目錄\h第1章熱化學(xué)與能源\h1.1復(fù)習(xí)筆記\h1.2課后習(xí)題詳解\h1.3名?？佳姓骖}詳解\h6．環(huán)境對系統(tǒng)作10kJ的功，且系統(tǒng)又從環(huán)境獲得5kJ的熱量，問系統(tǒng)內(nèi)能變化是多少？（）[暨南大學(xué)2012研]\hA．-15kJ\hB．-5kJ\hC．＋5kJ\hD．＋15kJ\h第2章化學(xué)反應(yīng)的基本原理與大氣污染控制\h2.1復(fù)習(xí)筆記\h2.2課后習(xí)題詳解\h2.3名?？佳姓骖}詳解\h第3章水溶液化學(xué)\h3.1復(fù)習(xí)筆記\h3.2課后習(xí)題詳解\h3.3名?？佳姓骖}詳解\h第4章電化學(xué)與金屬腐蝕\h4.1復(fù)習(xí)筆記\h4.2課后習(xí)題詳解\h4.3名?？佳姓骖}詳解\h第5章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)\h5.1復(fù)習(xí)筆記\h5.2課后習(xí)題詳解\h5.3名?？佳姓骖}詳解\h第6章無機(jī)化合物\h6.1復(fù)習(xí)筆記\h6.2課后習(xí)題詳解\h6.3名?？佳姓骖}詳解\h第7章高分子化合物\h7.1復(fù)習(xí)筆記\h7.2課后習(xí)題詳解\h7.3名?？佳姓骖}詳解\h第8章生物大分子基礎(chǔ)\h8.1復(fù)習(xí)筆記\h8.2課后習(xí)題詳解\h8.3名校考研真題詳解\h第9章儀器分析基礎(chǔ)\h9.1復(fù)習(xí)筆記\h9.2課后習(xí)題詳解\h9.3名?？佳姓骖}詳解第1章熱化學(xué)與能源1.1復(fù)習(xí)筆記一、熱化學(xué)1．幾個基本概念（1）系統(tǒng)與環(huán)境根據(jù)系統(tǒng)和環(huán)境之間有無物質(zhì)和能量的交換，可將系統(tǒng)分為三類：①敞開系統(tǒng)敞開系統(tǒng)又稱開放系統(tǒng)，是指與環(huán)境間既有物質(zhì)交換，又有能量交換的系統(tǒng)。②封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)是指與環(huán)境間無物質(zhì)交換，只有能量交換的系統(tǒng)。③隔離系統(tǒng)隔離系統(tǒng)又稱孤立系統(tǒng)，是指與環(huán)境間無物質(zhì)交換，又無能量交換的系統(tǒng)。（2）相相是指系統(tǒng)中具有相同的物理和化學(xué)性質(zhì)的均勻部分。相與相之間存在明確的界面，超過此界面，一定有某些宏觀性質(zhì)發(fā)生突變。①固、液、氣三相所具有的特點(diǎn)：a．氣體能夠無限混合，故只含氣體的系統(tǒng)內(nèi)只會存在一個氣相；b．液相按照其互溶程度分為一相或兩相共存；c．固體達(dá)到分子尺度的均勻混合時只有一個相，即固溶體；否則固體數(shù)量與相的數(shù)量相同。②按相的組成來分，系統(tǒng)可分為單相（均相）系統(tǒng)和多相（非均相）系統(tǒng)。③273.16K和611.73Pa時，冰、水、水蒸氣三相共存，被稱為H2O的“三相點(diǎn)”。（3）狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)系統(tǒng)的狀態(tài)是指描述系統(tǒng)的諸如壓力p、體積V、溫度T、物質(zhì)的量n和組成等各種宏觀性質(zhì)的綜合表現(xiàn)。狀態(tài)函數(shù)是指描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量。①狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)狀態(tài)一定，其值一定；狀態(tài)發(fā)生變化，其值也要發(fā)生變化；其變化值只取決于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)。而與如何實現(xiàn)這一變化的途徑無關(guān)。它具有數(shù)學(xué)上全微分的特征。②按性質(zhì)的量值是否與物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)，狀態(tài)函數(shù)可分為兩類：a．廣度性質(zhì)（又稱容量性質(zhì)）廣度性質(zhì)的量值與系統(tǒng)中物質(zhì)的量成正比，具有加和性。b．強(qiáng)度性質(zhì)強(qiáng)度性質(zhì)的量值與系統(tǒng)中物質(zhì)的量多寡無關(guān)，不具有加和性。③狀態(tài)方程狀態(tài)函數(shù)p、V、T和n之間的定量關(guān)系式稱為狀態(tài)方程。④理想氣體狀態(tài)方程式中，R為摩爾氣體常數(shù)，。理想氣體方程也可以寫成式中，Vm為摩爾體積。（4）化學(xué)計量數(shù)和反應(yīng)進(jìn)度①化學(xué)計量數(shù)對于一般化學(xué)反應(yīng)式中，B表示反應(yīng)中物質(zhì)的化學(xué)式，vB為物質(zhì)B的化學(xué)計量數(shù)。a．化學(xué)計量數(shù)是量綱為一的量，對反應(yīng)物取負(fù)值，對產(chǎn)物取正值；b．對于同一個化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)計量數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)；c．化學(xué)計量數(shù)只表示當(dāng)按計量反應(yīng)式反應(yīng)時各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的比例數(shù)，并不是反應(yīng)過程中各相應(yīng)物質(zhì)實際轉(zhuǎn)化的量。②反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度ξ定義為式中，d為微分符號，表示微小變化；nB為物質(zhì)B的物質(zhì)的量；vB為B的化學(xué)計量數(shù)。a．反應(yīng)進(jìn)度只與化學(xué)反應(yīng)方程式有關(guān)，而與選擇反應(yīng)系統(tǒng)中何種物質(zhì)來表示無關(guān)；b．當(dāng)涉及反應(yīng)進(jìn)度時，必須指明化學(xué)反應(yīng)方程式；c．反應(yīng)進(jìn)度實際上是以反應(yīng)方程式整體作為特定組合單元來表示反應(yīng)進(jìn)行的程度。在反應(yīng)進(jìn)行到任意時刻時，可用任一反應(yīng)物或產(chǎn)物來表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，且所得的值總是相等的。2．熱效應(yīng)及其測量（1）熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)，是指化學(xué)反應(yīng)引起吸收或放出的熱量，包括反應(yīng)熱、相變熱、溶解熱和稀釋熱等。（2）熱效應(yīng)的測量①熱化學(xué)中，等溫、等容過程發(fā)生的熱效應(yīng)稱為等容熱效應(yīng)；等溫、等壓過程發(fā)生的熱效應(yīng)稱為等壓熱效應(yīng)。②當(dāng)測定某個熱化學(xué)過程所放出或吸收的熱量時，可測定介質(zhì)的溫度改變，再利用下式求得：式中，q表示一定量反應(yīng)物在給定條件下的反應(yīng)熱；cs表示吸熱介質(zhì)的比熱容；ms表示介質(zhì)的質(zhì)量；Cs表示介質(zhì)的熱容，；ΔT表示介質(zhì)終態(tài)溫度T2與始態(tài)溫度T1之差。③在實驗室和工業(yè)上，用彈式熱量計精確測定等容條件下固體、液體有機(jī)物的燃燒反應(yīng)熱效應(yīng)qV。④熱化學(xué)方程式是表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)的方程式。a．寫化學(xué)方程式時注明反應(yīng)熱的同時，還必須注明物態(tài)、溫度、壓力、組成等條件；b．若沒有特別注明，所說的“反應(yīng)熱”均指等溫、等壓反應(yīng)熱qp；c．習(xí)慣上，對不注明溫度和壓力的反應(yīng)，皆指在T＝298.15K，p＝100kpa下進(jìn)行。二、反應(yīng)熱與焓1．熱力學(xué)第一定律（1）熱力學(xué)第一定律①定義在熱力學(xué)系統(tǒng)中，能量轉(zhuǎn)化與守恒定律又稱熱力學(xué)第一定律，是指系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)發(fā)生變化時系統(tǒng)的熱力學(xué)能與過程的熱和功之間的定量關(guān)系。②表達(dá)式封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：ΔU＝U2-U1＝q＋w。③熱力學(xué)能熱力學(xué)能U是指系統(tǒng)內(nèi)分子的平動能、轉(zhuǎn)動能、振動能、分子間勢能，原子鍵能，電子運(yùn)動能，核內(nèi)基本粒子間核能等內(nèi)部能量的總和。熱力學(xué)能的特征：a．狀態(tài)確定，其值確定；b．殊途同歸，值變相等；c．周而復(fù)始，值變?yōu)榱?。④體積功體積功是指在一定外壓p外作用下，系統(tǒng)的體積發(fā)生變化而與環(huán)境交換的功。體積功的定義式為式中，δw表示微量功，dV表示系統(tǒng)體積的微小變化量。（2）熱力學(xué)能的組成部分①平動能Ut平動能是與質(zhì)點(diǎn)在三維空間的平行移動有關(guān)的能量。②轉(zhuǎn)動能Ur轉(zhuǎn)動能是質(zhì)點(diǎn)環(huán)繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動所具有的能量。③振動能Uv振動能是與多原子分子或離子中的組成原子間相對的往復(fù)運(yùn)動有關(guān)的能量。④電子能Ue電子能是帶正電的原子核與帶負(fù)電的電子之間的相互作用系統(tǒng)所具有的能量。2．反應(yīng)熱與焓化學(xué)反應(yīng)熱指等溫過程熱，即當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生了變化后，使反應(yīng)產(chǎn)物的溫度回到反應(yīng)前始態(tài)的溫度，系統(tǒng)放出或吸收的熱量，主要有等容反應(yīng)熱和等壓反應(yīng)熱兩種。（1）等容反應(yīng)熱與熱力學(xué)能在等容、不做非體積功條件下，dV＝0，w′＝0，所以根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有式中，qV表示等容反應(yīng)熱，下標(biāo)V表示等容過程。（2）等壓反應(yīng)熱與焓等壓反應(yīng)熱的表達(dá)式為式中，qp表示等壓反應(yīng)熱，下標(biāo)p表示等壓過程。a．該式表明，等壓且不做非體積功的過程熱在數(shù)值上等于系統(tǒng)的焓變；b．ΔH＜0，表示系統(tǒng)放熱，ΔH＞0，則為系統(tǒng)吸熱。（3）qV＝ΔU和qp＝ΔH的意義①qV＝ΔU和qp＝ΔH表明，若反應(yīng)過程的條件限制為等容或等壓且不做非體積功，則不同途徑的反應(yīng)熱與熱力學(xué)能或焓的變化在數(shù)值上相等，只取決于始態(tài)和終態(tài)。②蓋斯定律在等容或等壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。（4）qp與qV的關(guān)系①等溫等壓和等溫等容反應(yīng)系統(tǒng)②只有凝聚相（液態(tài)和固態(tài)）的系統(tǒng)③有氣態(tài)物質(zhì)參與的系統(tǒng)式中，為反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)的變化，對反應(yīng)物v取負(fù)值，對產(chǎn)物v取正值。（5）非等溫反應(yīng)非等溫反應(yīng)是指在極端條件下，系統(tǒng)與環(huán)境之間絕熱，反應(yīng)放熱必導(dǎo)致產(chǎn)物溫度升高的反應(yīng)。①等壓絕熱燃燒反應(yīng)，可達(dá)到最高火焰溫度，計算溫度的依據(jù)是；②等容絕熱反應(yīng)可以達(dá)到最高爆炸溫度和最高壓力，計算的依據(jù)是。3．反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變（1）熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)壓力為。①氣態(tài)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)任一溫度T、標(biāo)準(zhǔn)壓力pΘ下表現(xiàn)出理想氣體性質(zhì)的純氣體狀態(tài)。②液體、固體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)任一溫度T、標(biāo)準(zhǔn)壓力pΘ下的純液體、純固體的狀態(tài)。（2）標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時反應(yīng)的焓變，以符號ΔfHmΘ表示，單位為kJ·mol-1。生成焓是說明物質(zhì)性質(zhì)的重要熱化學(xué)數(shù)據(jù)，生成焓的負(fù)值越大，表明該物質(zhì)鍵能越大，對熱越穩(wěn)定。（3）反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變，以ΔrHmΘ表示。①298.15K時反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變ΔrHmΘ（298.15K）的一般計算式為②對同一反應(yīng)，若計量方程式寫法不同，ζ的含義不同，ΔrHmΘ的數(shù)值也就不同。③如果溫度變化范圍不大，可認(rèn)為反應(yīng)的焓變基本不隨溫度而變。即三、能源的合理利用1．煤炭與潔凈煤技術(shù)（1）煤炭的熱值燃料的熱值是指單位質(zhì)量燃料完全燃燒所放出的熱量。（2）潔凈煤技術(shù)潔凈煤技術(shù)包括煤炭的加工、轉(zhuǎn)化、燃燒和污染控制等，比如煤的氣化、液化和水煤漿燃料技術(shù)。①水煤氣水煤氣是將水蒸氣通過裝有灼熱焦炭的氣化爐內(nèi)產(chǎn)生的：②合成氣合成氣是將純氧氣和水蒸氣在加壓下通過灼熱的煤，生成一種氣態(tài)燃料混合物，其體積分?jǐn)?shù)約為40%H2、15%CO、15%CH4和30%CO2。③煤的液化燃料煤的液化燃料以合成氣為原料，選用不同催化劑和合適條件可間接生產(chǎn)合成汽油或甲醇等液體燃料。④水煤漿燃料水煤漿燃料是由質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為70%的煤粉、30%的水及少量添加劑混合而成。2．石油和天然氣（1）石油與無鉛汽油①石油石油是由鏈烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成，還含有少量含氧、氮、硫的有機(jī)化合物，平均含碳（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）84%～85%、氫12%～14%。②汽油石油產(chǎn)品中最重要的燃料之一是汽油，汽油中加入二溴乙烷使汽缸中的鉛轉(zhuǎn)換成易揮發(fā)的鉛鹵化物。（2）天然氣和沼氣①天然氣天然氣是蘊(yùn)藏在地層內(nèi)的可燃性氣體，主要組分為甲烷。②沼氣沼氣是由植物殘體在隔絕空氣的情況下自然分解而成的氣體，約含60%（體積分?jǐn)?shù)）的CH4，其余為CO2和少量的CO、H2、H2S等。（3）煤氣和液化石油氣①煤氣煤氣的主要來源是煤的合成氣及煉焦氣，其主要可燃成分為H2（50%）、CO（15%）和CH4（15%）。②液化石油氣液化石油氣來源于石油，一種是采油時的氣體產(chǎn)品稱為油田氣，另一種是煉油廠的氣體產(chǎn)品稱為煉廠氣。其主要成分是丙烷和丁烷。3．氫能和太陽能（1）氫能①氫能的優(yōu)點(diǎn)a．熱值高。熱值為142.9MJ·kg-1，約為汽油的3倍，煤炭的6倍。b．點(diǎn)火容易，燃燒速率快。c．如果能以水為原料制備，則原料充分。d．燃燒產(chǎn)物是水，產(chǎn)物潔凈。②開發(fā)利用氫能需要解決的問題a．廉價易行的制氫工藝。b．方便、安全的貯運(yùn)。c．有效的利用。③氫氣的制取目前認(rèn)為最有前途的是太陽能光解水制氫法，關(guān)鍵在于尋找和研制合適的催化劑，以提高光解制氫的效率。④氫氣的貯存儲氫的方式有化學(xué)儲氫和物理儲氫兩類。當(dāng)前研究和開發(fā)十分活躍的是固態(tài)合金貯氫方法。（2）太陽能太陽能是天然核聚變能，直接利用太陽能的方法主要有三種：①光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。②光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。③光轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。