1、28习 题一.选择题( B ) 1. CO2(g)的生成焓等于 (A) 金刚石的燃烧焓 (B) 石墨的燃烧焓(C) CO(g)的燃烧焓 (D) 碳酸钙分解的焓变( A)2. 萘燃烧的化学反应方程式为：C10H8(s) + 12 O2 (g) = 10 CO2 (g) + 4 H2O(l)则 298 K时, Q p和 QV的差值(kJmol )为 1(A) -4.95 (B) 4.95 (C) -2.48 (D) 2.48(B)3.H = Qp 此式适用于哪一个过程：(A) 理想气体从 101325Pa 反抗恒定的 10132.5Pa 膨胀到 10132.5Pa(B) 在 0、101325Pa
2、下，冰融化成水(C) 电解 CuSO4 的水溶液(D) 气体从(298.15K、101325Pa) 可逆变化到(373.15K 、10132.5Pa )( D)4.气相反应 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)是放热的，当反应达到平衡时，可采用下列哪组条件使平衡向右移动？ (A)降低温度和降低压力 (B)升高温度和增大压力 (C)升高温度和降低压力 (D)降低温度和增大压力( B )5.下列过程中系统的熵减少的是 (A)在900C时CaCO 3(s) CaO(s) +CO2(g) (B)在0C 常压下水结成冰(C)理想气体的等温膨胀 (D)水在其正常沸点气化( C)6.在常温下，下列反应中
3、，焓变等于 AgBr(s)的 的反应是OmfH(A) Ag (aq) + Br (aq) = AgBr(s)(B) 2Ag(s) + Br2 (g) = 2AgBr(s)(C) Ag(s) + Br2(l) = AgBr(s)1(D) Ag(s) + Br2 (g) = AgBr(s) （C）7.下列过程中系统的G 0 的是 (A)水在 0C 常压下结成冰 (B)水在其正常沸点气化 (C)NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g)在大气中进行(D)100C，大气压下液态水向真空蒸发成同温同压下的气态水二.填空题1.300 K 时 0.125 mol 的正庚烷(液体) 在氧弹量热计中完全燃
4、烧，放热 602 kJ, 反应C7H10(l) + 11O2(g) = 7CO2(g) + 8H2O(l) 的rUm= 4816 kJmol 1， rHm=4826 kJmol 1。( RT = 2.5kJ )292.写出下列过程的熵变(用表示)(1)溶解少量食盐于水中， _0；OmrS(2)纯碳和氧气反应生成 CO(g)， _0；r(3) H2O(g)变成 H2O(l)， _0；r(4)CaCO3(s)加热分解 CaO(s)和 CO2(g)， 0。 OmrS3一定温度下, 反应 PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 达到平衡后 , 维持温度和体积不变, 向容器中加入一定量的惰
5、性气体, 反应将不移动。4. 循环过程的熵变为_0_；循环过程吉布斯函数变为_0_。三计算题1一容器中装有某气体 1.5dm3，在 100kPa 下，气体从环境吸热 800J 后，体积膨胀到2.0dm3，计算系统的热力学能改变量。解： 3-3-380J-1Pa2.01.50)m75JUQWpV（25mol 理想气体在 300K 由 0.5dm3 等温可逆膨胀至 5dm3，求 W、Q 和U。解： 1-2ln5mol.4JolKln28.kJ0.5RT 8.7kJ0UQW310mol 理想气体由 298.15K、10 6Pa 自由膨胀到 298.15K，10 5Pa，再经等温可逆压缩到始态，求循环
6、过程的 Q、 。HU、解：循环过程， 0， kJ05.71lnK298molJ314.8olln 561-1221 pRTkJ5.7WQ4. 计算 25时下列反应的等压反应热与等容反应热之差。(1) O(l)2H(g)C()2O(g)CH4(2) ll解： RTVPn1-1(1)(3)8.345JmolK298.5 -4958JmolQ30(2) (2-)0PVQnRT525下，密闭恒容的容器中有 10 g 固体奈 C10H8(s)在过量的 O2(g)中完全燃烧成CO2(g)和 H2O(l)。过程放热 401.73 kJ。求(1) C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(
7、l)的反应进度 (2) C10H8(s)的 ； Omc解：(1)萘在过量的氧气中完全燃烧，萘的物质的量为: 108108108()mol0.7819ol(CH)2.1.79l.lnM(2) OcmcB(g)3 115149.0128.3459.Jmol54.kJolHURT6已知下列两个反应的焓变，求 298K 时水的标准摩尔蒸发焓。(1) 1Or222 lJ70.(28K) (l);H(g) (2) mol.65k349O()H 解：水的气化过程： (298K) g;l Omvapr22 H方程式(2) 方程式(1) ，得： (g)(l)2O111vapm1(98K)(57.0kJo483.
