【9A文】同济大学普通化学-第一章、二章习题答案(详细)
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(完整版)同济⼤学普通化学实验基础思考题答案及重点连续变化法测定配合物组成时,为什么说只有当⾦属离⼦与配位体浓度之⽐恰好与配合物组成相同时,配合物的浓度最⼤?在加⼊的配体浓度⼩于⾦属离⼦的时候连续加⼊⽣成的配合物越多所以浓度是⼀直上升的,当配位体浓度与⾦属离⼦浓度之⽐恰好达到计量点时配合物浓度达到最⼤值再加⼊过量也没有多余的⾦属离⼦与之络合!!实验⼗七⼄酰苯胺的制备除了醋酸酐外,还有哪些酰基化试剂?答:常⽤的酰基化试剂有:酰氯,酸酐,羧酸,酯反应活性依次降低。
此处已⼄酰氯、⼄酸酐、⼄酸、⼄酸酯来进⾏⽐较。
⼄酰氯反应速度最快,但价格昂贵,且易吸潮⽔解,因此应在⽆⽔条件下进⾏反应。
醋酸酐试剂较贵,但反应迅速,副反应易发⽣。
醋酸试剂易得,价格便宜,但反应时间较长,适合⼤规模制备。
⼄酸酯反应活性很差,故不经常采⽤。
2、加⼊HCl和醋酸钠 CH3COONa的⽬的是什么?答:苯胺直接和⼄酸酐作⽤反应剧烈,难以控制,易⽣成副反应。
加⼊盐酸后由于⼤部分苯胺⽣成苯胺盐酸盐,反应式如下:C6H5NH2+ HCL C6H5NH2.HCL此时只有少量的游离未成盐苯胺和⼄酸酐进⾏反应,使得反应⽐较缓和,且随着反应的进⾏,平衡左移,使得反应⼀直在游离苯胺浓度较低的状态下进⾏,反应易控制,且减少了副反应的发⽣。
⽤游离胺与纯⼄酸酐进⾏酰化时,常伴有N,N-⼆⼄酰苯胺[ArN(COCH3)2]副产物的⽣成。
加⼊醋酸钠可以和⽣成的醋酸组成醋酸-醋酸钠的缓冲溶液,调节溶液pH在其中进⾏酰化,由于酸酐的⽔解速度⽐酰化速度慢得多,可以得到⾼纯度的产物。
加⼊醋酸钠还可以将HCL 中和掉,使得盐酸盐的可逆平衡反应向左进⾏,是反应彻底,提⾼产率。
3、若实验⾃制的试问:⼄酰苯胺熔点为113℃~114℃,所制得的苯胺纯度如何?答:纯⼄酰苯胺的熔点为114.3℃,若实验室⾃制的⼄酰苯胺熔点为113℃~114℃,说明⾥⾯可能含有少量杂质,但纯度已经很⾼。
连续变化法测定配合物组成时,为什么说只有当金属离子与配位体浓度之比恰好与配合物组成相同时,配合物的浓度最大?在加入的配体浓度小于金属离子的时候连续加入生成的配合物越多所以浓度是一直上升的,当配位体浓度与金属离子浓度之比恰好达到计量点时配合物浓度达到最大值再加入过量也没有多余的金属离子与之络合!!实验十七乙酰苯胺的制备除了醋酸酐外,还有哪些酰基化试剂?答:常用的酰基化试剂有:酰氯,酸酐,羧酸,酯反应活性依次降低。
此处已乙酰氯、乙酸酐、乙酸、乙酸酯来进行比较。
乙酰氯反应速度最快,但价格昂贵,且易吸潮水解,因此应在无水条件下进行反应。
醋酸酐试剂较贵,但反应迅速,副反应易发生。
醋酸试剂易得,价格便宜,但反应时间较长,适合大规模制备。
乙酸酯反应活性很差,故不经常采用。
2、加入HCl和醋酸钠 CH3COONa的目的是什么?答:苯胺直接和乙酸酐作用反应剧烈,难以控制,易生成副反应。
加入盐酸后由于大部分苯胺生成苯胺盐酸盐,反应式如下:C6H5NH2+ HCL C6H5NH2.HCL此时只有少量的游离未成盐苯胺和乙酸酐进行反应,使得反应比较缓和,且随着反应的进行,平衡左移,使得反应一直在游离苯胺浓度较低的状态下进行,反应易控制,且减少了副反应的发生。
用游离胺与纯乙酸酐进行酰化时,常伴有N,N-二乙酰苯胺[ArN(COCH3)2]副产物的生成。
加入醋酸钠可以和生成的醋酸组成醋酸-醋酸钠的缓冲溶液,调节溶液pH在其中进行酰化,由于酸酐的水解速度比酰化速度慢得多,可以得到高纯度的产物。
加入醋酸钠还可以将HCL 中和掉,使得盐酸盐的可逆平衡反应向左进行,是反应彻底,提高产率。
3、若实验自制的试问:乙酰苯胺熔点为113℃~114℃,所制得的苯胺纯度如何?答:纯乙酰苯胺的熔点为114.3℃,若实验室自制的乙酰苯胺熔点为113℃~114℃,说明里面可能含有少量杂质,但纯度已经很高。