1.2課后習(xí)題詳解（一）復(fù)習(xí)思考題1．區(qū)別下列概念：（1）系統(tǒng)與環(huán)境；（2）比熱容與熱容；（3）等容反應(yīng)熱與等壓反應(yīng)熱；（4）反應(yīng)熱效應(yīng)與焓變；（5）標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變；（6）有序能與無序能。答:（1）系統(tǒng)是指有目的的將某一部分物質(zhì)與其余物質(zhì)分開而被劃定的研究對象；而環(huán)境是指除系統(tǒng)之外，與系統(tǒng)密切相關(guān)、影響所能及的部分。系統(tǒng)和環(huán)境是一個整體的兩個部分，按照互相之間有無物質(zhì)和能量的交換，可將系統(tǒng)分為三類：敞開系統(tǒng)；封閉系統(tǒng)；隔離系統(tǒng)。（2）比熱容是指1g物質(zhì)溫度上升1℃時所需吸收的熱量；而熱容是指某物質(zhì)溫度上升1℃時所需吸收的熱量。（3）等容反應(yīng)熱是指在等容、不做非體積功條件下系統(tǒng)的反應(yīng)熱；而等壓反應(yīng)熱是指在等壓、不做非體積功條件下系統(tǒng)的焓變。在等溫或等壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而于變化途徑無關(guān)。（4）反應(yīng)熱效應(yīng)是指化學(xué)反應(yīng)引起吸收或放出的熱量；焓變是指化學(xué)反應(yīng)引起的系統(tǒng)自由焓的變化。（5）標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時反應(yīng)的焓變；而標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變。一定溫度下標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變等于同溫度下各參加反應(yīng)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與其化學(xué)計量數(shù)乘積的總和。（6）有序能是指功，是大量質(zhì)點(diǎn)以有序運(yùn)動而傳遞的能量；而無序能是指熱，是大量質(zhì)點(diǎn)以無序運(yùn)動（分子的碰撞）方式而傳遞的能量。2．何為化學(xué)計量數(shù)？化學(xué)計量數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法有何關(guān)系？答：（1）化學(xué)計量數(shù)的定義化學(xué)計量數(shù)是指當(dāng)按計量反應(yīng)式反應(yīng)時各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的比例數(shù)，對反應(yīng)物取負(fù)值，對產(chǎn)物取正值。（2）化學(xué)計量數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫法關(guān)系在化學(xué)反應(yīng)方程式中，若各化學(xué)式的系數(shù)等比例發(fā)生變化，則化學(xué)計量數(shù)按同樣的比例發(fā)生變化。3．反應(yīng)進(jìn)度如何定義？說明引入反應(yīng)進(jìn)度的意義。答：（1）反應(yīng)進(jìn)度的定義反應(yīng)進(jìn)度是指以反應(yīng)方程式整體作為一個特定組合單元來表示反應(yīng)進(jìn)行的程度。（2）引入反應(yīng)進(jìn)度的意義在反應(yīng)進(jìn)行到任一時刻時，可用任一反應(yīng)物或產(chǎn)物來表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，且所得的值總是相等的。4．用彈式熱量計測量反應(yīng)熱效應(yīng)的原理如何？用彈式熱量計所測得的熱量是否就等于反應(yīng)的熱效應(yīng)？為什么？答：（1）彈式熱量計測量反應(yīng)熱效應(yīng)的原理：將反應(yīng)物裝入鋼彈中的試樣容器內(nèi)，引發(fā)反應(yīng)后系統(tǒng)放出的熱使環(huán)境的溫度升高，通過測定溫度計所示的最高讀數(shù)即環(huán)境的終態(tài)溫度。根據(jù)始、終態(tài)溫度和熱量計的儀器常數(shù)即可計算反應(yīng)熱數(shù)值。（2）用彈式熱量計所測得的熱量不等于反應(yīng)的熱效應(yīng)。原因如下：彈式熱量計測得的是等容反應(yīng)熱，當(dāng)反應(yīng)為等壓反應(yīng)時彈式熱量計所測得的熱量就不等于反應(yīng)的熱效應(yīng)。5．熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)反應(yīng)方程式有何異同？書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注意哪些？答：（1）熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)反應(yīng)方程式的異同點(diǎn)①熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)反應(yīng)方程式的相同點(diǎn)a．兩種化學(xué)反應(yīng)方程式都符合客觀事實；b．兩種化學(xué)反應(yīng)方程式都遵循質(zhì)量守恒定律。②熱化學(xué)方程式與一般的化學(xué)反應(yīng)方程式的區(qū)別a．化學(xué)計量數(shù)一般的化學(xué)反應(yīng)方程式化學(xué)計量數(shù)是整數(shù)，即表示微粒個數(shù)又表示物質(zhì)的量；熱化學(xué)方程式化學(xué)計量數(shù)既可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，只表示物質(zhì)的量。b．狀態(tài)一般的化學(xué)反應(yīng)方程式不要求注明狀態(tài)；熱化學(xué)方程式必須在化學(xué)式后面注明。c．ΔH的正負(fù)號、數(shù)值及單位一般的化學(xué)反應(yīng)方程式不注明ΔH；熱化學(xué)方程式必須注明ΔH的正負(fù)號、數(shù)值及單位。d．意義一般的化學(xué)反應(yīng)方程式表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化；熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系。（2）書寫熱化學(xué)方程式的注意事項①要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)條件，如果反應(yīng)在298K和1.013×105pa下進(jìn)行，習(xí)慣上不予注明；②要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)或固體物質(zhì)的晶形；③方程式中的配平系數(shù)只表示計量數(shù)，不表示分子數(shù)，因此必要時可以寫成分?jǐn)?shù)；④熱化學(xué)方程式后一定要寫上摩爾反應(yīng)熱及其單位。6．狀態(tài)函數(shù)有什么特點(diǎn)？q、w、H是否是狀態(tài)函數(shù)？為什么？答：（1）狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)為：①狀態(tài)一定，其值一定；②狀態(tài)發(fā)生變化，其值也要發(fā)生變化；③其變化值只取決于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)，而與實現(xiàn)其變化的途徑無關(guān)。（2）H是狀態(tài)函數(shù)，w和q都不是狀態(tài)函數(shù)。原因如下：功和熱都是過程中被傳遞的能量，其數(shù)值與途徑有關(guān)，不同的途徑有不同的功和熱的交換，因此q和w都不是狀態(tài)函數(shù)；H是狀態(tài)函數(shù)U、p、V的組合，所以焓H是狀態(tài)函數(shù)。7．說明下列符號的意義。答：（1）q是指一定量反應(yīng)物在給定條件下的反應(yīng)熱；（2）qp是指等壓反應(yīng)熱；（3）U是指熱力學(xué)能；（4）H是指熱力學(xué)函數(shù)焓；（5）ΔrHmΘ是指反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變；（6）ΔfHmΘ（298.15K）是指298.15K下物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。8．q、H、U之間，p、V、U、H之間存在哪些重要關(guān)系？試用公式表示。答：（1）q、H、U之間的重要關(guān)系有：，（2）p、V、U、H之間的重要關(guān)系有：，，，9．如何利用精確測定的qV來求得qp和ΔH？試用公式表示。答：在已知qV時，qp和ΔH的求解過程為：因為，則10．如何理解蓋斯定律是熱力學(xué)第一定律的必然推論？舉例說明蓋斯定律的應(yīng)用價值。答：（1）蓋斯定律是熱力學(xué)第一定律的必然推論的原因①熱力學(xué)第一定律是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在熱力學(xué)系統(tǒng)中的運(yùn)用，其描述了系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)發(fā)生變化時系統(tǒng)的熱力學(xué)能與過程的熱和功之間的定量關(guān)系；②蓋斯定律是指在等容或等壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與變化的途徑無關(guān)，符合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。（2）蓋斯定律的應(yīng)用價值蓋斯定律是熱化學(xué)計算的理論基礎(chǔ)，其最大用處是利用能精確測定的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)來求算難以測定的反應(yīng)熱，例如石墨燃燒生成一氧化碳的反應(yīng)熱就是通過這種方法計算出來的。11．如何規(guī)定熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)？對于單質(zhì)、化合物和水合離子所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓有何區(qū)別？答：（1）熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的規(guī)定①任一溫度T、標(biāo)準(zhǔn)壓力pΘ下表現(xiàn)出理想氣體性質(zhì)的純氣體狀態(tài)為氣態(tài)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)；②液體、固體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為任一溫度T、標(biāo)準(zhǔn)壓力pΘ下的純液體、純固體的狀態(tài)。（2）單質(zhì)、化合物和水合離子所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的區(qū)別①對于單質(zhì)，規(guī)定參與反應(yīng)的單質(zhì)為選定溫度T和標(biāo)準(zhǔn)壓力pΘ時的最穩(wěn)定單質(zhì)；②對于化合物，規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時反應(yīng)的焓變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓；③對于水合離子，規(guī)定水合氫離子的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零。12．根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓定義，說明在該條件下指定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓必定為零。答：（1）標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的定義規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時反應(yīng)的焓變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。（2）標(biāo)準(zhǔn)條件下指定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓必定為零的原因按定義，生成反應(yīng)式的寫法是唯一的，指定單質(zhì)由其本身生成，反應(yīng)前后系統(tǒng)自由焓不發(fā)生變化，因此指定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓必定為零。13．如何利用物質(zhì)的ΔfHmΘ（298.15K）數(shù)據(jù)，計算燃燒反應(yīng)及中和反應(yīng)的ΔrHmΘ（298.15K）？舉例說明。答：根據(jù)公式可利用物質(zhì)的ΔfHmΘ（298.15K）數(shù)據(jù)計算燃燒反應(yīng)及中和反應(yīng)的ΔrHmΘ（298.15K），舉例如下：金屬鋁粉和三氧化二鐵的混合物點(diǎn)火時，反應(yīng)放出大量的熱，可根據(jù)教材附錄3的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的數(shù)據(jù)，計算鋁粉和三氧化二鐵反應(yīng)的ΔrHmΘ（298.15K）。有關(guān)的化學(xué)方程式和各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的值為根據(jù)式可得14．煤炭中通常含有哪些元素？用做燃料時，哪些是有益的？哪些是有害的？為什么？答：（1）煤炭中通常含有碳、氫、氧、氮、磷、硫及少量金屬元素。（2）煤炭用做燃料時，碳元素是有益的，因為煤炭主要通過碳的燃燒產(chǎn)生熱量，且碳不產(chǎn)生污染。（3）煤炭用做燃料時，磷和硫是有害的，因為磷燃燒產(chǎn)生五氧化二磷，硫燃燒產(chǎn)生二氧化硫，這兩種氣體污染環(huán)境。15．煤的主要組分碳、汽油中代表性組分辛烷、天然氣中主要組分甲烷以及氫氣各自的熱值可如何計算？并比較它們的相對大小。答：（1）碳的熱值計算石墨在298.15K的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式及標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)橛脴?biāo)準(zhǔn)摩爾焓變除以碳的摩爾質(zhì)量，可得碳的熱值為32.8MJ·kg-1。（2）辛烷的熱值計算辛烷完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式及標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)橛脴?biāo)準(zhǔn)摩爾焓變除以辛烷的摩爾質(zhì)量，可得辛烷的熱值為47.7MJ·kg-1。（3）甲烷的熱值計算甲烷完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式及標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)橛脴?biāo)準(zhǔn)摩爾焓變除以甲烷的摩爾質(zhì)量，可得甲烷的熱值為55.6MJ·kg-1。（4）氫氣的熱值計算氫氣完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式及標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)橛脴?biāo)準(zhǔn)摩爾焓變除以氫氣的摩爾質(zhì)量，可得氫氣的熱值為142.9MJ·kg-1。綜上所述，熱值大小順序為：氫氣＞甲烷＞辛烷＞石墨。16．在液體燃料油中摻水（摻水20%左右）制成“乳化燃料”，可節(jié)油增效并減少污染，試通過查閱資料解釋其中的原理。答：在液體燃料油中摻水可節(jié)油增效并減少污染的原理如下：液體燃料油中，重油在燃燒時需要霧化，霧化效果的好壞影響其燃燒效率。在液體燃料中摻水時，重油和水進(jìn)行乳化，形成油包水的形式。在高溫爐內(nèi)燃燒時，由于爐膛內(nèi)溫度高達(dá)1000℃以上，油中的水吸熱汽化，形成“微爆效應(yīng)”，將重油重新分開成小的顆粒，增大了燃燒效率，減少了燃燒不完全所產(chǎn)生的污染性氣體的排放。（二）習(xí)題1．是非題（1）已知下列過程的熱化學(xué)方程式為；則此溫度時蒸發(fā)1molUF6（l），會放出熱30.1kJ。（

