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大学化学(第二版)部分习题参考答案
ΔfHmө(298.15K)/(kJ·mol-1) -635.09 -296.83 0
-1433
Smө(298.15K)/(J·mol-1·K-1) 39.75 248.22 205.14 106.7
(1) 在标准态下自发进行的温度T的计算:
△rHmө(298.15K)=∑vi△fHmө(生成物)-∑vi△fHmө(反应物) = [1×(-1433)] – [1×(-635.09)+1×(-296.83) +1×0] =-500.08 kJ·mol-1
=
(1000/100)1 ·(1000/100)3
= 100
(PNH3/Pө)2
(1000/100)2
ΔrGm(T) = ΔrGmө(T) + 2.303RTlgQ = -21.63 + 2.303×8.314×10-3×573.15×lg(100) = 0.318(kJ·mol-1)
[P33:3题] 解题思路
ΔrGmө(T) ≈ΔrHmө( 298.15 K ) -T·ΔrSmө( 298.15K ) = 92.22-398.15× 198.65 ×10-3 = 13.13(kJ·mol-1)
2NH3 (g) = N2 (g) + 3H2 (g)
(3) T=300℃=300+273.15K=573.15K
(2) 使Sn在常温空气中不被氧化, 应使反应非自发.
即: ΔrGm(T) = ΔrGmө(T) + 2.303RTlgQ>0, 非自发。
ΔrGmө(T) + 2.303RT lgQ >0 ,
lgQ > -ΔrGmө(T)
= 91.04, 则: Q >1091.04
2.303RT 1
Q P= (O2)/Pө
lgKө = - △rGmө/ 2.303RT = -(141.36)/(2.303×8.314×10-3×1573.15) = - 4.69
Kө = 10-4.69 = 2.0×10-5 答: 略。
[P33: 4题] 解题思路
解: 查附录4可知:
CaO(s)+ SO2(g) +1/2O2(g)=CaSO4(s)
=2×90.25 =180.50 kJ•mol-1
△rSmө(298.15K)=∑vi Smө(生成物) -∑viSmө(反应物) =2×210.76 –(191.5 + 205.14) =24.88 J•k-1•mol-1
T =1300℃ = 1300 + 273.15 = 1573.15K
ΔrGmө(T) ≈ △rHmө(298.15K) –T•△rSmө(298.15K) = 180.50 -1573.15×24.88×10-3 = 141.36 kJ•mol-1
第一章部分习题参考答案
[P33: 6题] 解题思路
解: 查附录4中有关数据如下:
ΔfHmө (298.15K)/( kJ·mol-1) Smө (298.15K)/( J·mol-1·K-1) ΔfGmө (298.15K)/( kJ·mol-1)
2NH3(g) = N2(g) + 3H2(g)
-46.11 0
0
192.45 191.50 130.684
-16.45 0
0
解: (1) T=298.15K △rGmө(298.15K)=∑vi△fGmө(生成物) -∑vi△fGmө(反应物) = 0 - 2×(-16.45 ) = 32.90 (kJ·mol-1)
(2) T=398.15K
根据: ΔrGmө(T)≈ΔrHmө(298.15K) –T•ΔrSmө(298.15K) 计算.
p(O2) = 101.325Kpa×21% = 21.28Kpa
1
Pө
100Kpa
Q=
=
=
= 4.699
P(O2)/Pө
P(O2) 8Kpa
ΔrGm(T) = ΔrGmө(T)+2.303RT lgQ
Sn(s)+O2(g)= SnO2(s)
= △rGmө(298.15K) + 2.303×8.314×10-3×298.15×lg(4.699) = -515.86 (kJ·mol-1) < 0 , 向正方向自发进行. ∴ 金属锡制件在常温的空气中能被氧化。
解: 查表可知:
Sn(s) + O2(g) = SnO2(s)
ΔfGmө (298.15K)/( kJ·mol-1) 0
0 -519.7
(1) 根据 ΔrGm(T)=ΔrGmө(T) + 2.303RTlgQ 计算.
当T=298.15K时,ΔrGmө(T) = △rGmө(298.15K) △rGmө(298.15K) =∑vi△fGmө(生成物) -∑vi△fGmө(反应物) = (-519.7) - 0 = - 519.7 (kJ·mol-1)
根据 ΔrGm(T) =ΔrGmө(T) + 2.303RTlgQ 计算.
ΔrGmө(T) = ΔrHmө(298.15K) -T·ΔrSmө(298.15K) = 92.22- 573.15×198.65×10-3 = -21.63 (kJ·mol-1)
Q=
(PN2/Pө)1 ·(PH2/Pө)3
Pө
=
P(O2)
> 1091.04
∴ P(O2) < 10-89.04 Kpa ∴ 常温空气中使Sn不被氧化所需O2最高压力应低于10-89.04 Kpa.
[P34:8题] 设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到1300℃, 试计算该反应: N2 (g) + O2 (g) = 2NO(g)
在1300℃时的标准摩尔吉布斯函数变和标准平衡常数Kө。
△rHmө(298.15K)=∑vi△fHmө(生成物)-∑vi△fHmө(反应物) = 0 – 2×(-46.11) = 92.22(kJ·mol-1)
△rSmө(298.15K) =∑viSmө(生成物) -∑viSmө(反应物) =[ 191.50 + (3×130.684) ] - (2×192.45) =198.65 (J·mol-1·K-1)
解: 查ΔfH表m知ө(2:98.Δ15rKG)/(mkJө•(mTol)-1)=ΔNr0H2(gm)ө+(TO0)2(-gT) =·Δ29rN0S.O2m5(gө()T)
△rHmSөm(2ө(92898.1.155KK))=/( Jl∑•gmvKoi△lө-1=•fKH--1m)Δ2ө(.r生3G10成9m31өR物.(5TT0))-∑2v0i5△.1f4Hmө2(反10应.76物)