第二章,化学反应基本理论-习题答案-改

　习题 1． 一体系由 A 态到 B 态，沿途径 I 放热 120 J，环境对体系做功 50 J。试计算：

　（1）体系由 A 态沿途经Ⅱ到 B 态，吸热 40 J，其 W 值为多少？ （2）体系由 A 态沿途经Ⅲ到 B 态对环境做功 80 J，其 Q 值为多少？ 解

　U= Q +W = -120+50= -70 J

　 （1）W= U-Q=-70-40=-110 J

　 （2）Q= U-W=-70+80=10 J 2． 在水的正常沸点温度， H 0 蒸发为 40.58 kJmol 1 ，假定 1 molL 1 液体的体积可忽略，并假定水蒸气为理想气体，计算在恒压 101325 Pa 和 373 K 下，lmol 水汽化的 Q、W、 U。

　解

　Q=n H=1mol*40.58kJmol 1 =40.58 kJ 由 PV=nRT 可知 V=nRT/P W=-P* V=-PV=- nRT=-8.314*373=-3.10 kJ

　 U=Q+W=40.58-3.10=37.48 3． 在 298.15 K，100 kPa 下合成氨反应 N 2 （g）

　+ 3H 2 （g）

　2NH 3 （g）放出热量 92.22 kJmol，求反应的θm r H 和 U。

　解

　θm r H =Q p =-92.22 kJ/mol

　 U=θm r H -ΔPV=θm r H -∑n g RT=-92.22 kJ/mol -（2-3-1）*8.314*298.15 J/mol =-87.26 kJ/mol 4． 蔗糖（C 12 H 22 O 11 ）在人体内的代谢反应为：

　C 12 H 22 O 11 （s）

　+ 12O 2 （g）

　 12CO 2 （g）

　+ 11H 2 O（l）

　假设其反应热有 30%可转化为有用功，试计算体重为 70 kg 的人登上 3000 m 高的山（按有效功计算），若其能量完全由蔗糖转换，需消耗多少蔗糖？（已知θm f H （C 12 H 22 O 11 ）

　= 2222 kJmol 1 ）

　解

　A=70kg3000m = 2.110 5 kgm=2.110 5 9.8J=2.110 3 kJ

　 r H=2.110 3 kJ/30%=7.010 3 kJ

　

　r

　H  m =11(285.830 kJmol1)+12(393.509 kJmol1) (2222 kJmol1)= 5644kJmol1

　

　=  r H/

　r

　H  m =7.010 3 kJ/5644kJmol1=1.24mol

　 m(C 12 H 22 O 11 )=1.24342.3= 425g

　 5． 利用附录 III 的数据，计算 298.15 K 时下列反应的θm r H

　（1）

　Ca（OH）

　2 （s）+CO 2 （g）CaCO 3 （s）

　+ H 2 O （l）

　（2）

　CuO （s）+CO

　（g）Cu （s）+ CO 2 （g）

　（3）

　2SO 2 （g）+O 2 （g）

　2SO 3 （g）

　（4）

　CH 3 COOH（l）+2O 2 （g）2CO 2 （g）+2H 2 O（l）

　第 2 章

　化学反应的基本理论

　2-2 解

　    m f B m rH H

　（1）m r H =(–1206.92)+( –285.83) –(–986.09) –(–393.51)= –113.15kJmol1 （2）m r H =0+(–393.51)-( –157.3) –(–110.53)= -125.68 kJmol1 （3）m r H =2[(–395.72)–(–296.83)]= –197.78 kJmol1 （4）m r H =2 (–393.51)+2 ( –285.83) – (– 484.5)= –874.18 kJmol1 6． 已知下列化学反应的反应热：

　（1）

　C 2 H 2 （g）

　+ 5/2O 2 （g）

　 2CO 2 （g）

　+ H 2 O（g）；

　 θm r H = 1246.2 kJmol 1

　（2）

　C（s）

　+ 2H 2 O（g）

　 CO 2 （g）

　+ 2H 2 （g）；

　 θm r H = +90.9 kJmol 1

　（3）

　2H 2 O（g）

　 2H 2 （g）

　+ O 2 （g）；

　 θm r H

　= +483.6 kJmol 1

　求乙炔（C 2 H 2 ，g）的生成热 θm f H 。

　解：反应 2(2)(1)2.5(3)为：2C(s)+H 2 (g)C 2 H 2 (g)