）【答案】錯【解析】反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為正值，表示反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。（2）在恒溫恒壓條件下，下列兩個生成水的化學(xué)反應(yīng)放出的熱量相同。（）【答案】錯【解析】定壓摩爾反應(yīng)熱與反應(yīng)進(jìn)度有關(guān)，而反應(yīng)進(jìn)度與反應(yīng)方程式的寫法即反應(yīng)式中化學(xué)計量數(shù)的選擇有關(guān)。即第一個反應(yīng)是生成1mol液態(tài)水的熱效應(yīng)；第二個反應(yīng)生成兩倍水量，應(yīng)有兩倍熱量。（3）功和熱是系統(tǒng)和環(huán)境之間的能量傳遞方式，在系統(tǒng)內(nèi)部不討論功和熱。（）【答案】對【解析】熱力學(xué)中的做功w與吸熱q都是指系統(tǒng)與環(huán)境之間，通過界面所傳遞的能量。在界面以內(nèi)，系統(tǒng)的各部分之間所進(jìn)行的能量傳遞不計入w和q之中。（4）反應(yīng)的ΔH就是反應(yīng)的熱效應(yīng)。（）【答案】錯【解析】只有當(dāng)反應(yīng)為定壓反應(yīng)時，反應(yīng)的ΔH才為反應(yīng)的熱效應(yīng)。2．選擇題（1）在下列反應(yīng)中，進(jìn)行反應(yīng)進(jìn)度為1mol的反應(yīng)時放出熱量最大的是（）。A．B．C．D．【答案】C【解析】液體汽化時吸收熱量，氣體液化時放出熱量；當(dāng)反應(yīng)物完全燃燒生成最穩(wěn)定的氧化產(chǎn)物時，反應(yīng)放出的熱量最大。（2）通常，反應(yīng)或過程的哪個物理量可通過彈式熱量計直接測定而獲得？（）A．ΔHB．pΔVC．qpD．qV【答案】D【解析】通?？衫脧検綗崃坑嬀_測得（定容）反應(yīng)熱qV。（3）下列對于功和熱的描述中，正確的是（）。A．都是途徑函數(shù)，無確定的變化途徑就無確定的數(shù)值B．都是途徑函數(shù)，對應(yīng)于某一狀態(tài)有一確定值C．都是狀態(tài)函數(shù)，變化量與途徑無關(guān)D．都是狀態(tài)函數(shù)，始終態(tài)確定，其值也確定【答案】A【解析】功和熱都是過程中被傳遞的能量，其數(shù)值與途徑有關(guān)，不同的途徑有不同的功和熱的交換，因此q和w都是途徑函數(shù)，無確定的變化途徑就無確定的數(shù)值。（4）對于狀態(tài)函數(shù)，下列敘述正確的是（）。A．只要系統(tǒng)處于平衡態(tài)，某一狀態(tài)函數(shù)的值就已經(jīng)確定B．狀態(tài)函數(shù)和途徑函數(shù)一樣，其變化值取決于具體的變化過程C．ΔH和ΔU等都是狀態(tài)函數(shù)D．任一狀態(tài)函數(shù)的值都可以通過實驗測得【答案】C【解析】ΔH和ΔU的大小僅與反應(yīng)始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與變化途徑無關(guān)，因此是狀態(tài)函數(shù)。（5）一只充滿氫氣的氣球，飛到一定高度即會爆炸，這要取決于一定高度上的（）。A．外壓B．溫度C．濕度D．外壓和溫度【答案】D【解析】氣球爆炸主要取決于氫氣球球壁對內(nèi)外壓力差的承受力。隨著氣球垂直上升，大氣壓力不斷下降，內(nèi)壓一直高于外壓，當(dāng)達(dá)到一定高度時，氣球無法承受壓力差，即發(fā)生爆炸。（6）下述說法中，不正確的是（）。A．焓只有在某種特定條件下，才與系統(tǒng)反應(yīng)熱相等B．焓是人為定義的一種具有能量量綱的熱力學(xué)量C．焓是狀態(tài)函數(shù)D．焓是系統(tǒng)能與環(huán)境進(jìn)行熱交換的能量【答案】D【解析】D項，在定壓過程中，焓是系統(tǒng)能與環(huán)境進(jìn)行熱交換的能量。3．在溫度T的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，若已知反應(yīng)A→2B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變，反應(yīng)2A→C的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變，則反應(yīng)C→4B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變ΔrHΘm,3為多少？解：2A→4B①，2A→C②，C→4B③式③＝式①-式②，式③的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)?．鋼彈的總熱容Cb可利用一已知反應(yīng)熱數(shù)值的試樣而求得。設(shè)將0.500g苯甲酸（C6H5COOH）在盛有1209g水的彈式熱量計的鋼彈內(nèi)（通入氧氣）完全燃燒，系統(tǒng)的溫度由296.35K上升到298.59K。已知在此條件下苯甲酸完全燃燒的反應(yīng)熱效應(yīng)為-3226kJ·mol-1，水的比熱容為4.184J·g-1·K-1。試計算該鋼彈的總熱容。解：苯甲酸的摩爾質(zhì)量為122.12g·mol-1，0.500g苯甲酸完全燃燒的反應(yīng)熱為q＝-3226×0.500/122.12＝-13.2kJ。又即該鋼彈的總熱容為。5．葡萄糖完全燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為；當(dāng)葡萄糖在人體內(nèi)氧化時，上述反應(yīng)熱約30%可用做肌肉的活動能量。試估算一食匙葡萄糖（約3.8g）在人體內(nèi)氧化時可獲得的肌肉活動的能量。解：葡萄糖C6H12O6的摩爾質(zhì)量為180.16g·mol-1，完全燃燒放出熱量為一食匙葡萄糖（約3.8g）氧化時可獲得的肌肉活動能量為q＝15.65×3.8×30%＝18kJ。6．已知下列熱化學(xué)方程式：①②③不用查表，試計算下列反應(yīng)的qp。④解：式④＝（式①×3-式②-式③×2）÷6，則式④對應(yīng)的熱效應(yīng)關(guān)系為7．已知乙醇在101.325kPa壓力下沸點(diǎn)溫度為351K，且蒸發(fā)熱為39.2kJ·mol-1。試估算1mol液態(tài)乙醇在該蒸發(fā)過程中的體積功和ΔU。解：1mol液態(tài)乙醇在蒸發(fā)過程中的W體和ΔU計算如下8．在下列反應(yīng)或過程中，qV與qp有區(qū)別嗎？簡單說明理由。（1）（2）（3）（4）答：（1）qV與qp有區(qū)別。原因如下：因為反應(yīng)，根據(jù)，所以，，故qV與qp有區(qū)別。（2）qV與qp沒有區(qū)別。原因如下：因為反應(yīng)，根據(jù)，，，故qV與qp沒有區(qū)別。（3）qV與qp有區(qū)別。原因如下：因為反應(yīng)，根據(jù)，，，故qV與qp有區(qū)別。（4）qV與qp沒有區(qū)別。原因如下：因為反應(yīng)，根據(jù)，，，故qV與qp沒有區(qū)別。9．根據(jù)第8題中所列的各化學(xué)方程式和條件，試計算發(fā)生下列變化時，各自ΔU與ΔH之間的差值。（1）2.00molNH4HS（s）的分解；（2）生成1.00molHCl（g）；（3）5.00molCO2（s）（干冰）的升華；（4）沉淀出2.00molAgCl（s）。答：（1）NH4HS（s）的分解反應(yīng)為2．00mol的NH4HS分解過程中兩者的能量差為2.00×（-4.958）＝-9.92kJ。（2）HCl（g）的生成反應(yīng)為因為，所以ΔUm-ΔHm＝0，故生成1.00mol的HCl（g）過程中兩者的能量差為0。（3）干冰的升華反應(yīng)為5．00mol的CO2（s）的升華過程中兩者的能量差為：5.00×（-1.62）＝-8.10kJ。（4）沉淀出AgCl（s）的反應(yīng)為因為該反應(yīng)的，，所以沉淀出2.00mol的AgCl（s）過程中兩者的能量差為0。10．查閱教材附錄3的數(shù)據(jù)，試計算下列反應(yīng)的ΔrHmΘ（298.15K）。（1）（2）

