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1、中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 大学化学 课程作业1（共 4 次作业）学习层次：专科 涉及章节：第1章 第1章 热化学与能源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UF6（l）= UF6（g）; rHm = 30.1则此温度时蒸发1mol UF6，会放出热 30.1。 （ ） （2）在定温定压条件下，下列两个生成液态水的化学方程式所表达的反应放出的热量是一相同的值。 （ ）H2（g）+ O2（g）= H2O（l）2H2（g）+ O2（g）= 2H2O（l） （3）功和热是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。 （ ）
2、 （4）反应的就是反应的热效应。 （ ） 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1 mol 反应时放出热量最大的是 （ ） （a）CH4（l）2O2（g）CO2（g）2H2O（g） （b）CH4（g）2O2（g）CO2（g）2H2O（g） （c）CH4（g）2O2（g）CO2（g）2H2O（l） （d）CH4（g）O2（g）CO（g）2H2O（l） （2）通常，反应热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）H （b）pV （c）qp （d）qv（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
3、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A2B的标准摩尔反应焓，与反应2AC的标准摩尔反应焓，则反应C4B的标准摩尔反应焓与及的关系为 （ ） （a）2 （b）2 （c） （d）2 （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、水蒸气、氮气和氧气组成的系统中含有 （ ） （a）三个相 （b）四个相 （c）
4、三种组分 （d）四种组分 （e）五种组分 （7）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 （8）下列说法中，不正确的是 （ ） （a）焓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具有能量量纲的热力学量 （c）焓是状态函数 （d）焓是系统能与环境进行热交换的能量 3. 填空题 使可燃样品（质量为1.000 g）在弹式热量计内完全燃烧，以测定其反应热，必须知道： （1）_ （2）_ （3）_ 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0.500 g苯甲酸（C6H5COOH
5、）在盛有1209 g水的弹式热量计的钢弹内（通入氧气）完全燃烧尽，系统的温度由296.35 K上升到298.59 K。已知在此条件下苯甲酸完全燃烧的反应热效应为3226，水的比热容为4.18。试计算该钢弹的总热容。 5. 葡萄糖完全燃烧的热化学反应方程式为C6H12O6（s）6O2（g）6CO2（g）6H2O（l）；qp2820当葡萄糖在人体内氧化时，上诉反应热约30可用做肌肉的活动能力。试估计一食匙葡萄糖（3.8 g）在人体内氧化时，可获得的肌肉活动的能量。 6.已知下列热化学方程式：Fe2O3（s）3CO（g）2Fe（s）3CO2（g）；qp27.63Fe2O3（s）CO（g）2Fe3O4
6、（s）CO2（g）；qp58.6Fe3O4（s）CO（g）3FeO（s）CO2（g）；qp38.1不用查表，试计算下列反应的qp 。 【提示：根据盖斯定律利用已知反应方程式，设计一循环，使消去Fe2O3和Fe3O4，而得到所需反应方程式。若以（1），（2），（3），（4）依次表示所给出的反应方程式，则可得6qp，43qp，1qp，22qp，3】 7. 已知乙醇在101.325 kPa大气压下正常沸点温度（351 K）时的蒸发热为39.2。试估算1 mol液态C2H5OH在该蒸发过程中的体积功w和U。 8. 在下列反应或过程中，qv与qp有区别吗？简单说明 （1）NH4HS（s）NH3（g）H2
7、S（g） （2）H2（g）Cl2（g）2HCl（g） （3）CO2（s）CO2（g） （4）AgNO3（aq）NaCl（aq）AgCl（s）NaNO3（aq） 9. 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U和H之间的能量差值。 （1）2.00 mol NH4HS（s）的分解 （2）生成1.00 mol HCl（g） （3）5.00 mol CO2（s）（干冰）的升华 （4）沉淀出2.00 mol AgCl（s） 10. 试查阅附表3的数据计算下列反应的（298.15 K）。 （1）4NH3（g）3O2（g）2N2（g）6H2O（l） （2）C2H2（g）H2（g）C2
8、H4（g） （3）NH3（g）稀盐酸 （4）Fe（s）CuSO4（aq） 11. 计算下列反应的（1）（298.15 K）；（2）（298.15）和（3）298.15 K进行1 mol反应时的体积功wCH4（g）4Cl2（g）CCl4（l）4HCl（g） 12. 近298.15 K时在弹式热量计内使1.0000 g正辛烷（C8H18，l）完全燃烧，测得此反应热效应为47.79（对于1.0000 g液体C8H18而言）。试根据此实验值，估算正辛烷（C8H18，l）完全燃烧的（1）qv；（2）（298.15 K）。 13. 利用CaCO3、CaO、和CO2的（298.15 K）的数据，估算煅烧10
