1、第二章習(xí)題 第二章1 某理想氣體在恒定外壓(101.3kPa)下吸熱膨脹，其體積從80L變到160L，同時(shí)吸收25kJ的熱量，試計(jì)算系統(tǒng)熱力學(xué)能的變化。頁(yè)：1 DU=Q+W= Q -pDV= 25kJ-101.3kPa´(160-80)dm3=25kJ-8.104kJ= -17kJ 解： DU=Q+W=Q-pDV=25kJ-101.3kPa´(160-80)´10-3m3=25kJ-8.104kJ= -17kJ2 苯和氧按下式反應(yīng)： C6H6(l) + O2(g) ® 6CO2(g) + 3H2O(l)在25，100kPa下，0.25mol苯在氧氣中完全

2、燃燒放出817kJ的熱量，求C6H6的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓DcHym和燃燒反應(yīng)的DrUym。頁(yè)：1 DrHym= -817 kJ/0.25mol= -3268 kJ×mol-1 DrUm=DrHm-DngRT =-3268kJ×mol-1-(6-15/2)´8.314´10-3´298.15kJ×mol-1= -3264.3kJ×mol-1 解： x = nB-1DnB = (-0.25mol)/( -1) = 0.25molDcHymy=DrHym= = -817 kJ/0.25mol= -3268 kJ×mol-1

3、DrUym= DrHym-DngRT= -3268kJ×mol-1-(6-15/2)´8.314´10-3´298.15kJ×mol-1= -3264kJ×mol-13 蔗糖(C12H22O11)在人體內(nèi)的代謝反應(yīng)為：C12H22O11(s) + 12O2(g) ® 12CO2(g) + 11H2O(l)假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)其反應(yīng)熱有30%可轉(zhuǎn)化為有用功，試計(jì)算體重為70kg的人登上3000m高的山(按有效功計(jì)算)，若其能量完全由蔗糖轉(zhuǎn)換，需消耗多少蔗糖？已知DfHym(C12H22O11)= -2222 kJ×mol-

4、1。解： W= -70kg´3000m = -2.1´105 kg×m= -2.1´105´9.8J= -2.1´103kJ DrHy = -2.1´103kJ/30%= -7.0´103kJD r Hym=11´(-285.830 kJ×mol-1)+12´(-393.509 kJ×mol-1) -(-2222 kJ×mol-1)= -5644kJ×mol-1 x = DrH/DrHym= (-7.0´103)kJ/(-5644)kJ×

5、;mol-1=1.2mol m(C12H22O11)= n(C12H22O11)/M(C12H22O11)=1.2mol´342.3g×mol-1= 4.2´102g4 利用附錄III的數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)的DrHym：頁(yè)：2 (1) D r Hym=4´(-241.8) - (-1118.4)kJ×mol-1 = 151.2 kJ×mol-1(2) D r Hym=(-285.8)+( -1130.68) - (-393.509) - 2´(- 425.609)kJ×mol-1 = -171.8kJ×mo

6、l-1(3) D r Hym=6´(-241.8)+ 4´90.25 - 4´(-46.11)kJ×mol-1 = -905.4kJ×mol-1(4) D r Hym=2(-285.8)+2(-393.509) -(-485.76)kJ×mol-1 = -872.9kJ×mol-1(1)Fe3O4(s)+4H2(g)®3Fe(s)+4H2O(g)(2)2NaOH(s)+CO2(g)®Na2CO3(s)+H2O(l) (3)4NH3(g)+5O2(g)®4NO(g)+6H2O(g)(4)CH3CO

7、OH(l)+2O2(g)®2CO2(g)+2H2O(l) 解：(1) DrHym=4´(-241.8) - (-1118.4)kJ×mol-1 = 151.2 kJ×mol-1(2) DrHym =(-285.8)+(-1130.68) -(-393.509) -2´(-425.609)kJ×mol-1= -171.8kJ×mol-1(3) DrHym =6´(-241.8)+ 4´90.25 - 4´(-46.11)kJ×mol-1 = -905.4kJ×mol-1(4)

