Removed_无机及分析化学课后习题第二章答案

一．选择题1．一化学反应系统在等温定容条件下发生一变化，可通过两条不同的途径完成：（1）放热10 kJ ，做电功50 kJ ；（2）放热Q , 不做功，则（ ）A. Q = －60kJB. Q = －10 kJC. Q = －40kJD. 反应的Q V =－10kJ解：选A 。

2．在298 K ，下列反应中 与 最接近的是（ ）θm r H ∆θm r G ∆A. CCl 4 (g) +2H 2O (g) =CO 2 (g) + 4HCl (g) B. CaO (s) +CO 2 (g) =CaCO 3 (s)C. Cu 2+ (aq) + Zn (s) =Cu (s) + Zn 2+ (aq)D. Na (s) +H 2O (l) =Na +(aq)+½H 2 (g)+OH －(aq)解：选C 。

∵ θθθθθθr m r m r m r m r m r mΔG ΔH ΔS ΔS = 0 , ΔG ΔH T =-≈当时∴反应C 中反应物和生成物中无气体物质、物态也无变化，。

θr m Δ S 值较小3．已知反应 2H 2 (g) +O 2 (g)= 2H 2O (g) 的 ∆r H m Θ= -483.63 kJ·mol –1，下列叙述正确的是（ ）A. ∆f H m θ(H 2O,g) = -483.63 kJ·mol –1B. ∆r H m θ= -483.63 kJ·mol –1 表示Δξ = 1 mol 时系统的焓变C. ∆r H m θ= -483.63 kJ·mol –1 表示生成1 mol H 2O (g) 时系统的焓变D. ∆r H m θ= -483.63 kJ·mol –1 表示该反应为吸热反应解：选B 。

A 错，根据Δf H m θ定义,H 2O (g)的系数应为1。

C 错，该方程为表示生成2 mol H 2O (g) 时系统的焓变。

D 错，Δr H m θ ＞ 0时表示该系统能量的增加，该反应为吸热反应，Δr H m θ ＜0时表示该系统能量的减少，该反应为放热反应。

4．下列反应可以表示的是（ ）θ-1f m 2(CO ,g)===394.38 kJ mol G -⋅ΔA. C （石墨,s ）+O 2(g) ==== CO 2(g)B. C （金刚石,s ）+O 2(g) ==== CO 2(g)C. C （石墨,s ）+O 2(l) ==== CO 2(l)D. C （石墨,s ）+O 2(g) ==== CO 2(l)解：选A 。

B 错，C （金刚石，s ）非参考状态单质，不符合标准状态下摩尔完全生成反应定义；C 错，O 2(l) 非参考状态单质,不符合标准状态下摩尔完全生成反应定义；CO 2(l) 不符ΔrG m θ(CO 2,g) 的定义所指定的产物；D 错，CO 2(l) 不符ΔrG m θ(CO 2,g) 的定义所指定的产物。

5．反应MgO(s)+CO 2(g)在高温下正向反应自发进行, 其逆反应在298K 时(s)MgCO 3自发, 近似判断逆反应的与是（ ）θm H r ∆θm S r ∆A. ＞0, ＞0 B. ＜0, ＞0θm r H ∆θm r S ∆θm r H ∆θm r S ∆C. ＞0, ＜0D. ＜0, ＜0θm r H ∆θm r S ∆θm r H ∆θm r S ∆解：选A 。

该反应有气体物质产生，故＞0。

且高温自发，低温非自发，根据θm S r ∆ 判断结果应选A 。

θθθr m r m r m ΔG ΔH ΔST =-二、填空题1．解：用下列热力学函数判断反应自发性的条件是（1） m r m r m r 0:S H H ∆<∆∆）的化学反应系统且体积功（非体积功为等温，定压且系统只做（2）m r m r m r 0:S H S ∆<∆∆）的化学反应系统且体积功（非体积功为等温，定压且系统只做（3）r m :0G Δ等温、定压且系统只作体积功（非体积功为）的化学反应系统。

（4）θr m 0G Δ：标准状态下，等温、定压且系统只作体积功（非体积功为）的化学反应系统。

2．系统状态函数的特点是：状态函数仅决定于 系统的状态 ；状态函数的变化只与 系统的变化的过程 有关，而与变化的 途径 无关。

3．反应进度ξ的单位是 mol ；反应计量式中反应物B 的化学计量数v B 的值规定为 负值 。

4．正、逆反应的∆r H m ，其 绝对值 相等， 符号 相反；反应的∆r H m 与反应式的 写法 有关。

5．所谓标准状态是在指温度T 和标准压力下该物质的状态。

其中标准压力P θ = 100 kPa ；标准状态虽然没有指定温度，但是为了便于比较，IUPAC 推荐选择 298 K 作为参考温度。

6．根据吉布斯—亥姆霍兹方程：Δr G θm （T ）= Δr H θm （T ）―T Δr S θm （T ）。

若忽略温度对∆r H 和∆r S 的影响，则可得到该式的近似式：Θm Θm θθθr m r m r m ΔG ΔH ΔST =-三、简答题1．区别下列符号的意义。

