提示:
??1?B?nB。结论:反应进度的值与选用反应式中的哪个物质的量变化来进行
计算无关,但与反应式的写法有关。
9. 某气缸中有气体1.20L,从环境吸收了800J热量后,在恒压(97.3kPa)下体积膨胀到1.50L,试计算系统热力学能变化(ΔU)(提示:ΔU=Qp-pΔV=0.771kJ)
#10. 2.00mol理想气体在350K和152kPa条件下,经恒压冷却至体积为35.0L,此过程放出了1260J热。试计算
(1)起始体积 (3)体系做功 (2)终态温度 (4)热力学能变化 (5)焓变
提示:
nRT1(1):V1??38.3?10?3m3?38.3LppV2(2):T2??320KnR(3):W??p?V?502J(4):?U?Q?W??758J(5):?H?Qp??1260J
(问题主要出现在正负号上)
11. 用热化学方程式表示下列内容:在25℃及标准态下,每氧化1molNH3(g)和H2O(g)并将放热226.2kJ。(答案:
53298.15K??1NH3(g)?O2(g)?????NO(g)?HO(g);?H??226.2kJ?mol) 2rm标准态4212.在一敞口试管内加热氯酸钾晶体时发生下列反应:2KClO3(s) ─→ 2KCl(s) + 3O2(g),并放出热
89.5kJ(298.15K)。求: 298.15K下该反应的ΔrHm和ΔU。(提示:
?H?Qp??89.5kJ?U??H?W??H?p?V??H??nRT??96.9kJ)
#13. 在高炉炼铁,主要反应有: C(s) + O2(g) ─→ CO2(g)
1/2CO2(g) + 1/2C(s) ─→ CO(g)
CO(g) + 1/3Fe2O3(s) ─→ 2/3Fe(s) + CO2(g)
5
(1)分别计算298.15K时各反应的和各反应值之和;
(298.15K)值计算总反值之和为:
(2)将上列反应方程式和并成一个总反应方程式,应用各物质的应的
并与(1)计算结果比较做出结论。(提示:(1)各反应的
??rHm?(?393.509)?86.229?(?8.3)kJ?mol?1??315.6kJ?mol?1(2)
=-315.5kJ·mol-1,计算结果基本相等。可以得出结论:反应的热效应只与反应的始、终
态有关,而与反应的途径无关。多数同学出现了问题) 14. 已知298.15K时反应:
3H2(g) + N2(g) ─→ 2NH3(g);( 2H2(g) + O2(g) ─→ 2H2O(g);(试计算下列反应的(
)1 = -92.22kJ·mol-1
)2 = -483.636kJ·mol-1
)3:4NH3(g) + 3O2(g) ─→ 2N2(g) + 6H2O(g)
(提示:反应(3)=反应(2)×3-反应(1)×2=-1266.47kJ·mol-1) #15. 铝热法反应如下:
8Al + 3Fe3O4 ─→ 4Al2O3 + 9Fe (1)利用
?Q??H数据计算恒压反应热;(答案:prm??3347.6kJ)
(2)在此反应中若用去267.0g铝,问能放出多少热量?(答案:
因为8mol的铝放出的热量为:Qp??3347.6kJ,?3347.6kJ则每摩尔铝所放出的热量为:8mol则267.0g铝的摩尔数为:267.0g/26.98g?mol?1所以267.0g铝放出的热量为:?3347.6kJ267.0gQ????4141kJ?18mol26.98g?mol16. 利用
数据,试计算下列反应的恒压反应热:
)
(1)Fe3O4 + 4H2(g) ─→ 3Fe(s) + 4H2O(g)(答案:151.1kJ·mol-1)
(2)4NH3(g) + 5O2(g) ─→ 4NO(g) + 6H2O(g) (答案:-905.47kJ·mol-1) (3)3NO2(g) + H2O(l) ─→ 3HNO3(l) + NO(g) (答案:-71.7kJ·mol-1)
6
17. 已知Ag2O(s) + 2HCl(g)─→2AgCl(s) + H2O(l)
= -324.9kJ·mol-1及
(Ag2O,s)= -30.57kJ·mol-1,
试求:AgCl的标准摩尔生成焓。 (答案:-127.3kJ·mol-1)
#18. 某天然气中CH4占85.0%,C2H6占10.0%, 其余为不可燃部分。若已知 C2H6(g)+7/2O2(g)
2CO2(g)+3H2O(l)
= -30.57kJ·mol-1
试计算完全燃烧1.00m3这种天然气的恒压反应热。(提示:
298.15KCH4(g)?2O2(g)?????CO2(g)?2H2O(l)p???rHm??890.36kJ?mol?1因为在标准状况下(273.15K、101.325kPa)理想气体的摩尔体积为:22.4L?mol-1pVpV根据:11?22可计算出在本题条件下的摩尔体为:T1T2V2,m?24.774L?mol?1?24.774?10?2m3?mol?1,所以:Qp?Qp(CH4)?Qp(C2H6)0.85m3?1???(?890.36kJ?mol)?23?124.774?10m?mol0.1m3??(?1559.8kJ?mol?1)?23?124.774?10m?mol??3.69?104kJ(主要是摩尔体积的计算问题)
第二章 思 考 题
1. 下列说法是否正确?