8、DrHym =2(-285.8)+2(-393.509) -(-485.76)kJ×mol-1 = -872.9kJ×mol-15 已知下列化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱：（1）C2H2(g) + 5/2O2(g) ® 2CO2(g) + H2O(g)； DrHym= -1246.2 kJ×mol-1（2） C(s) + 2H2O(g) ® CO2(g) + 2H2(g)； DrHym = +90.9 kJ×mol-1（3）2H2O(g) ® 2H2(g) + O2(g)； DrHym = +483.6 kJ×mol-1求乙炔(

9、C2H2,g)的生成熱 DfHym。頁(yè)：2 反應(yīng)2´(2)-(1)-2.5´(3)為：2C(s)+H2(g)®C2H2(g) D f Hym=2´D r Hym(2)-D r Hym(1)- 2.5D r Hym(3)=2´90.9-(-1246.2) -2.5´483.6 kJ×mol-1 =219.0 kJ×mol-1 解：反應(yīng)2´(2)-(1)-2.5´(3)為：2C(s)+H2(g)®C2H2(g)DfHym(C2H2,g)=DrHym =2´DrHym(2)-DrH

10、ym(1)- 2.5DrHym(3)=2´90.9-(-1246.2) -2.5´483.6 kJ×mol-1 =219.0 kJ×mol-16求下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變 DrHym (298.15 K)：頁(yè)：2 D r Hym(1)= -89.1-64.77=-153.9 kJ×mol-1 D r Hym(2)= -167.159-100.37-(-121.55) -(-127.068)= -18.91 kJ×mol-1D r Hym(3)= 2´(-48.5)+3´(-285.83) +824.2=-130.

11、3 kJ×mol-1D r Hym(4)= (-153.89) -64.77=-218.66 kJ×mol-1(1)Fe(s)+Cu2+(aq)®Fe2+(aq)+Cu(s) (2)AgCl(s)+Br-(aq)®AgBr(s)+Cl-(aq) (3)Fe2O3(s)+6H+(aq)®2Fe3+(aq)+3H2O(l)(4)Cu2+(aq)+Zn(s) ®Cu(s)+Zn2+(aq) 解： DrHym(1)= -89.1-64.77 kJ×mol-1= -153.9 kJ×mol-1 DrHym(2)= -167.

12、159-100.37-(-121.55) -(-127.068) kJ×mol-1= -18.91 kJ×mol-1DrHym(3)= 2´(-48.5)+3´(-285.83) +824.2 kJ×mol-1= -130.3 kJ×mol-1DrHym(4)= -153.89 -64.77 kJ×mol-1= -218.66 kJ×mol-17 人體靠下列一系列反應(yīng)去除體內(nèi)酒精影響：Df Hym(CH3CHO,l)= -166.4 kJ×mol-1CH3CH2OH(l)CH3CHO(l)CH3COOH(

13、l)CO2(g) 計(jì)算人體去除1molC2H5OH時(shí)各步反應(yīng)的DrHym及總反應(yīng)的DrHym(假設(shè)T=298.15K)。頁(yè)：2 D r Hym(1)= -285.83-166.4 kJ×mol-1+277.69= -174.5kJ×mol-1D r Hym(2)= -484.5+166.4=-318.1 kJ×mol-1D r Hym(3)= 2´(-285.83)+2´(-393.5)+484.5=-874.2kJ×mol-1D r Hym(總)= D r Hym(1)+ D r Hym(2)+ D r Hym(3)=-1366.8

14、kJ×mol-1解： CH3CH2OH(l) + 1/2O2(g) ® CH3CHO(l) + H2O(l) DrHym(1)= -285.83-166.4 +277.69 kJ×mol-1= -174.5kJ×mol-1CH3CHO(l) + 1/2O2(g) ® CH3COOH(l) DrHym(2)= -484.5+166.4 kJ×mol-1= -318.1 kJ×mol-1CH3COOH(l) + O2(g) ® 2CO2 + 2H2O(l)DrHym(3)= 2´(-285.83)+2

15、0;(-393.5)+484.5 kJ×mol-1= -874.2kJ×mol-1DrHym(總)= DrHym(1)+ DrHym(2)+ DrHym(3)= -174.5 -318.1-874.2 kJ×mol-1= -1366.8kJ×mol-18 計(jì)算下列反應(yīng)在298.15K的DrHym，DrSym和DrGym，并判斷哪些反應(yīng)能自發(fā)向右進(jìn)行。頁(yè)：3 (1) D r Hym= -566.0 kJ×mol-1D r Sym=-173.0 J×mol-1×K-1D r Gym= -514.4kJ×mol-1(2)