本实验在将Grignard试剂加成物水解前的各步中,为什么使用的药品仪器均需绝对干燥?为此你采取了什么措施?Grignard试剂的制备必须在无水条件下进行,所用仪器和试剂均需干燥,因为微量水分的存在抑制反应的引发,而且会分解形成的Grignard试剂而影响产率。
《普通化学》课程练习题使用教材 教材名称普通化学 编 者 史国纲出 版 社中国石油大学出版社第一章 物质及其变化的一些基本规律上交作业 3、7(1)(2)、8、113 NH 3的分压为: kpa n NH n p x p NH NH 47.3513370.018.032.032.0p )(333=⨯++=⨯==总 O 2的分压为:kpa n O n p x p O O 95.1913370.018.032.018.0p )(222=⨯++=⨯==总 N 2的分压为:kpa n N n p x p N N 95.1913370.018.032.018.0p )(222=⨯++=⨯==总7查出各物质及水合离子的标准生成焓标在反应方程式中各对应物质和水合离子化学式的下面,然后根据公式计算。
(1) )()(2)(2222g O g H l O H +=1/-⋅∆mol kJ H f θ -285.83 0 01122229866.577)83.285(200)](,[2)]}(,[)](,[2{--⋅=⋅-⨯-+=∆-∆+∆=∆mol kJ mol kJ l O H H g O H g H H H f f f θθθθ(2) )(4)()(4)(32432g H s O Fe l O H s Fe +=+1/-⋅∆mol kJ H f θ0 -285.83 -1118.4 011243229892.24]}0)83.285(4[)]4.1118(0{[)]}(,[3)](,[4{)]}(,[)](,[4{--⋅=⋅+-⨯--+=∆+∆-∆+∆=∆mol kJ mol kJ g Fe H l O H H g O Fe H g H H H f f f f θθθθθ8 )(21)(322g SO O g SO =+1/-⋅∆mol kJ H f θ -296.83 0 -395.721122329889.98)]83.296(0[72.395)]}(,[)](,[21{)](,[--⋅-=⋅-+--=∆+∆-∆=∆mol kJ mol kJ l O H H g O H g SO H H f f f θθθθ11 (1)反应速率表达式为:)()(22Cl c NO c k v ⋅⋅=(2)该反应对NO 为二级反应,对Cl 2的一级反应,总反应级数为3。
普通化学第一章 习题答案1. 答案(1-)(2-)(3+)(4-)2. 答案(1c )(2d )(3a )(4d )(5abd )(6ad )(7d )(8d )3. 答案(1)燃烧前后系统的温度(2)水的质量和比热(3)弹式量热计热容4..答案:根据已知条件列式 K C g K g J g molg mol J b )35.29659.298](120918.4[5.0122100032261111-+⨯⋅⋅-=⨯⋅⋅⨯----- C b =849J.mol -15.答案:获得的肌肉活动的能量=kJ mol kJ mol g g8.17%3028201808.311=⨯⋅⨯⋅--6. 答案:设计一个循环 3× )(2)(32s Fe s O Fe →×3→)(243s O Fe )(3s FeO ×2(-58.6)+2(38.1)+6p q =3(-27.6) 17.166)1.38(2)6.58()6.27(3-⋅-=----=mol kJ q p7.答案:由已知可知 ΔH=39.2 kJ.mol -1 ΔH=ΔU+Δ(PV )=ΔU+P ΔVw ‘=-P ΔV= -1×R ×T = -8.314×351J = -2.9kJ ΔU=ΔH-P ΔV=39.2-2.9=36.3kJ8.下列以应(或过程)的q p 与q v 有区别吗? 简单说明。
