程兰征版物理化学习题解答3

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程兰征版物理化学习题解答3知识讲解

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程兰征版物理化学习题解答3第三章 化学平衡1、气相反应:2SO 3(g)=2SO 2(g)+O 2(g)在1000K 时的平衡常数θc K =3.54×103,求该反应的θK (1000K)和θx K (1000K)。

解:第一问能做,第二问不能做(不知道系统总压)。

解答略。

2、氧化钴(CoO)能被氢或CO 还原为Co ,在721℃、101325Pa 时,以H 2还原,测得平衡气相中H 2的体积分数2H φ=0.025;以CO 还原,测得平衡气相中CO 的体积分数2H φ=0.0192。

求此温度下反应CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) 的平衡常数θK 。

解:CoO(s) + H 2(g) = Co(s) + H 2O (1)0.025θp (1-0.025) θp390.025025.0-11==θK CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO 2 (2)0.0192θp (1-0.0192) θp510.01920192.0-12==θK (2)-(1)= CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) ,所以θθθ123/K K K ==51/39=1.313、计算加热纯Ag 2O 开始分解的温度和分解温度。

(1)在101325Pa 的纯氧中;(2)在101325Pa 且2O φ=0.21的空气中。

已知反应2Ag 2O(s)=4Ag(s)+O 2(g)的)(T G m r θ∆=(58576-122T/K)J ·mol -1。

解:分解温度即标态下分解的温度。

令)(T G m r θ∆=(58576-122T/K)<0,得T >480K 开始分解温度即非标态下分解的温度。

令)(T G m r ∆=(58576-122T/K)+8.314×Tln0.21<0,得T >434K4、已知Ag 2O 及ZnO 在温度1000K 时的分解压分别为240及15.7kPa 。

《物理化学》教材习题参考解答

《物理化学》教材习题参考解答

第一篇化学热力学第一章热力学基本定律.1-1 0.1kg C6H6(l)在,沸点353.35K下蒸发,已知(C6H6) =30.80 kJ mol-1。

试计算此过程Q,W,ΔU和ΔH值。

解:等温等压相变。

n/mol =100/78 , ΔH = Q = n = 39.5 kJ , W= - nRT = -3.77 kJ , ΔU =Q+W=35.7 kJ1-2 设一礼堂的体积是1000m3,室温是290K,气压为pϑ,今欲将温度升至300K,需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体,并已知其C p,m为29.29 J K-1·mol-1。

)解:理想气体等压升温(n变)。

Q=nC p,m△T=(1000pϑ)/(8.314×290)×C p,m△T=1.2×107J1-3 2 mol单原子理想气体,由600K,1.0MPa对抗恒外压绝热膨胀到。

计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。

(Cp ,m=2.5 R)解:理想气体绝热不可逆膨胀Q=0 。

ΔU=W ,即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1), 因V2= nRT2/ p2, V1= nRT1/ p1,求出T2=384K。

ΔU=W=nCV,m(T2-T1)=-5.39kJ ,ΔH=nC p,m(T2-T1)=-8.98 kJ1-4 在298.15K,6×101.3kPa压力下,1 mol单原子理想气体进行绝热膨胀,最后压力为pϑ,若为;(1)可逆膨胀(2)对抗恒外压膨胀,求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度;气体对外界所作的功;气体的热力学能变化及焓变。

(已知C p,m=2.5 R)。

解:(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3 , 过程方程p11-γT1γ= p21-γT2γ, T2=145.6 K ,ΔU=W=nC V,m(T2-T1)=-1.9 kJ , ΔH=nC p,m(T2-T1)=-3.17kJ(2)对抗恒外压膨胀,利用ΔU=W ,即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ,求出T2=198.8K。

物理化学习题解答(三)

物理化学习题解答(三)

物理化学习题解答(三)习题p200~2031.有5mol某双原子理想气体,已知其C v,m=2.5R,从始态400K,200kPa,经绝热可逆压缩至400kPa后,再真空膨胀至200kPa,求整个过程的Q,W,ΔU,ΔH和ΔS。