(1)质量定律适用于任何化学反应。×
(2)反应速率常数取决于反应温度,与反应的浓度无关。√ (3)反应活化能越大,反应速率也越大。×
(4)要加热才能进行的反应一定是吸热反应。× 2. 以下说法是否恰当,为什么? (1)放热反应均是自发反应。不一定
(2)ΔrSm为负值的反应均不能自发进行。不一定
(3)冰在室温下自动溶化成水,是熵起了主要作用的结果。是
3.由锡石(SnO2)生产金属锡,要求温度尽可能低。可以单独加热矿石(产生O2),或将锡石与碳一起加热(产生CO2),或将锡石与氢气一起加热(产生水蒸气)。根据热力学原理,应选用何种方法?(氢气一起加热)
4. 已知下列反应的平衡常数: H2(g) + S(s)
H2S(g);
7
S(s) + O2(g) 则反应:H2(g) + SO2(g) (1)
- (2)
SO2(g);
O2(g) + H2S(g)的平衡常数是下列中的哪一个。 ·
(3)
/
(4)
/
√
5. 区别下列概念: (1)
与
(2)
与
(3) J 与 Jc、Jp (4) Kθ 与 Kc 、Kp 6. 评论下列陈述是否正确? (1)因为 (2)
(T)=-RTlnKθ ,所以温度升高,平衡常数减小。不一定 (T)=Σνi
(298.15)(生成物) + Σνi
(298.15)(反应物)×
(3)CaCO3在常温下不分解,是因为其分解反应是吸热反应;在高温(T>1173K)下分解,是因为此时分解放热。×
7. 向5L密闭容器中加入3molHCl(g)和2molO2(g),反应:4HCl(g) + O2(g) 2H2O(g) + 2Cl2(g)的
=-114.408 kJ·mol-1 ,在723K达到平衡,其平衡常数为Kθ。试问:
(1)从这些数据能计算出平衡常数吗? 若不能,还需要什么数据?不能(须知道转化率或平衡分压或反应的熵)
(2)标准态下,试比较723K和823K时Kθ的大小。(Kθ(723K)> Kθ(823K)) (3)若下列两反应的平衡常数分别为 2H2O(g) 2HCl(g)那么,Kθ与
和
和
)/
2
2H2(g) + O2(g) H2(g) + 2Cl2(g)
之间有什么关系(以式子表示)? (
8.对于可逆反应: C(s) + H2O(g)
CO(g) + H2(g);
> 0
下列说法你认为对否? 为什么?
(1)达平衡时各反应物和生成物的分压一定相等。×
(2)改变生成物的分压,使 J < Kθ ,平衡将向右移动。√ (3)升高温度使υ正增大;υ逆减小,故平衡向右移动;×
(4)由于反应前后分子数目相等,所以增加压力对平衡无影响。× (5)加入催化剂使υ正增加,故平衡向右移动。×
9. 可逆反应:达平衡时,A(g) + B(g) 件,试将其它各项发生的变化填入表中。
2C(g) ((298.15K)<0) 如果改变下述各项条
8