物理化学上册习题解（天津大学第五版）
（3）所以本题所给反应的标准摩尔反应焓为
???rHm(298.15K)??rUm(298.15K)???B(g)?RT ?{-5149kJ?(-2)?8.314?298.15?10-3}kJ?mol?1 ?-5154kJ?mol-1???CHm??rHm?-5154kJ?mol-1
2-34 应用附录中有关物质在25℃的标准摩尔生成焓的数据，计算下列反应的
??(298.15K)。 ?rHm(298.15K)?rUm（1） 4NH3（g）+5O2（g） 4NO（g）+6H2O（g）
（2） 3NO2（g）+ H2O（l） 2HNO3（l）+NO（g） （3） Fe2O3（s）+3C（石墨）2Fe（s）+3CO（g） 解：计算公式如下：
?????rHm???B??fHm(B,?,T)；?rUm??rHm???B(g)?RT
?（1）?rHm(298.15K)?{4?90.25?6?(?241.818)?4?(?46.11)?kJ?mol?1
??905.468kJ?mol?1??905.47kJ?mol?1
??rUm(298.15K)??905.47?1?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1 ??907.95kJ?mol?1
???（2）?rHm(298.15K)??2?(?174.10)?90.25?(3?33.18?285.83)?kJ?mol?1
= ?71.66kJ?mol?1
??rUm(298.15K)??71.66?(?2)?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1 ??66.70kJ?mol?1
???（3）?rHm(298.15K)??3?(?110.525)?(?824.2)?kJ?mol?1= 492.63kJ?mol?1
??rUm(298.15K)?492.63?3?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1?485.19kJ?mol?1
??2-35 应用附录中有关物质的热化学数据，计算25℃时反应
2CH3OH(l)?O2(g) HCOOCH3(l)?2H2O(l)
的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25℃的标准摩尔生成焓数据；
?（2）应用25℃的标准摩尔燃烧焓数据。 ?fHm(HCOOCH3,l)??379.07kJ?mol?1。
解：（1）2CH3OH(l)?O2(g) HCOOCH3(l)?2H2O(l)
?????rHm?2??fHm(H2O,l)+?fHm(HCOOCH3,l)-2??fHm(CH3OH,l)
=｛2×（-285.830）+（-379.07）-2×（-238.66）｝kJ·mol
-1
= - 473.52 kJ·mol
???（2）?rHm?2??CHm(CH3OH,l)-?CHm(HCOOCH3,l)
-1
=｛2×（-726.51）-（-979.5）｝kJ·mol
-1
= - 473.52 kJ·mol
21
-1
物理化学上册习题解（天津大学第五版）
??2-36 （1）写出同一温度下下，一定聚集状态分子式为CnH2n的物质的?fHm与其?cHm之间的
关系。
??2（2）若25℃下环丙烷CH2·CH2·CH（g）的?cHm求该温度下环丙烷的?fHm。 ??2091.5kJ?mol?1，
解：（1）CnH2n的物质进行下述反应：
CnH2n?4nO(g)nCO2(g)?nH2O2
??????cHm(CnH2n)??rHm?n?fHm(H2O,l)?n?fHm(CO2g)??fHm(CnH2n)
??故有
?????fHm(CnH2n)??cHm(CnH2n)?n?fHm(H2O,l)??fHm(CO2g)
??（2）常压恒定温度25℃的条件下，环丙烷进行下述反应：
CH2·CH2·CH213CO(g)?3H2O(l) ?O2(g)4???rHm(298.15kK)?3?fHm(CO2,298.15kK)
?? ?3?fHm(H2O,l,298.15kK)??fHm(环丙烷，g,298.15kK)
??? ?fHm(环丙烷，g,298.15kK)?3?fHm(CO2,g,298.15K) ?3?fHm(H2O,l,298.15K)??rHm(298.15K)??