16、 D r Hym= -905.3 kJ×mol-1D r Sym=181.3 J×mol-1×K-1D r Gym= -959.4kJ×mol-1(3) D r Hym= -24.8 kJ×mol-1D r Sym=15.4 J×mol-1×K-1D r Gym= -29.4kJ×mol-1 (4) D r Hym=-197.78kJ×mol-1D r Sym=-188.13J×mol-1×K-1D r Gym=-141.732kJ×mol-1全部自發(fā)(1) 2CO(g)+O

17、2(g)®2CO2(g) (2) 4NH3(g)+5O2(g)®4NO(g)+6H2O(g) (3) Fe2O3(s)+3CO(g)®2Fe(s)+3CO2(g) (4) 2SO2(g)+O2(g) ®2SO3(g) 解：(1) DrHym= 2´(-393.509) -2´(-110.525) kJ×mol-1 = -565.968 kJ×mol-1 DrSym= 2´213.74 -2´197.674 - 205.138 J×mol-1×K-1 = -173.01 J&#

18、215;mol-1×K-1 DrGym= 2´(-394.359) -2´(-137.168) kJ×mol-1 = -514.382kJ×mol-1(2) DrHym= 4´90.25+ 6´(-241.818) - 4´(-46.11) kJ×mol-1 = -905.47 kJ×mol-1 DrSym= 4´210.761+6´188.825-4´192.45 - 5´205.138 J×mol-1×K-1 =180.50 J&#

19、215;mol-1×K-1 DrGym= 4´86.55+6´(-228.575) -4´(-16.45) kJ×mol-1 = -959.45kJ×mol-1(3) DrHym= 3´(-393.509) -3´(-110.525) -(-824.2) kJ×mol-1 = -24.8 kJ×mol-1 DrSym=2´27.28+3´213.74-3´197.674 - 87.4J×mol-1×K-1 =15.4 J×mol-1&#

20、215;K-1 DrGym= 3´(-394.359) -3´(-137.168) -(-742.2) kJ×mol-1 = -29.6kJ×mol-1 (4) DrHym= 2´(-395.72) -2´(-296.830) kJ×mol-1 = -197.78kJ×mol-1 DrSym= 2´256.76 -2´248.22 - 205.138 J×mol-1×K-1 = -188.06J×mol-1×K-1 DrGym= 2´(-371.

21、06) -2´(-300.194) kJ×mol-1 = -141.73kJ×mol-1DrGym均小于零，反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng)。9 由軟錳礦二氧化錳制備金屬錳可采取下列兩種方法： (1) MnO2(s) + 2H2(g) ® Mn(s) + 2H2O(g)； (2) MnO2(s) + 2C(s) ® Mn(s) + 2CO(g)； 上述兩個(gè)反應(yīng)在25，100 kPa下是否能自發(fā)進(jìn)行？如果考慮工作溫度愈低愈好的話，則制備錳采用哪一種方法比較好？頁(yè)：3D r Gym(1)= 9.03 kJ×mol-1D r Gym(2)= 190.0kJ

22、×mol-1 兩反應(yīng)均不能自發(fā)進(jìn)行； 自發(fā)進(jìn)行的溫度為：T1=393.4K T2=813.4K 故反應(yīng)（1）更合適。解： DrGym(1)=2´(-228.575) -(-466.14) kJ×mol-1 = 8.99 kJ×mol-1 DrGym(2) =2´(-137.168) -(-466.14) kJ×mol-1 = 191.80kJ×mol-1 兩反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、298.15K均不能自發(fā)進(jìn)行；計(jì)算欲使其自發(fā)進(jìn)行的溫度：DrHym(1)=2´(-241.818) - (-520.03)kJ×mol

23、-1 =36.39 kJ×mol-1DrSym(1)=2´(188.825)+32.01 -2´130.684-53.05J×mol-1×K-1 =95.24 J×mol-1×K-1 DrHym(1) - T1DrSym(1)= 0T1= 36.39 kJ×mol-1/95.24´10-3kJ×mol-1×K-1=382.1KDrHym(2)=2´(-110.525) - (-520.03)kJ×mol-1 =298.98 kJ×mol-1DrSym(2)

