第2章-習(xí)題及思考題答案

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。PAGE第頁/共頁習(xí)題一.挑選題(B)1.CO2(g)的生成焓等于(A)金剛石的燃燒焓 (B)石墨的燃燒焓(C)CO(g)的燃燒焓 (D)碳酸鈣分解的焓變(A)2.萘燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式為：C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l)則298K時,Qp和QV的差值(kJ·mol)為(A)-4.95(B)4.95(C)-2.48(D)2.48(B)3.ΔH=Qp此式適用于哪一個過程：(A)理想氣體從101325Pa抵御恒定的10132.5Pa膨脹到10132.5Pa(B)在0℃、101325Pa下，冰融化成水(C)電解CuSO4的水溶液(D)氣體從(298.15K、101325Pa)可逆變化到(373.15K、10132.5Pa)(D)4.氣相反應(yīng)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)是放熱的，當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，可采用下列哪組條件使平衡向右移動？(A)降低溫度和降低壓力(B)升高溫度和增大壓力(C)升高溫度和降低壓力(D)降低溫度和增大壓力(B)5.下列過程中系統(tǒng)的熵減少的是(A)在900oC時CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)(B)在0oC常壓下水結(jié)成冰(C)理想氣體的等溫膨脹(D)水在其正常沸點氣化(C)6.在常溫下，下列反應(yīng)中，焓變等于AgBr(s)的的反應(yīng)是(A)Ag(aq)+Br(aq)=AgBr(s)(B)2Ag(s)+Br2(g)=2AgBr(s)(C)Ag(s)+Br2(l)=AgBr(s)(D)Ag(s)+Br2(g)=AgBr(s)（C）7.下列過程中系統(tǒng)的G0的是(A)水在0oC常壓下結(jié)成冰(B)水在其正常沸點氣化(C)NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)在大氣中舉行(D)100C二.填空題1.300K時0.125mol的正庚烷(液體)在氧彈量熱計中徹低燃燒，放熱602kJ,反應(yīng)C7H10(l)+11O2(g)=7CO2(g)+8H2O(l)的?rUm=－4816kJ·mol1，?rHm=－4826kJ·mol1。(RT=2.5kJ)2.寫出下列過程的熵變(用<、=、>表示)(1)溶解少量食鹽于水中，_＞_0；(2)純碳和氧氣反應(yīng)生成CO(g)，_＞_0；(3)H2O(g)變成H2O(l)，_＜_0；(4)CaCO3(s)加熱分解CaO(s)和CO2(g)，＞0。3．一定溫度下,反應(yīng)PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)達到平衡后,維持溫度和體積不變,向容器中參加一定量的惰性氣體,反應(yīng)將不移動。4.循環(huán)過程的熵變?yōu)開0_；循環(huán)過程吉布斯函數(shù)變?yōu)開0_。三．計算題1．一容器中裝有某氣體1.5dm3，在100kPa下，氣體從環(huán)境吸熱800J后，體積膨脹到2.0dm3，計算系統(tǒng)的熱力學(xué)能改變量。解：2．5mol理想氣體在300K由0.5dm3等溫可逆膨脹至5dm3，求W、Q和U。解：3．10mol理想氣體由298.15K、106Pa自由膨脹到298.15K，105Pa，再經(jīng)等溫可逆壓縮到始態(tài)，求循環(huán)過程的Q、。解：循環(huán)過程，4.計算25℃(1)(2)

解：(2)5．25℃下，密閉恒容的容器中有10g固體奈C10H8(s)在過量的O2(g)中徹低燃燒成CO2(g)和H2O(l)。過程放熱401.73kJ(1)

C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l)的反應(yīng)進度(2)

C10H8(s)的

；解：(1)萘在過量的氧氣中徹低燃燒，萘的物質(zhì)的量為:(2)6．已知下列兩個反應(yīng)的焓變，求298K時水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾蒸發(fā)焓。(1)

(2)

