基础化学李保山第二版4-化学热力学基础习题答案.doc

1、884 化学热力学基础习题解答(p87-89)思考题1解：(1) 原因见(3) (2) 原因见(3)(3) 确切地说，应为：恒压过程中，系统的焓变等于恒压反应热。(4) H 是状态函数，任何过程都有H ，不是只有恒压过程才有 H。(5) 原因见(7)(6) 原因见(7)(7) 应为：在某温度和标准压力下，最稳定的纯态单质的标准生成焓等于零。(8) 由于 CaCO3 的生成焓为负值，但不是由于它的分解是吸热的。(9) 热化学方程式的系数影响反应的焓变值。2解：(1)、(2)、(5) 单质的标准生成焓不等于零。3解：(1) 不同，因为二反应方程式中各物质前的系数不同；(2) 不同，因为二反应中 B

2、r2 的状态不同。4解：书写热化学方程式应注意：(1) 注明各物质前的计量系数表明物质的量。(2) 标明物质所处的状态 (l、g、s) 和晶形；对于溶液中的反应，还要注明物种的浓度，以aq 代表水溶液。 (3) 注明温度。(4) 标明反应热( 焓变)。5 解：(1) S 0 ; (2) S 0 ; (3) S 0 ; (4) S 0 ; (3) S 0 ; (4) S 0 习题1解：(1) U = Q + W = 100 540 = - 440 J(2) U = Q + W = 100 + 635 = 535 J2解：(1) W = p 外 V = 100( 0.040 0.015 ) = -

3、 2.5 kJ(2) 中间平衡态时，气体的体积为 V = 33025.120984.mpnRTW = p 外,1 V1 + ( p 外,2 V2) = - 200(0.025-0.015) - 100(0.040-0.025) = - 3.5 kJ3解：此过程为： (lOHg解法 1：恒压过程：H = Q = - 2.26 450 = -1017 kJU = H (n)RT = -1017 ( 0 - ) 8.314 (100 + 273.15) 10-3 = -939.4 kJ145W = U Q = -939.4 (-1017) = 77.6 kJ99解法 2： 3331m76480Pa0

4、molKg108K5J45 28 ./.VRTpVnRTp 所以 J764WmPa526.Q由于为恒压过程， 1pH-93.5.J0U4解：方程式 (1) (2) 得2N2(g) + 2O2(g) = 4NO(g) H = 360 kJmol-1所以 1190436),( molkJolkJgNOmf5解：反应 可由 (1) + 2 (2) (3) 得到，所以)(2gCs12339585907.)rrrrHkJol6解： N 2H4(l)生成反应为： N2(g) + 2H2(g) N2H4(l)由反应(2) 3 + (3) (1) (4)/4 得 N 2(g) + 2H2(g) N2H4(l)

5、 N 2H4(l)的 )()1()3()(31 mrrmrmrmf H 16.508.5.014.74 olkJ7解：由反应(1) 2 (2) 2 (3)得 N2H4 (l) + 2H2O2 (l) N2 + 4H2O(l)故此反应的 12.8)5.1(.149.6)3()()1( molkJHmrmrmrr 8解：(1) 反应 NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 的4316927 (,)(,)(,).rf r fmClsgClgkJol故 2.0mol HCl (g)与 2.0mol NH3 (g)反应生成 NH4Cl (s)放出的热量为 2 176 kJ = 352 kJ

6、；(2) 由于 HCl (g) HCl (aq) 1.73olkJHmr1010NH 3 (g) NH3 (aq) 12.35molkJHmrNH3 (aq) + HCl (aq) = NH4Cl (aq) 60故 1.0mol HCl (g)和 1.0mol NH3 (g)同时溶解于水中NH3 (g) + HCl (g) = NH4Cl (aq) (i)的热效应为 1725218.(.)(.).rmHkJol (3) (i)过程的热效应 ),(,34 gHCgNHaqClNmfmrf 16.).9(.46lmf可求出 307.0 kJ mol-1),(4aqlmf(4) 用反应 NH3(g)

