化學熱力學基礎

..化學熱力學基礎5-1從手冊查出常用試劑濃鹽酸﹑濃硫酸﹑濃硝酸﹑濃氨水的密度和質量分數(shù),計算它們的〔體積物質的量濃度〔c和質量摩爾濃度〔m。5-2從手冊查出常溫下的飽和水蒸氣壓,計算當相對濕度為40%時,水蒸氣壓多大。5-3化學實驗事中經(jīng)常用蒸餾水沖洗已用自來水洗凈的燒杯。設洗后燒杯內(nèi)殘留"水"為1ml,試計算,用30ml蒸餾水洗一次和洗兩次,燒杯中殘留的"自來水的濃度"分別多大？5-4計算15℃,97kPa下15g5-520℃,97kPa下0.842g某氣體的體積為0.400L5-6測得2.96g氯化汞在407℃的1L5-7在1000℃和97kPa下測得硫蒸汽的密度為0.5977g.L-15-8在25℃時將相同壓力的5.0L氮氣和15L氧氣壓縮到一個10.0L的真空容器中,測得混合氣體的總壓為150kPa,〔1求兩種氣體的初始壓力；〔2求混合氣體中氮和氧的分壓；〔3將溫度上升到2105-9在25℃,1.47MPa下把氨氣通入容積為1.00L剛性壁容器中,在3505-10某乙烯和足量的氫氣的混合氣體的總壓為6930Pa,在鉑催化劑催化下發(fā)生如下反應：C2H4<g>+H2<g>===C2H6<g>反應結束時溫度降至原溫度后測得總壓為4530Pa。求原混合氣體中乙烯的摩爾分數(shù)。5-11以下哪些關系式是正確的〔p、V、n無下標時表示混合氣體的總壓、總體積和總的物質的量？說明理由。pVB=nBRTpBV=nBRTpBVB=nRTpV=nRT5-12以下系統(tǒng)內(nèi)各有幾個相？水溶性蛋白質的水溶液；〔2氫氧混合氣體；〔3鹽酸與鐵塊發(fā)生反應的系統(tǒng)〔4超臨界狀態(tài)的水。5-1310g水在373K和100kPa下汽化,所做的功多大？〔設水蒸氣為理想氣體5-14反應CaC2<s>+2H2O<l>====Ca<OH>2<s>+C2H2<g>在298K下的標準摩爾熱力學能變化量為-128kJ.mol-1。求該反應的標準摩爾焓變。5-15人類登月使用的阿波羅火箭的第一級火箭使用了550噸煤油在2.5min內(nèi)與氧氣發(fā)生燃燒產(chǎn)生巨大推力。以C12H26〔l為煤油的平均分子式的燃燒熱為-7513kJ.mol-1,試計算這個燃燒發(fā)應的功率。5-16已知Al2O3<s>和MnO2的標準摩爾生成焓為-1676kJ.mol-1和-521kJ.mol-1,計算1g鋁與足量MnO2反應〔鋁熱法產(chǎn)生的熱量。5-17已知Cl-〔aq的標準摩爾生成焓為-167.5kJ.mol-1,計算1molHCl<g>溶于足量的水釋放多少熱？[注]計算得到的值為氯化氫的熔解熱；HCl<g>的標準摩爾生成焓可從本書附表中查獲。假設水量的多少與水合反應的程度無關〔事實上是有關的,因此的數(shù)值通常設定為無限稀釋。5-18用標準摩爾生成焓的數(shù)據(jù)計算SiF4<g>與足量H2O<l>反應生成SiO2<s>和HF<g>的摩爾反應焓。5-19利用本書附表與下列數(shù)據(jù)計算石灰?guī)r[以CaCO3〔方解石計]被CO2<g>溶解發(fā)育成喀斯特地形的如下反應的標準摩爾生成焓：CaCO3<s>+CO2<g>+H2O<l>===Ca2+<aq>+2HCO3-<aq>△fHmθ/kJ.mol-1:Ca2+<aq>-543.0HCO3-<aq>-691.15-20火柴頭中的P4S3<s>的標準摩爾燃燒熱為-3677kJ.mol-1[注：燃燒產(chǎn)物為P4O10<s>和SO2],利用本書附表的數(shù)據(jù)計算P4S3<s>的標準摩爾生成焓。5-21諾貝爾〔AlfredNobel1833-1896發(fā)明的炸藥爆炸可使產(chǎn)生的氣體因熱膨脹體積增大1200倍,其化學原理是硝酸甘油發(fā)生如下分解反應：4C3H5<NO3>3<l>===6N2<g>+10H20<g>+12CO2<g>+O2<g>已知C3H5<NO3>3<l>的標準摩爾生成焓為-355kJ.mol-1,計算爆炸反應的標準摩爾反應焓。5-22生石灰的水化反應放出的熱足以將紙張著火或雞蛋煮熟。試利用本書附表的數(shù)據(jù)計算500g〔1市斤生石灰〔s與足量的水生成熟石灰〔s放出的熱〔注：可忽略溶解反應。5-23生命體的熱源通常以攝入的供熱物質折合成葡萄糖燃燒釋放的熱量,已知葡萄糖[C6H12O6<s>]的標準摩爾生成焓為-1272kJ.mol-1,利用本書附表的數(shù)據(jù)計算它的燃燒熱。5-24經(jīng)測定,葡萄糖完全氧化反應：C6H12O6<s>+6O2<g>====6CO2<g>+H2O<l>的標準摩爾反應自由能為-2840kJ.mol-1,試查出產(chǎn)物的標準生成自由能,計算葡萄糖的標準摩爾生成自由能。將所得數(shù)據(jù)與上題的生成焓數(shù)據(jù)做比較。5-25已知N2、NO和O2的解離焓分別為941.7kJ.mol-1、631.8kJ.mol-1和493.7kJ.mol-1,僅利用這些數(shù)據(jù)判斷NO在常溫常壓下能不能自發(fā)分解。5-26預計下列反應是熵增反應還是熵減反應？不能預計的通過標準熵進行計算。葡萄糖燃燒；〔2乙炔燃燒；〔3碳酸氫鈉分解；〔4鐵絲燃燒；〔5甲烷與水蒸氣反應生成水煤氣〔steamgas---CO與H2的混合氣；〔6甲烷和氧氣反應生成合成氣〔syngas---CO和H2的混合氣體。5-27查閱熱力學數(shù)據(jù)表,試回答,若在常溫下將碳〔石墨氧化為一氧化碳的反應做成燃燒電池,這個電池可以提供的最大電能多大？在電池放電時,吸熱還是放熱？這個電池的焓變多大？是正值還是負值？由此題你對焓的概念有什么新的認識？5-28碘鎢燈因在燈內(nèi)發(fā)生如下可逆反應：W<s>+I2<g>====WI2<g>碘蒸氣與擴散到玻璃內(nèi)壁的鎢會反應生成碘化鎢氣體,后者擴散到鎢絲附近會因鎢絲的高溫而分解出鎢重新沉積到鎢絲上去,從而延長燈絲的使用壽命。已知在298K時：W<s>WI2<g>I2<g>△fGmθ/kJ.mol-10-8.3719.327Smθ/J.mol-1.K-133.5251260.69〔a設玻璃內(nèi)壁的溫度為623K,計算上式反應的△fGmθ<623K>?！瞓估計WI2<g>在鎢絲上分解所需的最低溫度。5-30查出生成焓和標準熵,計算汽車尾氣中的一氧化氮和一氧化碳在催化劑表面上反應生成氮氣和二氧化碳在什么溫度范圍內(nèi)是自發(fā)的。這一反應能否實際發(fā)生？5-31石灰窯的碳酸鈣需加熱到多少度才能分解〔這時,二氧化碳的分壓達到標準壓力？若在一個用真空泵不斷抽真空的系統(tǒng)內(nèi),系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力保持10Pa,加熱到多少度,碳酸鈣就能分解？5-32以下反應,哪些在常溫的熱力學標態(tài)下能自發(fā)向右進行？哪些不能？298K△rHmθ/kJ.mol-1△rSmθ/J.mol-1.K-1<1>2CO2<g>===2CO<g>+O2<g>566.1174

