的分解）的分解 （2 2）生成）生成1.00 mol HCl1.00 mol HCl（g g）（3 3）
24、5.00 mol CO5.00 mol CO2 2（s s）（干冰）的升华）（干冰）的升华 （4 4）沉淀出）沉淀出2.00 mol AgCl2.00 mol AgCl（s s）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第26页，共47页，编辑于2022年，星期三26 解：解：（1 1）NHNH4 4HSHS（s s）NHNH3 3（g g）H H2 2S S（g g）UUm m-H-Hm m =-=-B B（BgBg）RTRT =-28.31410 =-28.31410-3-3 kJmolkJmol-1-1KK-1-1298K298K =-4.958 kJmol =-4.958 kJmol-1
25、-1 2.00 mol NH 2.00 mol NH4 4HSHS（s s）的分解过程两者能量差为：）的分解过程两者能量差为：2.00 mol2.00 mol（-4.958 kJmol-4.958 kJmol-1-1）=-9.29 kJ=-9.29 kJ（2 2）H H2 2（g g）ClCl2 2（g g）2HCl2HCl（g g）因为因为 B B（BgBg）0 0 所以所以 UUm m-H-Hm m =0=0 生成生成1.00 mol HCl1.00 mol HCl（g g）过程两者能量差为）过程两者能量差为0 0。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源25 25 第27页，共47页，编
26、辑于2022年，星期三27（3 3）COCO2 2（s s）COCO2 2（g g）UUm m-H-Hm m =-18.31410=-18.31410-3-3 kJmolkJmol-1-1KK-1-1 （273.15-78)K273.15-78)K =-1.62 kJmol =-1.62 kJmol-1-1 5.00 mol CO 5.00 mol CO2 2（s s）的升华过程两者能量差为：）的升华过程两者能量差为：5.00 mol5.00 mol（-1.62 kJmol-1.62 kJmol-1-1）=-8.10 kJ=-8.10 kJ（4 4）AgNOAgNO3 3（aqaq）NaClN
27、aCl（aqaq）AgClAgCl（s s）NaNONaNO3 3（aqaq）B B（BgBg）0 U0 Um m-H-Hm m =0=0 沉淀出沉淀出2.00 mol AgCl2.00 mol AgCl（s s）过程两者能量差为）过程两者能量差为0 0。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源25-78 第28页，共47页，编辑于2022年，星期三28 10.10.试查阅附表试查阅附表3 3的数据计算下列反应的的数据计算下列反应的r rH Hm m（298.15 K298.15 K）。）。（1 1）4NH4NH3 3（g g）3O3O2 2（g g）2N2N2 2（g g）6H6H2 2O
28、O（l l）（2 2）C C2 2H H2 2（g g）H H2 2（g g）C C2 2H H4 4（g g）（3 3）NHNH3 3（g g）稀盐酸）稀盐酸 （4 4）FeFe（s s）CuSOCuSO4 4（aqaq）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第29页，共47页，编辑于2022年，星期三29 解：解：（1 1）4NH4NH3 3（g g）3O3O2 2（g g）2N2N2 2（g g）6H6H2 2O O（l l）f fH H m m(298.15K)-46.11 0 0 -285.83(298.15K)-46.11 0 0 -285.83r rH Hm m=B Bf fH
29、 Hm m(298.15K)(298.15K)=6 =6（-285.83-285.83）-4-4（-46.11-46.11）kJmolkJmol-1-1 =-1530.54 kJmol =-1530.54 kJmol-1-1（2 2）C C2 2H H2 2（g g）H H2 2（g g）C C2 2H H4 4（g g）f fH Hm m(298.15K)226.73 0 52.26(298.15K)226.73 0 52.26r rH Hm m=B Bf fH Hm m(298.15K)(298.15K)=（52.26-226.7352.26-226.73）kJmolkJmol-1-1 =
30、-174.47 kJmol =-174.47 kJmol-1-1第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第30页，共47页，编辑于2022年，星期三30（3 3）NHNH3 3（g g）H H+(aq)=NH(aq)=NH4 4+（g g）f fH Hm m(298.15K)46.11 0 -132.43(298.15K)46.11 0 -132.43 r rH Hm m =B Bf fH Hm m(298.15K)(298.15K)=（-285.83-285.83）-（-46.11-46.11）kJmolkJmol-1-1 =-86.32 kJmol =-86.32 kJmol-1-1（4