　 

　f

　H  m =2

　r

　H  m (2)

　r

　H  m (1) 2.5

　r

　H  m (3)

　 =[290.9(1246.2) 2.5483.6] kJmol1

　=219.0 kJmol1

　7． 高炉炼铁中的主要反应有：

　C（s）

　+ O 2 （g）

　 CO 2 （g）

　 1/2CO 2 （g）

　+ 1/2C（s）

　 CO（g）

　CO（g）

　+1/3Fe 2 O 3 （s）

　 2/3Fe（s）＋CO 2 （g）

　 （1）分别计算 298.15 K 时各反应的θm r H 和各反应θm r H 值之和；

　（2）将上列三个反应式合并成一个总反应方程式，应用各物质 298.15 K 时的θm f H 数据计算总反应的反应热，与⑴计算结果比较，并作出结论。

　 解：

　（1）   m f B m rH H

　51 . 393 0 0 51 . 393 ) 1 (       m r H kJmol1 23 . 86 0 ) 51 . 393 (2153 . 110 ) 2 (       m r H kJmol1 25 . 8 ) 2 . 824 (31) 53 . 110 ( ) 51 . 393 ( 0 ) 3 (         m r H kJmol1  m r Hθm r H （1）

　+θm r H （2）

　+θm r H （3）

　= 53 . 313 

　kJmol1

　（2）

　53 . 313 0 0 ) 2 . 824 (31) 51 . 393 (230             m f B m rH H

　kJmol1 无论是一步反应或多步反应化学反应热效应总和总是相等的。

　8． 定性判断下列反应的θm r S 是大于零还是小于零：

　（1）

　Zn（s）

　+ 2HCl（aq）

　 ZnCl 2 （aq）

　+ H 2 （g）

　 （2）

　CaCO 3 （s）

　 CaO（s）

　+ CO 2 （g）

　（3）

　NH 3 （g）

　+ HCl（g）

　 NH 4 Cl（s）

　（4）CuO（s）

　+ H 2 （g）

　 Cu（s）

　+ H 2 O（l）

　解

　（1）θm r S ＞0

　（2）θm r S ＞0

　 （3）θm r S ＜0

　（4）θm r S ＜0

　9． 利用附录 III，判断下列反应 298.15 K 能否自发向右进行。

　（1）

　2Cu + （aq）

　 Cu 2+ （aq）

　+

　Cu（s）

　（2）

　AgCl（s）+Br  （aq）AgBr（s）+Cl  （aq）

　（3）

　4NH 3 （g）+5O 2 （g）4NO（g）+6H 2 O（g）

　（4）

　4NO（g）+6H 2 O（g） NH 3 （g）

　+5O 2 （g）

　解：   m f B m rG G

　（1）  m r G=65.49+049.982 = 34.47 kJmol1＜0

　 能自发反应 （2）  m r G=(96.9)+( 131.22) (109.79)(103.96) = 14.38 kJmol1＜0

　 能自发反应 （3）  m r G=4(86.55)+6( 228.58) 4(16.45)0 = 959.48 kJmol1＜0 能自发反应 （4）  m r G=4(16.45) +04(86.55) 6( 228.58) = 959.48kJmol1＞0 不能自发反应

　 10． 由软锰矿二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法：

　 （1）MnO 2 （s）

　+ 2H 2 （g）

　 Mn（s）

　+ 2H 2 O（g）；

　 （2）MnO 2 （s）

　+ 2C（s）

　 Mn（s）

　+ 2CO（g）；

　上述两个反应在 25 ℃，100 kPa 下是否能自发进行？如果考虑工作温度愈低愈好的话，则制备锰采用

　第 2 章

　化学反应的基本理论

　2-4 哪一种方法比较好？ 解：（1）

　98 . 8 ) 58 . 228 ( 2 ) 14 . 466 ( ) 298 (         K G mr kJmol 1 ＞0

　（2）

　8 191 17 137 2 14 466 298 . ) . ( ) . ( ) K ( G mr        

　kJmol1＞0 所以两个反应在 25℃，100 kPa 下都不能自发进行。

　一式的m r H =36.39 kJmol 1

　 m r S =95.24 kJmol 1

　T1 =382K 二式的m r H =298.98 kJmol 1

　m r S =362.28 kJmol 1

　T2 =825K 仅考虑温度时，选（1）有利

　11． 计算 MgCO 3 （s）

　== MgO（s）

　+ CO 2 （g）的θm r H （298 K)、θm r S （298 K)和 850 K 时的θm r G（850 K)。

　已知：

　θm f H （KJ∙mol ―1 ）

　θmS （J∙mol -1 ∙K -1 ）

　MgCO 3 (s)