（3）（4）解：（1）反應(yīng)方程式及各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為則有（2）反應(yīng)方程式及各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為則有（3）反應(yīng)方程式及各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為則有（4）反應(yīng)方程式及各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為則有11．計算下列反應(yīng)的：（1）；（2）；（3）298.15K進(jìn)行反應(yīng)進(jìn)度為1mol的體積功。解：（1）查教材附錄3可知（2）根據(jù)公式求得（3）298.15K進(jìn)行反應(yīng)進(jìn)度為1mol的體積功為12．近298.15K時在彈式熱量計內(nèi)使1.0000g正辛烷（C8H18，l）完全燃燒，測得此反應(yīng)熱效應(yīng)為-47.79kJ。試根據(jù)此實驗值，估算正辛烷（C8H18，l）完全燃燒的（1）qV,m；（2）ΔrHmΘ（298.15K）。解：（1）正辛烷燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式為正辛烷的摩爾質(zhì)量為114.23g·mol-1，則有（2）由等容反應(yīng)熱和等壓反應(yīng)熱的關(guān)系可得則所以在298.15K下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)?3．利用CaCO3、CaO和CO2的ΔfHmΘ（298.15K）的數(shù)據(jù)，估算煅燒1000kg石灰石（以純CaCO3計）成為生石灰所需熱量。在理論上要消耗多少燃料煤（以標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值估算）？解：石灰石的分解反應(yīng)及各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)閯t1000kg石灰石完全分解為生石灰所需熱量為標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為29.3MJ·kg-1，需耗燃料煤的質(zhì)量為14．設(shè)反應(yīng)物和生成物均處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，試通過計算說明298.15K時究竟是乙炔（C2H2）還是乙烯（C2H4）完全燃燒會放出更多熱量（以kJ·mol-1表示）。解：（1）乙炔燃燒的反應(yīng)方程式及各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為則反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)椋?）乙烯燃燒的反應(yīng)方程式及各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為則反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)橥ㄟ^計算可知，298.15K時乙烯完全燃燒放出更多熱量。15．通過吸收氣體中含有的少量乙醇可使K2Cr2O7酸性溶液變色（從橙紅色變?yōu)榫G色），以檢驗汽車駕駛員是否酒后駕車（違反交通規(guī)則）。其化學(xué)反應(yīng)可表示為試?yán)脴?biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓數(shù)據(jù)，求該反應(yīng)的ΔrHmΘ（298.15K）。解：該反應(yīng)的方程式及各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為則該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變?yōu)?6．針對甲烷燃燒反應(yīng)：試通過計算說明298.15K時等壓和等容摩爾燃燒熱的差別，并說明導(dǎo)致差別的原因。解：（1）定壓反應(yīng)熱與定容反應(yīng)熱的燃燒熱之差為由此可見定壓等溫燃燒放熱更多。（2）導(dǎo)致等壓和等容摩爾燃燒熱的差別的原因為反應(yīng)后氣體物質(zhì)分子數(shù)減少，導(dǎo)致系統(tǒng)體積減小，環(huán)境對系統(tǒng)做功，這部分功以熱的形式釋放到環(huán)境中。17．在298.15K時，碳、氫和甲烷的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓分別為-393.5、-285.8和-890.4kJ·mol-1，試推算該溫度下甲烷的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。解：根據(jù)題意有①②③④由式①＋2×式②-式③＝式④，得故298.15K時甲烷的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為-74.7kJ·mol-1。18．環(huán)己烯的氫化焓是-120kJ·mol-1，苯的氫化焓是-208kJ·mol-1，計算苯的離域焓。[提示：環(huán)己烯及苯的性質(zhì)與氫化反應(yīng)可參考大學(xué)有機(jī)化學(xué)教材，也可根據(jù)分子式進(jìn)行推演——苯有三個定域雙鍵為基礎(chǔ)計算苯的氫化焓，這個數(shù)值與實驗值（-208kJ·mol-1）之間的差別就是離域焓。共軛雙鍵的離域作用帶來了苯的熱化學(xué)穩(wěn)定性。]解：氫化焓可表示為下列反應(yīng)的焓變?nèi)舭循h(huán)己烯的氫化焓作為每個雙鍵的氫化焓，則假設(shè)的分子“環(huán)己三烯”的氫化焓為3×（-120）kJ·mol-1。而苯的氫化焓為-208kJ·mol-1，說明苯比“環(huán)己三烯”穩(wěn)定。這種穩(wěn)定來自苯的離域作用或離域焓，故苯的離域焓為ΔH＝3×（-120）-（-208）＝-152kJ·mol-1。1.3名?？佳姓骖}詳解一、選擇題1．下列過程或反應(yīng)中，哪一個是熵增的過程或反應(yīng)？（）[華南理工大學(xué)2016研]A．I2（g）＝I2（l）B．H2O（s）＝H2O（g）C．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）D．2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）【答案】B【解析】熵增過程是系統(tǒng)的混亂度增高的過程，B項由固體變?yōu)闅怏w的過程是系統(tǒng)的混亂度增高的過程，熵值增大。2．如果系統(tǒng)經(jīng)過一系列的變化后，又變回初始態(tài)，則系統(tǒng)的（）。[華南理工大學(xué)2014研]A．Q＝0，W＝0，ΔH＝0，ΔU＝0B．Q＝0，W＝0，ΔH≠0，ΔU≠0C．Q≠-W，ΔU＝Q＋W，ΔH＝0D．Q＝-W，ΔU＝Q＋W，ΔH＝0【答案】D【解析】ΔU、ΔH為狀態(tài)函數(shù)，與變化途徑無關(guān)；Q、W為非狀態(tài)函數(shù)，變化途徑不同，數(shù)值不同。3．在一定溫度下：（1），；（2），；（3），。其中ΔH1與ΔH2的關(guān)系是（）。[華南理工大學(xué)2014研；暨南大學(xué)2014研]A．ΔH1＜ΔH2B．ΔH1＞ΔH2C．ΔH1＝ΔH2D．不能判斷【答案】B【解析】由（1）、（2）可得由（3）可知所以ΔH1與ΔH2的關(guān)系為ΔH1＞ΔH2。4．若下列反應(yīng)都在298K下進(jìn)行，則反應(yīng)的與生成物的相等的反應(yīng)是（）。[華南理工大學(xué)2014研]A．B．C．D．【答案】A【解析】標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓一定是從最穩(wěn)定的單體到1mol最穩(wěn)定的化合物過程。B項，HCl的系數(shù)應(yīng)為1。C項，碘單質(zhì)的穩(wěn)定態(tài)為固態(tài)。D項，金剛石不是碳的最穩(wěn)定形態(tài)。5．298K時，反應(yīng)的等壓熱效應(yīng)Qp與等容熱效應(yīng)Qv之差（Qp-Qv）約為（

