基础化学李保山第二版4 化学热力学基础习题答案

1、 8 4 化学热力学基础习题解答(p87-89) 思考题 1解：(1) ? 原因见(3) (2) ? 原因见(3) (3) ? 确切地说，应为：恒压过程中，系统的焓变等于恒压反应热。 (4) ? H是状态函数，任何过程都有?H，不是只有恒压过程才有?H。 (5) ? 原因见(7) (6) ? 原因见(7) (7) ? 应为：在某温度和标准压力下，最稳定的纯态单质的标准生成焓等于零。 (8) ? 由于CaCO的生成焓为负值，但不是由于它的分解是吸热的。 3(9) ? 热化学方程式的系数影响反应的焓变值。 2解：(1)、(2)、(5)单质的标准生成焓不等于零。 3解：(1) 不同，因为二反应方程式

2、中各物质前的系数不同； (2) 不同，因为二反应中Br的状态不同。 24解：书写热化学方程式应注意： (1) 注明各物质前的计量系数?表明物质的量。 (2) 标明物质所处的状态(l、g、s)和晶形；对于溶液中的反应，还要注明物种的浓度，以aq代表水溶液。 (3) 注明温度。(4) 标明反应热(焓变)。 5 解：(1) ?S 0 ; (2) ?S 0 ; (3) ?S 0 ; (4) ?S 0 ; (5) ?S 0 ; (6) ?S 0 6 解：(1) ?S 0 ; (3) ?S 0 ; (4) ?S 0 习题 1解：(1) ?U = Q + W = 100 540 = - 440 J (2)

3、?U = Q + W = 100 + 635 = 535 J 2解：(1) W = p?V = 100( 0.040 0.015 ) = - 2.5 kJ 外nRT2.0?8.314?2983m.025?0 (2) 中间平衡态时，气体的体积为V = 3p200?10W = p?V + ( p?V) = - 200(0.025-0.015) - 100(0.040-0.025) = - 3.5 kJ 2,21,1外外 HO(g)?HO(l) 3解：此过程为： 22 解法1： 恒压过程：?H = Q = - 2.26 ? 450 = -1017 kJ 450-3 = -939.4 kJ 10 (1

4、00 + 273.15) ? 8.314 (?n)RT = -1017 ( 0 - )?H U = ? 18 W = ?U Q = -939.4 (-1017) = 77.6 kJ 8 9 ： 解法2 450?pV? pV ?nRT RT 02.18 1?1K314.J?mol?K?373.150.45Kg?83m7648?0.V? 3?3Pa10Kg/mol?101.3?1018.02?33mPa77.5KJ?0.W?101.3?107648 所以 KJ?1017?450g?Q?2.26KJ/gKJ 1017?H?Q 由于为恒压过程，p-939.5KJ?77.5KJ?1017KJ?U?Q?W

5、 得 (2) 4解：方程式 (1) -1? Hmol = 360 kJ? 2N(g) + 2O(g) = 4NO(g) ? 22360?11?mol?90g)?kJ?molkJ?H(NO, 所以 mf4 )(gg)?CH(s)?2H(C (3) 得到，所以(1) + 2 ? (2) 5解：反应可由 42?HH?H?2?H?2rrm1rr3).0(?890?285.8)?393.5?2?( 1?mol3kJ?75.(l) H(g) ? NNH(l)生成反应为：N(g) + 2H6解： 422422(l) H(g) ? N (4)/4 得 N(g) + 2H由反应 (2) ? 3 + (3) (1

6、) 42221?)4H(1)?(?H(3)?H(?H?3?H2) (l) NH的42 mfmrmmrrrm411?mol.6kJ?(?285.8)?501011?317.3)?(?143)?(?.5)?3?( 4 O(l) N + 4HO (l) ? 2 (3)得NH (l) + 2H7解：由反应(1) 2 ? (2) 224222 故此反应的 ?1?mol?818.2kJ?2?(?51.5)?23?2?H(2)2?H()?622.2?149.51HH?() mmrrmrmr Cl(s) 的(g) + HCl(g) = NH解：(1) 反应NH843?)g(HCl?,g)?HHH?HCl(NH

7、,s)?,(NH?mmmfr34rmf)392.)?(?.? ?314.4?(?461 1?mol?176kJ? ； 176 kJ = 352 kJCl (s) (g)2.0mol HCl (g)故与2.0mol NH反应生成NH放出的热量为2 ?43?1?mol.?2kJ73?H? (2) ?HCl (g) 由于 HCl (aq) mr9 10 ?1mol2kJ?H?35.? ? NH (aq) NH (g) 33mr?1?60.H2kJ?mol? (aq) + HCl (aq) = NH4Cl (aq) NH 3mr 故1.0mol HCl (g)和1.0mol NH (g)同时溶解于水中

