目錄

內(nèi)容簡(jiǎn)介

目錄

第1章熱化學(xué)與能源

1.1復(fù)習(xí)筆記

1.2課后習(xí)題詳解

L3名校考研真題詳解

第2章化學(xué)反應(yīng)的基本原理與大氣污染控制

2.1復(fù)習(xí)筆記

2.2課后習(xí)題詳解

2.3名校考研真題詳解

第3章水溶液化學(xué)

3.1復(fù)習(xí)筆記

3.2課后習(xí)題詳解

3.3名校考研真題詳解

第4章電化學(xué)與金屬腐蝕

41復(fù)習(xí)筆記

42課后習(xí)題詳解

4.3名校考研真題詳解

第5章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

5.1復(fù)習(xí)筆記

5.2課后習(xí)題詳解

5.3名校考研真題詳解

第6章無(wú)機(jī)化合物

6.1復(fù)習(xí)筆記

6.2課后習(xí)題詳解

6.3名校考研真題詳解

第7章高分子化合物

7.1復(fù)習(xí)筆記

7.2課后習(xí)題詳解

7.3名校考研真題詳解

第8章生物大分子基礎(chǔ)

8.1復(fù)習(xí)筆記

8.2課后習(xí)題詳解

8.3名校考研真題詳解

第9章儀器分析基礎(chǔ)

91復(fù)習(xí)筆記

9.2課后習(xí)題詳解

9.3名校考研真題詳解

第1章熱化學(xué)與能源

1.1復(fù)習(xí)筆記

一、熱化學(xué)

幾個(gè)基本概念

（1）系統(tǒng)與環(huán)境

根據(jù)系統(tǒng)和環(huán)境之間有無(wú)物質(zhì)和能量的交換，可將系統(tǒng)分為三類：

①敞開(kāi)系統(tǒng)

敞開(kāi)系統(tǒng)又稱開(kāi)放系統(tǒng)，是指與環(huán)境間既有物質(zhì)交換，又有能量交換的系統(tǒng)。

②封閉系統(tǒng)

封閉系統(tǒng)是指與環(huán)境間無(wú)物質(zhì)交換，只有能量交換的系統(tǒng)。

③隔離系統(tǒng)

隔離系統(tǒng)又稱孤立系統(tǒng)，是指與環(huán)境間無(wú)物質(zhì)交換，又無(wú)能量交換的系統(tǒng)。

（2）相

相是指系統(tǒng)中具有相同的物理和化學(xué)性質(zhì)的均勻部分。相與相之間存在明確的界面，超過(guò)

此界面，一定有某些宏觀性質(zhì)發(fā)生突變。

①固、液、氣三相所具有的特點(diǎn)：

a.氣體能夠無(wú)限混合，故只含氣體的系統(tǒng)內(nèi)只會(huì)存在一個(gè)氣相；

b.液相按照其互溶程度分為一相或兩相共存；

c.固體達(dá)到分子尺度的均勻混合時(shí)只有一個(gè)相，即固溶體；否則固體數(shù)量與相的數(shù)量相

同。

②按相的組成來(lái)分，系統(tǒng)可分為單相（均相）系統(tǒng)和多相（非均相）系統(tǒng)。

③273.16K和611.73Pa時(shí)，冰、水、水蒸氣三相共存，被稱為HQ的“三相點(diǎn)”。

（3）狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)

系統(tǒng)的狀態(tài)是指描述系統(tǒng)的諸如壓力p、體積V、溫度T、物質(zhì)的量n和組成等各種宏觀性

質(zhì)的綜合表現(xiàn)。狀態(tài)函數(shù)是指描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量。

①狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)

狀態(tài)一定，其值一定；狀態(tài)發(fā)生變化，其值也要發(fā)生變化；其變化值只取決于系統(tǒng)的始態(tài)

和終態(tài)。而與如何實(shí)現(xiàn)這一變化的途徑無(wú)關(guān)。它具有數(shù)學(xué)上全微分的特征。

②按性質(zhì)的量值是否與物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)，狀態(tài)函數(shù)可分為兩類：

a.廣度性質(zhì)（又稱容量性質(zhì)）

廣度性質(zhì)的量值與系統(tǒng)中物質(zhì)的量成正比，具有加和性。

b.強(qiáng)度性質(zhì)

強(qiáng)度性質(zhì)的量值與系統(tǒng)中物質(zhì)的量多寡無(wú)關(guān)，不具有加和性。

③狀態(tài)方程

狀態(tài)函數(shù)P、V、T和n之間的定量關(guān)系式稱為狀態(tài)方程。

pV=nRT

④理想氣體狀態(tài)方程

;

式中，R為摩爾氣體常數(shù)，R=8.314Jmof-K'0

P—RT

理想氣體方程也可以寫成

式中，V,”為摩爾體積。

（4）化學(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)進(jìn)度

①化學(xué)計(jì)量數(shù)

0=V*8

B

對(duì)于一般化學(xué)反應(yīng)

式中，B表示反應(yīng)中物質(zhì)的化學(xué)式，VB為物質(zhì)B的化學(xué)計(jì)量數(shù)。

a.化學(xué)計(jì)量數(shù)是量綱為一的量，對(duì)反應(yīng)物取負(fù)值，對(duì)產(chǎn)物取正值；

b.對(duì)于同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)；

c.化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示當(dāng)按計(jì)量反應(yīng)式反應(yīng)時(shí)各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的比例數(shù)，并不是反應(yīng)過(guò)程中各

相應(yīng)物質(zhì)實(shí)際轉(zhuǎn)化的量。

②反應(yīng)進(jìn)度

d=d/25/v3

反應(yīng)進(jìn)度自定義為

式中，d為微分符號(hào)，表示微小變化；皿為物質(zhì)B的物質(zhì)的量；VB為B的化學(xué)計(jì)量數(shù)。

a.反應(yīng)進(jìn)度只與化學(xué)反應(yīng)方程式有關(guān)，而與選擇反應(yīng)系統(tǒng)中何種物質(zhì)來(lái)表示無(wú)關(guān)；

b.當(dāng)涉及反應(yīng)進(jìn)度時(shí)?，必須指明化學(xué)反應(yīng)方程式；

c.反應(yīng)進(jìn)度實(shí)際上是以反應(yīng)方程式整體作為特定組合單元來(lái)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度。在反

