第一章2.计算下行反应的标准反应焓变△r Hθm:解:①2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s)△f Hθm(kJ•mol-1) 0 -824.2 -1675.7 0 △r Hθm=△f Hθm(Al2O3,s)+2△f Hθm(Fe,s)-2△f Hθm(Al,s)- △f Hθm(Fe2O3 ,s)= -1675.7 + 2×0 - 2×0 - (-824.2)= - 851.5 (kJ•mol-1)②C2H2 (g) + H2(g) → C2H4(g)△f Hθm(kJ•mol-1) 226.73 0 52.26△r Hθm = △f Hθm(C2H4 ,g) - △f Hθm(C2H2,g) - △f Hθm(H2,g)= 52.26 - 226.73 - 0= -174.47 (kJ•mol-1)3. 由下列化学方程式计算液体过氧化氢在298 K时的△f Hθm(H2O2,l):① H2 (g) + 1/2O2 (g) = H2O (g) △r Hθm = - 214.82 kJ•mol-1② 2H(g) + O(g) = H2O (g) △r Hθm = - 926.92 kJ•mol-1③ 2H(g) + 2O(g) = H2O2 (g) △r Hθm = - 1070.6 kJ•mol-1④ 2O(g) = O2 (g) △r Hθm = - 498.34 kJ•mol-1⑤ H2O2 (l) = H2O2 (g) △r Hθm= 51.46 kJ•mol-1解:方法1:根据盖斯定律有:[(方程①-方程②+方程③-方程⑤)×2-方程④]÷2可得以下方程⑥H2(g)+O2(g)=H2O2(l) △r Hθm△r Hθm=[(△r Hθ1-△r Hθ2+△r Hθ3-△r Hθ5) ×2-△r Hθ4] ÷2={[-214.82-(-926.92)+(-1070.6)-51.46] ×2-(-498.34)} ÷2=[(-409.96)×2+498.34] ÷2=(-321.58) ÷2= -160.79(kJ•mol-1)△f Hθm(H2O2 ,l)= △r Hθm= -160.79 kJ•mol-1方法2:(1)由①可知H2O的△f Hθm(H2O,g)= - 214.82 kJ•mol-1(2)根据④计算O的△f Hθm(O,g)2O(g) = O2 (g) △r Hθm = - 498.34 kJ•mol-1△r Hθm = △f Hθm(O2 ,g)- 2△f Hθm(O,g)= 0 - 2△f Hθm(O,g)= - 498.34 kJ•mol-1△f Hθm(O,g)= 249.17 kJ•mol-1(3) 根据②求算△f Hθm(H,g)2H(g) + O(g) = H2O (g) △r Hθm = - 926.92 kJ•mol-1△f Hθm(kJ•mol-1) 249.17 - 214.82△r Hθm = △f Hθm(H2O,g) - 2△f Hθm(H,g) -△f Hθm(O,g)= - 214.82 - 2△f Hθm(H,g)- 249.17= - 926.92△f Hθm(H,g)= 231.465 kJ•mol-1(4) 根据③求算△f Hθm(H2O2 ,g)2H(g) + 2O(g) = H2O2 (g) △r Hθm = - 1070.6 kJ•mol-1△f Hθm(kJ•mol-1) 231.465 249.17△r Hθm = △f Hθm(H2O2 ,g) - 2△f Hθm(H,g) -2△f Hθm(O,g)=△f Hθm(H2O2 ,g) -2×231.465 - 2×249.17= - 1070.6△f Hθm(H2O2 ,g)= - 109.33 kJ•mol-1(5) 根据⑤求算△f Hθm(H2O2 ,l)H2O2 (l) = H2O2 (g) △r Hθm= 51.46 kJ•mol-1△f Hθm(kJ•mol-1) -109.33△r Hθm = △f Hθm(H2O2 ,g) - △f Hθm(H2O2 ,l)= -109.33 - △f Hθm(H2O2 ,l)= 51.46△f Hθm(H2O2 ,l)= -160.79 kJ•mol-14. 在373 K,101.3 kPa下,2.0 mol H2和1.0 mol O2反应,生成2.0 mol的水蒸气,总共放热484 kJ的热量,求该反应的△r H m和△U。
解:2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g)(1) 定压下Q p = △r H m =- 484 kJ即△r H m= - 484kJ•mol-1(2) △U = Q P– P△V= Q P -△nRT= - 484 – (2 – 2 – 1) ×8.314×10-3 ×373= - 480.90 kJ5. 用弹式量热计测得下列反应C7H16 (l) + 11O2 (g) → 7CO2 (g) + 8H2O (l)在298K时Q v = - 4804 kJ•mol-1,试求反应的等压热效应Q p。