31、4）FeFe（s s）CuCu（aqaq）=Fe=Fe（aqaq）CuCu（s s）f fH Hm m(298.15K)0 64.77 -89.1 0(298.15K)0 64.77 -89.1 0 r rH Hm m =B Bf fH Hm m(298.15K)(298.15K)=（-89.1-89.1）-64.77kJmol-64.77kJmol-1-1 =-153.9 kJmol =-153.9 kJmol-1-1第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第31页，共47页，编辑于2022年，星期三31 11.计算下列反应的计算下列反应的（1）rHm（298.15 K）；）；（2）rUm（
32、298.15K）和）和（3）298.15K进行进行1mol反应时的体积功反应时的体积功w CH4（g）4Cl2（g）CCl4（l）4HCl（g）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第32页，共47页，编辑于2022年，星期三32 解：解：CHCH4 4（g g）4Cl4Cl2 2（g g）CClCCl4 4（l l）4HCl4HCl（g g）f fH Hm m(298.15K)-74.81 0 -135.44 -92.307(298.15K)-74.81 0 -135.44 -92.307（1 1）r rH Hm m =(-135.44)+4(-92.307)-(74.81=(-135.4
33、4)+4(-92.307)-(74.81 )kJmol)kJmol-1-1 =-429.86 kJmol =-429.86 kJmol-1-1（2 2）r rU Um m =r rH Hm m -B B（BgBg）RTRT =-429.86kJmol =-429.86kJmol-1-1-（4-54-5）8.314108.31410-3-3 kJmol kJmol-1-1298.15 K 298.15 K =-429.86 kJmol =-429.86 kJmol-1-1（3 3）等温等压下）等温等压下 w=-nRT=-(4-5)8.31410w=-nRT=-(4-5)8.31410-3-3 k
34、Jmol kJmol-1-1 298.15 K 298.15 K =2.479 kJmol =2.479 kJmol-1-1第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第33页，共47页，编辑于2022年，星期三3312.12.近近298.15 K298.15 K时在弹式热量计内使时在弹式热量计内使1.00001.0000g g正辛烷正辛烷（C C8 8H H1818，l l）完全燃烧，测得此反应热效应为）完全燃烧，测得此反应热效应为-47.79-47.79 kJg kJg-1-1 （对于（对于1.0000 g1.0000 g液体液体C C8 8H H1818而言）。试根据此而言）。试根据此 实验
35、值，估算正辛烷（实验值，估算正辛烷（C C8 8H H1818，l l）完全燃烧的）完全燃烧的（1 1）q qv v；（2 2）r rH Hm m （298.15 K298.15 K）。）。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第34页，共47页，编辑于2022年，星期三34第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源解：解：C C8 8H H1111(l)+O(l)+O2 2(g)(g)8CO8CO2 2(g)+9H(g)+9H2 2O(l)O(l)（1 1）q qv,mv,m=q/=q/=q/(0-m/M)=q/(0-m/M)v =(-47.79)kJg =(-47.79)kJg-1-1(0
36、-114.23)gmol(0-114.23)gmol-1-1(-1)(-1)=-5459 kJmol =-5459 kJmol-1-1（2 2）q qp p=q=qv v+vB B（BgBg）RT RT =-5459 kJmol =-5459 kJmol-1-1-4.58.31410-4.58.31410-3-3 kJmolkJmol-1-1 KK-1-1 298.15K 298.15K =-5470 kJmol =-5470 kJmol-1-1 r rH Hm m =q=qp p=-5470 kJmol=-5470 kJmol-1-1 第35页，共47页，编辑于2022年，星期三3513.1
37、3.利用利用CaCOCaCO3 3、CaOCaO、和、和COCO2 2的的f fH Hm m （298.15 K298.15 K）的数）的数 据，估算煅烧据，估算煅烧1000kg1000kg石灰石（以纯石灰石（以纯CaCOCaCO3 3计）成为生计）成为生 石灰所需热量。又在理论上要消耗多少燃料煤（以石灰所需热量。又在理论上要消耗多少燃料煤（以 标准煤的热值估算）？标准煤的热值估算）？第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第36页，共47页，编辑于2022年，星期三36解：解：rHm=vBfHm =fHm（CaO，s）+fHm（CO2，g）-fHm（CaCO3，s）=-393.509+（-6
38、35.09）-（-1206.92）=178.32 kJmol-1 Qp=qpn=rHmn =178.32 kJmol-1(1000103g/100.g mol-1)=1.78106 kJ即即 需消耗的燃料煤为（需消耗的燃料煤为（29.3 MJkg-1）：）：m=Qp/q=1.78106kJ/29.3103 kJkg-1 =60.8 kg第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第37页，共47页，编辑于2022年，星期三3714.14.设反应物和生成物均处于标准状态，试通过设反应物和生成物均处于标准状态，试通过计算说明计算说明298.15 K298.15 K时究竟是乙炔（时究竟是乙炔（C C2