應(yīng)進(jìn)行到任意時(shí)刻時(shí).，可用任一反應(yīng)物或產(chǎn)物來(lái)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，且所得的值總是相

等的。

2.熱效應(yīng)及其測(cè)量

(1)熱效應(yīng)

化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)，是指化學(xué)反應(yīng)引起吸收或放出的熱量，包括反應(yīng)熱、相變熱、溶解熱和

稀釋熱等。

(2)熱效應(yīng)的測(cè)量

①熱化學(xué)中，等溫、等容過(guò)程發(fā)生的熱效應(yīng)稱為等容熱效應(yīng)；等溫、等壓過(guò)程發(fā)生的熱效

應(yīng)稱為等壓熱效應(yīng)。

②當(dāng)測(cè)定某個(gè)熱化學(xué)過(guò)程所放出或吸收的熱量時(shí)，可測(cè)定介質(zhì)的溫度改變，再利用下式求

?叫

q=-q?(北一()=—q?叫"AZ'=-Cs-Ar

得：

式中，q表示一定量反應(yīng)物在給定條件下的反應(yīng)熱；Cs表示吸熱介質(zhì)的比熱容；ni?表示介

質(zhì)的質(zhì)量；C表示介質(zhì)的熱容，

Cs=Cs，ms.AT表示介質(zhì)終態(tài)溫度T2與始態(tài)溫度之差。

③在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上，用彈式熱量計(jì)精確測(cè)定等容條件下固體、液體有機(jī)物的燃燒反應(yīng)熱

效應(yīng)qv。

④熱化學(xué)方程式是表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)的方程式。

a.寫化學(xué)方程式時(shí)注明反應(yīng)熱的同時(shí)?，還必須注明物態(tài)、溫度、壓力、組成等條件；

b.若沒(méi)有特別注明，所說(shuō)的“反應(yīng)熱”均指等溫、等壓反應(yīng)熱生；

c.習(xí)慣上，對(duì)不注明溫度和壓力的反應(yīng)，皆指在T=298.15K,p=l()()kpa下進(jìn)行。

二、反應(yīng)熱與焰

熱力學(xué)第一定律

(1)熱力學(xué)第一定律

①定義

在熱力學(xué)系統(tǒng)中，能量轉(zhuǎn)化與守恒定律又稱熱力學(xué)第一定律，是指系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)發(fā)生

變化時(shí)系統(tǒng)的熱力學(xué)能與過(guò)程的熱和功之間的定量關(guān)系。

②表達(dá)式

封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：AU=5-U產(chǎn)q+w。

③熱力學(xué)能

熱力學(xué)能U是指系統(tǒng)內(nèi)分子的平動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)能、振動(dòng)能、分子間勢(shì)能，原子鍵能，電子運(yùn)

動(dòng)能，核內(nèi)基本粒子間核能等內(nèi)部能量的總和。

熱力學(xué)能的特征：

a.狀態(tài)確定，其值確定；

b.殊途同歸，值變相等；

c.周而復(fù)始，值變?yōu)榱恪?/p>

④體積功

體積功是指在一定外壓p外作用下，系統(tǒng)的體積發(fā)生變化而與環(huán)境交換的功。體積功的定義

巾"'=一‘外"V

式為

卬=-2＞外”

式中，3w表示微量功，dV表示系統(tǒng)體積的微小變化量。

(2)熱力學(xué)能的組成部分

①平動(dòng)能U,

平動(dòng)能是與質(zhì)點(diǎn)在三維空間的平行移動(dòng)有關(guān)的能量。

②轉(zhuǎn)動(dòng)能Ur

轉(zhuǎn)動(dòng)能是質(zhì)點(diǎn)環(huán)繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)所具有的能量。

③振動(dòng)能Uv

振動(dòng)能是與多原子分子或離子中的組成原子間相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的能量。

④電子能U。

電子能是帶正電的原子核與帶負(fù)電的電子之間的相互作用系統(tǒng)所具有的能量。

2.反應(yīng)熱與焰

化學(xué)反應(yīng)熱指等溫過(guò)程熱，即當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生了變化后，使反應(yīng)產(chǎn)物的溫度回到反應(yīng)前始態(tài)的

溫度，系統(tǒng)放出或吸收的熱量，主要有等容反應(yīng)熱和等壓反應(yīng)熱兩種。

(1)等容反應(yīng)熱與熱力學(xué)能

=-Z'外dV+=0

在等容、不做非體積功條件下，dV=(),w，=0,所以

qv=

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有

式中，qv表示等容反應(yīng)熱，下標(biāo)V表示等容過(guò)程。

(2)等壓反應(yīng)熱與焰

qp=H2-H,=AH

等壓反應(yīng)熱的表達(dá)式為

式中，生表示等壓反應(yīng)熱，下標(biāo)p表示等壓過(guò)程。

a.該式表明，等壓且不做非體積功的過(guò)程熱在數(shù)值上等于系統(tǒng)的焰變；

b.AH<0,表示系統(tǒng)放熱，AH>0,則為系統(tǒng)吸熱。

(3)qv=AU和qp=AH的意義

①qv=AU和%=AH表明，若反應(yīng)過(guò)程的條件限制為等容或等壓且不做非體積功，則不同

途徑的反應(yīng)熱與熱力學(xué)能或焰的變化在數(shù)值上相等，只取決于始態(tài)和終態(tài)。

②蓋斯定律

在等容或等壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)

關(guān)。

(4)%與q、，的關(guān)系

①等溫等壓和等溫等容反應(yīng)系統(tǒng)

qr=a+V+△H

qP%q、％AU—A/f

②只有凝聚相(液態(tài)和固態(tài))的系統(tǒng)

qp,m=0'，加+Zv(Bg)^RT

B

③有氣態(tài)物質(zhì)參與的系統(tǒng)

