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1、1一、化学反应热一、化学反应热1说明下列符号的含义。 VQmrH(T) mrH(T) mfH（T） 答：VQ：等容反应热； mrH(T)：某温度下，反应的摩尔焓变（数值等于等压反应热） ； mfH(T)：某温度下某物质的标准摩尔生成焓； ：反应进度。 2盖斯定律的使用条件，下列哪种说法正确？ （1）等压 （2）等容 （3）等温、等容或等温、等压 （4）等温、不做有用功，等容或等压 答：正确答案为（4） 。 3热力学标准态的含义？为什么要确定热力学标准态？ 答：热力学标准态是指在温度 T（但没有限定温度）和标准压力 p (100kPa)下物质所处状态。而对纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准
2、压力 p(100kPa)下的状态。混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为 p时的 状态。因为化学反应中的能量以及状态函数改变是受许多条件（如温度、压力、浓度、聚集 状态等）的影响，为了比较方便，国际上规定了物质的热力学标准态。4简述照明弹中的铝、镁、硝酸钠和硝酸钡等物质各起什么作用？ 答：金属铝、镁在燃烧时,可以放出大量热（MgO,mfH= - 601.7 kJ/ mol, 32OAl,mH= - 1675.69 kJ/mol-1）产生千度以上的高温，而反应放出的热量又能使硝酸盐分解产生 O2，又加速镁、 铝的燃烧反应，使照明弹更加绚丽夺目。 在其中铝和镁作为还原剂；氧气、硝酸钠
3、和硝酸钡等作氧化剂。5通过计算说明，氧乙炔焰为什么可以用于金属焊接和切割？ 答： （5/2）O2 + C2H2 = 2CO2 + H2O(g)mfH/（kJ mol-1） 0 226.7 -393.5 -241.8 rH m=f H m(生成物)mfH（反应物）rH m=2(-393.5) + (-241.82) 226.7 0 = - 1255.5 kJmol-1 因反应放出大量热，可以熔化金属，所以可用于焊接或切割金属。6通过计算说明，为什么称硼的氢化物（硼烷） ，硅的氢化物（硅烷）是高能燃料 已知B2H6（g）的 mfH36.56 kJmol-1，B2O3（s）的 mfH-1132.55
4、 kJmol-1；SiH4（g）的 mfH34.31 kJmol-1，SiO2（s）的 mfH-910.7kJmol-1 。 解： B2H6（g） + 3O2(g) = B2O3（s） + 3H2O（g）mfH（kJmol-1） 36.56 0 -1132.55 -241.82rH m= -1132.55+3(-241.82) 36.56 0 = - 1894.57 kJmol-1 SiH4（g） + 2O2(g) = SiO2（s） + 2H2O（g）mfH（kJmol-1） 34.31 0 -910.7 -241.82rH m= -910.7 + 2(-241.82) 34.31 0 =
5、- 1428.65 kJmol-1 2上述两个反应都放出大量热，因此 B2H6（g）和 SiH4（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）= CO2（g） rHm(1) = -393.5 kJmol-1 H2（g）+ (1/2) O2（g）=H2O（l） rHm(2) = -285.8 kJmol-1 C2H6（g）+(7/2)O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） rHm (3) = -1559.8 kJmol-1 不用查表，计算由石墨和氢气化合生成 1mol C2H6（g）反应的rHm。解:根据 Hess 定律 rHm (C2H6) = 2rHm(1
6、) + 3rHm(2) -rHm (3) 所以rHm (C2H6) = 2(393.5) + 3(285.8)(1559.8) = 84.6 kJmol-1 8在用硝石制硝酸时，下列反应同时发生（1）KNO3（s）+ H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g） （2）2KNO3（s）+ H2SO4（l）= K2SO4（s）+ 2HNO3（g） 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 1kgHNO3(g)时将放出多少热量？已知 KNO3、H2SO4、KHSO4、HNO3（g） 、K2SO4的标准生 成焓依次为-494.63、813.99、
7、-1160.6、135.6、-1437.79（kJmol-1） 。 解： KNO3（s）+H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g）方程（1）mfH/(kJmol-1) -494.63 813.99 -1160.6 135.6rH m=f H m(生成物)mfH（反应物）rH m(1) = ( 1160.6 +135.6 ) ( 494.63 + 813.99 ) = 1344.36 kJmol-1 2KNO3（s）+H2SO4（l）= K2SO4（s）+2HNO3（g）方程（2）mfH/（kJmol-1）-494.63 813.99 -1437.79 135.6rH m(2)=