解:(1) 绝热可逆:Q1=0,ΔS1=0,W1=ΔU1。

T1γp11-γ=T2γp21-γ,(T2/T1)γ=( p1/p2) 1-γ,γln(T2/T1)=(1-γ)ln( p1/p2)ln(T2/T1)=(1/γ-1)ln( p1/p2)= (5/7-1)ln(200/400)= 0.198042T2=T1exp(0.198042)=400exp(0.198042)=487.6KW1=ΔU1=n C v,m(T2-T1)=5×2.5×8.314×(487.6-400)=9103.83JΔH1=n C p,m(T2-T1)=5×3.5×8.314×(527.8-400)=12745.36J(2) 真空膨胀:Q2=0,W2=ΔH2=ΔU2=0。

设计等温可逆过程:ΔS2=nR ln(p1/p2)=5×8.314×ln(400/200)=28.81 J.K-1整个过程:Q=Q1+Q2=0,W=W1+W2=W1=9103.83JΔU=ΔU1+ΔU2=ΔU1=9103.83JΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH1=12745.36JΔS=ΔS1+ΔS2=ΔS2=28.81 J.K-12.有5molHe(g),可看作理想气体,已知其C v,m=1.5R,从始态273K,100kPa,变到终态298K,1000kPa,计算该过程的熵变ΔS。

解:(1) 设计等温可逆过程:273K,100kPa→273K,1000kPaΔS1=nR ln(p1/p2)=5×8.314×ln(100/1000)= -95.72J.K-1(2) 设计等压可逆过程:273K,1000kPa→298K,1000kPaΔS2=nC p,m ln(T2/T1)=5×2.5×8.314ln(298/273)=9.106J.K-1则:273K,100kPa→298K,1000kPaΔS=ΔS1+ΔS2=-95.72+9.106=-86.61 J.K-13.在绝热容器中,将0.10kg、283K的水与0.20kg、313K的水混合,求混合过程的熵变ΔS mix。

物理化学 答案 第三章_习题解答

物理化学 答案 第三章_习题解答

Ο 在 298.15K 的 Δ r H m = −9.20kJ ⋅ mol −1 ,C2H5OH (1) 的标准摩尔燃烧焓为-1366.8kJ·mol 1, CH3COOH (1)
-
Ο 的为-874.54kJ·mol 1。试求 CH3COOC2H5(1)的标准摩尔生成焓 Δ f H m (298.15K) 。
-
解:根据题给数据,可设计下列过程:
Δr H m CH 2COOH (1) + C2 H 5OH (1) + 5O2 ( g ) ⎯⎯⎯ → CH 3COOC2 H 5 (1) + H 2O (1) + 5O2
Ο
Δ c H1
恒温 25℃ 4CO2(g)+5H2O(1)
Δc H 2
Ο Δ c H 2 = Δ c H1 − Δ r H m (298.15K ) Ο Ο Δ c H1 = Δ c H m (CH 3 COOH ,1, 298.15 K ) + Δ c H m (C2 HOH ,1, 298.15K )
(3) Δ r Η m = Δ f Η m (CH 3 OH ) − Δ f Η m (CH 4 ) −
Θ
Θ
Θ
1 Δ f ΗΘ m (O2 ) 2
= −238.7 − (−74.81) = −163.89 KJ ⋅ mol −1
Θ Θ Θ Δr Sm = Sm (CH 3 OH ) − S m (CH 4 ) −
= −393.51 − 74.81 − (−484.5) = −16.18 KJ ⋅ mol −1
Δ r C p ,m = C p ,m (CO2 ) + C p , m (CH 4 ) − C p ,m (CH 3COOH ) = 31.4 + 37.7 − 52.3 = 16.8 J ⋅ mol −1

