基础化学李保山第二版4 化学热力学基础习题答案

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) √ 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∆H ，不是只有恒压过程才有∆H 。 (5) ⨯ 原因见(7) (6) ⨯ 原因见(7)

(7) √ 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CaCO 3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Br 2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−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) ∆S > 0 ; (2) ∆S > 0 ; (3) ∆S > 0 ; (4) ∆S < 0 ; (5) ∆S < 0 ; (6) ∆S < 0 6． 解：(1) ∆S < 0 ; (2) ∆S > 0 ; (3) ∆S > 0 ; (4) ∆S < 0 ; (5) ∆S > 0

习题

1．解：(1) ∆U = Q + W = 100 – 540 = - 440 J

(2) ∆U = Q + W = – 100 + 635 = 535 J

2．解：(1) W = – p 外∆V = – 100( 0.040 – 0.015 ) = - 2.5 kJ

(2) 中间平衡态时，气体的体积为V = 33025.010

200298

314.80.2m p nRT =⨯⨯⨯= W = – p 外,1∆V 1 + (– p 外,2∆V 2) = - 200(0.025-0.015) - 100(0.040-0.025) = - 3.5 kJ

3．解：此过程为： )()(22l O H g O H =

解法1：

恒压过程：∆H = Q = - 2.26 ⨯ 450 = -1017 kJ

∆U = ∆H – (∆n)RT = -1017 – ( 0 - 18

450

)⨯ 8.314 ⨯ (100 + 273.15) ⨯ 10-3 = -939.4 kJ

W = ∆U – Q = -939.4 – (-1017) = 77.6 kJ

解法2：

3

3

31

1m 76480Pa 103101mol Kg 100218K 15373K mol J 3148Kg 450 02

18450

../....V RT .pV nRT pV =⨯⋅⨯⋅⋅⋅⋅=⇒=

⇒=--- 所以77.5KJ 7648.0103.101W 33=⨯⨯=m Pa

KJ 1017g 450KJ/g 26.2-=⨯-=Q 由于为恒压过程，KJ 1017Q -==∆p H

-939.5KJ 77.5KJ KJ 1017U =+-=+=∆W Q

4．解：方程式 (1) – (2) 得

2N 2(g) + 2O 2(g) = 4NO(g) ∆H θ = 360 kJ ⋅mol -1

所以11904

360),(--⋅=⋅=mol kJ mol kJ g NO H m f θ

∆

5．解：反应)()(2)(42g CH g H s C =+可由 (1) + 2 ⨯ (2) – (3) 得到，所以

12

31

23935228588900753.(.)(.).r m r r r H H H H kJ mol θθθθ

-∆=∆+⨯∆-∆==-+⨯---=-⋅

6．解：① N 2H 4(l)生成反应为：N 2(g) + 2H 2(g) → N 2H 4(l)

由反应[(2) ⨯ 3 + (3) – (1) – (4)]/4 得 N 2(g) + 2H 2(g) → N 2H 4(l)

② N 2H 4(l)的)]4()1()3()2(3[41θ

θθθθm r m r m r m r m f H H H H H ∆-∆-∆+∆=∆

16.50)]8.285()5.1011()143()3.317(3[41

-⋅=-----+-⨯=mol kJ

7．解：由反应(1) – 2 ⨯ (2) – 2 ⨯ (3)得N 2H 4 (l) + 2H 2O 2 (l) → N 2 + 4H 2O(l) 故此反应的

12.818)5.51(25.14922.622)3(2)2(2)1(-⋅-=-⨯-⨯--=∆⨯-∆⨯-∆=∆mol kJ H H H H m r m r m r m r θ

θθθ

8．解：(1) 反应NH 3(g) + HCl(g) = NH 4Cl(s) 的

431

3144461923176 (,)(,)(,).(.)(.)r m f m r m f m H H NH Cl s H NH g H HCl g kJ mol θθθθ-∆=∆-∆-∆=-----=-⋅

故2.0mol HCl (g)与2.0mol NH 3 (g)反应生成NH 4Cl (s)放出的热量为2 ⨯ 176 kJ = 352 kJ ；

(2) 由于HCl (g) → HCl (aq)

12.73-⋅-=∆mol kJ H m r θ