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化学反应热 思考题与习题解答 1．说明下列符号的含义。 (T) (T) （T） 答：：等容反应热； (T)：温度T下，反应的摩尔焓变（数值等于等压反应热）；(T)：温度T下某物质的标准摩尔生成焓； ：反应进度。 2．盖斯定律的使用条件，下列哪种说法正确？ （1）等压 （2）等容 （3）等温、等容或等温、等压 （4）等温、不做有用功，等容或等压 答：正确答案为（4）。 3．热力学标准态的含义？为什么要确定热力学标准态？ 答：纯理想气体热力学标准态是指该气体处于标准压力[ pΘ(100kPa)]下的状 态。混合理想气体中任一组分的标准态是指该组分气体的分压为pΘ时的状态。纯液态（或纯固态）物质的标准态是指压力为pΘ下的纯液体（或纯固体）的状态。溶液的标准态选1 mol·L–1。因为化学反应中的能量以及状态函数改变是受许多条件（如温度、压力、浓度、聚集状态等）的影响，为了比较方便，国际上规定了物质的热力学标准态。 4．简述照明弹中的铝、镁、硝酸钠和硝酸钡等物质各起什么作用？ 答：金属铝、镁在燃烧时,可以放出大量热（= – 601.7 kJ·mol–1, = – 1675.69 kJ?mol–1）产生千度以上的高温，而反应放出的热量能使硝酸盐分解产生O2，又加速镁、铝的燃烧反应，使照明弹更加绚丽夺目。 在其中铝和镁作为还原剂；氧气、硝酸钠和硝酸钡等作氧化剂。 5．通过计算说明，氧－乙炔焰为什么可以用于金属焊接和切割？ 答： （5/2）O2 + C2H2 = 2CO2 + H2O(g) /（kJ? mol–1） 0 226.7 –393.5 –241.8 rH=f H(生成物)－（反应物） △rH=2×(–393.5) + (–241.82) – 226.7 – 0 = – 1255.5 kJ·mol–1 因反应放出大量热，可以熔化金属，所以可用于焊接或切割金属。 6．通过计算说明，为什么称硼的氢化物（硼烷），硅的氢化物（硅烷）是高能燃料 [已知B2H6（g）的＝36.56 kJ·mol–1，B2O3（s）的＝–1132.55 kJ·mol–1；SiH4（g）的＝34.31 kJ·mol–1，SiO2（s）的＝–910.7kJ·mol–1 ]。 解： B2H6（g） + 3O2(g) = B2O3（s） + 3H2O（g） ／（kJ·mol–1） 36.56 0 –1132.55 –241.82 △rH= –1132.55+3×(–241.82) – 36.56 – 0 = – 1894.57 kJ·mol–1 SiH4（g） + 2O2(g) = SiO2（s） + 2H2O（g） ／（kJ·mol–1） 34.31 0 –910.7 –241.82 △rH= –910.7 + 2×(–241.82) – 34.31 – 0 = –1427.25 kJ·mol–1 上述两个反应都放出大量热，因此B2H6（g）和SiH4（g）可以作为高能燃料。 7．已知下列反应的化学反应热 C（石墨）+ O2（g）= CO2（g） ΔrHm(1) = –393.5 kJ·mol–1 H2（g）+ (1/2) O2（g）=H2O（l） ΔrHm(2) = –285.8 kJ·mol–1 C2H6（g）+(7/2)O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） ΔrHm (3) = –1559.8 kJ·mol–1 不用查表，计算由石墨和氢气化合生成1mol C2H6（g）反应的ΔrHm。 解：根据Hess定律 ΔrHm (C2H6) = 2ΔrHm(1) + 3ΔrHm(2) –ΔrHm (3) 所以ΔrHm (C2H6) = 2×(–393.5) + 3×(–285.8) – (–1559.8) = –84.6 kJ·mol–1 8．在用硝石制硝酸时，下列反应同时发生 （1）KNO3（s）+ H2SO4（l）= KHSO4（s）+ HNO3（g） （2）2KNO3（s）+ H2SO4（l）= K2SO4（s）+ 2HNO3（g） 制得的硝酸中80%是由反应（1）产生的，20%是由反应（2）产生的。问在25℃制取1kgHNO3(g)时将放出多少热量？已知KNO3、H2SO4、KHSO4、HNO3（g）、K2SO4的标准生成焓依次为–494.63、813.99、–1160.6、135.