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1、第三章 化学热力学基础思考题与习题2-1 何谓物质的标准状态？答：物质的标准状态是在温度为T及标准压力P （P =100 kpa）下的状态。2-2 计算下列各体系由状态A变化到状态B时热力学能的变化(1) 吸收了2000KJ热量，并对环境做功300KJ。(2) 向环境放出了12.54KJ热量，并对环境做功31.34KJ。(3) 从环境吸收了7.94KJ热量，环境对体系做功31.34KJ。(4) 向环境放出了24.5KJ热量，环境对体系做功26.15KJ。解：（1）(2) (3) (4) 2-3 某体系由状态沿途径A变到状态时从环境吸热314.0 J，同时对环境做功117.0 J。当体系由状态沿
2、另一途径B变到状态时体系对环境做功44.0 J，问此时体系吸收热量为多少？解：（1）由状态变到状态：（2）由状态变到状态：2-4、在1标准压力下，100时1mol液态水体积为18.8mL，而1mol水蒸气的体积为30.2ml，水的汽化热为40.67KJmol-1，计算100时在标准压力下由30.2g液态水蒸发为水蒸气时的H和U。解： 2-5、甲苯，CO2和水在298K时的标准生成焓分别为48.0KJmol-1、-393.5KJmol-1和-286.0KJmol-1，计算298K和恒压下10gCH4 (g)完全燃烧时放出的热量。解： 甲烷的燃烧反应为： r Hm f Hm (CO2)+2f Hm
3、 (H2O)f Hm (CH4)+3f Hm (O2)=-393.5+2(-286.0)(48.0) +30 -1013.5 kJmol-1 10gCH4 (g)完全燃烧时放出的热量：2-6 下列哪个反应可以表示 (CO2,g) = -394.38 kJmol-1(1) C(石墨，s)+O2(g) = CO2(g)(2) C(金刚石，s)+O2(g) = CO2(g)(3) C(石墨，s)+O2(l) = CO2(l)(4) C(石墨，s)+O2(g) = CO2(l)答：反应（1）2-7 298 K时，在一定容器中，将0.5 g苯C6H6（l）完全燃烧生成CO2（g）和H2O（l），放热20
4、.9 kJ。试求1 mol苯燃烧过程的。解：（1）因是定容反应，所以苯燃烧反应： 2-8已知下列热化学反应：Fe2O3(s) +3CO(g)=2 Fe(s) +3CO2(g) 27.61 kJmol-13Fe2O3(s) +CO(g) =2 Fe3O4(s) +CO2(g) 58.58 kJmol-1Fe3O4(s) +CO(g) =3 FeO(s) +CO2(g) 38.07 kJmol-1则反应FeO (s) +CO (g) =Fe (s) +CO2 (g)的为多少？解：反应（4）=3反应(1)-反应(2)-2反应(3)/6r Hm,4 3rHm (1)-rHm (2)2rHm (3)/6
5、= -16.73 kJmol-12-9 甘氨酸二肽的氧化反应为C4H8N2O3(s) +3O2(g) = H2NCONH2(s) +3CO2(g)+2H2O(L)已知(H2NCONH2，s)= -333.17 kJmol-1 , (C4H8N2O3，s)= -745.25 kJmol-1。计算：（1）298 K时，甘氨酸二肽氧化反应的标准摩尔焓。（2）298 K时及标准状态下，1g固体甘氨酸二肽氧化时放热多少？解：(1) 查表得：(CO2，g)= -393.5 kJmol-1 , (H20，L)= -285.8 kJmol-1(C4H8N2O3，s)= (H2NCONH2，s)+3(CO2，g
6、)+2(H20，L)- (H2NCONH2，s) = -333.17+3(-393.5)+2-285.8-(-745.25) = -1339.72 (KJ.mol-1)(2) 1g固体甘氨酸二肽氧化放热为： 2-10 已知下列化学反应的反应热，求乙炔（C2H2，g）的标准摩尔生成焓。(1)C2H2(g)+ O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) 1246.2 kJmol-1(2)C(s)+2H2O(g) =CO2(g)+2H2(g) 90.9 kJmol-1(3)2H2O(g) =2H2(g)+O2(g) 483.6 kJmol-1解: 根据化学式组合：反应式 2反应(2)-反应(1)-2.
