1、2. 银器与硫化物反应表面变黑是生活中的常见现象。 (1)设空气中H2S气和H2气“物质的量”都只达10-6 mol,问在常温下银和硫化氢能否反应生成氢气?温度达到多高,银器表面才不会因上述反应而变黑? (2)如果考虑空气中的氧气加入反应,使反应改为2 Ag(s) + H2S(g) + 1/2O2(g) = Ag2S(s) + H2O(l),该反应是否比银单独和硫化氢反应放出氢气更容易发生?通过计算来回答。温度对该反应自发性的影响如何?附:298 K下Ag2S的标准生成焓和标准熵分别为-31.8 kJmol-1和146 JK-1(1)2Ag(s) + H2S(g) = Ag2S(s) + H2
2、(g) 298K时,rHm=fHm(Ag2S)- fHm(H2S) =-31.8-(-20.63) kJmol-1 =-11.17 kJrSm=130.684+146-205.79-242.55 JK-1 =-14.206 JrGm=rHm- TrSm=-6.94 kJrGm=rGm+ RT ln(p(H2)/p)/(p(H2S)/p)= rGm=-6.94 kJ要使反应不发生,则rGm0TrHm/rSm=787 K即温度高于787 K银器表面才不会因上述反应而变。(2)2Ag(s) + H2S(g) + 1/2O2(g) = Ag2S(s) + H2O(l)同理,298K时,rHm=-285
3、.83-31.8-(-20.63) kJ =-297 kJrSm=-177.55 JrGm=rHm- TrSm=-244.1 kJ因为-244.1 0, 故298K时不能用CO还原Al2O3.rHo = (-393.5) 3- (-110.5 3)- (-1676) = 827(kJ mol-1)rSo = (213.6 3 +28.3 2) (197.6 3 + 50.9) =53.7(J mol-1K-1)rGo = rHo - TrS 827/0.0537 =15400(K) 反应自发进行的最低温度要大于15400K,理论上可行,但实践上温度很难达到15400K,所以用CO还原 Al2O
4、3是不可行的。 5. 为使Ag2O在常温下分解,真空泵需将氧的分压降至多大?Ag2O(s)=2Ag(s)+1/2 O2 (g) rGm(298)=-fGm(Ag2O)= 11.2 kJ rG=rG+RTlnJ0 lnJ-rG/(RT)= (-11.2)/(8.31510-3298)= -4.52 J0.01 J=p(O2)/p1/2 p(O2)0.01 kPa化学平衡:1. Na2SO410H2O的风化作用可用如下反应来表示: Na2SO410H2O(s) Na2SO4(s)+10H2O(g)问在298K(饱和水蒸气压为3.17 kPa)和空气相对湿度为60%时,Na2SO410H2O是否会风
5、化?已知项 目Na2SO410H2ONa2SO4H2O(g)fGm/(kJmol-1)36441267228.6解法1: G126710(228.6)(3644)91 (kJ K=exp(-rGm/RT)=exp(-91103)/(8.315298)=1.110-16设Na2SO410H2O产生的水蒸气压为p1,则 (p1/p)10=K=1.110-16 p1=2.5 (kPa)298K时空气的实际水的蒸汽压 p2=3.1760%=1.9 (kPa) 因p2500,采用最简式H+=pH=2.28(12)加入10 mL NaOH溶液后,溶液中剩余的乳酸的浓度为c(HLac)=0.067 molL-1生成的乳酸钠浓度为c(NaLac)=0.067 mol因此组成一个乳酸-乳酸钠缓冲溶液体系,因溶液中乳酸和乳酸钠浓度相等,因此 pH=pKa =3.85(3)加入20 mL NaOH溶液后溶液中的乳酸刚好完全被转化为乳酸钠,其浓度为 c(NaLac)=0.10 mol乳酸钠在水中发生完全电离,Lac-会发生碱式电离,相应的碱常数为Kb(Lac-)=Kw/ Ka(HLac)10-14/(1.410-4)= 7.1410-11因c/ Kb =0.10/(
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