工科化学与实验(金继红)第2章-习题及思考题答案Word文档格式.doc
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(C)升高温度和降低压力(D)降低温度和增大压力
(B)5.下列过程中系统的熵减少的是
(A)在900º
C时CaCO3(s)®
CaO(s)+CO2(g)(B)在0º
C常压下水结成冰
(C)理想气体的等温膨胀(D)水在其正常沸点气化
(C)6.在常温下,下列反应中,焓变等于AgBr(s)的的反应是
(A)Ag(aq)+Br(aq)=AgBr(s)
(B)2Ag(s)+Br2(g)=2AgBr(s)
(C)Ag(s)+Br2(l)=AgBr(s)
(D)Ag(s)+Br2(g)=AgBr(s)
(C)7.下列过程中系统的DG¹
0的是
(A)水在0º
C常压下结成冰(B)水在其正常沸点气化
(C)NH4Cl(s)®
NH3(g)+HCl(g)在大气中进行
(D)100°
C,大气压下液态水向真空蒸发成同温同压下的气态水
二.填空题
1.300K时0.125mol的正庚烷(液体)在氧弹量热计中完全燃烧,放热602kJ,反应C7H10(l)+11O2(g)=7CO2(g)+8H2O(l)的
∆rUm=-4816kJ·
mol-1,∆rHm=-4826kJ·
mol-1。
(RT=2.5kJ)
2.写出下列过程的熵变(用<
、=、>
表示)
(1)溶解少量食盐于水中,_>_0;
(2)纯碳和氧气反应生成CO(g),_>_0;
(3)H2O(g)变成H2O(l),_<_0;
(4)CaCO3(s)加热分解CaO(s)和CO2(g),>0。
3.一定温度下,反应PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)达到平衡后,维持温度和体积不变,向容器中加入一定量的惰性气体,反应将不移动。
4.循环过程的熵变为_0_;
循环过程吉布斯函数变为_0_。
三.计算题
1.一容器中装有某气体1.5dm3,在100kPa下,气体从环境吸热800J后,体积膨胀到2.0dm3,计算系统的热力学能改变量。
解:
2.5mol理想气体在300K由0.5dm3等温可逆膨胀至5dm3,求W、Q和DU。
3.10mol理想气体由298.15K、106Pa自由膨胀到298.15K,105Pa,再经等温可逆压缩到始态,求循环过程的Q、。
循环过程,
4.计算25℃时下列反应的等压反应热与等容反应热之差。
(1)
(2)
(2)
5.25℃下,密闭恒容的容器中有10g固体奈C10H8(s)在过量的O2(g)中完全燃烧成CO2(g)和H2O(l)。
过程放热401.73kJ。
求
(1)
C10H8(s)+12O2(g)=10CO2(g)+4H2O(l)的反应进度
C10H8(s)的
;
(1)萘在过量的氧气中完全燃烧,萘的物质的量为:
(2)
6.已知下列两个反应的焓变,求298K时水的标准摩尔蒸发焓。
水的气化过程:
方程式
(2)–方程式
(1),得:
7.已知反应
计算反应
(1)C+D→A+B;
(2)2C+2D→2A+2B;
(3)A+B→E的
(2)
(3)
8.利用附录B中标准摩尔生成焓数据计算下列反应在298.15K的。
假定反应中的各气体都可视作理想气体。
(1)
(2)
(1)查表得各物质标准摩尔生成焓:
(2)查表得各物质标准摩尔生成焓:
9.25℃时,石墨、甲烷及氢的分别为、
和。
求25℃时在等压情况下甲烷的标准摩尔生成焓。
,此反应热即为甲烷的生成热
10.已知反应在300K及恒容条件下进行时,,请计算反应的Qp和。
已知C和W在300K时的标准摩尔燃烧焓分别为和。
C和W的标准摩尔燃烧焓就是CO2和WO3的标准摩尔生成焓,所以
11.已知化学反应的热力学数据如下
CH4(g)
H2O(g)
CO(g)
H2(g)
/kJ·
mol-1
-74.4
-241.826
-110.53
求该反应在298.15K时的。
(1)在298.15K时的反应焓为
12.计算在298.15K时反应的。
已知:
Fe3O4(s)
Fe(s)
H2O(g)
146.4
130.7
27.3
188.835
13.应用标准摩尔生成焓和标准摩尔熵数据,计算反应的标准摩尔吉布斯函数变,并判断该反应在标准状态下能否自发进行。
查表得各物质标准摩尔生成焓及熵数据为:
14. 银可能受到H2S(g)的腐蚀而发生反应2Ag(s)+H2S(g)Ag2S(s)+H2(g),现在298K、下将银放入等体积的H2S和H2组成的混合气体中。
问:
(1)是否发生银的腐蚀?