24、=2´(197.674)+32.01 -2´5.740-53.05J×mol-1×K-1 =362.28 J×mol-1×K-1 DrHym(2) - T1DrSym(2)= 0T2= 298.98 kJ×mol-1/362.28´10-3kJ×mol-1×K-1=825.27KT1 < T2故反應(yīng)(1)更合適，可在較低溫度下使其自發(fā)進(jìn)行，能耗較低。10定性判斷下列反應(yīng)的DrSym是大于零還是小于零：(1) Zn(s) + 2HCl(aq) ® ZnCl2(aq) + H2(g)

25、 (2) CaCO3(s) ® CaO(s) + CO2(g)(3) NH3(g) + HCl(g) ® NH4Cl(s) (4)CuO(s) + H2(g) ® Cu(s) + H2O(l)頁(yè)：4反應(yīng)(1),(2) D r Sym>0；反應(yīng)(3),(4) D r Sym<0解： 反應(yīng)(1)、(2) 均有氣體產(chǎn)生，為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，D r Sym>0；反應(yīng)(3)、(4) 氣體反應(yīng)后分別生成固體與液體，D r Sym<0 。11計(jì)算25100kPa下反應(yīng)CaCO3(s)®CaO(s)+CO2(g)的DrHym和D r Sym并

26、判斷：(1) 上述反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？ (2) 對(duì)上述反應(yīng)，是升高溫度有利？還是降低溫度有利？(3) 計(jì)算使上述反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度條件頁(yè)：4DrHym= -393.509-635.09+1206.92=178.32kJ×mol-1 D r Sym=213.74+39.75-92.9=160.6J×mol-1×K-1D r Gym=178.32-298.15´160.6´10-3=130.4kJ×mol-1>0，不能自發(fā)進(jìn)行。DrHym>0，D r Sym>0，升高溫度有利。T>DrHym/D r Sym=178.

27、32/160.6´10-3=1110.3K。 解：(1) DrHym= -393.509-635.09+1206.92 kJ×mol-1=178.32kJ×mol-1 DrSym=213.74+39.75-92.9 J×mol-1×K-1=160.6J×mol-1×K-1DrGym=178.32-298.15´160.6´10-3 kJ×mol-1=130.4kJ×mol-1> 0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行；(2) DrHym>0，D r Sym>0，升高溫度對(duì)反應(yīng)有利，有利

28、于DrGym<0。(3) 自發(fā)反應(yīng)的條件為 T >DrHym/D r Sym= 178.32/160.6´10-3K=1110K12 糖在人體中的新陳代謝過程如下：C12H22O11(s) + 12O2(g) ® 12CO2(g) + 11H2O(l) 若反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變DrGym有30%能轉(zhuǎn)化為有用功，則一匙糖(3.8g)在體溫37時(shí)進(jìn)行新陳代謝，可得多少有用功？（已知C12H22O11的DfHym= -2222kJ×mol-1 Sym=360.2J×mol-1×K-1)頁(yè)：4 C12H22O11(s) + 12O2(g) &#

29、174; 12CO2(g) + 11H2O(l)DfHym/kJ×mol-1 -2222 0 -393.509 -285.830Sym/J×mol-1×K-1 360.2 205.138 213.74 69.91DrHym=11´(-285.830)+12´(-393.509) -( -2222) kJ×mol-1= -5645kJ×mol-1DrSym=11´69.91+12´213.74-12´205.138-360.2 J×mol-1×K-1=512.03 J×

30、;mol-1×K-1D r Gym=DrHym-TDrSym= -5645kJ×mol-1-310.15K´512.03´10-3kJ×mol-1×K-1= -5803kJ×mol-1x = DnB/nB= 3.8g/342g×mol-1=1.11´10-2molW有用功=30%D r Gy=30%D r Gym×x=30%´(-5803kJ×mol-1) 1.11´10-2mol= -19kJ負(fù)號(hào)表示系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功。 解： C12H22O11(s) + 12O2(