(1)2.00mol NH 4HS 的分解NH 4HS(s) NH 3(g)+H 2S(g) (2)生成1.00mol 的HCl H 2(g)+Cl 2(g) 2HCl(g) (3)5.00 mol CO 2(s)(干冰)的升华CO 2(s)CO 2(g) (4)沉淀出2.00mol AgCl(s) AgNO 3(aq)+NaCl(aq) AgCl(s)+NaNO 3(aq)9.答案:ΔU-ΔH= -Δ(PV )=-Δn g RT (Δn g 为反应发生变化时气体物质的量的变化) (1)ΔU-ΔH=-2×(2-0)×8.314×298.15/1000= - 9.9kJ(2)ΔU-ΔH=-2×(2-2)×R ×T= 0(3)ΔU-ΔH=-5×(1-0)×8.314×(273.15-78)/1000= -8.11kJ (4)ΔU-ΔH=-2×(0-0)×R ×T= 010.(1)4NH 3(g)+3O 2(g) = 2N 2(g) +6H 2O(l) 答案 -1530.5kJ.mol -1(2)C 2H 2(g) + H 2(g) = C 2H 4(g) 答案 -174.47kJ.mol -1 (3)NH 3(g) +稀盐酸 答案 -86.32kJ.mol -1 写出离子反应式。
第一章 热化学与能源课后部分习题答案1、是非题:(对的在括号内填“+”号,错的填“-”号)⑴ -; ⑵ -; ⑶ +; ⑷ -。
2、选择题(将所有正确答案的标号填入空格内)⑴ c; ⑵ d ; ⑶ a ; ⑷ d; ⑸ a ,b ,d ; ⑹ a ,d ; ⑺ d; ⑻ d ;3、填空题⑴ 弹式热量计内吸热介质(通常为水)质量和比热容;⑵ 钢弹组件的总热容C b ;⑶ 反应前后系统的温度。
6、已知下列热化学方程式:(1)Fe 2O 3(s ) + 3CO (g )=2Fe (s )+ 3CO 2(g )Δr H m = -27.6kJ ·mo l -1(2)3Fe 2O 3(s ) + CO (g )=2 Fe 3O 4(s )+ CO 2(g )Δr H m = -58.6kJ ·mo l -1(3)Fe 3O 4(s ) + C O (g )=3 Fe O (s )+ CO 2(g )Δr H m = 38.1kJ ·mo l -1 计算下列反应:Fe O (s ) + CO (g )=Fe (s )+ CO 2(g )的Δr H m 。
解:{(1)×3 - [(3)×2 +(2)]}/6得Fe O (s ) + CO (g )=Fe (s )+ CO 2(g )Δr H m =61{3Δr H m (1)-[2Δr H m (3)+ Δr H m (2)]}=-16.7kJ ·mo l -17.已知乙醇(C 2H 5OH )在351K 和101.325K p a 大气压下正常沸点温度(351K )时的蒸发热为39.2K J ∙mo l -1,试估算1 m o l C 2H 5O H (l )在该蒸发过程中的W 体和ΔU 。
解: C 2H 5OH (l )2H 5O H (g ) W 体 =-P ΔV =-Δn R T =-1⨯8.314⨯10-3⨯351=-2.92(K J ∙mo l -1) ΔH m =q p ,m =39.2k J.mo l -1ΔU m =ΔH m + W 体=39.2-2.92=36.3 K J ∙mo l-1 11.计算下列反应的(1)ΔγH θm (298.15K ),(2) ΔγU θm (298.15K )和(3)298.15K 时的体积功W ˊ。
一、选择题1.硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一,广泛应用于工业各个方面。
硫酸的生产工艺几经改进,目前工业上主要采用接触法制备硫酸。
接触室中发生如下反应:2SO 2 + O 2催化剂Δ2SO 3。
