普通化学第一章习题

第一章 习题答案 1 是非题 对的在括号内填 号 错的填 号 1 已知下列过程的热化学方程式为 g UF 1 UF 66 1 mr molkJ 1 30H 则此温度时蒸发 1mol UF6 1 会放出热 30 1kJ 2 在定温定压条件下 下列两化学方程式所表达的反应放出的热量是一相同的值 1 OH g O 2 1 g H 222 1 OH2 g O g H2 222 3 功和热是系统在系统和环境之间的两种能量传递方式 在系统内部不讨论功和 热 4 反应的就是反应的热效应 H 答案 1 2 3 4 2 选择题 将所有正确答案的标号填入空格内 1 在下列反应中 进行 1mol 反应所放出的热量最大 a g OH2 g CO g O2 1 CH 2224 b g OH2 g CO g O2 g CH 2224 c 1 OH2 g CO g O2 g CH 2224 d 1 OH2 g CO g O 2 3 g CH 224 2 通常 反应热效应的精确的实验数据是通过测定反应或过程的哪个物理量而获 得的 a b c d H Vp p q v 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 4 在温度 T 的标准状态下 若已知反应 A 2B 的标准摩尔反应焓 1 mrH 与反应 2A C 的标准摩尔反应焓 则反应 C 4B 的标准摩尔反应焓 2 mrH 与及的关系为 3 mrH 1 mrH 2 mrH 3 mrH a 2 b 2 1 mrH 2 mrH 1 mrH 2 mrH c d 2 1 mrH 2 mrH 1 mrH 2 mrH 5 对于热力学可逆过程 下列叙述正确的是 a 变化速率无限小的过程 b 可做最大功的过程 c 循环过程 d 能使系统与环境都完全复原的过程 6 在一定条件下 由乙二醇水溶液 冰 水蒸汽 氮气和氧气组成的系统中含有 a 三个相 b 四个相 c 三种组分 d 四种组分 e 五种组分 7 一个充满氢气的气球 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 8 下列说法中 不正确的是 a 焓变只有在某种特定条件下 才与系统吸热相等 b 焓是人为定义的一种能量量纲的量 c 焓是状态函数 d 焓是系统与环境进行热交换的能量 答案 1c 2d 3a 4d 5abd 6ad 7d 8d 3 填空题 使可燃样品 质量为 1 000g 在弹式量热计内完全燃烧 以测定其反应热 必须知 道 1 2 3 答案 1 燃烧前后系统的温度 2 水的质量和比热 3 弹式量热计热容 4 钢弹的总热容 Cb可利用一已知反应热数值的样品而求得 设将 0 5000g 苯甲酸 C6H5COOH 在盛有 1209g 水的弹式量热计内 通入氧气 完全燃烧尽 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 1 水的比热容为 4 18J g 1 K 1 试计算该钢弹的总热容 答案 根据已知条件列式 KCgKgJg molg molJ b 35 29659 298 120918 4 5 0 122 10003226 11 1 1 Cb 849J mol 1 5 葡萄糖 C6H12O6完全燃烧的热化学反应方程式为 1 OH6 g CO6 g O6 s OHC 2226126 1 p molkJ2820q 5 当葡萄糖在人体内氧化时 上述反应热效应的热量约 30 可用作肌肉的活动能力 试 估计一食匙葡萄糖 3 8g 在人体内氧化时 可获得的肌肉活动的能量 答案 获得的肌肉活动的能量 kJmolkJ molg g 8 17 302820 180 8 3 1 1 6 已知下列热化学方程式 g CO3 s Fe2 g CO3 s OFe 232 1 p molkJ 6 27q g CO s OFe2 g CO s OFe3 24332 1 p molkJ 6 58q g CO s FeO3 g CO s OFe 243 1 p molkJ 1 38q 根据盖斯定律 不用查表 计算下列反应的 p q g CO s Fe g CO s FeO 2 答案 设计一个循环 3 3 2 32 sFesOFe 2 2 43 sOFe 3sFeO 58 6 2 38 1 6 3 27 6 p q 1 7 16 6 1 38 2 6 58 6 27 3 molkJqp 7 已知乙醇在 102325Pa 大气压力下正常沸点温度 351K 时的蒸发热为 39 2 kJ mol 1 试估算 1mol 液态 C2H5OH 在蒸发过程中的体积功 w 和 U 答案 由已知可知 H 39 2 kJ mol 1 H U PV U P V w P V 1 R T 8 314 351J 2 9kJ U H P V 39 2 2 9 36 3kJ 8 下列以应 或过程 的 qp与 qv有区别吗 简单说明 1 2 00mol NH4HS 的分解 NH4HS s NH3 g H2S g 2 生成 1 00mol 的 HCl H2 g Cl2 g 2HCl g 3 5 00 mol CO2 s 干冰 的升华 CO2 s CO2 g 4 沉淀出 2 00mol AgCl s AgNO3 aq NaCl aq AgCl s NaNO3 aq 9 根据 8 题中所列反应和条件计算发生变化时 各自 U 与 H 之间的能量差值 答案 U H PV ngRT ng为反应发生变化时气体物质的量的变化 1 U H 2 2 0 8 314 298 15 1000 9 9kJ 2 U H 2 2 2 R T 0 3 U H 5 1 0 8 314 273 15 78 1000 8 11kJ 4 U H 2 0 0 R T 0 10 试查阅附表 3 数据计算下列反应的 