）。[北京科技大學(xué)2013研]A．3.7kJ·mol-1B．-3.7kJ·mol-1C．7.4kJ·mol-1D．-7.4kJ·mol-1【答案】D【解析】該反應(yīng)的，其中Δn為反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之差。6．環(huán)境對系統(tǒng)作10kJ的功，且系統(tǒng)又從環(huán)境獲得5kJ的熱量，問系統(tǒng)內(nèi)能變化是多少？（）[暨南大學(xué)2012研]A．-15kJB．-5kJC．＋5kJD．＋15kJ【答案】D【解析】根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W計算得到系統(tǒng)內(nèi)能變化為＋15kJ。7．某理想氣體進(jìn)行絕熱自由膨脹，其熱力學(xué)能的變化ΔU應(yīng)為（）。[中國科學(xué)院-中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)2004研]A．ΔU＞0B．ΔU＜0C．ΔU＝0D．不一定【答案】C二、填空題1．體系與環(huán)境之間因溫差而傳遞的能量稱為熱，以符號Q表示，若體系吸熱，

；若體系放熱，

。[中山大學(xué)2015研]【答案】Q＞0；Q＜02．已知反應(yīng)2C（石墨）＋O2（g）＝2CO（g）；ΔrHmΘ（298.15K）＝-221kJ·mol-1，則反應(yīng)2CO（g）＝2C（石墨）＋O2（g）的ΔrHmΘ（298.15K）＝

kJ·mol-1，ΔfHm,CO（g）Θ（298.15K）＝

kJ·mol-1。[北京科技大學(xué)2013研]【答案】221；-110.5三、名詞解釋1．熱力學(xué)第一定律[中山大學(xué)2015研]答：熱力學(xué)第一定律是指在一個熱力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)，能量有各種存在形式，不同形式的能量可相互轉(zhuǎn)化，能量在不同的物體之間也可相互傳遞，在轉(zhuǎn)化和傳遞過程中能量的總和保持不變。能量不能創(chuàng)造，也不能消滅。熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為ΔU＝Q＋W。2．蓋斯定律[中山大學(xué)2015研]答：蓋斯定律是指在定壓或定容條件下的任意化學(xué)反應(yīng)，在不做其他功時，無論是經(jīng)過一步完成還是多步幾步完成，其熱效應(yīng)總是相同的（反應(yīng)熱的總值相等），即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)的途徑無關(guān)。第2章化學(xué)反應(yīng)的基本原理與大氣污染控制2.1復(fù)習(xí)筆記一、化學(xué)反應(yīng)的方向和吉布斯函數(shù)1．熵和吉布斯函數(shù)（1）自發(fā)過程自發(fā)過程是指在給定條件下能自動進(jìn)行（不需要外加功）的過程。（2）熵①熵的定義熵是用來表示系統(tǒng)處于某一狀態(tài)時，內(nèi)部物質(zhì)微觀粒子混亂度的狀態(tài)函數(shù)，其表達(dá)式為S＝klnΩ，式中，Ω是與一定宏觀狀態(tài)對應(yīng)的微觀狀態(tài)總數(shù)（或稱混亂度）；k為玻耳茲曼常量。②熵判據(jù)a．熵增加原理是指在隔離系統(tǒng)中發(fā)生的自發(fā)反應(yīng)必伴隨著熵的增加，或隔離系統(tǒng)的熵總是趨向于極大值；其表達(dá)是為：。b．熵判據(jù)的實質(zhì)是隔離系統(tǒng)中只能發(fā)生熵值增大的過程，不可能發(fā)生熵減小的過程；若熵值保持不變，則系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。③熵的規(guī)律a．對同一物質(zhì)而言，相同溫度下；b．同一物質(zhì)在相同的聚集狀態(tài)時，；c．一般說來，溫度和聚集狀態(tài)相同時，；d．；e．在0K時，一切純物質(zhì)的完美晶體的熵值都等于零，即S（0K）＝0（熱力學(xué)第三定律）；f．規(guī)定處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水合H＋離子的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵值為零。（3）吉布斯函數(shù)吉布斯函數(shù)是指把焓和熵歸并在一起的熱力學(xué)函數(shù)，又稱吉布斯自由能，是狀態(tài)函數(shù)。其定義為G＝H-TS。對于等溫過程，吉布斯函數(shù)變表示為ΔG＝ΔH-TΔS；對于等溫化學(xué)反應(yīng)，有2．反應(yīng)自發(fā)性的判斷（1）吉布斯函數(shù)判據(jù)①對于等溫等壓不做非體積功的一般反應(yīng)，其自發(fā)性的吉布斯函數(shù)判據(jù)為自發(fā)過程，過程能向正方向進(jìn)行；平衡狀態(tài)；非自發(fā)過程，過程能向逆方向進(jìn)行。②如果化學(xué)反應(yīng)在等溫、等壓條件下，除體積功外還做非體積功w′，則吉布斯函數(shù)判據(jù)就變?yōu)樽园l(fā)過程；平衡狀態(tài)；非自發(fā)過程。③ΔH、ΔS及T對反應(yīng)自發(fā)性的影響如表2-1-1所示。表2-1-1

ΔH、ΔS及T對反應(yīng)自發(fā)性的影響④轉(zhuǎn)變溫度Tc轉(zhuǎn)變溫度Tc是指當(dāng)溫度對反應(yīng)的自發(fā)性有決定性影響時，存在的一個自發(fā)進(jìn)行的最低或最高溫度。其表達(dá)式為（此時DG＝0）：Tc＝ΔH/ΔS。（2）標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變，用ΔrGΘm表示。①任何指定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)為零；對于水合離子，規(guī)定水合H＋離子的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)為零。②298.15K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)的計算式為③轉(zhuǎn)變溫度Tc為（3）ΔrGm與ΔrGΘm的關(guān)系ΔrGm是指給定條件下化學(xué)反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變，ΔrGΘm是指相同溫度的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時化學(xué)反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變。ΔrGm與ΔrGΘm之間的關(guān)系稱為化學(xué)反應(yīng)的等溫方程。①對應(yīng)給定條件，判斷自發(fā)與否的依據(jù)是ΔrGm（不是ΔrGΘm），ΔrGm會隨著系統(tǒng)中反應(yīng)物和生成物的分壓或濃度的改變而改變。②對于理想氣體化學(xué)反應(yīng)，等溫方程可表示為③對于一般化學(xué)反應(yīng)式aA(1)+bB(aq)=gG(s)+dD(g)，等溫方程可表示為二、化學(xué)反應(yīng)的限度和化學(xué)平衡1．反應(yīng)限度和平衡常數(shù)（1）反應(yīng)限度化學(xué)反應(yīng)的限度是指給定條件下反應(yīng)達(dá)到ΔrG＝0或化學(xué)平衡的狀態(tài)。（2）標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)定義為或①對于理想氣體反應(yīng)系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表達(dá)式為②對于一般化學(xué)反應(yīng)式aA(1)+bB(aq)=gG(s)+dD(g)，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表達(dá)式為③標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)值得注意的方面如下：a．KΘ是量綱一的量，其數(shù)值取決于反應(yīng)的本性、溫度以及標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇，與壓力或組成無關(guān)。KΘ值越大，說明該反應(yīng)進(jìn)行得越徹底，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越高。b．當(dāng)規(guī)定了pΘ、cΘ值后，則對于給定反應(yīng)，KΘ只是溫度的函數(shù)。在ΔrGΘm和KΘ換算時，兩者溫度必須一致，且應(yīng)注明溫度。若未注明，一般是指T＝298.15K。c．KΘ的具體表達(dá)式可直接根據(jù)化學(xué)計量方程式寫出。反應(yīng)式中的固態(tài)、液態(tài)純物質(zhì)或稀溶液中的溶劑在KΘ表達(dá)式中不必列出，只考慮平衡時氣體的分壓和溶質(zhì)的濃度，且產(chǎn)物寫在分子上、反應(yīng)物寫在分母上。d．KΘ的數(shù)值與化學(xué)計量方程式的寫法有關(guān)，因此KΘ的數(shù)值與熱力學(xué)函數(shù)的增量及反應(yīng)進(jìn)度一樣，必須與化學(xué)反應(yīng)式相對應(yīng)。e．一些經(jīng)驗平衡常數(shù)可以根據(jù)壓力、濃度來表達(dá)，如Kp和Kc在時都是有量綱的量。（3）多重平衡規(guī)則多重平衡規(guī)則是指如果某個反應(yīng)可以表示為兩個（或更多個）反應(yīng)之和（差），則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于各反應(yīng)平衡常數(shù)的相乘（除）。2．化學(xué)平衡的有關(guān)計算（1）計算的重點(diǎn)①從標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)或?qū)嶒灁?shù)據(jù)求平衡常數(shù)；②用平衡常數(shù)求各物質(zhì)的平衡組分（分壓、濃度、最大產(chǎn)率）；③條件變化對反應(yīng)的方向和限度的影響。（2）注意要點(diǎn)①寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式，并注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)（如果物質(zhì)有多種晶型，還應(yīng)注明是哪一種）。②涉及各物質(zhì)的初始量、變化量、平衡量時，各物質(zhì)的變化量之比為反應(yīng)式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。3．化學(xué)平衡的移動及溫度對平衡常數(shù)的影響（1）化學(xué)平衡的移動化學(xué)平衡的移動是指因條件的改變使化學(xué)反應(yīng)從原來的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變到新的平衡狀態(tài)的過程。比較指定態(tài)的反應(yīng)商Q與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KΘ的相對大小，可以判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，可分下列三種情況：當(dāng)，則，反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行；當(dāng)，則，平衡狀態(tài)；當(dāng)，則，反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行。（2）溫度對平衡常數(shù)的影響說明溫度對平衡常數(shù)的影響的重要公式為范特霍夫方程，表達(dá)式為三、化學(xué)反應(yīng)速率1．化學(xué)反應(yīng)速率和速率方程（1）反應(yīng)速率的定義反應(yīng)速率是指單位時間單位體積內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)度，表達(dá)式為①其SI單位為mol·dm-3·s-1，對于較慢的反應(yīng)，時間單位也可采用min、h或a等；②可選擇任何一種反應(yīng)物或產(chǎn)物來表達(dá)反應(yīng)速率，都可得到相同的數(shù)值。（2）速率方程和反應(yīng)級數(shù)①基元反應(yīng)的速率方程a．基元反應(yīng)是指一步完成的反應(yīng)，是組成復(fù)合反應(yīng)的基本單元。b．對于基元反應(yīng)，反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度的冪乘積成正比，這個定量關(guān)系稱為質(zhì)量作用定律，表達(dá)式為②反應(yīng)級數(shù)反應(yīng)級數(shù)是指速率方程中各反應(yīng)物濃度項指數(shù)之和，其中某反應(yīng)物濃度的指數(shù)a或b稱為該反應(yīng)對于反應(yīng)物A或B的分級數(shù)。③復(fù)合反應(yīng)的速率復(fù)合反應(yīng)是指由兩個或兩個以上基元反應(yīng)所構(gòu)成的方程。對于復(fù)合反應(yīng)，反應(yīng)級數(shù)由實驗測定。質(zhì)量作用定律不適用于復(fù)合反應(yīng)，復(fù)合反應(yīng)的速率與反應(yīng)機(jī)理以及復(fù)合反應(yīng)的各個基元反應(yīng)步驟有關(guān)。（3）一級反應(yīng)①一級反應(yīng)是指化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的一次方成正比的反應(yīng)。速率方程為②一級反應(yīng)的半衰期③一級反應(yīng)的三個特征為：a．lnc對t作圖得一直線，斜率為-k。b．半衰期t1/2與反應(yīng)物的起始濃度無關(guān)。c．速率常數(shù)k具有（時間）-1的量綱，其SI單位為s-1。2．溫度對反應(yīng)速率的影響（1）阿侖尼烏斯公式反應(yīng)速率與溫度的定量關(guān)系式稱為阿侖尼烏斯公式，表達(dá)式為或式中，A為指前因子；Ea為反應(yīng)的活化能（通常為正值），常用單位為kJ·mol-1；R為摩爾氣體常數(shù)。（2）阿侖尼烏斯公式的變形式中，k1和k2分別為溫度T1和T2時的速率常數(shù)。3．反應(yīng)的活化能和催化劑（1）活化能①意義舊的化學(xué)鍵斷裂與新的化學(xué)鍵建立的過程中，需要克服化學(xué)反應(yīng)的能壘，即化學(xué)反應(yīng)中破壞舊鍵所需的最低能量。②定義活化絡(luò)合物分子與反應(yīng)物分子平均能量之差稱為活化能。③圖示圖2-1-1

