习题题解新建第3章解答

1、习题解答3-1 解：（1）U= Q+ W=100kJ+（60） kJ=40 kJ(2)U= Q + W=180kJ+60 kJ=-120 kJ3-2 解：按题意，反应的方程式为： 2H2(g)+ O2(g) 2H2O(g)Dr Hm = QP，m=-483.64 kJ mol-1因反应是在定压下进行的，所以DrUm = Dr Hm (g) RT=-483.6kJmol -1 - 2-（2+1）8 .31410 -3 kJK -1mol -1373.15K= -483.50kJmol -11000g3-3 解：=1.13 mol884g mol-1Q=1.13 mol(-3.3510 4) kJ

2、mol -1= -3.7910 4kJ即将有 3.7910 4kJ 热量放出。（4）=（1）+2（3）（2）3-4解：所以 H （4）= H （1）+ 2 H （3） H （2）rrrrmmmm=(-393.5)+2（-285.8）（-890.8） kJmol-1=-74.3kJmol-1H-13-5解：（1）(a) =98 kJmol 即 1mol H O （l）分热 98kJ，那么 100grm2 2H2O2（l）分100g热为 (-98kJ mol-1) = -288.24kJ34.0g mol-1（2）所求反应是已知(a)反应的 2 倍，所以有HH=2(a)=2（98） kJmol -

3、1=196kJmol -1（2）rmrm（3）所求反应是(a)反应的逆反应，所以有HH-（3）=(a)= 98.05kJmolrmrm3-6解： （3）2+ （2）得（4）3Fe2O3(s)+3CO(g) 6 FeO(s)+3CO2 (g)（1）3 （4）得6FeO(s)+6CO(g) 6 Fe(s)+6CO2 (g)1即 （1）3 （3）2+ （2）得6FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2 (g)rH (4)= 1 （24.8）3 192+ （47.2） kJmol -1 =10.53 kJmol -1m63-7 解：（1） 查表得各物质的 H为fm1NH3（g）O2 （g）NO（g

4、）H2O（g）H-1/（kJmol )-45.9091.3-241.8fmH-1=491.3+6( -241.8)4( -45.9+0 kJmolrm=-902kJmol-1H（2）查表得各物质的 为fmNH3（g）HCl(g)NH4Cl(s)- 314.4- 92.3 H/（kJmol1）-45.9f m H= H（NH4Cl, s） - H（NH3, g） - H（HCl, g）r mf mf mf m= - 314.4 - ( - 45.9) - ( - 92.3) kJmol1 = - 176.2kJmol13-8 解： H= - H (B)rmBcmB= H（ COOH）, s +

5、2 H（ CH3OH, l）- H（COOCH3）2, lcm2cmcm= (-246.0) + 2 （- 726.1）- (-1677.8)kJ mol-1= -20.4kJ mol-13-9 解：r S = S （NH4Cl,s） - S （NH3,g） - S （HCl,g）mmmm=(94.6 - 192.8-186. 8) JK-1mol1= - 284.76 JK-1mol1 H= H（NH4Cl, s） - H（NH3, g） - H（HCl, g）r mf mf mf m= - 314.4 - ( - 45.9) - ( - 92.3) kJmol1= - 176.2kJmol

6、1 Q H-(-176.21000)S = -=J kmol= 590.97J k-1 -1-1-mol 环T环 rm T1环298.15r SS = - 284.76 J-11-11+ K mol+ 590.34 JK molm环= 305.97JK-1mol10计算结果表明，该反应在标准条件下能自发进行。3-10 解：对外可做最大有用功，是 r G的重要特征之一。因此只要算出 r G，即可得到系mmWmax=r G统所做的最大有用功mr G= (394.4 )+ 2(228.4)(50.5) kJmol -1 800.7 kJmol -1mWmax =-800.7kJmol -13-11

