四川大学无机化学答案 第2章 化学热力学

第2章 化学热力学

2-1

请认真阅读课本，寻找答案。

2-2略

2-3略

2-4

标准摩尔生成焓是指在指定温度下，由处于稳定状态的单质生成 1mol 纯物质时的标准摩尔焓变。由此可知，（1）不是，生成了2mol （2）是（3）不是，不是由最稳定的单质生成。

标准摩尔燃烧焓是指1mol 标准态的物质完全燃烧后生成标准态产物的反应热效应。由此可知（1）不是，反应物为1mol （2） 不是，反应物没有完全燃烧（3）是。

2-5略

2-6

熵的规律：

1在绝对零度时 , 任何纯净完整晶态物质的熵等于零

2 对于同一物质而言，气态熵大于液态熵，液态熵大于固态熵；

3 由于相同原子组成的分子中，分子中原子数目越多，熵值越大；

4 相同元素的原子组成的分子中，分子量越大熵值越大；

5 同一类物质，摩尔质量越大，结构越复杂，熵值越大；

6 固体或液体溶于水时，熵值增大，气体溶于水时，熵值减少；

7 同一物质，存在不同异构体时，结构刚性越大的分子，熵值越小。

由此规律我们可以知道答案为：（1）符号为负，CO 2是更为稳定的氧化物，H 2是最稳定的单质

（2）符号为负，分子数目在减少。

（3）符号为正，分子数目在增加。

2-7

（1）增加碳的量不改变反应物浓度，因此不改变平衡。

（2）提高了反应物的浓度，平衡正向进行。

（3）平衡向逆向移动。

（4）平衡向正向移动。

（5）由于反应吸热，提高温度使平衡正向移动。

由于属于化学平衡的问题，在此不过多讨论。

2-8

（1）错。因为只有稳定单质的△f H Θm 、△f G Θm 为零，而稳定单质的S Θm 在一般条件下并不为零

（2）错。△f G Θm 为标准状态下的自由能变，对于反应能否进行应该由△f G m 的大小来决定。

（3）对。本题说熵起到重要作用，未提及为唯一的原因，因此为正确的说法。

（4）错。反应是否自发不只与焓变大小有关，应该由△f G m 的大小来决定。

（5）错。同上理。但此说法适用于孤立体系。

（6）错。反应是否自发是热力学问题，而反应进行的快慢则是动力学问题，不是同一个范畴，没有必然的联系。

（7）对。

（8）对。

（9）错。只有最稳定的单质其△f G Θm =0，只有纯净完整晶态物质的熵等于零。

2-9

在273K ，101.3kPa 下，水的气化过程表示为：)(2)(2g l O H O H −→−

由题中1g 水汽化需要吸热2.255kJ,可得：

对于1molH 2O 有，11159.4018255.2---⋅=⋅⨯⋅==∆mol kJ mol g g kJ Q H

p 由公式nRT U H ∆+∆=∆,得

111149.37373314.8159.40----⋅=⨯⋅⋅⨯-⋅=∆-∆=∆mol kJ K K mol J mol mol kJ nRT H U (个人认为此处单位应改为kJ)

2-10

油酸甘油酯的摩尔质量为：11884)61610415912(--⋅=⋅⨯+⨯+⨯=mol g mol

g M

消耗这种脂肪0.5kg 时，反应进度为ξ，则 mol mol g 566.0884500g 1

=⋅=-ξ 根据摩尔反应热的定义式ξθθH H m

r r ∆=∆

故

kJ

mol mol kJ H H m 414r r 1090.1566.010-3.35⨯-=⨯⋅⨯=⋅∆=∆-ξθθ

即消耗这种脂肪0.5kg 的时候，将有kJ 4

1090.1⨯热量放出。

2-11 V p W Q ∆==

3950.0a

k 0.100950.0cm P J p Q V ===∆ 30.9900.9500.40cm V V V =+=∆+='

2-12

CO 2的标准摩尔反应焓即为C (石墨)+O 2(g)==CO 2（g ）的标准摩尔反应焓。根据Hess 定律得：

1

1r r r m r 5.393]3

20.572)315.104(31)2220[(3

2)3(31)2(31)1(--⋅-=⋅⨯+⨯-+⨯-=⨯∆+⨯∆+⨯∆=∆mol kJ mol kJ H H H H m m m θθθθ

（该题无难点，只需用已知反应配出所求反应即可。）

2-13

附录2中数据不足。（如果我没有想错）

2-14

△rV θ

m = △rH θm —△νRT= —285.8+1.5×RT= —282.1kJ/mol

142.56-⋅-=∆=mol kJ V n Q m r v θ

111.64-⋅==⇒K kJ T

Q c v 同理，对于甲苯，kJ Q v -39.430.61564.11=⨯-=

1m r 3948-⋅-=∆+∆=∆mol kJ U nRT H m r θθ

13943-⋅-==∆mol kJ Q U v

m r ξθ

2-15

1

1r r r m f 85.103]2)66.571(3)51.393()1()2220[(2

)2(3)1()1()3(--⋅-=⋅⨯-+⨯-+-⨯-=⨯∆+⨯∆+-⨯∆=∆mol kJ mol kJ H H H H m m m θθθθ

-1r m c mol -2220k )3(⋅=∆=∆J H H m θθ

2-16

由题意可知，只做体积功因此0=∆θ

m r U

111m r 39.122988.3145---⋅=⨯⋅⋅⨯=∆=∆+∆=∆mol kJ K K mol J nRT U nRT H m r θθ 2-17

（理解好标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓的意义）

（1）

1

1

2m c m c m c m r m f 95.53-]285.84-3393.51-3-2092-[)g ,(3-)s ,(3),(),(),(--⋅=⋅⨯-⨯=∆⨯∆⨯-∆=∆=∆mol kJ mol kJ H H H g H g H g H ）（）（石墨环丙烯环丙烯环丙烯θθθθθ

（2）

1

1

m f m f m r 74.4553.95--20.5)

,(),(--⋅=⋅=∆-∆=∆mol kJ mol kJ g H g H H ）（环丙烯丙烯θθθ

2-18

以（1）为例

法一：