无机及分析化学习题答案第二章
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第二章 化学热力学基础
习题2-1 什么叫状态函数?什么叫广度性质?什么叫强度性质?
答:体系的性质,如物质的量、温度、体积、压力等,可以用来描述体系的状态。体系的性质是由体系的状态确定的,这些性质是状态的函数,称为状态函数。具有加和性的性质称为广度性质;不具有加和性的性质称为强度性质。
习题2-2 自发过程的特点是什么?
答:在孤立体系中,变化总是自发地向熵增加的方向进行,即向混乱度增加的方向进行。不做非体积功的封闭体系中,定温定压条件下,变化总是自发的向着自由能降低的方向进行。
习题2-3 什么叫混乱度?什么叫熵?它们有什么关系?
答:混乱度Ω是体系的微观状态数。熵S 是量度混乱度的状态函数,S = k ln Ω
习题2-4 什么是自由能判据?它的应用条件是什么?
答:在定温定压不做非体积功条件下,自由能降低的过程可以自发进行;自由能不变的过程是可逆过程。自由能判据适用于封闭体系、定温定压过程。
习题2-5 298K 时6.5g 液体苯的弹式量热计中完全燃烧,放热272.3kJ 。求该反应的θm r U ∆和θm r H ∆。 解:)(O H 3)(CO 6O 2
15)(H C 22266l g l +=+ ∑-=+-
=5.162
15)g (ν mol 78
5.610=--=M m ξ 1θ
m r θm r V mol
kJ 6.3267kJ 3.272-⋅-=∆-=∆⋅==∆U U Q U ξ
1
133θm r θm r mol kJ 3.3271mol J 103.3271298
314.8)5.1(106.3267)g (--⋅-=⋅⨯-=⨯⨯-+⨯-=+∆=∆∑RT U H ν
习题2-6 298K 、标准状态下HgO 在开口容器中加热分解,若吸热22.7kJ 可形成Hg(l)50.10 g ,
求该反应的θm r H ∆,若在密封的容器中反应,生成同样量的Hg(l)需吸热多少?
解: )g (O 2
1)l (Hg )(HgO 2+=s 5.0)g (=∑ν
mol 6
.20010.5010=--
=M m ξ 1m p,θm r mol
kJ 84.90250.0/71.22/-⋅===∆ξQ H
113θm r θm r mol kJ 601.89mol J 89601298314.85.01084.90)g (--⋅=⋅=⨯⨯-⨯=-∆=∆∑RT
H U ν kJ
40.22250.0601.89m v,=⨯=⨯=ξ
Q Q v
习题2-7 已知298K 、标准状态下
(1)Cu 2O(s )+12O 2(g )ᆖ2CuO(s ) )1(θm r H ∆= -146.02kJ·
mol -1 (2)CuO (s )+Cu(s )ᆖ Cu 2O(s ) )2(θm r H ∆= -11.30 kJ·
mol -1 求(3)CuO(s )ᆖ Cu(s )+12
O 2(g )的θm r H ∆ 解: )
)得(()(321-- CuO(s)ᆖ Cu(s )+12O 2(g ) θθθr m r m r m -1Δ(3)=Δ(1)-Δ(2)
=-(-146.02)-(-11.30)=157.32kJ mol
∴⋅H H H
习题2-8 已知298K 、标准状态下
(1)Fe 2O 3(s )+3CO (g )ᆖ2Fe (s )+3CO 2(g )
)1(θm r H ∆= -24.77 kJ·mol -1 (2)3Fe 2O 3(s )+CO (g )ᆖ2Fe 3O 4(s )+CO 2(g )
)2(θm r H ∆= -52.19 kJ·
mol -1 (3)Fe 3O 4(s )+CO (g )ᆖ3FeO (s )+CO 2(g )
)3(θm r H ∆=39.01 kJ·
mol -1 求 (4)Fe (s )+CO 2(g )ᆖFeO (s )+CO (g )的θm r H ∆。
解:
[]()()()()
g s g s CO FeO CO Fe 4)3(2)2()1(36
12+=+⨯++⨯-)得( 1θm r θm r θm r θm r mol kJ 69.16)01.39(3
1)19.52(61)77.24(21)3(3
1)2(61)1(21)4(-⋅=++-+--=∆+∆+∆-=∆∴H H H H