教材第五章习题解答

第五章化学热力学习题解答

1．要使木炭燃烧，必须首先加热，为什么？这个反应究竟是放热还是吸热反应？试说明之？

【解答】略

2．判断反应能否自发进行的标准是什么？能否用反应的焓变或熵变作为衡量的标准？为什么？

【解答】判断反应能否自发进行的标准是吉布斯自由能变。不能用反应的焓变作为衡量的标准，应用熵判据，原则上可以确定变化的方向和限度，但它只适用于孤立体系，而实际上的变化过程，系统和环境常有能量的交换，这样使用熵判据就不方便了。

3．由书末附表中f m H θ∆（298.15K ）的数据计算水蒸发成水蒸气，

)()1(22g O H O H →的标准摩尔焓变m H θ∆（298.15K ）=？298.15K 下，2.000mol

的)1(2O H 蒸发成同温、同压的水蒸气，焓变H θ∆（298.15K ）=？吸热多少？做功W =？内能的增量?=∆U （水的体积比水蒸气小得多，计算时可忽略不计。）

【解答】

)()1(22g O H O H →

1f H /kJ mol θ-∆⋅ 285.83 241.82

①

m H (298.15K)θ∆=f 2H (H O(g))θ∆-f 2

H (H O(l))θ

∆=241.82-285.83=44.01kJ.mol -1 ② 298.15K 下，2.000mol 的)1(2O H 蒸发成同温、同压的水蒸气，焓变H θ

∆（298.15K ）=2.000×m H (298.15K)θ∆=88.02kJ

③ Qp=H θ∆=88.02kJ

④ W = -p ∆V = -p （V g -V l ）= -pV g = -nRT

= -2mol ×8.314J/（mol.K ）*298.15K = -4957J= -4.957kJ

⑤ ΔU=Q+W=88.02 + (-4.957) = 83.06 kJ

4．写出反应C B A 23→+中A 、B 、C 各物质的化学计量数，并计算反应刚生成1molC 物质的反应进度变化。

【解答】 反应 3A + B → 2C

化学计量数：A v = -3，B v = -1，C

v = 2

生成1molC 物质时，1

052

.C

C

n mol ξν∆==

=

5．在标准态，298.15K 下，由)(2g Cl 与)(2g H 合成了4mol )(g HCl ，试分别按下列计量方程：

（1）)()(21

)(2122g HCl g Cl g H →+

（2）)(2)(22g HCl Cl g H →+

计算各自的ξ、r m H θ∆（298.15K ）和r H θ

∆（298.15K ）

。 【解答】

（1） 2211

22

()()()H g Cl g HCl g +=

由附表7得：1

f m H (kJ mol )θ-∆⋅ 0 0 -92.307 ∴ 1

r m H (298.15K)92.3070092.307kJ mol θ-∆=---=-⋅

4HCl

HCl

n mol ξν∆=

=

1r H (298.15K)92.307kJ mol 4mol 369.228kJ θ-∆=-⋅⨯=-

4HCl

HCl

n mol ξν∆=

=

（2） 222()()()H g Cl g HCl g +=

由附表7得：1f m H (kJ mol )θ-∆⋅ 0 0 -92.307

2HCl

HCl

n mol ξν∆=

=

∴ 1

r m H (298.15K)92.307200184.614kJ mol θ-∆=-⨯--=-⋅

1r H (298.15K)184.614kJ mol 2mol 369.228kJ θ-∆=-⋅⨯=-

6．根据

122r m 1Cu O(s)O (g)2CuO(s)H (298.15K)145kJ mol 2

θ-+→∆=-⋅；

1

2r m CuO(s)Cu(s)Cu O(s)H (298.15K)12kJ mol θ-+→∆=-⋅；

计算)(s CuO 的标准生成焓f m H θ∆（298.15K ）

。 【解答】 221

22

()()()Cu O s O g CuO s += （1）

2CuO(s)Cu(s)Cu O(s)+→ （2）

（1）+（2）得：21

2

()()()Cu s O g CuO s += （3）

由盖斯定律可知，

131214512157()()()r m r m r m H H H kJ mol θθθ

-∆=∆+∆=--=-⋅

由（3）知，13157(())()f m r m H CuO s H kJ mol θθ

-∆=∆=-⋅

7．选择正确的答案，填在 上。

（1）已知)(2g CO 的f m H θ∆（298.15K ）=-394kJ·mol -1，)(2g CO =C （石墨）

+)(2g O 反应的r m H θ∆（298.15K ） kJ·mol -1

。

A ．-394 B. -2×394 C. 394 D. 2×394

（2）22()()()C O g CO g +=石墨，r m

H θ∆（298.15K ）=-394kJ·mol -1

C (金刚石)+)()(22g CO g O →，r m H θ∆（298.15K ）=-396kJ·mol

-1

那么，金刚石的f m H θ∆（298.15K ）= kJ·mol

-1