基础化学李保山第二版4-化学热力学基础模拟题答案.doc

4 化学热力学基础习题解答(p87-89)
思考题
1．解：(1) ´ 原因见(3)
(2) ´ 原因见(3)
(3) Ö 确切地说，应为：恒压过程中，系统的焓变等于恒压反应热。
(4) ´ H是状态函数，任何过程都有DH，不是只有恒压过程才有DH。
(5) ´ 原因见(7)
(6) ´ 原因见(7)
(7) Ö 应为：在某温度和标准压力下，最稳定的纯态单质的标准生成焓等于零。
(8) ´ 由于CaCO3的生成焓为负值，但不是由于它的分解是吸热的。
(9) ´ 热化学方程式的系数影响反应的焓变值。
2．解：(1)、(2)、(5)单质的标准生成焓不等于零。
3．解：(1) 不同，因为二反应方程式中各物质前的系数不同；
(2) 不同，因为二反应中Br2的状态不同。
4．解：书写热化学方程式应注意：
　　(1) 注明各物质前的计量系数¾表明物质的量。
(2) 标明物质所处的状态(l、g、s)和晶形；对于溶液中的反应，还要注明物种的浓度，以aq代表水溶液。 (3) 注明温度。(4) 标明反应热(焓变)。
5． 解：(1) DS > 0 ; (2) DS > 0 ; (3) DS > 0 ; (4) DS < 0 ; (5) DS < 0 ; (6) DS < 0
6． 解1) DS < 0 ; (2) DS > 0 ; (3) DS > 0 ; (4) DS < 0 ; (5) DS > 0
习题
1．解：(1) DU = Q + W = 100 – 540 = - 440 J
(2) DU = Q + W = – 100 + 635 = 535 J
2．解：(1) W = – p外DV = – 100( 0.040 – 0.015 ) = - 2.5 kJ
(2) 中间平衡态时，气体的体积为V =
W = – p外,1DV1 + (– p外,2DV2) = - 200(0.025-0.015) - 100(0.040-0025) = - 3.5 kJ
3．解：此过程为：　　
解法1：
恒压过程：DH = Q = - 2.26 ´ 450 = -1017 kJ
DU = DH – (Dn)RT = -1017 – ( 0 - )´ 8.314 ´ (100 + 273.15) ´ 10-3 = -939.4 kJ
W = DU – Q = -939.4 – (-1017) = 77.6 kJ
解法2：

所以

由于为恒压过程，

4．解：方程式 (1) – (2) 得
2N2(g) + 2O2(g) = 4NO(g) DHq = 360 kJ×mol-1
所以
5．解：反应可由 (1) + 2 ´ (2) – (3) 得到，所以

6．解：① N2H4(l)生成反应为：N2(g) + 2H2(g) ® N2H4(l)
由反应[(2) ´ 3 + (3) – (1) – (4)]/4 得　N2(g) + 2H2(g) ® N2H4(l)
② N2H4(l)的

7．解：由反应(1) – 2 ´ (2) – 2 ´ (3)得N2H4 (l) + 2H2O2 (l) ® N2 + 4H2O(l)
　　故此反应的

8．解：(1) 反应NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 的

故2.0mol HCl (g)与2.0mol NH3 (g)反应生成NH4Cl (s)放出的热量为2 ´ 176 kJ = 352 kJ；
(2) 由于HCl (g) ® HCl (aq)
　　NH3 (g) ® NH3 (aq)
NH3 (aq) + HCl (aq) = NH4Cl (aq)
故1.0mol HCl (g)和1.0mol NH3 (g)同时溶解于水中
NH3 (g) + HCl (g) = NH4Cl (aq) (i)
的热效应为

3) (i)过程的热效应

　　　　可求出＝－307.0 kJ×mol-1
(4) 用反应NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(aq)减去NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)得
　　　　　　　NH4Cl(s) = NH4Cl(aq)
此过程的热效应为，所以NH4Cl (s)溶解是吸热过程。
(或
)
9．解：根据有　　　
　　可求得　　　
10．解：查表得　　　　 　
-110.525 90.25 -393.509 0
197.674 210.761 213.74 19161
　-137.168 86.55 -394.359 0
所以　= －373.234 kJ×mol-1 < 0
= -98.89 J×mol-1×K-1 < 0
= -343.741 kJ×mol-1 < 0
从上述数据可看出，此反应在标准状态下可以自发进行。而且，此反应的，，所以低温有利于反应的进行，高温有利于逆反应的自发进行，利用此反应净化汽车尾气中的CO和NO是完全可行的。此反应的转换温度为

11. 解：（1）
（2）
（3）
所以，按热力学原理选用反应(3)来炼制金属锡更好一些。
12．解：(1) 查表得 2Al2O3 (s) + 3C (s) = 4Al (s) + 3CO2 (g)
-1675.7 0 0 -393.509
50.92 5.740 28.83 213.74
-1582.3 0 0 -394.359
所以 = 2170.873 kJ×mol-1
= 637.48 J×mol-1×K-1
= 1981.523 kJ×mol-1
(2) 查表得 Al2O3 (s) + 3CO (s) = 2Al (s) + 3CO2 (g)
-1675.7 -110.525 0 -393.509
50.92 197.674 28.83 213.74
-1582.3 -137.168 0 -394.359
所以 = 826.748 kJ×mol-1
= 54.938 J×mol-1×K-1
= 810.727 kJ×mol-
从上述数据可看出，用焦炭和一氧化碳还原Al2O3炼制金属铝的反应在标准态下均不能自发进行，且二反应的，，所以高温有利于正反应的自发进行，低温有利于逆反应的自发进行，二反应的转换温度分别为3405.40K和15048.75K，因此用焦炭比用一氧化碳还原Al2O3炼制金属铝的实现可能性更大些。
13．解：反应Ni (s) + 4CO (g) Û Ni (CO)4 (l)的

故由可知

所以此反应在323K、标准态下可自发进行，而在423K、标准态下不能自发进行，反应能够自发进行的转向温度为：
14. Answer:
(1) The Reaction: 2Al (s) + Fe2O3 (s) Û 2Fe (s) + Al2O3 (s)
/(kJ·mol-1) 0 -824.2 0 -1675.7 (data from appendix 6)

(2) The reaction is carried out at constant pressure, so the heat

-34.1 kJ
15. Answer：
(1) CaCl2 (s) Û Ca2+ (aq) + 2Cl-(aq)

(2)

.6kJ

16. Answer:
The reaction of the oxidation prograss:

/(kJ·mol-1) -110.525 0 -393.509 (data from appendix 6)

Supposing that the mass of the air is Mair and the weight percentage of CO is wCO。
The heat

After calculating the .

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