该反应是氧化还原反应,下列说法正确的是A .SO 2是氧化剂B .O 2发生氧化反应C .O 2失去电子D .SO 3既是氧化产物又是还原产物2.下列物质的分类正确的是A .AB .BC .CD .D3.下列离子方程式书写正确的是A .三氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应:FeCl 3+3OH -=Fe(OH)3↓+3Cl -B .向Ca(HCO 3)2溶液中滴加盐酸:2H ++Ca(HCO 3)2=Ca 2++2H 2O+2CO 2↑C .向Na 2CO 3溶液中加入过量CH 3COOH 溶液:2-3CO +2CH 3COOH=2CH 3COOH+CO 2↑+H 2OD .向Ba(OH)2溶液中加少量NaHSO 3溶液:2-3HSO +Ba 2++2OH -=BaSO 3↓+2-3SO +2H 2O 4.下列有关说法正确的是①“84”消毒液是纯净物,在“新冠战疫”中发挥了重要作用②明矾溶于水可水解生成Al(OH)3胶体,因此可用明矾对自来水进行杀菌消毒 ③分解、电解、潮解、裂解都是化学变化④胶体与其它分散系的本质区别是分散质粒子直径的大小 ⑤胆矾、冰水混合物都是纯净物,氨水、王水、双氧水都是混合物 ⑥元素处在最高价态时只有强氧化性,最低价态时只有强还原性 ⑦固态NaCl 不导电,熔融态的HCl 可以导电⑧H ++OH -=H 2O 仅代表强酸、强碱生成可溶性盐的离子方程式 A .1个B .2个C .3个D .4个5.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A .0.1 mol·L -1H 2SO 4溶液中: Na +、Fe 2+、Cl -B .0.1 mol·L -1 Ba(OH)2 溶液中: K +、Cu 2+、NO 3-C .0.1 mol·L -1 AgNO 3溶液中: NH 4+、CO 23-、SO 24-D .0.1 mol·L -1 NaCl 溶液中:Mg 2+、OH -、NO 3-6.已知在热的碱性溶液中,NaClO 发生如下反应:3NaClO=2NaCl+NaClO 3,在相同条件下NaClO 3也能发生类似的反应,其最终产物是 A .NaCl 、NaClOB .NaCl 、NaClO 3C .NaClO 、NaClO 3D .NaClO 3、NaClO 47.下列各组离子在选项条件下一定能大量共存的是 A .无色溶液:Na +、Cu 2+、Cl -、-3NOB .酸性溶液:+4NH 、Al 3+、2-3CO 、2-4SOC .遇酚酞变红的溶液:Na +、K +、2-4SO 、-3NOD .碱性溶液:K +、Fe 3+、2-4SO 、-3NO8.能正确表示下列反应的离子方程式是A .高锰酸钾溶液中滴入双氧水:24MnO -+3H 2O 2+6H +=2Mn 2++4O 2↑+6H 2O B .电解MgCl 2水溶液:2Cl -+2H 2O电解2OH -+Cl 2↑+H 2↑C .溴乙烷与NaOH 水溶液共热:CH 3CH 2Br+OH -加热−−−−−→Br -+CH 3CH 2OH D .二氧化碳气体通入过量氨水:CO 2+NH 3·H 2O=43NH HCO +-+ 9.在一定条件下,2PbO 与3Cr +反应,产物是227Cr O -和2Pb +,则生成2271molCr O -所需2PbO 的物质的量为()A .3.0molB .1.5molC .1.0molD .0.75mol10.某学生利用如图所示装置对液体的导电能力进行实验探究,下列说法正确的是( )A .闭合开关K 后,灵敏电流计指针不发生偏转,说明乙醇溶液是非电解质B .闭合开关K ,往溶液中通入SO 2,随着气体的通入灵敏电流计示数增大,说明SO 2是电解质C .用0.1mol •L -1蔗糖溶液替换乙醇溶液,灵敏电流计指针也不发生偏转,说明蔗糖是非电解质D .闭合开关K ,向烧杯中加NaCl 固体,固体溶解,由于不发生反应,故灵敏电流计指针不发生偏转二、填空题11.化学反应中伴随着能量变化。