31、g) ® 12CO2(g) + 11H2O(l)DfHym/kJ×mol-1 -2222 0 -393.509 -285.830Sym/J×mol-1×K-1 360.2 205.138 213.74 69.91DrHym=11´(-285.830)+12´(-393.509) -( -2222) kJ×mol-1= -5644kJ×mol-1DrSym=11´69.91+12´213.74-12´205.138-360.2 J×mol-1×K-1=512.0 J&

32、#215;mol-1×K-1DrGym=DrHym-TDrSym= -5644kJ×mol-1-310.15K´512.03´10-3kJ×mol-1×K-1= -5803kJ×mol-1x = DnB/nB=0-n(C12H22O11)/n(C12H22O11)= -(3.8g/342g×mol-1)/(-1)=1.11´10-2molW有用功=30%DrGy=30%DrGym×x=30%´(-5803kJ×mol-1) ´ 1.11´10-2mol=

33、-19kJ 負(fù)號(hào)表示系統(tǒng)對(duì)環(huán)境做功。13 寫出下列各化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)Ky表達(dá)式:(1) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) (2) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)(3) C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) (4) AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)(5) HAc(aq) H+(aq) + Ac-(aq) (6) SiO2(s)+6HF(aq)H2SiF6(aq)+2H2O(l)(7) Hb(aq)(血紅蛋白) + O2(g)HbO2(aq)(氧合血紅蛋白)(8) 2MnO4-(aq) + 5SO32-(aq) + 6H+(aq

34、) 2Mn2+(aq) + 5SO42-(aq) + 3H2O(l) 頁(yè)：5略解：(1) Ky =/ py)= p(CO2)/py (2) Ky = (p(SO3)/py)2×(p(O2)/py)-1×(p(SO2) /py)-2 (3) Ky = (p(CO)/py)×(p(H2)/py)×(p(H2O)/py)-1 (4) Ky = (c(Ag+)/cy)×(c(Cl-)/cy)(5) Ky = (c(H+)/cy)×(c(Ac-)/cy)×(c(HAc)/cy)-1(6) Ky = (c(H2SiF6)/cy)

35、5;(c(HF)/cy)-6(7) Ky = (c(HbO2)/cy)×(c(Hb)/cy)-1×(p(O2)/py)-1(8) Ky=(c(Mn2+)/cy)2×(c(SO42-)/cy)5×(c(MnO4-)/cy)-2×(c(SO32-)/cy)-5×(c(H+)/cy)-614 已知下列化學(xué)反應(yīng)在298.15K時(shí)的平衡常數(shù)：(1) CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O (g)；Ky1 = 2´1015(2) 1/2O2(g) + H2(g) H2O(g)； Ky2 = 5´1022計(jì)算反應(yīng)

36、CuO(s)Cu(s) + 1/2O2(g) 的平衡常數(shù)Ky頁(yè)：5反應(yīng)(1)-(2)為所求反應(yīng)：Ky= Ky1/ Ky2=2´1015/5´1022=4´10-8 解：反應(yīng)(1) - (2)為所求反應(yīng)，根據(jù)多重平衡規(guī)則：Ky= Ky1/ Ky2=2´1015/5´1022= 4´10-815 已知下列反應(yīng)在298.15K的平衡常數(shù)：(1) SnO2(s) + 2H2(g) 2H2O(g) + Sn(s)； Ky1 = 21(2 ) H2O(g) + CO (g) H2(g) + CO2(g)； Ky2 = 0.034計(jì)算反應(yīng) 2CO(

37、g) + SnO2(s) Sn(s) + 2CO2 (g) 在298.15K時(shí)的平衡常數(shù)Ky頁(yè)：5反應(yīng) (1) +2´ (2)為所求反應(yīng)：Ky= Ky1 ´ (Ky2)2=21´0.0342=2.4´10-2 解：反應(yīng) (1) +2´(2)為所求反應(yīng)：Ky= Ky1 ´ (Ky2)2 =21´0.0342 =2.4´10-216 密閉容器中反應(yīng) 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) 在1500K條件下達(dá)到平衡。若始態(tài)p(NO) =150kPa，p(O2) = 450kPa，p(NO2) = 0；平衡時(shí)p(N

