普通化学第一章习题.pdf

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1、-第一章 习题答案 1.是非题（对的在括号内填“”号，错的填“”号）（1）已知下列过程的热化学方程式为 )g(UF)1(UF66；1mrmolkJ1.30H 则此温度时蒸发 1mol UF6(1)，会放出热 30.1kJ。（）（2）在定温定压条件下，下列两化学方程式所表达的反应放出的热量是一相同的值。)1(OH)g(O21)g(H222 （）)1(OH2)g(O)g(H2222 （3）功和热是系统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。（）（4）反应的H就是反应的热效应。（）答案（1-）（2-）（3+）（4-）2.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，

2、进行 1mol 反应所放出的热量最大。（）(a)g(OH2)g(CO)g(O2)1(CH2224 (b)g(OH2)g(CO)g(O2)g(CH2224 (c)1(OH2)g(CO)g(O2)g(CH2224 (d)1(OH2)g(CO)g(O23)g(CH224 （2）通常，反应热效应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。（）(a)H (b)Vp (c)pq (d)vq（3）下列对于功和热的描述中，正确的是 （）（a）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（c）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，

3、其值也确定（4）在温度 T 的标准状态下，若已知反应 A 2B 的标准摩尔反应焓1,mrH，与-反应 2A C 的标准摩尔反应焓2,mrH，则反应 C 4B 的标准摩尔反应焓3,mrH与1,mrH及2,mrH的关系为3,mrH=（）（a）21,mrH+2,mrH （b）1,mrH-22,mrH（c）1,mrH+2,mrH （d）21,mrH-2,mrH（5）对于热力学可逆过程，下列叙述正确的是 （）（a）变化速率无限小的过程（b）可做最大功的过程（c）循环过程（d）能使系统与环境都完全复原的过程（6）在一定条件下，由乙二醇水溶液、冰、水蒸汽、氮气和氧气组成的系统中含有（）（a）三个相（b）四个

4、相 （c）三种组分 （d）四种组分 （e）五种组分（7）一个充满氢气的气球，飞到一定高度即会爆炸，这要取决于一定高度上的（）（a）外压 （b）温度 （c）湿度 （d）外压和温度（8）下列说法中，不正确的是 （）（a）焓变只有在某种特定条件下，才与系统吸热相等（b）焓是人为定义的一种能量量纲的量（c）焓是状态函数（d）焓是系统与环境进行热交换的能量 答案（1c）（2d）（3a）（4d）（5abd）（6ad）（7d）（8d）3.填空题 使可燃样品（质量为 1.000g）在弹式量热计内完全燃烧，以测定其反应热，必须知道：（1）（2）（3）答案（1）燃烧前后系统的温度（2）水的质量和比热（3）弹式量热

5、计热容 4钢弹的总热容 Cb可利用一已知反应热数值的样品而求得。设将 0.5000g 苯甲酸（C6H5COOH）在盛有 1209g 水的弹式量热计内（通入氧气）完全燃烧尽，系统的温度由296.35K 上升到 298.59K。已知在此条件下苯甲酸完全燃烧的反应热效应为-3226kJ.mol-1,水的比热容为 4.18J.g-1.K-1。试计算该钢弹的总热容。答案：根据已知条件列式 KCgKgJgmolgmolJb)35.29659.298(120918.45.0122100032261111 -Cb=849J.mol-1 5.葡萄糖 C6H12O6完全燃烧的热化学反应方程式为 )1(OH6)g(

6、CO6)g(O6)s(OHC2226126；1pmolkJ2820q 5.当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热效应的热量约 30%可用作肌肉的活动能力。试估计一食匙葡萄糖(3.8g)在人体内氧化时，可获得的肌肉活动的能量。答案：获得的肌肉活动的能量=kJmolkJmolgg8.17%3028201808.311 6.已知下列热化学方程式：)g(CO3)s(Fe2)g(CO3)s(OFe232；1pmolkJ6.27q )g(CO)s(OFe2)g(CO)s(OFe324332；1pmolkJ6.58q )g(CO)s(FeO3)g(CO)s(OFe243；1pmolkJ1.38q 根据盖斯定律（