程兰征版物理化学习题解答3

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第三章化学平衡1、气相反应:2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)在1000K 时的平衡常数K F=3.54 X 103,求该反应的K’(IOOOK) 和K/(1000K)。

解:第一问能做,第二问不能做(不知道系统总压) 。

解答略。

2、氧化钴(CoO)能被氢或CO还原为Co,在721 C、101325Pa时,以H2还原,测得平衡气相中出的体积分数H2=0.025 ;以CO还原,测得平衡气相中CO的体积分数H2 =0.0192。

求此温度下反应CO(g)+H 2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数K 匕解:CoO(s) + H2(g) = Co(s) + H2O (1)0.025 ph (1-0.025) p71a1-0.025Q 390.025CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO2 (2)0.0192 (1-0.0192) p711 -0.0192510.0192(2)-(1)= CO(g)+H 2O(g)=CO2(g)+H2(g),所以K/ - K// K/=51/39=1.313、计算加热纯Ag2O开始分解的温度和分解温度。

(1)在101325Pa的纯氧中;(2)在101325Pa且的空气中。

已知反应2Ag2O(s)=4Ag(s)+O 2(g)的.:r G m(T ) =(58576-122T/K)J • mol-1。

解:分解温度O2=0.21即标态下分解的温度。

令.l r G:(T ) =(58576-122T/K)<0,得T>480K开始分解温度即非标态下分解的温度。

令.「G m(T) =(58576-122T/K)+8.314 X Tin0.21<0,得T>434K4、已知Ag2O及ZnO在温度1000K时的分解压分别为240及15.7kPa。

问在此温度下(1)哪一种氧化物容易分解? (2)若把纯Zn及纯Ag置于大气中是否都易被氧化?( 3)若把纯Zn、Ag、ZnO、Ag2O 放在一起,反应如何进行?(4)反应ZnO(s)+2Ag(s)=Zn(s)+Ag 2O(s)的• : r H m=242.09kJ - mol -,问增加温度时,有利于那种氧化物的分解?解:(1)氧化银易分解;(2)银不易被氧化;(3) Zn + Ag2O = Ag + ZnO ; (4) ZnO5、已知下列反应的冷G;-T关系为:A 5 1Si(s)+O2(g)=SiO2(s); :r G m(T) =(-8.715 X 10 +181.09T/K)J • mol-A 5 12C(s)+O2(g)=2CO(g); :r G m(T) =(-2.234 X 10 -175.41T/K)J • mol-试通过计算判断在1300K时,100kPa下,硅能否使CO还原为C?硅使CO还原的反应为:Si(s)+2CO(g)=SiO 2(s)+2C(s)解:(1) - (2) = (3),贝Ua 5 1:Qm(T) =(-6.481 X 10 +356.5T/K)J • mol-1300K 时,r G m(T) =(-6.481 X 105+356.5 X 1300)=-1.847 X 105J - mol-1<0,可以6、将含水蒸气和氢气的体积分数分别为0.97和0.03的气体混合物加热到1000K,这个平衡气体混合物能否与镍反应生成氧化物?已知Ni(s)+0.5O2=NiO(s); • :^1(1000 K ) =-146.11 kJ • mol-1解:查表得CO(g) +H2O(g) =CO 2(g) + H 2(g):f H F(298K )-110.54 -241.84 -393.5 0 S m (298K )197.9188.74213.64130.58-1K -1 • molH 2(g)+0.5O 2(g)=H 2O(g); .-:r G ^(1000 K) =-191.08 kJ • mol -1解: (1) - (2) 得 Ni(s)+ H 2O(g)= NiO(s)+ H 2(g).■■■:r Gm(1000 K ) =-146.11 + 191.08 =44.97kJ • mol -1 .■■■:rGm (1000 K ) = . :rGm (1000 K ) +RTInQ-1=44970+8.314 X 1000 X ln (0.03/0.97) =16.07 kJ • mol 反应不能正向进行。

