第3章化学热力学 3.110g水在373K和100kPa下汽化，所做的功多大？（设水蒸气为理想气体） 解：液态水的体积可忽略不计，并设水蒸气为理想气体 W=paV=pV气=nRT= 8gm0x8314W-mo1Kx373K=1723 10g 答：10g水在373K和100kPa下汽化，所做的功为1723J。 3.2反应CaC(s)+2H,00 Ca(OH(s)+C,H(g)298K下的标准摩尔热力学能变量为 一128.0kJ/mol,求该反应的标准摩尔焓变。 解：H=U+pP 且压强不变 .∴.△H=△U+△(DV=△U+p△V 忽略固体和液体的体积变化则， △H=AU+pAV气 =AU+pAV乙烯 =-128.0H·mol1+1.01×103Pa×22.4×10-3m-3.mol =-125.7kJ·m0l- 答：该反应的标准摩尔烙变为一125.7k灯·mol1 评注：此题告诉我们，对于包含气体总量变化的化学反应，其变和热力学能变（内能变 化)是不同的 3.3人类登月使用的阿波罗火箭的第一级火箭使用了550吨煤油在2.5分钟内与氧气发生燃烧 反应产生巨大推力。以C1H)为煤油的平均分子式的燃烧热为一7513 kJ/mol,,试计算这 个燃烧反应的功率1马力=754.7瓦（即⅓刀 解 功率 1 P=550x10°g 170gmol (-7513)kJ.mol2.5x60s =1.62×10千瓦=2.15×10马力 答：这个燃烧反应的功率是2.15X10马力 评注：1（米制）马力p)=735.499瓦(W). 3.4已知A20(s)和M02(s)的标准摩尔生成热为-1676和-521kJ·mol-1,计算1克铝与 足量的MO2(S)反应（铝热法）产生的热量。 解：由化学反应方程式 4AIS)+3MhO2=2AlO,(S)+3Mn(S)可知 △-Hm=2△rH9[Al,O(s]-3△：H9MhO2(s =2×(-1676)-3×(-521)1kJ/mol =-1789 kJ/mol m-178) 答：1g铝与足量M02(S)反应（铝热法）产生的热量为一16.6k。 第 3 章 化学热力学 3.1  10 g 水在 373K 和 100 kPa 下汽化，所做的功多大？（设水蒸气为理想气体） 解： 液态水的体积可忽略不计，并设水蒸气为理想气体 1 1 1 10  8.314 373 1723  18 g  W p V pV nRT J mol K K J  g mol - - - = = = = ¥ × × ¥ = × V 气 答： 10 g 水在 373K 和 100 kPa 下汽化，所做的功为 1723 J。 3.2  反应 CaC2( s ) + 2H2O(l)  ＝ Ca(OH)2(s) + C2H2(g)  298 K 下的标准摩尔热力学能变量为 －128.0 kJ/mol，求该反应的标准摩尔焓变。 解： ∵ H＝U + pV 且压强不变 ∴ ΔH＝ΔU + Δ(pV)  ＝ ΔU + pΔV 忽略固体和液体的体积变化则， ΔH ＝ ΔU + pΔV 气 ＝ΔU + pΔV 乙烯 ＝－128.0 kJ·mol－1 + 1.01×10 3 Pa×22.4×10－3 m －3·mol－3 ＝－125.7 kJ·mol－1 答： 该反应的标准摩尔焓变为－125.7 kJ·mol－1 评注：此题告诉我们，对于包含气体总量变化的化学反应，其焓变和热力学能变(内能变 化)是不同的。 3.3 人类登月使用的阿波罗火箭的第一级火箭使用了 550  吨煤油在 2.5  分钟内与氧气发生燃烧 反应产生巨大推力。以 C12H26(l)  为煤油的平均分子式的燃烧热为－7513 kJ/mol，试计算这 个燃烧反应的功率 [1 马力＝754.7 瓦(即 J/s )]  解： 功率 W Q  P  t t - = = 燃烧 6 550 10 1 1  ( 7513)  170 2.5 60 g  P kJ mol g mol s ¥ - \ = × - × × × ¥ ＝ 1.62×10 8 千瓦＝2.15×10 8 马力 答：这个燃烧反应的功率是 2.15×10 8 马力 评注：1 (米制)马力(hp)＝735.499 瓦(W)。 3.4  已知 Al2O3 (s)  和 MnO2 (s)  的标准摩尔生成热为－1676  和－521 kJ·mol－1，计算 l 克铝与 足量的 MnO2 (s)  反应（铝热法）产生的热量。 解： 由化学反应方程式 4 Al(s) + 3 MnO2 ＝ 2 Al2O3 (s) + 3 Mn(s)  可知 ΔrHm ＝2ΔfHm  [Al2O3 (s)]  －3ΔfHm  [MnO2 (s)]  ＝[2×(－1676)－3×(－521)] kJ/mol ＝－1789 kJ/mol ∴ Qp＝n  ΔrHm ＝ 1 1 1  ( 1789) 16.6  4 27 g  kJ mol kJ g mol - - - × = - ¥ × 答：1 g  铝与足量 MnO2 (s)  反应（铝热法）产生的热量为－16.6 kJ