7、解:rH (298.15K) = uD H (298K,生成物) u D H (298K,反应物)mifmifm2=(92.3)+(45.9) +314.4kJmol -1=176.2 kJmol -1rS (298.15K)= nS （298.15K, 生成物） nS(298.15K,反应物)iimmm=(186. 8 +192. 8JK -1mol -1 92.3)JK -1mol -1=285JK -1mol -1rG (298.15K)= H 298.15K) T S (298.15K)mrrmm=176.2kJmol -1 298.15K0.285kJK -1mol -1=91.23

8、kJmol -10不能自发进行。rG rH (298.15K)/ rS (298.15K)mmm176.2103 J mol-1T =618.24K285J K-1 mol-13-12解： rH (500K) rH (298.15K)mm=（-393.5 ）+（-634.9） -(-1207.8) kJmol -1=179.4kJmol -1rS (500K)rS (298.15K)mm=(213.8+38.1-88.0) Jmol -1K -1=163.9 JK -1mol -1 rG (298.15K)= H -T Smr mr m=179.4kJmol -1-298.15163.910

9、-3 kJmol -1=130.53kJmol -1 rG (500K)= 179.4 kJmol -1 -500163.910 -3 kJmol -1=97.45kJmol -1m(298.15K) =2( -110.5)-(-910.7) kJmol -1=689.7kJmol -103-13 解： H r m rG (298.15K) =2( -137.2)-(-856.3 kJmol -1=581.9kJmol -1m H G689.7581.9= rmr m =TkJ K-1 mol-1 = 0.36kJ K-1 mol-1 0 Sr m298.15根据表 3-1，只有在高温的条件下

10、，才满足 G （T） rm =K = 1915.83K S0.36r m3-14 解：查有关热力学数据得：1CO (g) + NO(g) CO2 (g) +N2 (g)23/ （kJmol -1) H-110.591.3-393.50f mS / （Jmol-1K-1)197. 7210.8213.8191.6m H （298.15K）=(-393.5)+0 (-110.5 +91.3) kJmol-1r m=-374.3kJmol-101= (191.6+ 213.8)(197.7+ 210.8) JK -1mol -12 S（298.15K）r m=-98. 9 JK -1mol -10根

11、据表 3-1，只有在低温的条件下，才满足 G （T）0，该反应进行。r m根据 G （T） H (298.15K)T S (298K)r mr mr mT H (298.15K) / S得(298.15K)r mr m=374.3kJmol-1/ 98. 910 -3kJK -1mol -1=3784.63K计算结果表明，当温度低于 3774.19K，理论上可行。但要注意，本题的计算并未涉及反应速率问题，实际上该反应速率很慢，几乎不能进行，从汽车尾气中排出的 CO 和 NO 同时并严重地污染着环境。3-15 解 (1)K p (NH )/p p (HCl)/peq3eq2p（NO）/ peqK

12、 =(2) p（N ）/ p p（O ）/ p eq2eq2c (CH COOC H )/cc (H O)/ceq32 5eq2(3)K c(C H OH)/cc (CH COOH)/cceq2 5eq3Hem CO) / cp (O )/p（4） Keq2Hem O ) / cp (CO)/p2eqc (HAc)/cc (OH -)/ceqeq（5） K=c (Ac-)/ceq113-16 解： K= 40.1626.2 10-4K13-17 解：反应式（3）=反应式（1）-反应式（2）/21= 3.610-15K = K=6.810-1531K0.2823-18 解：反应式（4）=4反应式

13、（3）-2反应式（1）-2反应式（2）G（4）=4G（3）-2G（1）-2G（2）r mr mr mr m411K （4）= K （3）4K(1)2 K(2)23-19 解：2 （p NO）/ p(1)Q1 = （p （pN ）/ pO ）/ p22（1.0kPa/100kPa）2-4= 1.4810（82.1kPa/100kPa）?82.1kPa/100kPa） G = G + RT ln Q = 43.51kJ mol-1+ (-2.3038.314 10-3 2273.15 3.83) kJ mol-1r mr m1= -123.2 kJ mol-1 0所以,反应不能自发向右进行。3-2