精品文档第1章热化学与能源一、判断题:×)(更多的热量。
物1、热的体比冷的物体含有√)(一2、热是种传递中的能量。
×)(个3、同一体系同一状态可能有多热力学能。
×)(应热。
等4、体系的焓值于恒压反×()于稳5、最定单质的焓值等零。
×)为负值。
(摩的C6、由于CaO分解是吸热,所以它的标准尔生成焓3×)于体系的热量(等体7、系的焓×)(、实验测定得到的反应热数据都是恒压反应热。
8二、计算题:1、某汽缸中有气体1.20L,在97.3 kPa下气体从环境中吸收了800J的热量后,在恒压下体积膨胀到1.50L,试计算系统的内能变化ΔU。
ΔU = q + w = q –pΔV3 -310(1.50 - 1.20) 10×= 800 –97.3×= 770 J、根据ΔHH(298K ) 是多少:的值,计算下列反应的Δmf rm(1)4NH(g)+ 3 O(g)= ΘΘ22N(g)+ 6 HO(g);23224NH(g)+ 3 O = 2N + 6 HO(g)22 32Θ-1ΔH- 46.11 0 0 - 241.818/ kJ·mol mf Θ -1ΔH molkJ·×(- 46.11) = -1266 = 6×(- 241.818)- 4mr (2)CH(g) + HO(g)= CO(g)+ 3 H(g)。
224Θ -1ΔH molkJ206 ·= mr精品文档.精品文档化学反应的基本原理第2章一、判断题:×)(1、放热反应均是自发反应。
×)(2、ΔS为负值的反应均不能自发进行。
√)(3、冰在室温下自动融化成水,是熵增加起了主要作用。
×ΘΘ(),所以温度升高,平衡常数减小。
4、因为?G= -RTlnK T ×)(5、质量作用定律适用于任何化学反应。
第一章 热化学与能源1. 是非题〔对的在括号内填“+”号,错的填“-”号〕〔1〕已知以下过程的热化学方程式为:则此温度时蒸发1mol 6()UF l ,会放出热30.1kJ 。
〔-〕〔2〕在定温定压条件下,以下两个生成液态水的化学方程式所表达的反应放出的热量是一相同的值。
〔-〕〔3〕功和热是在系统与环境之间的两种能量传递方式,在系统内部不讨论功和热。
〔+〕〔4〕反应的H ∆就是反应的热效应。
〔-〕2、选择题〔将所有正确答案的标号填入空格内〕〔1〕在以下反应中,进行1mol 反应时放出热量最大的是 〔c〕〔2〕通常,反应热的精确的实验数据是通过测定反应或过程的哪个物理量而获得的。
〔d〕 〔a 〕H ∆ 〔b 〕p V ∆ 〔c 〕P q 〔d 〕V q〔3〕以下对功和热的描述中,正确的选项是 〔a〕〔a 〕都是途径函数,无确定的变化途径就无确定的数值 〔b 〕都是途径函数,对应于某一状态有一确定值 〔c 〕都是状态函数,变化量与途径无关〔d 〕都是状态函数,始终态确定,其他值也确定2222221()()()22()()2()H g O g H O l H g O g H O l +=+=166()();30.1r m UF l UF g H kJ molθ-=∆=422242224222422()()2()()2()()()2()()2()()()2()()2()3()()()()2()2a CH l O g CO g H O gb CH g O g CO g H O gc CH g O g CO g H O ld CHg O g CO g H O l +=++=++=++=+〔4〕在温度T 的标准状态下,假设已知反应2A B →的标准摩尔反应焓,1r m H θ∆,与反应2A C →的标准摩尔反应焓,2r m H θ∆,则反应4C B →的标准摩尔反应焓,3r m H θ∆与,1r m H θ∆及,2r m H θ∆的关系为,3r m H θ∆=〔d〕〔a 〕2,1r m H θ∆+,2r m H θ∆ 〔b 〕,1r m H θ∆—2,2r m H θ∆ 〔c 〕,1r m H θ∆+,2r m H θ∆ 〔d 〕2,1r m H θ∆—,2r m H