发布时间 : 星期三 文章无机化学思考题和课后习题答案整理(1—5章)更新完毕开始阅读
操作条件 增加A(g)分压 压缩体积 降低温度 使用正催化剂 υ正 υ逆 k正 -↑ -↑ -↓ -↑ -↑ -↑ -↓ -↑ -─ -─ -↓ -↑ k逆 -─ -─ -↓ -↑ 平衡常数 -─ -─ -↑ -─ 平衡移动方向 正正- 逆- -正 不变- 10.根据平衡移动原理,讨论下列反应: 2Cl2(g) + 2H2O(g)
4HCl(g) + O2(g);
(298.15K)>0
将Cl2,H2O,HCl,O2四种气体混合后,反应达平衡时,若进行下列各项操作,对平衡数值各有何影响(操作项目中没有注明的是指温度不变、体积不变)? 操作项目 平衡数值
(1) 加O2 H2O的物质的量-↑ (2) 加O2 HCl的物质的量↓ (3) 加O2 O2 的物质的量-↑ (4) 增大容器的体积 H2O的物质的量↓ (5) 减小容器的体积 Cl2的物质的量-↑ (6) 减小容器的体积 Cl2的分压-↑ (7) 减小容器的体积 Kθ 不变 (8) 升高温度 Kθ-↑
(9) 升高温度 HCl的分压-↑
(10) 加催化剂 HCl的物质的量 不变
11. 设有反应A(g) + B(g) ─→ 2C(g), A、B、C都是理想气体,在25℃、1×105Pa条件下,若分别按下列两种过程变化,那么变化过程的Q、W、
、
、
、
各是多少?
(1)体系放热41.8kJ·mol-1,而没有做功;(2)体系做了最大功,放出1.64kJ·mol-1的热。 过程 Q W体积 W非体积 -0 -0 0- -–40.16 -41.8 - --41.8 --41.8 --41.8 –5.5- -–5.5 -–40.16 -–40.16 ① ---41.8 ② --1.64 解: (提示:在等温\\等压下,体系的减小等于体系素做的最大非体积功)
由于体系的H、U、S、G都是状态函数,其改变量与过程的途径无关,所以以上2个过程的
、
、
是相同的。
、
由(1)可知,W=0,Q=-41.8kJ·mol-1,根据热力学第一定律:
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=Qp+W=+p(V2-V1)=+ΔnRT
因为Δn=0,所以
=Q=-41.8 kJ·mol-1
由(2)可知,体系作了最大非体积功,且放出1.64 kJ·mol-1的热。
根据=Q+W非体积可知:
-41.8kJ·mol-1=-1.64 kJ·mol-1+W非体积
所以:W非体积=
=-40.16 kJ·mol-1
因为:=-T
=-41.8 kJ·mol-1-298.15K×=-40.16 kJ·mol-1
所以:
=-5.50J·mol-1·K-1
12. 能否用Kθ来判断反应自发性? 为什么? 不能
13. 若基元反应A ─→ 2B的活化能为Ea, 而其逆反应活化能为Ea', 问 (1) 加催化剂后,Ea和Ea'各有何变化?等值降低 (2) 加不同的催化剂对Ea的影响是否相同? Ea值不同 (3) 提高反应温度,Ea、Ea'各有何变化?不变 (4) 改变起始浓度,Ea有何变化? 不变
*14. 状态函数 p、T、V、U、H、S、G 中哪些具有加和性(指其值与体系中物质的量有关)? V、U、H、S、G
习 题
作业: P60~62
2./3./6./8./11./13./15./18.
1. 应用公式(T)= (T)- T(T), 计算下列反应的值,并判断反应在298.15K
及标准态下能自发向右进行。
8Al(s) + 3Fe3O4(s) ─→ 4Al2O3(s)+ 9Fe(s)
10
????rGm??rHm?T?rSm??3347.6kJ?mol?1?298.15K???216.6?10?3kJ?mol?1?K?(提示:
??3283.0kJ?mol?1?0该反应能自发地向右进行。)
#2. 通过计算说明下列反应:
2CuO(s) ─→ Cu2O(s) + 1/2O2(g)
(1) 在常温(298K)、标准态下能自发进行? (2) 在700K时、标准态下能否自发进行?
??rGm?113.4kJ?mol?1?0(提示:(1)
该反应在此条件下不能自发地向右进行。????rGm(700K)??rHm?T?rSm
?146.0kJ?mol?1?700K?110.45?10?3kJ?mol?1?K?1(2)
?68.7kJ?mol?1?0该反应在此条件下不能自发地向右进行。)
#3. 碘钨灯可提高白炽灯的发光效率并延长其使用寿命。其原理是由于灯管内所含少量碘发生了如
下可逆反应, 即 W(s) + I2(g) WI2(g)
当生成的WI2(g)扩散到灯丝附近的高温区时,又会立即分解出W而重新沉积至灯管上。已知298.15K时: W(s) WI2(g)
/(kJ·mol-1) 0 -8.37 /(J·mol-1·K-1) 33.5 251
(623K)
(1) 若灯管壁温度为623K,计算上式反应的
(2) 求WI2(g)在灯丝上发生分解所需的最低温度。
????rGm(T)??rHm?T?rSm?1?3?1?1??70.81kJ?mol?623K?(?43.2?10)kJ?mol?K(提示:(1)
??43.9kJ?mol?1?0 11
????rGm(T)??rHm?T?rSm?0??rHmT??1639K?(2)?rSm)
WI2(g)在灯丝上的最低分解温度为1639K4. 写出下列反应的平衡常数 Kc 、Kp、 Kθ的表达式:
(1) CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) (2) NH3(g) 1/2N2(g) + 3/2H2(g) (3) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) (4) Al2O3(s) + 3H2(g) 2Al(s) + 3H2O(g) (注意:固体和溶剂液体不计入平衡常数) 5. 298.15K时,下列反应:2H2O2(l)
2H2O(l) + O2(g)的
= -196.10 kJ·mol-1 ,
= 125.76 J·mol-1·K-1, 试分别计算该反应在298.15K和373.15K的Kθ值。
????rGm(T)??rHm?T?rSm??rGm(298.15K)??233.60kJ?mol?1??rGm(373.15K)??243.03kJ?mol?1(提示:
??rGm(T)??RTlnK???2.303RTlgK?所以:?K(298.15K)=8.3?1040?K(373.15K)=1.0?1034)
#6. 试判断下列反应 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
(1) 在298.15K、标准态下能否自发进行? (2) 计算298.15K时该反应的Kθ值。
?(1):?rGm??32.90kJ?mol?1?0该反应在此条件下能自发进行(提示:
?(2):?rGm(T)??RTlnK???2.303RTlgK?所以:?K(298.15K)=5.8?105)
7. 将空气中的N2(g)变成各种含氨的化合物的反应叫做固氮反应。根据应的
计算下列3种固氮反
及Kθ,并从热力学角度选择那个反应最好?
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