　 －1096

　 65.7 MgO(s)

　 －601.7

　 26.9 CO 2 (g)

　－393

　 214 解    m f B m rH H =-393-601.7+1096=101.3KJ∙mol ―1

　 ( )r m B mS v S B   =214+26.9-65.7=175.2J∙mol -1 ∙K -1

　 r m r m r mG H T S       =101.3-850*175.2/1000=-47.62

　12． 已知下列物质

　CO 2 （g）、

　 NH 3 （g）

　、 H 2 O（g）、

　CO(NH 2 ) 2 （s）

　1 θm fmol kJ / ) K

　298 (  H

　 -390

　-45

　-242

　-330

　 1 θmmol kJ / ) K

　298 ( S

　210

　 190

　190

　100 通过计算说明，反应 CO 2 （g）

　+ 2NH 3 （g）

　= H 2 O（g）

　+ CO(NH 2 ) 2 （s）

　(1) 在 298 K 时，反应能否正向自发进行？ (2) 在 1000 K 时，反应能否正向自发进行？ 解    m f B m rH H =-330-242+2*45+390=-92 KJ∙mol ―1

　 ( )r m B mS v S B   =100+190-190*2-210=-300J∙mol -1 ∙K -1 (1)r m r m r mG H T S       =-92-298*-300/1000KJ∙mol -1 =-2.6KJ∙mol -1 <0反应能正向自发进行

　(2) r m r m r mG H T S       =-92-1000*-300/1000=208KJ∙mol -1 >0反应不能正向自发进行

　13． NO 是汽车尾气的主要污染源，有人设想以加热分解的方法来消除之 2NO

　

　 N 2

　＋

　O 2

　试从热力学角度判断该方法能否实现？

　解：

　5 180 2 25 90 . . H mr       kJ·mol -1

　62 24 2 76 210 14 205 61 191 . . . . S mr       

　J·mol -1 ·K -1 该反应要实现必须 m r G  ＜0

　所以高温不利

　 14． 写出下列各化学反应的平衡常数K 表达式: 1）

　HAc（aq）

　H + （aq）+ Ac  （aq）

　2）C（s）+ H 2 O（g）

　CO（g）+ H 2 （g）

　 3）AgCl（s）

　Ag  （aq）+ Cl  （aq）

　4）

　CaCO 3 （s）

　CaO（s）+ CO 2 （g）

　5）2MnO 4  （aq）+ 5SO 3 2 （aq）+ 6H  （aq）

　2Mn 2 （aq）+ 5SO 4 2 （aq）+ 3H 2 O（l）

　解：

　1) K 

　= (c (H + )/c  )(c(Ac  )/ c  )(c(HAc) / c  )1 2)K 

　= (p (CO)/p  )(p(H 2 )/ p  )(p(H 2 O) / p  )1

　 3) K 

　= (c (Ag + )/c  )(c(Cl  )/ c  ) 4）K 

　= p(CO 2 )/p 

　5) K 

　= (c (Mn +2 )/c  ) 2 (c(SO 42)/ c  ) 5 (c(MnO 41) / c  )2(c(SO 32) / c  )5(c(H + ) / c  )6 15． 已知下列化学反应在 298.15 K 时的平衡常数：

