浙江大学《普通化学》（第6版）笔记和课后习题（含考研真题）详解

目录

内容简介

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第1章热化学与能源

1.1复习笔记

1.2课后习题详解

L3名校考研真题详解

第2章化学反应的基本原理与大气污染控制

2.1复习笔记

2.2课后习题详解

2.3名校考研真题详解

第3章水溶液化学

3.1复习笔记

3.2课后习题详解

3.3名校考研真题详解

第4章电化学与金属腐蚀

41复习笔记

42课后习题详解

4.3名校考研真题详解

第5章物质结构基础

5.1复习笔记

5.2课后习题详解

5.3名校考研真题详解

第6章无机化合物

6.1复习笔记

6.2课后习题详解

6.3名校考研真题详解

第7章高分子化合物

7.1复习笔记

7.2课后习题详解

7.3名校考研真题详解

第8章生物大分子基础

8.1复习笔记

8.2课后习题详解

8.3名校考研真题详解

第9章仪器分析基础

91复习笔记

9.2课后习题详解

9.3名校考研真题详解

第1章热化学与能源

1.1复习笔记

一、热化学

几个基本概念

（1）系统与环境

根据系统和环境之间有无物质和能量的交换，可将系统分为三类：

①敞开系统

敞开系统又称开放系统，是指与环境间既有物质交换，又有能量交换的系统。

②封闭系统

封闭系统是指与环境间无物质交换，只有能量交换的系统。

③隔离系统

隔离系统又称孤立系统，是指与环境间无物质交换，又无能量交换的系统。

（2）相

相是指系统中具有相同的物理和化学性质的均匀部分。相与相之间存在明确的界面，超过

此界面，一定有某些宏观性质发生突变。

①固、液、气三相所具有的特点：

a.气体能够无限混合，故只含气体的系统内只会存在一个气相；

b.液相按照其互溶程度分为一相或两相共存；

c.固体达到分子尺度的均匀混合时只有一个相，即固溶体；否则固体数量与相的数量相

同。

②按相的组成来分，系统可分为单相（均相）系统和多相（非均相）系统。

③273.16K和611.73Pa时，冰、水、水蒸气三相共存，被称为HQ的“三相点”。

（3）状态与状态函数

系统的状态是指描述系统的诸如压力p、体积V、温度T、物质的量n和组成等各种宏观性

质的综合表现。状态函数是指描述系统状态的物理量。

①状态函数的特点

状态一定，其值一定；状态发生变化，其值也要发生变化；其变化值只取决于系统的始态

和终态。而与如何实现这一变化的途径无关。它具有数学上全微分的特征。

②按性质的量值是否与物质的数量有关，状态函数可分为两类：

a.广度性质（又称容量性质）

广度性质的量值与系统中物质的量成正比，具有加和性。

b.强度性质

强度性质的量值与系统中物质的量多寡无关，不具有加和性。

③状态方程

状态函数P、V、T和n之间的定量关系式称为状态方程。

pV=nRT

④理想气体状态方程

;

