大學(xué)化學(xué)第一章(化學(xué)工業(yè)出版社)

第一章化學(xué)反應(yīng)的基本原理196.07g，其中H2O180g，求所含C2H5OH物質(zhì)的量。解：由題意可知：n(CHOH)=m/M=(196.07-180)/46=0.35mol2 5已知化學(xué)反應(yīng)方程式：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)1t95%石在完全分解時最多能得到氧化鈣和二氧化碳各多少千克？解：由題意可知：m(CaO)=(56×1000×95%)/100=532kgm(CO2

)=(44×1000×95%)/100=418kg4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)，試問：當(dāng)反應(yīng)過程中消耗掉2molAlAl，O，AlO進(jìn)行計(jì)算。解：由題意可知：4Al(s)+3O2

(g)=2Al2

2 2 3O(s)3ξ(Al)=Δn(Al)/ν(Al)=(-2mol)/(-4)=0.5molξ(O)=Δn(O)/ν(O)=(-1.5mol)/(-3)=0.5mol2 2 2ξ(Al

O)=Δn(AlO)/ν(AlO)=1mol/2=0.5mol2 3 2 3 2 3水分解反應(yīng)方程式：H2O(l)=H2(g)+1/2O2(g)，反應(yīng)進(jìn)度ξ=3mol時問消耗掉多H2OO2？解：HO(l)=H(g)+1/2O(g),ξ=3mol2 2 2Δn(HO)=ξ×ν(HO)=(-1)×3mol=-3mol2 2Δn(O)=ξ×ν(HO)=(1/2)×3mol=1.5mol2 2ΔrHθ(298.15K)。

完全燃燒時能釋放多少熱能？m 4解：由題意可知：CH(g) + 2O(g) = CO(g) + 2HO(l)4 2 2 2ΔHθ/kJ·mol-1 -74.85 0 -393.50 -241.82f mΔHθ(298.15K)={ΔH

)+2ΔH

O)-ΔH

)-2ΔHθ(O)}r m f m 2

f m 2

f m 4

f m 2=-802.29kJ·mol-1N2H4(l)N2O4(g)298.15K50.63kJ·mol-1.9.66kJ·mol-1。計(jì)算火箭燃料聯(lián)氨和氧化劑四氧化二氮反應(yīng)2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(l)的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。計(jì)算32g液態(tài)聯(lián)氨完全氧化時所放出的熱量。解：由題意可知：2NH(l) + NO(g) = 3N(g) + 4HO(l)2 4 2 4 2 2ΔHθ/kJ·mol-1 50.63 9.66 0 -285.83f mΔHθ(298K)={4ΔH

O)+3ΔH

)-2ΔHθ(NH)-ΔHθ(NO)}r m f m 2

f m 2

f m 2 4 f m 2 4=[4×(-285.83)+3×0-2×50.63-9.66]=-1254.24kJ·mol-1Q=1/2ΔHθ=1/2×(-1254.24)=-627.12kJr m7.(1)S[He(l)]﹤S[He(l)](2)S[HO(l)]﹤S[HO(l)]2 2 2)﹤S(石墨)CaC2與H2O作用生成用于焊接的乙炔氣，其反應(yīng)為CaC2(s)+2H2O(l)=Ca(OH)2(s)+C2H2(g)3298.15K準(zhǔn)摩爾焓變，標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵變，該反應(yīng)的自發(fā)性是否與溫度有關(guān)？解：由題意可知CaC2

(s) + 2H2

O(l)=Ca(OH)2

(s) + C2

H(g)2ΔHθ/kJ·mol-1 -62.76 -285.83 -986.09 266.73f mSθ/J·mol-1·K-1 70.09 69.91 83.39 200.83mΔHθ={ΔHθ(CH)+ΔHθ(Ca(OH))-2ΔHθ(HO)-ΔHθ(CaC)}r m f m 2 2 f m 2 f m 2 f m 2=(-986.09+226.73)-[2×(-285.83)+(-62.76)]=-84.94kJ·mol-1ΔSθ={Sθ(CH)+SθCa(OH))-2Sθ(HO)-Sθ(CaC)}r m m 2 2 m 2 m 2 m 2=200.83+83.39-2×69.91-70.09=74.3J·mol-1·K-1由于ΔHθ<0，ΔSθ>0，且ΔGθ=ΔHθ-TΔSθ，所以該反應(yīng)的r m r m r m r m r m自發(fā)性與溫度無關(guān)。Cu(s)+H2O(g)=CuO(s)+H2(g)25℃p(H2O)︰p(H2)=2︰1，判斷該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。解：由題意可知：Cu(s) + HO(g) = CuO(s) + H(g)2 2ΔHθ/kJ·mol-1 0 -241.82 -157.3 0f mSθ/J·mol-1·K-1 33.15 188.72 42.63 130.574mΔGθ/kJ·mol-1 0 -228.59 -129.7 0f m方法Ⅰ：ΔGθ={ΔGθ(CuO)+ΔGθ(H)-ΔGθ(HO)-ΔGθ(Cu)}r m f m f m 2 f m 2 f m=-129.7+0-(-228.59)-0=98.89kJ·mol-1方法Ⅱ：ΔHθ={ΔHθ(CuO)+ΔHθ(H)-ΔHθ(HO)-ΔHθ(Cu)}r m f m f m 2 f m 2 f m=84.52kJ·mol-1ΔSθ={Sθ(CuO)+Sθ(H)-Sθ(HO)-Sθ(Cu)}r m m m 2 m 2 m=-48.666J·mol-1·K-1ΔGθ=ΔHθ-TΔSθr m r m r m=84.52-(-48.666)×298.15×10-3=99.03kJ·mol-1當(dāng)p(HO)：p(H)=2：1時，2 2ΔG=ΔGθ+RT㏑Q′=98.89+8.314×298.15lnp(H)/p(HO)r m r m p 2 2=97.17kJ·mol-1m2近似計(jì)算下列反應(yīng)在1800K時的ΔrGθTiO(s)+C石墨)=Ti(s)+m2CO2(g)當(dāng)反應(yīng)處在p(CO2)=80kPa的氣氛中時，能否自發(fā)進(jìn)行？解：(1)由題意可知：TiO2