物理化学3答案资料

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物理化学试卷班级 姓名 分数一、选择题 ( 共 8题 15分 ) 1. 2 分 (5553) 55531-1 级对峙反应 12AB k k 由纯 A 开始反应,当进行到 A 和 B 浓度相等的时间为: (正、逆向反应速率常数分别为 k 1 ,k 2) ( ) (A) t = ln12k k (B) t =11221ln kk k k -(C) t =1121212ln k k k k k +-(D) 112121ln k t k k k k =+-2. 2 分 (9109) 9108吉布斯自由能判据可以写作: ( ) (A )(d G )T, p, W =0 ≤0 (B )(d G )f,,0T p W=≤0(C )(d G )T, p, W =0 ≥0 (D )(d G )f,,0T p W=≥03. 2 分 (2184) 2184在310 K,纯H 2O(l)的蒸气压为6.275 kPa,现有1 mol 不挥发物质B(s)溶于4 mol H 2O(l)形成溶液,若溶液中水的活度为0.41(以纯水为标准态),则溶解过程中1 mol H 2O(l)的Gibbs 自由能变化为:( ) (A) -557 J ⋅mol -1 (B) -2298 J ⋅mol -1 (C) -4148 J ⋅mol -1 (D) 4148 J ⋅mol -14. 2 分(0186)0186一定量的理想气体从同一始态出发,分别经(1) 等温压缩,(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态,以H1,H2分别表示两个终态的焓值,则有:( )(A) H1> H2(B) H1= H2(C) H1< H2(D) H1 H25. 2 分(0847)0847101.325 kPa,-5℃时,H2O(s)−−→H2O(l),其体系熵变:( )(A) Δfus S体系>0(B) Δfus S体系<0(C) Δfus S体系≤0(D) Δfus S体系=06. 2 分(1704)1704有关化学势与物质流动方向的关系中下述哪种说法是不正确的。

物理化学上册作业习题答案

第一章气体的pVT 关系1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接,泡内密封着标准状况条件下的空气。

若将其中一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气的压力。

解:方法一:在题目所给出的条件下,气体的量不变。

并且设玻璃泡的体积不随温度而变化,则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n=+=终态(f )时 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=ff ff f ff f ff T T T T R Vp T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 kPaT T T T T p T T T T VR n p f f f f i i ff f f f 00.117)15.27315.373(15.27315.27315.373325.1012 2,2,1,2,1,2,1,2,1=+⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=1-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽真空的200 cm 3容器中,直至压力达101.325kPa ,测得容器中混合气体的质量为0.3879g 。

试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。

解:设A 为乙烷,B 为丁烷。

mol RT pV n 008315.015.293314.8102001013256=⨯⨯⨯==-BA B B A A y y mol g M y M y n m M 123.580694.30 867.46008315.03897.01+=⋅==+==- (1) 1=+B A y y (2)联立方程(1)与(2)求解得401.0,599.0==B By ykPap y p kPa p y p B B A A 69.60325.101599.063.40325.101401.0=⨯===⨯==1-8 如图所示一带隔板的容器中,两侧分别有同温同压的氢气与氮气,二者均克视为理想气体。

程兰征版物理化学习题解答4学习资料

程兰征版物理化学习题解答4第四章 液态混合物和溶液1、25℃时,w B =0.0947的硫酸水溶液,密度为1.0603g/cm -3,求硫酸的摩尔分数,质量摩尔浓度和物质的量浓度以及质量浓度。

解:1L 溶液中,硫酸的质量为1000×1.0603×0.0947=100.4g ,n B =100.4/98=1.025mol 水的质量为1000×1.0603×(1-0.0947)=959.89g ,n A =959.89/18=53.33molx B =1.025/(1.025+53.33)=0.01885;m B =1.025×1000/959.89=1.068mol/kg ;c B =1.025mol/L ;ρB =100.4g/L2、25℃时水的蒸气压为3.17kPa ,若一甘油水溶液中甘油的质量分数w =0.0100,问溶液的蒸气压为多少?(甘油即丙三醇,摩尔质量为93.1g/mol ,是不挥发性溶质)。

