1．区别下列符号的意义。

H：系统的状态函数，焓，定义为H=U+pV,无具体物理意义。

ΔH：系统焓的改变值，物理意义为在定压，只做体积功的情况下，系统与环境交换的热。

θ?rHm：标准条件下，当产物与反应物温度相同时，化学反应过程中系统只做体积功，且反应

在定压条件下按照所给定的方程式完全反应，此时的反应热。

θ：在温度T时，由参考状态的单质完全生成1mol物质B时的标准摩尔焓变。 ?fHmS：系统的状态函数，熵，代表系统的混乱度。

θ：标准状态下，物质B的摩尔熵。 ?Smθ?rSm：反应的标准摩尔熵，标准状态下，化学反应按照给定方程式完全反应系统的熵变。

G：系统的状态函数，吉布斯自由能，定义为G=H-TS,无具体物理意义。

?rGm：化学反应的吉布斯自由能变，即该反应能对外所的最大非体积功。

θ?rGm：标准状态下，化学反应的吉布斯自由能变。 θ：标准摩尔生成反应的吉布斯自由能变。 ?fGm2．若将合成氨反应的化学计量方程式分别写成 N2(g ) +3H2(g)==2NH3(g) 和

1N2(g ) 23+H2(g)==NH3(g) ，二者的ΔrHmθ和ΔrGmθ是否相同？两者间有何关系？ 2答：不相同，这些符号都与热力学方程式的写法有关。

θθ ΔrHm,1?2ΔrHm,2θθΔrGm,1?2ΔrGm,2

四、计算题

θθ1．由附录查出298 K时有关的ΔfHm数值，计算下列反应的ΔrHm（已知：

θΔfHm(N2H4,1)?50.63 kJ?mol-1）。

（1）N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)

1（2）H2O(l)+O2(g)===H2O2(g)

2（3）H2O2(g)===H2O2(l)

θθ不查表，根据上述3个反应的ΔrHm，计算下列反应的ΔrHm。

N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l)

解：（1）－（3）×2得（4） （4）－（2）×2即得所求式。

θ查表计算得?rHm,(1)??622.33kJ?mol?1

θ?rHm,(2)?149.74kJ?mol?1 θ?rHm,(3)??51.50kJ?mol?1 θ?rHm,(4)1??818.8kJ?mol?1

2．甘氨酸二肽氧化反应为

3O2(g)+C4H8N2O3(s)===H2NCONH2(s)+3CO2(g)+2H2O(l)

θθΔfHm(C4H8N2O3,s)??745.25 kJ?mol-1;ΔfHm(H2NCONH2,s)??333.17 kJ?mol-1

计算：（1）298 K时，甘氨酸二肽氧化反应的标准摩尔焓。

（2）298 K及标准状态下，1g固体甘氨酸二肽氧化时放热多少？

θ解：（1）已知?fHm(C4H8N2O3,s)=-745.25kJ?mol-1 θ?fHm(H2NCONH2,s)=--333.17kJ?mol-1 θ?fHm(CO2,g)=-393.51kJ?mol-1

θ?fHm(H2O,l)=-285.85kJ?mol-1

所以 3O2(g)+C4H8N2O3(s)=H2NCONH2(s)+3CO2(g) +2H2O(l)

θθθθθ?fHm=[?fHm(H2NCONH2,s)+3×?fHm(CO2,g)+2×?fHm(H2O,l)]-?fHm(C4H8N2O3,s)

=-1340.15kJ?mol-1

（2）因为 M(C4H8N2O3)＝132g?mol-1，所以1gC4H8N2O3氧化时放热： (1340.15÷13)kJ＝10.15kJ

3．关于生命起源的各种理论中，总要涉及动植物体内的一些复杂的化合物能否自发地由

θ简单化合物转化得来。例如，298 K及标准状态下，计算下列反应的ΔrGm，判断尿素能否

由二氧化碳和氨自发反应得来。反应：

θCO2(g)+2NH3(g)===(NH2)2CO(s)+H2O(l)，((NH2)2CO,s)??197.15 kJ?mol-1） （已知ΔfGm解：

CO2(g)+2NH3(g)===(NH2)2CO(s)+H2O(l)θθθθθΔrGm?[ΔfGm((NH2)2CO,s)+ΔfGm(H2O,l)]?[ΔfGm(CO2,g)+2ΔfGm(NH3,g)]?[(?197.15kJ?mol?1)?(?237.14kJ?mol?1)]?[(?394.38kJ?mol?1)?2?(?16.12kJ?mol?1)] ?(?434.29kJ?mol?1)?(?426.62kJ?mol?1)θΔrGm?0,反应自发进行，说明氨和CO2能合成尿素。4．定压下苯和氧反应：C6H6(l)+15在25℃和标准状态下，0.25 moO2(g)===6CO2(g)+3H2O(l)。