反應(yīng)系統(tǒng)中活化能示意圖④影響a．在一定溫度下，反應(yīng)的活化能越大，則反應(yīng)越慢；b．若反應(yīng)的活化能越小，則反應(yīng)越快。（2）加快反應(yīng)速率的方法①增大濃度（或氣體壓力）活化分子百分?jǐn)?shù)一定，增大濃度（或氣體壓力），增大單位體積內(nèi)的分子總數(shù)，增大活化分子總數(shù)。②升高溫度分子總數(shù)不變，升高溫度使更多分子獲得能量成為活化分子，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，增大單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)。③降低活化能降低反應(yīng)的活化能，使更多分子成為活化分子，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，增大單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)。（3）催化劑①定義催化劑（又稱觸媒）是指能顯著增加化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的組成、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì)。②催化原理催化劑能與反應(yīng)物生成不穩(wěn)定的中間絡(luò)合物，改變了原來的反應(yīng)歷程，為反應(yīng)提供一條能壘較低的反應(yīng)途徑，從而降低了反應(yīng)的活化能。③主要特性a．改變反應(yīng)途徑，降低活化能，使反應(yīng)速率顯著增大；b．只能加速達(dá)到平衡而不能改變平衡的狀態(tài)；c．有特殊的選擇性，一種催化劑只加速一種或少數(shù)幾種特定類型的反應(yīng)；d．催化劑對少量雜質(zhì)特別敏感。這種雜質(zhì)可能成為助催化劑，也可能是催化毒物。（4）酶催化①酶的定義酶是動植物和微生物產(chǎn)生的具有高效催化性能的蛋白質(zhì)，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)幾乎都在酶的催化下進(jìn)行。②酶催化的特色a．高度的選擇性（又稱高度的專一性）；b．高度的催化活性；c．特殊的溫度效應(yīng)；d．反應(yīng)條件溫和。4．鏈反應(yīng)和光化反應(yīng)（1）鏈反應(yīng)（連鎖反應(yīng)）①定義鏈反應(yīng)是指用熱、光或引發(fā)劑等使反應(yīng)引發(fā)，能通過活性中間物的不斷再生而使反應(yīng)像鎖鏈一樣，一環(huán)扣一環(huán)持續(xù)進(jìn)行的一類復(fù)合反應(yīng)。②組成鏈反應(yīng)由鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止三個階段組成：a．鏈引發(fā)是由起始的分子借助光、熱或引發(fā)劑等外因作用而裂解生成自由基或原子的反應(yīng)步驟。b．鏈傳遞是鏈反應(yīng)的主體，為自由原子或自由基與分子相互作用的交替過程，隨著一個自由基的消失會產(chǎn)生一個或幾個新自由基，若不受阻，這種交替反應(yīng)會一直自動進(jìn)行下去，直至反應(yīng)物被耗盡。c．鏈終止是通過自由基被消除而使鏈終止。鏈終止方式有自由基彼此結(jié)合成穩(wěn)定分子，或自由基與惰性物質(zhì)或反應(yīng)器壁碰撞而消除。（2）光化學(xué)反應(yīng)①定義光化學(xué)反應(yīng)是指在光的作用下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，又稱光化反應(yīng)。②特點(diǎn)a．反應(yīng)速率主要決定于光的強(qiáng)度而受溫度影響??；b．光能使某些吉布斯函數(shù)增加的非自發(fā)過程得以實現(xiàn)；c．光化反應(yīng)比熱反應(yīng)更具有選擇性。四、環(huán)境化學(xué)和綠色化學(xué)1．大氣污染與環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué)主要研究有害物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法。（1）汽車尾氣·機(jī)內(nèi)凈化機(jī)內(nèi)凈化是解決汽車尾氣有害排放污染問題的根本途徑，其化學(xué)原理是催化凈化法，最理想的方法是利用三效催化尾氣轉(zhuǎn)化器。（2）臭氧層的破壞氟利昂等物質(zhì)破壞大氣平流層中臭氧層，由于氟利昂很穩(wěn)定，在短波紫外線的作用下分解成Cl·、Br·、HO·等活潑自由基，可作為催化劑引起鏈反應(yīng)，促使O3分解，其氯催化反應(yīng)過程可表示為總反應(yīng)2．清潔生產(chǎn)和綠色化學(xué)（1）清潔生產(chǎn)清潔生產(chǎn)是指在產(chǎn)品生產(chǎn)過程和預(yù)期消費(fèi)中，既合理利用自然資源，把對人類和環(huán)境的危害減至最小，又能充分滿足人類需要，使社會經(jīng)濟(jì)效益最大化的一種生產(chǎn)模式。（2）綠色化學(xué)綠色化學(xué)是指一種以保護(hù)環(huán)境為目標(biāo)來設(shè)計、生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的一門新興學(xué)科，是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。（3）清潔生產(chǎn)和綠色化學(xué)是改變以往的三廢末端處理為對生產(chǎn)全過程控制、提高原子利用率、實行少排廢甚至零排放，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。2.2課后習(xí)題詳解（一）復(fù)習(xí)思考題1．要使木炭燃燒，必須首先加熱，為什么？這個反應(yīng)究竟是放熱還是吸熱？試說明之。這個反應(yīng)的ΔrH是正值還是負(fù)值？解：按如下反應(yīng)來討論計算可得ΔrHΘm為負(fù)值，是放熱反應(yīng)。此外可見，ΔrGΘm（T）恒小于零，是自發(fā)反應(yīng)。但在室溫下反應(yīng)速度低，所以必須首先加熱。2．如何用物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)ΔfHΘm（298.15K）、SΘm（298.15K）、ΔfGΘm（298.15K）的數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)的ΔrGΘm（298.15K）以及某溫度T時反應(yīng)的ΔrGΘm（T）的近似值？舉例說明。答：（1）已知參與反應(yīng)各物質(zhì)的ΔfGΘm（298.15K）時，可利用公式計算。（2）已知各參與反應(yīng)物質(zhì)的ΔfHΘm（298.15K）、SΘm（298.15K），可先按如下公式求出，即和由公式計算，式中的T＝298.15K。（3）利用ΔrHΘm和ΔrSΘm本身受溫度的影響不大的條件，用來計算，式中的T可以是任意數(shù)值，ΔrHΘm和ΔrSΘm仍用T＝298.15K的數(shù)值。舉例略。3．有建議在實驗室中用甲醇CH3OH的分解來制各甲烷：試問（注意，CH3OH熔點(diǎn)為175K，沸點(diǎn)為338K）：（1）298.15K的標(biāo)準(zhǔn)條件下此反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？（2）此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的溫度條件如何？試分析討論之。解：依據(jù)反應(yīng)，并查表得數(shù)據(jù)為（1）在101.325kPa和298.15K條件下此反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。因為這時因此該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。（2）當(dāng)時，反應(yīng)可以自發(fā)進(jìn)行。由于已知CH3OH的熔點(diǎn)為l75K，沸點(diǎn)為338K。此時CH3OH已汽化，而非上述反應(yīng)。所以在實驗室常壓下無法完成這個反應(yīng)。4．能否用KΘ來判斷反應(yīng)的自發(fā)性？為什么？答：能用KΘ來判斷反應(yīng)的自發(fā)性。原因：從化學(xué)平衡的觀點(diǎn)來說，可以依據(jù)下列情況來判斷反應(yīng)的自發(fā)性或反應(yīng)進(jìn)行的方向：（1）Q＜KΘ時為自發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)能正方向進(jìn)行；（2）Q＝KΘ時為平衡狀態(tài)；（3）Q＞KΘ時為非自發(fā)反應(yīng)，反應(yīng)能逆方向進(jìn)行。因此可以用來判斷反應(yīng)的自發(fā)性。5．如何采用物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)ΔfHΘm（298.15K）、SΘm（298.15K）、ΔfGΘm（298.15K）的數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)的KΘ值？寫出有關(guān)的計算公式。解：用物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)ΔfHΘm（298.15K）、SΘm（298.15K）、ΔfGΘm（298.15K）的數(shù)據(jù)計算KΘ值的步驟如下：（1）依據(jù)ΔfGΘm（298.15K）數(shù)據(jù)，用如下公式計算ΔrHΘm（298.15K），即（2）依據(jù)SΘm（298.15K）的數(shù)據(jù)，用如下公式計算ΔrSΘm（298.15K），即（3）依據(jù)ΔfGΘm（298.15K）的數(shù)據(jù)，用如下公式計算ΔrGΘm（298.15K），即（4）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)298.15K時，可以直接用公式來計算KΘ的值。在任意溫度下，則要用公式求出該溫度下的ΔrGΘm（T）的值，再用公式來計算KΘ值。6．試舉出兩種計算反應(yīng)的KΘ值的方法。答：（1）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)298.15K時，可以直接用公式來計算KΘ的值。在任意溫度下，則要用公式求出該溫度下的ΔrGΘm（T）的值，再用公式來計算KΘ值。（2）根據(jù)各參與反應(yīng)物質(zhì)的平衡濃度（或分壓），按KΘ的定義式來計算，即7．對于反應(yīng)：此反應(yīng)的q為正值。將Cl2、H2O、HCl、O2四種氣體混合后，反應(yīng)達(dá)到平衡。下列左面操作條件的改變對右面的平衡時的數(shù)值有何影響？（操作條件中沒加注明的，是指溫度不變、容積不變。）（1）增大容器體積——H2O的物質(zhì)的量（2）加O2——H2O的物質(zhì)的量（3）減小容器體積——KΘ（4）加催化劑——HCl的物質(zhì)的量答：（1）增大容器體積可使H2O的物質(zhì)的量減小；因為壓力降低，反應(yīng)向分子數(shù)增加的方向移動。（2）加O2可使H2O的物質(zhì)的量增大；因為O2分壓增大，反應(yīng)向左移動。（3）減小容器體積可使KΘ不變；因為該反應(yīng)中KΘ與濃度無關(guān)。（4）加催化劑對HCl的物質(zhì)的量無影響，因為催化劑不改變平衡，只加速反應(yīng)。8．試從ΔrGΘm和KΘ的關(guān)系，推演多重平衡規(guī)則。若反應(yīng)（3）＝反應(yīng)（1）＋反應(yīng)（2），你能否推演得其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)間的關(guān)系為。（提示：這是一種非常有用的方法，叫做反應(yīng)的耦合?？蓞㈤喴话愕奈锢砘瘜W(xué)教科書。）解：可以得到，證明如下：因為反應(yīng)（3）＝反應(yīng)（1）＋反應(yīng)（2），所以有。對各項取自然對數(shù)有而，所以有同除以-1/（RT）即得9．能否根據(jù)化學(xué)方程式來表達(dá)反應(yīng)的級數(shù)？為什么？舉例說明。答：對于化學(xué)方程式aA＋bB＝cC＋dD的反應(yīng)，只有基元反應(yīng)才可根據(jù)化學(xué)方程式來表達(dá)反應(yīng)的分子數(shù)或級數(shù)。如中，反應(yīng)級數(shù)＝反應(yīng)分子數(shù)＝a＋b。對非基元反應(yīng)，不可根據(jù)化學(xué)方程式來表達(dá)反應(yīng)的分子數(shù)，因為非基元反應(yīng)不服從質(zhì)量作用定律，無論何種情況都必須由實驗確定。舉例略。10．阿侖尼烏斯公式有什么重要應(yīng)用？舉例說明。對于“溫度每升高10℃，反應(yīng)速率通常增大到原來的2～4倍”這一實驗規(guī)律（稱為范特霍夫規(guī)則），你認(rèn)為如何？答：（1）阿侖尼烏斯公式指明了反應(yīng)速率與溫度之間的定量關(guān)系，既適用于基元反應(yīng)，也適用于大多數(shù)非基元反應(yīng)，至今仍是從k求活化能Ea的重要方法。舉例：教材第二章例2.9題。（2）對于“溫度每升高10℃，反應(yīng)速率通常增大到原來的2～8倍”這一經(jīng)驗規(guī)律，說明了溫度對反應(yīng)速率的影響也是有限的，催化劑可以大幅度的提高反應(yīng)速率。11．用鋅與稀硫酸制取氫氣，反應(yīng)的ΔrH為負(fù)值。在反應(yīng)開始后的一段時間內(nèi)反應(yīng)速率加快，后來反應(yīng)速率又變慢。試考慮濃度、溫度等因素來解釋此現(xiàn)象。答：反應(yīng)的ΔrH為負(fù)值，說明反應(yīng)過程是放熱的。（1）在反應(yīng)剛開始時，反應(yīng)物濃度大，產(chǎn)物濃度小，且反應(yīng)溫度亦不高，從平衡移動的角度和動力學(xué)角度，都有利于反應(yīng)的正向進(jìn)行，所以反應(yīng)速率加快。（2）當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后，反應(yīng)物濃度減小，產(chǎn)物量加大，溫度升高，這些變化都不利于反應(yīng)正向進(jìn)行，因此反應(yīng)速率減慢。12．什么是阿侖尼烏斯活化能？活化能的大小與溫度是否有關(guān)？答：（1）阿侖尼烏斯活化能是指阿侖尼烏斯公式中的活化能成分，用表示。（2）阿侖尼烏斯活化能與溫度有關(guān)，但在溫度變化范圍不大時，Ea可視為常數(shù)。因為它受溫度的影響不很大，在一般計算中也近似視為常數(shù)。13．比較“平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系式”同“反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系式”，有哪些相似之處？有哪些不同之處？請說明，并談?wù)勀睦斫?。答：溫度與平衡常數(shù)的關(guān)系式為溫度與反應(yīng)速率常數(shù)的關(guān)系式為通過比較可以看出，兩公式在形式上相似；而不同處在于，一般情況下Ea總為正值，而ΔrHΘm可正可負(fù)。14．試從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理，綜合分析合成氨生產(chǎn)工藝中所采用的壓力、溫度和催化劑等條件的理由。答：合成氨生產(chǎn)工藝是一個體積減小的可逆放熱反應(yīng)，因此低溫及高壓有利于反應(yīng)平衡向右移動。由于這個反應(yīng)速度很慢，而溫度的選擇受所使用的催化劑決定，鐵觸媒的活性需要較高的溫度，溫度高，反應(yīng)速率加快，所以該工藝采用較高的溫度；提高壓力，有利于反應(yīng)平衡向生成氨的方向移動，同時反應(yīng)速率隨壓力升高而加速，有利于氣體合成率的提高。但是壓力提高后，給設(shè)備制造成本和維修都會帶來困難，增加能耗。綜上所述，反應(yīng)平衡和反應(yīng)速度受壓力和溫度的影響比較大，所以權(quán)衡利弊，選擇最佳的合成氨工藝的工藝條件為溫度400～500℃，壓強(qiáng)20～50MPa，使用鐵觸媒作為催化劑。15．全球性大氣污染問題主要有哪些？化學(xué)學(xué)科怎樣在治理大氣污染中發(fā)揮作用？答：（1）全球性大氣污染問題主要有酸雨、全球氣候變暖與臭氧層的破壞等。（2）化學(xué)學(xué)科在治理大氣污染中發(fā)揮的作用如下①化學(xué)學(xué)科中的環(huán)境化學(xué)主要研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法。根據(jù)環(huán)境化學(xué)的原理，機(jī)內(nèi)凈化是解決排放污染的根本途徑，從化學(xué)方面是催化凈化法，關(guān)鍵是尋找耐高溫的高效催化劑，完成CO的氧化和NO2的還原反應(yīng)。②化學(xué)學(xué)科中的綠色化學(xué)是一種以保護(hù)環(huán)境為目標(biāo)來設(shè)計、生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的一門新興學(xué)科，是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。它用化學(xué)的技術(shù)和方法減少或消滅那些對人類健康、安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的產(chǎn)生和使用。（二）習(xí)題1．是非題（1）ΔrS為正值的反應(yīng)均是自發(fā)反應(yīng)。（）【答案】錯【解析】對于孤立系統(tǒng)，ΔrS＞0，反應(yīng)才自發(fā)。（2）某一給定反應(yīng)達(dá)到平衡后，若平衡條件不變，分離除去某生成物，待達(dá)到新的平衡后，則各反應(yīng)物和生成物的分壓或濃度分別保持原有定值。（）【答案】錯【解析】任一種物質(zhì)的分壓或濃度都會發(fā)生變化（分離出產(chǎn)物使平衡向生成更多產(chǎn)物的方向移動），但對某一化學(xué)計量方程式，各產(chǎn)物與反應(yīng)物以其化學(xué)計量數(shù)為指數(shù)的分壓或濃度之乘積的比值（即Kp或Kc）保持定值。（3）對反應(yīng)系統(tǒng)由于化學(xué)方程式兩邊物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)（絕對值）的總和相等，所以增加總壓力對平衡無影響。（）【答案】錯【解析】壓力對平衡移動的影響只考慮氣態(tài)物質(zhì)，固體不計其內(nèi)，該反應(yīng)的氣態(tài)物質(zhì)在方程式的左右兩邊不相等。（4）上述（3）中反應(yīng)達(dá)到平衡后，若升高溫度，則正反應(yīng)速率增加，逆反應(yīng)速率減小。結(jié)果平衡向右移動。（）【答案】錯【解析】該反應(yīng)ΔrH＞0，為吸熱反應(yīng)，溫度升高平衡正向移動。但升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增加。（5）反應(yīng)的級數(shù)取決于反應(yīng)方程式中反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)（絕對值）。（）【答案】錯【解析】基元反應(yīng)符合質(zhì)量作用定律，與反應(yīng)方程式中反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)（絕對值）有關(guān)，但非基元反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)由實驗確定。（6）催化劑能改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的ΔrGΘm。（