解:Q p = Q v + △nRT= - 4804 +(7-11)×8.314×10-3 ×298= - 4813.91 kJ6. 已知298 K时:① C6H4(OH)2 (aq) →C6H4O2 (aq) + H2 (g), △r Hθm, 1= 177.4 kJ•mol-1② O2 (g) + H2 (g) → H2O2 (aq), △r Hθm, 2 = - 191.2 kJ•mol-1③ 1/2O2 (g) + H2 (g) → H2O (g), △r Hθm, 3 = - 241.8 kJ•mol-1④ H2O (g) → H2O (l), △r Hθm, 4 = - 44.0 kJ•mol-1试计算下面反应的△r Hθm:C6H4(OH)2 (aq) + H2O2(aq) → C6H4O2 (aq) + 2 H2O (l)解:C6H4(OH)2 (aq) + H2O2(aq) → C6H4O2 (aq) + 2 H2O (l) (5)∵反应5= 反应1 -反应2 + 2×(反应3 + 反应4)∴△r Hθm,5 = △r Hθm, 1 - △r Hθm, 2 + 2×(△r Hθm, 3 + △r Hθm, 4)= 177.4 -(- 191.2)+ 2×(- 241.8 - 44.0 )= - 203 kJ•mol-18.已知298 K标态下:△f Hθm(O,g) = 249.1 kJ•mol-1 , △f Hθm(N,g) = 472.7 kJ•m ol-1 , O(g) + N(g) → NO(g) △rHθm = - 631.8 kJ•mol-1,求反应1/2N2(g)+ 1/2O2(g) = NO(g) 的△Hθ298K = ?解:设计盖斯循环,△Hθ298K =△Hθ1+△Hθ2+△Hθ3=△f Hθm(N,g)+ △f Hθm(O,g)+ △rHθm(NO,g)=472.7+249.1-631.8=90.0(kJ/mol)9.选择正确答案的序号填入括号内。
答案(1)D. 110.5, 解:∵反应③=反应①-反应②∴△Hθ3=△Hθ1-△Hθ2 =-393.5+283=110.5(2)C、-270.1, 解:由反应①求算△Hθf(HBr),△Hθ1 =2△Hθf(HBr,g) – (△Hθf(H2,g))+ △Hθ(Br2,l)=2△Hθf(HBr,g)- 0 -0 = -72.4 (kJ•mol-1)△Hθf(HBr,g) = -72.4./2 = -36.2(kJ•mol-1)由反应②求算△Hθf(NH3),△Hθ2==2△Hθf(NH3,g) – (3△Hθf(H2,g))+ △Hθ(N2,g)=2△Hθf(NH3,g)- 3×0 -0 = -92.4 (kJ•mol-1)△Hθf(NH3,g) = -92.4./2 = -46.2(kJ•mol-1)由反应③求算△Hθf(NH4Br,s),△Hθ3 = △Hθf(NH4Br,s) – [△Hθf(NH3,g) + △Hθf(HBr,g)]=△Hθf(NH4Br,s)– [ -36.2 -46.2]= -187.7△Hθf(NH4Br,s) = -187.7+(-82.4)= -270.1(kJ•mol-1)(3)B、2C(石墨)+3H2(g)=C2H6(g) ∵根据Q P = Q v+△nRT 有:Q P - Q v =△nRT ,当|△n|越大,则Q P与Q v的差值也就越大。
依题意:反应A的|△n| = |1-1/2|=1/2反应B的|△n| = |1-3|= 2反应C的|△n| = |1-1|=0反应D的|△n| = |1-1/2-3/2|=1∴选B、2C(石墨)+3H2(g)=C2H6(g)(4)选D 、-5.994.解:依题意:H2O(s)=H2O(l)的△H=+333J.g-1则有:H2O(l)=H2O(s)的△H=-333J.g-118g的水转化为同温度的冰,其焓变为:△H = -333J.g-1×18g-1 = - 5994J= - 5.994kJ(5)C、-286.解:由反应可得:△r Hθm=2.△Hθf(H2O,l)-[2△Hθf(H2,g) + △Hθ(O2,g)]= 2.△Hθf(H2O,l)-[2×0+0]= - 572△Hθf(H2O,l) = - 572/2=-286(kJ.mol-1)(6)B、-89.6.解:依题意有:KClO3(s) = KCl(s) + 3/2O2(g)的△Hθ1 = -44.8kJ则:反应2KClO3(s) = 2KCl(s) + 3O2(g)的△Hθ2为:△Hθ2 = 2△Hθ1 = 2×(-44.8)= - 89.6(kJ)(7) B、b-a.解:反应(1)-反应(2)得反应(3):MnO2(s)=Mn(s)+O2(g) △Hθ3 - ----(3)△Hθ3 = △Hθ1- △Hθ2 =a-b△Hθ3 = △Hθf(Mn,s)+ △Hθf(O2,g) - △Hθf(MnO2,s)=a-b解得:△Hθf(MnO2,s =b-a 选B、b-a(8)A、△Hθf(CO2,g)= △Hθ解:由反应可得:△Hθ=△Hθf(CO2,g)-[ △Hθf(C石墨,s) +△Hθf(O2,g)]=△Hθf(CO2,g)-[0 +0]△Hθ=△Hθf(CO2,g)10. 不查表、比较下列物质的Sθm的大小。