?(Bg)

式中，：

為反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)的變化，對(duì)反應(yīng)物v取負(fù)值，對(duì)產(chǎn)物v取正值。

(5)非等溫反應(yīng)

非等溫反應(yīng)是指在極端條件下，系統(tǒng)與環(huán)境之間絕熱，反應(yīng)放熱必導(dǎo)致產(chǎn)物溫度升高的反

應(yīng)。

①等壓絕熱燃燒反應(yīng)，可達(dá)到最高火焰溫度，計(jì)算溫度的依據(jù)是服=必二°；

②等容絕熱反應(yīng)可以達(dá)到最高爆炸溫度和最高壓力，計(jì)算的依據(jù)是分==°。

3.反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變

(1)熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

標(biāo)準(zhǔn)壓力為/=10°村。

①氣態(tài)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

任一溫度T、標(biāo)準(zhǔn)壓力p。下表現(xiàn)出理想氣體性質(zhì)的純氣體狀態(tài)。

②液體、固體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

任一溫度T、標(biāo)準(zhǔn)壓力丁下的純液體、純固體的狀態(tài)。

(2)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰

標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的焰變，

以符號(hào)△「Hm。表示，單位為kJ-mol"。

生成焰是說(shuō)明物質(zhì)性質(zhì)的重要熱化學(xué)數(shù)據(jù)，生成焰的負(fù)值越大，表明該物質(zhì)鍵能越大，對(duì)

熱越穩(wěn)定。

(3)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰

標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)化學(xué)反應(yīng)的摩爾培變，以表示。

—(29815K)=Z%A/K(29&15K)

B

①298.15K時(shí)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焙變AHN(298.15K)的一般計(jì)算式為

②對(duì)同一反應(yīng)，若計(jì)量方程式寫法不同，，的含義不同，AH,『的數(shù)值也就不同。

一小△底(298.15K)

③如果溫度變化范圍不大，可認(rèn)為反應(yīng)的焰變基本不隨溫度而變。即

三、能源的合理利用

煤炭與潔凈煤技術(shù)

(1)煤炭的熱值

燃料的熱值是指單位質(zhì)量燃料完全燃燒所放出的熱量。

(2)潔凈煤技術(shù)

潔凈煤技術(shù)包括煤炭的加工、轉(zhuǎn)化、燃燒和污染控制等，比如煤的氣化、液化和水煤漿燃

料技術(shù)。

①水煤氣

&O(g)+C(s)12->co(g)+凡(g)

水煤氣是將水蒸氣通過(guò)裝有灼熱焦炭的氣化爐內(nèi)產(chǎn)生的：

△，〃，(298.15K)=131.30?7%O/T

②合成氣

合成氣是將純氧氣和水蒸氣在加壓下通過(guò)灼熱的煤，生成一種氣態(tài)燃料混合物，其體積分

數(shù)約為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氣為原料，選用不同催化劑和合適條件可間接生產(chǎn)合成汽油或甲醇等

C。+4爾黑笆益Pa＞。此田+H夕

液體燃料。

CO+H]300c20：30.WPa>CH3OH

④水煤漿燃料

水煤漿燃料是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為70%的煤粉、30%的水及少量添加劑混合而成。

2.石油和天然氣

(1)石油與無(wú)鉛汽油

①石油

石油是由鏈烷燒、環(huán)烷燒和芳香煌組成，還含有少量含氧、氮、硫的有機(jī)化合物，平均含

碳(質(zhì)量分?jǐn)?shù))84%?85%、氫12%?14%。

②汽油

石油產(chǎn)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鉛轉(zhuǎn)換成易揮發(fā)的

鉛鹵化物。

(2)天然氣和沼氣

①天然氣

天然氣是蘊(yùn)藏在地層內(nèi)的可燃性氣體，主要組分為甲烷。

②沼氣

沼氣是由植物殘?bào)w在隔絕空氣的情況下自然分解而成的氣體，約含60%(體積分?jǐn)?shù))的C

凡，其余為CO2和少量的CO、壓、壓S等。

(3)煤氣和液化石油氣

①煤氣

煤氣的主要來(lái)源是煤的合成氣及煉焦氣，其主要可燃成分為H?(5()%)、CO(15%)和C

H4(15%)o

②液化石油氣

液化石油氣來(lái)源于石油，一種是采油時(shí)的氣體產(chǎn)品稱為油田氣，另一種是煉油廠的氣體產(chǎn)

品稱為煉廠氣。其主要成分是丙烷和丁烷。

3.氫能和太陽(yáng)能

(1)氫能

①氫能的優(yōu)點(diǎn)

a.熱值高。熱值為142.9MJ-kg",約為汽油的3倍，煤炭的6倍。

b.點(diǎn)火容易，燃燒速率快。

c.如果能以水為原料制備，則原料充分。

d.燃燒產(chǎn)物是水，產(chǎn)物潔凈。

②開(kāi)發(fā)利用氫能需要解決的問(wèn)題

a.廉價(jià)易行的制氫工藝。

b.方便、安全的貯運(yùn)。

c.有效的利用。

③氫氣的制取

目前認(rèn)為最有前途的是太陽(yáng)能光解水制氫法，關(guān)鍵在于尋找和研制合適的催化劑，以提高

光解制氫的效率。

④氫氣的貯存

儲(chǔ)氫的方式有化學(xué)儲(chǔ)氫和物理儲(chǔ)氫兩類。當(dāng)前研究和開(kāi)發(fā)十分活躍的是固態(tài)合金貯氫方法。

(2)太陽(yáng)能

太陽(yáng)能是天然核聚變能，直接利用太陽(yáng)能的方法主要有三種：

①光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?/p>

②光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

③光轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。

1.2課后習(xí)題詳解

（-）復(fù)習(xí)思考題

1.區(qū)別下列概念：

（1）系統(tǒng)與環(huán)境；

（2）比熱容與熱容；

（3）等容反應(yīng)熱與等壓反應(yīng)熱；

（4）反應(yīng)熱效應(yīng)與焰變；

（5）標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰與標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變；