8、65kJol4.05kJol7已知反应 Omr0.)( ;DCBATH1lJE计算反应(1)C+DA+B；(2)2C+2D 2A+2B ；(3)A+B E 的 )(OmrTH解：(1) 1Omr olkJ0.4)(TH(2) 1olkJ0.82(3) 11r lkJ0.2m6l. 8利用附录 B 中标准摩尔生成焓数据计算下列反应在 298.15K 的 。假定反应OmrH中的各气体都可视作理想气体。31(1) (g)SO(l)H(g)O23S()H22(2) CC3解：(1)查表得各物质标准摩尔生成焓： ， 12Omf12Omf molkJ8.96(g)olkJ6.0() 85lrf2f2f21
9、1H(lS()-HS .39.Jl5.03Jl(2)查表得各物质标准摩尔生成焓： O1O1fmfm3C(g)10.5kJolC(l)9.kmol，rf3f11()-(g) 29.l28.57kJol925时，石墨、甲烷及氢的 分别为 、OcH9431olkJ3.890和 。求 25时在等压情况下甲烷的标准摩尔生成焓。 1olkJ8.5解： ，此反应热即为甲烷的生成热(g)C()墨C(42OOOfmccm2c411-(C) 39.185.90.3kJol75.40kJmolH10已知反应 在 300K 及恒容条件下进行时，(g)(s)W(g)(s) 2，请计算反应的 Qp 和 。已知 C 和 W
10、 在 300K 时J012.6VQ s,KOfH的标准摩尔燃烧焓分别为 和 。5.391ol7.kJ8解： -196kJJ3045.82016 nRTVP 11Omr mlJ9lJ/ HC 和 W 的标准摩尔燃烧焓就是 CO2 和 WO3 的标准摩尔生成焓，所以 111 Omr2Omf2Omf3OmfOmf 2ffr olkJ35)olkJ96(olkJ0)5.9(.837 )K0(-(5/-)C(,0K/(,0) HH11已知化学反应 的热力学数据如下g)(gCH24CH4(g) H2O(g) CO(g) H2(g)/kJmol1Omf-74.4 -241.826 -110.53 032求该
11、反应在 298.15K 时的 。OmrH解：（1）在 298.15K 时的反应焓为O OOOrmf f2fm4fm211(298.5K)(C,g)(,g)-(CH,g)-(,g) 0374.1.86kJol05.7kJolH12计算在 298.15K 时反应 的 。已知：Fe(s)4H()3Fe(s)()3 2rS解： 1 1Om43Om2OmOmr olKJ04.168 olKJ)7.104.6835.273( (H)-(Fe-)(H(Fe)5.9 SSSS13应用标准摩尔生成焓和标准摩尔熵数据，计算反应 的标(g)2()l)2准摩尔吉布斯函数变 ，并判断该反应在标准状态下能否自发进行。Om
12、rG解：查表得各物质标准摩尔生成焓及熵数据为： O1O1fm2 fm211 1r2 r2O1mOOrf2fm2f2(H,l)85.3kJol(,g)0kJolg0l,l69.Kl,5.Kml()7J()-(H) SS ， ， ，11Ormf2f2f211Orrrm10- 85.3)kJol85.3kJol(H(-() 1.70. 69JKl6.5JKmol- 85.3kJol8.5SSGT 1 1Orm3.Jl237.kJl0， 此 过 程 不 能 自 发 进 行Fe3O4(s) H2(g) Fe(s) H2O (g)Kol(298)/J1OS146.4 130.7 27.3 188.8353
13、314. 银可能受到H 2S(g)的腐蚀而发生反应2Ag(s) + H2S(g) Ag2S(s) + H2(g)，现在298K、 下将银放入等体积的 H2S和H 2组成的混合气体中。问：p(1) 是否发生银的腐蚀？(2) 混合气体中H 2S的体积百分数低于多少才不会发生银的腐蚀？已知： ，1mf molkJ 6.40)Ag(G 12f molkJ 4.3)S(G解：(1) 会 发 生 腐 蚀即该 反 应 可 以 自 发 进 行 ， ；反 应 商 AgkJ86.ln kJ86.)4.3(-0.2S)(-)(1/2Omrr 2OmffSH22 QRTGPP(2)令混合气体中 H2S 的体积分数低于
