无机及分析化学(四版)答案第二章

第二章2.2.0molH2（设为理想气体）在恒温（298K）下，经过下列三种途径，从始态0.015m3膨胀到终态0.04m自始态反抗100Kpa的外压到终态。自始态反抗200Kpa的外压到中间平衡态，然后再反抗100Kpa的外压到终态。自始态可逆地膨胀到终态。解：（1）W=-P△V=-100Kpa×（0.04-0.015）m3=-2.5KJ（2）由题意知PV=nRT∴又∵P1V1=P2V2∴∴W=W1+W2=-200KPa×(0.025-0.015)m3-100KPa×(0.04-0.025)m3=-3.5KJ（2）第二解法：由题意知PV=nRTV2(中间态)=(nRT)÷P2=(2.0mol×8.315kpa·L·mol-1·K-1×298K)÷200kP=24.78L≈25LW=W1+W2=-200KPa×(0.025-0.015)m3-100KPa×(0.04-0.025)m3=-3.5KJ(3)3.在PΘ和885℃下，分解1.0molCaCO3需耗热量165KJ。试计算此过程的W、△U和△H。CaCO3CaCO3（s）=CaO(s)+CO2(g)解：∵等压过程∴△H=Qp=165kJ W=-P△V=-△ngRT=-1.0mol×8.315Jmol-1K-1×（885＋273）K=-9600J=-9628.8J≈-9.6kJ△U=Q+W=165KJ-9.6KJ=155.4KJ答：此过程的W为-9.6kJ；△U为155.4KJ；△H为165kJ。5.利用附录二的数据，计算下列反应在298K的△rHmΘ:(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)解：(1)△rHmΘ=△fHmΘ(PbO,s)+△fHmΘ(SO2,g)-△fHmΘ(PbS,s)-△fHmΘ(O2,g)=-215KJmol-1-296.8KJmol-1+100KJmol-1-0=-412KJmol-1(2)△rHmΘ=4△fHmΘ(NO,g)+6△fHmΘ(H2O，l)-4△fHmΘ(NH3，∴反应不能自发进行（3）△rGmΘ=△fGmΘ(Pb,s，黄色)+△fGmΘ(CO2,g)-△fGmΘ(PbO,s)-△fGmΘ(CO,g)=0-394.4+188+137.2=-69.2(KJmol-1)＜0∴反应可以自发进行20.如果想在标准压力PΘ下将CaCO3分解为CaO和CO2，试估计进行这个反应的最低温度（设反应的△H和△S不随温度而变）。解：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△rHmΘ=△fHmΘ(CaO,s)+△fHmΘ(CO2，g)-△fHmΘ(CaCO3，s)=-635.1-393.5+1206.9=178.3(KJmol-1)△rSmΘ=SmΘ(CaO,s)+SmΘ(CO2，g)-SmΘ(CaCO3，s)=397.7+213.6-92.9=160.4(JK-1mol-1)△H＞0,△S＞0高温时有利于反应进行，其转向温度（最低温度）答：进行这个反应的最低温度应该高于1112K（即高于839℃）。21.利用附录二的数据，判断下列反应C2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)在25℃下能否自发进行？在360℃下能否自发进行?求该反应能自发进行的最低温度。解：已知反应：C2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)∴△rHmΘ=△fHmΘ(C2H4,g)+△fHmΘ(H2O，g)-△fHmΘ(C2H5OH，g)=52.3-241.8+235.3=45.8(KJ·mol-1)△rSmΘ=SmΘ(C2H4,g)+SmΘ(H2O，g)-SmΘ(C2H5OH，g)=219.4+188.7-282=126.1(JK-1·mol-1)△rGmΘ=△rHmΘ-T△rSmΘ=45.8KJ·mol-1-（273+25）K×126.1×10-3KJ·mol-1·K-1=8.2KJmol-1＞0∴25℃下不能自发进行。△rGmΘ=△rHmΘ-T△rSmΘ=45.8KJ·mol-1-（273+360）K×126.1×10-3KJ·mol-1·K-1