式中，R为摩尔气体常数，R=8.314Jmof-K'0

P—RT

理想气体方程也可以写成

式中，V,”为摩尔体积。

（4）化学计量数和反应进度

①化学计量数

0=V*8

B

对于一般化学反应

式中，B表示反应中物质的化学式，VB为物质B的化学计量数。

a.化学计量数是量纲为一的量，对反应物取负值，对产物取正值；

b.对于同一个化学反应，化学计量数与化学反应方程式的写法有关；

c.化学计量数只表示当按计量反应式反应时各物质转化的比例数，并不是反应过程中各

相应物质实际转化的量。

②反应进度

d=d/25/v3

反应进度自定义为

式中，d为微分符号，表示微小变化；皿为物质B的物质的量；VB为B的化学计量数。

a.反应进度只与化学反应方程式有关，而与选择反应系统中何种物质来表示无关；

b.当涉及反应进度时•，必须指明化学反应方程式；

c.反应进度实际上是以反应方程式整体作为特定组合单元来表示反应进行的程度。在反

应进行到任意时刻时.，可用任一反应物或产物来表示反应进行的程度，且所得的值总是相

等的。

2.热效应及其测量

(1)热效应

化学反应热效应，是指化学反应引起吸收或放出的热量，包括反应热、相变热、溶解热和

稀释热等。

(2)热效应的测量

①热化学中，等温、等容过程发生的热效应称为等容热效应；等温、等压过程发生的热效

应称为等压热效应。

②当测定某个热化学过程所放出或吸收的热量时，可测定介质的温度改变，再利用下式求

•叫

q=-q•(北一()=—q•叫"AZ'=-Cs-Ar

得：

式中，q表示一定量反应物在给定条件下的反应热；Cs表示吸热介质的比热容；ni»表示介

质的质量；C表示介质的热容，

Cs=Cs，ms.AT表示介质终态温度T2与始态温度之差。

③在实验室和工业上，用弹式热量计精确测定等容条件下固体、液体有机物的燃烧反应热

效应qv。

④热化学方程式是表示化学反应与热效应的方程式。

a.写化学方程式时注明反应热的同时•，还必须注明物态、温度、压力、组成等条件；

b.若没有特别注明，所说的“反应热”均指等温、等压反应热生；

c.习惯上，对不注明温度和压力的反应，皆指在T=298.15K,p=l()()kpa下进行。

二、反应热与焰

热力学第一定律

(1)热力学第一定律

①定义

在热力学系统中，能量转化与守恒定律又称热力学第一定律，是指系统的热力学状态发生

变化时系统的热力学能与过程的热和功之间的定量关系。

②表达式

封闭系统的热力学第一定律的数学表达式为：AU=5-U产q+w。

③热力学能

热力学能U是指系统内分子的平动能、转动能、振动能、分子间势能，原子键能，电子运

动能，核内基本粒子间核能等内部能量的总和。

热力学能的特征：

a.状态确定，其值确定；

b.殊途同归，值变相等；

c.周而复始，值变为零。

④体积功

体积功是指在一定外压p外作用下，系统的体积发生变化而与环境交换的功。体积功的定义

巾"'=一‘外"V

式为

卬=-2＞外”

式中，3w表示微量功，dV表示系统体积的微小变化量。

(2)热力学能的组成部分

①平动能U,

平动能是与质点在三维空间的平行移动有关的能量。

②转动能Ur

转动能是质点环绕质心转动所具有的能量。

③振动能Uv

振动能是与多原子分子或离子中的组成原子间相对的往复运动有关的能量。

④电子能U。

电子能是带正电的原子核与带负电的电子之间的相互作用系统所具有的能量。

2.反应热与焰

化学反应热指等温过程热，即当系统发生了变化后，使反应产物的温度回到反应前始态的

温度，系统放出或吸收的热量，主要有等容反应热和等压反应热两种。

(1)等容反应热与热力学能

=­Z'外dV+=0

在等容、不做非体积功条件下，dV=(),w，=0,所以

qv=

根据热力学第一定律，有

式中，qv表示等容反应热，下标V表示等容过程。

(2)等压反应热与焰

qp=H2-H,=AH

等压反应热的表达式为

式中，生表示等压反应热，下标p表示等压过程。

a.该式表明，等压且不做非体积功的过程热在数值上等于系统的焰变；

b.AH<0,表示系统放热，AH>0,则为系统吸热。

(3)qv=AU和qp=AH的意义

①qv=AU和%=AH表明，若反应过程的条件限制为等容或等压且不做非体积功，则不同

途径的反应热与热力学能或焰的变化在数值上相等，只取决于始态和终态。

②盖斯定律

在等容或等压条件下，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无

关。

(4)%与q、，的关系

①等温等压和等温等容反应系统

qr=a+V+△H

qP%q、％AU—A/f

②只有凝聚相(液态和固态)的系统

qp,m=0'，加+Zv(Bg)^RT

B

③有气态物质参与的系统

»(Bg)

式中，：

为反应前后气态物质化学计量数的变化，对反应物v取负值，对产物v取正值。

(5)非等温反应

非等温反应是指在极端条件下，系统与环境之间绝热，反应放热必导致产物温度升高的反

应。

①等压绝热燃烧反应，可达到最高火焰温度，计算温度的依据是服=必二°；

②等容绝热反应可以达到最高爆炸温度和最高压力，计算的依据是分==°。

3.反应的标准摩尔焰变

(1)热力学标准状态

标准压力为/=10°村。

①气态物质的标准状态

任一温度T、标准压力p。下表现出理想气体性质的纯气体状态。

②液体、固体物质的标准状态

任一温度T、标准压力丁下的纯液体、纯固体的状态。

(2)标准摩尔生成焰

标准摩尔生成焰是指在标准状态时由指定单质生成单位物质的量的纯物质时反应的焰变，

以符号△「Hm。表示，单位为kJ-mol"。

生成焰是说明物质性质的重要热化学数据，生成焰的负值越大，表明该物质键能越大，对

热越稳定。

(3)反应的标准摩尔焰

标准摩尔焰变是指标准状态时化学反应的摩尔培变，以表示。

—(29815K)=Z%A/K(29&15K)

B

①298.15K时反应的标准摩尔焙变AHN(298.15K)的一般计算式为

②对同一反应，若计量方程式写法不同，，的含义不同，AH,『的数值也就不同。

一小△底(298.15K)

③如果温度变化范围不大，可认为反应的焰变基本不随温度而变。即

三、能源的合理利用

煤炭与洁净煤技术

(1)煤炭的热值

燃料的热值是指单位质量燃料完全燃烧所放出的热量。

(2)洁净煤技术

洁净煤技术包括煤炭的加工、转化、燃烧和污染控制等，比如煤的气化、液化和水煤浆燃

料技术。

①水煤气

&O(g)+C(s)12->co(g)+凡(g)

水煤气是将水蒸气通过装有灼热焦炭的气化炉内产生的：

△，〃，(298.15K)=131.30・7%O/T

②合成气

合成气是将纯氧气和水蒸气在加压下通过灼热的煤，生成一种气态燃料混合物，其体积分

数约为4()%H。、15%C0、15%CH」和3()%CO”

