第03章化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)熱力學(xué)習(xí)題及答案物理化學(xué)(已修改)
2025-08-17 10:12 本頁面
【正文】 第三章 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)熱力學(xué)習(xí)題及答案167。 標(biāo)準(zhǔn)熱化學(xué)數(shù)據(jù)（P126）1. 所有單質(zhì)的 (T)皆為零？為什么？試舉例說明？答：所有處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的穩(wěn)定單質(zhì)的 (T) 皆為零，因?yàn)橛煞€(wěn)定單質(zhì)生成穩(wěn)定單質(zhì)的狀態(tài)未發(fā)生改變。如：?jiǎn)钨|(zhì)碳有石墨和金剛石兩種， (,石墨)=0，而 (,金剛石)= kJmol1 (課本522頁)，從石墨到金剛石狀態(tài)要發(fā)生改變，即要發(fā)生相變，所以 (,金剛石)不等于零。2. 化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成熱(焓)定義成：“”是否準(zhǔn)確？為什么？答：標(biāo)準(zhǔn)生成熱(焓)的定義應(yīng)為：?jiǎn)为?dú)處于各自標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，溫度為T的穩(wěn)定單質(zhì)生成單獨(dú)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下、溫度為T的1mol化合物B過程的焓變。此定義中（1）強(qiáng)調(diào)壓力為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，而不強(qiáng)調(diào)溫度；（2）變化前后都單獨(dú)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。3. 一定溫度、壓力下，發(fā)生單位化學(xué)反應(yīng)過程中系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱Qp與化學(xué)反應(yīng)摩爾焓變是否相同？為什么？答： 等壓不作其他功時(shí)（W’=0），數(shù)值上Qp=。但Qp 是過程量，與具體的過程有關(guān)；而是狀態(tài)函數(shù)，與過程無關(guān)，對(duì)一定的化學(xué)反應(yīng)有固定的數(shù)值。如將一個(gè)化學(xué)反應(yīng)至于一個(gè)絕熱系統(tǒng)中，Qp為零，但有確定的數(shù)值。167。 化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)函數(shù)改變值的計(jì)算（P131）1. (T)、(T)、(B,相態(tài),T)各自的含義是什么？答：(T)： 溫度為T，壓力為Pθ，發(fā)生單位反應(yīng)的ΔG；(T)：溫度為T，壓力為P，發(fā)生單位反應(yīng)的ΔG；(B,相態(tài),T)：溫度為T，壓力為Pθ，由各自處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的穩(wěn)定單質(zhì)，生成處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)1mol化合物反應(yīng)的ΔG。2. 25℃時(shí)，H2O(l)及H2O(g) kJ kJ mol1。計(jì)算水在25℃時(shí)的氣化焓。解：Hm=ΔfHmθ(H2O,g) ΔfHmθ(H2O,l)=()= kJmol13．用熱化學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算下列單位反應(yīng)的熱效應(yīng)()。 (1) 2CaO(s)+5C(s,石墨)→2CaC2(s)+CO2(g) (2) C2H2(g)+H2O(l)→CH3CHO(g) (3) CH3OH(l)+O2(g)→HCHO(g)+H2O(l)解： (1) 2CaO(s)+5C(s,石墨)→2CaC2(s)+CO2(g)ΔfHmθ(kJmol1)： 0 ΔrHmθ()=2ΔfHmθ(CaC2(s)) + ΔfHmθ(CO2(g)) 2ΔfHmθ(CaO(s)) 5ΔfHmθ(C(s))=[2()+()] 2() 0= kJmol1(2) C2H2(g)+H2O(l)→CH3CHO(g)ΔcHmθ(kJmol1)： 1300 0 1193ΔrHmθ()= ΔcHmθ(C2H2(g))+ ΔcHmθ(H2O(l)) ΔcHmθ(CH3CHO(g))=1300(1193)=107 kJmol1注：C2H2(g)和CH3CHO(g)的ΔcHmθ數(shù)值本書未給出，是從其它物理化學(xué)書中查到的。(3) CH3OH(l)+O2(g)→HCHO(g)+H2O(l)ΔfHmθ()： 0 ΔrHmθ()=ΔfHmθ(HCHO(g))+ΔfHmθ(H2O(l))ΔfHmθ(CH3OH(l))(1/2)ΔfHmθ(O2(g)) =+()()= kJmol14．利用附錄表中 (B,相態(tài), K)數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)的 ()及 ()。假定反應(yīng)中各氣體物質(zhì)可視為理想氣體。 (1) H2S(g) + 3/2O2(g) → H2O(l) + SO2(g) (2) CO(g) + 2H2(g) → CH3OH (l) (3) Fe2O3(s) + 2Al(s) →Al2O3(α) + 2Fe (s)解：=+ΣνB(g)RT。 【因?yàn)镠=U+PV，ΔH=ΔU+Δ(PV)=ΔU+Δ(ngRT)= ΔU+RTΔng，對(duì)一定溫度壓力下的化學(xué)反應(yīng)則有：=+ ΣνB(g)RT】(1) H2S(g) + 3/2 O2(g) → H2O (l) + SO2(g)=ΔfHmθ(SO2(g))+ΔfHmθ(H2O(l)) ΔfHmθ(H2S(g))3/2ΔfHmθ(O2(g))=+()()0= kJmol1=+ ΣνB(g)RT=ΣνB(g)RT= +(3/2)103 = kJmoll (2) CO(g)+2H2(g)→CH3OH(l)，=()()= kJmol1， =ΣνB(g)RT=()(3) 103 = kJmoll(3) Fe2O3(s)+2Al(s)→Al2O3(α)+2Fe(s)，=()()= kJmoll， =ΣνB(g)RT== kJmoll5．計(jì)算在無限稀的溶液中發(fā)生下述單位反應(yīng)的熱效應(yīng)。已知標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓數(shù)據(jù)(單位是kJ mol1)：H2O(l),；AgCl(s),；Na+,；K+,；Ag+,；NO3,；Cl,；OH,；SO42,。 (1) NaCl(∞,aq)+KNO3(∞,aq)→ (2) NaOH(∞,aq)+HCl(∞,a
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