（6）有序能與無(wú)序能。

答：（1）系統(tǒng)是指有目的的將某一部分物質(zhì)與其余物質(zhì)分開(kāi)而被劃定的研究對(duì)象；而環(huán)境

是指除系統(tǒng)之外，與系統(tǒng)密切相關(guān)、影響所能及的部分。系統(tǒng)和環(huán)境是一個(gè)整體的兩個(gè)部

分，按照互相之間有無(wú)物質(zhì)和能量的交換，可將系統(tǒng)分為三類：敞開(kāi)系統(tǒng)；封閉系統(tǒng)；隔

離系統(tǒng)。

（2）比熱容是指1g物質(zhì)溫度上升時(shí)所需吸收的熱量；而熱容是指某物質(zhì)溫度上升1℃

時(shí)所需吸收的熱量。

（3）等容反應(yīng)熱是指在等容、不做非體積功條件下系統(tǒng)的反應(yīng)熱；而等壓反應(yīng)熱是指在

等壓、不做非體積功條件下系統(tǒng)的焰變。在等溫或等壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與

反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而于變化途徑無(wú)關(guān)。

（4）反應(yīng)熱效應(yīng)是指化學(xué)反應(yīng)引起吸收或放出的熱量；焰變是指化學(xué)反應(yīng)引起的系統(tǒng)自

由焰的變化。

（5）標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的焰

變；而標(biāo)準(zhǔn)摩爾熔變是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)化學(xué)反應(yīng)的摩爾焰變。一定溫度下標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變

等于同溫度下各參加反應(yīng)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰與其化學(xué)計(jì)量數(shù)乘積的總和。

（6）有序能是指功，是大量質(zhì)點(diǎn)以有序運(yùn)動(dòng)而傳遞的能量；而無(wú)序能是指熱，是大量質(zhì)

點(diǎn)以無(wú)序運(yùn)動(dòng)（分子的碰撞）方式而傳遞的能量。

何為化學(xué)計(jì)量數(shù)？化學(xué)計(jì)量數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法有何關(guān)系？

答：（1）化學(xué)計(jì)量數(shù)的定義

化學(xué)計(jì)量數(shù)是指當(dāng)按計(jì)量反應(yīng)式反應(yīng)時(shí)各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的比例數(shù)，對(duì)反應(yīng)物取負(fù)值，對(duì)產(chǎn)物取

正值。

（2）化學(xué)計(jì)量數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法關(guān)系

在化學(xué)反應(yīng)方程式中，若各化學(xué)式的系數(shù)等比例發(fā)生變化，則化學(xué)計(jì)量數(shù)按同樣的比例發(fā)

生變化。

反應(yīng)進(jìn)度如何定義？說(shuō)明引入反應(yīng)進(jìn)度的意義。

答：（1）反應(yīng)進(jìn)度的定義

反應(yīng)進(jìn)度是指以反應(yīng)方程式整體作為一個(gè)特定組合單元來(lái)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度。

（2）引入反應(yīng)進(jìn)度的意義

在反應(yīng)進(jìn)行到任一時(shí)刻時(shí)，可用任一反應(yīng)物或產(chǎn)物來(lái)表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，且所得的值總

是相等的。

用彈式熱量計(jì)測(cè)量反應(yīng)熱效應(yīng)的原理如何？用彈式熱量計(jì)所測(cè)得的熱量是否就等于反應(yīng)

的熱效應(yīng)？為什么？

答：（1）彈式熱量計(jì)測(cè)量反應(yīng)熱效應(yīng)的原理：

將反應(yīng)物裝入鋼彈中的試樣容器內(nèi)，引發(fā)反應(yīng)后系統(tǒng)放出的熱使環(huán)境的溫度升高，通過(guò)測(cè)

定溫度計(jì)所示的最高讀數(shù)即環(huán)境的終態(tài)溫度。根據(jù)始、終態(tài)溫度和熱量計(jì)的儀器常數(shù)即可

計(jì)算反應(yīng)熱數(shù)值。

（2）用彈式熱量計(jì)所測(cè)得的熱量不等于反應(yīng)的熱效應(yīng)。原因如下：

彈式熱量計(jì)測(cè)得的是等容反應(yīng)熱，當(dāng)反應(yīng)為等壓反應(yīng)時(shí)彈式熱量計(jì)所測(cè)得的熱量就不等于

反應(yīng)的熱效應(yīng)。

熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)反應(yīng)方程式有何異同？書(shū)寫熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注意哪些？

答：（1）熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)反應(yīng)方程式的異同點(diǎn)

①熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)反應(yīng)方程式的相同點(diǎn)

a.兩種化學(xué)反應(yīng)方程式都符合客觀事實(shí)；

b.兩種化學(xué)反應(yīng)方程式都遵循質(zhì)量守恒定律。

②熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)反應(yīng)方程式的區(qū)別

a.化學(xué)計(jì)量數(shù)

一般的化學(xué)反應(yīng)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)是整數(shù)，即表示微粒個(gè)數(shù)又表示物質(zhì)的量；熱化學(xué)方程

式化學(xué)計(jì)量數(shù)既可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，只表示物質(zhì)的量。

b.狀態(tài)

一般的化學(xué)反應(yīng)方程式不要求注明狀態(tài)；熱化學(xué)方程式必須在化學(xué)式后面注明。

c.AH的正負(fù)號(hào)、數(shù)值及單位

一般的化學(xué)反應(yīng)方程式不注明AH；熱化學(xué)方程式必須注明AH的正負(fù)號(hào)、數(shù)值及單位。

d.意義

一般的化學(xué)反應(yīng)方程式表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化；熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)

中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系。

(2)書(shū)寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)

①要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)條件，如果反應(yīng)在298K和1.013xl05pa下進(jìn)行，習(xí)慣上不予注

