湖南理工学院无机化学课件之复习题第二章--化学反应的一般原理1

湖南理工学院无机化学课件之复习题第二章--化学反应的一般原理1

第二章化学反应的一般原理

习题1

化学热力学基础部分1

1.应用公式θm r G∆(T)=θm r H

∆(T)-Tθm r S∆(T)，计算下列反应的θm rH∆(298.15K)值，并判断反应在298.15K及标准态下能否自发向右进行。

8Al(s)+3Fe3O4(s)→4A12O3(s)+9Fe(s)

2.通过计算说明下列反应：

2CuO(s)→Cu2O(s)+21O2(g)

(1)在常温(298.15K)、标准态下能否自发进行？

(2)在700K时、标准态下能否自发进行？

3.写出下列反应的平衡常数K c、K p、Kθ的表达式：

(1)CH4(g)+H2O(g)↔CO(g)+3H2(g)

(2)NH3↔21N2(g)+23H2(g)

(3)CaCO3(s)↔CaO(s)+CO2(g)

(4)A12O3(s)+3H2(g)↔2Al(s)+3H2O(g)

4.298.15K时，下列反应：

2H 2O 2(l)

↔

2H 2O(l)+O 2(g)

的

θ

m

r H ∆=-196.10kJ·mol -1

，θm

r S ∆=125.76kJ·ml -1

·K -1

。

试分别计算该反应在298.15K 和373.15K 的K θ

值。

5.试判断下列反应： N 2(g)+3H 2(g)→2NH 3(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K θ

值。

6. 在294.8K 时反应：NH 4HS(s)↔NH 3(g)+H 2S(g) K θ

=0.070，求：

(1)平衡时该气体混合物的总压。

(2)在同样的实验中，NH 3的最初分压为25.3kPa 时，H 2S 的平衡分压为多少?

7. 将NO 和O 2注入一保持在673K 的固定容器中，在反应发生以前，它们的分压分别为：p(NO)=101kPa ，p(O 2)=286kPa 。当反应：2NO(g)+O 2(g)↔2NO 2(g)达平衡时，p(NO 2)=79.2kPa 。计算该反应的K θ

和

θ

m

r G ∆值。

答案

1. )(9)(4)(3)(83243s Fe s O Al s O Fe s Al +→+

1/-⋅∆mol KJ H m f θ

0 -1118.4 -1675.7 0

11/--⋅⋅K mol J S m θ28.33 146.4 50.92 27.28 16.33474.14630)7.1675(409)298(-⋅-=⨯---⨯+⨯=∆mol KJ H m r θ

1164.2164.146333.28892.50427.289)298(--⋅⋅-=⨯-⨯-⨯+⨯=∆K mol J S m r θ

0.328310)64.216(15.2986.3347)298(15.298)298( )298(13

<⋅-=⨯-⨯--=∆⨯-∆=∆-mol KJ S H G m r m r m r θθθ∴反应在298K 及标态下自发进行。

2.（1） )

(21

)()(222g O s O Cu s CuO +→

1/-⋅∆mol KJ G m f θ

-129.7 -146.0 0

04.113)7.129(2)0.146()298(1>⋅=-⨯--=∆-mol KJ G m r θ

∴在298K 及标态下不能自发进行。

（2） )

(21

)()(222g O s O Cu s CuO +→

1/-⋅∆mol KJ H m f θ

-157.3 168.6 0

11/--⋅⋅K mol J S m θ 42.63 93.14 205.138

1146)3.157(2)6.168()298(-⋅=-⨯--=∆mol KJ H m r θ

11449.11063.4222/138.20514.93)298(--⋅⋅=⨯-+=∆K mol J S m r θ

069.68449.110700146)298()298( )298(1>⋅=⨯-=∆-∆=∆-mol KJ S T H G m r m r m r θ

θθ

∴700K ，标态反应下不能自发进行。

3（1）)(3)()()(224g H g CO g O H g CH +↔+

]/)([]/)([]/)([]/)([243

2θθθθθ

p O H p p CH p p H p p CO p K ⋅⋅=

（2）

)(21

)(23)(223g N g H g NH +→

]/)([]

/)([]/)([32

3

22

1

2θθ

θ

θp NH p p H p p N p K ⋅=

（3）)()()(23g CO s CaO s CaCO +↔

θθp CO p K /)(2=

（4）)(3)(2)(3)(2232l O H s Al g H s O Al +↔+

323

2]/)([]/)([θθθ

p H p p O H p K =

4.

24

.94314.876.12515.298314.81010.196ln 3)

298(=+⨯⨯--=∆+∆-=R S RT H K m r m r θθθ

40)298(10441.8⨯=θK

336

.78314.876.12515.373314.81010.196ln 3)

373(=+⨯⨯--=∆+∆-=R S RT H K m r m r θθθ

34)373(10049.1⨯=θK

5.（1） )(2)(3)(322g NH g H g N →+

1/-⋅∆mol KJ G m f θ

0 0 -16.45

09.320)45.16(2)298(1<⋅-=--⨯=∆-mol KJ G m r θ

（2）27

.1315.298314.8109.32)298(ln 3

=⨯⨯--=∆-=RT G K m r θ

θ

51081.5⨯=θK

6.（1） )()()(234g S H g NH s HS NH +↔ 平衡压力/Pa P P

070.0]/[]/)([]/)([223==⋅=θθθθp P p S H p p NH p K

P=26.46KPa

KPa P P 92.522==总