θ∆〔5〕对于热力学可逆过程,以下表达正确的选项是 〔abd 〕〔a 〕变化速率无限小的过程 〔b 〕可做最大功的过程 〔c 〕循环过程〔d 〕能使系统与环境完全复原的过程〔6〕在一定条件下,由乙二醇溶液、冰、水蒸气、氮气和氧气组成的系统中含有 〔ad 〕 〔a 〕三个相 〔b 〕四个相 〔c 〕三种组分 〔d 〕四种组分 〔e 〕五种组分 *〔7〕一只充满氢气的气球,飞到一定高度即会爆炸,这取决于一定高度上的 〔d〕 〔a 〕外压 〔b 〕温度 〔c 〕湿度 〔d 〕外压和温度 〔8〕下述说法中,不正确的选项是 〔d〕〔a 〕焓只有在某种特定条件下,才与系统反应热相等 〔b 〕焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 〔c 〕焓是状态函数〔d 〕焓是系统能与环境进行交换的能量3、填空题使可燃样品〔质量为1.000g 〕在弹式量热计内完全燃烧,以测定其反应热,必须知道:(1) 弹式量热计内吸热介质〔通常为水〕质量和比热容; (2) 钢弹组件的总热容b C ; (3) 反应前后系统的温度。
普通化学(新教材)习题参考答案第一章化学反应的基本规律(习题P50-52) 16解(1)H 2O(l)==H 2O(g)∆f H θm /kJ ⋅mol -1-285.83-241.82S θm /J ⋅mol -1⋅k -169.91188.83∆r H θm (298k)=[-241.82-(-285.83)]kJ ⋅mol -1=44.01kJ ⋅mol -1 ∆r S θm (298k)=(188.83-69.91)J ⋅mol -1⋅k -1=118.92J ⋅mol -1⋅k-1 (2)∵是等温等压变化∴Q p =∆r H θm (298k)⨯N=44.01kJ ⋅mol -1⨯2mol=88.02kJ W=-P ⋅∆V=-nRT=-2⨯8.315J ⋅k -1⋅mol -1⨯298k=-4955.7J =-4.956kJ(或-4.96kJ)∴∆U=Q p +W=88.02kJ -4.96kJ=83.06kJ17解(1)N 2(g )+2O 2(g )==2NO 2(g)∆f H θm /kJ ⋅mol -10033.2S θm /J ⋅mol -1⋅k -1191.6205.14240.1∴∆r H θm (298k)=33.2kJ ⋅mol -1⨯2=66.4kJ ⋅mol -1∆r S θm (298k)=(240.1J ⋅mol -1⋅k -1)⨯2-(205.14J ⋅mol -1⋅k -1)⨯2-191.6J ⋅mol -1⋅k -1 =-121.68J ⋅mol -1⋅k -1(2)3Fe(s)+4H 2O(l)==Fe 3O 4(s )+4H 2(g)∆f H θm /kJ ⋅mol -10-285.83-1118.40S θm /J ⋅mol -1⋅k -127.369.91146.4130.68∴∆r H θm (298k)=[-1118.4-(-285.83⨯4)]kJ ⋅mol -1=24.92kJ ⋅mol-1 ∆r S θm (298k)=[(130.68⨯4+146.4)-(27.3⨯3+69.91⨯4)]J ⋅mol -1⋅k -1 =(669.12-361.54)J ⋅mol -1⋅k -1=307.58J ⋅mol -1⋅k -118. 解:2Fe 2O 3(s)+3C(s,石墨)==4Fe(s)+3CO 2(g)∆f H θm (298k)/kJ ⋅mol -1-824.2S θm (298k)/J ⋅mol -1⋅k -187.45.7427.3 ∆f G θm (298k)/kJ ⋅mol -1-742.2∵∆r G θm =∆r H θm -T •∆r S θm∴301.32kJ ⋅mol -1=467.87kJ ⋅mol -1-298k •∆r S θm∴∆r S θm =558.89J ⋅mol -1⋅k-1 ∴∆r S θm =3S