8、 3NH (g) + HCl (g) = NH4Cl (aq) (i) 3的热效应为 ?1?73.2?(?35.2)?(?60.2?H)?168.6kJ?mol mr? (3) (i)过程的热效应?H?H(HCl,g)NH?H(NHCl,aq)?H(,g)m3mfrmfm4r?1mol?168.6kJ(?92.3)?(?HNHCl,aq)?(?46.1)? 4fm?-1 ?mol 可求出307.0 kJ?,aq)H(NHClmf4 (4) 用反应NH(g) + HCl(g) = NHCl(aq)减去NH(g) + HCl(g) = NHCl(s)得 4433 NHCl(s) = NHCl(aq

9、) 44?1?HkJ?mol?176)?7.4?168.6( 此过程的热效应为 ，所以NHCl (s)溶解是吸热过程。 4mr (或 ?H(NHCl,aq)?H(?HNHCl,s)mfrm44fm ?307.0?(?314.4) ?1mol4kJ? ?7.?G?H?400?S?95.4?m400mrrrS?H?T?G 有9解：根据 ?mmrrrm?9.S?107?G?H?300?300mrmrr?1molkJH?4145.?mr 可求得 ?1?1SJmolK?125?mr1N(g)CO(g)?NO(g)?CO(g)? 10解：查表得 222?1?H?kJ/?mol 0 -110.525 90.

10、25 -393.509 mf?1?1K/J?mol?S 197.674 210.761 213.74 191.61 m?1mol?G/kJ -137.168 86.55 -394.359 0 mf?BHH?)?(-1? 0 mol= 373.234 kJ所以 mrBmfB?BSS?)?(-1-1? 0 J= -98.89 KmolmrmBB?BGG?)?(-1? 0 kJmol= -343.741 mmfBrB?0?H从上述数据可看出，此反应在标准状态下可以自发进行。而且，此反应的 ，mr?S?0，所以低温有利于反应的进行，高温有利于逆反应的自发进行，利用此反应净化汽mr车尾气中的CO和NO是

11、完全可行的。此反应的转换温度为 10 11 ?H?234?373.mrKT233774.? 转换?3?S1089?98.mr?H?7.580mrKT162841.? 11. 解：（1） 转换?3?S10?.?388204mr?H?191.187mrKT21903.? （2） 转换?3?S10?.25?207mr?H?064.97mrKT15?840.? （3） 转换?3?S10?.532?115mr 来炼制金属锡更好一些。所以，按热力学原理选用反应(3) (g) O (s) + 3C (s) = 4Al (s) + 3CO 2Al 12解：(1) 查表得 232?1?HkJ?mol?/-393

12、.509 0 0 -1675.7 mf?11?Kmol?S/J?213.74 28.83 50.92 5.740 m?1?mol/kJ?G-394.359 0 0 -1582.3 mf?B?HH)(?-1? mol= 2170.873 kJ 所以 mrfmBB?-1-1?)S?(B?S = 637.48 JKmolmmrBB?-1?)?(B?G?G mol= 1981.523 kJmmrBfB (g) (s) + 3CO (s) = 2Al (s) + 3COAlO (2) 查表得 223?1?H?/kJ?mol -393.509 -1675.7 -110.525 0 mf?11?Kmol?S

13、/J?213.74 197.674 28.83 50.92 m?1?molG/kJ?-394.359 0 -1582.3 -137.168 mf?-1?H)?(?HB 所以= 826.748 kJ mol mfrBmB?-1-1?)BSS?( mol= 54.938 JKmmBrB?- ?)G?(?G?Bmol= 810.727 kJmfrBmB炼制金属铝的反应在标准态下均不能自发进AlO从上述数据可看出，用焦炭和一氧化碳还原32?H0?S?0行，且二反应的，所以高温有利于正反应的自发进行，低温有利于逆反应mmrr，因此用焦炭比用一氧化碳还原15048.75K的自发进行，二反应的转换温度分别为

14、3405.40K和 炼制金属铝的实现可能性更大些。AlO32 的 Ni (CO) (l)Ni (s) + 4CO (g) 13解：反应?4?)g(CO,),s?4?H(COH?H?Ni(),l?HNimffmrmfm4 1?mol?0163?5110(400605? ?.?.)?.kJ11 12 ?)g(CO)?4S),l?S,(Ni,?Ss?SNi(COm4mrmm 11?K?mol?197.9?419.5J ?402.0?29.9?4?G?H?T?S? 故由可知mmrrrm?13?molSkJGH?27.5419?163.0?323?(?.5)?323()?323?10mmmrrr ?3?

15、mokJSGH?14?(?419.5)10.4423163423423?()?.0?mrmrrm 、标准态下不能自发进行，反应能够自发、标准态下可自发进行，而在423K所以此反应在323K?H?0?163.mrK388.6T? 进行的转向温度为：转向?3?10?419.5?Smr14. Answer: The Reaction: 2Al (s) + Fe 2Fe (s) + AlO(s) ?O (s) (1) 3 322 -1(data from appendix 6) -1675.7 0 0 mol/(kJ) -824.2 (2) The reaction is carried out at constant pressure, so the heat -34.1 kJ ：15. Answer-2+(aq) (aq) + 2Cl(1) CaCl (s) ? Ca2