③煤的液化燃料

煤的液化燃料以合成气为原料，选用不同催化剂和合适条件可间接生产合成汽油或甲醇等

C。+4尔黑笆益Pa＞。此田+H夕

液体燃料。

CO+H]300c20：30.WPa>CH3OH

④水煤浆燃料

水煤浆燃料是由质量分数约为70%的煤粉、30%的水及少量添加剂混合而成。

2.石油和天然气

(1)石油与无铅汽油

①石油

石油是由链烷烧、环烷烧和芳香煌组成，还含有少量含氧、氮、硫的有机化合物，平均含

碳(质量分数)84%〜85%、氢12%〜14%。

②汽油

石油产品中最重要的燃料之一是汽油，汽油中加入二澳乙烷使汽缸中的铅转换成易挥发的

铅卤化物。

(2)天然气和沼气

①天然气

天然气是蕴藏在地层内的可燃性气体，主要组分为甲烷。

②沼气

沼气是由植物残体在隔绝空气的情况下自然分解而成的气体，约含60%(体积分数)的C

凡，其余为CO2和少量的CO、压、压S等。

(3)煤气和液化石油气

①煤气

煤气的主要来源是煤的合成气及炼焦气，其主要可燃成分为H?(5()%)、CO(15%)和C

H4(15%)o

②液化石油气

液化石油气来源于石油，一种是采油时的气体产品称为油田气，另一种是炼油厂的气体产

品称为炼厂气。其主要成分是丙烷和丁烷。

3.氢能和太阳能

(1)氢能

①氢能的优点

a.热值高。热值为142.9MJ-kg",约为汽油的3倍，煤炭的6倍。

b.点火容易，燃烧速率快。

c.如果能以水为原料制备，则原料充分。

d.燃烧产物是水，产物洁净。

②开发利用氢能需要解决的问题

a.廉价易行的制氢工艺。

b.方便、安全的贮运。

c.有效的利用。

③氢气的制取

目前认为最有前途的是太阳能光解水制氢法，关键在于寻找和研制合适的催化剂，以提高

光解制氢的效率。

④氢气的贮存

储氢的方式有化学储氢和物理储氢两类。当前研究和开发十分活跃的是固态合金贮氢方法。

(2)太阳能

太阳能是天然核聚变能，直接利用太阳能的方法主要有三种：

①光转变为热能。

②光转变为电能。

③光转变为化学能。

1.2课后习题详解

（-）复习思考题

1.区别下列概念：

（1）系统与环境；

（2）比热容与热容；

（3）等容反应热与等压反应热；

（4）反应热效应与焰变；

（5）标准摩尔生成焰与标准摩尔焰变；

（6）有序能与无序能。

答：（1）系统是指有目的的将某一部分物质与其余物质分开而被划定的研究对象；而环境

是指除系统之外，与系统密切相关、影响所能及的部分。系统和环境是一个整体的两个部

分，按照互相之间有无物质和能量的交换，可将系统分为三类：敞开系统；封闭系统；隔

离系统。

（2）比热容是指1g物质温度上升时所需吸收的热量；而热容是指某物质温度上升1℃

时所需吸收的热量。

（3）等容反应热是指在等容、不做非体积功条件下系统的反应热；而等压反应热是指在

等压、不做非体积功条件下系统的焰变。在等温或等压条件下，化学反应的反应热只与

反应的始态和终态有关，而于变化途径无关。

（4）反应热效应是指化学反应引起吸收或放出的热量；焰变是指化学反应引起的系统自

由焰的变化。

（5）标准摩尔生成焰是指标准状态时由指定单质生成单位物质的量的纯物质时反应的焰

变；而标准摩尔熔变是指在标准状态时化学反应的摩尔焰变。一定温度下标准摩尔焰变

等于同温度下各参加反应物质的标准摩尔生成焰与其化学计量数乘积的总和。

（6）有序能是指功，是大量质点以有序运动而传递的能量；而无序能是指热，是大量质

点以无序运动（分子的碰撞）方式而传递的能量。

何为化学计量数？化学计量数与化学反应方程式的写法有何关系？

答：（1）化学计量数的定义

化学计量数是指当按计量反应式反应时各物质转化的比例数，对反应物取负值，对产物取

正值。

（2）化学计量数与化学反应方程式的写法关系

在化学反应方程式中，若各化学式的系数等比例发生变化，则化学计量数按同样的比例发

生变化。

反应进度如何定义？说明引入反应进度的意义。

答：（1）反应进度的定义

反应进度是指以反应方程式整体作为一个特定组合单元来表示反应进行的程度。

（2）引入反应进度的意义

在反应进行到任一时刻时，可用任一反应物或产物来表示反应进行的程度，且所得的值总

是相等的。

用弹式热量计测量反应热效应的原理如何？用弹式热量计所测得的热量是否就等于反应

的热效应？为什么？

答：（1）弹式热量计测量反应热效应的原理：

将反应物装入钢弹中的试样容器内，引发反应后系统放出的热使环境的温度升高，通过测

定温度计所示的最高读数即环境的终态温度。根据始、终态温度和热量计的仪器常数即可

计算反应热数值。

（2）用弹式热量计所测得的热量不等于反应的热效应。原因如下：

弹式热量计测得的是等容反应热，当反应为等压反应时弹式热量计所测得的热量就不等于