7、不用查表），计算下列反应的pq。)g(CO)s(Fe)g(CO)s(FeO2 答案：设计一个循环 3)(2)(32sFesOFe3 )(243sOFe)(3sFeO2 （-58.6）+2(38.1)+6pq=3(-27.6)17.166)1.38(2)6.58()6.27(3molkJqp 7.已知乙醇在 102325Pa 大气压力下正常沸点温度(351K)时的蒸发热为 39.2 kJ.mol-1。试估算 1mol 液态 C2H5OH 在蒸发过程中的体积功 w和U。答案：由已知可知 H=39.2 kJ.mol-1 H=U+（PV）=U+PV w=-PV=-1RT=-8.314351J=-2.9

8、kJ U=H-PV=39.2-2.9=36.3kJ 8.下列以应（或过程）的 qp与 qv有区别吗？简单说明。（1）2.00mol NH4HS 的分解 NH4HS(s)NH3(g)H2S(g)25-（2）生成 1.00mol 的 HCl H2(g)Cl2(g)2HCl(g)（3）5.00 mol CO2(s)（干冰）的升华 CO2(s)CO2(g)（4）沉淀出 2.00mol AgCl(s)AgNO3(aq)NaCl(aq)AgCl(s)NaNO3(aq)9.根据 8 题中所列反应和条件计算发生变化时,各自U 与H 之间的能量差值.答案：U-H=-（PV）=-ngRT (ng为反应发生变化时气

9、体物质的量的变化)(1)U-H=-2(2-0)8.314298.15/1000=-9.9kJ(2)U-H=-2(2-2)RT=0(3)U-H=-5(1-0)8.314(273.15-78)/1000=-8.11kJ(4)U-H=-2(0-0)RT=0 10.试查阅附表 3 数据计算下列反应的)K15.298(Hmr。（1）4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)答案 -1530.5kJ.mol-1 （2）C2H2(g)+H2(g)=C2H4(g)答案 -174.47kJ.mol-1 （3）NH3(g)+稀盐酸 答案 -86.32kJ.mol-1 写出离子反应式。产物是 NH4

10、+(aq)（4）Fe(s)+CuSO4(aq)答案 -153.87kJ.mol-1 11.计算下列反应的(1)15.298(KHmr;(2)15.298(KUmr和(3)298.15K进行1mol反应时的体积功 w )(4)()(4)(424gHCllCClgClgCH 答案 查表)15.298(KHmf/kJ.mol-1 -74.81 0 -135.44 -92.31 )15.298(KHmr=(-135.44)+4(-92.31)-(-74.81)=-429.86kJ.mol-1)15.298(KUmr=)15.298(KHmr-(4-5)RT=(-429.86+8.314298.15/1

11、000)kJ.mol-1=(-429.86+2.48)kJ.mol-1 =-427.38kJ.mol-1 体积功 w=-PV=-(4-5)RT=2.48 kJ.mol-1 12.近298.15K时在弹时量热计内使1.000g正辛烷(C8H18,l)完全燃烧,测得此反应热效应为-47.79kJ(对于 1.000g 正辛烷(C8H18,l)而言)。试根据此实验值,估算正辛烷(C8H18,l)完全燃烧的(1)qVm；(2)15.298(KHmr。答案 正辛烷的 M=114.224g.mol-1 25 78 25-qv.m=-47.79kJ.g-1 114.224g.mol-1=-5459kJ.mol

12、-1.正辛烷完全燃烧的反应式 C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)(注意燃烧反应方程式的计量系数,要求C8H18前是 1,这样rHm与qv.m才能对应起来)rHm(298.15K)qp.m=qv.m+(8-12.5)RT =-5459+(8-12.5)8.314 10-3 298.15 =-5470kJ.mol-1 13.利用CaCO3、CaO和CO2的fHm(298.15K)数据，估算煅烧1000kg石灰石（以纯CaCO3计）成为生石灰所需热量。又在理论上要消耗多少煤（以标准煤的热值估算）？答案 CaCO3的煅烧反应为 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(

