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

习题2

化学热力学基础部分2

1 什么叫状态函数？什么叫广度性质？什么叫强度性质？

解：体系的性质是由体系的状态确定的，这些性质是状态的函数，称为状态函数； 体系的广度性质在数值上与体系中物质的量成正比，即具有加和性。体系某一广度性质的数值等于体系中各部分该广度性质的加和。

体系的强度性质在数值上与体系中物质的量无关，即不具有加和性。平衡体系某一强度性质的数值与体系中任一部分该强度性质的数值相等。

2 自发过程的特点是什么？ 解：（1）自发过程具有方向性； （2）自发过程具有一定的限度；

（3）进行自发过程的体系具有做有用功（非体积功）的能力。 3 什么叫混乱度？什么叫熵？它们有什么关系？

解：混乱度也称为无序度，它的大小与体系中可能存在的微观状态数目有关。 熵就是用来描述体系混乱程度大小的函数。 体系的混乱度越高，熵值就越大。

4 什么叫自由能判据？它的应用条件是什么？

解：用自由能的改变量来判断过程的自发性就叫自由能判据。

应用条件：定温、定压不作有用功。

5 298K时6.5g液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热272.3kJ。求该反应的?rUm?和

??rHm。

解：因为：C6H6（l）＋7.5O2（g）＝6CO2（g）＋3H2O（l）

?mol-1 ?rUm＝－272.3÷（6.5/78）=－3267.6 kJ·

???rHm＝?rUm＋

?vBB(g)RT

＝－3267.6＋（6－7.5）×8.314×298×10-3 ＝－3271.3. kJ·mol-1

6 298K，标准状态下HgO在开口容器中加热分解，若吸热22.7kJ可生成Hg（l）50.10g，求该反应的?rHm?，若在密封的容器中反应，生成同样量的Hg（l）需吸热多少？

解：HgO(s)＝Hg(l) + 1/2O2(g)

?mol-1 ?rHm＝22.7÷（50.10/200.59）＝90.89 kJ·

???rHm＝?rUm＋

?vBBB(g)RT

B∴?rUm?＝?rHm?－

?v(g)RT＝90.89－0.5×8.314×298×10-3

＝89.65 kJ·mol-1

Q＝89.65×50.10÷200.59＝22.4 kJ·mol-1

7 已知298K，标准状态下

-1?（1）Cu2O(s)?1 ＝－146.02 kJ·mol O(g)?2CuO(s)?H(1)22rm（2）CuO(s)?Cu(s)?Cu2O(s) ?rHm?(2)＝－11.30 kJ·mol-1

?求(3)CuO(s)?Cu(s)?12O2(g)的?rHm。

解：因为反应 （3）= – [（1）+（2）], 所以ΔH3°= - (-146.02 – 11.30) = 157.32( kJ/mol )

8 已知298K，标准状态下

（1） Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ?rHm?(1)=－24.77 kJ·mol-1 （2） 3Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ?rHm?(2)＝－52.19 kJ·mol-1 （3） Fe3O4(s)＋CO(g) ＝3FeO(s)＋CO2(g) ?rHm?(3)＝39.01 kJ·mol-1 求（4）Fe(s)＋CO2(g) ＝FeO(s)＋CO(g)的?rHm?。 解：因为反应 （4）= [（3）×2 +（2）－（1）×3]÷6

?2 +(－52.19)－（－24.77）×3]÷6 ?rHm(4)＝[39.01×

＝16.69 kJ·mol-1

9 由?fHm?的数据计算下列反应在298K、标准状态下的反应热?rHm?。 （1） 4NH3(g)＋5O2(g) ＝ 4NO(g) ＋ 6H2O(l)

（2） 8Al(s) + 3Fe3O4(s) ＝ 4Al2O3(s) + 9Fe(s) （3） CO(g) + H2O(g) ＝ CO2(g) + H2(g) 解：（1）ΔH298°= [4×90.25 + 6×(-285.84)]-4×(-46.11)= -1169.6(kJ/mol) （2）ΔH298°= 4×（-1676）-3×（-1120.9）= -3341.3(kJ/mol) （3）ΔH298°=（-393.51）-[(-110.53)+(-241.82)]= -41.16(kJ/mol)

10 由?fHm?的数据计算下列反应在298K、标准状态下的反应热?rHm?。

解：（1）ΔH298°=[(-3226.87 )+(-285.84)]–[(-3267.54)+(-254.64)]= 9.47 (kJ/mol) （2）ΔH298°=[(-254.64)+(-1166.37)]-[(-871.54)+(-570.78)]=21.31(kJ/mol)