39、2H H2 2）还是乙）还是乙烯（烯（C C2 2H H4 4）完全燃烧会放出更多热量：）完全燃烧会放出更多热量：（1 1）均以）均以kJmolkJmol-1-1表示；表示；（2 2）均以）均以kJgkJg-1-1表示。表示。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第38页，共47页，编辑于2022年，星期三38解：C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)（1）rHm，1=BfHm =-1299.58 kJmol-1 rHm，2=BfHm =-1410.94 kJmol-1 C2H4放出的热量多 （2）rH1=fHm，1/M乙炔 =-49.91（kJg-1）rH2=fHm
40、，2/M乙烯 =-50.28（kJg-1）C2H4放出的热量多第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第39页，共47页，编辑于2022年，星期三3915.通过吸收气体中含有的少量乙醇可使通过吸收气体中含有的少量乙醇可使K2Cr2O7酸性溶液变色（从橙红色变为绿色），以检验汽酸性溶液变色（从橙红色变为绿色），以检验汽车驾驶员是否酒后驾车（违反交通规则）。其化车驾驶员是否酒后驾车（违反交通规则）。其化学反应可表示为学反应可表示为 2Cr2O72-（aq）16H+(aq）3C2H5OH（aq）4Cr3+(aq）11H2O（l）3CH3COOH（l）试利用标准摩尔生成焓数据求该反应的试利用标准摩尔生
41、成焓数据求该反应的 rHm（298.15 K）？）？第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第40页，共47页，编辑于2022年，星期三40解：解：2Cr2O72-(aq)+16H+(aq)+3C2H5OH(l)=4Cr3+(aq)+11H2O(l)+3CH3COOH(l)rHm=BfHm =4fHm(Cr3+，aq)+11fHm(H2O，l)+3fHm(CH3COOH，l)-16fHm(H+，l)-2fHm(Cr2O72-，aq)-3fHm(C2H5OH，l)=-8780.4 kJmol-1第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第41页，共47页，编辑于2022年，星期三41*16.试通过
42、计算说明下列甲烷燃烧反应在试通过计算说明下列甲烷燃烧反应在298.15 K进行进行1 mol反应进度时，在定压和定容条件反应进度时，在定压和定容条件 燃烧热之差别，并说明差别之原因。燃烧热之差别，并说明差别之原因。CH4（g）2O2（g）CO2（g）2H2O（l）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第42页，共47页，编辑于2022年，星期三42解：qp-qv=B（Bg）RT =-2RT =-28.314298.15 =-4958（Jmol-1）产生这种差别的原因是反应前后的体积发生了变化。第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第43页，共47页，编辑于2022年，星期三4317.在29
43、8.15 K时碳、氢和甲烷标准摩尔燃烧焓分别为393.5、285.8和890.4 kJmol1，试推算出该温度下甲烷的标准摩尔生成焓的值。【提示：找出甲烷的生成反应与碳（石墨）、氢（g）及甲烷（g）三个燃烧反应的关系，再利用盖斯定律的运算方法求算。注意，这种计算与反应的各个步骤在实际上能否发生无关，所需要的仅仅是各步骤在形式上是可能的。】第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第44页，共47页，编辑于2022年，星期三44解：C（s）O2（g）CO2（g）（1）H2（g）1/2O2（g）H2O（l）（2）CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+H2O（l）（3）C（s）2H2（g）CH4（
44、g）（4）由化学方程式可得：（4）（1）2（2）（3）则fHm（CH4）rHm（4）fHm（1）2 fHm（2）fHm（3）cHm（C）2 cHm（H2）cHm（CH4）393.52285.8890.4 74.7（kJmol1）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第45页，共47页，编辑于2022年，星期三4518.环己烯的氢化焓是120 kJmol1，苯氢 化焓是208 kJmol1，计算苯的离域 焓。【提示：环己烯及苯的性质与氢化反应可参考大学有机化学教材，也可根据分子式进行推演苯有三个定域双键为基础计算苯的氢化焓，这个数值与观察值（208 kJmol1）之间的差别就是离域焓。共轭双键的离域作用带来了苯的热化学稳定性。】第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第46页，共47页，编辑于2022年，星期三46解：假设苯有三个定域双键计算其氢化焓，则 rHm（苯，氢化）3 rHm（环己烯，氢化）360（kJmol1）则苯的离域焓 rHm（苯，离域）360（208）152（kJmol1）第第 1 章章 热化学与能源热化学与能源第47页，共47页，编辑于2022年，星期三47