14、 x 时 Ag 不会发生腐蚀，即反应处于平衡状态 % 5.9kJ86.1ln0ln1/)(Omrrmr xGxRTQRTP， 得；15. 写出下列反应的平衡常数表达式(1) CO(g) +2H2(g) CH3OH(l) (2) BaCO3(s) + C(s) BaO(s) + 2CO(g)(3) Ag(aq) +Cl(aq) AgCl(s) (4) HCN(aq) H+ (aq) + CN(aq)解：(1) 2OOO/)H(/)C(1ppK(2) 2(3) 1OO1O )Cl(Ag()l(Ag caKa或(4) /)NH(/)NH(CcK或341625C时，已知反应2ICl(g) I2(g)
15、+Cl2(g) 的平衡常数 ，试计算61084.K下列反应的 。K(1) ICl (g) I2 (g) + Cl2 (g) (2) I2 (g) + Cl2 (g) ICl(g)11解：(1) 36O1 0.84. (2) 21205/17反应H 2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)在900C时 ，系统中的各气体75.0K均视为理想气体，问H 2O、CO、CO 2和H 2的分压力分别为下列两种情况时，反应进行的方向如何？(1) 20265 Pa、20265 Pa、20265 Pa、30398 Pa(2) 40530 Pa、20265 Pa、30398 Pa、10135 Pa
16、解：(1) 反 应 向 左 进 行,5.12065398/)OH(/)C( O22 KppQ(2) 反 应 向 右 进 行,7.4/22 18298K时，NH 4HS(s)的分解反应如下：NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g)将NH 4HS(s)放入一真空容器中，平衡时，测得压力为66.66kPa，求反应的 ；K若容器中预先已有NH 3(g)，其压力为40.00kPa，则平衡时的总压为多少？解：(1)设平衡时总压为pNH4HS(s) NH3 (g) + H2S (g)平衡时： p/2 p/2 1.0.10.)()NH(O23O pK(2) NH4HS(s) NH3 (g) + H2S
17、 (g)平衡时： 40.00kPa+ p(H2S) p(H2S) kPa72.kPa86.5)N( ,kPa86.1)SH( 1.0)(.032O23O p ， 总 压解 得19已知在1273K时，反应FeO(s) +CO(g) Fe + CO2(g)的 。若起始浓度50Kc(CO) = 0.05 moldm3，c (CO2) = 0.01 moldm3，问：35(1) 平衡时反应物、产物的浓度各是多少？(2) CO的平衡转化率是多少？(3) 增加FeO(s)的量对平衡有何影响？解：设平衡时反应转换的CO浓度为x moldm 3FeO (s) + CO (g) Fe + CO2 (g)初始浓度
18、(moldm 3)： 0.05 0.01平衡浓度(moldm 3)： 0.05-x 0.01+ xOO2-3-3 -32(C/0.1 .50.1mold(1) (). l(C)0.4 mold.2C%5(3) FeOFecKxca解 得 则 平 衡 时 ， ，转 化 率平 衡 常 数 与 无 关 ， 所 以 的 量 对 平 衡 没 有 影 响20已知甲醇蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数 为 。试(298.15K)mfG1olkJ92.6求液体甲醇的标准摩尔生成吉布斯函数。（假定气体为理想气体，且已知298.15K时液体甲醇饱和蒸气压为16.343kPa）解：对于液体，饱和蒸汽压即气液平衡时的气体压