解:18/991.93/118/99x B +==0.998;p=3.17×0.998=3.16kPa3、20℃时乙醚的蒸气压为59.00kPa ,今有100.0g 乙醚中溶入某挥发性有机物质10.0g ,蒸汽压下降到56.80kPa ,试求该有机物的摩尔质量。

解:1122122M /G M /G *p n n *p x *p p ===∆ 59.00-56.80=59.00×18/90M /102;解得M 2=53.6g/mol 书上答案不对。

4、0℃时,101325Pa 的氧气在水中的溶解度为344.90cm 3,同温下,101325Pa 的氮气在水中的溶解度为23.50cm 3,求0℃时与常压空气呈平衡的水中所溶解的氧气和氮气的摩尔比。

解:k (O 2)=101325/344.9;k (N 2)=101325/23.5c (O 2)=0.21×101325/k(O 2)=72.43 cm 3;c (N2)=0.78×101325/k(N2)=18.33 cm 3显然二者之比为3.955、40℃时苯及二氯乙烷的蒸气压分别为24.33及20.66kPa ,求40℃时与x (苯)=0.250的苯-二氯乙烷溶液呈平衡的蒸气组成及苯的分压。

(完整版)物理化学3

物理化学试卷班级 姓名 分数一、选择题 ( 共 4题 20分 ) 1。

5 分 (4446)444625℃,将含有Fe 2+和Fe 3+的水溶液与 Fe 粉一起振荡,使其达平衡,求出K = [Fe 2+]3[Fe 3+]—2= 8.98×1040,其 (Fe 2+/Fe) = —0。

4402 V ,则下列答案正确的是: ( )(A) (Fe 3+/Fe 2+) = 0。

771 V , (Fe 2+/Fe) = 0.3308 V(B ) (Fe 3+/Fe 2+) = 1。

6514 V , (Fe 2+/Fe ) = 0。

8439 V (C) (Fe 3+/Fe 2+) = 0.771 V , (Fe 2+/Fe) = —0。

0365 V(D) (Fe 3+/Fe 2+) = 1.6514 V, (Fe 2+/Fe ) = -0.0365 V2. 5 分 (7149)7149试由管孝男速率方程式 d /d t = k a p —μ-k d 导出弗伦德利希吸附等温式V =k p 1/ n 式中 n =+3. 5 分 (7376)7376介电常数的量纲是: ( )(A) L M -1 T I -2(B) L -1 M T 2 I -1(C) L —2 M T 3 I(D) L —3 M -1 T 4 I 24. 5 分 (4181)4181在298 K 时,下述电池电动势为0.456 V ,Ag+AgI(s)|KI (0。

02 mol ·kg —1 ,±= 0。

905)||KOH(0.05 mol ·kg —1,±= 0。

820)|Ag 2O(s)|Ag当电池反应进行至电子传输量为1mol 时,这时电池反应的平衡常数为: ( )(A ) 5.16×107 (B) 1。

9×10-8(C ) 1。

17×108 (D ) 1。

22×109二、填空题 ( 共 4题 20分 )5。

程兰征版物理化学习题解答7

第七章 电池电动势及极化现象习题解答1、已知0.100mol/kgBaCl 2溶液中,γ±=0.501,求BaCl 2的活度。

解:m ±=34m B =0.1587mol/kg ,a ±=34γ±·m B =0.07953a B = 4(γ±·m B )3=5.03×10-42、在25℃,Ag(s)+0.5Hg 2Cl 2(s)=AgCl(s)+Hg(l)的ΔH θ(298K)=7950J/mol ,又知Ag 、AgCl 、Hg 2Cl 2、Hg 的标准摩尔熵分别为:42.7、96.1、196.0、77.4J ·K -1·mol -1。

