《普通化學(xué)》第2章作業(yè)題解(化學(xué)反應(yīng)的方向和程度)課件

《普通化學(xué)》第2章作業(yè)題解（化學(xué)反應(yīng)的方向和程度）《普通化學(xué)》第2章作業(yè)題解（化學(xué)反應(yīng)的方向和程度）11.不用查表，指出下列各組物質(zhì)中熵值由大到小的順序。

(1)O2(l),O3(g),O2(g)(2)K(s),KCl(s),Na(s)解：（1）S(O3,g)>S(O2,g)>S(O2,l)（2）S(KCl,s)>S(K,s)>S(Na,s)1.不用查表，指出下列各組物質(zhì)中熵值由大到小的順序。22.判斷下列反應(yīng)，哪些是熵增加的過(guò)程，哪些是熵減少的程，并說(shuō)明理由。解:(1)(電解水)H2O(l)=H2(g)+1/2O2(g)

∵反應(yīng)后氣體分子總數(shù)增加，∴反應(yīng)是熵增的過(guò)程，即ΔS>0。(2)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)∵反應(yīng)后氣體分子總數(shù)減少，∴反應(yīng)是熵減的過(guò)程，即ΔS<0。(3)AgCl(s)=Ag+(aq)+Cl-(aq)難溶電解質(zhì)溶解，混亂度增大，∴該過(guò)程是熵增的過(guò)程，即ΔS>0。(4)2HI(g)=H2(g)+I2(s)∵反應(yīng)后氣體分子總數(shù)減少，∴反應(yīng)是熵減的過(guò)程，即ΔS<0。2.判斷下列反應(yīng)，哪些是熵增加的過(guò)程，哪些是熵減少的33.查表計(jì)算下列反應(yīng)的ΔS298?和ΔG298?，并說(shuō)明反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)(2)CaO(s)+H2O(l)=Ca2+(aq)+2OH-(aq)3.查表計(jì)算下列反應(yīng)的ΔS298?和ΔG298?，并說(shuō)明反43.解：(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)S298?/J·K-1·mol-1192.34205.03210.65188.72ΔfG298?

/kJ·mol-1-16.48086.57-228.59ΔS298?=∑(iS298?)生成物-

∑(iS298?)反應(yīng)物

=4210.65+6188.7-4192.34-5205.03=180.41J·K-1·mol-1ΔG298?=∑(iΔfG298?)生成物-

∑(iΔfG298?)反應(yīng)物

=486.57+6(-228.59)-0-5(-16.48)=-959.34kJ·mol-1<0∴反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。3.解：(1)4NH3(g)53.解：(2)CaO(s)+H2O(l)=Ca2+(aq)+2OH-(aq)S298?/J·K-1·mol-139.7569.91-53.1-10.75ΔfG298?

/kJ·mol-1-604.04-237.18-553.54-157.29ΔS298?=∑(iS298?)生成物-

∑(iS298?)反應(yīng)物

=-53.1+2(-10.75)-39.75-69.91=-184.26J·K-1·mol-1ΔG298?=∑(iΔfG298?)生成物-

∑(iΔfG298?)反應(yīng)物

=-553.54+2(-157.29)-(-604.04)-(-237.18)=-26.90kJ·mol-1<0∴反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。3.解：(2)CaO(s64.由錫石(SnO2)制取金屬錫(Sn)，可以有以下三種方法。若希望加熱溫度盡可能低一些，試根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算說(shuō)明應(yīng)推薦哪一種方法。(1)SnO2(s)?Sn(s)+O2(g)(2)SnO2(s)+C(s)?Sn(s)+CO2(g)(3)SnO2(s)+2H2(g)?Sn(s)+2H2O(g)

解：(1)SnO2(s)?Sn(s)+O2(g)ΔfH298?