明；

②要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)或固體物質(zhì)的晶形；

③方程式中的配平系數(shù)只表示計(jì)量數(shù)，不表示分子數(shù)，因此必要時(shí)可以寫成分?jǐn)?shù)；

④熱化學(xué)方程式后一定要寫上摩爾反應(yīng)熱及其單位。

狀態(tài)函數(shù)有什么特點(diǎn)？q、w、H是否是狀態(tài)函數(shù)？為什么？

答：(1)狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)為：

①狀態(tài)一定，其值一定；

②狀態(tài)發(fā)生變化，其值也要發(fā)生變化；

③其變化值只取決于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)，而與實(shí)現(xiàn)其變化的途徑無(wú)關(guān)。

(2)H是狀態(tài)函數(shù)，w和q都不是狀態(tài)函數(shù)。原因如下：

功和熱都是過(guò)程中被傳遞的能量，其數(shù)值與途徑有關(guān)，不同的途徑有不同的功和熱的交換

，因此q和w都不是狀態(tài)函數(shù)；H是狀態(tài)函數(shù)U、p、V的組合，所以熔H是狀態(tài)函數(shù)。

外外、U、H、'”/、A/77?(298.15AT)

說(shuō)明下列符號(hào)的意義。

答：(1)q是指一定量反應(yīng)物在給定條件下的反應(yīng)熱；

(2)卬是指等壓反應(yīng)熱；

(3)U是指熱力學(xué)能；

(4)H是指熱力學(xué)函數(shù)烙；

(5)AH,F是指反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焙變；

(6)AfHm0(298.15K)是指298.15K下物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成烙。

8.q、H、U之間，p、V、U、H之間存在哪些重要關(guān)系？試用公式表示。

答：（1）q、H、U之|可的重要關(guān)系有:

qp=H「H\%=4-5

9

（2）p、V、U、H之間的重要關(guān)系有：

△U=g+M,口p-A0'二夕/H=U+pV

，，，

9.如何利用精確測(cè)定的qv來(lái)求得q0和AH?試用公式表示。

答：在已知qv時(shí)，q0和AH的求解過(guò)程為：

因?yàn)?/p>

Q=Ziq-bU

p9v

qp-qv=\nRT

則

qp=^RT+qv

如何理解蓋斯定律是熱力學(xué)第一定律的必然推論？舉例說(shuō)明蓋斯定律的應(yīng)用價(jià)值。

答：（1）蓋斯定律是熱力學(xué)第一定律的必然推論的原因

①熱力學(xué)第一定律是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在熱力學(xué)系統(tǒng)中的運(yùn)用，其描述了系統(tǒng)的熱力學(xué)

狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)的熱力學(xué)能與過(guò)程的熱和功之間的定量關(guān)系；

②蓋斯定律是指在等容或等壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而

與變化的途徑無(wú)關(guān)，符合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。

（2）蓋斯定律的應(yīng)用價(jià)值

蓋斯定律是熱化學(xué)計(jì)算的理論基礎(chǔ)，其最大用處是利用能精確測(cè)定的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)來(lái)求算難

以測(cè)定的反應(yīng)熱，例如石墨燃燒生成一氧化碳的反應(yīng)熱就是通過(guò)這種方法計(jì)算出來(lái)的。

如何規(guī)定熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)？對(duì)于單質(zhì)、化合物和水合離子所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰有何區(qū)

別？

答：(1)熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的規(guī)定

①任一溫度T、標(biāo)準(zhǔn)壓力N下表現(xiàn)出理想氣體性質(zhì)的純氣體狀態(tài)為氣態(tài)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)；

②液體、固體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為任一溫度T、標(biāo)準(zhǔn)壓力p。下的純液體、純固體的狀態(tài)。

(2)單質(zhì)、化合物和水合離子所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰的區(qū)別

①對(duì)于單質(zhì)，規(guī)定參與反應(yīng)的單質(zhì)為選定溫度T和標(biāo)準(zhǔn)壓力P。時(shí)的最穩(wěn)定單質(zhì)；

②對(duì)于化合物，規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的焰變稱

為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰；

③對(duì)于水合離子，規(guī)定水合氫離子的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰為零。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰定義，說(shuō)明在該條件下指定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰必定為零。

答：(1)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰的定義

規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的焰變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)

摩爾生成焰。

(2)標(biāo)準(zhǔn)條件下指定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰必定為零的原因

按定義，生成反應(yīng)式的寫法是唯一的，指定單質(zhì)由其本身生成，反應(yīng)前后系統(tǒng)自由焰不發(fā)

生變化，因此指定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰必定為零。

如何利用物質(zhì)的(298.15K)數(shù)據(jù)，計(jì)算燃燒反應(yīng)及中和反應(yīng)的AHJ(298.15K)

?舉例說(shuō)明。

(29815K)=￡v5AfH：(298.15K)

B

答：根據(jù)公式

可利用物質(zhì)的AH“F(298.15K)數(shù)據(jù)計(jì)算燃燒反應(yīng)及中和反應(yīng)的(298.15K),舉例

如下：

金屬鋁粉和三氧化二鐵的混合物點(diǎn)火時(shí)，反應(yīng)放出大量的熱，可根據(jù)教材附錄3的標(biāo)準(zhǔn)摩

爾生成焰的數(shù)據(jù)，計(jì)算鋁粉和三氧化二鐵反應(yīng)的AHF(298.15K)。

有關(guān)的化學(xué)方程式和各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰的值為

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

△fH；(298.15K)/kJ?moL0-824.2-1675.70

△rH?(298.15K)=工為劣用(298.15用

B

根據(jù)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？用做燃料時(shí)，哪些是有益的？哪些是有害的？為什么？

