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?Hm,1?0(理想气体)
?Sm,1?RlnV2?5.76J?mol?1?K?1V1?Gm,1??Hm,1?T?Sm,1?0?373015?5.76??2150J?mol?1
(2)H2O?g,100℃,101325Pa??H2O?l,100℃,101325Pa?
??Hm,2???vapHm??40600J?mol?1
?Sm,2????vapHmT??40600??108.8J?mol?1?K?1
373.15?Gm,2?0(可逆相变)
(3)H2O?l,100℃,101325Pa??H2O?l,100℃,202650Pa?
恒温下液体加压,体积不变,?Hm,3,?Sm,3,?Gm,3值与前者相比可忽略。 所以:
?Hm??Hm,1??Hm,2??40600J?mol?1??40.6kJ?mol?1?Sm??Sm,1??Sm,2?5.76?108.8??103.0J?mol?1?K?1 ?Gm??Gm,1??Gm,2??2150J?mol?1??2.15kJ?mol?12、(10分)在密闭容器中放入PCl5,并按下式分解:PCl5?g??PCl3?g??Cl2?g? (1)在T=403K时,体系的压力是否有定值?
(2)在T=403K,总压力为101325Pa时,实验测得混合气的密度为4.800㎏·m-3,计算反
应在403K时的?rGm
(3)若总压力仍维持在101325Pa,而其中0.5×101325Pa是惰性气体Ar,求此时PCl5的
离解度??
已知:原子量Cl:35.5,P:31.0,气体为理想气体。 解:(1)该体系中:P?1,S?3,R?1,R??1?C?1
?f*?C?P?1?1?1?1?1,即体系的压力不为定值。 (2)设初始为1molPCl5,则: PCl5?g??PCl3?g??Cl2?g?
平衡时:?1?????体系总量:?1???mol
1??P?P?
1??1??1??总质量为PCl5的摩尔质量:M?PCl5?,则由理想气体:
组分分压:PpV?nRT??1???RT(1)
??M?PCl5?(2) VP?M?PCl5?101325?208.5?10?3??1.314mol (1)×(2),得:1???RT?8.314?403?4.8??0.314mol
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??P??2???????21P?1????????? ?rGm??RTlnKp??RTln????RTln????2??1??p??1??p?P?1????????0.3142p???1??8.314?403?ln??1?0.3142?p????7414.5J?mol
???7.415kJ?mol?1
1P?P???2????? (3)Kp?221??p1???p22??20.3142?2??0.21876 22?1??1?0.314???0.4237?0.424
【20RR,中科院A】 无
【20RR,中科院A】 1、(8分)已知反应:
(1)Na(s)→Na(g),△H=105kJ(291K) (2)Cl2(g)→2Cl(g),△H=250kJ(291K)
(3)1/2Cl2(g)+Na(s)→NaCl(s),△H=-411kJ(291K) (4)Na(g)→Na+(g)+e,△U=493kJ(0K) (5)Na+(g)+Cl-(g)→NaCl(s),△U=-766kJ(0K) (6)NaCl(s)(0K)→NaCl(s)(291K),△H=100kJ
(7)Na(g)(0K)+Cl(g)(0K)→Na(g)(291K)+Cl(g)(291K),△H=12.1kJ 求氯原子的电子亲合势,即(8)Cl(g)+e→Cl-(g)的-△U(0K)。 解:?8???3???1??1?2???7???6???4???5? 2?得:??U?0K??456kJ
2、(8分)已知气相反应2SO2?O2?SO3的标准平衡常数Kc与T的函数关系为:
?logKc?10373?2.222logT?14.585 T???上述反应可视为理想气体反应。
(1)求该反应在1000K时的?rGm,?rHm,?rUm。
(2)1000K时,2?101325Pa下若有2SO2,O2,SO3的混合气体,其中SO2占20%(vol),
O2占20%(vol),试判断在此条件下反应的方向如何?
????K解:(1)将Kc?Kp?代入与T的函数关系: c?p?????CRT?得1000K时,Kp?3.42
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所以:
??1?rGm??RTlnK?p??10.23kJ?mol?rHm??RT?2dlnK?pdTB??1.884?105J?mol?1
???rUm??rHm???BRT??180.14kJ?mol(2)因为Qp?22.5,所以Qp?K?p,故反应向左进行。 【20RR,华南理工(二)】
1、甲烷转化反应:CH4?g??H2O?g??CO?g??3H2?g?
