普通化学 第1章 热化学与能源
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第一章 热化学与能源课后部分习题答案1、是非题:(对的在括号内填“+”号,错的填“-”号)⑴ -; ⑵ -; ⑶ +; ⑷ -。
2、选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)⑴ c; ⑵ d ; ⑶ a ; ⑷ d; ⑸ a ,b ,d ; ⑹ a ,d ; ⑺ d; ⑻ d ;3、填空题⑴ 弹式热量计内吸热介质(通常为水)质量和比热容;⑵ 钢弹组件的总热容C b ;⑶ 反应前后系统的温度。
6、已知下列热化学方程式:(1)Fe 2O 3(s ) + 3CO (g )=2Fe (s )+ 3CO 2(g )Δr H m = -27.6kJ ·mo l -1(2)3Fe 2O 3(s ) + CO (g )=2 Fe 3O 4(s )+ CO 2(g )Δr H m = -58.6kJ ·mo l -1(3)Fe 3O 4(s ) + C O (g )=3 Fe O (s )+ CO 2(g )Δr H m = 38.1kJ ·mo l -1 计算下列反应:Fe O (s ) + CO (g )=Fe (s )+ CO 2(g )的Δr H m 。
解:{(1)×3 - [(3)×2 +(2)]}/6得Fe O (s ) + CO (g )=Fe (s )+ CO 2(g )Δr H m =61{3Δr H m (1)-[2Δr H m (3)+ Δr H m (2)]}=-16.7kJ ·mo l -17.已知乙醇(C 2H 5OH )在351K 和101.325K p a 大气压下正常沸点温度(351K )时的蒸发热为39.2K J ∙mo l -1,试估算1 m o l C 2H 5O H (l )在该蒸发过程中的W 体和ΔU 。
解: C 2H 5OH (l )2H 5O H (g ) W 体 =-P ΔV =-Δn R T =-1⨯8.314⨯10-3⨯351=-2.92(K J ∙mo l -1) ΔH m =q p ,m =39.2k J.mo l -1ΔU m =ΔH m + W 体=39.2-2.92=36.3 K J ∙mo l-1 11.计算下列反应的(1)ΔγH θm (298.15K ),(2) ΔγU θm (298.15K )和(3)298.15K 时的体积功W ˊ。
第1章热化学与能源一、判断题:1、热的物体比冷的物体含有更多的热量。
(×)2、热是一种传递中的能量。
(√)3、同一体系同一状态可能有多个热力学能。
(×)4、体系的焓值等于恒压反应热。
(×)5、最稳定单质的焓值等于零。
(×)6、由于C a C O3分解是吸热的,所以它的标准摩尔生成焓为负值。
(×)7、体系的焓等于体系的热量(×)8、实验测定得到的反应热数据都是恒压反应热。
(×)二、计算题:1、某汽缸中有气体1.20L,在97.3 kPa下气体从环境中吸收了800J的热量后,在恒压下体积膨胀到1.50L,试计算系统的内能变化ΔU。
ΔU = q + w = q – pΔV= 800 – 97.3×103 ×(1.50 - 1.20) 10-3= 770 J2、根据Δf H mΘ的值,计算下列反应的Δr H mΘ(298K ) 是多少:(1)4NH3(g)+ 3 O2(g)= 2N2(g)+ 6 H2O(g);4NH3(g)+ 3 O2 = 2N2 + 6 H2O(g)Δf H mΘ/ kJ·mol-1- 46.11 0 0 - 241.818Δr H mΘ= 6×(- 241.818)- 4×(- 46.11) = -1266 kJ·mol-1(2)CH4(g) + H2O(g)= CO(g)+ 3 H2(g)。
Δr H mΘ= 206 kJ·mol-1第2章化学反应的基本原理一、判断题:1、放热反应均是自发反应。
(×)2、ΔS为负值的反应均不能自发进行。
(×)3、冰在室温下自动融化成水,是熵增加起了主要作用。
(√)4、因为∆G TΘ= -RTlnKΘ,所以温度升高,平衡常数减小。
(×)5、质量作用定律适用于任何化学反应。
(×)6、反应速率常数取决于反应温度,与反应物浓度无关。
第一章 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:则此温度时蒸发1mol 6()UF l ,会放出热30.1kJ 。
(-)(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。
(-)(3)功和热是在系统与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H ∆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1mol 反应时放出热量最大的是 (c)(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。