求下列电池的标准电动势及其温度系数:Ag(s),AgCl(s)|KCl(aq)|Hg 2Cl 2(s),Hg(l)解:ΔS θ(298K)=96.1+77.4-42.7-0.5×196.0=32.8(J ·K -1·mol -1)ΔG θ(298K)=7950-298×32.8=-1824.4(J/mol )E θ= -1824.4/1×(-96500)=0.01891(V)p )(T E ∂∂=32.8/1×(96500)=3.4×10-4(V/K)3、查标准电极电势表(表7-1),计算下列电池的电动势(25℃)。

(1)Ag,AgBr|Br -(a =0.10)||Cl -(a =0.010)|AgCl,Ag(2)Pt,H 2(p θ)|HCl(a ±=0.10)|Cl 2(p =5066Pa),Pt(3)Pt,H 2(p θ)|HCl(a ±=0.10)|Hg 2Cl 2,Hg(4)K-Hg(a =0.010)|KOH(a ±=0.50)|HgO,Hg(5)Pb,PbSO 4|CdSO 4(0.20mol/kg, γ±=0.11)|| CdSO 4(0.020mol/kg, γ±=0.32)|PbSO 4,Pb (6)Zn|Zn 2+(a =0.01)||Fe 2+(a =0.001),Fe 3+(a =0.10)|Pt 解:(1)AgCl+Br - =AgBr+Cl -E =0.2223-0.0713-10.0010.0lg10592.0=0.2102V (2)0.5 H 2+ 0.5Cl 2=HClE =1.3583-0.0-0.5225)(5066/101310.0lg10592.0=1.4382V(注意:a = a ±2)书上答案不对(3)0.5H 2+ 0.5Hg 2Cl 2=Hg+HClE =0.2799-0.0-110.0lg 10592.02=0.3983V书上答案不对(4)K+0.5HgO+0.5H 2O=Hg+KOHE =0.0986-(-2.924)-010.050.0lg 10592.02=2.9398V[注意:E θ(HgO/Hg)=0.0986V]书上答案不对(5)SO 42-(0.20mol/kg, γ±=0.11) =SO 42-(0.020mol/kg, γ±=0.32)近似:a +=a -= a ±=m ±γ±E =-0.1120.00.32020.0lg20592.0⨯⨯=0.01587V书上答案不对(6)Zn+2Fe 3+=Zn 2++2Fe 2+E =0.770-(-0.7628)-2210.00.01001.0lg20592.0⨯=1.7104V4、电池Pb,PbCl 2|KCl(aq)|AgCl,Ag 在25℃、p θ下的E θ=0.490V (1)写出电极反应和电池反应;(2)求电池反应的θm r S ∆、θm r G ∆、θm r H ∆,已知p )(TE ∂∂=-1.80×10-4V ·K -1解:正极:2AgCl+2e=2Ag+2Cl - ;负极:Pb-2e+2Cl -=PbCl 2电池反应:Pb+2AgCl=PbCl 2+2Agθm r G ∆=-2×96500×0.490=-94570(J/mol)θm r S ∆=2×96500×(-1.80×10-4)=-34.74(J ·K -1·mol -1)θm r H ∆=-94570+298×(-34.74)=-104922.5(J/mol)5、试验测出具有下列电池反应的可逆电池,其电动势与温度的关系式为:Cd(s)+Hg 22+=Cd 2++2Hg(l)E t =[0.6708+1.02×10-4(t/℃-25)-2.4×10-6(t/℃-25)2]V求该反应在40℃时的θm r H ∆、θm r G ∆、θm r S ∆。

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第三章 化学平衡1、 气相反应:2SO 3(g)=2SO 2(g)+O 2(g)在1000K 时的平衡常数θc K =3.54×103,求该反应的θK (1000K)和θx K (1000K)。

解:第一问能做,第二问不能做(不知道系统总压)。

解答略。

2、氧化钴(CoO)能被氢或CO 还原为Co ,在721℃、101325Pa 时,以H 2还原,测得平衡气相中H 2的体积分数2H φ=0.025;以CO 还原,测得平衡气相中CO 的体积分数2H φ=0.0192。