θm (CO 2(g)298k)+27.3J ⋅mol -1⋅k -1⨯4-87.4J ⋅mol -1⋅k -1⨯2-5.74J ⋅mol -1⋅k -1⨯3∴S θm (CO 2(g)298k)=1/3(558.89+192.02-109.2)J ⋅mol -1⋅k -1=213.90J ⋅mol -1⋅k -1∆f H θm (298k,C(s,石墨))=0∆f G θm (298k,C(s,石墨))=0 ∆f H θm (298k,Fe(s))=0∆f G θm (298k,Fe(s))=0 ∆r H θm =3∆f H θm (298k,CO 2(g))-2∆f H θm (298k,Fe 2O 3(s))⇒467.87kJ ⋅mol -1=3∆f H θm (298k,CO 2(g))-2⨯(-824.2kJ ⋅mol -1) ∴∆f H θm (298k,CO 2(g))=1/3(467.87-1648.4)kJ ⋅mol -1=-393.51kJ ⋅mol-1 同理∆r G θm =3∆f G θm (298k,CO 2(g))-2∆f G θm (298k,Fe 2O 3(s))⇒301.32kJ ⋅mol -1=3∆f G θm (298k,CO 2(g))-2⨯(-742.2kJ ⋅mol -1) ∴∆f G θm (298k,CO 2(g))=1/3(301.32-1484.4)kJ ⋅mol -1=-394.36kJ ⋅mol-1 19.解6CO 2(g)+6H 2O (l )==C 6H 12O 6(s)+6O 2(g )∆f G θm (298k)/kJ ⋅mol -1-394.36-237.18902.90∴∆r G θm (298k)=[902.9-(-237.18⨯6)-(-394.36⨯6)]kJ ⋅mol -1=4692.14kJ ⋅mol -1>0所以这个反应不能自发进行。
20.解(1)4NH 3(g )+5O 2(g )==4NO (g )+6H 2O (l )∆f G θm (298k )/kJ ⋅mol -1-16.4086.57-237.18∴∆r G θm (298k )=[(-237.18)⨯6+86.57⨯4-(-16.4)⨯4]kJ ⋅mol -1=-1011.2kJ ⋅mol -1<0∴此反应能自发进行。
(2)2SO 3(g )==2SO 2(g )+O 2(g )∆f G θm (298k )/kJ ⋅mol -1-371.1-300.190∴∆r G θm (298k)=[(-300.19)⨯2-(-371.1)⨯2]kJ ⋅mol -1=141.82kJ ⋅mol -1>0∴此反应不能自发进行。
21.解(1)MgCO 3(s )==MgO (s )+CO 2(g )∆f H θm (298k)/kJ ⋅mol -1-1111.88-601.6-393.51S θm (298k)/J ⋅mol -1⋅k -165.627.0213.8∆f G θm (298k )/kJ ⋅mol -1-1028.28-569.3-394.36∴∆r H θm (298k)=[-601.6+(-393.51)-(-1111.88)]=116.77kJ ⋅mol -1 ∆r S θm (298k)=[213.8+27.0-65.6]=175.2J ⋅mol -1⋅k -1∆r G θm (298K )=[(-394.36)+(-569.3)-(-1028.28)]=64.62kJ ⋅mol -1(2)∆r G θm (1123K )=∆r H θm (298k)-T ⋅∆r S θm (298k)=116.77kJ ⋅mol -1-1123k ⨯175.2J ⋅mol -1⋅k-1 =116.77kJ ⋅mol -1-196.75kJ ⋅mol -1=-79.98kJ ⋅mol -1又∵RT ln K θ(1123k )=-∆r G θm (1123k )∴8.315J ⋅mol -1⋅k -1⨯1123k ⋅ln K θ(1123k )=-(-79.98)kJ ⋅mol -1 ∴K θ(1123k )=5.25⨯103(3)∵刚刚分解时∆r G θm (T)=∆r H θm (298k)-T ⋅∆r S θm (298k)=0∴分解温度T 可求:k kmol J mol kJ k S k H T m r m r 5.6662.17577.116)298()298(111=⋅⋅⋅=∆∆≈---θθ∴分解最低温度为666.5k22.