解：水的氣化過程：方程式(2)–方程式(1)，得：7．已知反應(yīng) 計算反應(yīng)(1)C+D→A+B；(2)2C+2D→2A+2B；(3)A+B→E的解：(1)(2)(3)8．利用附錄B中標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓數(shù)據(jù)計算下列反應(yīng)在298.15K的。假定反應(yīng)中的各氣體都可視作理想氣體。(1) (2) 解：(1)查表得各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓：(2)查表得各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓：9．25℃時，石墨、甲烷及氫的分離為、和。求25℃時在等壓情況下甲烷的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。解：，此反應(yīng)熱即為甲烷的生成熱10．已知反應(yīng)在300K及恒容條件下舉行時，，請計算反應(yīng)的Qp和。已知C和W在300K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓分離為和。解：C和W的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓就是CO2和WO3的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，所以11．已知化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下CH4(g)H2O(g)CO(g)H2(g)/kJ·mol1-74.4-241.826-110.530

求該反應(yīng)在298.15K時的。解：（1）在298.15K時的反應(yīng)焓為12．計算在298.15K時反應(yīng)的。已知：Fe3O4(s)H2(g)Fe(s)H2O(g)146.4130.727.3188.835解：13．應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變，并判斷該反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下能否自發(fā)舉行。解：查表得各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓及熵數(shù)據(jù)為：14. 銀可能受到H2S(g)的腐蝕而發(fā)生反應(yīng)2Ag(s)+H2S(g)Ag2S(s)+H2(g)，現(xiàn)在298K、下將銀放入等體積的H2S和H2組成的混合氣體中。問：(1)是否發(fā)生銀的腐蝕？(2)混合氣體中H2S的體積百分數(shù)低于多少才不會發(fā)生銀的腐蝕？已知：，解：(1)(2)令混合氣體中H2S的體積分數(shù)低于x時Ag不會發(fā)生腐蝕，即反應(yīng)處于平衡狀態(tài)15.寫出下列反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)(2)BaCO3(s)+C(s)BaO(s)+2CO(g)(3)Ag(aq)+Cl(aq)AgCl(s)(4)HCN(aq)H+(aq)+CN(aq)解：(1)(2)(3)(4)16．25oC時，已知反應(yīng)2ICl(g)I2(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)，試計算下列反應(yīng)的。(1)ICl(g)I2(g)+Cl2(g)(2)I2(g)+Cl2(g)ICl(g)解：(1)(2)17．反應(yīng)H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)在900oC時，系統(tǒng)中的各氣體均視為理想氣體，問H2O、CO、CO2和H2的分壓力分離為下列兩種情況時，反應(yīng)舉行的方向如何？(1)20265Pa、20265Pa、20265Pa、30398Pa(2)40530Pa、20265Pa、30398Pa、10135Pa解：(1)(2)18．298K時，NH4HS(s)的分解反應(yīng)如下：NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)將NH4HS(s)放入一真空容器中，平衡時，測得壓力為66.66kPa，求反應(yīng)的；若容器中預(yù)先已有NH3(g)，其壓力為40.00kPa，則平衡時的總壓為多少？解：(1)設(shè)平衡時總壓為pNH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)平衡時：p/2p/2(2)NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)平衡時：40.00kPa+p(H2S)p(H2S)19．已知在1273K時，反應(yīng)FeO(s)+CO(g)Fe+CO2(g)的。