7、 + HCl(g) = NH4Cl(aq)减去 NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)得NH 4Cl(s) = NH4Cl(aq)此过程的热效应为 ，所以 NH4Cl (s)溶解是吸热过程。14.7)16(.8olkJHr(或)130744NCl,aqHCl,s()(.rmf fmkJol9解：根据 有 mrrmr STHG9.1073045304mrmrr SG可求得 1125.4KolJmr10解：查表得 )(2)()()( gNCOgNC-110.525 90.25 -393.509 01/olkJHf197.674 210.761 213.74 191.61KSm-137

8、.168 86.55 -394.359 01/lGf所以 = 373.234 kJ mol-1 0BmfmrH)(= -98.89 Jmol-1K-1 0S= -343.741 kJmol-1 0BmfmrGG从上述数据可看出，此反应在标准状态下可以自发进行。而且，此反应的 ，0mrH，所以低温有利于反应的进行，高温有利于逆反应的自发进行，利用此反应净化汽0mrS车尾气中的 CO 和 NO 是完全可行的。此反应的转换温度为1111KSHTmr 23.741089.237转 换 11. 解：（1） mr 62045 3转 换（2） KSHTmr 21.91.78 3转 换 （3） mr 5840

9、5269 3转 换 所以，按热力学原理选用反应(3)来炼制金属锡更好一些。12解：(1) 查表得 2Al2O3 (s) + 3C (s) = 4Al (s) + 3CO2 (g)-1675.7 0 0 -393.5091/olkJHf50.92 5.740 28.83 213.74KSm-1582.3 0 0 -394.3591/lGf所以 = 2170.873 kJmol-1BmfmrH)(= 637.48 Jmol-1K-1S= 1981.523 kJmol-1BmfmrG)(2) 查表得 Al2O3 (s) + 3CO (s) = 2Al (s) + 3CO2 (g)-1675.7 -1

10、10.525 0 -393.5091/olkJHf50.92 197.674 28.83 213.74KSm-1582.3 -137.168 0 -394.3591/lGf所以 = 826.748 kJmol-1BmfmrH)(= 54.938 Jmol-1K-1S= 810.727 kJmol-Bmfmr )(从上述数据可看出，用焦炭和一氧化碳还原 Al2O3 炼制金属铝的反应在标准态下均不能自发进行，且二反应的 ， ，所以高温有利于正反应的自发进行，低温有利于逆反0rHmrS应的自发进行，二反应的转换温度分别为 3405.40K 和 15048.75K，因此用焦炭比用一氧化碳还原 Al2O

11、3 炼制金属铝的实现可能性更大些。13解：反应 Ni (s) + 4CO (g) Ni (CO)4 (l)的14605105630 (),(,)(,).(.rmf fmfmNiClHNisCgkJol4 12979 ,.rSilSiOlK 1212故由 可知mrrmr STHG 05.2710)5.49(320.1632)32( 13 molkJm 444 rmrmr所以此反应在 323K、标准态下可自发进行，而在 423K、标准态下不能自发进行，反应能够自发进行的转向温度为： KSHTmr 6.38105.496转 向14. Answer:(1) The Reaction: 2Al (s)

12、+ Fe2O3 (s) 2Fe (s) + Al2O3 (s) /(kJmol-1) 0 -824.2 0 -1675.7 (data from appendix 6)=2,+23,23,2, =1675.7+20(824.2)+20=851.5(1)(2) The reaction is carried out at constant pressure, so the heat=6.42160(851.5)-34.1 kJ =15. Answer：(1) CaCl2 (s) Ca2+ (aq) + 2Cl-(aq)=2+,+2,2,=542.83+2(167.159)(795.8) =81.

13、31(2) =20.0111(81.3).6kJ =14=14.61000418 =3516. Answer:The reaction of the oxidation prograss: () +122 ()2 () /(kJmol-1) -110.525 0 -393.509 (data from appendix 6)=2,122,1313=393.509(110.525)(120)=282.985 1Supposing that the mass of the air is Mair and the weight percentage of CO is wCO。The heat=After calculating the .=0.032%