第一章习题晶体光学及光性矿物学.doc

第一章 习题答案 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 UF61，会放出热30.1kJ。（ ） （2）在定温定压条件下，下列两化学方程式所表达的反应放出的热量是一相同的值。 （ ） （3）功和热是系统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。（ ） （4）反应的就是反应的热效应。（ ） 答案（1-）（2-）（3）（4-） 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反应所放出的热量最大。 （ ） a b c d （2）通常，反应热效应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 b c d （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A 2B的标准摩尔反应焓，与反应2A C的标准摩尔反应焓，则反应C 4B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、水蒸汽、氮气和氧气组成的系统中含有（ ） （a）三个相 （b）四个相 （c）三种组分 （d）四种组分 （e）五种组分 （7）一个充满氢气的气球，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）焓变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能量量纲的量 （c）焓是状态函数 （d）焓是系统与环境进行热交换的能量 答案（1c）（2d）（3a）（4d）（5abd）（6ad）（7d）（8d） 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） （2） （3） 答案（1）燃烧前后系统的温度（2）水的质量和比热（3）弹式量热计热容 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0.5000g苯甲酸（C6H5COOH）在盛有1209g水的弹式量热计内（通入氧气）完全燃烧尽，系统的温度由296.35K上升到298.59K。已知在此条件下苯甲酸完全燃烧的反应热效应为-3226kJ.mol-1,水的比热容为4.18J.g-1.K-1。试计算该钢弹的总热容。 答案根据已知条件列式 Cb849J.mol-1 5. 葡萄糖C6H12O6完全燃烧的热化学反应方程式为 ； 5.当葡萄糖在人体内氧化时，上述反应热效应的热量约30可用作肌肉的活动能力。试估计一食匙葡萄糖3.8g在人体内氧化时，可获得的肌肉活动的能量。 答案获得的肌肉活动的能量 6. 已知下列热化学方程式 ； ； ； 根据盖斯定律（不用查表），计算下列反应的。 答案设计一个循环 3 3 2 （-58.6）238.163-27.6 7. 已知乙醇在102325Pa大气压力下正常沸点温度351K时的蒸发热为39.2 kJ.mol-1。试估算1mol液态C2H5OH在蒸发过程中的体积功w‘和ΔU。 答案由已知可知 ΔH39.2 kJ.mol-1 ΔHΔUΔ（PV）ΔUPΔV w‘-PΔV -1RT -8.314351J -2.9kJ ΔUΔH-PΔV39.2-2.936.3kJ 8.下列以应（或过程）的qp与qv有区别吗 简单说明。 （1）2.00mol NH4HS的分解 25℃ NH4HSs NH3g＋H2Sg （2）生成1.00mol的HCl 25℃ H2g＋Cl2g 2HClg （3）5.00 mol CO2s（干冰）的升华 －78℃ CO2s CO2g 25℃ （4）沉淀出2.00mol AgCls AgNO3aq＋NaClaq AgCls＋NaNO3aq 9.根据8题中所列反应和条件计算发生变化时,各自ΔU与ΔH之间的能量差值. 答案ΔU-ΔH -Δ（PV）-ΔngRT Δng为反应发生变化时气体物质的量的变化 1ΔU-ΔH-22-08.314298.15/1000 - 9.9kJ 2ΔU-ΔH-22-2RT 0 3ΔU-ΔH-51-08.314273.15-78/1000 -8.11kJ 4ΔU-ΔH-20-0RT 0 10.试查阅附表3数据计算下列反应的。 （1）4NH3g3O2g 2N2g 6H2Ol 答案 -1530.5kJ.mol-1 （2）C2H2g H2g C2H4g 答案 -174.47kJ.mol-1 （3）NH3g 稀盐酸 答案 -86.32kJ.mol-1 写出离子反应式。产物是NH4aq （4）Fes CuSO4aq 答案 -153.87kJ.mol-1 11.计算下列反应的1 ;2 和3298.15K进行1mol反应时的体积功w 答案 查表/kJ.mol-1 -74.81 0 -135.44 -92.31 -135.444-92.31- -74.81 -429.86kJ.mol-1 -4-5RT -429.868.314298.15/1000 kJ.mol-1 -429.862.48 kJ.mol-1 -427.38kJ.mol-1 体积功w -PΔV -4-5RT 2.48 kJ.mol-1 12.