(金紅石+C(石墨)=Ti(s) + CO2

(g)ΔfHmθ/kJ·mol-1 -994.7 0 0 -393.50Sθ/J·mol-1·K-1 50.33 5.740 30.66 213.64mΔHθ(298.15K)={ΔHθ(CO)+ΔHθ(Ti)-ΔHθ(TiO)-ΔHθ(C)}r m f m

2 f m

f m 2 f m=551.20kJ·mol-1ΔSθ(298.15K)={Sθ(CO)+Sθ(Ti)-Sθ(TiO)-Sθ(C)}r m m 2 m m 2 m=188.2J·mol-1·K-1ΔGθ(1800K)=ΔHθ(298.15K)-TΔSθ(298.15K)=212.44kJ·mol-1r m r m r m(2)ΔG =ΔGθ(1800K)+RT㏑

′=209.10kJ·mol-1r m r m p所以，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。12.利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)在298.15K時的Kθ值。(1)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)；(2)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)解：(1)由題意可知：CH(g) + 2HO(g) = CO(g) + 4H(g)4 2 2 2ΔGθ/kJ·mol-1 -50.6 -228.59 -394.36 0f mΔGθ={ΔG

)+4ΔG

)-2ΔG

O)-ΔGθ(CH)}r m f m 2

f m 2

f m 2

f m 4=-393.46-(-50.6)-2×(-228.59)=113.42kJ·mol-1∵ΔrGmθ=-RTlnKθ∴Kθ=1.3×10-20(2)由題意可知：SiO(s) + 2C(s) = Si(s) + 2CO(g)2ΔGθ/kJ·mol-1 -856.67 0 0 -137.15f mΔGθ={2ΔGθ(CO)+ΔG

θ(Si)-2ΔGθ(C)-ΔG

θ(SiO)}r m f m

f m f m

f m 2=-582.37kJ·mol-1∴Kθ=e234.9413.已知反應(yīng)N2(g)+O2(g)=2NO(g)在500K時的Kθ=8.90×1027，p(N2)=8.0kPa，p(O2)=2.0kPa，p(NO)=1.0kPa。通過計(jì)算說明反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行的方向如何？解：由題意可知，Qp'

[p(NO)/p]2

[1/100]2

0.0625

<Kθ=8.90×1027[p(N2

)/p][p(O2

)/p] /100][2.0/100]所以，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。14.已知973K時下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ：(1)SO2(g)+O2(g)=SO3(g) K20；(2)NO2(g)=NO(g)+O2(g) K0.012；1 2求反應(yīng)SO(g)+NO(g)=SO(g)+NO(g)的Kθ。2 2 3解：由題意可知，KKK200.0120.241 215.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)973K，1073K，1173K，1273K時的平衡常數(shù)分別為0.618，0.905，1.29，1.66，試問此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？解：ln(K/K)=(ΔH/R)[(T-T)/T·T]2 1 2 1 2 1ln(0.905/0.618)=(ΔH/8.314)[(1073-993)/(1073×993)ΔH=33.1kJ·mol-1﹥0，所以是吸熱反應(yīng)。8.0molSO24.0molO2SO3起始時和平衡時溫度不變300kPa2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)的平衡常數(shù)和的轉(zhuǎn)化率。解：方法Ⅰ：設(shè)平衡時的分壓為x，則2SO(g) + O(g) = 2SO(g)2 2 3起始時 300×(8/12)=200 100平衡時 200-x 100-x/2 x200-x+100-x/2+x=220 x=160kPa所以，Kθ=(160/100)/[(20/100)(40/100)2]=80α=(160/200)×100%=80%方法Ⅱ：設(shè)反應(yīng)中消耗的O2的物質(zhì)的量為xmol，則2SO(g) + O(g) = 2SO(g)2 2 3起始時8.04.00平衡時8.0-2x4.0-x2x由道爾頓分壓定律知，300/8.0+4.0=220/8.0-2x+4.0-x+2x x=3.2molp(SO)=40kPa，p(O)=20kPa，p(SO)=160kPa2 2 3所以，α=(2x/8.0)×100%=80%Kθ=80已知下列反應(yīng)AgS(s)+2(g)=2Ag(s)+2S(g在740K時的=0.36若在該溫1.0molAg2SH2解：設(shè)需H2

的物質(zhì)的量為xmolAgS(s) + H(g) = 2Ag(s) + HS(g)2 2 2平衡時 x-1.0 1.0Kθ={[（1/x）P]/100}/{[(x-1)/x]p}/100=0.36x=3.78mol根據(jù)實(shí)驗(yàn)，下列反應(yīng)為元反應(yīng)2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g)寫出反應(yīng)速率方程式。反應(yīng)的總級數(shù)是多少？1倍，反應(yīng)速率如何變化？(