38、O2) = 25kPa。試計(jì)算平衡時(shí)p(NO)，p(O2)的分壓及標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Ky。頁(yè)：5V,T不變，pµn，各平衡分壓為：p(NO) =150-25=125kPa；p(O2) =450-25/2=437.5kPa Ky=(p(NO2)/py)2(p(NO)/ py)-2(p(O2)/ py)-1=(25/100) 2(125/100) -2(437.5/100) -1=9.1´10-3 解：V、T不變，p µ n，各平衡分壓為：p(NO) =150-25=125kPa ； p(O2) =450-25/2=437.5kPaKy = (p(NO2)/py)2(p(N

39、O)/ py)-2(p(O2)/ py)-1= (25/100) 2(125/100) -2(437.5/100) -1=9.1´10-317 密閉容器中的反應(yīng) CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 在750K時(shí)其Ky = 2.6，求：(1)當(dāng)原料氣中H2O(g)和CO(g)的物質(zhì)的量之比為1:1時(shí)，CO(g)的轉(zhuǎn)化率為多少？ (2)當(dāng)原料氣中H2O(g):CO(g)為4:1時(shí)，CO(g)的轉(zhuǎn)化率為多少？說明什么問題？ 頁(yè)：6(1)V,T不變，CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 起始n/mol 1 1 0 0 平衡n/mol 1-x 1-

40、x x x Sn=2(1-x)+2x=2平衡分壓 p總 p總 p總 p總Ky=(p(H2)/py) (p(CO2)/ py) (p(H2O)/ py)-1 (p(CO)/ py)-12.6 = ()2 ()-2 x=0.617 e (CO)= 61.7% (2)x2/(1-x)(5-x)=2.6 x=0.92 e (CO)= 92% H2O濃度增大，CO轉(zhuǎn)化率增大。 解：(1) V、T不變 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 起始n/mol 1 1 0 0 平衡n/mol 1-x 1-x x x Sn=2(1-x)+2x=2平衡分壓 p總 p總 p總 p總Ky = (p

41、(H2)/py) (p(CO2)/ py) (p(H2O)/ py)-1 (p(CO)/ py)-12.6 = ()2 ()-2x=0.62a(CO)= 62%(2) V、T不變 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 起始n/mol 1 4 0 0 平衡n/mol 1-x 4-x x x Sn=1-x+4-x +2x=5平衡分壓 p總 p總 p總 p總Ky = (p(H2)/py)(p(CO2)/py)(p(H2O)/py)-1(p(CO)/py)-1 2.6 = (x/5)2(1-x)/5-1(4-x)/5-1 x=0.90a(CO)= 90%H2O(g)濃度增大，CO

42、(g)轉(zhuǎn)化率增大，利用廉價(jià)的H2O(g)，使CO(g)反應(yīng)完全。18 在317K，反應(yīng) N2O4(g) 2NO2(g) 的平衡常數(shù)Ky = 1.00。分別計(jì)算當(dāng)系統(tǒng)總壓為400kPa和800kPa時(shí)N2O4(g)的平衡轉(zhuǎn)化率，并解釋計(jì)算結(jié)果。頁(yè)：6 N2O4(g) 2NO2(g) x = 0.243 e (N2O4)= 24.3%起始n/mol 1 0 x = 0.174 e (N2O4)= 17.4%平衡n/mol 1-x 2x 增大壓力，平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng)。平衡相對(duì)分壓 解： N2O4(g) 2NO2(g) 起始n/mol 1 0 平衡n/mol 1-x 2x 平衡相對(duì)分壓 x

43、 = 0.243a(N2O4) = 24.3%當(dāng)總壓為800kPa時(shí) x = 0.174a(N2O4)= 17.4%增大壓力，平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng)，a(N2O4)下降。19 在2033 K和3000 K的溫度條件下混和等摩爾的N2和O2，發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g) + O2(g) 2NO(g)平衡混合物中NO的體積百分?jǐn)?shù)分別是0.80%和4.5%。計(jì)算兩種溫度下反應(yīng)的Ky，并判斷該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。頁(yè)：7體積分?jǐn)?shù)等于摩爾分?jǐn)?shù)Ky2033K=0.00802/(0.992/2)2=2.6´10-4 Ky3000K=0.0452/(0.955/2)2=8.9´1

