发布时间 : 星期三 文章工程化学基础习题解答 - 浙大版更新完毕开始阅读158e7d230722192e4536f69b
?rGm
(298.15)=[ 2× (－137.2) －(－394.4)] kJ?mol1
－
－1
=120.0 kJ?mol
4． CaCO3（s） == CaO（s）+ CO2（g） ?fHm
Sm
?rHm
(298.15)/kJ?mol
－－1
－1207.6 －634.9 －393.5
(298.15)/J?mol1?K1 91.7 38.1 213.8
－
(298.15)=[(－634.9)－ (－393.5)－(－1207.6)] kJ?mol1
－
－
=179.2 kJ?mol1 ?rSm
(298.15)=(38.1+213.8－91.7) J?mol1?K1
－
－
－
－
=160.2 J?mol1?K1
ΔrGmθ(1222K)? ?rHm
(298.15) －T?rSm
(298.15)
= 179.2 kJ?mol－1－1222K×160.2 J?mol－1?K－1
= －16.56 kJ?mol1
－
ΔrGmθ(1222K) ＜0，能自发进行。
5． SiO2(s) + 2C(s) = Si(s) + 2CO(g)
?fHm(298.15K)/kJ·mol-1 -910.7 0 0 -110.5 Sm(298.15K)/J·mol-1·K-1 41.5 5.7 18.8 -197.7 ?fGm(298.15K)/kJ mol-1 -856.3 0 0 -137.2
(1) ?rHm(298.15K)?[2?(?110.5)?(?910.7)]kJ?mol00?1000?689.7kJ?mol
?1?1?rSm(298.15K)?[2?197.7?18.8?(41.5?2?5.7)]J?mol?K(2) ?rGm(298.15K)?[2?(?137.2)?(?856.3)]kJ?mol或
0?1?1?361.3J?mol?K?1?1?1
?581.9kJ?mol
?rGm(298.15K)??rHm?T?rSm?[689.7?298.15?361.3?10]kJ?mol (3) ?rGm(1000K)?[689.7?1000?361.3?10不能自发。
(4) ?rGm??rHm?T?rSm?0，自发，所以：
0000?3000?3?1?582.0kJ?mol?1?1]kJ?mol?1?328.4kJ?mol?0
T??rHm/?rSm?(689.7?10/361.3)K?1909K
6．（1）大于零；（2）大于零；（3）小于零；（4）小于零。 7． C(s) + H2O (g) = CO(s) + H2(g)
003?fHm(298.15K)/kJ·mol-1 0 -241.8 -110.5 0 Sm(298.15K)/J·mol-1·K-1 5.7 188.8 197.7 130.7 ?fGm(298.15K)/kJ mol-1 0 -228.6 -137.2 0
(1) ?rGm(298.15K)?[(?137.2)?(?228.6)]kJ?mol 不能向正方向进行。
0?1000?91.4kJ?mol?1?0
5
(2) ?rHm?[(?110.5)?(?241.8)]kJ?mol00?1?131.3kJ?mol?1?1?0
?1?1?rSm?[197.7?130.7?(188.8?5.7)]J?mol?K?1?133.9J?mol?K?0
?rGm??rHm?T?rSm
因此，升高温度能向正方向进行。 (3) ?rGm??rHm?T?rSm?0
000000T??rHm/?rSm?(131.3?10/133.9)K?980.6K
8．已知?rHm
(298.15)=－402.0kJ?mol－1，?rGm
=－345.7kJ.mol－1，则 298.15K时的?rSm
(298.15)值可
003以从下式求出： ?rHm ?rSm
(298.15)－298.15K×?rSm(298.15)=[?rHm
(298.15)=?rGm
(298.15)
(298.15)－?rGm
－
(298.15)]/298.15K
=[－402.0－(－345.7)]kJ?mol1/298.15K =0.1888 kJ.mol1.K
－
－1
当?rGm ?rHm
(T)=0时的温度可用下式表示： (298.15)－T??rSm(298.15)]/?rSm
－
(298.15)?0 (298.15)
－
－
算得：T?[?rHm
=－402.0kJ.mol1/(－0.1888kJ.mol1.K1) =2129 K
当温度在2129K以下时，该反应均向正向进行，即CaO和SO3的结合是可能的，所以高温下除去SO3也是可能的。
§4.3 化学平衡和反应速率
练习题(p.125)
1．(1) K0?(pO2/p)?(pNO2/p)(pN2O5/p)0002004
（2）K?(cZn2?/c)?(pH2S/p)(cH+/c)020
2．降低温度，增加总压力
3．此反应随温度T升高，平衡常数K lnK00增大，从关系式：
???rGmRT0???rHmRT0??rSmR0