/kJ·mol-1-580.700S298?/J·K-1·mol-152.351.55205.03ΔH298?=∑(iΔfH298?)生成物-

∑(iΔfH298?)反應(yīng)物

=0+0-(-580.7)=580.7

kJ·mol-1ΔS298?=∑(iS298?)生成物-

∑(iS298?)反應(yīng)物

=51.55+205.03-52.3=204.28J·K-1·mol-1ΔGT?=

ΔH298?-

TΔS298?<0?4.由錫石(SnO2)制取金屬錫(Sn)，可以有以下三種7(2)SnO2(s)+C(s)?Sn(s)+CO2(g)ΔfH298?

/kJ·mol-1-580.700-393.50S298?/J·K-1·mol-152.35.74051.55213.64ΔH298?

=0-393.50-(-580.7)-0=187.2

kJ·mol-1ΔS298?=

51.55+213.64-52.3-5.740=207.15J·K-1·mol-1ΔGT?=

ΔH298?-

TΔS298?<0?《普通化學(xué)》第2章作業(yè)題解(化學(xué)反應(yīng)的方向和程度)課件8(3)SnO2(s)+2H2(g)?Sn(s)+2H2O(g)ΔfH298?

/kJ·mol-1-580.700-241.82S298?/J·K-1·mol-152.3130.57451.55188.72ΔH298?

=0-2(-241.82)-(-580.7)-0=97.06

kJ·mol-1ΔS298?=

51.55+2188.72-52.3-2130.574=115.542J·K-1·mol-1ΔGT?=

ΔH298?-

TΔS298?<0?所以選擇第三種方法最合適。(3)SnO95.若反應(yīng)C(石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的ΔH?與ΔS?視為常數(shù)，且反應(yīng)是在標(biāo)準(zhǔn)壓力的條件下進(jìn)行的，試計(jì)算該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的溫度條件。5.若反應(yīng)C(石墨)+H2O(g)=CO(g)+105.解：C(石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔfH298?

/kJ·mol-10-241.82-110.520S298?/J·K-1·mol-15.740188.72197.56130.574ΔH298?=∑(iΔfH298?)生成物-

∑(iΔfH298?)反應(yīng)物

=(-110.52)+0-0-(-214.82)=104.30kJ·mol-1ΔS298?=∑(iS298?)生成物-

∑(iS298?)反應(yīng)物

=197.56+130.574-5.740-188.72=133.674J·K-1·mol-1ΔG?=

ΔH?-

TΔS?<0?5.解：C(石墨)116.利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)在298K和500K時(shí)的平衡常數(shù)K?。(1)SO2(g)+?O2(g)=SO3(g)(2)CaCO3(s)=CaO

(s)+CO2(g)6.利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)在298K和500K時(shí)126.解：(1)SO2(g)+?O2(g)=SO3(g)ΔfH298?

/kJ·mol-1-296.830-395.72S298?/J·K-1·mol-1248.11205.03256.65ΔfG298?

/kJ·mol-1-300.190-371.08ΔH298?=∑(iΔfH298?)生成物-

∑(iΔfH298?)反應(yīng)物

=(-395.72)-0-(-296.83)=-98.89kJ·mol-1ΔS298?=∑(iS298?)生成物-

∑(iS298?)反應(yīng)物

=256.65-248.11-?×205.03=-93.975J·K-1·mol-1ΔG298?=∑(iΔfG298?)生成物-

∑(iGfH298?)反應(yīng)物

=(-371.08)-0-(-300.19)=-70.89kJ·mol-1T=298K時(shí)，6.解：(1)SO2(g)13T=500K時(shí)，ΔG?=

ΔH298?-

TΔS298?

=-98.89-500×(-93.975)×10-3=-51.90kJ·mol-1T=500K時(shí)，ΔG?=ΔH298?-TΔS146.解：(2)CaCO3(s)=CaO

(s)+CO2(g)ΔfH298?

