(Ch2化学反应的基本原理.docVIP

Ch2化学反应的基本原理 Ch2.1化学反应中的能量关系：P47-1，4，5* [2-1] 某汽缸中有气体1.20L，在97.3kPa下气体从环境吸收了800J的热量后，在恒压下体积膨胀到1.50L，试计算系统的热力学能变化ΔU。 解： (注：1Pa·m3=1J) [2-4] ①已知298K时，CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) ，求CaCO3(s)的。 解：① ∴ =+ =-178.26+(-634.9)+(-393.5) =-1206.66=-1206.7kJ/mol ②已知298K时，； CaC2(s)+O2(g)CaCO3(s)+ CO2(g)的 ；求CaCO3(s)的。 解：② ∵ ∴ =+ = -1537.6+(-59.8)-(-393.5) =-1203.9kJ/mol [2-5*] 已知: H2(g)+ 1/2O2 (g) H2O (l)，=-286 kJ/mol； H-H的键能=+436 kJ/mol； O—O的键能=+498 kJ/mol H2O (g)→H2O (l) =-42 kJ/mol； 试计算O-H（g）的键能。 解：H2(g)+ 1/2O2 (g)H2O (l) 1== -286 kJ/mol 注意状态：题目是液态水，要转化为气态才能计算键能。 已知：H2O (g)→H2O (l) 2= - 42 kJ/mol 故：H2(g)+ 1/2O2 (g) H2O (g) 3=1-2 3=-286-(-42)= -244 kJ/mol 根据盖斯定律和键焓的定义式： 3=E(H-H)+1/2 E(O-O)-2E(O-H) E(O-H)（g）= [E(H-H)+1/2 E(O-O)- 3]/2 =[436+498/2-(-244)]/2=464.5 =464 （kJ/mol） Ch2.2化学反应的方向和限度 P48-7,9,15,18 ,21，22 ,24, [2-7] 判断下列反应中，哪些是熵增加过程，并说明理由。 ① I2(s) I2(g) ∵s → g：∴ΔS0 ② H2O(l) H2(g)+ O2(g) ∵l → g：∴ΔS0 ③ 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ∵Δn0：∴ΔS0 [2-9] 根据下列反应的和数值的正负，说明哪些反应在任何温度下都能正向进行？哪些反应只有在高温或低温下才能进行？ ① N2(g)+ O2(g)2NO(g) kJ/mol 0 0 90.2 J/mol 191.6 205.2 210.8 kJ/mol0 J/mol-1K-10 ∵ ΔG=ΔH-TΔS ∴ 高温下自发 ② Mg(s)+ Cl2(g) MgCl2(s) kJ/mol 0 0 -641.3 J/mol 32.7 223.1 89.6 0 =89.6-32.7-223.1=-166.20 ∴ 低温下自发 ③ H2(g)+ S(s) H2S(g) kJ/mol 0 0 -20.6 kJ/mol 0 J/mol-1K-1 130.7 32.1 205.8 =205.8-130.7-32.1=51.9 J/mol-1K-1＞0； ∴ 任意温度均下自发 [2-15] 写出下列反应的标准平衡常数表达式： ①CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+ 3H2(g)； ②C(s)+ H2O(g)CO(g)+ H2(g)； ③2MnO4- (aq)+5H2O2(aq)+6H+(aq)2Mn2+(aq)+5O2(g)+8 H2O(l) 解：①； ②； ③。 [2-18] 在1L容器中含有N2、H2和NH3的平衡混合物，其中N20.30mol、H20.40mol、NH30.10mol。如果温度保持不变，需往容器中加入多少摩尔的H2才能使NH3的平衡分压增大一倍？ 解： N2(g)+3H2 (g) 2NH3(g) 平衡1：mol/L 0.30 0.40 0.10 反应比： 1 ： 3 ： 2 平衡2：mol/L 0.30-0.05 0.40+x-0.15 0.10+0.10 =0.25 =0.25+x ∵ = cRT ∴ (0.25+x)3=0.3072 x=0.4247mol/L ∵V=1L ∴n(H2)= 0.42mol 答：需往容器中加入0.42摩尔的H2才能使NH3的平衡分压增