答：（1）煤炭中通常含有碳、氫、氧、氮、磷、硫及少量金屬元素。

（2）煤炭用做燃料時(shí)，碳元素是有益的，因?yàn)槊禾恐饕ㄟ^(guò)碳的燃燒產(chǎn)生熱量，且碳不

產(chǎn)生污染。

（3）煤炭用做燃料時(shí)，磷和硫是有害的，因?yàn)榱兹紵a(chǎn)生五氧化二磷，硫燃燒產(chǎn)生二氧

化硫，這兩種氣體污染環(huán)境。

煤的主要組分碳、汽油中代表性組分辛烷、天然氣中主要組分甲烷以及氫氣各自的熱值

可如何計(jì)算？并比較它們的相對(duì)大小。

答：（1）碳的熱值計(jì)算

石墨在298.I5K的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式及標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變?yōu)?/p>

c(^S)+o2(g)—co2(g)

4

ArH?(298.15K)=-393.5kJ?mol

用標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變除以碳的摩爾質(zhì)量，可得碳的熱值為32.8MJ-kg」。

(2)辛烷的熱值計(jì)算

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

辛烷完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式及標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變?yōu)?/p>

ArH?(298.15K)=-5440kJ?mo『

用標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變除以辛烷的摩爾質(zhì)量，可得辛烷的熱值為47.7MJ.kg」。

(3)甲烷的熱值計(jì)算

E,(g)+2。［(g)=CO式g)+2區(qū)。(/)

甲烷完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式及標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變?yōu)?/p>

4

ArH?(298.15K);-890kJ.mol

用標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變除以甲烷的摩爾質(zhì)量，可得甲烷的熱值為55.6MJ.kg」。

(4)氫氣的熱值計(jì)算

凡(g)+=。式g)-H，(/)

氫氣完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式及標(biāo)準(zhǔn)摩爾熔變?yōu)?/p>

1

AfH?(298.15K)=-285.8kJ?mor

用標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變除以氫氣的摩爾質(zhì)量，可得氫氣的熱值為142.9MJ.kg」。

綜上所述，熱值大小順序?yàn)椋簹錃狻导淄椤敌镣椤凳?/p>

在液體燃料油中摻水(摻水20%左右)制成“乳化燃料”，可節(jié)油增效并減少污染，試通

過(guò)查閱資料解釋其中的原理。

答：在液體燃料油中摻水可節(jié)油增效并減少污染的原理如下：

液體燃料油中，重油在燃燒時(shí)需要霧化，霧化效果的好壞影響其燃燒效率。在液體燃料中

摻水時(shí)，重油和水進(jìn)行乳化，形成油包水的形式。在高溫爐內(nèi)燃燒時(shí)，由于爐膛內(nèi)溫度高

達(dá)1000C以上，油中的水吸熱汽化，形成“微爆效應(yīng)”，將重油重新分開(kāi)成小的顆粒，增大

了燃燒效率，減少了燃燒不完全所產(chǎn)生的污染性氣體的排放。

(~)習(xí)題

1.是非題

(1)已知下列過(guò)程的熱化學(xué)方程式為

?

則此溫度時(shí)蒸發(fā)ImolUK(1),會(huì)放出熱30.1kJ。()

【答案】錯(cuò)

【解析】反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰為正值，表示反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

(2)在恒溫恒壓條件下，下列兩個(gè)生成水的化學(xué)反應(yīng)放出的熱量相同。()

凡(g)+；o?(g)-%。(0

2區(qū)(g)+Q(g)-2H0(，)

【答案】錯(cuò)

【解析】定壓摩爾反應(yīng)熱與反應(yīng)進(jìn)度有關(guān)，而反應(yīng)進(jìn)度與反應(yīng)方程式的寫法即反

應(yīng)式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的選擇有關(guān)。即第一個(gè)反應(yīng)是生成Imol液態(tài)水的熱效應(yīng)；第二個(gè)反應(yīng)

生成兩倍水量，應(yīng)有兩倍熱量。

(3)功和熱是系統(tǒng)和環(huán)境之間的能量傳遞方式，在系統(tǒng)內(nèi)部不討論功和熱。()

【答案】對(duì)

【解析】熱力學(xué)中的做功W與吸熱q都是指系統(tǒng)與環(huán)境之間，通過(guò)界面所傳遞的能

量。在界面以內(nèi)，系統(tǒng)的各部分之間所進(jìn)行的能量傳遞不計(jì)入w和q之中。

(4)反應(yīng)的AH就是反應(yīng)的熱效應(yīng)。()

【答案】錯(cuò)

【解析】只有當(dāng)反應(yīng)為定壓反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)的AH才為反應(yīng)的熱效應(yīng)。

選擇題

(1)在下列反應(yīng)中，進(jìn)行反應(yīng)進(jìn)度為Imol的反應(yīng)時(shí)放出熱量最大的是()。

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】液體汽化時(shí)吸收熱量，氣體液化時(shí)放出熱量；當(dāng)反應(yīng)物完全燃燒生成最

穩(wěn)定的氧化產(chǎn)物時(shí)，反應(yīng)放出的熱量最大。

（2）通常，反應(yīng)或過(guò)程的哪個(gè)物理量可通過(guò)彈式熱量計(jì)直接測(cè)定而獲得？（）

A.AH

B.pAV

C.

D.qv

【答案】D

【解析】通常可利用彈式熱量計(jì)精確測(cè)得（定容）反應(yīng)熱q、，。

（3）下列對(duì)于功和熱的描述中，正確的是（）。

A.都是途徑函數(shù)，無(wú)確定的變化途徑就無(wú)確定的數(shù)值

B.都是途徑函數(shù)，對(duì)應(yīng)于某一狀態(tài)有一確定值

C.都是狀態(tài)函數(shù)，變化量與途徑無(wú)關(guān)

D.都是狀態(tài)函數(shù)，始終態(tài)確定，其值也確定

【答案】A

【解析】功和熱都是過(guò)程中被傳遞的能量，其數(shù)值與途徑有關(guān)，不同的途徑有不

同的功和熱的交換，因此q和w都是途徑函數(shù)，無(wú)確定的變化途徑就無(wú)確定的數(shù)值。

（4）對(duì)于狀態(tài)函數(shù)，下列敘述正確的是（）。

A.只要系統(tǒng)處于平衡態(tài)，某一狀態(tài)函數(shù)的值就已經(jīng)確定

B.狀態(tài)函數(shù)和途徑函數(shù)一樣，其變化值取決于具體的變化過(guò)程

C.AH和AU等都是狀態(tài)函數(shù)

