习 题
一.选择题
( B ) 1. CO2(g)的生成焓等于 (A) 金刚石的燃烧焓 (B) 石墨的燃烧焓 (C) CO(g)的燃烧焓 (D) 碳酸钙分解的焓变 ( A)2. 萘燃烧的化学反应方程式为：
C10H8(s) + 12 O2 (g) = 10 CO2 (g) + 4 H2O(l)
则 298 K时, Qp和 QV的差值(kJ·mol?1)为
(A) -4.95 (B) 4.95 (C) -2.48 (D) 2.48 (B)3.ΔH = Qp此式适用于哪一个过程：
(A) 理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5Pa (B) 在0℃、101325Pa下，冰融化成水 (C) 电解CuSO4的水溶液
(D) 气体从(298.15K、101325Pa)可逆变化到(373.15K、10132.5Pa )
( D)4.气相反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)是放热的，当反应达到平衡时，可采用下列哪 组条件使平衡向右移动？
(A)降低温度和降低压力 (B)升高温度和增大压力 (C)升高温度和降低压力 (D)降低温度和增大压力 ( B )5.下列过程中系统的熵减少的是
(A)在900oC时CaCO3(s) ? CaO(s) +CO2(g) (B)在0oC常压下水结成冰 (C)理想气体的等温膨胀 (D)水在其正常沸点气化
O( C)6.在常温下，下列反应中，焓变等于AgBr(s)的?fHm的反应是
(A) Ag(aq) + Br(aq) = AgBr(s) (B) 2Ag(s) + Br2 (g) = 2AgBr(s) (C) Ag(s) + 12Br2(l) = AgBr(s) (D) Ag(s) +12 Br2 (g) = AgBr(s) （C）7.下列过程中系统的?G ? 0的是
(A)水在0oC常压下结成冰 (B)水在其正常沸点气化 (C)NH4Cl(s) ? NH3(g) + HCl(g)在大气中进行
(D)100?C，大气压下液态水向真空蒸发成同温同压下的气态水
二.填空题
1.300 K时0.125 mol 的正庚烷(液体)在氧弹量热计中完全燃烧，放热602 kJ, 反应C7H10(l) + 11O2(g) = 7CO2(g) + 8H2O(l) 的
?rUm= －4816 kJ·mol?1，?rHm=－4826 kJ·mol?1。( RT = 2.5kJ )
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??2.写出下列过程的熵变(用<、=、>表示)
O(1)溶解少量食盐于水中，?rSm_＞_0； O(2)纯碳和氧气反应生成CO(g)，?rSm_＞_0； O(3) H2O(g)变成H2O(l)，?rSm_＜_0；
O(4)CaCO3(s)加热分解 CaO(s)和CO2(g)，?rSm＞0。
3．一定温度下, 反应 PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 达到平衡后, 维持温度和体积不变, 向容器中加入一定量的惰性气体, 反应将不移动。 4. 循环过程的熵变为_0_；循环过程吉布斯函数变为_0_。 三．计算题
1．一容器中装有某气体1.5dm3，在100kPa下，气体从环境吸热800J后，体积膨胀到2.0dm3，计算系统的热力学能改变量。 解：
?U?Q?W?Q?p?V?800J-100?103Pa?（2.0?10-3-1.5?10-3)m3?750J
2．5mol理想气体在300K由0.5dm3等温可逆膨胀至5dm3，求W、Q和?U。 解：
W??nRTlnV25??5mol?8.3145J?mol?1?K-1?300K?ln??28.72kJ V20.5Q??W?28.72kJ
?U?Q?W?0
3．10mol理想气体由298.15K、106Pa自由膨胀到298.15K，105Pa，再经等温可逆压缩到始态，求循环过程的Q、W、?U、?H。 解：循环过程，?U?0，?H?0
p2106?1-1W?W1?W2?0?nRTln?10mol?8.314J?mol?K?298K?ln5?57.05kJp110 Q??W??57.05kJ
4. 计算25℃时下列反应的等压反应热与等容反应热之差。
(1) CH4(g)?2O2(g)?CO2(g)?2H2O(l) (2) H2(g)?Cl2(g)?2HCl(g) 解：QP?QV??nRT
(1)QP?QV??nRT?(1-3)RT??2?8.3145J?mol?1?K-1?298.15K ?-4958J?mol-1
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(2)QP?QV??nRT?(2-2)RT?0
5．25℃下，密闭恒容的容器中有10 g固体奈C10H8(s)在过量的O2(g)中完全燃烧成CO2(g)和H2O(l)。过程放热401.73 kJ。求
(1) C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l)的反应进度
O(2) C10H8(s)的?cHm ；
解：(1)萘在过量的氧气中完全燃烧，萘的物质的量为:
m?10????mol?0.078019molM(C10H8)?128.17?
?n(C10H8)??0.078019??????mol?0.078019mol?(C10H8)??1?n(C10H8)?
