2化学热力学初步

第二章 化学热力学初步

1．计算系统热力学能的变化

（1）系统吸收了100J 的热量，并且系统对环境做了540J 功。

解：根据热力学第一定律，U Q W ∆=+∴100J (540J)440J U ∆=+-=-

（2）系统放出100J 的热量，并且环境对系统做了635J 功。 解：根据热力学第一定律，U Q W ∆=+∴100J+635J=535J U ∆=-

4．已知：

(1) C(s) + O 2(g) = CO 2(g) 11393.5r H kJ mol -∆=-⋅θ

(2) H 2(g) +12O 2(g) = CO 2(g) 12285.9r H kJ mol -∆=-⋅θ (3) CH 4(g) +2O 2(g) = CO 2(g) + 2H 2O(l) 13

890.0r H kJ mol -∆=-⋅θ 试求反应(4) C(s) + 2H 2(g) = CH 4(g) 的4r H ∆θ

解：根据盖斯定律和已知条件可见，(4)＝(1) + 2(2) - (3) r 4r 1r 2r 2H H H H ∴∆=∆+⨯∆-∆θ

θ

θθ

5．利用附录二的数据，计算下列反应在298K 的r m H ∆θ

(1) 223PbS(s)+O ()=PbO(s)+SO (g)2

g 查表f m H ∆θ：-100 0 -219 -297 kJ.mol -1

-1r m

(215297)(0100)412kJ mol H ∆=----=-⋅θ (2) 3224NH (g)+5O ()=4NO(g)+6H O(l)g

查表f m H ∆θ：-46.11 0 90.4 -285.8 kJ.mol -1

-1r m

(490.46285.8)(0446.11)1169kJ mol H ∆=⨯-⨯--⨯=-⋅θ 9．预言下列过程系统的△S 符号：

(1) 水变成水蒸气；

(因为吸热，体积增大，混乱度增大）

(2) 气体等温膨胀；

(因为吸热，体积增大，混乱度增大）

0>∆S 0>∆S -1

393.52285.9890.075.3kJ mol =--⨯+=-⋅

(3) 苯与甲苯相溶；

(因为混乱度增大）

(4) 盐从过饱和溶液中结晶出来；

（因为混乱度降低）

(5) 渗透；

(在渗透压实验中，水分子从纯水渗透到溶液中时混乱度增大)

(6) 固体表面吸附气体。

(因为吸附在固体表面，气体分子更加有序，混乱度降低)

14．利用附录二的数据，判断下列反应25℃和标准态下能否自发进行。

(1) 2232Ca(OH)(s)+CO ()=CaCO (s)+H O(l)g

查表f m G ∆θ：-896.8 -394.4 -1128.8 -237.2 kJ.mol -1

-1r m

(237.21128.8)(896.8394.4)74.8kJ mol G ∆=-----=-⋅θ r m 0G ∆<∴θ此条件可以自发进行。

(2) 4242CaSO 2H O(s)=CaSO (s)+2H O(l)⋅

查表f m G ∆θ：-1797 -1321.9 -237.2 kJ.mol -1

-1r m

(1321.92237.2)(1797)0.7kJ mol G ∆=--⨯--=⋅θ r m 0G ∆>∴θ此条件不能自发进行。

(3) 2PbO(s)+CO()=Pb(s)+CO (g)g

查表f m G ∆θ：-188 -137.2 0 -394.4 kJ.mol -1

-1r m

(394.40)(188137.2)69.2kJ mol G ∆=-----=-⋅θ r m 0G ∆<∴θ此条件可以自发进行。

0>∆S 0<∆S 0>∆S 0<∆S