近298.15K时在弹时量热计内使1.000g正辛烷C8H18,l完全燃烧,测得此反应热效应为-47.79kJ对于1.000g正辛烷C8H18,l而言。试根据此实验值,估算正辛烷C8H18,l完全燃烧的1qVm；2 。 答案 正辛烷的M114.224g.mol-1 qv.m-47.79kJ.g-1 114.224g.mol-1-5459kJ.mol-1. 正辛烷完全燃烧的反应式 C8H18l 12.5O2g 8CO2g 9H2Ol 注意燃烧反应方程式的计量系数,要求C8H18前是1,这样△rHθm与qv.m才能对应起来 △rHθm298.15K ≈ qp.m qv.m 8-12.5RT -5459 8-12.58.314 10-3 298.15 -5470kJ .mol-1 13.利用CaCO3、CaO和CO2的△fHθm298.15K数据，估算煅烧1000kg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煤（以标准煤的热值估算） 答案 CaCO3的煅烧反应为 CaCO3 s CaOs CO2g 查表△fHθm298.15K/kJ.mol-1 -1206.92 -635.09 -393.51 估算1mol反应的△H --1206.92 -635.09 -393.51178.32 kJ.mol-1 煅烧1000kg石灰石△H[178.32 kJ.mol-1/100g.mol-1 ]1000103g 178.32104 kJ 标准煤的热值为29.3MJ.kg-1 消耗标准煤 178.32104 kJ/[29.3103kJ.kg-1]60.8kg 14.设反应物和生成物均处于标准状态，试通过计算说明298.15K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kJ.mol-1表示；2 均以kJ.g-1表示。 答案 燃烧反应 C2H2 5/2O2 2CO2 H2O（l） △fHθm298.15K/kJ.mol-1 226.73 -393.51 -285.83 1kJ.mol-1 反应热Q -1229.58 kJ.mol-1 2 kJ.g-1反应热Q -1229.58/26 kJ.g-1 C2H4 3O2 2CO2 2H2O（l） △fHθm298.15K/kJ.mol-1 52.26 -393.51 -285.83 1410.94/28 1kJ.mol-1 反应热Q -1410.94 kJ.mol-1 2 kJ.g-1反应热Q -1410.94/28 kJ.g-1 根据计算结果乙烯C2H4完全燃烧会放出热量更多 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。其化学反应方程式为 2 Cr2O72-（aq）16H（aq）3C2H5OH（l）4Cr3（aq）11H2O（l）3CH3COOH（l） 试利用标准摩尔生成焓数据求该反应的 答 -2（-1490.3）-160 -3（-277.69）4-1999.111-285.833-484.5 -8780.4 kJ.mol-1 注意数据抄写要正确,符号不要丢 16. 试通过计算说明下列甲烷燃烧反应在298.15K进行1mol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）2H20 答1mol反应进度qp与qV之差别qp-qV（1-3）8.314298.15/1000 -4.957 kJ.mol-1 qp qV-4.957 kJ.mol-1 定压条件下放热更多些.原因是该反应是气体分子数减小的反应,在温度一定时,定压条件下环境对反应系统做功,这部分能量转化成反应系统的燃烧热. 17.在298.15K时碳、氢和甲烷标准摩尔燃烧热分别为-393.5、-285.8和-890.4 kJ.mol-1,试推算出该温度下甲烷的标准摩尔生成焓的值. 答要明确已知燃烧热数据和要求的值各对应的是哪个反应的焓变,再根据盖斯定律运算求解 CO2CO2 ΔCH -393.5 H21/2O2H2 O ΔCH -285.8 CH4（g）2O2（g）CO2（g）2H20 ΔCH -890.4 根据反应焓变和标准生成焓的关系或根据已知条件设计一个循环存在以下关系 -890.4-393.52-285.8-ΔfHm0CH4 ΔfHm0CH4-74.7 kJ.mol-1 18.环己烯的氢化焓是-120 kJ.mol-1,苯的氢化焓是-208 kJ.mol-1,计算苯的离域焓. 答有机化学中 一个定域CC上的加氢反应焓变即氢化焓,离域焓是指当分子中存在多个CC其氢化焓的观测值与一个定域CC氢化焓乘以双键个数的差值. 共轭双键的离域作用是分子变的稳定 苯的离域焓-120 3 --208-152 kJ.mol-1 苯中共轭作用使其能量比三个定域CC降低了152 kJ.mol-1