<2>2N2O<g>===N2<g>+O2<g>-16322.6

<3>NO2<g>====2N2<g>+O2<g>113145

<4>2NO2<g>===2NO<g>+O2<g>-67.8120

<5>CaCO3<l>===CaO<l>+CO2<g>178.0161

<6>C<s>+O2<g>===CO2<g>-393.53.1

<7>CaF2<s>+aq===CaF2<aq>6.3-1525-40分辨如下概念的物理意義：〔1封閉系統(tǒng)和孤立系統(tǒng)。環(huán)境壓力和標準壓力。熱力學標準態(tài)和理想氣體標準狀態(tài)。氣體的分壓和分體積。功﹑熱和能。等壓膨脹和可逆膨脹功。膨脹功和有用功。熱力學能和焓。等壓熱效應和等容熱效應。生成焓﹑燃燒焓和反應焓。過程和狀態(tài)。狀態(tài)函數(shù)和非狀態(tài)函數(shù)。過程的自發(fā)性和可逆性。理想氣體和非理想氣體。標準自由能和非標準自由能?！?6吸熱化合物和放熱化合物?！?7標準熵和反應熵。〔18熵增大原理的適用系統(tǒng)?！?9熱力學分解溫度與實際分解溫度?！?0熱力學和動力學。5-41判斷以下說法的正確與錯誤,盡量用一句話給出你作出判斷的根據(jù)。〔1溫度高的物體比溫度低的物體有更多的熱。〔2氫氧爆鳴氣反應產(chǎn)生的熱使氣體體積急劇膨脹引起爆炸?！?加熱向碳酸鈣提供了能量導致了碳酸鈣分解?！?醋酸溶于水自發(fā)電離產(chǎn)生氫離子和醋酸根離子,這是由于醋酸電離反應的標準摩爾自由能的數(shù)符是負值。〔5碳酸鈣的生產(chǎn)焓等于CaO<s>