1、第二章2. 2.0mol H2（设为理想气体）在恒温（298K）下，经过下列三种途径，从始态 0.015m3膨胀到终态 0.04 m3，求各途径中气体所做的功。（1） 自始态反抗 100Kpa 的外压到终态。（2） 自始态反抗 200Kpa 的外压到中间平衡态，然后再反抗 100Kpa 的外压到终态。（3） 自始态可逆地膨胀到终态。解：（1）W=-PV=-100Kpa（0.04-0.015）m 3=-2.5 KJ（2）由题意知 PV=nRT 又 P 1V1=P2V2 W=W1+W2=-200KPa(0.025-0.015)m3-100KPa(0.04-0.025)m3=-3.5 KJ（2）第二
2、解法：由题意知 PV=nRTV2(中间态) =(nRT)P2=(2.0mol8.315kpaLmol-1K-1298K)200kP=24.78 L25 L0.025 m 3W=W1+W2=-200KPa(0.025-0.015)m3-100KPa(0.04-P1=nRTV1=2mol8.3140-3KJ mol-1-298K.15 = 30PaV2=P1230KPa0.15m32=0.2530.025)m3=-3.5 KJ(3) 3. 在 P 和 885下，分解 1.0molCaCO3需耗热量 165KJ。试计算此过程的 W、U 和H。CaCO 3的分解反应方程式为：CaCO3（s）=CaO(
3、s)+CO 2(g)解：等压过程 H=Q p=165 kJW=-PV=-n gRT=-1.0mol8.315J mol-1K-1（885273）K=-9600J=-9628.8 J-9.6kJU=Q+W=165 KJ-9.6 KJ=155.4 KJ答：此过程的 W 为-9.6kJ；U 为 155.4 KJ；H 为165 kJ。5. 利用附录二的数据，计算下列反应在 298 K 的 rHm :(1) (2) 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)解：(1) rHm = fHm (PbO,s)+ fHm (SO2,g)- fHm (PbS,s)- fHm (O2,g)=-215
4、 KJ mol-1-296.8 KJ mol-1+100 KJ mol-1-0W=-nRTlV21=-8.314J mol-1K298Kln0.4m3.153= -4.9KJPbS(s)+32O(g)=Pb(s)+SO2=-412 KJ mol-1(2) rHm =4 fHm (NO,g)+6 fHm (H2O，l)-4fHm (NH3，g)-5 fHm (O2，g)=490.4 KJ mol-1+6(-285.8 KJ mol-1)-4(-46.11 KJ mol-1)-0=-1169 KJ mol-110. 不查表，预测下列反应的熵值是增加还是减小？(1) 2CO(g)+O2(g)=2CO
5、2(g)(2) 2O3(g)=3O2(3) 2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)(4)2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)(5)H2(g)+I2(g)=2HI(g)解：（1）熵值减小。反应后，气体的量减小。（2）熵值增加。反应后，气体的量增加。（3）熵值增加。反应后，气体的量增加。（4） 熵值减小。反应后，气体的量减小。（5） 熵值增加。虽然反应前后气态物质的量均为2mol，但 HI 的对称性比 H2和 I2差，S 是增加的，S0。13. 1mol 水在其沸点 100下汽化，求该过程的 W、Q、U、H、S、和G。已知水汽化热为 2.26 KJ g-1.解：W=-PV=-n gRT=
6、-1mol8.315 J mol-1K-1（100273）K -1=3101.5J-3.1 (KJ)在等压状态下，H=Q p=2.26 KJ g-11mol18 g mol-140.7 KJU=Q+W=40.7 KJ-3.1 KJ=37.6 KJG=H-TS=0答：该过程的 W 为-3.1KJ；Q 为 40.7 KJ；U 为 37.6 KJ；H 为 40.7 KJ；S 为 109 J mol-1K-1；G 为 0 。14. 利用附录二的数据，判断下列反应在 25和标准态下能否自发进行。(1)Ca(OH)2(s)+CO2(g)=CaCO3(s)+H2O(l)(2)CaSO42H2O(s)=CaS
7、O4(s)+2H2O(l)(3)PbO(s，黄色)+CO(g)=Pb(s)+CO 2(g)解：(1) rGm = fGm (CaCO3,s)+ fGm (H2O,l)- fGm (Ca(OH)2,s)- fGm (CO2,g)=-1128.8-237.2+896.8+394.4=-74.8(KJ mol-1)0反应可以自发进行（2） rGm = fGm (CaSO4,s)+2 fGm (H2O,l)- fGm (CaSO42H2O,s) S= QpT40.71033=9 JK-1mol-1=-1321.9-2237.2+1797=0.7(KJ mol-1)0反应不能自发进行（3） rGm =
8、fGm (Pb,s，黄色)+ fGm (CO2,g)- fGm (PbO,s)- fGm (CO,g)=0-394.4+188+137.2=-69.2(KJ mol-1) 0反应可以自发进行20. 如果想在标准压力 P 下将 CaCO3分解为 CaO 和 CO2，试估计进行这个反应的最低温度（设反应的H 和S 不随温度而变） 。解：CaCO 3 (s)= CaO(s)+ CO2 (g) rHm = fHm (CaO , s)+ fHm (CO2，g)-fHm (CaCO3，s)=-635.1-393.5+1206.9=178.3(KJ mol-1) rSm =Sm (CaO , s)+ Sm
9、(CO2，g)- S m (CaCO3，s)=397.7+213.6-92.9=160.4(J K-1 mol-1)H0, S0 高温时有利于反 应进行，其转向温度（最低温度）T= rHm rS =178.3103J mol6.4 K-l-1=2 K答：进行这个反应的最低温度应该高于 1112K（即高于 839） 。21. 利用附录二的数据，判断下列反应C2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)(1) 在 25下能否自发进行？(2) 在 360下能否自发进行?(3) 求该反应能自发进行的最低温度。解：已知反应：C 2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g) rHm = fHm (C2
10、H4 , g)+ fHm (H2O，g)-fHm (C2H5OH，g)=52.3-241.8+235.3=45.8(KJmol-1) rSm =Sm (C2H4 , g)+ Sm (H2O，g)- S m (C2H5OH，g)=219.4+188.7-282=126.1(J K-1mol-1)(1) rGm = rHm -T rSm =45.8 KJmol-1-（273+25）K126.110-3 KJmol-1K-1 =8.2 KJ mol-10 25下不能自发进行。(2) rGm = rHm -T rSm =45.8 KJmol-1-（273+360）K126.110-3 KJmol-1K-1=-34 KJ mol-10 360下能自发进行。(3)转向温度时， rGm = rHm -T rSm =0答：该反应能自发进行的最低温度应该高于 363K（即应该高于 90） 。T= H S45.8103J mol-126. K-l-=36 K