K15 298 Hm r 1 4NH3 g 3O2 g 2N2 g 6H2O l 答案 1530 5kJ mol 1 2 C2H2 g H2 g C2H4 g 答案 174 47kJ mol 1 3 NH3 g 稀盐酸 答案 86 32kJ mol 1 写出离子反应式 产物是 NH4 aq 4 Fe s CuSO4 aq 答案 153 87kJ mol 1 11 计算下列反应的 1 2 和 3 298 15K 进行 1mol 15 298 KHm r 15 298 KUm r 反应时的体积功 w 4 4 424 gHCllCClgClgCH 答案 查表 kJ mol 1 74 81 0 135 44 92 31 15 298 KHm f 135 44 4 92 31 74 81 429 86kJ mol 1 15 298 KHm r 4 5 RT 15 298 KUm r 15 298 KHm r 429 86 8 314 298 15 1000 kJ mol 1 429 86 2 48 kJ mol 1 427 38kJ mol 1 体积功 w P V 4 5 RT 2 48 kJ mol 1 12 近 298 15K 时在弹时量热计内使 1 000g 正辛烷 C8H18 l 完全燃烧 测得此反应热效应 25 25 78 25 为 47 79kJ 对于 1 000g 正辛烷 C8H18 l 而言 试根据此实验值 估算正辛烷 C8H18 l 完全燃 烧的 1 qVm 2 15 298 KHm r 答案 正辛烷的 M 114 224g mol 1 qv m 47 79kJ g 1 114 224g mol 1 5459kJ mol 1 正辛烷完全燃烧的反应式 C8H18 l 12 5O2 g 8CO2 g 9H2O l 注意燃烧反应方程式的计量系数 要求 C8H18前是 1 这样 rH m与qv m才能对应起来 rH m 298 15K qp m qv m 8 12 5 RT 5459 8 12 5 8 314 10 3 298 15 5470kJ mol 1 13 利用 CaCO3 CaO 和 CO2的 fH m 298 15K 数据 估算煅烧 1000kg 石灰石 以纯 CaCO3计 成为生石灰所需热量 又在理论上要消耗多少煤 以标准煤的热值估算 答案 CaCO3的煅烧反应为 CaCO3 s CaO s CO2 g fH m 298 15K kJ mol 1 1206 92 635 09 393 51 估算 1mol 反应的 H 1206 92 635 09 393 51 178 32 kJ mol 1 煅烧 1000kg 石灰石 H 178 32 kJ mol 1 100g mol 1 1000 103g 178 32 104 kJ 标准煤的热值为 29 3MJ kg 1 消耗标准煤 178 32 104 kJ 29 3 103kJ kg 1 60 8kg 14 设反应物和生成物均处于标准状态 试通过计算说明 298 15K 时究竟是乙炔 C2H2 还 是乙烯 C2H4 完全燃烧会放出更多热量 1 均以 kJ mol 1表示 2 均以 kJ g 1表示 答案 燃烧反应 C2H2 5 2O2 2CO2 H2O l fH m 298 15K kJ mol 1 226 73 393 51 285 83 1 kJ mol 1 反应热 Q 1229 58 kJ mol 1 2 kJ g 1反应热 Q 1229 58 26 kJ g 1 C2H4 3O2 2CO2 2H2O l fH m 298 15K kJ mol 1 52 26 393 51 285 83 1410 94 28 1 kJ mol 1 反应热 Q 1410 94 kJ mol 1 2 kJ g 1反应热 Q 1410 94 28 kJ g 1 根据计算结果乙烯 C2H4 完全燃烧会放出热量更多 15 通过吸收气体中含有的少量乙醇可使 K2Cr2O7酸性溶液变色 从橙红色变为绿色 以检 验汽车驾驶员是否酒后驾车 其化学反应方程式为 2 Cr2O72 aq 16H aq 3C2H5OH l 4Cr3 aq 11H2O l 3CH3COOH l 试利用标准摩尔生成焓数据求该反应的 15 298 KHm r 答 15 298 KHm r 2 1490 3 16 0 3 277 69 4 1999 1 11 285 83 3 484 5 8780 4 kJ mol 1 注意数据抄写要正确 符号不要丢 16 试通过计算说明下列甲烷燃烧反应在 298 15K 进行 1mol 反应进度时 在定压和定 容条件燃烧热之差别 并说明差别之原因 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H20 答 1mol 反应进度 qp与 qV之差别 qp qV 1 3 8 314 298 15 1000 RTg B 4 957 kJ mol 1 qp qV 4 957 kJ mol 1 定压条件下放热更多些 原因是该反应是气体分子数减小的反应 在 温度一定时 定压条件下环境对反应系统做功 这部分能量转化成反应系统的燃烧热 17 在 298 15K 时碳 氢和甲烷标准摩尔燃烧热分别为 393 5 285 8 和 890 4 kJ mol 1 试推算出该温度下甲烷的标准摩尔生成焓的值 答 要明确已知燃烧热数据和要求的值各对应的是哪个反应的焓变 再根据盖斯定律运算 求解 C O2 CO2 CH 393 5 H2 1 2O2 H2 O CH 285 8 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H20 CH 890 4 根据反应焓变和标准生成焓的关系 或根据已知条件设计一个循环 存在以下关系 890 4 393