无机及分析化学课后习题第二章答案

1、选择题1一化学反应系统在等温定容条件下发生一变化，可通过两条不同的途径完成：(1)放热 10 J，做电功 50 kJ;(2)放热 Q,不做功，则()A. Q = -60kJ B. Q = - 10 kJ C. Q = -40kJ D.反应的QV= 10kJ 解：选 A。A2在 298 K，下列反应中 4Hm与也rGm最接近的是()A. CCI4(g) +2出0 (g) =CO2(g) + 4HCI (g)B. CaO (s) +CO2(g) =CaCQ (s)2+2+C. Cu (aq) + Zn (s) =Cu (s) + Zn (aq)D. Na (s) +H2O (l) =Na+(aq)

2、+?H2(g)+OH(aq)解：选 CovArGm=ArHm-TArSm当Asm= 0时，為務列m反应 C 中反应物和生成物中无气体物质、物态也无变化，ArS；值较小。3.已知反应 2H2(g) +O2(g)= 2H2O (g)的Hm化-483.63 kJmol-,下列叙述正确的是()A. .：fHm0(H2O,g) - -483.63 kJ mol-B. ArHm= -483.63 kJmol 表示AE= 1 mol 时系统的焓变C. 心rHm0=-483.63 kJmol-表示生成 1 mol H2O (g)时系统的焓变D. ArHm= -483.63 kJmol 表示该反应为吸热反应解：

3、选 BoA 错，根据AHm0定义,H2O (g)的系数应为 1。C 错，该方程为表示生成 2 mol H2O (g)时系统的焓变。D 错，ArHm0 0 时表示该系统能量的增加，该反应为吸热反应，ArHm0v0 时表示该系统能量的减少，该反应为放热反应。4. 下列反应可以表示AfGn0(CO2,g)= -394.38 kJ mol-1的是()A. C (石墨,s) +O2(g) = CO2(g)B. C (金刚石,s) +O2(g) = CO2(g)C. C (石墨,s) +O2(l) = CO2(l)D. C (石墨,s) +O2 = CO2Q)解：选 A。B 错，C (金刚石，s)非参考状

4、态单质，不符合标准状态下摩尔完全生成反应定 义；C 错，O2(l)非参考状态单质，不符合标准状态下摩尔完全生成反应定义；CO2(l)不符ArGm0(CO2,g)的定义所指定的产物；D 错，CO2(l)不符ArGm0(CO2,g)的定义所指定 的产物。5反应 MgC03(s) MgO(s)+CO2(g)在高温下正向反应自发进行,其逆反应在 298K 时自发,近似判断逆反应的：rHm与:rSm是()A.也屮；0,ArS*0B. ArHj；0,；0C. ArHj； 0,ArS* 0D.ArHj； 0,ArsJ； 0解：选A。该反应有气体物质产生，故ssmo。且高温自发，低温非自发，根据ArG；=Ar

5、H；TArSm判断结果应选 A。二、填空题1 解：用下列热力学函数判断反应自发性的条件是(D：rHm:等温，定压且系统只做体积功(非体积功为 0)的化学反应系统且 SHm：rSm(2).Sm：等温，定压且系统只做 体积功(非体积功为 0)的化学反应系统且 3Hm：rSm(3)占：等温、定压且系统只作体积功(非体积功为 0)的化学反应系统。_(4)AG；：标准状态下，等温、定压且系统只作体积功(非体积功为 0)的化学反应系统。2.系统状态函数的特点是：状态函数仅决定于 系统的状态 ;状态函数的变化只与 系统的变化的过程有关，而与变化的 途径 无关。3.反应进度E的单位是 mol ;反应计量式中反

6、应物 B 的化学计量数VB的值规定为 负 值_。4.正、逆反应的厶rHm,其绝对值相等,符号 相反：反应的.-：rHm与反应式的写法 有关。5.所谓标准状态是在指温度 T 和标准压力下该物质的状态。其中标准压力 P= 100 kPa ; 标准状态虽然没有指定温度，但是为了便于比较，IUPAC 推荐选择 298 K 作为参考温 度。6.根据吉布斯一亥姆霍兹方程：rG 霜(T) =ArH 罷(T) TA心罷(T)。若忽略温度对4Hm和人 S 的影响，则可得到该式的近似式：AG；=ArH；_TArS；三、简答题1.区别下列符号的意义。H :系统的状态函数，焓，定义为 H=U+pV,无具体物理意义 H

7、 :系统焓的改变值，物理意义为在定压，只做体积功的情况下，系统与环境交换的热：rHm:标准条件下，当产物与反应物温度相同时，化学反应过程中系统只做体积功，且反应 在定压条件下按照所给定的方程式完全反应，此时的反应热。AfH* :在温度 T 时，由参考状态的单质完全生成 1mol 物质 B 时的标准摩尔焓变。S:系统的状态函数，熵，代表系统的混乱度。Asm:标准状态下，物质 B 的摩尔熵。：rSm:反应的标准摩尔熵，标准状态下，化学反应按照给定方程式完全反应系统的熵变。G:系统的状态函数，吉布斯自由能，定义为G=H-TS,无具体物理意义。：rGm:化学反应的吉布斯自由能变，即该反应能对外所的最大