(2)
OO?cHm??cUm???B(g)RTB(g)
?1?1?[?5149.1?10?(10?12)?8.3145?298.15]J?mol??5154.1kJ?mol
6．已知下列两个反应的焓变，求298K时水的标准摩尔蒸发焓。
(1) 2H2(g)?O2(g)?2H2O(l);(2) 2H2(g)?O2(g)?2H2O(g);O ?rHm(298K)??571.70kJ?mol?1
3O?rHm(298K)??483.65kJ?mol?1
OO解：水的气化过程：H2O(l)?H2O(g); ?rHm(298K)??vapHm(298K) 方程式(2) – 方程式(1)，得：2H2O(l)?2H2O(g)
1O?vapHm(298K)?(571.70kJ?mol?1?483.65kJ?mol?1)?44.025kJ?mol?1
2O7．已知反应 A?B?C?D; ?rHm(T)??40.0kJ?mol?1
C?D?E;O?rHm(T)?60.0kJ?mol?1
O(T) 计算反应(1)C+D→A+B；(2)2C+2D→2A+2B；(3)A+B→E 的?rHm解：(1) ?rHm(T)?40.0kJ?mol
(2) ?rHm(T)?2?40.0kJ?mol(3) ?rHm(T)??40.0kJ?molO?1O?1O?1?80.0kJ?mol?1
?60.0kJ?mol?1?20.0kJ?mol?1
O8．利用附录B中标准摩尔生成焓数据计算下列反应在298.15K的?rHm。假定反应中
的各气体都可视作理想气体。
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(1)H2S(g)?O2(g)?H2O(l)?SO2(g) (2)CO(g)?2H2(g)?CH3OH(l)
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解：(1)查表得各物质标准摩尔生成焓：
OO?fHm[H2S(g)]??20.6kJ?mol?1，?fHm[SO2(g)]??296.8kJ?mol?1， O?fHm[H2O(l)]??285.83kJ?mol?1
OOOO?rHm??fHm[H2O(l)]??fHm[SO2(g)]-?fHm[H2S(g)] ?[?285.83?296.8?(?20.6)]kJ?mol??562.03kJ?mol(2)查表得各物质标准摩尔生成焓：
?1?1
OO?fHm[CO(g)]??110.53kJ?mol?1，?fHm[CH3OH(l)]??239.1kJ?mol?1
OOO?rHm??fHm[CH3OH(l)]-?fHm[CO(g)] ?[?239.1?110.53]kJ?mol??128.57kJ?mol?1?1
O9．25℃时，石墨、甲烷及氢的?cHm分别为?394kJ?mol?1、?890.3kJ?mol?1
和?285.8kJ?mol?1。求25℃时在等压情况下甲烷的标准摩尔生成焓。 解：C(石墨)?2H2(g)?CH4(g)，此反应热即为甲烷的生成热
OOOO?fHm??cHm(C)?2?cHm(H2)-?cHm(CH4)?1?1 ?[?394.1?2?(?285.8)?(?890.3)]kJ?mol??75.40kJ?mol
10．已知反应 WC(s)?52O2(g)?WO3(s)?CO2(g) 在300K及恒容条件下进行时，
OQV??1.192?106J，请计算反应的Qp和?fHm(WC,s,300K)。已知C和W在300K时
的标准摩尔燃烧焓分别为?393.5和?837.5kJ?mol?1。 解：QP?QV??nRT???1.192?106??1??????5??8.3145?300J?-1196kJ ??2??O ?rHm?QP/????1196kJ/1mol?1??1196kJ?mol?1
C和W的标准摩尔燃烧焓就是CO2和WO3的标准摩尔生成焓，所以
OOOOO?rHm(300K)??fHm(WO3)??fHm(CO2)-?fHm(WC,300K)-5/2??fHm(O2)OOOOO?fHm(WC,300K)??fHm(WO3)??fHm(CO2)-5/2??fHm(O2)-?rHm(300K) ?[?837.5?(?393.5)?0]kJ?mol?1?(?1196kJ?mol?1)??35kJ?mol?111．已知化学反应CH4(g)?H2O(g)?CO(g)?3H2(g)的热力学数据如下
O?fHm/kJ·mol?1 CH4(g) -74.4 H2O(g) -241.826 CO(g) -110.53 H2(g) 0 31 / 12
O 求该反应在298.15K时的?rHm。
解：（1）在298.15K时的反应焓为
OOOOO?rHm(298.15K)??fHm(CO,g)??fHm(H2,g)-?fHm(CH4,g)-?fHm(H2O,g) ?[?110.53?0?(?74.4)?(?241.826)]kJ?mol?205.7kJ?mol?1?1
O12．计算在298.15K时反应 Fe3O4(s)?4H2(g)?3Fe(s)?4H2O(g) 的?rSm。已知：
OSm(298K)/(J?mol?1?K?1) Fe3O4(s) 146.4 H2(g) 130.7 Fe(s) 27.3 H2O (g) 188.835 解：
OOOOO?rSm(298.15K)?3Sm(Fe)?4Sm(H2O)-Sm(Fe3O4)-4Sm(H) ?(3?27.3?4?188.835?146.4?4?130.7)J?K?1?mol?1 ?168.04J?K?1?mol?113．应用标准摩尔生成焓和标准摩尔熵数据，计算反应H2O(l)?H2(g)?O2(g)的标准
O摩尔吉布斯函数变?rGm，并判断该反应在标准状态下能否自发进行。
12解：查表得各物质标准摩尔生成焓及熵数据为：
OO?fHm(H2O,l)???285.83kJ?mol?1，?fHm(O2,g)?0kJ?mol?1，O?fHm(H2,g)?0kJ?mol?1OO?rSm(H2O,l)?69.95J?K?1?mol?1，?rSm(O2,g)?205.2J?K?1?mol?1，O?rSm(H2,g)?130.7J?K?1?mol?11OOOO?rHm??fHm(H2)??fHm(O2)-?fHm(H2O)2 ?0?0- (?285.83)kJ?mol?1?285.83kJ?mol?11OOOO?rSm??fSm(H2)??fSm(O2)-?fSm(H2O)2 ?130.7?0.5?205.2- 69.95J?K?1?mol?1?163.35J?K?1?mol?1OOO?rGm??rHm-T?rSm
?285.83kJ?mol?1?298.15K?163.35J?K?1?mol?1?237.13kJ?mol?1O?rGm?0，此过程不能自发进行32 / 12
工科化学与实验(金继红)第2章-习题及思考题答案