在900K下的标准平衡常数K?1.280,若取等物质的量的甲烷与水蒸气反应,求900K,100kPa下达到平衡时系统的组成。
解:设平衡转化率为?,从而可得??55.08%(取正值),则: 【20RR,华南理工(二)】
O1、有理想气体反应2SO2?g??O2?g??2SO3?g?,在1000K时,K?3.45。
445Oy?CH4??0.1448,y?H2O??0.1448,y?CO??0.1776,y?H2??0.5328
求SO2,O2,SO3的分压分别为2.03?10Pa,1.01?10Pa,1.01?10Pa的混合气中发生上述反应的?rGm,并判断反应自发进行的方向。
若SO2,O2的分压仍分别为2.03?10Pa,1.01?10Pa,为使反应正向进行,SO3的分压最大不能超过多少?
?1解:?rGm?35449J?mol,反应不能正向进行。
44若要正向进行,即p?1.198?10Pa。
O2、有如下晶型转变反应HgS?红??HgS?黑?,?rGm4?J?mol??17154?25.48T
K?1(1)在100℃时哪种物质最稳定? (2)求反应的转变温度。 解:(1)?rGmO?1?J?mol??0,HgS?红?晶型稳定。
(2)反应的转变温度T?673.2K 【20RR,华南理工(二)】
1、将氨基甲酸铵放在一抽空的容器中,并按下式回答: NH2COONH4?s??2NH3?g??CO2?g?
在20.8℃达到平衡时,容器内压力为8.825kPa。在另一次实验中,温度不变,先通入氨气,使氨的起始压力为12.443kPa,再加入氨基甲酸铵使之分解。若平衡时尚有过量固体氨基甲酸铵存在,求平衡时各气体的分压及总压。
答:CO2分压p?0.5985kPa,NH3分压p?13.640kPa,总压p?14.239kPa 注意:对高次方程的求解,迭代式的写法很重要。若待求量<1,一般把高次项放至右边作已知量处理(初值近似为0;若待求量>1,则把低次项放置右边作已知量处理,初值取1。
O?12、1000K时,反应C?s??2H2?g??CH4?g?,?rGm?19.379kJ?mol。现有与碳反应
的气体混合物,其组成为体积分数??CH4??0.1,??H2??0.8,??N2??0.1。试问: (1)T?1000K,p?100kPa时,?rGm等于多少,甲烷能否形成?
(2)在T?1000K下,压力需增加到若干,上述合成甲烷的反应才可能进行?
?1答:(1)?rGm?3944J?mol?0,反应不能进行,及甲烷不能形成。
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(2)p?160.7kPa时才可进行。 【20RR,华南理工(二)】 1、已知在298.15K 时的下列数据,
物质
O?298.15K?kJ?mol?1 ?rGmO?298.15K?J?K?1?mol?1 SmCO2?g? NH3?g? H2O?g? CO?NH2?2?s?
-393.51 213.74 37.11
-46.11 192.45 35.06
-241.82 188.83 33.577
-333.51 104.60 93.14
Cp,mJ?K?1?mol?1
O试求反应:CO2?g??2NH3?g??H2O?g??CO?NH2?2?s?在298.15K,425K时的?rGm及标准平衡常数K。 解:298.15K 时:
OOO?rGm??rHm?T?rSm?1.398kJ?mol?1
OO???rGm??1398???K?exp??exp???0.5690 ?RT??8.315?298.15???425K时:
OOO?rGm??rHm?T?rSm?39.648kJ?mol?1 OO???rGm???39648??5? K?exp??exp?1.341?10???RT?8.315?298.15????O?12、已知反应:A?g??2B?g?在298.15K 时?rGm?4.25kJ?mol,假设该气体反应是理O想气体反应系统。试计算:
(1)反应开始时只有A,求在298.15K ,标准大气压下,物质A的解离度。 (2)恒温下,总压力为10atm时,物质A的解离度。
(3)标准大气压下,开始时原料气体A与惰性气体的物质的量之比为:1:2,求物质A的解离度。
(4)根据(2),(3)的计算结果分析压力变化和惰性气体组分对该气体反应的影响。 解:(1)x?0.2076 (2)x?0.06651 (3)x?0.3190
(4)增加总压不利于反应的进行,而增加惰性组分则有利于反应的进行。 【20RR,华南理工(二)】
O?11、T?1000K时,反应C?s??2H2?g??CH4?g?,?rGm?19.397kJ?mol。现有与碳
反应的气体混合物,其组成为体积分数??CH4??0.1,??H2??0.8,??N2??0.1,试问: (1)T?1000K,p?100kPa时,?rGm等于多少?甲烷能否生成? (2)T?1000K时,压力须增加到若干,上述合成甲烷的反应才能进行?
?1答:(1)?rGm?3.965kJ?mol?0,无法生成。
(2)p?1.611p。
1??B?g??C?g?,k?1为逆反应速率常数。 2、反应A?g??Ok在25℃时:k1?0.21s,k?1?5.3?10?1?3MPa?1?s?1,37℃时:k1?0.84s?1。
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