?{3?(?393.51)?3?(?285.83)?(?2091.5)}kJ?mol?1?53.48kJ?mol?1
?2-37 已知25℃甲酸乙酯（HCOOCH3，l）的标准摩尔摩尔燃烧焓?cHm为-979.5 kJ?mol?1，
甲酸乙酯（HCOOCH3，l）、甲醇（CH3OH，l）、水（H2O，l）及二氧化碳（CO2，g）的标准摩尔生成焓数据?fHm分别为-424.72kJ?mol?1，-238.66kJ?mol?1，-285.83kJ?mol?1及-393.509kJ?mol?1。应用这些数据求25℃时下列反应的标准摩尔反应焓。
?HCOOH(l)?CH3OH(l) HCOOCH3(l)?H2O(l)
?解：（1）先求?fHm(HCOOCH3,l)
HCOOCH3(l)?2O2(g) 2CO2(g)?2H2O(l)
?????rHm?2??fHm(HCOOCH3,l) (CO2,g) + 2×?fHm(H2O,l)-?fHm?? ?rHm=?CHm(HCOOCH3,l)
所以有
????(HCOOCH3,l) (H2O,l)-?CHm?fHm(HCOOCH3,l)=2??fHm(CO2,g) + 2×?fHm22
物理化学上册习题解（天津大学第五版）
=｛2×（-393.509）+2×（-285.83）-（-979.5）｝kJ·mol
-1
= - 379.178 kJ·mol （2）HCOOH(l)?CH3OH(l) HCOOCH3(l)?H2O(l)
-1
????rHm??fHm(HCOOCH3,l)+?fHm(HO2,l)
??-?fHm(HCOOH,l)-?fHm(CH3OH,l)
=｛（-379.178）+（-285.83）-（-424.72）-（-238.66）｝kJ·mol
-1
= - 1.628 kJ·mol
2-38 已知CH3COOH（g）、CO2（g）和CH4（g）的平均定压热容Cp,m分别为52.3 J·mol·K，
-1
-1
-1
31.4 J·mol·K，37.1 J·mol·K。试由附录中各化合物的标准摩尔生成焓计算1000K时下列
?反应的?rHm。
-1-1-1-1
CH3COOH（g）CH4（g）+CO2（g）
解：由附录中各物质的标准摩尔生成焓数据，可得在25℃时的标准摩尔反应焓
???rHm(298.15K)???B??fHm(298.15K)
?1?{?74.81?393.51?(?432.2)}kJ?mol?1??36.12kJ?mol题给反应的 ?rCp,m???BCp,m,B=（37.7+31.4-52.3）J·mol·K= 16.8J·mol·K 所以，题给反应在1000K时的标准摩尔反应焓
???rHm(1000K)??rHm(298.15K)??1000K298K-1-1-1-1
?rCpdT
-3
-1
-1
={-36.12+16.8×（1000-298.15）×10}kJ·mol= -24.3kJ·mol
2-39 对于化学反应
CH4(g)?H2O(g) CO(g)?3H2(g)
应用附录中各物质在25℃时标准摩尔生成焓数据及摩尔定压热容与温度的函数关系式： （1）将?rHm(T)表示成温度的函数关系式； （2）求该反应在1000K时的?rHm。
解：为求?rHm(T)的温度函数关系式，查各物质的定压摩尔热容为 H2：C?p,m=26.88J·mol·K+4.374×10J·mol·K-0.3265×10J·mol·K
-1
-1
-3
-1
-2
-6
-1
-3
???CO：C?p,m=26.537J·mol·K+7.6831×10J·mol·K-1.172×10J·mol·K
-1
-1
-3
-1
-2
-6
-1
-3
H2O（l）：C?p,m=29.16J·mol·K+14.49×10J·mol·K-2.022×10J·mol·K
-1
-1
-3
-1
-2
-6
-1
-3
CH4（g）：C?p,m=14.15J·mol·K+75.496×10J·mol·K-17.99×10J·mol·K
-1
-1
-3
-1
-2
-6
-1
-3
23
物理化学上册习题解（天津大学第五版）
?a???BaB=63.867 J·mol-1·K-1;
B?b???BbB= - 69.2619 J·mol-1·K-1
B?c???BcB= - 69262 J·mol-1·K-1
B再查298.15K时的各物质的标准摩尔生成焓，求?rHm(295.15K)：
?????rHm(295.15K)=?fHm(CO,g)-?fHm(H2O,g)-?fHm(CH4,g)
? =｛（-110.525）-（-74.81）-（-241.818）｝kJ·mol = 206.103 kJ·mol 根据基希霍夫公式
-1-1
?rHm(T)=?rHm(295.15K)+? =?rHm(295.15K)+
????T298.15KT?rC?p,mdT
(?a??bT??cT2)dT
?298.15K =?rHm(295.15K)+?a(T?298.15)+
?11?b{T2?(298.15)2}+?b{T3?(298.15)3} 23将?rHm(295.15K)，?a，?b，?c的数据代入上式，并整理，可得
??rHm(T)={189982+63.867（T/K）
-34.6310×10（T/K）+5.9535×10（T/K）} J·mol （2）将1000K代入上式计算得
??rHm(T)= 225.17 k J·mol-1
-32 -63-1
2-40 甲烷与过量50%的空气混合，为使恒压燃烧的最高温度能达2000℃，求燃烧前混合气体
应预热到多少摄氏度？
计算中N2、O2、H2O（g）、CH4（g）、CO2平均定压摩尔热容Cp,m分别为33.47、33.47、41.84、75.31、54.39J·mol·K，所需其他数据见附录。 解：根据题意画出如下方框图： 据题意可画出下列方框图： 7979CH（+2O（+O2+3N2 绝热、恒压 N2 CO（+2 H2O（g）+O2+34g）2g）2g）2121△H =0 t 2000℃ △H1 △H2 7979CH（+2O（+O2+3N2 N2 CO（+2 H（g）+O4g）2g）2g）2O2+3 2121θ△rHm（298K） 25℃ 25℃ 24
-1
-1