1.18?103?37%2.22 (1)[HCl]=?12mol?dm?3
36.51.84?103?98%(2)[H2SO4]= ?18mol?dm?3
98(3)[HNO3]=
1.42?103?69%?15mol?dm?3
630.90?103?28%(4)[NH3]= ?15mol?dm?3
172.23 由p?p?AxA得丙酮的物质的量分数为x(丙酮)=
设非挥发性有机物的摩尔质量为M
pp??35570?0.9529 37330120?0.9529得M=58.2g?mol?1 由x(丙酮)=581206?58Mm2.24 由公式?tf?Kfb得方程10=1.86×60解得m=5580(g)=5.58(kg)
552.25 ??cRT 得1.013?M?8.314?298
10?3M?5?8.314?298－
?1.22?104(g·mol1)
1.0132.26由公式?tf?Kfb得b??tfKf?0?(?0.56)?0.30mol?kg?1
1.86对于稀溶液，b?c则??cRT?bRT?0.30?8.314?103?309.5?771955Pa
2.27纯水杯的水全部转移入蔗糖溶液杯中
2.28 (1)面心立方晶胞的一个正方形面上，处于对角线上的三个质点相互接触，所以对角
线的长为4r(r为质点半径)。 所以r=?2?0.409?0.145(nm)
(2)V?0.4093?6.84?10?2(nm3)?6.84?10?29(m3)
(3)一个晶胞中八个顶点处各有一个质点、六个面上各一个质点，因此独立的金原子数为：8??6??4
4?197.023141813m(4)???V6.02?106.84?10?29?10?3?19.1?103kg?m?3
2.29 （1）错 (2) 错 (3) 错 (4) 错 2.30 一个晶胞中有四个碳原子
第三章化学热力学初步
习题
3.1 什么类型的化学反应QP等于QV？什么类型的化学反应QP大于QV？什么类型的化 学反应QP小于QV？
3.2 在373K时，水的蒸发热为40.58 kJ·mol1。计算在373K ，1.013×105Pa下，1mol
－
水气化过程的△U和△S(假定水蒸气为理想气体，液态水的体积可忽略不计)。 3.3 反应H2(g)＋I2(g) ===2HI(g)的?rHm?是否等于HI(g)的标准生成焓?fHm??为什么？ 3.4 乙烯加氢反应和丙烯加氢反应的热效应几乎相等，为什么？ 3.5 金刚石和石墨的燃烧热是否相等？为什么？ 3.6 试估计单质碘升华过程焓变和熵变的正负号。 3.7 已知下列数据
(1) 2Zn(s)＋O2(g)=== 2ZnO(s) ?rHm?(1)＝－696.0 kJ·mol1
－
(2)S(斜方)＋ O2(g) === SO2(g) ?rHm?(2)＝－296.9 kJ·mol1
－
(3) 2SO2(g)＋O2(g)=== 2SO3(g)?rHm?(3)＝－196.6 kJ·mol1
－
(4) ZnSO4(s)=== ZnO(s)＋SO3(g)?rHm?(4)＝235.4 kJ·mol1
－
求ZnSO4(s)的标准生成热。
3.8 已知CS2(1)在101.3kPa和沸点温度(319.3K)时气化吸热352J·g1。求1molCS2(1)在
－
沸点温度时气化过程的?U、?H、?S。
3.9 水煤气是将水蒸气通过红热的碳发生下列反应而制得 C(s) ＋H2O(g) === CO(g) ＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) === CO2(g)＋H2(g)
将反应后的混合气体冷至室温即得水煤气，其中含有CO、H2及少量CO2（水汽可 忽略不计）。若C有95%转化为CO，5%转化为CO2，则1dm3此种水煤气燃烧产生 的热量是多少（假设燃烧产物都是气体）？
已知 CO(g) CO2(g) H2O(g)
?fHm?（kJ·mol1）：－110.5 －393.5 －241.8
－
3.10 计算下列反应的中和热
HCl(aq) ＋ NH3(aq) === NH4Cl(aq)
3.11 阿波罗登月火箭用联氨N2H4(1)作燃料，用N2O4(g)作氧化剂，燃烧产物为N2(g)和
H2O(1)。若反应在300K，101.3kPa下进行，试计算燃烧1.0kg联氨所需N2O4(g)的 体积，反应共放出多少热量? 已知N2H4(l) N2O4(g) H2O(g)
?fHm?（kJ·mol1）： 50.6 9.16 －285.8
－
3.12 已知下列键能数据
键 N＝N N－Cl N－H Cl－Cl Cl－H H－H E(kJ·mol1)：945 201 389 243 431 436
－
(1)求反应2NH3(g)＋3Cl2(g)=== N2(g)＋6HCl(g) 的?rHm?； (2) 由标准生成热判断NCl3(g)和NH3(g)相对稳定性高低。
3.13 假设空气中含有百万分之一的H2S和百万分之一的H2，根据下列反应判断，通常 条件下纯银能否和H2S作用生成Ag2S?
