无机及分析化学(四版)答案第二章(2023191048)

1、第二章2. 2.0mol H2设为理想气体在恒温298K下，经过以 下三种途径，从始态 0.015m3膨胀到终态0.04 m，求各途径 中气体所做的功。(1) 自始态对抗100Kpa的外压到终态。(2) 自始态对抗200Kpa的外压到中间平衡态，然后再对抗100Kpa的外压到终态。(3) 自始态可逆地膨胀到终态。解：1 W=-RA V=- 100KpaX 0.04-0.015 m=-2.5 KJ2由题意知PV=nRTnRT 2mol X 8.314 X 10r3KJ mol-1 K-1X 298K p = 330KPa1 V10.015m3P1V1 330KPaX 0.015m3 门 q又/

2、"晋=200KPa =0.0细3 P1M=P2M W=V+W= -200KPa X (0.025-0.015)m 3-100KPa X(0.04-0.025)m 3=-3.5 KJ2第二解法：由题意知PV=nRT-1 -1V 2(中间态)=(nRT) + P2=(2.0mol X 8.315kpa - L - mol KX 298K) + 200kP=24.78 L25 L 0.025 m3W=WW= -200KPaX (0.025-0.015)m 3-100KPaX(0.04-0.025)m 3=-3.5 KJV20.04m3W=-nRT In=-2x 8.314J mol-1K-

3、1 X298K x In= -4 9KJV0.015m33. 在P®和885C下，分解 1.0moICaCO3需耗热量165KJ。试计算此过程的 W U和厶H。CaCO的分解反响方程式为：CaCO s=CaO(s)+CQ(g)解：等压过程 H=Q=165 kJW=-PAV=- ngRT=-1.0mol X 8.315J mol -1K-1 x 885 + 273K=-9600J=-9628.8 J -9.6kJ U=Q+W=165 KJ-9.6 KJ=155.4 KJ答：此过程的 W为-9.6kJ ; U为155.4 © H为165 kJ。5.利用附录二的数据，计算以下反响

4、在298 K的AH®:PbS(s)+ 号。2 (g)=Pb0(s)+S0 2(i)(2) 4NH(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H 20(1)解：(1) rU® = ff® (PbO,s)+ ff ® (SO2,g)- ff ®(PbS,s)- fHm® (O2,g)=-215KJ mol-1-296.8 KJ moI-1+100 KJ mol-1-0 =-412 KJ mol(2) rf® =4ff®(NO,g)+6 fH®(H2O, 1)-4 fU®(NH3,g)-5 fH®

5、(O2, g)-1 -1=4 X 90.4 KJ mol +6X (-285.8 KJ mol )-4 X (-46.11 KJ mol -1)-0=-1169 KJ mol -110. 不查表，预测以下反响的熵值是增加还是减小？(1) 2CO(g)+O 2(g)=2CO2(g)(2) 2O 3(g)=3O 2(3) 2NH 3(g)=N 2(g)+3H 2(g)(4) 2Na(s)+Cl 2(g)=2NaCl(s)(5) H 2(g)+I 2(g)=2HI(g)解： 1熵值减小。反响后，气体的量减小。 2 熵值增加。反响后，气体的量增加。 3 熵值增加。反响后，气体的量增加。 4 熵值减小。

6、反响后，气体的量减小。5 熵值增加。 虽然反响前后气态物质的量均为 2mol，但HI的对称性比H和12差， S是增加的， S> 0。13. 1mol水在其沸点100C下汽化，求该过程的W QA U、 H、A 5和厶G 水汽化热为 2.26 KJ g -1.解：W=-PA V=- ngRT二 1mol X 8.315 J molK1 X 100+ 273 -12=3101.5-3.1 (KJ)在等压状态下，H=Q=2.26 KJ g -1 X 1mol X 18 g mol -140.7 KJ U=Q+W=40.7 KJ-3.1 KJ=37.6 KJQp 40.7X 103 S=芍厂=10

7、9 J Km01 G= H-T S=0答：该过程的 W为-3.1KJ ; Q为 40.7 © U为 37.6 KJ; H 为 40.7 KJ ; S 为 109 J mol -1K-1; G为 0。14. 利用附录二的数据，判断以下反响在25 C和标准态下能 否自发进行。Ca(OH) 2(s)+CO2(g)=CaCO3(s)+H 2。(1)(2) CaSO4 2fO(s)=CaSC4(s)+2H 20(1)(3) PbO(s，黄色)+CO(g)=Pb(s)+CO 2(g)解： rG0 = fG® (CaCQ,s)+ fG® (H2O)- fG0(Ca(OH)2,s

8、)- fG0 (CO2,g)二1128.8-237.2+896.8+394.4二74.8(KJ mol-1) v 0反响可以自发进行2 G0 = fG° (CaSO,s)+2 fG° (H2O)- fG°(CaSQ 2HzO,s)二1321.9-2X 237.2+1797=0.7(KJ mol-1) > 0反响不能自发进行3A rGn0 = fG®(Pb,s，黄色)+ fG®(CQ,g)- fG0 (PbO,s) - fG® (CO,g)=0-394.4+188+137.2二69.2(KJ mol1) < 0反响可以自发进

9、行20. 如果想在标准压力 P®下将CaCO分解为CaO和CO,试 估计进行这个反响的最低温度设反响的H和厶S不随温度而变。解：CaCO(s)= CaO(s)+ CO 2 (g) rH®= fH®(CaO , s)+ H®(CC2, g)- H®(CaCQ, s) 二635.1 -393.5+1206.9_1=178.3(KJ mol 1) rSm® =Sm®(CaO , s)+ S m®(CO2, g)- S m®(CaCQ, s)-1-1=160.4(J K 1 mol 1) H反响进 rHm

10、4; T= rSm®178.3X 103J mol160.4 J K-1mol-1 =1112 K> 0, s> 0高温时有利于 行，其转向温度最低温度答：进行这个反响的最低温度应该高于1112K即高于 839C21. 利用附录二的数据，判断以下反响C2HsOH(g)=C2H(g)+H 20(g) 在25 C下能否自发进行？ 在360 C下能否自发进行？(3) 求该反响能自发进行的最低温度。解：反响：C2H5OH(g)=C2H4(g)+H 20(g) rH°= H(C2H4, g)+ (H2O, g)- (C2H5OH g)=52.3-241.8+235.3=45.8(KJ mol-1) rS®=Sm(C2H4 , g)+ S(H2O, g)- S(CzHOH g)=219.4+188.7-282=126.1(J K -1 mol-1)(1) rGn® = rbm®-T rSm =45.8 KJ mol'- 273+25KX126.1 X 10-3 KJ mol-1 K1=8.2 KJ mol-1 > 0.25 C下不能自发进行-mol-1- 273+360K rGn = r