H ：系统的状态函数，焓，定义为H =U +pV ,无具体物理意义。

ΔH ：系统焓的改变值，物理意义为在定压，只做体积功的情况下，系统与环境交换的热。

：标准条件下，当产物与反应物温度相同时，化学反应过程中系统只做体积功，且反θmr H ∆应在定压条件下按照所给定的方程式完全反应，此时的反应热。

：在温度T 时，由参考状态的单质完全生成1mol 物质B 时的标准摩尔焓变。

θmf H ∆S ：系统的状态函数，熵，代表系统的混乱度。

：标准状态下，物质B 的摩尔熵。

θmS ∆：反应的标准摩尔熵，标准状态下，化学反应按照给定方程式完全反应系统的熵变。

θmr S ∆G ：系统的状态函数，吉布斯自由能，定义为G=H-TS,无具体物理意义。

：化学反应的吉布斯自由能变，即该反应能对外所的最大非体积功。

m r G ∆：标准状态下，化学反应的吉布斯自由能变。

θmr G ∆：标准摩尔生成反应的吉布斯自由能变。

θmf G ∆2．若将合成氨反应的化学计量方程式分别写成 N 2(g ) +3H 2(g)==2NH 3(g) 和N 2(g ) 21+H 2(g)==NH 3(g) ，二者的Δr H m θ和Δr G m θ是否相同？ 两者间有何关系？23答：不相同，这些符号都与热力学方程式的写法有关。

θθr m,1r m,2Δ2ΔH H =θθr m,1r m,2Δ2ΔG G =四、计算题1．由附录查出298 K 时有关的 数值，计算下列反应的（已知：θf m H Δθr m H Δ）。

θ-1f m 24(N H ,1)50.63 kJ mol H =⋅Δ（1）24222N H (l)+O (g)===N (g)+2H O(l)（2）22221H O(l)+O (g)===H O (g)2（3）2222H O (g)===H O (l)不查表，根据上述3个反应的，计算下列反应的。

θr m H Δθr m H Δ242222N H (l)+2H O (l)===N (g)+4H O(l)解：（1）－（3）×2得（4）（4）－（2）×2即得所求式。

查表计算得 1θm r mol kJ 33.622)1(,-⋅-=∆H 1θm r mol kJ 74.149)2(,-⋅=∆H 1θm r mol kJ 50.51)3(,-⋅-=∆H 1θm r mol kJ 8.8181)4(,-⋅-=∆H 2．甘氨酸二肽氧化反应为2482322223O (g)+C H N O (s)===H NCONH (s)+3CO (g)+2H O(l)θ-1θ-1f m 4823f m 22(C H N O ,s)745.25 kJ mol ;(H NCONH ,s)333.17 kJ mol H H =-⋅=-⋅ΔΔ计算：（1）298 K 时，甘氨酸二肽氧化反应的标准摩尔焓。

（2）298 K 及标准状态下，1g 固体甘氨酸二肽氧化时放热多少？解：（1）已知(C 4H 8N 2O 3,s)=-745.25kJ∙mol -1θm f H ∆(H 2NCONH 2,s)=--333.17kJ∙mol -1θmf H ∆(CO 2,g)=-393.51kJ∙mol -1θmf H ∆(H 2O,l)=-285.85kJ∙mol -1θmf H ∆所以 3O2(g)+ C 4H 8N 2O 3(s)= H 2NCONH 2(s)+3 CO 2(g) +2 H 2O(l)=[(H 2NCONH 2,s)+3×(CO 2,g)+2×(H 2O,l)]- (C 4H 8N 2O 3,s)θmf H ∆θm f H ∆θm f H ∆θm f H ∆θm f H ∆ =-1340.15 kJ∙mol -1（2）因为 M(C 4H 8N 2O 3)＝132g∙mol -1，所以1g C 4H 8N 2O 3氧化时放热：(1340.15÷13)kJ ＝10.15 kJ3．关于生命起源的各种理论中，总要涉及动植物体内的一些复杂的化合物能否自发地由简单化合物转化得来。

例如，298 K 及标准状态下，计算下列反应的，判断尿素能θr m G Δ否由二氧化碳和氨自发反应得来。

反应：，（ 已知 23222CO (g)+2NH (g)===(NH )CO(s)+H O(l)）θ-1f m 22((NH )CO,s)197.15 kJ mol G =-⋅Δ解：23222θθθθθr m f m 22f m 2f m 2f m 311111CO (g)+2NH (g)===(NH )CO(s)+H O(l)[((NH )CO,s)+(H O,l)][(CO ,g)+2(NH ,g)][(197.15kJ mol )(237.14kJ mol )][(394.38kJ mol )2(16.12kJ mol )](434.29kJ mol )(G G G G G -----=-=-⋅+-⋅--⋅+⨯-⋅=-⋅--ΔΔΔΔΔ1θr m 2426.62kJ mol )0,CO G -⋅<Δ反应自发进行，说明氨和能合成尿素。

4．定压下苯和氧反应：。

在25℃和标准状态下，0.25 6622215C H (l)+O (g)===6CO (g)+3H O(l)2mo 液态苯与氧反应放热816.91 kJ ，求1 mol 液态苯和氧反应时焓变和热力学能变。

解： 1-θm r mol kJ 64.32670.25mol1molkJ 96.816⋅-=⨯-=∆H 1-3-1-θm r θm r J kJ 10K 298K 8.341J mol 215212-kJ 64.3267⋅⨯⨯⋅⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∆-∆=∆nRT H U =－3263.92kJ5．已知下列反应的标准摩尔焓（1）C （石墨,s ）+O 2(g) ==== CO 2(g)θ-1r m,1393.51 kJ mol H =-⋅Δ（2） 2221H (g)+O (g)===H O(l)2θ-1r m,2285.85 kJ mol H =-⋅Δ（3） 332227CH COOCH (l)+O (g)===3CO (g)+3H O(l)2θ-1r m,31788.2 kJ mol H =-⋅Δ计算乙酸甲酯(CH 3COOCH 3,l)的标准摩尔生成焓。