无机化学教材习题部分答案

化学变化中的能量关系作业

2．计算下行反应的标准反应焓变△r Hθm:

解：①2Al(s) + Fe2O3(s)→ Al2O3(s) + 2Fe(s)

△f Hθm(kJ•mol-1) 0 -822.1 -1669.8 0

△r Hθm = △f Hθm(Al2O3 ,s) + 2△f Hθm(Fe,s) - 2△f Hθm(Al,s) - 2△f Hθm(Fe2O3 ,s) = -1669.8 + 2×0 - 2×0 - (-822.1)

= -847.7(kJ•mol-1)

②C2H2 (g) + H2(g) →C2H4(g)

△f Hθm(kJ•mol-1) 226.748 0 52.283

△r Hθm = △f Hθm(C2H4 ,g) + △f Hθm(C2H2,g) - △f Hθm(H2,g)

= 52.283 - 226.748 - 0

= -174.465 (kJ•mol-1)

3. 由下列化学方程式计算液体过氧化氢在298 K时的△f Hθm(H2O2，l)：

①H2 (g) + 1/2O2 (g) = H2O (g) △r Hθm = - 214.82 kJ•mol-1

②2H(g) + O(g) = H2O (g) △r Hθm = - 926.92 kJ•mol-1

③2H(g) + 2O(g) = H2O2 (g) △r Hθm = - 1070.6 kJ•mol-1

④2O(g) = O2 (g) △r Hθm = - 498.34 kJ•mol-1

⑤H2O2 (l) = H2O2 (g) △r Hθm = 51.46 kJ•mol-1

解1：①+③－②－1/2④－⑤

H2 (g) + O2 (g) = H2O2 (l) △r Hθm =△f Hθm(H2O2，l)

△r Hθm =△f Hθm(H2O2，l) = - 214.82+(- 1070.6)－(- 926.92)－1/2(- 498.34)－51.46

= - 160.79

9．已知298 K标态下：

△f Hθm(O,g) = 249.1 kJ•mol-1 , △f Hθm(N,g) = 472.7 kJ•mol-1 ,

O(g) + N(g) → NO(g) △r Hθm(NO,g) = - 631.8 kJ•mol-1,

求反应1/2N2（g）+ 1/2O2(g) = NO(g) 的△Hθ298 = ?

解：1/2N2（g）= N(g)△f Hθm(N,g) = 472.7 kJ•mol-1

1/2O2(g) = O(g) △f Hθm(O,g) = 249.1 kJ•mol-1

O(g) + N(g) → NO(g) △r Hθm(NO,g) = - 631.8 kJ•mol-1, 则：1/2N2（g）+ 1/2O2(g) = NO(g)

△Hθ298 = 472.7+249.1- 631.8 = 90.0 kJ•mol-1

10．选择正确答案的序号填入括号内。

答案（1）D.; (2) C; (3) B; (4) D; (5) C; (6) B; (7) B; (8) A

化学反应的方向习题

10.不查表、比较下列物质的Sθm的大小。

（1）O2(g), O3(g), SO2(g)

（2）Br2(g), Cl2(g), F2(g), I2(g)

解：（1）Sθm(SO2，g)＞Sθm(O3，g)＞Sθm(O2，g)

(2) Sθm(I2，g)＞Sθm(Br2，g) ＞Sθm(Cl2，g)＞Sθm(F2，g)

11. 确定下列过程中，系统是熵增还是熵减，或基本不变？

（1）KNO3溶于水中；

（2）乙醇（l）→乙醇（g）

(3) 碳与氧气反应生成二氧化碳；

（4）石灰石分解。

解：（1）KNO3溶于水中，熵值增加。

（2）乙醇（l）→乙醇（g），熵值增加。

（3）碳与氧气反应生成二氧化碳

C(s) + O2(g) →CO2（g）

反应前后气体分子数相同，所以熵值基本不变。

（4）石灰石分解生成气体分子CO2，所以熵值增加。

14. 计算下列反应C2H5OH（g）→C2H4(g) + H2O(g) 能自发进行的最低温度。解：C2H5OH（g）→C2H4(g) + H2O(g)

Sθm/ J•K-1•mol-1282.0 219.45 188.72

△f Hθm /( kJ•mol-1) -235.31 52.28 -241.83

△

r Sθ

m

( 298K) = Sθm(H2O, g) + Sθm(C2H4, g) - Sθm(C2H5OH, g) =188.72 + 219.45 – 282.0

= 126.17 J•K-1•mol-1

△

r

Hθm( 298 K) = △f Hθm (H2O, g) + △f Hθm (C2H4, g) -△f Hθm(C2H5OH, g)

= -241.83 + 52.28 – (-235.31)

= 45.76 kJ•mol-1

T转=△r Hθm( 298 K)/△r S m( 298K) =45.76/(126.17×10-3)= 362.7 K

20．根据下列反应焓变和熵变的符号，判断反应的方向。

①H2O2 (g) →H2O(g) + O2(g) △r Hθm < 0 ;

②CO(g) →C(s) + 1/2O2(g) △r Hθm > 0 ;

③CaCO3(s) →CaO(s) + CO2(g) △r Hθm > 0 ;

④HCl(g) + NH3(g) →NH4Cl(s) △r Hθm < 0 ;

解：①H2O2 (g) →H2O(g) + O2(g)△r Hθm < 0 ;

∵该反应为气体分子数增加的过程，△r Sθm >0,

∴△

r

Gθm< 0, 反应正向自发。

②CO(g) →C(s) + 1/2O2(g)△r Hθm > 0 ;

∵该反应为气体分子数减少的过程，△r Sθm < 0,

∴△

r

Gθm > 0, 反应正向不能自发进行，而逆向自发。

③CaCO3(s) →CaO(s) + CO2(g) △r Hθm > 0 ;

∵该反应为气体分子数增加的过程，△r Sθm >0, 但△r Hθm > 0，

∴低温下反应不能正向自发，高温下反应能正向自发。

④HCl(g) + NH3(g) →NH4Cl(s) △r Hθm < 0 ;

∵该反应为气体分子数减少的过程，△r Sθm < 0, 且△r Hθm < 0，

∴低温下△

r

Gθm < 0, 反应能正向自发进行；高温下△r Gθm > 0, 逆向自发。21．选择正确答案的序号填入括号内。

（1）A；（2）B；（3）C；（4）B、（5）C；（6）C；（7）A、C；（8）D；

（9）A; (10) B