8、-1437.79+ 2(135.6)- 2 (-469.63) +(813.99)=991.32 kJmol-1HNO3的相对分子量为 63, 1 kg HNO3的物质的量 n =631000 =15.9 (mol) 制取 1 kg HNO3(g)时的反应热为 kg/kJ1004. 232.10419 .15%2036.13449 .15%804 9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C57H104O6（s）+ 80 O2（g）= 57CO2（g）+52H2O（l）该反应的mrH= -3.3510 4 kJmol-1 ，问如以当代男大学生平均每人每日耗能 10125.3
9、kJ， 且以完全消耗这种脂肪来计算，每天需消耗多少脂肪？解：每天消耗脂肪物质的量(mol)302. 0335003 .101253 .10125mrHn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 C6H12O6（s）+ 6O2（g）= 6CO2（g）+ 6H2O（l） 该反应的 mrH= -2820 kJmol-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。 解：葡萄糖相对分子量为 180；一匙葡萄糖(3.8g)的物质的量为
10、 3.8 / 180 = 0.021(mol) 一匙葡 萄糖被氧化放出的热量为 0.021mrH= 0.021 2820 = 59.2 kJ3可获得的肌肉活动能量 59.240% = 23.7 kJ 11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： mfH（C8H18，l）=-218.97 kJmol-1）？ （1）完全燃烧 C8H18（l）+ O2（g）CO2（g）+ H2O（l） （2）不完全燃烧 C8H18（l）+ O2（g）C（s）+ H2O（l） 解：据附录查得下列物质 C8H18(l), O2 (g) , CO2 (g),C(s)
11、, H2O(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-1rH m=f H m(生成物) f H m(（反应物）C8H18（l）+（25/2）O2（g）= 8CO2 （g） + 9H2O（l）mfH/（kJmol-1）-218.97 0 - 393.5 - 285.83rH m(1)= 8 ( - 393.5) + 9 ( - 285.83) 0 ( -218.97) = -5501.58 kJmol-1C8H18（l）+（9/2）O2（g）= 16C （s） + 9H2O(l)mfH/（kJmol-1）
12、-218.97 0 0 - 285.83rH m(2)= 0 + 9 ( - 285.83 ) 0 ( - 218.97) = 2353.5 kJ.mol-1 rH m(1) rH m(2)， 结论：完全燃烧放热量大。4二、化学反应进行的方向和限度二、化学反应进行的方向和限度1下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。 （1）因为 QP=H，而 H 与变化途径无关，是状态函数，所以Vq也是 状态函数。 答：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( mfH)和标准生成吉布斯函数变( mfG)都为零， 因此其标准熵也为
13、零。 答：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 mfH和 mfG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 mS= 0）（3）对于纯固、液、气态物质而言，100kPa、298K 是其标准态。 答：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 H，S，G 都与温度关系不大。 答：错，一般认为反应的 H，S 与温度关系不大，但 G =H- TS 所以 G 与温度有关。（5）等温等压条件下，用
14、 mrG就可以判断任何一个化学反应的方向。答：错，等温等压条件下用mrG（0 或 0，反应不能自发进行，但其平衡常数并不等于零。答： mrG 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| mrG|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答：正确答案为 。(2)生产水煤气的反应为 C（s）+ H2O（g）= CO（g）+ H2（g）该反应的 mrH= 131.3 kJmol-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 答：正确答案为。3不用查表，将下列物质按标准熵 mS值由大到小的顺序排列。 （1）Si（s） （2）Br（l） （3）Br（g）答： mS（3） mS（2） mS（1）4给出下列过程的 mrG， mrH， mrS的正负号（或零） （1）电解水生成 H2和 O2； （2）