反应的热效应。

热化学方程式与一般的化学反应方程式有何异同？书写热化学方程式时应注意哪些？

答：（1）热化学方程式与一般的化学反应方程式的异同点

①热化学方程式与一般的化学反应方程式的相同点

a.两种化学反应方程式都符合客观事实；

b.两种化学反应方程式都遵循质量守恒定律。

②热化学方程式与一般的化学反应方程式的区别

a.化学计量数

一般的化学反应方程式化学计量数是整数，即表示微粒个数又表示物质的量；热化学方程

式化学计量数既可以是整数，也可以是分数，只表示物质的量。

b.状态

一般的化学反应方程式不要求注明状态；热化学方程式必须在化学式后面注明。

c.AH的正负号、数值及单位

一般的化学反应方程式不注明AH；热化学方程式必须注明AH的正负号、数值及单位。

d.意义

一般的化学反应方程式表明了化学反应中的物质变化；热化学方程式不仅表明了化学反应

中的物质变化，也表明了化学反应与热效应关系。

(2)书写热化学方程式的注意事项

①要注明反应的温度和压强条件，如果反应在298K和1.013xl05pa下进行，习惯上不予注

明；

②要注明反应物和生成物的聚集状态或固体物质的晶形；

③方程式中的配平系数只表示计量数，不表示分子数，因此必要时可以写成分数；

④热化学方程式后一定要写上摩尔反应热及其单位。

状态函数有什么特点？q、w、H是否是状态函数？为什么？

答：(1)状态函数的特点为：

①状态一定，其值一定；

②状态发生变化，其值也要发生变化；

③其变化值只取决于系统的始态和终态，而与实现其变化的途径无关。

(2)H是状态函数，w和q都不是状态函数。原因如下：

功和热都是过程中被传递的能量，其数值与途径有关，不同的途径有不同的功和热的交换

，因此q和w都不是状态函数；H是状态函数U、p、V的组合，所以熔H是状态函数。

外外、U、H、'”/、A/77®(298.15AT)

说明下列符号的意义。

答：(1)q是指一定量反应物在给定条件下的反应热；

(2)卬是指等压反应热；

(3)U是指热力学能；

(4)H是指热力学函数烙；

(5)AH,F是指反应的标准摩尔焙变；

(6)AfHm0(298.15K)是指298.15K下物质的标准摩尔生成烙。

8.q、H、U之间，p、V、U、H之间存在哪些重要关系？试用公式表示。

答：（1）q、H、U之|可的重要关系有:

qp=H「H\%=4-5

9

（2）p、V、U、H之间的重要关系有：

△U=g+M,口p-A0'二夕/H=U+pV

，，，

9.如何利用精确测定的qv来求得q0和AH?试用公式表示。

答：在已知qv时，q0和AH的求解过程为：

因为

Q=Ziq-bU

p9v

qp-qv=\nRT

则

qp=^RT+qv

如何理解盖斯定律是热力学第一定律的必然推论？举例说明盖斯定律的应用价值。

答：（1）盖斯定律是热力学第一定律的必然推论的原因

①热力学第一定律是能量转化与守恒定律在热力学系统中的运用，其描述了系统的热力学

状态发生变化时系统的热力学能与过程的热和功之间的定量关系；

②盖斯定律是指在等容或等压条件下，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而

与变化的途径无关，符合能量转化与守恒定律。

（2）盖斯定律的应用价值

盖斯定律是热化学计算的理论基础，其最大用处是利用能精确测定的反应热数据来求算难

以测定的反应热，例如石墨燃烧生成一氧化碳的反应热就是通过这种方法计算出来的。

如何规定热力学标准态？对于单质、化合物和水合离子所规定的标准摩尔生成焰有何区

别？

答：(1)热力学标准态的规定

①任一温度T、标准压力N下表现出理想气体性质的纯气体状态为气态物质的标准状态；

②液体、固体物质的标准状态为任一温度T、标准压力p。下的纯液体、纯固体的状态。

(2)单质、化合物和水合离子所规定的标准摩尔生成焰的区别

①对于单质，规定参与反应的单质为选定温度T和标准压力P。时的最稳定单质；

②对于化合物，规定在标准状态时由指定单质生成单位物质的量的纯物质时反应的焰变称

为该物质的标准摩尔生成焰；

③对于水合离子，规定水合氢离子的标准摩尔生成焰为零。

根据标准摩尔生成焰定义，说明在该条件下指定单质的标准摩尔生成焰必定为零。

答：(1)标准摩尔生成焰的定义

规定在标准状态时由指定单质生成单位物质的量的纯物质时反应的焰变称为该物质的标准

摩尔生成焰。

(2)标准条件下指定单质的标准摩尔生成焰必定为零的原因

按定义，生成反应式的写法是唯一的，指定单质由其本身生成，反应前后系统自由焰不发

生变化，因此指定单质的标准摩尔生成焰必定为零。

如何利用物质的(298.15K)数据，计算燃烧反应及中和反应的AHJ(298.15K)