11 由葡萄糖的燃烧热和水及二氧化碳的生成热数据，求298K标准状态下葡萄糖的

??fHm。

解：由C6H12O6(s)+6O2(g)＝6CO2(g)+ 6H2O(l)可知：

??????rHm＝[?cHm(C6H12O6)]＝[6?fHm(CO2)+6?fHm(H2O)]－?fHm(C6H12O6)

∴?fHm?(C6H12O6)＝[6?fHm?(CO2)+6?fHm?(H2O)] - ?cHm?(C6H12O6)

＝[6×(－393.51)+6×(－285.84)] －2803.03 ＝-1273.07 kJ·mol-1

12 已知298K时，下列反应

BaCO3（s）＝BaO（s）＋ CO2（s）

?mol-1 －1216.29 －548.10 －393.51 ?fHm/kJ·

?k-1·mol-1 112.13 72.09 213.64 Sm/ J·

求298K时，该反应的?rHm?，?rSm?和?rGm?，以及该反应可自发进行的最低温度。

解：ΔH298°= (-548.10)+(-393.51)-(-1216.29)= 274.68(kJ/mol)

ΔS298°= (72.09 + 213.64) – 112.13 = 173.6 (J/mol·K)

ΔG298°=ΔH298°- TΔS298°= 274.68 – 298 ×173.6×10-3 = 222.95(kJ/mol) ΔGT°=ΔH298°- TΔS298°< 0 ,

自发反应温度T >ΔH298°/ΔS298°= 274.68/ 0.1736 = 1582 (K)

13 ?fGm?和Sm?数据，计算下列反应在298K时的?rGm?，?rSm?和?rHm?。 （1） Ca(OH)2(s) + CO2(g) ＝ CaCO3(s) + H2O(l) （2） N2(g) + 3H2(g) ＝ 2NH3(g)

（3） 2H2S(g) + 3O2(g) ＝ 2SO2(g) + 2H2O(l) 解：（1）ΔG298°= (-1128.8-237.19)-(-898.56-394.36)=-73.07(kJ/mol) ΔS298°= (92.88+69.94)-(83.39+213.64) =-134.21(J/mol·K)

ΔH298°=ΔG298°+ TΔS298°= -73.07+298×(-134.21)×10-3 = -113.06(kJ/mol) （2）ΔG298°= 2×(-16.5)-0 =-33.0(kJ/mol)

ΔS298°=2× 192.3-(191.5+3×130.57) =-198.61(J/mol·K)

ΔH298°=ΔG298°+ TΔS298°= -33.0+298×(-198.61)×10-3 = -92.19(kJ/mol) （3）ΔG298°= [2×(-300.19)+ 2×(-237.19)]- 2×(-33.6) =-1007.56(kJ/mol) ΔS298°=2×248.1+2×69.94-(2×205.7+3×205.03) =-390.41(J/mol·K)

ΔH298°=ΔG298°+ TΔS298°= -1007.56+298×(-390.41)×10-3 = -1123.9(kJ/mol)

习题3

化学热力学基础部分3

1. 用热化学方程式表示下列内容：在25℃及标准态下，每氧化1molNH3(g)生成NO(g)和H2O(g)并将放热226.2kJ。 2.在高炉中炼铁，主要反应有：

C(s)+O2(g)→CO2(g)

11C(s)?CO(g) 2CO2(g)+212CO(g)+3Fe2O3(s)→3Fe(s)+CO2(g)

???rHm?rHm(1)分别计算298.15K时各反应的和各反应值之和；

(2)将上列三个反应式合并成一个总反应方程式，应用各物质的?fHm(298.15K)值计算总反应的?rHm，并与(1)计算结果比较，作出结论。 3.已知298.15K时反应：

3H2(g)+N2(g)→2NH3(g)； (?rHm)1=-92.22kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g) → 2H2O(g)； (?rHm)2= -483.636kJ·mol-1

试计算下列反应的(?rHm)3：

4NH3(g)+3O2(g)→N2(g)+6H2O(g)

4. 利用?fHm数据计算下列反应的恒压反应热； (1)3F3O4(s)+4H2(g)→3Fe(s)+4H2O(g) (2)4NH3(g)+5O2(g)→4NO(g)+6H2O(g) (3)3NO2+H2O(l)→2HNO3(l)+NO(g)

?5. 己知Ag2O(s)+2HCl(g)→2AgCl(s)+H2O(l)， ?rHm=-324.9kJ·mol-1 及?fHm(Ag2O，

???????s)=-31.0kJ·mol-1，试求AgCl的标准摩尔生成焓。 答案

53NH3?O2(g)?NO(g)?H2O(g)??1421. ?rHm(298K)??226.37KJ?mol