化学热力学基础(习题及答案)

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GeneralChemistry

Chapter4Homework

第二章化学热力学基础一、选择题1.以下物质中，ΔfHm⊙不等于0的是(D)A、Fe(s)B、C(石墨)C、Ne(g)D、Cl2(l)2.将固体硝酸铵溶于水，溶液变冷，那么该过程ΔG、ΔH、ΔS的符号依次是(D)A、+,-,-B、+,+,C、-,+,D、-,+,+3.已知MnO2(s)=MnO(s)+1/2O2(g),△rHm⊙=134.8kJ/mol,MnO2(s)+Mn(s)=2MnO(s),ΔrHm⊙=-250.1kJ/mol那么，MnO2的标准生成热ΔfHm⊙(kJ/mol)为(C)A、591.7B、317.5C、-519.7D、317.54.标准状态下，以下离子中Sm⊙为0的是(C)A、Na+B、Cu2+C、H+D、Cl1

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5.以下反应中，ΔrGm⊙等于产物ΔfGm⊙的是(C)A、Ag+(aq)+Br-(aq)=AgBr(s)B、2Ag(s)+Br2(l)=2AgBr(s)C、Ag(s)+1/2Br2(l)=AgBr(s)D、Ag(s)+1/2Br2(g)=AgBr(s)6.以下反应中，ΔrSm⊙最大的是(C)A、C(s)+O2(g)=CO2(g)B、2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)C、2NH3(g)=3H2(g)+N2(g)D、CuSO4(s)+5H2O(l)=CuSO42O(s)5H7.以下过程中，ΔG=0的是(A)A、氨在水中解离达平衡C、抱负气体向真空膨胀B、乙醇溶于水D、炸药爆炸2

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GeneralChemistry

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二、填空题1.在100℃恒压条件下，水的汽化热为2.26kJ-1。1mol水在g100℃汽化，该过程的Q=40.68kJ,ΔG=0,ΔH=40.68kJ,ΔS=109J-1-1。molK2.有A、B、C、D四个反应，在298K时反应的热力学函数为反应ΔrHmθ/kJ-1molA10.5B1.80C-126D-11.7

ΔrSmθ/J-1-1molK

30.0

-113

84.0

-1.05

那么在标准状态下，任何温度都能自发进行的反应是C,任何温度都不能进行的反应是B;另两个反应，在温度高于77℃时可自发进行的反应是A,在温度低于10869.9℃时可自发进行的反应是D。3.已知反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),在298K时，ΔrGmθ=130kJ-1,1200K时ΔrGmθ=-15.3kJ-1,那么该反molmol应的ΔrHmθ=178.0kJ-1,ΔrSmθ=161.1J-1-1。molmolK3

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三、计算题

1.1molH2O(l)在373.15K、pθ下加热完全变成373.15K的水蒸气，计算此过程的Q、W、ΔU和ΔH,已知完全蒸发1gH2O需供应2.26kJ热量。

解：

Q1182.2640.68(kJ)Wp外Vp(VgVl)pVgnRT18.314373.153.10(kJ)

UQW40.683.1037.58(kJ)HQp40.68(kJ)

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2、已知下面两个反应的△rHmθ分别如下：

(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)△rHmθ=-1170kJ-1mol(2)4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△rHmθ=-1530kJ-1mol试求：NO的标准摩尔生成焓△rHmθ。

解：

12

N2(g)

12

O2(g)NO(g)

(3)

fHm

(3)

(1)(2)4

fHm

14

[rHm(1)rHm(2)][(1170)(1530)]90(kJmol)1

14

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3.已知

(1)C(s,石墨)+1/2O2(g)=CO(g)△rHmθ(1)=-110.52kJmol-1(2)C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△rHmθ(2)=-393.51kJmol-1(3)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△rHmθ(3)=-285.84kJmol-1(4)CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△rHmθ(4)=-726.6kJmol-1试计算合成甲醇反应：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)的△rHmθ。

解：

(5)(3)2(2)(1)(4)rHm(5)2rHm(3)rHm(2)rHm(1)rHm(4)2(285.84)(393.5)(110.52)(726.6)128.07(kJmol)61

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4.制备半导体材料时发生如下反应：SiO2(s)+2C(s,石墨)=Si(s)+2CO(g)通过计算回答以下问题：(1)标准状态下反应热是多少？是放热反应还是吸热反应？(2)标准状态下，298K时，反应能否自发进行？

解：fHm(kJmol)Sm(Jmol11

SiO2(s)2C(s,石墨)Si(s)2CO(g)910.94)41.84856.6705.740018.80110.52197.56137.15

K1

1

fGm(kJmol)

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GeneralChemistry(1)

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rHm2fHm(CO)fHm(SiO2)2(110.52)(910.94)689.9(kJmol)1

rHm0(2)

该反应为吸热反应

rGm2fGm(CO)fGm(SiO2)2(137.15)(856.67)582.37(kJmol)1

rGmrHmTrSm

3

689.9298(2197.5618.825.7441.84)10582.4(kJmol)1

rGm0

反应不能自发进行8

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5.试计算NH4Cl(s)在热力学标准状态下的分解的温度。

解：fHm(kJmol)Sm(Jmol11

NH4Cl(s)NH3(g)HCl(g)314.4)94.5646.11192.392.31186.801

K

1

rHm(46.11)(92.31)(3