普通化学习题与解答(第二章)

2026/4/27 15:27:25

故在298K的标准状态时,水结冰的过程不能自发进行。

??(298K)和?rGm(298K) 8、试用教材附录3中的标准热力学数据,计算下列反应的?rSm(1) 3Fe(s)?4H2O(l)?Fe3O4?4H2(g)

?(aq?)(2) Zn(s)?2H2?Zn(?a)q2H(g )2?(s)?(3) CaO2HO(?)lCa(?a)q2?OH( a)q1(4) AgBr(s)?Ag(s)?Br2(l)

2?4HO(l?)解:(1) 3Fe(s)2F)3e4O(?s42H (g)?Sm(298K)/Jmol?1K?1 27.28 69.91 146.4 130.684

??fGm(298K)/kJmol?1 0 -237.129 -1015.4 0

=﹛130.864×4+146.4-69.91×4-27.28×3﹜Jmol?1K?1

= 307.7Jmol?1K?1

=﹛(-1015.4)-(-237.129)×4﹜kJmol?1 = -66.9kJmol?1

?(aq?)(2) Zn(s)?2H2?Zn(?a)q2H(g )?Sm(298K)/Jmol?1K?1 41.63 0 -112.1 130.684

??fGm(298K)/kJmol?1 0 0 -147.06 0

=﹛130.864+(-112.1)-41.63﹜Jmol?1K?1

= -23.0Jmol?1K?1 = -147.6kJmol?1

(s)?(3) CaO2HO(?)l2?Ca(?a)q2?OH( a)q?Sm(298K)/Jmol?1K?1 39.75 69.91 -53.1 -10.75

??fGm(298K)/kJmol?1 -604.03 -237.129 -553.58 -157.244

=﹛(-10.75)×2+(-53.1)-69.91-39.75﹜Jmol?1K?1

= -184.3Jmol?1K?1

=﹛(-157.244)×2+(-553.58)-(-237.129)-(-604.03)﹜kJmol?1 = -26.91kJmol?1

(4) AgB(r)s?1A(g?)s22 )lB(r?Sm(298K)/Jmol?1K?1 170.1 42.55 152.231

??fGm(298K)/kJmol?1 -96.90 0 0

1 =﹛152.231×+42.55-170.1﹜Jmol?1K?1

2= -54.1Jmol?1K?1 = 96.90kJmol?1

9、用锡石(SnO2)制取金属锡,有建议可用下列几种方法:

(1)单独加热矿石,使之分解。

(2)用碳(以石墨计)还原矿石(加热产生CO2)。 (3)用H2(g)还原矿石(加热产生水蒸汽)。

今希望加热温度尽可能低一些。试通过计算,说明采用何种方法为宜。 解:(1)单独加热矿石SnO2使之分解的温度条件估算

??fHm(298K)/kJmol?1 -580.7 0 0

?Sm(298K)/Jmol?1K?1 52.3 51.55 205.138

= 580.7kJmol?1

=﹛205.138+51.55-52.3﹜Jmol?1K?1 = 204.4Jmol?1K?1

K?)T?r?Sm(29K8? )依据 ?rG?m(T)??rH?m(298T>580.7kJmol?1/204.4Jmol?1K?1=2841K

(2)用碳还原矿石的温度条件估算

??fHm(298K)/kJmol?1 -580.7 0 0 -393.509

?Sm(298K)/Jmol?1K?1 52.3 5.74 51.55 213.74

= ﹛(-393.509)-(-580.7)﹜kJmol?1 = 187.2kJmol?1

=﹛213.74+51.55-5.74-52.3﹜Jmol?1K?1 = 207.3Jmol?1K?1

T>187.2kJmol?1/207.3Jmol?1K?1=903.0K

(3)用H2还原矿石的温度条件估算

??fHm(298K)/kJmol?1 -580.7 0 0 -241.818

?Sm(298K)/Jmol?1K?1 52.3 130.684 51.55 188.825

= ﹛(-241.818)-(-580.7)﹜kJmol?1 = 97.1kJmol?1

=﹛188.825+51.55-130.684-52.3﹜Jmol?1K?1 = 115.5Jmol?1K?1

T>97.1kJmol?1/115.5Jmol?1K?1=841K

依据计算,用用H2还原可使矿石分解温度最低。

10、糖在新陈代谢过程中所发生的总反应可用下式表示:

若在人体内实际上只有30%上述总反加的标准吉布斯函数变可转变成为功(非体积功),则一食匙(3.8g)糖在体温37℃时进行新陈代谢,可以做多少功?

O(11s)?12O(?)解: C12H222g12CO2(?g)11H2 O(l)??fHm(298K)/kJmol?1 -2225.5 0 -393.509 -285.83

?Sm(298K)/Jmol?1K?1 360.2 205.138 213.74 69.91

= ﹛(-285.83)×11+(-393.509)×12-(-2225.5)﹜kJmol?1 = -5640.7kJmol?1

=﹛69.91×11+213.74×12-205.138×12-360.2﹜Jmol?1K?1 = 512.03Jmol?1K?1

??rGm(310K)= -5640.7kJmol?1-(273+37)K×512.03Jmol?1K?1

= -5799.4kJmol?1 转化为功(非体积功)w' =

3.8g?1?(?5799.4kJmol)?30%= -19.3kJ ?1342gmol11、计算利用水煤气制取合成天然气的下列反应在523K时(近似)的K?值。

解:可利用公式

?(523K)。 代入热力学化学数据,先求出反应的?rGm??fHm(298K)/kJmol?1 -110.525 0 -74.81 -241.818

?Sm(298K)/Jmol?1K?1 197.674 130.684 186.264 188.825

= ﹛(-241.818)+(-74.81)-(-110.525)﹜kJmol?1 = -206.10kJmol?1

=﹛188.825+186.264-130.684×3-197.674﹜Jmol?1K?1 = -214.637Jmol?1K?1

???(T)??rHm(298K)?T?rSm(298K) 依据 ?rGm≈﹛-206.10-523×(-214.637)×10-3﹜kJmol?1

= -93.84kJmol?1

K??2.36×109

12、某温度时8.0molSO2和4.0molO2在密闭容器中进行反应生成SO3气体,测得起始时和平

衡时(温度不变)系统的总压力分别为300 kPa和220 kPa。试利用上述实验数据求该温度时反应:

2SO2(g)?O2(g)?2SO3(g)的标准平衡常数和SO2的转化率。

解:设平衡时SO3的物质的量为xmol

起始时物质的量/mol 8.0 4.0 0 平衡时物质的量/mol 8.0-x 4.0-x x 2


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