无机化学热力学

无机化学热力学练习1
1、根据盖斯定律和下列数据，计算反应①的Q 值：
C 石墨）(+
21O 2（气）
= CO （气）+ Q ① C 石墨）(+ O 2（气）= CO 2（气）+ 393.5 kJ ② CO （气）+ 21O 2（气）
= CO 2（气）+ 283 kJ ③
2、已知：CH 4气）(+ 2O 2（气）= CO （气）+ 2H 2O （液）+ Q 1；2H 2气）(+ O 2（气）= 2H 2O 气）(+ Q 2；2H 2气）(+ O 2（气）= 2H 2O （液）+ Q 3。

常温下，取体积比为4︰1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L （已折合成标准状态），经完全燃烧后恢复至常温，则放出热量为多少？
3、把温度为13℃，浓度为1.0 mol ·L
－1
的盐酸和1.1 mol ·L
－1
的碱溶液各50 mL 混合（溶
液密度均为1 g ·mL －
1），轻轻搅动。

测得酸碱混合液的温度变化数据如下：
试计算上述两组实验测出的中和热数值，并回答为什么碱液过量？两组实验结果相差的原因？
4、由N 2和H 2合成1 mol NH 3时可放出46.2 kJ 的热量。

从手册上查出N ≡N 键的键能是948.9 kJ ·mol －
1，H —H 键的键能是436.0 kJ ·mol －
1，试计算N —N 键的键能是多少？
5、2 mol H2和1 mol O2，在373K和101.3 kPa下反应生成2 mol 水蒸气，放出483.7 kJ的热量。

求生成1 mol 水蒸气时的△H和△U。

6、由生成焓数据计算氨的氧化反应的△H0
298
，并指出此反应是吸热还是放热反应？
（查出各物质的△f H0
298
,m 值：△f H0
)
)(
(3g
NH
m
= －46.19 kJ·mol－1，
△f H0
)
)(
(,g
NO
m = +90.37 kJ·mol－1，△f H0
)
)(
(,2g
O
H
m
= －241.83kJ·mol－1。

）
7、由燃烧焓数据，求反应CH3COOH（l）+ CH3OH（l）→CH3COOCH3（l）+H2O（l）的△H0
298
已知：△
c H0
)
(
298乙酸
、
m
= －874.5kJ·mol－1，
△
c
H0
)
(
298甲醇
、
m
= －726.5kJ·mol－1，
△
c H0
)
(
298乙酸甲酯
、
m
= －1594.9kJ·mol－1
8、计算298K时，NaCl和AgCl溶解过程的△G0
溶
，并对其溶解性解释。

已知：
无机化学热力学练习2
1、25℃，KNO 3在水中的溶解度是6mol ·dm -3，若将1 mol 固体KNO 3置于水中，则KNO 3变成盐溶液过程的ΔG 的符号为_____________，ΔS 的符号为_____________。

2、已知下列反应 ：
H 2（g ）= 2H （g ） △H = +Q 1 ；1/2O 2（g ）= O （g ） △H = +Q 2
2H （g ）+ O （g ）= H 2O （g ） △H = －Q 3 ；H 2O （g ）= H 2O （l ） △H = －Q 4 H 2（g ）+ 1/2O 2（g ）= H 2O （l ） △H = －Q 5
试指出Q 1、Q 2、Q 3、Q 4、Q 5的关系 。

3、假设反应H 2 (g)−→− 2 H (g) 的内能变化ΔU 与键能ΔH H-H 相等，已知ΔH H-H 为433.2
kJ ·mol -1 ，则键焓ΔH 是 kJ ·mol -1 。

4、298 K 时，生成气态水的Δf G 0
m = -228.6 kJ ·mol -1，Δr S 0
m = -44.4 J ·mol -1·K -1， 则其Δf H 0
m 为_________________________。

5、27℃时，将100g Zn 溶于过量稀硫酸中，反应若分别在开口烧杯和密封容器中进行，哪
种情况放热较多？多出多少？
6、已知下列反应的焓变为：
H 2 (g) +21I 2
(s) = HI (g)
Δr H 0
m = 25.9 kJ ·mol -1
2
1H 2 (g) =
H (g)
Δr H 0m = 218 kJ ·mol -1 2
1
I 2
(g) = I (g) Δr H 0m = 75.7 kJ ·mol -1 I 2
(s) = I 2
(g) Δr
H 0m
= 62.3 kJ ·mol -1
计算反应 H (g) + I (g) = HI (g) 的焓变Δr
H 0m。