求此温度下反应CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) 的平衡常数θK 。

解:CoO(s) + H 2(g) = Co(s) + H 2O (1)0.025θp (1-0.025) θp390.025025.0-11==θK CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO 2 (2)0.0192θp (1-0.0192) θp510.01920192.0-12==θK (2)-(1)= CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) ,所以θθθ123/K K K ==51/39=1.313、计算加热纯Ag 2O 开始分解的温度和分解温度。

(1)在101325Pa 的纯氧中;(2)在101325Pa 且2O φ=0.21的空气中。

已知反应2Ag 2O(s)=4Ag(s)+O 2(g)的)(T G m r θ∆=(58576-122T/K)J ·mol -1。

解:分解温度即标态下分解的温度。

令)(T G m r θ∆=(58576-122T/K)<0,得T >480K开始分解温度即非标态下分解的温度。

令)(T G m r ∆=(58576-122T/K)+8.314×Tln0.21<0,得T >434K4、已知Ag 2O 及ZnO 在温度1000K 时的分解压分别为240及15.7kPa 。

问在此温度下(1)哪一种氧化物容易分解?(2)若把纯Zn 及纯Ag 置于大气中是否都易被氧化?(3)若把纯Zn 、Ag 、ZnO 、Ag 2O 放在一起,反应如何进行?(4)反应ZnO(s)+2Ag(s)=Zn(s)+Ag 2O(s)的m r H ∆=242.09kJ ·mol -1,问增加温度时,有利于那种氧化物的分解?解:(1)氧化银易分解;(2)银不易被氧化;(3)Zn + Ag 2O = Ag + ZnO ;(4)ZnO5、已知下列反应的θm r G ∆-T 关系为:Si(s)+O 2(g)=SiO 2(s); )(T G m r θ∆=(-8.715×105+181.09T /K)J ·mol -12C(s)+O 2(g)=2CO(g); )(T G m r θ∆=(-2.234×105-175.41T /K)J ·mol -1 试通过计算判断在1300K 时,100kPa 下,硅能否使CO 还原为C ?硅使CO 还原的反应为:Si(s)+2CO(g)=SiO 2(s)+2C(s)解:(1)-(2)=(3),则)(T G m r θ∆=(-6.481×105+356.5T /K)J ·mol -11300K 时,)(T G m r θ∆=(-6.481×105+356.5×1300)=-1.847×105J ·mol -1<0,可以6、将含水蒸气和氢气的体积分数分别为0.97和0.03的气体混合物加热到1000K ,这个平衡气体混合物能否与镍反应生成氧化物?已知Ni(s)+0.5O2=NiO(s); )1000(K G m r θ∆=-146.11 kJ ·mol -1H 2(g)+0.5O 2(g)=H 2O(g); )1000(K G m r θ∆=-191.08 kJ ·mol -1解:(1)-(2)得 Ni(s)+ H 2O(g)= NiO(s)+ H 2(g))1000(K G m r θ∆=-146.11+191.08 =44.97kJ ·mol -1)1000(K G m r ∆=)1000(K G m r θ∆+RT ln Q=44970+8.314×1000×ln (0.03/0.97)=16.07 kJ ·mol -1反应不能正向进行。

7、已知反应 PbS(s)+1.5O 2(g)=PbO(s,红)+SO 2(g),试计算在762K 下的平衡常数,并证明此温度下反应可进行得很完全(可作近似计算)。

解:查表得 PbS(s) + 1.5O 2(g) = PbO(s,红) + SO 2(g))298K (f θm H ∆ -94.3 0 -218.99 -296.9 kJ ·mol -1)298K (θm S 91.2 205.02 67.8 248.53 J ·K -1·mol -1)298K (θm r H ∆= -296.9-218.99+94.3= -421.59( kJ ·mol -1))298K (θm r S ∆= 248.53+67.8-91.2-1.5×205.02= -82.4 (J ·K -1·mol -1))762K (θm r G ∆= -421590+762×82.4= -358801( J ·mol -1)ln θK =358801/(8.314×762)=56.63 ; θK =3.95×1024 ;数值很大,应可进行得很完全。