9、00 kg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燃料煤（以标准煤的热值估算）？ 14. 设反应物和生成物均处于标准状态，试通过计算说明298.15 K时究竟是乙炔（C2H2）还是乙烯（C2H4）完全燃烧会放出更多热量：（1）均以表示；（2）均以表示 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（违反交通规则）。其化学反应可表示为2CrO（aq）16H(aq）3CHOH（aq）4Cr(aq）11HO（l）3CHCOOH（l） 试利用标准摩尔生成焓数据求该反应的（298.15 K）？ 16. 试通过
10、计算说明下列甲烷燃烧反应在298.15 K进行1 mol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）2H2O（l） 17.在298.15 K时碳、氢和甲烷标准摩尔燃烧焓分别为393.5、285.8和890.4，试推算出该温度下甲烷的标准摩尔生成焓的值。 【提示：找出甲烷的生成反应与碳（石墨）、氢（g）及甲烷（g）三个燃烧反应的关系，再利用盖斯定律的运算方法求算。注意，这种计算与反应的各个步骤在实际上能否发生无关，所需要的仅仅是各步骤在形式上是可能的。】 18. 环己烯的氢化焓是120，苯氢化焓是208，计算苯的离域焓。 【提示：环己烯及苯的性
11、质与氢化反应可参考大学有机化学教材，也可根据分子式进行推演苯有三个定域双键为基础计算苯的氢化焓，这个数值与观察值（208）之间的差别就是离域焓。共轭双键的离域作用带来了苯的热化学稳定性。】参考答案第一章 热化学与能源1. （1） （2） （3） （4）2. （1）c （2）d （3）a （4）d （5）abd （6）ad （7）d （8）d3. （1）T：钢弹终态温度与始态温度之差； （2）m：吸热介质的质量； （3）Cb：钢弹组件的总热容。4. 解:Cb 849（J K1）5. 解：rHrHm n 2820 59.5（kJ） 可获得的肌肉活动的能量为 59.53018.0（kJ）6. 解：由
12、化学方程式可得： 6(4)=3(1)（2）2（3） 则 qp（4）3qp（1）qp（2）2qp（3） 16.7（kJmol1） 7. 解：wpV p（VgVl） pVg nRT 18.314351103 2.92（kJ） 由热力学第一定律得： UQw 36.3（kJ）8. （1）（3）二者有区别。反应前后气体物质的量有变化。 （2）（4）二者没有区别。反应前后气体物质的量没有变化。9. 解：(1)U-H=nB（g）RT 2.0028.314298 9.9（kJ） （2）U-H0 （3）U-HnB（g）RT 5.0018.314195 8.10（kJ） （4）U-H010. 解：（1）rHmBf
13、Hm 6fHm（H2O，l）4fHm（NH3，g） =1530.54（kJmol1）（2）rHmBfHm fHm（C2H4，g）fHm（C2H2，g） 174.47（kJmol1）（3）rHmBfHm fHm（NH4，aq）fHm（NH3，g） 86.32（kJmol1） （4）rHmBfHm fHm（Fe2，aq）fHm（Cu2，aq） 153.9（kJmol1）11. 解：（1）rHmBfHm 4fHm（HCl，g）fHm（CCl4，l）fHm（CH4，g） 429.86（kJmol1） （2）rUmrHmB（g）RT 429.86（1）8.314298.15 427.38（kJmol1）
14、 （3）wUq rUmrHm 2.48（kJmol1） 12. 解：（1）qv 5459（kJmol1） （2）rHmqpqvB（g）RT 54590.58.314298.15 5470（kJmol1） 13. 解：rHmBfHm fHm（CaO，s）fHm（CO2，g）fHm（CaCO3，s） 393.509（635.09）（1206.92） 178.321（kJmol1） QpqpnrHmn 1000103178.321103/100.09 1.78109 （J） 需消耗的燃料煤为： mQp/q1.78109/29.310660.8（kg）14. 解：（1）rHm，1BfHm1299.58
15、（kJmol1） rHm，2BfHm1410.94（kJmol1） C2H4放出的热量多 （2）rH1fHm，1/M乙炔49.91（kJg1） rH2fHm，2/M乙烯50.28（kJg1） C2H4放出的热量多15. 解：rHmBfHm 4fHm（Cr3，aq）11fHm（H2O，l）3fHm（CH3COOH，l）2fHm（Cr2O72，aq）3fHm（C2H5OH，l） 8780.4（kJmol1） 16. 解：qpqvB（g）RT 2RT 28.314298.15 4958（Jmol1） 产生这种差别的原因是反应前后的体积发生了变化。17. 解： C（s）O2（g）CO2 （g） （1） H2（g）1/2O2（g）H2O（l） （2） CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+H2O（l） （3） C（s）2H2（g）CH4（g） （4） 由化学方程式可得： （4）（1）2（2）（3） 则fHm（CH4）rHm（4）rHm（1）2rHm（2）rHm（3）cHm（C）2cHm（H2）cHm（CH4）393.52285.8890.474.7（kJmol1） 18. 解：假设苯有三个定域双键计算其氢化焓，则 rHm（苯，氢化）3rHm（环己烯，氢化） 360（kJmol1） 则苯的离域焓 rHm（苯，离域）360（208） 152（kJmol1）