7、100 g 铁粉在25℃溶于盐酸生成氯化亚铁（FeCl 2），
(1) 这个反应在烧杯中发生；
(2) 这个反应在密闭贮瓶中发生；两种情况相比， 哪个放热较多？ 简述理由。

8、如果将10 g 金属锂置于100 g 0℃的冰块上，试确定：100℃时，由溶液中沉淀的氢氧化锂的一水合物的质量。

反应按下式进行：2 Li(s)+ 2 H 2O(l) = 2 LiOH(s)+ H 2(g)；△H = －398.2 kJ·mol -1 由于跟周围的介质交换，溶解时热效应为0，冰的熔化热为330 kJ·kg -1，水的比热为4.200 kJ·kg -1·K -1，水的汽化热为2 300 kJ·kg -1，LiOH 的比热为49.58 J·mol -1·K -1，100℃时，一水合氢氧化锂的溶解度为19.1 g 。

9、反应
23H 2(g) + 2
1
N 2(g) = NH 3(g) 在298K 、101 kPa 下能否自发进行？ （已知：△f G )(30298,NH m = －16.5 kJ·mol -1）
10、试判断反应：2NaHCO 3 (s)= Na 2CO 3 (s)+ CO 2 (g)+ H 2O (g)
(1)298K 标态下反应的自发方向；(2)反应方向逆转的温度条件。

已知298K 时下列热力学数据：
参考答案
1、ΔG < 0 为 － ； ΔS > 0 为 +
2
、 Q 5 = －Q 1－Q 2＋Q 3＋Q 4
3、435.7
4、－241.8 kJ·mol -1
5、在开口烧杯进行时热效应为Q p ，在密封容器中进行时热效应为Q V ，后者因不做膨胀功，故放热多，多出的部分为ΔnRT ＝3814J
6、待求的反应 = 反应(1) －反应(2) － 反应(3) － 2
1
反应(4) 按Hess 定律,有：
Δr H 0
m =Δr H 0)1(m －Δr H 0)2(m －Δr H 0)3(m －Δr H 0
)4(m
= 25.9 kJ·mol -1- 218 kJ·mol -1 - 75.7 kJ·mol -1 - 62.3 kJ·mol -1⨯
2
1
= -299 kJ·mol -1 7、Q p = Q V +ΔnRT ,第(1)种情况放热量为Q p ，第(2)种情况为Q V ，因为变化过程有气体产生，Δ n 为正值。

所以情况(2)放热多于(1)。

8、10g Li 与水反应放热：Q =284.42 kJ ，消耗水：25.71 g ，生成LiOH ：34.28g ，即1.43 mol ，反应所放出的热将用于：①熔冰：33 kJ ；②水由0℃升至100℃：31.20 kJ ；③LiOH 由0℃升至100℃：7.09 kJ ；因此：可蒸发水量：92.7 g 。

而所剩水量仅为：74.29 g ＜92.7g 。

故产物中无氢氧化锂的一水合物。

9、△r G 0
298,m =
)(0298,生m f
G ∑∆
－)
(0
298,反m f G ∑∆ = －16.5－0.0 = －16.5 kJ·mol -1 计算表明，该反应的△r G 0
298,m ＜0，可以自发进行。

10、（1）△r G 0
298,m =
)(0298,生m f
G ∑∆
－)
(0
298,反m f G ∑∆ = －228.59－394.36－1048+2×852 = 32.95 kJ·mol -1 ＞0 即表明298K 及标态下,该反应逆向自发 。

（2）△r H 0
298,m =
)(0
298,生m f H ∑∆ －
)(0
298,反m f H ∑∆= －241.82－393.51－1130.8+2
×948 = 129.87 kJ·mol -1
△r S 0
298,m =
)(0
298,生∑m S －)(0
298,反∑m S =189+214+135－2×102 = 334 J·
mol -1
·K -1
△r G 0m (T ) = △r H 0298,m － T×△r S 0
298,m = 129.87－ T ×
334×10－
3 当△r G 0m (T )＜0，才能使上述反应方向发生逆转，变为正向自发过程，因此有 129.87－ 0.33
4 T ＜ 0 T ＞ 334
.087
.129 = 389 K 即标态下NaHCO 3 (s)自发分解的最低温度为389K 。