44、0-3T升高Ky增大，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 解： Ky=(p(NO)/py)2(p(O2)/py)-1(p(N2)/py)-1體積分?jǐn)?shù)等于摩爾分?jǐn)?shù) Vi/V=ni/n=xi pi= xi pKy2033K=0.00802(1-0.0080)/2-2=2.6´10-4Ky3000K=0.0452(1-0.045)/2-2=8.9´10-3T升高，Ky增大，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。20 已知尿素CO(NH2)2的DfGym= -197.15kJ×mol-1，求尿素的合成反應(yīng)2NH3(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(NH2)2(s)在298.15K時(shí)的DrGym

45、和Ky頁(yè)：7D r Gym=-197.15-228.572+394.359+2´16.45kJ×mol-1=1.537kJ×mol-1 lgKy=-1.537´103/(2.303´8.314´298.15)= -0.269 Ky=0.54 解： DrGym=-197.15-228.575+394.359+2´16.45kJ×mol-1=1.53kJ×mol-1lgKy = -DrGym/(2.303RT) = -1.53´103/(2.303´8.314´298.15)=

46、-0.268 Ky =0.54021 25時(shí)，反應(yīng)2H2O2(g)2H2O(g)+O2(g)的DrHym為-210.9kJ×mol-1，DrSym為131.8J×mol-1×K-1。試計(jì)算該反應(yīng)在25和100時(shí)的Ky，計(jì)算結(jié)果說明什么問題？ 頁(yè)：7D r Gym=DrHym-TDrSym D r Gym,298.15K= -210.9 kJ×mol-1-298.15K´131.8´10-3 kJ×mol-1×K-1=-250.2 kJ×mol-1D r Gym,373.15K= -210.9 kJ

47、5;mol-1-373.15K´131.8´10-3 kJ×mol-1×K-1=-260.1 kJ×mol-1Ky298.15K =6.7´1043 Ky373.15K =2.5´1036 結(jié)果說明放熱反應(yīng)，溫度升高，Ky下降。 解： DrGym=DrHym-TDrSym DrGym,298.15K= -210.9 kJ×mol-1-298.15K´131.8´10-3 kJ×mol-1×K-1= -250.2 kJ×mol-1lgKy = -DrGym/(2.30

48、3RT)= 250.2 ´103/(2.303´8.314´298.15)= 43.83Ky298.15K =6.7´1043DrGym,373.15K= -210.9 kJ×mol-1-373.15K´131.8´10-3 kJ×mol-1×K-1= -260.1 kJ×mol-1lgKy = -DrGym/(2.303RT)= 260.1 ´103/(2.303´8.314´373.15)= 36.40Ky373.15K =2.5´1036該反應(yīng)為放熱

49、反應(yīng)，對(duì)放熱反應(yīng)，溫度升高，Ky下降。22 在一定溫度下Ag2O的分解反應(yīng)為 Ag2O(s) 2Ag(s) + 1/2O2(g)假定反應(yīng)的DrHym，DrSym不隨溫度的變化而改變，估算Ag2O的最低分解溫度和在該溫度下的p(O2)分壓是多少？頁(yè)：7DrHym= 31.05kJ×mol-1 DrSym=2´42.5+205.138/2-121.3J×mol-1×K-1=66.269J×mol-1×K-1T=DrHym/DrSym=31.05kJ×mol-1/66.269´10-3kJ×mol-1×

50、;K-1=468.5 K此時(shí)，DrGym=0 kJ×mol-1 Ky =1 Ky =(p(O2)/py)1/2 p(O2)=100kPa 解： DrHym= -DfHym(Ag2O)= 31.05kJ×mol-1 DrSym=2´42.5+205.138/2-121.3J×mol-1×K-1=66.27J×mol-1×K-1T= DrHym/DrSym=31.05kJ×mol-1/66.27´10-3kJ×mol-1×K-1= 468.5 K此時(shí)，DrGym=0 kJ×mol

51、-1 ， Ky =1 ， Ky =(p(O2)/py)1/2 ， p(O2)=100kPa 。23 已知反應(yīng) 2SO2(g) + O2(g) ® 2SO3(g) 在427和527時(shí)的Ky值分別為1.0´105和1.1´102，求該溫度范圍內(nèi)反應(yīng)的DrHym。頁(yè)：7 DrHym= -317 kJ×mol-1 yyy解： yDrHym= -3.2´102 kJ×mol-124 已知反應(yīng) 2H2(g) + 2NO(g) ® 2H2O(g) + N2(g) 的速率方程 v = k c(H2)×c2(NO)，在一定溫度下，若