D.任一狀態(tài)函數(shù)的值都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得

【答案】C

【解析】AH和AU的大小僅與反應(yīng)始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與變化途徑無(wú)關(guān)，因此是

狀態(tài)函數(shù)。

（5）一只充滿氫氣的氣球，飛到一定高度即會(huì)爆炸，這要取決于一定高度上的（）。

A.外壓

B.溫度

C.濕度

D.外壓和溫度

【答案】D

【解析】氣球爆炸主要取決于氫氣球球壁對(duì)內(nèi)外壓力差的承受力。隨著氣球垂直

上升，大氣壓力不斷下降，內(nèi)壓一直高于外壓，當(dāng)達(dá)到一定高度時(shí)，氣球無(wú)法承受壓力差

,即發(fā)生爆炸。

（6）下述說(shuō)法中，不正確的是（）。

A.焰只有在某種特定條件下，才與系統(tǒng)反應(yīng)熱相等

B.焰是人為定義的一種具有能量量綱的熱力學(xué)量

C.焰是狀態(tài)函數(shù)

D.焰是系統(tǒng)能與環(huán)境進(jìn)行熱交換的能量

【答案】D

【解析】D項(xiàng)，在定壓過(guò)程中，焰是系統(tǒng)能與環(huán)境進(jìn)行熱交換的能量。

在溫度T的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，若已知反應(yīng)A-2B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變

AH40kJmo1

f\i=\反應(yīng)2A-C的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變

AfH=-60kJ,mO1,則反應(yīng)C—4B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變AH人為多少？

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的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變?yōu)?/p>

鋼彈的總熱容Cb可利用一已知反應(yīng)熱數(shù)值的試樣而求得。設(shè)將0.500g苯甲酸（CHCOOH

）在盛有1209g水的彈式熱量計(jì)的鋼彈內(nèi)（通入氧氣）完全燃燒，系統(tǒng)的溫度由296.35K上

升到298.59K。已知在此條件下苯甲酸完全燃燒的反應(yīng)熱效應(yīng)為-3226kJ-mol

i,水的比熱容為4.184J?g」-K-。試計(jì)算該鋼彈的總熱容。

解：苯甲酸的摩爾質(zhì)量為122.12g-mol」，（）.5（）（）g苯甲酸完全燃燒的反應(yīng)熱為勺=-

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

該鋼彈的總熱容為Cb=834J?K，

葡萄糖完全燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為

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

當(dāng)葡萄糖在人體內(nèi)氧化時(shí)，上述反應(yīng)熱約30%可用做肌肉的活動(dòng)能量。試估算一食匙葡萄

糖(約3.8g)在人體內(nèi)氧化時(shí)可獲得的肌肉活動(dòng)的能量。

q=2820/180.16=15.65kJg-1

解：葡萄糖的摩爾質(zhì)量為180.16g-mol",完全燃燒放出熱量為

一食匙葡萄糖(約3.8g)氧化時(shí)可獲得的肌肉活動(dòng)能量為q=15.65x3.8x30%=18kJ。

已知下列熱化學(xué)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，試計(jì)算下列反應(yīng)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,則式④對(duì)應(yīng)的熱效應(yīng)關(guān)系為

7.已知乙醇在101.325kPa壓力下沸點(diǎn)溫度為351K,且蒸發(fā)熱為39.2kJ-moF

■o試估算Imol液態(tài)乙醇在該蒸發(fā)過(guò)程中的體積功和AU。

%=-p\V=-AnRT

=1X8.314X10-3X351

=-2.92kJmol」

解：Imol液態(tài)乙醇在蒸發(fā)過(guò)程中的W體和AU計(jì)算如下

AHfn=q，pjn=39.2kJmo『

B

=39.2kJmo--2.92kJ.mol」

=36.3(kJmol」)

在下列反應(yīng)或過(guò)程中，qv與小有區(qū)別嗎？簡(jiǎn)單說(shuō)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與q?有區(qū)別。原因如下:

|=2qp=qv^^v[Bg\RTJ?(5g)>0

因?yàn)榉磻?yīng)?，根據(jù)B所以B

C1P豐夕「，故qv與q?有區(qū)別。

(2)qv與q「沒(méi)有區(qū)別。原因如下：

匯口(次)=0q=qv+^y\v(Bg\RT篁>(物)=0

因?yàn)榉磻?yīng)勺，根據(jù)BB

QP=(lv,故qv與小沒(méi)有區(qū)別。

(3)qv與5有區(qū)別。原因如下：

2>(物)=1%=%+?工以物卜日遼Mg)〉。

因?yàn)榉磻?yīng)令.，根據(jù)B

qP故qv與q0有區(qū)別。

(4)qv與與沒(méi)有區(qū)別。原因如下：

舊、公「2u(Bg)=0%=%+J2V(物》燈至V(物)=0

因?yàn)榉磻?yīng)B，根據(jù)BB

qP=qv,故qv與q,沒(méi)有區(qū)別。

根據(jù)第8題中所列的各化學(xué)方程式和條件，試計(jì)算發(fā)生下列變化時(shí)，各自AU與AH之間的

差值。

(1)2.00molNH4HS(s)的分解；

(2)生成l.OOmolHCl(g)；

(3)5.00molCO：(s)(干冰)的升華；

(4)沉淀出2.00molAgCl(s)。

NH'HS(s)-25*0?NH3(g)+H)S(g)

答：(1)NH』HS(s)的分解反應(yīng)為

AUm-AHm=-^v(Bg)RT

B

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

=-4.958(kJ.mol1)