?举例说明。

(29815K)=£v5AfH：(298.15K)

B

答：根据公式

可利用物质的AH“F(298.15K)数据计算燃烧反应及中和反应的(298.15K),举例

如下：

金属铝粉和三氧化二铁的混合物点火时，反应放出大量的热，可根据教材附录3的标准摩

尔生成焰的数据，计算铝粉和三氧化二铁反应的AHF(298.15K)。

有关的化学方程式和各物质的标准摩尔生成焰的值为

2AI(s)+Fe2O,(s)^----:AI2O3(S)+2Fe(s)

△fH；(298.15K)/kJ・moL0-824.2-1675.70

△rH?(298.15K)=工为劣用(298.15用

B

根据式

4H1（298.15K）=2VBAf%（298.15K）

B

1

二［（-1675.7）+0-0-（-824.2）］kJ.mol

=-851.5（kJ・mo『）

可得

煤炭中通常含有哪些元素？用做燃料时，哪些是有益的？哪些是有害的？为什么？

答：（1）煤炭中通常含有碳、氢、氧、氮、磷、硫及少量金属元素。

（2）煤炭用做燃料时，碳元素是有益的，因为煤炭主要通过碳的燃烧产生热量，且碳不

产生污染。

（3）煤炭用做燃料时，磷和硫是有害的，因为磷燃烧产生五氧化二磷，硫燃烧产生二氧

化硫，这两种气体污染环境。

煤的主要组分碳、汽油中代表性组分辛烷、天然气中主要组分甲烷以及氢气各自的热值

可如何计算？并比较它们的相对大小。

答：（1）碳的热值计算

石墨在298.I5K的标准状态时完全燃烧的化学反应方程式及标准摩尔焰变为

c(^S)+o2(g)—co2(g)

4

ArH®(298.15K)=-393.5kJ•mol

用标准摩尔焰变除以碳的摩尔质量，可得碳的热值为32.8MJ-kg」。

(2)辛烷的热值计算

CsHls(/)+12.50,(g)=8CO?(g)+9H0Q)

辛烷完全燃烧的化学反应方程式及标准摩尔焰变为

ArH®(298.15K)=-5440kJ・mo『

用标准摩尔焰变除以辛烷的摩尔质量，可得辛烷的热值为47.7MJ.kg」。

(3)甲烷的热值计算

E,(g)+2。［(g)=CO式g)+2区。(/)

甲烷完全燃烧的化学反应方程式及标准摩尔焰变为

4

ArH®(298.15K);-890kJ.mol

用标准摩尔焰变除以甲烷的摩尔质量，可得甲烷的热值为55.6MJ.kg」。

(4)氢气的热值计算

凡(g)+=。式g)-H，(/)

氢气完全燃烧的化学反应方程式及标准摩尔熔变为

1

AfH®(298.15K)=-285.8kJ«mor

用标准摩尔焰变除以氢气的摩尔质量，可得氢气的热值为142.9MJ.kg」。

综上所述，热值大小顺序为：氢气〉甲烷〉辛烷〉石墨。

在液体燃料油中掺水(掺水20%左右)制成“乳化燃料”，可节油增效并减少污染，试通

过查阅资料解释其中的原理。

答：在液体燃料油中掺水可节油增效并减少污染的原理如下：

液体燃料油中，重油在燃烧时需要雾化，雾化效果的好坏影响其燃烧效率。在液体燃料中

掺水时，重油和水进行乳化，形成油包水的形式。在高温炉内燃烧时，由于炉膛内温度高

达1000C以上，油中的水吸热汽化，形成“微爆效应”，将重油重新分开成小的颗粒，增大

了燃烧效率，减少了燃烧不完全所产生的污染性气体的排放。

(~)习题

1.是非题

(1)已知下列过程的热化学方程式为

»

则此温度时蒸发ImolUK(1),会放出热30.1kJ。()

【答案】错

【解析】反应的标准摩尔生成焰为正值，表示反应为吸热反应。

(2)在恒温恒压条件下，下列两个生成水的化学反应放出的热量相同。()

凡(g)+；o?(g)-%。(0

2区(g)+Q(g)-2H0(，)

【答案】错

【解析】定压摩尔反应热与反应进度有关，而反应进度与反应方程式的写法即反

应式中化学计量数的选择有关。即第一个反应是生成Imol液态水的热效应；第二个反应

生成两倍水量，应有两倍热量。

(3)功和热是系统和环境之间的能量传递方式，在系统内部不讨论功和热。()

【答案】对

【解析】热力学中的做功W与吸热q都是指系统与环境之间，通过界面所传递的能

量。在界面以内，系统的各部分之间所进行的能量传递不计入w和q之中。

(4)反应的AH就是反应的热效应。()

【答案】错

【解析】只有当反应为定压反应时，反应的AH才为反应的热效应。

选择题

(1)在下列反应中，进行反应进度为Imol的反应时放出热量最大的是()。

CH,Q)+2O:(g)—CO;(g)+2H;O(g)

A.

CH4(g)+2O,(g)-=CO,(g)+2H;O(g)

B.