52、使容器體積縮小到原來的1/2時(shí)，問反應(yīng)速率如何變化？頁(yè)：8體積縮小為1/2，濃度增大2倍，v2 = k 2c(H2)×22c2(NO)=8v1 解： 體積縮小為1/2，濃度增大2倍：v2 = k2c(H2)×(2c)2(NO) = 8v125 某基元反應(yīng) A + B® C，在1.20L溶液中，當(dāng)A為4.0 mol，B為3.0mol時(shí)，v為0.0042mol×L-1s-1，計(jì)算該反應(yīng)的速率常數(shù)，并寫出該反應(yīng)的速率方程式。 解： v = kcAcB k=0.0042mol×dm-3s-1/(4.0 mol/1.20L)´(3.0mol)/

53、1.20L=5.0´10-4 mol-1×L×s-126 在301K時(shí)鮮牛奶大約4.0h變酸，但在278K的冰箱中可保持48h時(shí)。假定反應(yīng)速率與變酸時(shí)間成反比，求牛奶變酸反應(yīng)的活化能。頁(yè)：8ln Ea=7.5´104J×mol-1=75kJ×mol-1 解： ln Ea=7.5´104J×mol-1=75kJ×mol-127 已知青霉素G的分解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，37時(shí)其活化能為84.8kJ×mol-1，指前因子A為4.2´1012h-1，求37時(shí)青霉素G分解反應(yīng)的速率常數(shù)？頁(yè)：8= 4.

54、2´1012h-1´5.1´10-15=2.2´10-2 h-1 解： = 4.2´1012h-1´ =4.2´1012h-1´5.2´10-15=2.2´10-2 h-128 某病人發(fā)燒至40時(shí)，使體內(nèi)某一酶催化反應(yīng)的速率常數(shù)增大為正常體溫(37)的1.25倍，求該酶催化反應(yīng)的活化能？頁(yè)：8 Ea=60.0 kJ×mol-1 解： Ea=60.0 kJ×mol-130Calculate the values of DrHym, DrSym, DrGym and Ky at

55、298.15K for the reaction NH4HCO3(s) = NH3 (g) + H2O(g) + CO2(g頁(yè)：8DrHym=- 46.11-393.509-241.818+849.4 =168.0 kJ×mol-1DrSym=192.45+213.74+188.825-120.9 =474.1J×mol-1×K-1DrGym=-16.45-394.359-228.572+665.9= 26.5 kJ×mol-1Ky=2.28´10-5) Solution: DrHym=- 46.11-241.818-393.509+849.4

56、 kJ×mol-1= 168.0 kJ×mol-1DrSym=192.45+188.825+213.74-120.9 J×mol-1×K-1= 474.1J×mol-1×K-1DrGym=-16.45-228.572-394.359+665.9 kJ×mol-1= 26.5 kJ×mol-1lgKy = -DrGym/(2.303RT)= -26.5 kJ×mol-1/(2.303´8.314´10-3 kJ×mol-1×K-1´298.15K)= -4.

57、64Ky=2.28´10-5.31From reactions (1)-(5) below, select, without any thermodynamic calculations those reactions which have: (1) large negative standar entropy changes,(2) large positive standar entropy changes,(3) small entropy changes which might be either positive or negative.(1) Mg(s) + Cl2(g)

58、 = MgCl2(s)(2) Mg(s) + I2(s) = MgI2(s)(3) C(s) + O2(g) = CO2(g)(4) Al2O3(s) + 3C(s) + 3Cl2(g) = 2AlCl3(g) + 3CO(g)(5) 2NO(g) + Cl2(g) = 2NOCl(g)Solution: (1) large negative standar entropy changes:(1) ,(5)(2) large positive standar entropy changes:(4) (3) small entropy changes which might be either positive or negative (2),(3)32Calculate the value of the thermodynamic decomposition temperature (Td) reaction NH4Cl(s).= NH3(g) + HCl(g) at the standard state.頁(yè)：9DrHym=- 46.11- 92.307+314.43 =176.01 kJ×