复旦 物理化学 第三章 习题答案

1、第三章习题解答H2O(g)p°H2O(l)p°DGDG3DG2DG1H2O(g)3166PaH2O(l)3166PaT=298K1. 先求H2O(g)®H2O(l)的相变热：DG2=0DG3=Vl(p°-3166)DG=DG1+DG2+DG3=8590.9 JDrG°m(l)= DrG°m(g)+DG=228.578.59 =237.16 kJ2.反应C(s)+2H2(g)=CH4(g)DrG°m=19397 J×mol1摩尔分数0.80.1(1) T=1000K时，Q°p>K°p反应不会

2、正向进行。(2) 设压力为p，当时，即p>1.61p°时，反应才能进行。3. SO2Cl2(g) + SO2(g) ® Cl2(g)反应前压力(kPa)44.78647.836平衡时压力(kPa)x44.786-x47.836-xp总=x+(44.786-x)+( 47.836-x)=86.096 kPax=6.526 kPa4.H2(g) + I2(g) ® 2HI(g)开始(mol)7.94 5.3平衡(mol)xDn=0 x=9.478 mol(另一根x=19.30舍去)5.A(g) + B(g) ® AB(g)开始(mol)1 1平衡(mo

3、l)1-0.41-0.40.4n总=1.6 molp=0.06206p°=6288 Pa6.A(g) ® B(g)平衡压力10p°p°DrG°m=RTlnK°p=5708 JDrGm(1)= DrG°mRTlnQ°p(1)反应不会自发进行。DrGm(2)= DrG°mRTlnQ°p(2)反应自发进行。7.N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g)开始(mol)1 3平衡(mol)xn总=4-x(1) 当总压p=10p°, a=3.85%时，x=0.1483mol , 代

4、入上式得 K°p=1.64´104(2) 当 a=5%时，x=0.1905mol，Kx=0.02911p=13.323p°=1350 kPaCH3OH(l)p°CH3OH(g)p°DGDG3DG2DG1CH3OH(l)16343PaCH3OH(g)16343PaT=298K8.DG2=0DG总4523 JDG总=DfG°m(g) -DfG°m(l)即4523=161.92 -DfG°m(l)DfG°m(l)=166.44 kJ×mol19.NH4HS(s) ® NH3(g) + H2S

5、(g)平衡(kPa)(1) 原有H2S，平衡p39.99+p解得 p=18.87 kPap总=2p+39.99=77.73 kPa(2) 形成固体的条件：Qp>K°p 设H2S(g)的压力为pp>166.6 kPa10.A(g) + B(g) ® C(g) + D(g)(1) 平衡时(mol)1/31/32/32/3(2) 设C为x mol1-x2-xxx(3) 设生成C为x mol1-x1-x0.5+xx(4) 设C减少x molxx1-x2-x由(1)Dn=0由(2)3x2-12x+8=0x=0.845 mol由(3)3x2-8.5x+4=0x=0.596m

6、olC总量=1.096 mol由(4)3x2+3x-2=0x=0.457 molC的量=1-x=0.543 mol11.设开始为1 mol，解离度为 aPCl5(g) ® PCl3(g) + Cl2(g)平衡时(mol)1-aaan总=1+a当a=0.5，n总=1.5 mol，p=p°时，代入上式，可得平衡常数 (1) 降低总压p，使体积增加1倍，计算 a 的改变：可得压力 ，代入：得 a =0.618(2) 通入N2，使体积增加1倍，计算 a 的改变：可得气体摩尔 n总=n2=3 mol得 a =0.618(3) 通入N2，使压力p增加1倍，计算 a 的改变：可得气体摩尔

7、 n总=n2=3 mol得 a =0.50(4) 通入Cl2，使压力p增加1倍，计算 a 的改变：n总=3 mol，设Cl2的加入量x mol，计算Cl2总量：PCl5(g) ® PCl3(g) + Cl2(g)1-aaa+xn总=1+a+x=3nCl2=a+x=2 mol得 a =0.2012.(1) DrG°m=RTlnK°p=J×mol1kJ×mol1J×k1×mol1(2) T=573K时，I2 + 环戊烯 ® 2HI + 环戊二烯开始0.5p°0.5p°平衡pp2(0.5p°

8、-p)(0.5p°-p)解此三次方程，p=34.95 kPa(3) 同理，起始压力为10p°时，解得p=423.73 kPa13先计算反应前：，(1) 610K时，xH2O=0.02nH2O=0.5´0.02=0.01 molCO2(g) + H2S(g) ® COS(g) + H2O(g)平衡时(mol)0.09 0.39 0.01 0.01Dn=0(2) DrG°m(610K)=RTlnK°p=29.72 kJ×mol1(3) 620K时，xH2O=0.023nH2O=0.5´0.03=0.015 molCO2

9、(g) + H2S(g) ® COS(g) + H2O(g)平衡时(mol)0.0985 0.385 0.015 0.015Dn=0解得DrH°m=277.0 kJ×mol114.(1) j FeO(s)+H2(g)=Fe(s)+H2O(g)k H2O(g)=H2(g)+0.5O2(g)l=j+kFeO(s)=Fe(s)+ 0.5O2(g)K°p(3)= K°p(1)× K°p(2)=4.967´10-7解得分解压 pO2=2.50´10-11 kPa(2)j FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2

10、(g)K°p(1)=？k CO2(g)=CO(g)+0.5O2(g)l=j+kFeO(s)=Fe(s)+ 0.5O2(g)K°p(3)= K°p(1)× K°p(2)=4.967´10-7得K°p(1)=0.42计算CO的用量：FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)起始(mol)x0平衡(mol)x-11x=3.38 molCH3OH(l)S°m=130.68，p°CH3OH (g)p°DSDS3DS2DS1CH3OH (l)16.59 kPaCH3OH (g)16.59 kPaT=

11、298K15.先计算CH3OH(g)的S°m(g)：DS1»0DS=DS1+DS2+DS3=112.39 J×K1×mol1S°m(g)= S°m(l)+DS=239.39 J×K1×mol1计算反应的热力学函数和平衡常数：CO(g) + 2H2(g) ® CH3OH(g)DfH°m(J×mol1)-110.520-200.7DrH°m=90.18 kJ×mol1S°m(J×K1×mol1)197.67130.68239.39DrS°m=219.64 J×K1×mol1DrG°m=DrH°mTDrS°m=90.18298.15(219.64)´103=24.68 kJ×mol116.CH3COOH(l) + C2H5OH(l) =