CH4(g)+2O,(g)=CO式g)+2H：OQ)

C.

CH4(g)+3/20,(g)—C0(g)+2H:0(l)

D.

【答案】C

【解析】液体汽化时吸收热量，气体液化时放出热量；当反应物完全燃烧生成最

稳定的氧化产物时，反应放出的热量最大。

（2）通常，反应或过程的哪个物理量可通过弹式热量计直接测定而获得？（）

A.AH

B.pAV

C.

D.qv

【答案】D

【解析】通常可利用弹式热量计精确测得（定容）反应热q、，。

（3）下列对于功和热的描述中，正确的是（）。

A.都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值

B.都是途径函数，对应于某一状态有一确定值

C.都是状态函数，变化量与途径无关

D.都是状态函数，始终态确定，其值也确定

【答案】A

【解析】功和热都是过程中被传递的能量，其数值与途径有关，不同的途径有不

同的功和热的交换，因此q和w都是途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值。

（4）对于状态函数，下列叙述正确的是（）。

A.只要系统处于平衡态，某一状态函数的值就已经确定

B.状态函数和途径函数一样，其变化值取决于具体的变化过程

C.AH和AU等都是状态函数

D.任一状态函数的值都可以通过实验测得

【答案】C

【解析】AH和AU的大小仅与反应始态和终态有关，而与变化途径无关，因此是

状态函数。

（5）一只充满氢气的气球，飞到一定高度即会爆炸，这要取决于一定高度上的（）。

A.外压

B.温度

C.湿度

D.外压和温度

【答案】D

【解析】气球爆炸主要取决于氢气球球壁对内外压力差的承受力。随着气球垂直

上升，大气压力不断下降，内压一直高于外压，当达到一定高度时，气球无法承受压力差

,即发生爆炸。

（6）下述说法中，不正确的是（）。

A.焰只有在某种特定条件下，才与系统反应热相等

B.焰是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量

C.焰是状态函数

D.焰是系统能与环境进行热交换的能量

【答案】D

【解析】D项，在定压过程中，焰是系统能与环境进行热交换的能量。

在温度T的标准状态下，若已知反应A-2B的标准摩尔焰变

AH40kJmo1

f\i=\反应2A-C的标准摩尔焰变

AfH=-60kJ,mO1,则反应C—4B的标准摩尔焰变AH人为多少？

解：2A―4B①，2A—C②，C-4B③

0

ArH°m.3=2ArH°m.ll-ArHmrn.2.

=2x40-(-60)

二140kJ.moL

式③=式①-式②，式③的标准摩尔焰变为

钢弹的总热容Cb可利用一已知反应热数值的试样而求得。设将0.500g苯甲酸（CHCOOH

）在盛有1209g水的弹式热量计的钢弹内（通入氧气）完全燃烧，系统的温度由296.35K上

升到298.59K。已知在此条件下苯甲酸完全燃烧的反应热效应为-3226kJ-mol

i,水的比热容为4.184J・g」-K-。试计算该钢弹的总热容。

解：苯甲酸的摩尔质量为122.12g-mol」，（）.5（）（）g苯甲酸完全燃烧的反应热为勺=-

3226x0.500/122.12=-13.2kJ»

又

q=-[C(H2O)-^T+Cb-AT]=-13.2xlOV

3

-13.2xl0=-(4.184x1209+C6)x(298.59-296.35)

即

该钢弹的总热容为Cb=834J・K，

葡萄糖完全燃烧的热化学反应方程式为

CsH1：Of(s)+6O:(g)=6CO:(g)+6H;O(l)%=_2820kJ皿。「

当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热约30%可用做肌肉的活动能量。试估算一食匙葡萄

糖(约3.8g)在人体内氧化时可获得的肌肉活动的能量。

q=2820/180.16=15.65kJg-1

解：葡萄糖的摩尔质量为180.16g-mol",完全燃烧放出热量为

一食匙葡萄糖(约3.8g)氧化时可获得的肌肉活动能量为q=15.65x3.8x30%=18kJ。

已知下列热化学方程式：

1

Fe;O3(5)+3CO(g)-2Fe(s)+3C0(g>qp=-27.6kJ-mol_

①

3Fe,O3(5)+CO(g)=2Fe3O4(5)+CO2(g)；qF=-58.6kJmoL

②

1

Fe3O^s)+CO(gY==3FeO(s)+CO式g>qp=38.1kJmol_

③

不用查表，试计算下列反应的q”

尸eO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)

④

=i[3x(-27.6)-(-58.6)-2x38.1]kJ-mol1

=-16.7(kJmoP)

解：式④=(式①x3-式②-式③x2)+6,则式④对应的热效应关系为

7.已知乙醇在101.325kPa压力下沸点温度为351K,且蒸发热为39.2kJ-moF

■o试估算Imol液态乙醇在该蒸发过程中的体积功和AU。

%=-p\V=-AnRT

=1X8.314X10-3X351

=-2.92kJmol」

解：Imol液态乙醇在蒸发过程中的W体和AU计算如下

AHfn=q，pjn=39.2kJmo『

B

=39.2kJmo--2.92kJ.mol」

=36.3(kJmol」)