　（1）2N 2 （g）+ O 2 （g）

　2N 2 O（g）； K 1

　= 4.810 37 （2）N 2 （g）+ 2O 2 （g）

　2NO 2 （g）； K 2

　=8.810 19

　计算反应 2 N 2 O（g）+ 3O 2 （g）

　4NO 2 （g）的平衡常数K 。

　解：（2）×2－（1）为所求反应：

　 6 110 8 4 10 8 837 2 19122 3.. / ) . (K / ) K ( K        

　16． 已知下列反应在 298.15 K 的平衡常数：

　第 2 章

　化学反应的基本理论

　2-6 （1）SnO 2 （s）+ 2H 2 （g）

　2H 2 O（g）+ Sn（s）；

　K 1

　= 21 （2）H 2 O（g）+ CO（g）

　H 2 （g）+ CO 2 （g）；

　 K 2

　= 0.034

　计算反应 2CO（g）+ SnO 2 （s）

　Sn（s）+ 2CO 2 （g）

　在 298.15 K 时的平衡常数K 。

　 解：反应 (1) +2 (2)为所求反应：K 

　= K  1

　 (K  2 ) 2 = 210.034 2 = 2.4102 17． 密闭容器中反应 2NO（g）+ O 2 （g）

　2NO 2 （g）在 1500 K 条件下达到平衡。若始态 p（NO）

　=150kPa，p（O 2

　= 450 kPa，p（NO 2 ）= 0；平衡时 p（NO 2 ）= 25 kPa。试计算平衡时 p（NO），p（O 2 ）的分压及平衡常数K 。

　 解：V、T 不变，p  n，各平衡分压为：

　p(NO) =15025=125kPa ； p(O 2 ) =45025/2=437.5kPa K 

　= (p(NO 2 )/p  ) 2 (p(NO)/ p  )2(p(O 2 )/ p  )1 = (25/100)

　2 (125/100)

　2 (437.5/100)

　1 =9.1103

　18． 设汽车内燃机内温度因燃料燃烧反应达到 1573 K，试计算此温度时下列反应

　 1/2 N 2 （g）＋ 1/2 O 2 （g）

　

　NO（g）

　的θm r G 和K 。

　 解：

　mol kJS H Gm B m f B m r/ 77 . 70 10 ) 138 . 2052161 . 19121761 . 210 ( 1573 25 . 9015733                3310 46 . 4ln 1573 10 314 . 8 77 . 70ln        KKK RT G mr

　 19． 密闭容器中的反应 CO（g）

　+ H 2 O（g）

　 CO 2 （g）+ H 2 （g）

　在 750 K 时其K = 2.6，求：

　（1）当原料气中 H 2 O（g）和 CO（g）的物质的量之比为 11 时，CO（g）的转化率为多少？

　（2）当原料气中 H 2 O（g）CO（g）为 41 时，CO（g）的转化率为多少？说明什么问题？ 在 317 K，反应 N 2 O 4 （g）

　2NO 2 （g）的平衡常数K

　= 1.00。分别计算当体系总压为 400 kPa 和

　800 kPa 时 N 2 O 4 （g）的平衡转化率，并解释计算结果。

　解：(1) V、T 不变

　 CO(g) + H 2 O(g)

　 CO 2 (g) + H 2 (g)

　起始 n/mol

　 1

　 1

　 0

　 0

　平衡 n/mol

　1x

　 1x

　x

　 x

　 n=2(1x)+2x=2 平衡分压

　 21 x p 总

　 21 x p 总

　2xp 总

　 2xp 总

　K 

　= (p(H 2 )/p  ) (p(CO 2 )/ p  ) (p(H 2 O)/ p  )1 (p(CO)/ p  )1 2.6 = (2x) 2

　(21 x )2 x=0.617 

　(CO)= 61.7%

　(2)

　同理

　x 2 /[(1x)(5x)]=2.6

　 x=0.92

　

　(CO)= 92%

　 说明 H 2 O(g)浓度增大，CO 转化率增大。

　（3）

　 N 2 O 4 （g）

　2NO 2 （g）

　 平衡时

　1-α

　2α

　 平衡总体系物质量＝1＋α p 总 为总压力，则 p( N 2 O 4 )= p 总  11

　；

　p( NO 2 )= p 总   12

　   p / ) O N ( p] p / ) NO ( p [K4 222 ＝      p / p] p / p [11122总总

　 把总压为 400kPa 和 800kPa， p ＝100 kPa 分别代入上式

　 可求得总压 400kPa 时， 1  24.3%

　 总压 800kPa 时， 2 

　17.4%

　 增大压力，平衡向气体分子数减少的方向移动，  (N 2 O 4 )下降。

　 20.某反应 3A（g）+ B（g）

　2C（g），按 V（A）: V（B）

　= 3 : 1 配制原料气。在某种催化剂作用下，于温度为 T、压力为 20.0 kPa 时达到平衡。这时 C（g）的体积分数为 6.00 %。试计算在此温度下该反应的标准平衡常数K 。