8、通过计算说明磁铁矿(Fe 3O 4)和赤铁矿(Fe 2O 3)在25℃的空气中哪个更稳定?解:查表可知,磁铁矿(Fe 3O 4)和赤铁矿(Fe 2O 3)的)298K (f θm G ∆分别为-1014.2和-740.99 kJ ·mol -1 空气中,磁铁矿分解的)298K (m r G ∆=1014.2+8.314×298ln0.212= 1021.9赤铁矿分解的)298K (m r G ∆=740.99+8.314×298ln0.211.5= 746.8显然,磁铁矿更稳定。

(答案不对)9、试用标准摩尔熵法计算25℃时制氢反应CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)的θm r G ∆、θK 。

解:查表得 CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g))298K (f θm H ∆ -110.54 -241.84 -393.5 0 kJ ·mol -1)298K (θm S 197.9 188.74 213.64 130.58 J ·K -1·mol -1 )298K (θm r H ∆= -393.5+110.54+241.84= -41.12( kJ ·mol -1))298K (θm r S ∆= 130.58+213.64-197.9-188.74= -42.42 (J ·K -1·mol -1))298K (θm r G ∆= -41120+298×42.42= -28479( J ·mol -1)ln θK =28479/(8.314×298)=11.49 ; θK =9.82×10410、设上题的θm r H ∆、θm r S ∆与温度无关,计算200℃时的θm r G ∆。

和前题结果比较,那个温度更有利于CO 的转化?工业上实际的温度在200-400℃,这是为什么?解:)298K (θm r G ∆= -41120+473×42.42= -21055( J ·mol -1);可见,从热力学上考虑低温有利于反应。

但从动力学上考虑,温度高有利于反应。

11、试用标准生成吉布斯函数法求在25℃时反应3Fe(s)+2CO(g)=Fe 3C(s)+CO 2(g)的θm r G ∆、θK 。

解:查表得 3Fe(s) + 2CO(g) = Fe 3C(s) + CO 2(g))298K (f θm G ∆ 0 -137.28 14.64 -394.38 kJ ·mol -1 )298K (θm r G ∆= -394.38+14.64+2×137.28= -105.21 kJ ·mol -1ln θK =105210/(8.314×298)=42.46 ; θK =2.77×101812、为除去氮气中的杂质氧气,将氮气在101325Pa 下通过600℃的铜粉进行脱氧,反应为:2Cu(s)+0.5O 2=Cu 2O(s),若气流缓慢通过可使反应达到平衡,求经过纯化后在氮气中残余氧的体积分数。

已知298K 的θm H f ∆(Cu 2O)=-166.5 kJ ·mol -1, θm S (Cu 2O)=93.7,θm S (Cu)=33.5, θm S (O 2)=205J ·K -1·mol -1,反应的∑)(,B C m p B ν=2.09 J ·K -1·mol -1并假定不随温度变化。

解:θm r H ∆(298K)=-166.5 kJ ·mol -1, )298K (θm r S ∆=93.7-2×33.5-0.5×205=-75.8 J ·K -1·mol -1 θm r H ∆(873K)= θm r H ∆(298K)+⎰87329809d .2T = -166500+2.09×(873-298)=-165298 J ·mol -1 θm r S ∆(873K)= θm r S ∆(298K)+⎰873298d 2.09T T =-75.8+2.09×ln(873/298)=-73.55 J ·K -1·mol -1 θm r G ∆(873K)=-165298+873×73.55=-101089 J ·mol -1ln θK =101089/(8.314×873)=13.93 ; θK =1.119×106=101325/pp =0.09055(pa) ; φ(O 2)=0.0906/101325=8.93×10-7 (书上答案有问题)。

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