在下列反应或过程中，qv与小有区别吗？简单说明理由。

(1)NHNH<g)+H>S(g)

⑵足(g)+C*g)3^2HC7(g)

s，c

⑶co2(s)-->C<72(g)

25Z

(4)AgNO3(aq)+NaCI(aq)>AgCI(s)+NaNO式aq)

答：(1)qv与q?有区别。原因如下:

|=2qp=qv^^v[Bg\RTJ»(5g)>0

因为反应?，根据B所以B

C1P丰夕「，故qv与q»有区别。

(2)qv与q「没有区别。原因如下：

汇口(次)=0q=qv+^y\v(Bg\RT篁>(物)=0

因为反应勺，根据BB

QP=(lv,故qv与小没有区别。

(3)qv与5有区别。原因如下：

2>(物)=1%=%+?工以物卜日辽Mg)〉。

因为反应令.，根据B

qP故qv与q0有区别。

(4)qv与与没有区别。原因如下：

旧、公「2u(Bg)=0%=%+J2V(物》灯至V(物)=0

因为反应B，根据BB

qP=qv,故qv与q,没有区别。

根据第8题中所列的各化学方程式和条件，试计算发生下列变化时，各自AU与AH之间的

差值。

(1)2.00molNH4HS(s)的分解；

(2)生成l.OOmolHCl(g)；

(3)5.00molCO：(s)(干冰)的升华；

(4)沉淀出2.00molAgCl(s)。

NH'HS(s)-25*0»NH3(g)+H)S(g)

答：(1)NH』HS(s)的分解反应为

AUm-AHm=-^v(Bg)RT

B

=-2x8.314x10-3kJ.mol1.K"x298.15K

=-4.958(kJ.mol1)

2.00mol的NH.HS分解过程中两者的能量差为2.00x(-4.958)=-9.92kJ。

H2(g)+q(g)2HCKg)

(2)HC1(g)的生成反应为

汇v(3g)=0

因为B,所以AU『AHm=0,故生成l.OOmol的H。(g)过程中两者的能量差为0。

CQ(S)—>cq(g)

(3)干冰的升华反应为

31

AUm-AHra=-lx8.314xl0-x(273.15-78)=-1.62kJ-mor

5.00mol的CO2(s)的升华过程中两者的能量差为：5.00x(-1.62)=-8.10kJo

AgNO3(aq)+NaCI(aq)=JgCZ(s)+NaNO3(aq)

(4)沉淀出AgCl(s)的反应为

因为该反应的»『(3g)‘=0，

所以沉淀出2.00mol的AgCl(s)过程中两者的能量差为0。

查阅教材附录3的数据，试计算下列反应的AH.,。(298.15K)0

4A%(g)+3Q(g)=2%(g)+6H：OQ)

(1)

c，G(g)+兄⑹—c3“(g)

(2)

(3)、区(g)+稀愈酸

(4)FeG)+C〃SQ(aq)

4」啊(g)+3O[(g)=2M(g)+6HgQ)

4

AfH®(298K)/kJ-mol-46.110-285.83

解：（1）反应方程式及各物质标准摩尔生成焰为

△，氏(298K)=2(298K)

={6x(-285.83)+2x0-3x0-4x(-46.11)}Vwo/

=-1530.54(Vwo/-1)

C2Hl(g)+H式g)-C2H式g)

1

AfH®(298K)/kJmol226.73052.26

（2）反应方程式及各物质标准摩尔生成熔为

则有

ArH：(298K)=2>BAfH：B(298K)

B

=(52.26-226.73-O)kJ-mol-x

=-174.47(5mo/)

NH<g)+H-(aq)—NH；(aq)

1

AfH®(298K)/kJmol-46.110-132.43

(3)反应方程式及各物质标准摩尔生成焰为

■H：(298K)=2>AH4(298K)

3

={(-132.43)-0-(-46.11)}V-mol-l

=-S6.32(kJmoK1)

则有

Fe(s)+C〃”)—Fe”(aq)+C〃(s)

\H：Q98K)IkJ,moP064.77-89.10

(4)反应方程式及各物质标准摩尔生成焰为

则有

△H(298K)=Z%△闻B(298K)

B

=[(-89.1)4-0-0-64.77]kJ-mol-1

-153.9(kJ.mo『)

计算下列反应的：⑴△rHm‘(298.15K)

；(2)

C4(g)+4C/2(g)=CC/4(1)+4HC7(g)

△fUm®(298.15K).(3)298.15K进行反应进度为Imol的体积功。

CH式g)+4CA(g)—CCZ4(1)+4HCI(g)

01

AfHm(298.15K)/kJmol-74.810-135.44-92.31

解：(l)查教材附录3可知

ArHm°(298.15K)=4X(-92.31)+(-135.44)-(-74.81)

=-429.86kJ-mol4

(2)根据公式求△rUm'(298.15K)得

00

ArUm(298.15K)=ArHm(298.15K)-(4-5)JRT

=-429.86+(8.314x298.15/1000)

=-427.38kJ-mol1

W=-pW=-(4-5)RT=8.3145x298.15/1000=2.48(V・wo/-1)