7、5反应(3)得;2C(s)+ H2(g) = C2H2(g) =（C2H2，g）（C2H2，g）=290.9-(-1246.2)-2.5483.6=219.0 (kJmol-1)2-11 利用附录三的数据，计算下列反应的。(1) Fe3O4(s) + 4H2(g) =3Fe(s)+4H2O(g)(2) 2NaOH(s) + CO2(g) =Na2CO3(s)+H2O(l)(3) 4NH3(g) + 5O2(g) =4NO(g)+6H2O(g)(4) CH3COOH(l) + 2O2(g) =2CO2(g)+2H2O(l)解：查表得 （1）Fe3O4(s) + 4H2(g) =3Fe(s)+4H
8、2O(g)(298.15K)/ kJmol-1 -1118.4 0 0 -241.82rHm nB (B)=4（-241.82）-（-1118.4）=151.13 (kJmol-1)（2）2NaOH(s) + CO2(g) =Na2CO3(s)+H2O(l)(298.15K)/ kJmol-1 -425.61 -393.51 -1130.68 -245.83rHm nB (B)=（-1130.68）+（-245.83）-2(-425.61)-( -393.51)=-171.78 (kJmol-1) ( 3 ) 4NH3(g) + 5O2(g) =4NO(g)+6H2O(g)(298.15K)/
9、 kJmol-1 -46.11 0 90.25 -241.82rHm nB (B)= 490.25+6（-241.82）-4(-46.11)=-905.47(kJmol-1)( 4 )CH3COOH(l) + 2O2(g) =2CO2(g)+2H2O(l)(298.15K)/ kJmol-1 -484.09 0 -393.51 -285.83rHm nB (B)= 2(-393.51)+2（-285.83）-4(-484.09)=-874.59(kJmol-1)2-12 已知反应 C2H2 (g) + O2 (g) 2CO2 (g) + H2O (l) = -1301.0 kJmol-1， C
10、(s) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (l) = -393.5 kJmol-1， H2 (g) + O2 (g) H2O = -285.8 kJmol-1， 求 反 应 2C (s) + H2 (g) C2H2 (g) 的 。解：根据化学式组合得：反应式（4）= 2反应(2)+反应(3)-反应(1)（4）=2（-393.5)+(-285.8)-(-1301.0)=219.0 (kJmol-1)=228.2 kJmol-12-13 计算些列反应在298.15 K的，和，并判断哪些反应能自发向右进行。 （1） 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)（2）4NH3(g)+5O2(g)
11、4NO(g)+6H2O(g)（3）Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)（4）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)解:查表得: （1） 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g)(298.15K)/ kJmol-1 -110.52 0 -393.51(298.15K)/ Jmol-1 k-1 197.67 205.14 213.74(298.15K)/ kJmol-1 -137.17 0 -394.36rHm nB (B)= 2（-393.51)-(-110.52)= -565.97(kJmol-1)rSm nB (B)= 2213.74-2197.67 -205.1
12、4=-173.01( Jmol-1 k-1)rGm nB (B)= 2（-394.36）-(-137.17)= -514.38(kJmol-1)0,能自发（2） 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)(298.15K)/ kJmol-1 -46.11 0 90.4 -241.8(298.15K)/ Jmol-1 k-1 192.3 205.03 210.76 188.7(298.15K)/ kJmol-1 -16.5 0 86.6 -228.6rHm nB (B)= 4（90.4）+6(-241.8)-4(-46.11)= -904.76(kJmol-1)rSm nB (B)
13、= 6188.7+4210 -4192.3-5205.03=177.85( Jmol-1 k-1)rGm nB (B)= 486.6+6(-228.6)-4(-16.5)= -951.2(kJmol-1)0,能自发（3） Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)(298.15K)/ kJmol-1 -824 -110.5 0 -393.5(298.15K)/ Jmol-1 k-1 87.4 197.6 27.3 213.6(298.15K)/ kJmol-1 -742.2 -137.2 0 -394.4rHm nB (B)= 3（-393.5）-3(-110.5)-(-824)=-25.0 (kJmol-1)rSm nB (B)= 3213.6+227.3 -3197.6-87.4=15.2( Jmol-1 k-1)rGm nB (B)= 3（-394.4）-3(-137.2)-(-742.2)=-29.4(kJmol-1)0,能自发（4）
