大学化学答案篇三：大学化学作业答案修订版9 11
第一章 化学反应热
思考题与习题解答
1．说明下列符号的含义。
ΘΘ(T) ?fHm（T） ? QV ?rHm(T) ?rHm
Θ答：QV：等容反应热； ?rHm(T)：温度T下，反应的摩尔焓变（数值等于等压反应热）；?fHm(T)：
温度T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：纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压力[ 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。纯液态（或纯固态）物质的标准态是指压力为p下的纯液体（或纯固体）的状态。溶液的标准态选1 mol·L。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（?fHm,MgO= – 601.7 kJ·mol1, –Θ–1ΘΘ???Hm,AlO= – 231675.69 kJ?mol–1）产生千度以上的高温，而反应放出的热量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)
–?/（kJ? mol1） 0 226.7 –393.5 –241.8 ?fHm
???rH?
m=??f Hm(生成物)－??fHm（反应物）
1△rH?
m=2×(–393.5) + (–241.82) – 226.7 – 0 = – 1255.5 kJ·mol–
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）
Θ的?fHm＝36.56 kJ·mol1，B2O3（s）的?fHm＝–1132.55 kJ·mol1；SiH4（g）的?fHm＝34.31 ––ΘΘ
1
ΘkJ·mol1，SiO2（s）的?fHm＝–910.7kJ·mol1 ]。 ––
解：B2H6（g） + 3O2(g) = B2O3（s） + 3H2O（g）
?／（kJ·mol–1）36.56 0 –1132.55 –241.82 ?fHm
1△rH?
m= –1132.55+3×(–241.82) – 36.56 – 0 = – 1894.57 kJ·mol –
SiH4（g） + 2O2(g) = SiO2（s） + 2H2O（g）
?／（kJ·mol–1） 34.31 0–910.7 –241.82 ?fHm
1 △rH?
m= –910.7 + 2×(–241.82) – 34.31 – 0 = –1427.25 kJ·mol–
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） ΔrHm(1) = –393.5 kJ·mol1–
H2（g）+ (1/2) O2（g）=H2O（l） ΔrHm(2) = –285.8 kJ·mol1–
C2H6（g）+(7/2)O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） ΔrHm (3) = –1559.8 kJ·mol1–
不用查表，计算由石墨和氢气化合生成1mol C2H6（g）反应的ΔrHm。
解：根据Hess定律 ΔrHm (C2H6) = 2ΔrHm(1) + 3ΔrHm(2) –ΔrHm (3)
所以ΔrHm (C2H6) = 2×(–393.5) + 3×(–285.8) – (–1559.8) = –84.6 kJ·mol1 –
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、–1160.6、135.6、–1437.79（kJ·mol1）。 –
解：KNO3（s）+H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g）方程（1）
–?/（kJ?mol1）–469.63 813.99 –1160.6 135.6 ?fHm
???rH?=H(生成物)－??Hf ?fm（反应物） m?m
△rH?mol–1 m(1) = (–1160.6 +135.6 ) – (–494.63 + 813.99 ) = –1344.36 kJ·
2KNO3（s）+H2SO4（l）= K2SO4（s）+2HNO3（g）方程（2）
–?/（kJ?mol1）–469.63813.99 –1437.79 135.6 ?fHm
△rH? (135.6)] – [2× (–469.63) + 813.99]= –1041.32 kJ·mol–1 m(2)= [–1437.79) + 2×
HNO3的相对分子量为63， 1 kg HNO3的物质的量n =
制取1 kg HNO3(g)时的反应热为
2 1000=15.9 (mol) 63
80%?15.9???1344.36??20%?15.9???1041.32???2.04?104kJ?kg?1
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?rHm= –3.35×10 4 kJ·mol1 ，问如以当代男大学生平均每人每日耗能10125.3kJ，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n?10125.3
??rHm?10125.3?0.302(mol) 33500
该脂肪相对分子量为884； 每天消耗脂肪的质量为 0.30×884=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）
Θ该反应的?rHm= –2820 kJ·mol1 ，当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热的约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 3.8 / 180 = 0.021(mol) 一匙葡萄糖被氧化放出的热量为 ?0.021?ΔrHm = 0.021 ×2820 = 59.2 kJ
可获得的肌肉活动能量 59.2×40% = 23.7 kJ
11．辛烷是汽油的主要成分，根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
Θ可以得到什么结论（已知：?fHm（C8H18，l）=–218.97 kJ·mol1）？ –
（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), 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–1
??rH?