2.00mol的NH.HS分解過(guò)程中兩者的能量差為2.00x(-4.958)=-9.92kJ。

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

(2)HC1(g)的生成反應(yīng)為

匯v(3g)=0

因?yàn)锽,所以AU『AHm=0,故生成l.OOmol的H。(g)過(guò)程中兩者的能量差為0。

CQ(S)—>cq(g)

(3)干冰的升華反應(yīng)為

31

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

5.00mol的CO2(s)的升華過(guò)程中兩者的能量差為：5.00x(-1.62)=-8.10kJo

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

(4)沉淀出AgCl(s)的反應(yīng)為

因?yàn)樵摲磻?yīng)的?『(3g)‘=0，

所以沉淀出2.00mol的AgCl(s)過(guò)程中兩者的能量差為0。

查閱教材附錄3的數(shù)據(jù)，試計(jì)算下列反應(yīng)的AH.,。(298.15K)0

4A%(g)+3Q(g)=2%(g)+6H：OQ)

(1)

c，G(g)+兄⑹—c3“(g)

(2)

(3)、區(qū)(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）反應(yīng)方程式及各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰為

△，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）反應(yīng)方程式及各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熔為

則有

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)反應(yīng)方程式及各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰為

■H：(298K)=2>AH4(298K)

3

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

=-S6.32(kJmoK1)

則有

Fe(s)+C〃”)—Fe”(aq)+C〃(s)

\H：Q98K)IkJ,moP064.77-89.10

(4)反應(yīng)方程式及各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰為

則有

△H(298K)=Z%△聞B(298K)

B

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

-153.9(kJ.mo『)

計(jì)算下列反應(yīng)的：⑴△rHm‘(298.15K)

；(2)

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

△fUm?(298.15K).(3)298.15K進(jìn)行反應(yīng)進(jìn)度為Imol的體積功。

CH式g)+4CA(g)—CCZ4(1)+4HCI(g)

01

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

解：(l)查教材附錄3可知

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

=-429.86kJ-mol4

(2)根據(jù)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進(jìn)行反應(yīng)進(jìn)度為Imol的體積功為

12.近298.15K時(shí)在彈式熱量計(jì)內(nèi)使1.0000g正辛烷(CJLB,I)完全燃燒，測(cè)得此反應(yīng)熱

效應(yīng)為-

47.79kJo試根據(jù)此實(shí)驗(yàn)值，估算正辛烷(CH”1)完全燃燒的(1)qv.m；(2)AH“F(2

98.15K)o

2s

cs7718(z)+—o;(g)=8ca(g)+9Hgs

解：(i)正辛烷燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式為

qVm=(-47.79x1()3)x114.23二-5459V?

正辛烷的摩爾質(zhì)量為114.23g-moN,則有

夕一夕匕刑-2>(建>"

B

(2)由等容反應(yīng)熱和等壓反應(yīng)熱的關(guān)系可得

則

qp.m=qT：.m+￡MBg>RT

B

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

7

\J)

--54705加。廠

x

ArHm?(298.15K)=qVm=-5470Vmol-

所以在298.15K下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變?yōu)?/p>

利用CaCO、、CaO和CO?的AHM(298.15K)的數(shù)據(jù)，估算煨燒1000kg石灰石(以純CaC

。，計(jì))成為生石灰所需熱量。在理論上要消耗多少燃料煤(以標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值估算)？

CaCO^s)—CaO(s)+。。式g)

4

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

解：石灰石的分解反應(yīng)及各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰為

△，氏(298K)=2>m聲"(298用

s

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

=178.32V-wo7":

反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變?yōu)?/p>

q=178.32xl000xl03/100=1.78xl06kJ

則1000kg石灰石完全分解為生石灰所需熱量為

標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為29.3MJ.kg」，需耗燃料煤的質(zhì)量為

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

設(shè)反應(yīng)物和生成物均處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明298.15K時(shí)究竟是乙煥(GHD還

是乙烯(GEL)完全燃燒會(huì)放出更多熱量(以kJ-mol"表示)。

G%(g)+：o式g)=2cq(g)+%o(/)

4

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

解：(1)乙快燃燒的反應(yīng)方程式及各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰為

△,H*298K)=￡v兩黑》(298K)

B

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

=-1299.58(kJ-mol1)

則反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變?yōu)?/p>

G%(g)+3Q(g)—2CQ(g)+2區(qū)0(/)

1

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

(2)乙烯燃燒的反應(yīng)方程式及各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰為

則反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變?yōu)?/p>

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

=-1410.94(kJ-mol1)

通過(guò)計(jì)算可知，298.15K時(shí)乙烯完全燃燒放出更多熱量。

通過(guò)吸收氣體中含有的少量乙醇可使KCnO,酸性溶液變色(從橙紅色變?yōu)榫G色)，以

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

檢驗(yàn)汽車駕駛員是否酒后駕車(違反交通規(guī)則)。其化學(xué)反應(yīng)可表示為

試?yán)脴?biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰數(shù)據(jù)，求該反應(yīng)的AH.?(298.15K)o

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

;1

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

解：該反應(yīng)的方程式及各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰為

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)

則該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焰變?yōu)?/p>

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

針對(duì)甲烷燃燒反應(yīng):

試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明298.15K時(shí)等壓和等容摩爾燃燒熱的差別，并說(shuō)明導(dǎo)致差別的原因。

B

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

=-4.958(V-wo/4)

解：(1)定壓反應(yīng)熱與定容反應(yīng)熱的燃燒熱之差為

由此可見(jiàn)定壓等溫燃燒放熱更多。

(2)導(dǎo)致等壓和等容摩爾燃燒熱的差別的原因?yàn)榉磻?yīng)后氣體物質(zhì)分子數(shù)減少，導(dǎo)致系統(tǒng)

體積減小，環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功，這部分功以熱的形式釋放到環(huán)境中。

在298.15K時(shí)，碳、氫和甲烷的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焰分別為-393.5、-285.8和-890.4kJ-mo1

試推算該溫度下甲烷的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰。

解：根據(jù)題意有

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