19、强甲醇气液平衡： 甲醇 (l) 甲醇 (g)OO 11rm OfmfmOf ()16.34 0.(298.15K)ln8.295ln.63)Jmol4.97kJol (,g)(,),lpGRTG甲 醇而 甲 醇 甲 醇则 甲 醇 r11-.K 6.9247kJol.4kJl甲 醇21某温度下，Br 2和Cl 2在CCl 4溶剂中发生下述反应：Br2 + Cl2 2BrCl平衡建立时，c(Br 2) = c(Cl2) = 0.0043 moldm3 ，c(BrCl) = 0.0114 moldm3，试求(1) 反应的标准平衡常数 ；K(2) 如果平衡建立后，再加入0.01 moldm3的Br 2
20、到系统中(体积变化可忽略)，计算平衡再次建立时，系统中各组分的浓度；(3) 用以上结果说明浓度对化学平衡的影响。解：(1)3603.74.03.1/)Br(/)Cl( 2O2O2O ccK(2) Br2 + Cl2 2BrCl初始浓度(moldm 3)： 0.0143 0.0043 0.0114平衡浓度(moldm 3)： 0.0143- x 0.0043- x 0.0114+2x 3-3-23-2 3-O2O2O dmol 015.)BrCl(dmol 05.)Cl( dmol 015.)Br(l .8 0.7)4.()14.(0/)Br(/(l cccxccK，度 为 ：再 次 平 衡 时
21、 ， 各 物 质 浓解 得(3)增加反应物(Br 2)浓度后，产物的量也增加了，化学平衡向正方向发生了移动。22已知在298K时各物质的热力学数据如下：(1) 计算下述反应在298K时的标准平衡常数 ；)K298(2NO(g) + F2(g) 2NOF(g)(2) 计算以上反应在500K时的 和 ；)50(mrG)50(3) 根据上述结果，说明温度对反应有何影响？解：(1) OOOrmfff211rffmf211Ormrr2(NF)-2()-(F) 6.590kJol3 kJol (4813) Kl9 Kml-HHSSGT O1515 48rm 3 kJol29.5 Jol2.740 Jol.
22、740exp(/)expexp().38329.KR (2)假设 ， 不随温度改变，则OrHrS NO(g) NOF(g) F2(g)1mfolkJ/H 90 66.5 0lK/S 211 248 20337255O 113Omrrmr 06.9)78.exp(014.82exp)K50( molkJ 4olJ)29( )( STHG(3)该反应为放热反应，温度升高，平衡常数值降低，对反应不利。思 考 题1. “系统的温度升高就一定吸热，温度不变时系统既不吸热也不放热。”这种说法对吗？举例说明。不对。系统的温度升高可以通过其他方式来实现，不一定非得是吸热（被做功等）。例如：绝热条件下压缩气体，
23、体系温度升高，但并未从环境中吸热；在绝热体容器中，将H2SO4注入水中，体系温度升高，但并未从环境吸热。在温度不变时，体系可以放热或吸热，如相变时。水在1atm、100下变成水蒸气，温度不变但吸热。2. 在孤立系统中发生的任何过程，都有 U = 0， H = 0。这一结论对吗？不对。在孤立系统中发生的过程，有 U = 0，因为W = 0，Q = 0，但是 H不确定，比如发生使系统压强变化的反应的体系， H 0。3. 因为 H = U + pV，所以焓是热力学能与体积功pV之和，对吗？不对。焓是一种表示物质热力学性质的状态函数，等于该系统内能加上其体积与外界作用于该系统的压力的乘积的总和。而体积
24、功是系统由于体积改变而与环境交换的能量，非状态函数。H = U + pV中，pV不是体积功。4. “理想气体在恒外压下绝热膨胀，因为外压恒定，所以Q p = H；又因为绝热。所以Q p = 0。由此得到Q p = H = 0。”这一结论是否正确？为什么？不对。此过程外压恒定，但是对于系统来说（理想气体）并不是一个恒压过程。所以整个过程的QQp ， HQp。设膨胀之前压强为p 1，膨胀结束压强为p 2，有p 1 p2 = p外 。对于此过程，绝热，Q=0，则 U = Q + W = -p外 V，有 V0， Up外 ，则 H 0。5. 系统经过一个循环过程后，与环境没有功和热的交换，因为系统回到了始态。这一结论是否正确，为什么？不正确。 U = Q + W = 0，不代表Q = 0， W = 0，可以使Q = -W 。6. 运用盖斯定律计算时，必须满足什么条件？每种物质在不同的反应过程中对应的聚集状态和化学计量数应一致。