/kJ·mol-1-1206.92-635.09-393.50S298?/J·K-1·mol-192.939.75213.64ΔH298?=∑(iΔfH298?)生成物-

∑(iΔfH298?)反應(yīng)物

=(-635.09)+(-393.50)-(-1206.92)=178.33kJ·mol-1ΔS298?=∑(iS298?)生成物-

∑(iS298?)反應(yīng)物

=39.75+213.64-92.9=160.49J·K-1·mol-1T=298K時(shí)，ΔG?=

ΔH298?-

TΔS298?

=178.33-298×160.49×10-3=130.50kJ·mol-16.解：(2)CaCO3(s)15T=500K時(shí)，

ΔG500?=

ΔH298?-

TΔS298?

=178.33-500×160.49×10-3=98.085

kJ·mol-1

T=500K時(shí)，167.寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc，Kp，K?的表達(dá)式。(3)CaCO3(s)?CaO(s)+CO2(g)(4)Fe3O4(s)+4H2(g)?3Fe(s)+4H2O(g)7.寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc，Kp，K?的表達(dá)式。17

8.298K時(shí)已知下列化學(xué)平衡：（1）FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)，K1?=0.403（2）FeO(s)+H2(g)?Fe(s)+H2O

(g)，K2?=0.669試計(jì)算反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O

(g)的K

?值。解：已知：(1)FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)，K1?=0.403(2)FeO(s)+H2(g)?Fe(s)+H2O

(g)，K2?=0.669(2)-(1)得：CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O

(g)，K

?8.298K時(shí)已知下列化學(xué)平衡：189.已知在1362K時(shí)下列化學(xué)平衡：(1)H2(g)+?S2(g)?H2S(g)K1?=0.80(2)3H2(g)+SO2(g)?H2S(g)+2H2O(g)K1?=1.8×104試計(jì)算反應(yīng)：4H2(g)+2SO2(g)?4H2O(g)+S2(g)，在1362K時(shí)的平衡常數(shù)K?。解：已知：(1)H2(g)+?S2(g)?H2S(g)(2)3H2(g)+SO2(g)?H2S(g)+2H2O(g)

(2)×2-(1)×2，得：

4H2(g)+2SO2(g)?4H2O(g)+S2(g)

∴9.已知在1362K時(shí)下列化學(xué)平衡：1910.在某溫度時(shí)，反應(yīng)N2+O2?2NO的平衡常數(shù)Kc為0.0045，若2.5molO2與2.5molN2作用于15dm3密閉容器中，問(wèn)達(dá)到平衡時(shí)有多少NO生成？10.在某溫度時(shí)，反應(yīng)N2+O2?2NO的平衡常2010.解：設(shè)平衡時(shí)有xmolNO生成。

N2+O2?2NO起始濃度/mol·dm-30平衡濃度/mol·dm-310.解：設(shè)平衡時(shí)有xmolNO生成。2111.在某溫度時(shí)，反應(yīng)

CO

(g)+H2O(g)

?CO2(g)+

H2(g)

的Kc=1.0，問(wèn)2molCO與多少molH2O(g)

在密閉容器中反應(yīng)，才能使

50%（摩爾分?jǐn)?shù)）的CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2。11.在某溫度時(shí)，反應(yīng)2211.解：設(shè)有xmolH2O(g),設(shè)密閉容器體積為Vdm3。

CO

(g)+H2O(g)

?CO2(g)+

H2(g)起始濃度/mol·dm-32/Vx/V00平衡濃度/mol·dm-31/V

(x-1)/V1/V1/V

11.解：設(shè)有xmolH2O(g),設(shè)密閉容器體積為V2312.反應(yīng)PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g)在523K和1.01325×105Pa下達(dá)平衡時(shí)，其分解百分率為80%，求該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp。12.反應(yīng)PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g2412.解：設(shè)開始時(shí)PCl5為1molPCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g)起始時(shí)物質(zhì)的量/mol100平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol1-1×80%0.80.8=0.2平衡時(shí)總物質(zhì)的量為1.8mol12.解：設(shè)開始時(shí)PCl5為1mol2513.已知反應(yīng)Ag2S(s)+H2(g)?2Ag(s)+H2S(g)在740K時(shí)的Kp=0.36。若在該溫度下，在密閉容器中將1.0molAg2S還原為Ag，試計(jì)算最少需用H2的物質(zhì)的量。13.已知反應(yīng)Ag2S(s)+H2(g)?2Ag(2613.解：設(shè)最少需H2為xmol，設(shè)密閉容器總壓力為P。