(2)混合气体中H2S的体积百分数低于多少才不会发生银的腐蚀?
,
(1)
(2)令混合气体中H2S的体积分数低于x时Ag不会发生腐蚀,即反应处于平衡状态
15.写出下列反应的平衡常数表达式
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)
(2)BaCO3(s)+C(s)BaO(s)+2CO(g)
(3)Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)(4)HCN(aq)H+(aq)+CN-(aq)
(2)
(3)
(4)
16.25º
C时,已知反应2ICl(g)I2(g)+Cl2(g)的平衡常数,试计算下列反应的。
(1)ICl(g)I2(g)+Cl2(g)
(2)I2(g)+Cl2(g)ICl(g)
(2)
17.反应H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)在900º
C时,系统中的各气体均视为理想气体,问H2O、CO、CO2和H2的分压力分别为下列两种情况时,反应进行的方向如何?
(1)20265Pa、20265Pa、20265Pa、30398Pa
(2)40530Pa、20265Pa、30398Pa、10135Pa
(2)
18.298K时,NH4HS(s)的分解反应如下:
NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)
将NH4HS(s)放入一真空容器中,平衡时,测得压力为66.66kPa,求反应的;
若容器中预先已有NH3(g),其压力为40.00kPa,则平衡时的总压为多少?
(1)设平衡时总压为p
NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)
平衡时:
p/2p/2
(2)NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)
40.00kPa+p(H2S)p(H2S)
19.已知在1273K时,反应FeO(s)+CO(g)Fe+CO2(g)的。
若起始浓度c(CO)=0.05mol·
dm-3,c(CO2)=0.01mol·
dm-3,问:
(1)平衡时反应物、产物的浓度各是多少?
(2)CO的平衡转化率是多少?
(3)增加FeO(s)的量对平衡有何影响?
设平衡时反应转换的CO浓度为xmol·
dm-3
FeO(s)+CO(g)Fe+CO2(g)
初始浓度(mol·
dm-3):
0.050.01
平衡浓度(mol·
0.05-x0.01+x
20.已知甲醇蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数为。
试求液体甲醇的标准摩尔生成吉布斯函数。
(假定气体为理想气体,且已知298.15K时液体甲醇饱和蒸气压为16.343kPa)
对于液体,饱和蒸汽压即气液平衡时的气体压强
甲醇气液平衡:
甲醇(l)甲醇(g)
21.某温度下,Br2和Cl2在CCl4溶剂中发生下述反应:
Br2+Cl22BrCl
平衡建立时,c(Br2)=c(Cl2)=0.0043mol·
dm-3,c(BrCl)=0.0114mol·
dm-3,试求
(1)反应的标准平衡常数;
(2)如果平衡建立后,再加入0.01mol·
dm-3的Br2到系统中(体积变化可忽略),计算平衡再次建立时,系统中各组分的浓度;
(3)用以上结果说明浓度对化学平衡的影响。
(2)Br2+Cl22BrCl
0.01430.00430.0114
0.0143-x0.0043-x0.0114+2x
(3)增加反应物(Br2)浓度后,产物的量也增加了,化学平衡向正方向发生了移动。
22.已知在298K时各物质的热力学数据如下:
NO(g)NOF(g)F2(g)
90-66.50
211248203
(1)计算下述反应在298K时的标准平衡常数;
2NO(g)+F2(g)2NOF(g)
(2)计算以上反