）【答案】對【解析】ΔrGΘm是反應(yīng)的固有值，不受催化劑影響。（7）在常溫常壓下，空氣中的N2和O2能長期存在而不化合生成NO。熱力學(xué)計算表明N2（g）＋O2（g）＝2NO（g）的ΔrGΘm（298.15K）＞＞0，則N2和O2混合氣必定也是動力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。（）【答案】對【解析】大氣中有N2和O2，只有極少NO的事實，熱力學(xué)判斷該條件下此反應(yīng)非自發(fā)，則必定是熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)，一個熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)必然也是動力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。（8）已知CCl4不會與H2O反應(yīng)，但的ΔrGΘm（298.15K）＝-379.93kJ·mol-1，則該反應(yīng)系統(tǒng)必定是熱力學(xué)不穩(wěn)定而動力學(xué)穩(wěn)定的系統(tǒng)。（）【答案】對【解析】CCl2和H2O的不相溶性，使四氯化碳成為優(yōu)良的萃取劑及有機(jī)溶劑而得以廣泛應(yīng)用。2．選擇題（1）真實氣體行為接近理想氣體性質(zhì)的外部條件是（）。A．低溫高壓B．高溫低壓C．低溫低壓D．高溫高壓【答案】B（2）某溫度時，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，則反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KΘ2等于（

）。A．B．C．4×10-2【答案】B【解析】，則。（3）升高溫度可以增加反應(yīng)速率，最主要是因為（）。A．增加了分子總數(shù)B．增加了活化分子的百分?jǐn)?shù)C．降低了反應(yīng)的活化能D．促進(jìn)平衡向吸熱方向移動【答案】B【解析】溫度升高，活化分子的百分?jǐn)?shù)增大，反應(yīng)速率增大。（4）已知汽車尾氣無害化反應(yīng)的ΔrHΘm（298.15K）＜＜

0，要有利于取得有毒氣體NO和CO的最大轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是（）。A．低溫低壓B．高溫高壓C．低溫高壓D．高溫低壓【答案】C【解析】該反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，因此可以通過加壓和降溫來促進(jìn)反應(yīng)向正方向進(jìn)行。（5）溫度升高而一定增大的量是（）。A．ΔrGΘmB．吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)KΘC．液體的飽和蒸氣壓D．反應(yīng)的速率常數(shù)k【答案】BCD【解析】A項，由ΔrGΘm-T圖可知，不同物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯自由能變與溫度關(guān)系呈正相關(guān)或負(fù)相關(guān)；B項，溫度升高，吸熱反應(yīng)向正方向移動，平衡常數(shù)KΘ增大；C項，溫度升高，飽和蒸汽分子內(nèi)能增大，分子間相對運(yùn)動加大，導(dǎo)致蒸汽體積膨脹，液體的飽和蒸氣壓增大；D項，溫度升高，分子運(yùn)動加劇，活化分子百分?jǐn)?shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)k增大。（6）一個化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時，下列說法中正確的是（）。A．各物質(zhì)的濃度或分壓不隨時間而變化B．ΔrGΘm＝0C．正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)相等D．如果尋找到該反應(yīng)的高效催化劑，可提高其平衡轉(zhuǎn)化率【答案】A【解析】各物質(zhì)的濃度或分壓不隨時間而變化是化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時的標(biāo)志。3．填空題（1）對于反應(yīng)：若升高溫度（例如升高100K），則下列各項將如何變化？（填寫：不變；基本不變；增大或減小。）ΔrHΘm