　解：

　3A （g）

　+ B （g）

　2C （g）

　 平衡时气体体积百分比

　 70.5%

　23.5%

　 6％

　第 2 章

　化学反应的基本理论

　2-8  )% .( )% .()%() p / p ( ) p / p () p / p (KB AC1005 23 201005 70 201006 203232     1.09

　21.已知尿素 CO（NH 2 ）

　2 的 f G  m =197.15kJmol 1 ，求尿素的合成反应 2NH 3 （g）+ CO 2 （g）

　H 2 O（g）+ CO(NH 2 ) 2 （s）

　在 298.15 K 时的θm r G 和K 。

　 解：

　( )r m B f mG v G B    

　 =(228.58)+(197.15) 2×(16.45)( 394.36)

　 =1.53

　 kJmol1

　      K ln RT G mr 

　所以 K （298.15K）=0.539

　 22.25 ℃时，反应 2H 2 O 2 （g）

　2H 2 O（g）+O 2 （g）的 r H  m 为210.9kJmol 1 ， rmS 为 131.8Jmol 1 K 1 。试计算该反应在 25 ℃和 100 ℃时的K ，计算结果说明问题。

　 解：  m r G（298.15K）

　.＝      m r m rS . H   15 298

　＝210.9×10 3 298.15×131.8＝2.502×10 5 Jmol1

　  m r G（373.15K）

　.＝      m r m rS . H   15 373

　 ＝210.9×10 3 373.15×131.8＝2.601×10 5 Jmol1

　     K ln RT G mr 

　所以 K （298.15K）=6.8×10 43

　 K （373.15K）=2.5×10 36 H 2 O 2 分解反应为放热反应，随着温度升高，平衡向左移动。

　23.在一定温度下 Ag 2 O 的分解反应为

　 Ag 2 O（s）

　2Ag（s）+ 1/2O 2 （g）

　假定反应的θm r H ，θm r S 不随温度的变化而改变，估算 Ag 2 O 的最低分解温度和在该温度下的 p（O 2 ）分压是多少？

　解：

　  r H  m = 31.05kJmol1

　  r S  m =[242.5+205.138/2121.3]Jmol1K1 =66.269Jmol1K1 T=  r H  m / r S  m =31.05kJmol1/66.269103kJmol1K1 = 468.5 K 此时， r G  m =0 kJmol1 ， K 

　=1 ， K 

　=(p(O 2 )/p  ) 1/2

　 ， p(O 2 )=100kPa 。

　24.乙苯（C 6 H 5 C 2 H 5 ）脱氢制苯乙烯有两个反应：

　（1）

　氧化脱氢

　 C 6 H 5 C 2 H 5 （g）+ 1/2 O 2 （g）

　C 6 H 5 CH═CH 2 （g）+ H 2 O（g）

　（2）

　直接脱氢

　 C 6 H 5 C 2 H 5 （g）

　C 6 H 5 CH═CH 2 （g）+ H 2 （g）

　若反应在 298.15 K 进行，计算两反应的平衡常数，试问哪一种方法可行？

　 解

　所以反应（1）可行。

　25.已知反应 2SO 2 （g）+ O 2 （g） 2SO 3 （g）在 427 ℃和 527 ℃时的K 值分别为 1.010 5 和 1.110 2 ，求该温度范围内反应的θm r H 。

　解：

　  2 1m r211 1 ΔlnT T RHKK

　25 θ3θm rθθ θm r10 2.98 K58.65 298.15) /(8.314 10 145.4/RT G Δ lnKRTlnK G Δ      得由0 mol 83.2kJ130.6 213.8) (B,298.15K G Δ ν (298.15K) G Δ

　(2)1θm fBBθm r   15 θ3θm rθ10 2.65 K33.56 298.15) /(8.314 10 83.2/RT G Δ lnK       0 mol 145.4kJ130.6 228.57 213.8) (B,298.15K G Δ ν (298.15K) G Δ