解法一:K θ(298k)=5.0⨯1016∴∆r G θm(298k )=-RT ln K θ(298k )=-8.315J ⋅mol -1⋅k -1⨯298k ⋅ln(5.0⨯1016)=-95.26kJ ⋅mol -1∵∆r G θm (298k)=∆r H θm (298k)-298k ⋅∆r S θm (298k)∴-95.26kJ ⋅mol -1=-92.31kJ ⋅mol -1-298k ⋅∆r S θm (298k)∴∆r S θm (298k)=9.90J ⋅mol -1⋅k-1 ∴∆r G θm (500k)=∆r H θm (298k)-500k ⋅∆r S θm (298k)=-92.31kJ ⋅mol -1-500k ⨯9.90J ⋅mol -1⋅k -1=-97.26kJ ⋅mol -1而∆r G θm (500k)=-RT ln K θ(500k )=-8.315J ⋅mol -1⋅k -1⨯500k ⋅ln K θ(500k )∴ln K θ(500k )=-RT k G m r )500(θ∆=)500(315.81026.971113k k mol J mol J ⋅⋅⋅⋅⨯---=23.40 ∴K θ(500k )=1.45⨯1010解法二:∵ln )298()500(k K k K θθ=()298(⋅∆-R k H m r θ5001)2981-=(315.8)1031.92(1113⨯⋅⋅⋅⨯-----k mol J mol J k )298500202⨯-=-15.05∴)298()500(k K k K θθ=2.9⨯10-7 ∴K θ(500k )=2.9⨯10-7⨯K θ(298k )=2.9⨯10-7⨯(5.0⨯1016)=1.45⨯1010 23.解:N 2(g )+3H 2(g )==2NH 3(g )∆f H θm (298k)/kJ ⋅mol -100-45.9S θm(298k)/J ⋅mol -1⋅k -1191.6130.68192.8 ∴∆r H θm (298k)=2⨯(-45.9)kJ ⋅mol -1=-91.8kJ ⋅mol -1S θm (298k)=(2⨯192.8-191.6-3⨯130.68)J ⋅mol -1⋅k -1=-198.04J ⋅mol -1⋅k -1∆r G θm (T)=∆r H θm (298k)-T ⋅∆r S θm (298k)=0=-91.8kJ ⋅mol -1-T ⋅(-198.04J ⋅mol -1⋅k -1)=0 ∴T=111304.198108.91---⋅⋅-⋅⨯-kmol J mol J =463.5k ∴T>463.5k 时反应能自发进行。
24.解:(1)-(2)得:CO 2(g)+H 2(g)⇌CO(g)+H 2O(g)根据化学平衡得多重规则,此反应的K θ(T )为:K θ(T )=K 1θ(T )÷K 2θ(T )∴该反应各温度下的平衡常数为:根据∆r G θm (T)=-RTlnK θ(T )=∆r H θm (T)-T ⋅∆r S θm (T))()(ln RS RT H T K mr m r θθθ∆-∆-=假设∆r H θm(T),∆r S θm(T)不变,则)11()()(ln 2121T T R H T K T K m r -∆-=θθθ∵K 1θ(T )〈K 2θ(T )T 1〈T 2即T ↑则K θ(T )↑,∆r H m ︒>0 ∴该正反应为吸热反应。