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1、第5章 化学热力学5-6测得氯化汞在407的1L容积的真空系统里完全蒸发到达的压力为60kPa, 求氯化汞蒸气的摩尔质量和化学式。mRT2.96 8.314(407 + 273)解：M =PV=601= 278.92QHgCl的式量 = 271.4962 分子式为 :HgCl5-825时将一样压力的氮气和15L氧气压缩到一个的真空容器中，测得总压为150kPa，求两种气体的初始压力；求混合气体中氮和氧的分压；将温度上升到210，容器的总压。由于混合前氮气和氧气的压力一样，因此可以假定它们混合过程为等压混合只混合，不转变压力，则依据分体积的定义，氮气和氧气混合前的体积则为分体积，混合后的总体积为
2、15+5 = 20L，混合后的初始压力体积20L)与混合前两种气体的初始压力一样。然后再把混合气体体积压缩到10L。解： (1) Q P V = P VP V150 10 P =22 = 75kPa11221V201(2) PN2= X P =N25 150 = 37.5kPa20P= 150 - 37.5 = 112.5kPaO2=12(3) PPP = 150 (210 + 273) = 243kPaTT2122985-9.25，下把氨气通入容积为刚性密闭容器中，在 350下用催化剂使局部氨分解为氮气和氢气，测得总压为 5MPa，求氨的解离度和各组分的摩尔分数和分压。PV1.47 103
3、1解 n =11RT1= 0.593mol8.314 298PV5103 1n=22RT2= 8.314 (350 + 273)= 0.965mol2NH3=N2 + 3H2nx3x平-2x +x +4x =x =0. 186mola = 2 0.186 100% = 62.7% 0.593XNH3= 0.593 - 2 0.186 = 0.2290.965PNH3= 0.229 5 = 1.14MPaX= 0.186 = 0.193H20.965P= 0.193 5 = 0.965MPaN2NX= 1 - 0.229 - 0.193 = 0.5782P= 5 0.578 = 2.89MPaH
4、25-10. 某乙烯和足量的氢气的混合气体的总压为6930Pa，在铂催化剂下发生如下反响： C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g),反响完毕时温度降至原温度后测得总压为4530Pa。求原混合气体中乙烯的摩尔分数。解：C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)PXY0始P0Y-XX终P = X+Y = 6930PaP = Y-X+X = 4530Pa始终XX= 6930- 4530 = 0.346乙烯 X + Y69305-14.反响CaC2(s) + 2H2O(l) = Ca(OH)2(s) +C2H2(g) 在298K下的标准摩尔热力学能变化量为求该反响的标准摩尔焓变。B解：H
5、=U +PV = U +RTn(g)=+10-32981=5-16. Al2O3(s)和MnO2(s)的标准摩尔生成焓为和,计算1g铝与足量MnO2(s)反响产生的热量。解：4Al(s) + 3MnO2(s) = 2Al2O3(s) + 3Mn(s)Hfm /kJmol-10-521-16760 Q =1 (-1789) = -16.56kJ4 27rm H = 2(-1676) - 3(-521) =5-17. Cl-(aq)的标准摩尔生成焓为，计算 1molHCl(g)溶于足量水中释放出多少热？解：HCl (g) +(aq) = H+ (aq) + Cl- (aq)Hfm /kJmol-1
6、0Hrm=-=解答：D H q = 12D H q (COrmfm2, g) +10DH q (Hfm2O, g) - 4DH q C H (NO )fm353 3, l)= 12 (-393.509) +10 (-241.818) - 4 (-355)kJ mol -1= -5720.264kJ mol -1 -5.72MJ mol -15-25. N2、NO和O2的解离焓分别为、 和仅利用这些数据推断NO在常温常压下能否自发分解。解： 2NO(g) = N2(g) + O2(g)Hr m= 2 =反响前后气体分子数一样，S 变化不大。 反响的G 主要取决于H ，故G 0，反响自发。5-26
7、. 以下反响是熵增还是熵减反响？葡萄糖燃烧；乙炔燃烧；碳酸氢钠分解；铁丝燃烧；甲烷与水蒸气反响生成水煤气；甲烷与氧气反响生成合成气。解： C6H12O6(s) + 6O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l) 2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l) 2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(l) 3Fe(s) + 2O2(g) = Fe3O4(s) CH4(g) + H2O(g) = CO (g) + 3H2(g) 2CH4(g) + O2(g) = 2CO(g) + 4H2(g)、 S0、 S05-28. 碘钨灯灯
8、内发生如下可逆反响：W(s)+I2(g)=WI2(g) Gfm /0S m /251r 求623K时，上式反响的 G m 估算WI2(g)在钨丝上分解所需的最低温度。r解： G 298= S 298 =rrH298 G =r298+298rS 298=+ 29810-3(= -G r623 Hr298- 623rS298= - 623 10-3=WI2(g) = W(s) + I2(g) H=40S.568 =100用0 凸透镜聚拢太阳光加热分解倒置在液汞上的装满液汞r298T =r29843.19= 939.3K试管内的氧化汞，使其分解。估算：使氧气的压力到达标态压力和1kPa所需的最低温度
9、，并估量为使氧气压力达1kPa ，试管的长度至少为多长？ 解：HgO(s) = Hg(s) + O2(g)fHm/00Sm/rH298 =rS298 = 1/2 +=K-1标态下的分解温度T = 90460 = 841.5K 107.51kPa下的分解温度试管的长度应大于760mm。T =904601= 714.3K107.5 - 8.314 ln()1 / 21005-30解答：2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g)D Hq = 2D H q (CO , g) - 2D H q (NO, g) - 2D H q (CO , g)mol-1 = -746.648kJ
10、 mol-1r298fm2fmfm= 2 (-393.509) - 2 90.25 - 2 (-110.525)kJD Sq = Sq (N , g) + 2Sq (CO , g) - 2Sq (NO, g) - 2Sq (CO, g)K -1 mol-1r298m2m2mm= 191.61+ 2 213.74 - 2 197.674 - 2 210.761 = -197.78JD Hq-476.648103rT Dr298Sq298=-197.78=3775K5-31石灰窑的碳酸钙需加热到多少度才能分解？假设在一个用真空泵不断抽真空的系统内，系统内的气体压力保持10Pa，加热到多少度才能分解
11、？解：CaCO3(s) = CaO(s)+ CO2(g)fHm / Sm / 1rH298=+=rS298 =+=1标态下的分解温度T = 178321 = 1110.4KT160.5910Pa下的分解温度T =DH q=DS q - R ln J178321160.59 - 8.314 ln( 0.010 )100= 751.9K第6章化学平衡6-1 写出以下各反响的标准平衡常数表达式和试验平衡常数表达式. 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g). NH4HCO3(s) = CO2(g)+NH3(g) +H2O(g) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) CO2(
12、g) = CO2(aq)解：K q =P/ Pq 2SO3P2=3KSOP/ Pq 2 P/ Pq SOO22PPSO22 PO2 K q = PCO2/ Pq PNH3/ Pq PH O2/ Pq K= PPCO2PNH3PH O2K q = PCO2/ Pq K= PPCO2K q= CO2PCO2/ Cq/ PqK = CO2 PCO26-2(1)K1 = Kq2 = 10-3)2 = 10-6 (2) K2 = 1/ Kq = 1/10-3 = 1026-4 测得合成氨反响在 500的平衡浓度分别为： H2=L,N2=L,NH3= L,求Kq、Kc以及KP分别用Pa和bar为气体的压力单位。解： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)K=NH320.262= 0.0593 (m