8、非体积功。ArGm:标准状态下，化学反应的吉布斯自由能变。AfGm:标准摩尔生成反应的吉布斯自由能变。i2若将合成氨反应的化学计量方程式分别写成N2（g ） +3H2（g）=2NH3（g）和鼻N2（g ）+|H2（g）=NH3（g），二者的rHm0和 rGm0是否相同？两者间有何关系？答：不相同，这些符号都与热力学方程式的写法有关。rH；,i=2人屮爲G01=2 4心,2四、计算题1 由附录查出 298 K 时有关的AH；数值，计算下列反应的AH；（已知： Hm（N2H4,1） =50.63 kJ mol-1）。（1）N2H4（l）+O2（g）=N2（g）+2H2O（l）（2）H2O（l）+|

9、O2（g）=H2O2（g）（3）H202（g）=H2O2Q）不查表，根据上述 3 个反应的rHm，计算下列反应的AH；。N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（l）解：（1） （ 3） 2 得（4） （4） （ 2） 2 即得所求式。查表计算得 ：屮*,（1） = -622.33kJ m：屮*,(2) =149.74kJ molJ.：屮*,(3) = -51.50kJ molJ：rHm,(4)1 = 818.8kJ molJ2 甘氨酸二肽氧化反应为3O2(g)+C4H8N2O3(s)=H2NCONH2(s)+3CO2(g)+2H2O(l) H；(C4H8N2O3S =-745.

10、25 kJ mol-1; H；(H2NCONH2,s)二-333.17 kJ mol-1计算：(1) 298 K 时，甘氨酸二肽氧化反应的标准摩尔焓。(2)298 K 及标准状态下，1g 固体甘氨酸二肽氧化时放热多少？解：(1)已知：fHm(C4H8N2O3,s)=-745.25kJ?no1fH*(H2NCONH2,s)=-333.17kJ?nol_1fH*(CO2,g)=-393.51kJ?mol-10 -1*Hm(H2O,l)=-285.85kJ?mol所以 3O2(g)+ C4H8N2O3(s)= H2NCONH2(s)+3 C6(g) +2 H2OQ)0 0 0 0 0心fHm=心fH

11、m(H2NCONH2,s)+3X心fHm(CO2,g)+2X心fHm(H2O,I)- ifHm(C4H8N2O3,s)-1=-1340.15 kJ?mol1(2)因为 M(C4H8N2O3)= 132g?mol-，所以 1g C4H8N2O3氧化时放热：(1340.15- 13)kJ= 10.15 kJ3关于生命起源的各种理论中，总要涉及动植物体内的一些复杂的化合物能否自发地由简单化合物转化得来。例如，298 K 及标准状态下，计算下列反应的ATG；，判断尿素能否由二氧化碳和氨自发反应得来。反应：CO2(g)+2NH3(g)=(NH2)2CO(s)+H2O(l)，(已知AGm(NH2)2CO,

12、s)=197.15 kJ mol-1) 解：CO2(g)+2NH3(g)=(NH2)2CO(s)+H2O(l)Gm= AfGm(NH2)2CO,s)+fG0(H20l) -AfGm(CO2,g)+2AfGm(NHa,g)1 1 1 1鬥(-197.15kJ mol ) ( -237.14kJ mol ) -(-394.38kJ mol )2 (-16.12kJ mol j= (Y34.29kJ mol )-(-426.62kJ moL)rGm 0,反应自发进行，说明氨和 CO2能合成尿素。4.定压下苯和氧反应：C6H6(I)+O2(g)=6CO2(g)+3H2。(1)。在 25C和标准状态下，

13、0.25 mo液态苯与氧反应放热 816.91 kJ,求 1 mol 液态苯和氧反应时焓变和热力学能变。01mol-1解：ArHm= -816.96kJ-= 3267.64kJ mol10.25mol00“12 15131ArUm = ArHm- An RT =七267.64kJ -imoh0 赵,20 只有ArGm,3V0,所以选择(3)12查教材附录数据计算说明在标准状态时，下述反应自发进行的温度。(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g)(2)NH4HCO3(s)=NHa(g)+CO2(g)+H2O(g)G*数值计(3)2NH3(g)+3O2(g)=NO2(g)+NO(g)+3H2O（已

14、知： H；(NH4HCO3,s) = -849.4 kJmol1; M(NH4HCO3S =121 J mol-1K)解：(1) N2(g) + O2(g) =2N0 (g)也rH*,i=2 必fH；(N0,g)AfHm(N2,g)-AfHm(2,g)=2 90.37 kJ mol-1= 180.74mol rSmS2X210.77kJmol-1191.60 Jmol-1K-1205.14 Jmol-1K-1-1 -1=24.8J mol1K1(2)NH4HCO3(s) =NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) H；=168.09kJ mol1=474.34 Jmol1K1T转=354.4K

15、(3)2NH3(g) + 3O2(g) =NO2(g) +NO (g) +3H2O (g) H； = 509.38kJmol1= 16.76 Jmol1K1因为AH；0 标准状态及任何温度下反应均自发。113固体 AgN。3的分解反应为AgNO3（s）=Ag（s）+NO2（g）+1O2（g）查教材附表并计算标准状态下 AgNO3（s）分解的温度。若要防止 AgNO3分解，保存时应采取 什么措施。1解：AgNO3（s）分解的温度即为反应 AgNO3（s）=Ag（s）+NO2（g）+? O2（g）的转化温度。1ArHm = AfHm(NO2,g) +dHm(Ag,s) +AfHm(O2,g)街 Hm(AgNO3,g) 2=33.85kJmol1(123.14kJmol1)1=156.99 kJ molr& =sm(O2,g)+S