(d) (a )H ∆ (b )p V ∆ (c )P q (d )V q (3)下列对功和热的描述中,正确的是 (a)(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,其他值也确定(4)在温度T 的标准状态下,若已知反应2A B →的标准摩尔反应焓,1r m H θ∆,2222221()()()22()()2()H g O g H O l H g O g H O l +=+=166()();30.1r m UF l UF g H kJ molθ-=∆=422242224222422()()2()()2()()()2()()2()()()2()()2()3()()()()2()2a CH l O g CO g H O gb CH g O g CO g H O gc CH g O g CO g H O ld CHg O g CO g H O l +=++=++=++=+与反应2A C →的标准摩尔反应焓,2r m H θ∆,则反应4C B →的标准摩尔反应焓,3r m H θ∆与,1r m H θ∆及,2r m H θ∆的关系为,3r m H θ∆= (d) (a )2,1r m H θ∆+,2r m H θ∆ (b ),1r m H θ∆—2,2r m H θ∆ (c ),1r m H θ∆+,2r m H θ∆ (d )2,1r m H θ∆—,2r m H θ∆(5)对于热力学可逆过程,下列叙述正确的是 (abd )(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 )能使系统与环境完全复原的过程(6)在一定条件下,由乙二醇溶液、冰、水蒸气、氮气和氧气组成的系统中含有 (ad ) (a )三个相 (b )四个相 (c )三种组分 (d )四种组分 (e )五种组分*(7)一只充满氢气的气球,飞到一定高度即会爆炸,这取决于一定高度上的 (d ) (a )外压 (b )温度 (c )湿度 (d )外压和温度 (8)下述说法中,不正确的是 (d)(a )焓只有在某种特定条件下,才与系统反应热相等 (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交换的能量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) 弹式量热计内吸热介质(通常为水)质量和比热容; (2) 钢弹组件的总热容b C ; (3) 反应前后系统的温度。
第一章热化学与能源一、总体要求:1.了解若干热力学基本概念和反应热效应q 的测定;2.理解热化学定律及其应用;掌握反应的标准摩尔焓变的近似计算;3.了解能源的概况和我国能源的特征,及可持续发展战略。
1. 重要概念:状态函数(什么量是状态函数,什么量不是状态函数?); 热力学标准态(标准浓度、标准压力); 反应进度(ξ); 标准摩尔生成焓(据其定义会表示和计算Δf Hθ m;注意稳定态单质的为零;2. 盖斯定律(注意使用条件);(1)盖斯定律的推论:若化学反应相加减,则其反应热也随之相加减(注意:方程式乘以某一系数,反应热也随之乘以某一系数;方程式方向改变,反应热符号随之改变)。
(2)反应的标准摩尔焓变的计算△r H m θ(298.15K)的计算公式;注意事项(1)生成物-反应物(2)公式中化学计量数与反应方程式相符(3)注意Δf H θ m 的正、负值(4)反应的标准摩尔焓变温度影响)K 15.298()(m r m r H T H ∆≈∆第二章、化学反应的基本原理与大气污染一、 总体要求:1.理解并掌握促使化学反应能够进行的动力是什么?并会计算。
2.理解并掌握化学反应能够进行的程度有多大,如何表述和计算。
3.理解并掌握化学反应进行的快慢程度怎样,如何描述和表征。
4.了解大气污染物分类、性质及对大气造成的影响,了解清洁生产和绿色化学熵的概念和反应的标准摩尔熵变S (0K )=0(注意稳定态单质的不为零);物质的标准熵值S θm 大小规律;反应标准摩尔熵变Δr S θm (298.15K ) 的计算公式 注意:吉布斯函数;反应标准摩尔吉布斯函数变(1)G = H –TS ΔG = Δ H–T Δ S (2)吉布斯判椐ΔG < 0 ,自发过程,过程能向正方向进行 ΔG = 0 ,平衡状态ΔG > 0 ,非自发过程,过程能向逆方向进行Δ H 、Δ S ΔG 符号的影响(据Δ H 、Δ S 的值判断方向或已知方向判断Δ H 、Δ S 的值)反应标准摩尔吉布斯函数变的计算 Δr G θm (298.15 K)的计算:Δf G θm (物质,298.15 K)计算 利用△r H m θ(298.15K)和Δr S θm (298.15K )求算:Δr G θm (298.15 K)= △r H m θ(298.15K)-298.15×Δr S θm (298.15K ) Δr G θm (T)的计算:Δr G θm (T)≈△r H m θ(298.15K)-T ×Δr S θm (298.15K )标准平衡常数k θc θppθk θ只是温度的函数,温度一定, k θ为一常数,不随浓度或压力而变。