若起始濃度c(CO)=0.05mol·dm3，c(CO2)=0.01mol·dm3，問：(1)平衡時反應(yīng)物、產(chǎn)物的濃度各是多少？(2)CO的平衡轉(zhuǎn)化率是多少？(3)增強FeO(s)的量對平衡有何影響？解：設(shè)平衡時反應(yīng)轉(zhuǎn)換的CO濃度為xmol·dm3FeO(s)+CO(g)Fe+CO2(g)初始濃度(mol·dm3)：0.050.01平衡濃度(mol·dm3)：0.05-x0.01+x20．已知甲醇蒸氣的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)為。試求液體甲醇的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯函數(shù)。（假定氣體為理想氣體，且已知298.15K時液體甲醇飽和蒸氣壓為16.343kPa）解：對于液體，飽和蒸汽壓即氣液平衡時的氣體壓強甲醇氣液平衡：甲醇(l)甲醇(g)21．某溫度下，Br2和Cl2在CCl4溶劑中發(fā)生下述反應(yīng)：Br2+Cl22BrCl平衡建立時，c(Br2)=c(Cl2)=0.0043mol·dm3，c(BrCl)=0.0114mol·dm3，試求(1)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)；(2)倘若平衡建立后，再參加0.01mol·dm3的Br2到系統(tǒng)中(體積變化可忽略)，計算平衡再次建立時，系統(tǒng)中各組分的濃度；(3)用以上結(jié)果說明濃度對化學(xué)平衡的影響。解：(1)(2)Br2+Cl22BrCl初始濃度(mol·dm3)：0.01430.00430.0114平衡濃度(mol·dm3)：0.0143-x0.0043-x0.0114+2x(3)增強反應(yīng)物(Br2)濃度后，產(chǎn)物的量也增強了，化學(xué)平衡向正方向發(fā)生了移動。 22．已知在298K時各物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下：NO(g)NOF(g)F2(g)9066.50211248203(1)計算下述反應(yīng)在298K時的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)；2NO(g)+F2(g)2NOF(g)(2)計算以上反應(yīng)在500K時的和；(3)按照上述結(jié)果，說明溫度對反應(yīng)有何影響？解：(1)(2)假設(shè)，不隨溫度改變，則(3)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡常數(shù)值降低，對反應(yīng)不利。思考題“系統(tǒng)的溫度升高就一定吸熱，溫度不變時系統(tǒng)既不吸熱也不放熱?！边@種說法對嗎？舉例說明。不對。系統(tǒng)的溫度升高可以通過其他方式來實現(xiàn)，不一定非得是吸熱（被做功等）。例如：絕熱條件下壓縮氣體，體系溫度升高，但并未從環(huán)境中吸熱；在絕熱體容器中，將H2SO4注入水中，體系溫度升高，但并未從環(huán)境吸熱。在溫度不變時，體系可以放熱或吸熱，如相變時。水在1atm、100℃下變成水蒸氣，溫度不變但吸熱。在孤立系統(tǒng)中發(fā)生的任何過程，都有ΔU=0，ΔH=0。這一結(jié)論對嗎？不對。在孤立系統(tǒng)中發(fā)生的過程，有ΔU=0，因為W=0，Q=0，但是ΔH不決定，比如發(fā)生使系統(tǒng)壓強變化的反應(yīng)的體系，ΔH≠0。因為H=U+pV，所以焓是熱力學(xué)能與體積功pV之和，對嗎？不對。焓是一種表示物質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)的狀態(tài)函數(shù)，等于該系統(tǒng)內(nèi)能加上其體積與外界作用于該系統(tǒng)的壓力的乘積的總和。而體積功是系統(tǒng)因為體積改變而與環(huán)境交換的能量，非狀態(tài)函數(shù)。H=U+pV中，pV不是體積功?！袄硐霘怏w在恒外壓下絕熱膨脹，因為外壓恒定，所以Qp=ΔH；又因為絕熱。所以Qp=0。由此得到Qp=ΔH=0。”這一結(jié)論是否準(zhǔn)確？為什么？不對。此過程外壓恒定，但是對于系統(tǒng)來說（理想氣體）并不是一個恒壓過程。所以囫圇過程的Q≠Q(mào)p，ΔH≠Q(mào)。設(shè)膨脹之前壓強為p1，膨脹結(jié)束壓強為p2，有p1>p2=p外。對于此過程，絕熱，Q=0，則△U=Q+W=-p外△V，有△V>0，△U<0?！鱄=△U+△(pV)=-p外△V+△(pV)=-p外V2+p外V1+p2V2-p1V1=p外V1-p1V1，有p1>p外，則△H<0。系統(tǒng)經(jīng)過一個循環(huán)過程后，與環(huán)境沒有功和熱的交換，因為系統(tǒng)回到了始態(tài)。這一結(jié)論是否準(zhǔn)確，為什么？不準(zhǔn)確?！鱑=Q+W=0，不代表Q=0，W=0，可以使Q=-W。運用蓋斯定律計算時，必須滿意什么條件？每種物質(zhì)在不同的反應(yīng)過程中對應(yīng)的聚攏狀態(tài)和化學(xué)計量數(shù)應(yīng)一致。