基础化学李保山第二版4 化学热力学基础习题答案.doc

134 化学热力学基础习题解答(p87-89)思考题1解：(1) 原因见(3) (2) 原因见(3)(3) 确切地说，应为：恒压过程中，系统的焓变等于恒压反应热。(4) H是状态函数，任何过程都有DH，不是只有恒压过程才有DH。(5) 原因见(7)(6) 原因见(7)(7) 应为：在某温度和标准压力下，最稳定的纯态单质的标准生成焓等于零。(8) 由于CaCO3的生成焓为负值，但不是由于它的分解是吸热的。(9) 热化学方程式的系数影响反应的焓变值。2解：(1)、(2)、(5)单质的标准生成焓不等于零。3解：(1) 不同，因为二反应方程式中各物质前的系数不同； (2) 不同，因为二反应中Br2的状态不同。4解：书写热化学方程式应注意：(1) 注明各物质前的计量系数表明物质的量。 (2) 标明物质所处的状态(l、g、s)和晶形；对于溶液中的反应，还要注明物种的浓度，以aq代表水溶液。 (3) 注明温度。(4) 标明反应热(焓变)。5 解：(1) DS 0 ; (2) DS 0 ; (3) DS 0 ; (4) DS 0 ; (5) DS 0 ; (6) DS 0 6 解：(1) DS 0 ; (3) DS 0 ; (4) DS 0 习题1解：(1) DU = Q + W = 100 540 = - 440 J (2) DU = Q + W = 100 + 635 = 535 J2解：(1) W = p外DV = 100( 0.040 0.015 ) = - 2.5 kJ(2) 中间平衡态时，气体的体积为V = W = p外,1DV1 + ( p外,2DV2) = - 200(0.025-0.015) - 100(0.040-0.025) = - 3.5 kJ3解：此过程为： 解法1：恒压过程：DH = Q = - 2.26 450 = -1017 kJ DU = DH (Dn)RT = -1017 ( 0 - ) 8.314 (100 + 273.15) 10-3 = -939.4 kJ W = DU Q = -939.4 (-1017) = 77.6 kJ 解法2：所以由于为恒压过程，4解：方程式 (1) (2) 得 2N2(g) + 2O2(g) = 4NO(g) DHq = 360 kJmol-1所以5解：反应可由 (1) + 2 (2) (3) 得到，所以 6解： N2H4(l)生成反应为：N2(g) + 2H2(g) N2H4(l) 由反应(2) 3 + (3) (1) (4)/4 得N2(g) + 2H2(g) N2H4(l) N2H4(l)的7解：由反应(1) 2 (2) 2 (3)得N2H4 (l) + 2H2O2 (l) N2 + 4H2O(l)故此反应的8解：(1) 反应NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 的 故2.0mol HCl (g)与2.0mol NH3 (g)反应生成NH4Cl (s)放出的热量为2 176 kJ = 352 kJ； (2) 由于HCl (g) HCl (aq)NH3 (g) NH3 (aq) NH3 (aq) + HCl (aq) = NH4Cl (aq) 故1.0mol HCl (g)和1.0mol NH3 (g)同时溶解于水中NH3 (g) + HCl (g) = NH4Cl (aq) (i)的热效应为 (3) (i)过程的热效应可求出307.0 kJmol-1 (4) 用反应NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(aq)减去NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)得NH4Cl(s) = NH4Cl(aq) 此过程的热效应为，所以NH4Cl (s)溶解是吸热过程。 (或 )9解：根据有可求得10解：查表得 -110.525 90.25 -393.509 0 197.674 210.761 213.74 191.61-137.168 86.55 -394.359 0所以= 373.234 kJmol-1 0= -98.89 Jmol-1K-1 0= -343.741 kJmol-1 0 从上述数据可看出，此反应在标准状态下可以自发进行。而且，此反应的，所以低温有利于反应的进行，高温有利于逆反应的自发进行，利用此反应净化汽车尾气中的CO和NO是完全可行的。此反应的转换温度为11. 解：（1） （2） （3） 所以，按热力学原理选用反应(3)来炼制金属锡更好一些。12解：(1) 查表得 2Al2O3 (s) + 3C (s) = 4Al (s) + 3CO2 (g) -1675.7 0 0 -393.509 50.92 5.740 28.83 213.74 -1582.3 0 0 -394.359 所以 = 2170.873 kJmol-1= 637.48 Jmol-1K-1= 1981.523 kJmol-1(2) 查表得 Al2O3 (s) + 3CO (s) = 2Al (s) + 3CO2 (g) -1675.7 -110.525 0 -393.509 50.92 197.674 28.83 213.74 -1582.3 -137.168 0 -394.359 所以 = 826.748 kJmol-1= 54.938 Jmol-1K-1= 810.727 kJmol-从上述数据可看出，用焦炭和一氧化碳还原Al2O3炼制金属铝的反应在标准态下均不能自发进行，且二反应的，所以高温有利于正反应的自发进行，低温有利于逆反应的自发进行，二反应的转换温度分别为3405.40K和15048.75K，因此用焦炭比用一氧化碳还原Al2O3炼制金属铝的实现可能性更大些。13解：反应Ni (s) + 4CO (g) Ni (CO)4 (l)的 故由可知所以此反应在323K、标准态下可自发进行，而在423K、标准态下不能自发进行，反应能够自发进行的转向温度为：14. Answer:(1) The Reaction: 2Al (s) + Fe2O3 (s) 2Fe (s) + Al2O3 (s) fHm/(kJmol-1) 0 -824.2 0 -1675.7 (data from appendix 6)rHm=vifHmi=2fHmFe,s+fHmAl2O3,s-fHmFe2O3,s-2fHmAl,s =-1675.7+20-824.2+20 =-851.5(kJmol-1)(2) The reaction is carried out at constant pressure, so the heat Q=Qp=nH=mMH =6.42160-851.5 =-34.1 kJ15. Answer：(1) CaCl2 (s) Ca2+ (aq) + 2Cl-(aq)rHm=vifHmi=fHmCa2+,ao+2fHmCl-,ao-fHmCaCl2,cr =-542.83+2-167.159-795.8 =-81.3kJmol-1(2) Q=nH=mMH =20.0111-81.3 =-14.6kJT=QC=14.61000418=35C16. Answer:The reaction of the oxidation prograss: CO g +12O2 gCO2 g fHm/(kJmol-1) -110.525 0 -393.509 (data from appendix 6)rHm=vifHmi=fHmCO2,g-fHmCO,g-12fHmO2,g =-393.509-110.525-120 =-