14、0 解：（1）初始物质的量/mol 设平衡物质的量/mol2HI（g）0.1H2（g）+I2（g）0x0x0.12x则： 平衡时物质的总量 moln 总=（0.12x + x + x）mol =0.1mol平衡转化率为 22%，= 22% = 0.220.1 x = 0.011 n (HI)=（0.12x）mol=（0.120.011 ）mol=0.078moln (H2)=n (I2)=0.011 mol2x 0.078 0.011 p (HI) = pP (H ) = P(I ) = P总22总0.10.1（0.011 p ）（0.011 p）p( H ) p( I )22总总0.10.1

15、K = 0.0199Pp20.0782（p ）( HI )总0.1 -Dn= Kp ( p )= 0.0199K3-21 解：设平衡时 ceq (Fe3+)=x molL1，则根据反应式可知：Ag+(aq) + Fe2+(aq)Ag(s) + Fe3+(aq)0xc0(初始)/（ molL1)ceq(平衡)/ （molL1)0.100.10- x0.100.10- xc (Fe3+) / cK eq+2+c (Ag ) / c c (Fe ) / c eqeq5x 3.2(0.10 - x)2得 x 0.020即平衡时，ceq(Fe3+)0.020 molL1ceq(Fe2+)0.080 mo

16、lL1ceq(Ag+)0.080 molL10.020mol L-1100 %=20%Ag 的平衡转化率=+0.10mol L-13 -22解：c0(初始)/2SO2（g）（molL1)0.4+O2（g）2SO3（g）00.480%11 -0.50.4 80%ceq(平衡)/ （molL1)0.4-0.480%SO3 的平衡浓度为 0.4 molL180%=0.32 mol L1O2 的平衡浓度为 1 molL1-0.50.4 mol L180%=0.84 mol L1SO2 的平衡浓度为 0.4 molL1-0.4 molL180%=0.08 mol L1(0.32mol L-1 )2c2

17、(SO )eq3K =19 mol-1Leq2eq2(0.08mol L 0.84mol L)cc2 (SO )c (O )2-1-13-23 解: 查表得：CO(g)-137.2H2O(g)-228.4CO2(g)-394.4H2(g)0D G / kJmol-1f m D G (298.15K)= ( -394.4) +0-(-137.2) -(-228.4) kJmol-1r m= -28.8 kJmol -1(298.15K)代入= - 2.303 RTlg KD GD GK(T) =-RTln将rmrm-28.8103K得：lg= 5.04-2.3038.314 298.15K= 1

18、.0910 514.8103 J mol-1 Glg K = -r 383 2.303RT=- 3-24解：=-2.0182.3038.314J K-1 mol-1 383KK = 9.5910-3pCO2又根据方程式得： K =p= 100kPa 9.5910-3=0.96kPaCO2pPCl5(g)3-25 解：查表PCl3(g) +Cl2(g)D H /(kJ mol )-1374.9287.00fmS /(J mol-1 K-1)364.6311.8223.1m()D H= (-287.0) - -374.9 kJ mol = 87.9kJ mol-1-1rm()D S = 223.1

19、+ 311.8 - 364.6 J K mol = 170.3J K mol-1-1-1-1r m6()D G600K = 87.9kJ mol - 600K 170.310 kJ mol K-1-3-1-1r m= -14.28kJ mol-1kJ mol k D G= -RT ln K-1-1-3=-2.3038.31410600KrmK = 17.37Kp = K ( p )= 17.37 100kPa = 1737kPa Dn3-26 解： （1）设反应刚开始时，n(N2O 4)= n0 mol，平衡 N2O4 的分解率为 1N2O 4（g） n0 n0(11)1- 12 NO（g）02 n0121初始时物质的量/mol 平衡时物