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)CH3OH(g)+O2(g)＝CO(g)+2H2O(g)的反應(yīng)熱就是CH3OH(g)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓，對嗎？不準(zhǔn)確。標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓是指物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)壓力下徹低燃燒時的反應(yīng)焓變，對于含有C和H的物質(zhì)，徹低燃燒生成的物質(zhì)應(yīng)該是CO2(g)和H2O(l)。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)CO(g)+O2(g)＝CO2(g)的反應(yīng)熱就是CO2(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓，這一結(jié)論是否準(zhǔn)確？不準(zhǔn)確。標(biāo)準(zhǔn)生成焓是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成該化合物時的反應(yīng)熱，對于CO2(g)，其標(biāo)準(zhǔn)生成焓應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下C(石墨)燃燒的反應(yīng)熱。用混亂度的概念說明同一物質(zhì)的固、液、氣三態(tài)熵的變化情況。熵是表示物質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)部質(zhì)點混亂度大小的物理量。系統(tǒng)混亂度越大，熵值越大；混亂度越小，熵值越小。對于同一物質(zhì)，處于固態(tài)時，其質(zhì)點（原子、分子或離子等）羅列較為規(guī)矩，混亂度最小，所以熵值最小。對于液體，因為質(zhì)點間作用削弱，距離增大，羅列的不規(guī)矩性增強，并且在液體內(nèi)部還存在著質(zhì)點之間的位置變化，因此混亂度大大增強，熵值增大。當(dāng)物質(zhì)處于氣態(tài)時，質(zhì)點之間的羅列規(guī)矩性進一步削弱，并且還存在著更多的不規(guī)矩運動，因此其混亂度最大，熵值也最大。下列說法都是不準(zhǔn)確的，為什么？（1）△S<0的過程不可能發(fā)生；（2）自發(fā)過程的△G都小于零。（1）不對，等溫等壓、不做非體積功下，一個過程是否可以自發(fā)舉行由△G的大小來判斷。當(dāng)△S<0但△G<0時該過程可以自發(fā)，而且△S<0，△G>0的過程也可以通過其他外來因素的作用發(fā)生。如上述，（2）也不對，自發(fā)過程的△G小于零是在等溫等壓、不做非體積功的條件下。化學(xué)平衡的標(biāo)志是什么？化學(xué)平衡有哪些特征？化學(xué)平衡的標(biāo)志是正、逆反應(yīng)速率相等，系統(tǒng)中各物質(zhì)的濃度（或分壓）不再隨時光而變化，化學(xué)平衡的特征除了上述兩點外，還包括（1）化學(xué)平衡處于動態(tài)平衡，正逆反應(yīng)仍在舉行；（2）達到化學(xué)平衡時，此時的△G=0；（2）化學(xué)平衡是相對的、暫時的、有條件的，當(dāng)條件改變時，原有的平衡狀態(tài)將被打破，達到新的平衡狀態(tài)。Kθ與Q在表達式的形式上是一樣的，詳細含義有何不同？Kθ是由△rGmθ和T決定的一個常數(shù)，表示的是達到化學(xué)平衡時，各生成物相對分壓（或濃度）的相應(yīng)次方乘積與各反應(yīng)物相對分壓（或濃度）的相應(yīng)次方乘積之比，與參加反應(yīng)的物質(zhì)的分壓（或濃度）無關(guān)。Q表示的是某一時刻參加反應(yīng)的各生成物相對分壓（或濃度）的相應(yīng)次方乘積與各反應(yīng)物相對分壓（或濃度）的相應(yīng)次方乘積之比，是隨著反應(yīng)舉行不斷變化的，當(dāng)?shù)竭_平衡時，Q=Kθ。何謂化學(xué)平衡的移動？促使化學(xué)平衡移動的因素有哪些？當(dāng)外界條件發(fā)生變化時，原有的化學(xué)平衡將被破壞，并在新的條件下達到新的平衡。這種因條件的改變使化學(xué)反應(yīng)由一個平衡狀態(tài)改變到另一個平衡狀態(tài)的過程稱為化學(xué)平衡的移動。促使化學(xué)平衡移動的因素有：濃度、壓力、溫度的變化。下述說法是否準(zhǔn)確？為什么？因為△rGmθ=-RTlnKθ，所以△rGmθ是平衡態(tài)時反應(yīng)的函數(shù)變化值；不準(zhǔn)確?！鱮Gmθ是反應(yīng)物與產(chǎn)物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時，發(fā)生1個單位反應(yīng)的自由能改變值。這實際上是一個假想的反應(yīng)過程?！鱮Gmθ<0的反應(yīng)，就是自發(fā)