，ΔrSΘm

，ΔrGΘm

，KΘ

，

，

。（2）對于下列反應(yīng)若增加總壓力、升高溫度或加入催化劑，則反應(yīng)速率常數(shù)和、反應(yīng)速率和以及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KΘ、平衡移動的方向等將如何變化？分別填入表2-2-1中。表2-2-1（3）造成平流層臭氧層破壞的主要物質(zhì)有

；主要的溫室氣體有

，形成酸雨的大氣污染物主要是

和

?！敬鸢浮浚?）基本不變；基本不變；增大；減??；增大；增大（2）答案如表2-2-2所示。表2-2-2（3）CFC、哈龍、N2O、NO、CCl4、CH4；CO2、CH4、N2O、CFC、O3；SO2；NOx4．不用查表，將下列物質(zhì)按其標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵SΘm（298.15K）值由大到小的順序排列，并簡單說明理由。（1）K（s）（2）Na（s）（3）Br2（l）（4）Br2（g）（5）KCl（s）答：物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵特征為：①同一物質(zhì)（Br2）氣態(tài)時的熵大于液態(tài)；②一般（相對分子質(zhì)量相近時）液體的熵大于固體物質(zhì)的熵；③一般說來，當(dāng)溫度和聚集狀態(tài)相同時，分子或晶體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜（內(nèi)部微觀粒子較多）的物質(zhì)的熵大于分子或晶體結(jié)構(gòu)較簡單（內(nèi)部微觀粒子較少）的物質(zhì)的熵。K（s）和Na（s）的原子結(jié)構(gòu)屬同一族，K的結(jié)構(gòu)較Na的復(fù)雜。所以，SΘm（298K）的值由大到小的順序為：（4）Br2（g）＞（3）Br2（l）＞（5）KCl（s）＞（1）K（s）＞（2）Na（s）。5．定性判斷下列反應(yīng)或過程中熵變的數(shù)值是正值還是負(fù)值。（1）溶解少量食鹽于水中；（2）活性炭表面吸附氧氣；（3）碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳。答：（1）熵變?yōu)檎?；?）熵變?yōu)樨?fù)值；（3）熵變?yōu)檎怠?．根據(jù)下列兩個反應(yīng)及其ΔrGΘm（298.15K）值，計算Fe3O4（s）在298.15K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布新函數(shù)。解：Fe生成Fe3O4的反應(yīng)為①②4×式①＋式②可得③1/3×式③即為④故7．通過熱力學(xué)計算說明水結(jié)冰過程在298.15K時的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時能否自發(fā)進(jìn)行。已知冰在298.15K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)為-236.7kJ·mol-1。解：反應(yīng)中各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)如下故在298K的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時，水結(jié)冰的過程不能自發(fā)進(jìn)行。8．試用書末附錄3中的標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計算下列反應(yīng)的ΔrSΘm（298.15K）和ΔrGΘm（298.15K）。（1）（2）（3）（4）解：（1）ΔrSΘm（298.15K）和ΔrGΘm（298.15K）的計算過程如下由上述數(shù)據(jù)可得（2）ΔrSΘm（298.15K）和ΔrGΘm（298.15K）的計算過程如下（3）ΔrSΘm（298.15K）和ΔrGΘm（298.15K）的計算過程如下（4）ΔrSΘm（298.15K）和ΔrGΘm（298.15K）的計算過程如下9．用錫石（SnO2）制取金屬錫，有建議可用下列幾種方法：（1）單獨(dú)加熱礦石，使之分解；（2）用碳（以石墨計）還原礦石（加熱產(chǎn)生CO2）；（3）用H2（g）還原礦石（加熱產(chǎn)生水蒸氣）。今希望加熱溫度盡可能低一些。試采用標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)數(shù)據(jù)，通過計算說明采用何種方法為宜。解：（1）單獨(dú)加熱礦石SnO2使之分解的溫度條件估算如下依據(jù)可得（2）用碳還原礦石的溫度估算如下（3）用H2還原礦石的溫度估算如下由計算結(jié)果可知，用H2還原可使分解溫度最低，故選用H2還原錫石制取金屬錫。10．糖在新陳代謝過程中所發(fā)生的總反應(yīng)可表示為若在人體內(nèi)實際上只有30%的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)可轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γǚ求w積功），則一食匙（3.8g）糖在體溫37℃時進(jìn)行新陳代謝，可以做多少功？解：該反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下所示轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γǚ求w積功）wˊ為因此，糖在體溫37℃時進(jìn)行新陳代謝可以做功19.3kJ。11．計算利用水煤氣制取合成天然氣的下列反應(yīng)在523K時（近似）的KΘ值。解：反應(yīng)中溫度T＞373K，H2O為氣體?？衫霉酱牖瘜W(xué)熱力學(xué)數(shù)據(jù)，先求出反應(yīng)的ΔrGΘm（523K），即解得12．某溫度時8.0molSO2和4.0molO2在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)生成SO3氣體，測得起始和平衡時（溫度不變）系統(tǒng)的總壓力分別為300kPa和220kPa。試計算該溫度時反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)和SO2的轉(zhuǎn)化率。解：設(shè)平衡時SO3的物質(zhì)的量為xmol，有在恒溫恒容條件下，系統(tǒng)總壓與系統(tǒng)的總物質(zhì)的量成正比。故解得x＝6.4。平衡時各物質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為根據(jù)分壓定律，各氣體平衡時的分壓分別為解得13．已知下列反應(yīng)：在740K時的KΘ＝0.36。若在該溫度下，在密閉容器中將1.0molAg2S還原為Ag，試計算最少需用H2的物質(zhì)的量。解：設(shè)最少需用H2的物質(zhì)的量xmol。因在定溫定壓下，氣體的分壓之比為其物質(zhì)的量之比。故解得x＝3.8，最少需用H2的物質(zhì)的量為3.8mol。14．已知下列反應(yīng)；標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為。；標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為。在不同溫度時反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)值如表2-2-3所示。表2-2-3試計算在上述各溫度時反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KΘ，并說明此反應(yīng)是吸熱還是放熱的。解：設(shè)反應(yīng)為①②式①-式②得③根據(jù)多重平衡規(guī)則，有各不同溫度下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)值如表2-2-4所示。表2-2-4從計算結(jié)果可知，當(dāng)溫度升高時，KΘ3值增大，故反應(yīng)③是吸熱反應(yīng)。15．已知反應(yīng)在298.15K時的，求在500K時的KΘ2。解：根據(jù)范特霍夫等壓方程式得解得。16．采用標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)函數(shù)估算：在873K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。若此時系統(tǒng)中各組分氣體的分壓為計算該條件下的摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)，并判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。解：反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)為解得KΘ（873K）＝0.54。因為，故此條件反應(yīng)向正方向進(jìn)行。17．對于一個在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下是吸熱、熵減的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時，根據(jù)呂·查德里原理判斷，反應(yīng)將向吸熱的正方向移動；而根據(jù)公式判斷，ΔrGΘm將變得更正（正值更大），即反應(yīng)更不利于向正方向進(jìn)行。在這兩種互相矛盾的判斷中，哪一種是正確的？請說明原因。答：前一種判斷是正確的。當(dāng)溫度改變時，應(yīng)用KΘ來判斷平衡移動的方向。從式可知，KΘ隨T的變化率只與ΔrHΘm有關(guān)。當(dāng)ΔrHΘm＞0，即吸熱反應(yīng)，T升高，KΘ變大，反應(yīng)將向正方向（即吸熱方向）移動。18．下列反應(yīng)在一定溫度范圍內(nèi)為基元反應(yīng)：（1）寫出該反應(yīng)的速率方程。（2）該反應(yīng)的總級數(shù)是多少？（3）其他條件不變，如果將容器的體積增加到原來的2倍，反應(yīng)速率如何變化？（4）如果容器體積不變而將NO的濃度增加到原來的3倍，反應(yīng)速率又將怎樣變化？解：（1）由于反應(yīng)為元反應(yīng)，據(jù)質(zhì)量作用定律有（2）反應(yīng)的總級數(shù)為n＝2＋1＝3。（3）其他條件不變，容器的體積增加到原來的2倍時，反應(yīng)物的濃度則降低為原來的1/2，有即反應(yīng)速率為原來的1/8。（4）若NO的濃度增加為原來的3倍時，則有即反應(yīng)速率增加為原來的9倍。19．已知某藥物是按一級反應(yīng)分解的，在25℃分解反應(yīng)速率常數(shù)。該藥物的起始濃度為94單位/cm3，若其濃度下降至45單位/cm3就無臨床價值，不能繼續(xù)使用。問該藥物的有效期應(yīng)當(dāng)定為多長？解：根據(jù)式可得故該藥物的有效期應(yīng)定為3.52×104h。20．根據(jù)實驗結(jié)果，在高溫時焦炭中碳與二氧化碳的反應(yīng)：其活化能為167.41kJ·mol-1，計算自900K升高到1000K時反應(yīng)速率的變化。解：由反應(yīng)速率的關(guān)系可得解得，即1000K時的反應(yīng)速率增加到900K時的9.4倍。21．將含有0.1mol·dm-3Na2S2O3和0.1mol·dm-3Na2S2O3的溶液與過量的稀硫酸溶液混合均勻，產(chǎn)生下列反應(yīng)：今由實驗測得在17℃時，從混合開始至溶液剛出現(xiàn)黃色的As2S3沉淀共需時1515s；若將上述溶液溫度升到27℃，重復(fù)實驗，測得需時500s。試求該反應(yīng)的活化能。解：該反應(yīng)在17℃（290K）時所需時間為t1＝1515s，27℃（300K）時所需時間t2＝500s。因反應(yīng)速率與反應(yīng)所需時間成反比，故可得解得該反應(yīng)的活化能為：22．在沒有催化劑存在時，H2O2的分解反應(yīng)為：該反應(yīng)的活化能為75kJ·mol-1。當(dāng)有鐵催化劑存在時，該反應(yīng)的活化能降低到54kJ·mol-1。計算在298K有無催化劑存在時反應(yīng)速率的比值。解：設(shè)無催化劑存在時，該反應(yīng)的活化能為，反應(yīng)速率為v1；使用鐵催化劑時反應(yīng)的活化能為，反應(yīng)速率為v2。依據(jù)阿侖尼烏斯公式：，在相同溫度和其他條件下，有故兩反應(yīng)速率的比值為v2/v1＝4.8×103。23．對于制取水煤氣的下列平衡系統(tǒng)：；問：（1）欲使平衡向右移動，可采取哪些措施？（2）欲使正反應(yīng)進(jìn)行得較快且較完全（平衡向右移動）的適宜條件如何？這些措施對KΘ、k（正）和k（逆）的影響各如何？解：（1）根據(jù)呂·查德里原理，欲使平衡向右移動，可采取的措施為：①增加H2O（g）的分壓（