m=??f Hm(生成物) － ???f Hm(（反应物）
C8H18（l）+（25/2）O2（g）= 8CO2 （g） +9H2O（g）
–?/（kJ?mol1）–218.970 – 393.5 – 285.83 ?fHm
1△rH?
m(1)= 8 (–393.5) + 9 (-285.83) – 0 – (–218.97) = –5501.5 kJ·mol –
C8H18（l）+（9/2）O2（g）=16C （s） + 9H2O(g)
–?/（kJ?mol1） –218.97 0 0 – 285.83 ?fHm
△rHm(2)=0 + 9 (– 285.83 ) –0 – (–218.97) = -2353.5 kJ.·mol1 –?
3
?△rH?
m(1) >> △rHm(2)，
结论：完全燃烧放热量大。
第二章 化学反应进行的方向和限度
思考题与习题解答
1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。
（1） 因为qV=ΔH，而ΔH与变化途径无关,，H是状态函数，所以qV也是
状态函数。
答：错, H是状态函数，但是焓变（ΔH）不是状态函数。qV=ΔH只是数值关系。热量、功以及状态．
函数的变量“Δ”都不是状态函数。
?Θ（2）单质的标准生成焓(?fHm)和标准生成吉布斯函数变(?fGm)都为零，
?因此其标准熵（?Sm)）也为零。
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?fHm和?fGm都为零，而S有绝对值，除完美晶体在0K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Sm= 0）。 Θ?
（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ΔH，ΔS，ΔG都与温度关系不大。
答：错，一般认为反应的ΔH，ΔS 与温度关系不大，但ΔG =ΔH– TΔS，所以ΔG与温度关系．
较大。
（5）等温等压条件下，用?rGm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?rGm（>0 或<0）判断反应方向，而不是用?rGm 。
（6）化学反应进度可以度量化学反应进行的程度，所谓1mol反应是指各物质按化学反应方程式的计量关系进行的完全反应。
答：对
（7）K与KC、KP在数值上是相等的，但量纲不一定相同，
答：(有关数值) KC与K的数值相等；当?ΘΘΘ??
BB?0 时，KP与KΘ的数值也
4
相等。（有关量纲）K没有量纲； 当
但是???BB?0时，KC 与KP 也都没有量纲； ??
BB?0时，KC 与KP有量纲；
例如合成氨反应N2(g)?3H2(g)?2NH3(g)
设平衡时 p (NH3) =247 kPa；p (N2) =1kPa； p (H2) =10kPa。
Kp＝2PNH3
3PN2?PH222247000（Pa）(Pa)2－5 － 2? == 6.1×10(kPa) 334Pa?(Pa)1000?10000（Pa）
假如单位用atm，Kp = 6.1×105atm2；或用mmHg，Kp =1.06mmHg2。
Kθ =(pNH3p?)2
(pN2p?)(pH2p?)3 2（247000/100000）?6.1?105 =3（1000/100000）?（10000/100000）
可以看出? 时，Kp有量纲，且数值与K不等。 ??0?B
B
Θ（8）?rGm> 0，反应不能自发进行，但其平衡常数并不等于零。
答：?rGm> 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|?rGm|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。
①T②p③V④W⑤H⑥ΔH⑦S⑧G
:答：正确答案为① ② ③ ⑤ ⑦ ⑧。
(2)生产水煤气的反应为 C（s）+ H2O（g）=== CO（g）+ H2（g）
该反应的?rHm= 131.3 kJ·mol1，则该反应是 （∵系统ΔH >0，ΔS >0）。 –ΘΘΘ
①低温下正向不自发，高温下正向自发；②低温下正向自发，高温下正向不自发；③任何温度下正向都自发；④任何温度下正向都不自发
答：正确答案为①。
3．不用查表，将下列物质按标准熵Sm值由大到小的顺序排列。
（1）Si（s）（2）Br（l） （3）Br（g）
答： Sm（3）>Sm（2）>Sm（1）
4．给出下列过程的?rGm，?rHm，?rSm的正负号（或零）
5 ΘΘΘΘΘΘΘ