(3)298.15K进行反应进度为Imol的体积功为

12.近298.15K时在弹式热量计内使1.0000g正辛烷(CJLB,I)完全燃烧，测得此反应热

效应为-

47.79kJo试根据此实验值，估算正辛烷(CH”1)完全燃烧的(1)qv.m；(2)AH“F(2

98.15K)o

2s

cs7718(z)+—o;(g)=8ca(g)+9Hgs

解：(i)正辛烷燃烧的化学反应方程式为

qVm=(-47.79x1()3)x114.23二-5459V♦

正辛烷的摩尔质量为114.23g-moN,则有

夕一夕匕刑-2>(建>"

B

(2)由等容反应热和等压反应热的关系可得

则

qp.m=qT：.m+£MBg>RT

B

=-5459V-woZ-1+8-—x8.314xl0-3Vwo/-1-^-1x298.15Ar

7

\J)

--54705加。厂

x

ArHm®(298.15K)=qVm=-5470Vmol-

所以在298.15K下反应的标准摩尔焰变为

利用CaCO、、CaO和CO?的AHM(298.15K)的数据，估算煨烧1000kg石灰石(以纯CaC

。，计)成为生石灰所需热量。在理论上要消耗多少燃料煤(以标准煤的热值估算)？

CaCO^s)—CaO(s)+。。式g)

4

AfH®(298K)/kJ-mol-1206.92-635.09-393.509

解：石灰石的分解反应及各物质的标准摩尔生成焰为

△，氏(298K)=2>m声"(298用

s

=[(-635.09)+(-393.509)-(-1206.92)]kJ-moL

=178.32V-wo7":

反应的标准摩尔焰变为

q=178.32xl000xl03/100=1.78xl06kJ

则1000kg石灰石完全分解为生石灰所需热量为

标准煤的热值为29.3MJ.kg」，需耗燃料煤的质量为

m=1.78xlO6/(29.3x10s)=60.8kg

设反应物和生成物均处于标准状态，试通过计算说明298.15K时究竟是乙焕(GHD还

是乙烯(GEL)完全燃烧会放出更多热量(以kJ-mol"表示)。

G%(g)+：o式g)=2cq(g)+%o(/)

4

AfH®(298K)/kJmol226.730-393.509-285.83

解：(1)乙快燃烧的反应方程式及各物质的标准摩尔生成焰为

△,H*298K)=£v两黑》(298K)

B

=12x(-393.509)+(-285.83)-0x1-226.73；kJmol1

=-1299.58(kJ-mol1)

则反应的标准摩尔焰变为

G%(g)+3Q(g)—2CQ(g)+2区0(/)

1

AfH®(298K)/kJ-moF52.260-393.509-285.83

(2)乙烯燃烧的反应方程式及各物质的标准摩尔生成焰为

则反应的标准摩尔焰变为

(298K)={2x(-285.83)+2x(-393.509)-3x0-52.26}kJ，moF

=-1410.94(kJ-mol1)

通过计算可知，298.15K时乙烯完全燃烧放出更多热量。

通过吸收气体中含有的少量乙醇可使KCnO,酸性溶液变色(从橙红色变为绿色)，以

26。((的)+16/T(aq)+3GH50H(/)~4c产(aq)+1Uf,0(/)+3cH3coOHQ)

检验汽车驾驶员是否酒后驾车(违反交通规则)。其化学反应可表示为

试利用标准摩尔生成焰数据，求该反应的AH.©(298.15K)o

26。宁(西)+16斤(做)+3C/$0丹(/)=4O3■(的)+1出:仅)+3CHjC00H(/)

;1

AfH*(298K)kJmor-1490.30-277.69-1999.1-285.83-484.5

解：该反应的方程式及各物质的标准摩尔生成焰为

ArH®(298K)=VvsAfH®B(298K)

于

=(4x(-1999.1)+11x(-285.83)+3x(-484.5)-3x(-277.69)-16x0-2x(-1490.3)]

=-8780.4(kJmol1)

则该反应的标准摩尔焰变为

C7Z4(g)+2(92(g)=CO2(g)+2^2O(Z)

针对甲烷燃烧反应:

试通过计算说明298.15K时等压和等容摩尔燃烧热的差别，并说明导致差别的原因。

B

=(1-1-2)X8.314X10-3V-WO/1-A71X298.15^

=-4.958(V-wo/4)

解：(1)定压反应热与定容反应热的燃烧热之差为

由此可见定压等温燃烧放热更多。

(2)导致等压和等容摩尔燃烧热的差别的原因为反应后气体物质分子数减少，导致系统

体积减小，环境对系统做功，这部分功以热的形式释放到环境中。

在298.15K时，碳、氢和甲烷的标准摩尔燃烧焰分别为-393.5、-285.8和-890.4kJ-mo1

试推算该温度下甲烷的标准摩尔生成焰。

解：根据题意有

1

C(石墨)+0式g)^C。式g%ArH®1Q98K)=-393.5kJmol

①

—-1

%(g)+：。式g)坐0(，)；\C2(298K)=-285.8kJ-mol

2②

；4

CHKg)+20。------CO