　(1)1θm fBBθm r     

　第 2 章

　化学反应的基本理论

　2-10   15 . 273 527115 . 273 427110 314. 8Δ10 1 . 110 0 . 1ln3m r25H  r H  m = 317 kJmol1

　26.计算密闭容器中反应 CO（g）

　+

　H 2 O（g）

　 CO 2

　+ H 2 （g）在 800 K 时的平衡常数K ；若欲使此时 CO 的转化率 90%，则原料气的摩尔比[n（CO）]:[n（H 2 O）]应为多少？

　 解：310 ) 674 . 197 825 . 188 684 . 130 74 . 213 ( 800 ) 818 . 241 525 . 110 ( 509 . 3931573                 m B m f B m rS H Gmol kJ/ 506 . 7  

　09 . 3ln 800 10 314 . 8 506 . 7ln3        KKK RT G mr

　假设是 CO 的转化率为 90%，假设 n co / n H20 =1/a CO

　+

　 H 2 O

　 =

　CO 2

　+

　 H 2 1

　 a

　0.9

　0.9

　0.9

　 0.9

　 平衡

　 0.1

　a-0.9

　 0.9

　 0.9

　 ) 9 . 0 ( 1 . 09 . 02aK

　a=3.52

　 722o Hconn

　27.NH 3 的分解反应为 2NH 3 （g）

　N 2 （g）+ 3H 2 （g），在 673 K 和 100 kPa 总压下的解离度为 98%，求该温度下反应的平衡常数K 和θm r G 。

　解：

　2NH 3 （g）

　N 2 （g）

　+

　 3H 2 （g）

　1

　0

　0 平衡

　(1-a)

　1/2a

　 3/2a

　11) (3 总p NH p ;

　12 / 1) (2 总p N p ;

　12 / 3) (2 总p H p

　23) () ( ) (32 2 ppppppKNHH N = 6 . 992)98 . 102 . 0()98 . 147 . 1( )98 . 149 . 0(23 6 . 992 ln 673 314 . 8 ln        K RT G mr 410 861 . 3   

　mol J /

　61 . 38  

　mol kJ/

　28.Write equations for the two reactions corresponding to the following θm f H

　values. Combine these equations to give that for the reaction.

　 2NO 2 （g）

　N 2 O 4 （g）

　Caculate theθm r H

　value for this reaction， and state whether the reaction is endothemic or exothermic.

　-12θm fmol kJ

　84 . 33 ) g , NO (    H -14 2θm fmol kJ

　66 . 9 ) g , O N (    H

　Solution:

　 1/2 N 2 （g）

　 + O 2 （g）

　 NO 2 （g）

　, mol kJ g NO H mf/ 84 . 33 ) , (2  N 2 （g）

　 + 2O 2 （g）

　N 2 O 4 （g）

　, mol kJ g O N H mf/ 66 . 9 ) , (4 2 

　02 . 58 ) 84 . 33 ( 2 66 . 9          m f B m rH H

　mol kJ/

　The reaction is exothermic.

　29.The enthalpy change for which of the following process represents the enthalpy of formation of AgCl? Explain.

　（a）

　AgCl(s) Cl (aq) Ag- 

　 （b）

　AgCl(s) Cl21Ag(s)2 

　（c）

　2Cl21Ag(s) AgCl(s)  

　（d）

　Au(s) AgCl(s) AuCl(s) Ag(s)   

　Solution:

　（b）

　30.Under standard state， caculate the enthalpy of decompsition of NaHCO 3

　（s）

　into Na 2 CO 3

　（s）， CO 2

　（g）and H 2 O（g）

　at

　298.15 K.

　2NaHCO 3 （s）

　 Na 2 CO 3 （s）+ CO 2 （g）+ H 2 O（g）

　Solution:

　) 81 . 950 ( 2 ) 82 . 241 ( ) 51 . 393 ( ) 68 . 1130 (             m f B m rH H

　91 . 33 

　Jmol1 31.Without consulting entropy tables， predict the sign of △ S for each the following process.