2Ag(s) ＋ H2S(g) === Ag2S(s) ＋ H2(g) 4Ag(s) ＋ O2(g) === 2Ag2O(s)
4Ag(s) ＋ 2H2S(g) ＋ O2(g) === 2Ag2S(s) ＋ 2H2O(g)
3.14 通过计算说明，常温常压下固体Na2O和固体HgO的热稳定性高低。
3.15 反应A(g) ＋ B(s) === C(g)的?rHm?＝－42.98kJ·mol1，设A、C均为理想气体。
－
298K，标准状况下，反应经过某一过程做了最大非体积功，并防热2.98kJ·mol1。
－
试求体系在此过程中的Q、W、?rUm?、?rHm?、?rSm?、?rGm?。
3.16 炼铁高炉尾气中含有大量的SO3，对环境造成极大污染。人们设想用生石灰CaO 吸收SO3生成CaSO4的方法消除其污染。已知下列数据 CaSO4(s) CaO(s) SO3(g)
△fHm°/ kJ·mol1－1433－635.1 －395.7
－
Sm°/ J·mol1·K1 107.0 39.7 256.6
－
－
通过计算说明这一设想能否实现。
3.17 由键焓能否直接求算HF(g)、HCl(g)、H2O(l)和CH4(g)的标准生成焓？如能计算，
请与附录中的数据进行比较。
3.18 高炉炼铁是用焦炭将Fe2O3还原为单质铁。试通过热力学计算说明还原剂主要是CO
而非焦炭。相关反应为
2Fe2O3(s) ＋3C(s) === 4Fe(s) ＋3CO2(g) Fe2O3(s) ＋3CO(g) === 2Fe(s) ＋3CO2(g)
3.19 通过热力学计算说明为什么人们用氟化氢气体刻蚀玻璃，而不选用氯化氢气体。
相关反应如下：
SiO2(石英) ＋ 4HF(g) ===SiF4(g) ＋ 2H2O(l) SiO2(石英) ＋ 4HCl(g) ===SiCl4(g) ＋ 2H2O(l)
3.20 根据热力学计算说明，常温下石墨和金刚石的相对有序程度高低。已知Sm°(石
墨)＝5.740J·mol1·K1，△fHm°(金刚石)＝1.897kJ·mol1，△fGm°(金刚
－
－
－
石)＝2.900kJ·mol1。
－
3.21 NO和CO是汽车尾气的主要污染物，人们设想利用下列反应消除其污染：
2CO(g) ＋ 2NO(g) === 2CO2(g) ＋ N2(g) 试通过热力学计算说明这种设想的可能性。
3.22 白云石的主要成分是CaCO3·MgCO3，欲使MgCO3分解而CaCO3不分解，加热温
度应控制在什么范围？
3.23 如3.18题所示，高炉炼铁是用焦炭将Fe2O3还原为单质铁。试通过热力学计算说明，
采用同样的方法能否用焦炭将铝土矿还原为金属铝？相关反应为 2Al2O3(s) ＋3C(s) === 4Al(s) ＋3CO2(g) Al2O3(s) ＋3CO(g) ===2Al(s) ＋3CO2(g)
3.24 臭化肥NH4HCO3在常温下极易分解，从而限制了它的使用。通过热力学计算说明， 在实际应用中能否通过控制温度来阻止NH4HCO3的分解？ 3.25 比较下列各组物质熵值的大小
(1) 1molO2(298K，1×105 Pa) 1molO2(303K，1×105Pa) (2) 1molH2O(s，273K，10×105 Pa) 1molH2O(l，273K，10×105Pa) (3) 1gH2(298K，1×105Pa) 1molH2(298K，1×105Pa)
(4) n molC2H4(298K，1×105 Pa) 2mol －(CH2) n－(298K，1×105Pa) (5) 1molNa(s，298K，1×105Pa) 1molMg(s，298K，1×105Pa) 3.26 试判断下列过程熵变的正负号
(1) 溶解少量食盐于水中；
(2) 水蒸气和炽热的碳反应生成CO和H2； (3) 冰熔化变为水； (4) 石灰水吸收CO2； (5) 石灰石高温分解。
习题解答
3.1 当反应物中气体的物质的量比生成物中气体的量小时，Qp?QV；反之则Qp?QV；当
反应物与生成物气体的物质的量相等时，或反应物与生成物全是固体或液体时， Qp?QV。3.2 由公式?H??U??(pV)??U?p?V
液体水的体积不计，水蒸气为理想气体，则p?V?nRT
?U??H?RT?40580?8.314?373?37479(J)
Qp蒸发过程是在373K、1atm下进行的，故该过程为可逆过程，可采用?S?进行计
T算
?S?40580?108.8(J?mol?1?K?1) 373??3.3 不相等。?rHm是进行一摩尔反应的反应热，它与反应式的书写有关；而?fHm是指某
温度下，由处于标准态的各种元素最稳定的单质生成标准状态下1mol该纯物质的反
??应热，它与反应式的书写无关。对本题?rHm=2?fHm
3.4
3.5 不相等
??C的同素异形体中，石墨最为稳定，即?fHm?0；金刚石?fHm?0；而石墨与金刚石
燃烧的产物完全相同，因此可得两者的燃烧热不同。 3.6 焓变为＋；熵变亦为＋。 3.7 Zn(s)+S(s)+2O2(g)===ZnSO4(s)可由
因此ZnSO4(s) 标准生成热?fHm?=
11?(1)?(2)??(3)?(4)得到 2211?rHm?(3)- ?rHm?(4)=??rHm?(1)+ ?rHm?(2)+×22?696.01－
?(-296.9)+?(?196.6)?235.4=-978.6 kJ·mol1 223.8 ?H?352?76?2.68?104J
?H2.68?104－1
?S???83.9J·K
T319.3?U??H??nRT?2.68?104?1?8.314?319.3?2.41?104J·mol
－1