00 可看出：?rHm必须是正值才能满足T增大K也增大，所以是吸热反应。
4． FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) 开始 0.05 0.05 平衡 0.05-x 0.05+x
(0.05+x)/(0.05-x)=0.5 x=-0.017mol·L-1
6
平衡时：c(CO2)=0.033mol·L-1，c(CO)=0.067 mol·L-1 5．lnk1k21??EaR(1T1(?11T2?) 1310ln10??EaR303)
Ea=256.9kJ·mol-1
6． C2H4（g）+ H2O（g）
C2H5OH（g）
? fH ?m（298.15K）/kJ·mol-1 52.4 -241.8 -277.6 ?rHm?[(?277.6)?(52.4?241.8)]kJ?mol0?1??88.4kJ?mol?1
该反应为放热、总体积减小的反应，所以增大压力和采用适当较低温度有利于反应正向进行，可以采用适当催化剂，加速反应速度（弥补温度降低带来的不利）。 7． 2NO2（g）
2NO（g）+O2（g）
2（1）因为该反应速率方程符合质量作用定律，所以正反应的速率方程式为：v?k(cNO)2。
?rHm?[2?90.4?2?33.9]kJ?mol00?1?113kJ?mol?1?1
?1Ea逆?Ea正－?rHm?（114－113）kJ?mol＝1kJ?mol
（2）lnk1k2??k1k2EaR(1T1?1T2)
3正反应：ln??114?108.314(1600?1700)??3.26
k2k1逆反应：ln?26.05 k1'k2'1?103??8.314600(1?1700)??0.029
k2'k1'?1.03
可见，温度升高，正、逆反应速率增加的倍数不同，这里显然正反应增加的倍数远远大于逆反应增加的倍数，说明温度升高使平衡向正反应方向，即吸热反应方向移动。 8． 2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)
?fHm(298.15K)/kJ·mol-1 91.3 -110.5 0 -393.5 Sm(298.15K)/J·mol-1·K-1 210.8 197.7 191.6 213.8
?fGm
(298.15)/kJmol 87.6 －137.2 0 －394.4
.
－1
00(1) 298.15 K时：
?rHm?[(2?(?393.5)?2?91.3?2?(?110.5)]kJ?mol ?rSm?[191.6?2?213.8?2?210.8?2?197.7]J?mol00000?1??748.6kJ?mol?1?1
?1?1?K??197.8J?mol?1?K?1
?1?rGm??rHm?T?rSm?[?748.6?298.15?(?197.8)?10]kJ?mol
7
?3??689.6kJ?mol 或 ?rGm lnK
(298.15)=[2×(－394.4)－2×(－137.2)－2×87.6]kJ·mol =－689.6kJ·mol =－?rGm
/RT
.
－1
.－1
－－－
=－(－689.6×103J.mol1)/( 8.314 J.mol1.K1×298.15K)
=278 K
=5.01×10120
（2）773.15K时：
?rGm??rHm(298.15K)?T?rSm(298.15K)?[?748.6?773.15?(?197.8)?10]kJ?mol lnK
=－?rGm
/RT
?3?1000??595.67kJ?mol?1
－－－
=－(－595.67×103J.mol1)/( 8.314 J.mol1.K1×773.15K)
=92.67 K
§4.4 氧化还原反应和能源的开发和利用
练习题(p.137)
1． (1) x； (2) ∨；(3) x；(4) ∨． 2．（1）c；（2）b。 3．反应(1) 正向进行：E0=1.76×1040
(Fe/Fe03?2?)?E(Cu02?/Cu)
2? 反应(2) 正向进行：E 所以：E03?(Cu2?/Cu)?E(Fe/Fe)
02?0(Fe/Fe2?)?E(Cu/Cu)?E(Fe/Fe)
02?4． MnO4－ + 8H++5e=Mn2++4H2O E=E
+
0.0595－
lg[(0.01)×(10－5)8]=(1.507－0.496) V=1.01V
=1.36V
Cl2 +2e=2Cl E=E
－
Cr2O72+14H++6e=2Cr3++7H2O E=E
+
0.0596lg[(0.01)×(10－5)14 ]=(1.232－0.708) V=0.524V
从计算结果知道，此时的氧化性从大到小的顺序是:Cl2、KMnO4溶液、K2Cr2O7溶液。 5． （1）已知E0(Ag/Ag)?0.7996V，E(Fe/Fe?rGm??RTlnK00?03?2?)?0.771V
??nEF
03?2?0E
0?E(Ag/Ag)?E(Fe/Fe00?)
K?expnE(F/RT)?exp[1?(0.7996?0.771)?96500/8.314/298.15]?3.040（2）K
0?x(1.0?x)(0.1?x)?3.04，x?0.073mol?L
8
?1