　（a）

　2O(g) (g) O 2 

　（b）

　(g) 2NH (g) 3H (g) N3 2 2 

　（c）

　O(g) H CO(g) (g) O H C(s)2 2  

　第 2 章

　化学反应的基本理论

　2-12 （d）

　(g) Br (l) Br2 2

　（e）Desaltination of seawater （f）

　Hard boiling of an egg.

　Solution:

　（a）

　S  ＞0

　 （b）

　S  ＜0

　 （c）

　S  ＞0

　 （d）

　S  ＞0

　 （e）

　S  ＜0

　 （f）

　S  ＜0

　 32.θm f G for the formation of HI（g）from its gaseous elements is -10.10 kJ/mol at 500 K. When the partial pressure of HI is 10.0 atm，and of I 2

　0.001 atm，what must the partial pressure of hydrogen be at this temperature ot reduce the magnitude of G  for the reaction to 0. Solution:

　I 2

　（g）

　+

　H 2 （g）

　2HI（g）

　 Q RT G Gm rln     

　 Q ln 500 314 . 8 2 10 . 10 0      

　 2001 . 010 2HpQ =129

　2 . 7752Hp

　atm 33.Calculate the enthalpy change for the reactions

　 O(g) 2H (g) SiF 4HF(g) (s) SiO2 4 2  

　O(g) 2H (g) SiCl 4HCl(g) (s) SiO2 4 2  

　Explain why hydrofluoric acid attacks glass， whereas hydrochloric acid does dot. Solution:

　反应（1）

　) 1 . 271 ( ) 49 . 910 ( ) 82 . 241 ( ) 9 . 1614 (            m f B m rH H

　 11 . 675  

　Jmol1 反应（2）

　) 31 . 92 ( ) 49 . 910 ( ) 82 . 241 ( ) 01 . 657 (           m f B m rH H

　 99 . 103 

　Jmol1 反应（1）是放热反应，而反应（2）是吸热反应，所以（1）更容易进行。

　35.Calculate the value of the thermodynamic decomposition temperature（T d ）for the reaction NH 4 Cl（s）

　NH 3 （g）+ HCl（g）at the standard state.

　Solution:

　 r H  m =[ 46.11 92.307+314.43] kJmol1=176.01 kJmol1

　  r S  m =[192.45+186.90894.6] Jmol1K1 =284.758Jmol1K1

　T d

　=  r H  m / r S  m =176.01 kJmol1/284.758103kJmol1K1=618.12K

　35.the reaction 2NOBr Br 2NO2  ， the following mechanisim has been suggested: For

　) fast ( NOBr Br NO2 2 

　 k 1

　NOBr(slow) 2 NO NOBr 2   k 2

　Determine a rate law consistent with this mechanism. Solution:

　 υ=k 2 C NOBr2 *C NO

　d（NOBr 2 ）/dt= k 1 C NO *C Br2 - k 2 C NO *C NOBr2

　=0

　C NOBr2 = (k 1/ k 2 )*C Br2

　υ=k 2 C NOBr2 *C NO =k 1 C Br2 C NO

　36.A sample of D-ribose （C 5 H 10 O 5

　with mass 0.727 g was weighed in a calorimeter and then ignited in the presence of excess Oxygen. The temperature rose by 0.910 K when the sample was combusted. In another separated experiment in the same calorimeter， the combustion of 0.825 g of benzoic acid， for which the =3251 kJ·mol -1 ， gave a temperature rise of 1.904 K. Calculate the

　 r U m  and  r H m 

　of D-ribose was combusted. Solution:

　 n C5H10O5 =0.727/150=4.85*10^-3 mol

　n benzoic acid =0.825/122=6.76*10^-3mol

　 r H m  =Q p,m = r U m  +nRT=Q v,m +nRT

　Q v,m(benzoic acid) = r H m  (benzoic acid) -nRT=-3251-0.5*8.314*298.15/1000=-3252.24kJ·mol -1

　 C=-nQ v,m(benzoic acid) /T=-6.76*10^-3*-3252.24/1.904 =11.55

　kJ·K -1

　  r U m  (C5H10O5) =Q v,m =-CT/n=-11.55*0.910/ 4.85*10^-3=-2167.11 kJ·mol -1

　 r H m  (C5H10O5 ）

　= r U m  +nRT= -2167.11kJ·mol -1

推荐访问:第二章 化学反应 习题