湖南理工学院无机化学课件之复习题第二章--化学反应的一般原理1

第二章 化学反应的一般原理

习题1

化学热力学基础部分1

?????G?H?Srmrmrm1.应用公式(T)=(T)-T(T)，计算下列反应的?rHm(298.15K)值，并判断

反应在298.15K及标准态下能否自发向右进行。

8Al(s)+3Fe3O4(s)→4A12O3(s)+9Fe(s)

2.通过计算说明下列反应：

12CuO(s)→Cu2O(s)+2O2(g)

(1)在常温(298.15K)、标准态下能否自发进行？ (2)在700K时、标准态下能否自发进行？

3.写出下列反应的平衡常数Kc、Kp、K的表达式： (1)CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)

13(2)NH3?2N2(g)+2H2(g)

?(3)CaCO3(s)?CaO(s)+CO2(g) (4)A12O3(s)+3H2(g)?2Al(s)+3H2O(g) 4.298.15K时，下列反应：

2H2O2(l)?2H2O(l)+O2(g)的?rHm=-196.10kJ·mol-1，?rSm=125.76kJ·ml-1·K-1。 试分别计算该反应在298.15K和373.15K的K值。 5.试判断下列反应： N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)

(1)在298.15K、标准态下能否自发进行。 (2)计算298.15K时该反应的K值。

6. 在294.8K时反应：NH4HS(s)?NH3(g)+H2S(g) K=0.070，求： (1)平衡时该气体混合物的总压。

(2)在同样的实验中，NH3的最初分压为25.3kPa时，H2S的平衡分压为多少?

7. 将NO和O2注入一保持在673K的固定容器中，在反应发生以前，它们的分压分别为：p(NO)=101kPa，p(O2)=286kPa。当反应：2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)达平衡时，p(NO2)=79.2kPa。

??Grm计算该反应的K和值。

??????

答案

1. 8Al(s)?3Fe3O4(s)?4Al2O3(s)?9Fe(s)

??fHm/KJ?mol?1 0 -1118.4 -1675.7 0

?Sm/J?mol?1?K?128.33 146.4 50.92 27.28

??rHm(298)?9?0?4?(?1675.7)?0?3?146.4??3347.6KJ?mol?1

??rSm(298)?9?28.27?4?50.92?8?28.33?3?146.4??216.64J?mol?1?K?1

????rGm(298)? ?rHm(298)?298.15??rSm(298)??3347.6?298.15?(?216.64)?103??3283.0KJ?mol?1?0∴反应在298K及标态下自发进行。

12CuO(s)?Cu2O(s)?O2(g)22.（1）

??fGm/KJ?mol?1 -129.7 -146.0 0

??rGm(298)?(?146.0)?2?(?129.7)?113.4KJ?mol?1?0

∴在298K及标态下不能自发进行。

12CuO(s)?Cu2O(s)?O2(g)2（2）

??fHm/KJ?mol?1 -157.3 168.6 0

?Sm/J?mol?1?K?1 42.63 93.14 205.138

??rHm(298)?(?168.6)?2?(?157.3)?146KJ?mol?1

??rSm(298)?93.14?205.138/2?2?42.63?110.449J?mol?1?K?1

????rGm(298)? ?rHm(298)?T?rSm(298)?146?700?110.449?68.69KJ?mol?1?0

∴700K，标态反应下不能自发进行。

3（1）CH4(g)?H2O(g)?CO(g)?3H2(g)

[p(CO)/p?]?[p(H2)/p?]3K?[p(CH4)/p?]?[p(H2O)/p?]

?（2）

NH3(g)?31H2(g)?N2(g)22

K??[p(N2)/p]?[p(H2)/p][p(NH3)/p?]

?12?32（3）CaCO3(s)?CaO(s)?CO2(g)

K??p(CO2)/p?

（4）Al2O3(s)?3H2(g)?2Al(s)?3H2O(l)

[p(H2O)/p?]3K?[p(H2)/p?]3

? 4.

lnK(298)????rHm?rSm?196.10?103125.76???????94.24RTR8.314?298.158.314

K(?298)?8.441?1040

lnK(373)????rHm?rSm?196.10?103125.76???????78.336RTR8.314?373.158.314

K(?373)?1.049?1034

5.（1） N2(g)?3H2(g)?2NH3(g)

??fGm/KJ?mol?1 0 0 -16.45

??rGm(298)?2?(?16.45)?0??32.9KJ?mol?1?0

??rGm(298)?32.9?103lnK?????13.27RT8.314?298.15（2）

?K??5.81?105

6.（1） NH4HS(s)?NH3(g)?H2S(g) 平衡压力/Pa P P

K??[p(NH3)/p?]?[p(H2S)/p?]?[P/p?]2?0.070

P=26.46KPa

P总?2P?52.92KPa

（2） NH4HS(s)?NH3(g)?H2S(g)

平衡压力/Pa 25.3 0 平衡分压/Pa 25.3+x x

K??(25.3?x)?x?0.070(P?)2

x=16.68KPa

7. T=673K 2NO(g)?O2(g)?2NO2(g) 始分压/Pa 101 286 0 平衡分压/Pa 101-79.2 286-19.2/2 79.2 =21.8 =246.2

(79.2/102)2K??5.36(21.8/102)2?(246.2/102)2

???rGm??RTlnK???8.314?673?ln5.36??9.39KJ?mol?1