13、g)fHm(298.15K)/kJ.mol-1-1206.92 -635.09 -393.51 估算 1mol 反应的H=-(-1206.92)+(-635.09)+(-393.51)=178.32 kJ.mol-1 煅烧 1000kg 石灰石H=178.32 kJ.mol-1/100g.mol-1 1000103g=178.32104 kJ 标准煤的热值为 29.3MJ.kg-1 消耗标准煤 178.32104 kJ/29.3103kJ.kg-1=60.8kg 14.设反应物和生成物均处于标准状态，试通过计算说明 298.15K 时究竟是乙炔(C2H2)还是乙烯(C2H4)完全燃烧会放出更多

14、热量?(1)均以 kJ.mol-1表示；(2)均以 kJ.g-1表示。答案 燃烧反应 C2H2 +5/2O2=2CO2 +H2O（l）fHm(298.15K)/kJ.mol-1 226.73 -393.51 -285.83 (1)kJ.mol-1 反应热 Q=-1229.58 kJ.mol-1 (2)kJ.g-1反应热 Q=-1229.58/26 kJ.g-1 C2H4 +3O2=2CO2 +2H2O（l）fHm(298.15K)/kJ.mol-1 52.26 -393.51 -285.83 1410.94/28(1)kJ.mol-1 反应热 Q=-1410.94 kJ.mol-1 (2)kJ

15、.g-1反应热 Q=-1410.94/28 kJ.g-1 根据计算结果乙烯(C2H4)完全燃烧会放出热量更多 15.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)以检验汽车驾驶员是否酒后驾车。其化学反应方程式为 2 Cr2O72-（aq）+16H+（aq）+3C2H5OH（l）=4Cr3+（aq）+11H2O（l）+3CH3COOH（l）试利用标准摩尔生成焓数据求该反应的)15.298(KHmr 答)15.298(KHmr=-2（-1490.3）-160-3（-277.69）+4(-1999.1)+11(-285.83)+3(-484.5)=-8780.4 k

16、J.mol-1 (注意数据抄写要正确,符号不要丢)16.试通过计算说明下列甲烷燃烧反应在 298.15K 进行 1mol 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。CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H20 答：1mol 反应进度 qp与 qV之差别 qp-qV=RTgB)(=（1-3）8.314298.15/1000 =-4.957 kJ.mol-1 qp=qV-4.957 kJ.mol-1 定压条件下放热更多些.原因是该反应是气体分子数减小的反应,在温度一定时,定压条件下环境对反应系统做功,这部分能量转化成反应系统的燃烧热.17.在 298.15K 时碳、氢和甲

17、烷标准摩尔燃烧热分别为-393.5、-285.8 和-890.4 kJ.mol-1,试推算出该温度下甲烷的标准摩尔生成焓的值.答：(要明确已知燃烧热数据和要求的值各对应的是哪个反应的焓变,再根据盖斯定律运算求解)C+O2=CO2 CH=-393.5 H2+1/2O2=H2 O CH=-285.8 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H20 CH=-890.4 根据反应焓变和标准生成焓的关系(或根据已知条件设计一个循环)存在以下关系(-890.4)=(-393.5)+2(-285.8)-fHm0(CH4)fHm0(CH4)=-74.7 kJ.mol-1 18.环己烯的氢化焓是-120 kJ.mol-1,苯的氢化焓是-208 kJ.mol-1,计算苯的离域焓.答：(有机化学中 一个定域 C=C 上的加氢反应焓变即氢化焓,离域焓是指当分子中存在多个 C=C 其氢化焓的观测值与一个定域 C=C 氢化焓乘以双键个数的差值.共轭双键的离域作用是分子变的稳定)苯的离域焓=(-120)3-(-208)=-152 kJ.mol-1 (苯中共轭作用使其能量比三个定域 C=C 降低了 152 kJ.mol-1)