Ag2S(s)+H2(g)?2Ag(s)+H2S(g)起始量/mol

1.0x00平衡量/mol0x-1.01.0

則平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為xmol，

∴13.解：設(shè)最少需H2為xmol，設(shè)密閉容器總壓力為P。2714.在10dm3的密閉容器中有1.0mol的氧化亞鐵、0.50mol的一氧化碳和、0.10mol的二氧化碳。當(dāng)混合物加熱到1273K時(shí)，發(fā)生如下反應(yīng)：

FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)，平衡常數(shù)Kc=0.50(1)確定反應(yīng)進(jìn)行的方向。(2)計(jì)算氧化亞鐵轉(zhuǎn)化為鐵的百分率（摩爾分?jǐn)?shù)）。14.在10dm3的密閉容器中有1.0mol的氧化亞鐵、28

14.解：（1）（2）設(shè)有xmolFeO轉(zhuǎn)化為鐵。

FeO(s)+CO(g)?Fe(s)+CO2(g)起始濃度/mol·dm-30.50/100.10/10平衡濃度/mol·dm-3(0.50-x)/10(0.10+x)/1014.解：（1）（2）設(shè)有xmolFeO轉(zhuǎn)化為鐵。2915.已知2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)在1062K時(shí)的平衡常數(shù)K?=

0.955。如在該溫度下，某一容器中含有SO2、O2和SO3三種氣體，其分壓分別為30.4kPa、60.8kPa和25.33kPa，試判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。如果只將SO3的分壓減至3kPa，反應(yīng)方向有何變化。

15.已知2SO2(g)+O2(g)?2SO3(3015.解：15.解：3116.已知下列反應(yīng)：Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)平衡常數(shù)K1?Fe(s)+H2O

(g)?FeO(s)+H2(g)平衡常數(shù)K2?在不同溫度時(shí)，平衡常數(shù)值如下：

T/KK1?K2?

9731.472.3810731.812.0011732.151.67試計(jì)算在上述各溫度時(shí)反應(yīng)CO2(g)+H2(g)

?CO(g)+H2O

(g)的平衡常數(shù)K?。通過(guò)計(jì)算說(shuō)明此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。16.已知下列反應(yīng)：3216.解：已知：Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)(1)Fe(s)+H2O

(g)?FeO(s)+H2(g)(2)(1)-(2)得：CO2(g)+H2(g)

?CO(g)+H2O

(g)K?當(dāng)T1=973K時(shí)，KT1?=1.47/2.38=0.618當(dāng)T2=1073K時(shí)，KT2?=1.81/2.00=0.905當(dāng)T3=1173K時(shí)，KT3?=2.15/1.67=1.29由于T升高，K?增大，反應(yīng)向右移動(dòng)，說(shuō)明此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。16.解：已知：Fe(s)+CO2(g)?FeO(s3317.對(duì)于反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，H298

?=-92.2kJ·mol-1若升高溫度（約升高100K），則H?

()

,S?()

,G?()

,K?()

,(只要求定性地指出溫度升高的影響)。17.對(duì)于反應(yīng)：3417.解：已知：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，H298

?=-92.2kJ·mol-1(1)T升高，H?不變。(2)T升高，S?不變。(3)H?<0，S?<0又因?yàn)镚?=

H?-TS所以T升高，G?升高。(4)H?<0，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以T升高，K?下降?；蛘吒鶕?jù)公式：17.解：3518.根據(jù)平衡移動(dòng)原理，討論下列反應(yīng)：2Cl2(g)+2H2O(g)?4HCl

(g)+