2液态苯与氧反应放热816.91 kJ，求1 mol液态苯和氧反应时焓变和热力学能变。

θ解：?rHm??816.96kJ?1mol??3267.64kJ?mol-1

0.25mol?1215?θθ?rUm??rHm??nRT??3267.64kJ-???mol?8.341J?K-1?298K?10-3kJ?J-1

2??2=－3263.92kJ

5．已知下列反应的标准摩尔焓

θ??393.51 kJ?mol-1 （1）C（石墨,s）+O2(g) ==== CO2(g) ΔrHm,11θ??285.85 kJ?mol-1 （2）H2(g)+O2(g)===H2O(l)ΔrHm,227θ??1788.2 kJ?mol-1 （3）CH3COOCH3(l)+O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l)ΔrHm,32计算乙酸甲酯(CH3COOCH3,l)的标准摩尔生成焓。 解：乙酸甲酯的标准摩尔生成反应为

3C（石墨，s）+O2（g）+3H2（g）=CH3COOCH3（l）

根据盖斯定律，题中所给的反应式(1)×3＋(2)×3－(3)即为CH3COOCH3的生成反应，所以

?????fHm(CH3COOCH3,l)?3?rHm,1?3?rHm,2??rHm,3

=3×（－393.51kJ·mol－1）+3×（－285.85kJ·mol－1）－（－1788.2kJ·mol－1） =－249.88kJ·mol－1

6．葡萄糖在酵母菌等的作用下，经过下列发酵反应生成乙醇：

C6H12O6(s)→葡萄糖-6-磷酸→果糖-6-磷酸→甘油醛-3-磷酸→2CH3CH2OH(l)+2CO2(g)。查

θ附录，计算标准状态和298 K时全发酵过程的标准摩尔焓ΔrHm。（各物质的溶解热可忽略，θ(C6H12O6,s)??1274.4kJ?mol?1） 已知葡萄糖的?fHm解：因为葡萄糖的全发酵过程的方程式可写为 C6H12O6 (s) = 2CH3CH2OH (l) + 2CO2 (g)

θθθθ?2?fHm(CH3CH2OH,l)?2ΔfHm(CO2,g)?ΔfHm(C6H12O6,s) 所以?rHm=2×（－276.98 kJ·mol-1）+2×（－393.51 kJ·mol-1）－（－1274.4kJ·mol-1） =2615.38 kJ·mol-1

7．液态乙醇的燃烧反应：C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)

利用教材附录提供的数据，计算298 K和标准状态时，92g液态乙醇完全燃烧放出的热量。 解：反应C2H5OH(l)＋3O2（g）=2CO2(g)＋3H2O（l）是乙醇的完全燃烧反应

θθmol1 则：ΔrHm?ΔcHm(C2H5OH,l)??1366.75 kJ·

－

M (C2H5OH) = 46 g·mol-1，则

92g－1

，=2mol×（－1366.75kJ·mol）=－2733.5kJ ?2mol?H?146g?mol8．大力神火箭发动机采用液态N2H4和气体N2O4作燃料，反应产生的大量热量和气体推动火箭升高。反应为

2N2H4(l)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)

θ利用有关数据，计算反应在298 K时的标准摩尔焓ΔrHm。若该反应的热能完全转变为使100 θ kg重物垂直升高的位能，试求此重物可达到的高度（已知：。 ΔfHm(N2H4,l)?50.63 kJ?mol-1）

θ解：根据反应2N2H4 (l) ＋N2O4 (g) = 3N2 (g) + 4H2O(g) 计算其反应的标准摩尔焓ΔrHm。

θθθθθΔrHm?3ΔfHm(N2,g)?4ΔfHm(H2O,g)?2ΔfHm(N2H4,l)?ΔfHm(N2O4,g)

= 0+ 4×（－241.84kJ·mol－1）－2×50.63 kJ·mol－1－9.66 kJ·mol－1 = －1078.28 kJ·mol－1

设重物可达到的高度为h，则它的位能为mgh = 100 kg×9.8 m·s－2·h=980 Nh 根据能量守恒定律

980Nh=1078.3×103J ， h=1100m

9．植物体在光合作用中合成葡萄糖的反应可近似表示为

6CO2(g)+6H2O(l)===C6H12O6(s)+6O2(g)

计算该反应的标准摩尔吉布斯自由能，并判断反应在298 K及标准状态下能否自发进行

θ(C6H12O6,s)?-910.5kJ?mol-1）（已知葡萄糖的ΔfGm。

解：6CO2 (g)＋6H2O（l）=C6H12O6 (g)+6O(g)

θθθθθΔrGm?ΔfGm(C6H12O6,s)?6ΔfGm(O2,g)?6ΔfGm(CO2,g)?6ΔfGm(H2O,l)