化学课后题 答案(3)

-1

H2(g)+1/2O2(g) →H2O(l); ΔrH?m，3= -285.8 kJ?mol

求2C(石墨)+2 H2(g)+O2(g) →CH3COOH(l)的ΔrH?m，4。

解：∵2?(2)?2?(3)?(1)=(4)

-1???∴ΔrH?m，4?2(ΔrHm，2+ΔrHm，3 )?ΔrHm，1= -488.3 kJ?mol

10. 煤的气化技术是由下列热化学反应组成，由碳与水反应生成甲烷。已知： CO（g）+H2O（g）→CO2(g)+H2(g)， C（石墨）+H2O（g）→CO(g)+H2(g)，

-1

ΔrH?m，1= -41.4kJ·mol

-1

ΔrH?m，2= +131.4kJ·mol

-1

CO（g）+3H2（g）→CH4(g)+H2O(g)， ΔrH?= -206.2kJ·mol m，3试计算反应：2C（石墨）+2H2O(g) →CH4(g)+CO2(g)的标准热效应，并与用标准生成焓公式法计算结果相比较。

-1

解：2?(2)?(3)?(1) ΔrH?m，4= 15.2kJ?mol

-1用标准生成焓公式法计算结果为ΔrH?m，4= 15.69 kJ?mol

11. 如果仅从单位质量的放热量来作比较，试问C2H2（g）、C2H6(g)、H2(g)和N2H4(l)中何者是最佳的高能燃料？

?C2H2（g）?rHm??1299.6kJ?mol?1??49.99kJ?g?1 ?C2H6(g) ?rHm??1559.09kJ?mol?1??51.97kJ?g?1

?1?H2(g) ?rHm??285.83kJ?mol??142.92kJ?g?1

?N2H4(l) ?rHm??622kJ?mol?1??20.74kJ?g?1

所以仅从单位质量的放热量来作比较，H2(g)是最佳的高能燃料。

12. 乙醇C2H5OH（l）和乙醛CH3CHO（l）完全燃烧时，分别放出热量为-1366.8kJ·mol-1

11

和–1166.4kJ·mol-1。（1）写出该两化合物燃烧反应的热化学方程式；（2）计算乙醇氧化为

-1乙醛反应的标准热效应。已知ΔfH? m(CH3CHO,l)=-196kJ?mol解：

???1366.8kJ?mol?1 C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l), ?rHm

5?1?CH3CHO(l)+O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l), ?rHm??1166.4kJ?mol

2乙醇氧化为乙醛的反应为：C12H5OH(l)+2O2(g)=CH3CHO(l)+H2O(l)

可见?????rHm,3?rHm,1??rHm,2??1366.8?1166.4??200.4kJ?mol?1

乙醇氧化为乙醛反应的标准热效应为-200.4 kJ?mol-1 用标准生成焓公式法计算结果为 -204.85kJ?mol-1

13. 根据附录二中标准熵的数据，计算下列反应的标准熵变：

（1）SiO2(s)+2H2(g) →Si(s)+2H2O(g)

S?-1m/J?mol?K-1，41.84 130.57 18.83 188.72

Δ?rSm=93.29J?mol-1?K-1

(2) NH4Cl(s)→NH3(g)+HCl(g)

S?-1m/J?mol-1?K，94.56 192.34 186.70

Δ?rSm=284.48J?mol-1?K-1

（3）SiO2(s)+2H2O(l) →SiH4(g)+2O2(g)

S?-1m/J?mol?K-1，41.84 69.91 204.51 205.03

ΔS?rm=432.91J?mol-1?K-1

12

(4) CH4(g)+2H2O(g)→CO2(g)+4H2(g)

?Sm/J?mol-1?K-1，186.15 188.72 213.64 130.57

?ΔrSm=172.33J?mol-1?K-1

-1-114. 已知25oC时ΔfH?,ΔfH?; m(PCl3,g)=-287.0kJ?molm(PCl5,g)=-374.9kJ?mol-1-1,ΔfG?。 ΔfG?m(PCl3,g)=-267.8kJ?molm(PCl5,g)=-305.0kJ?mol试计算此时反应PCl3(g)+Cl2(g) →PCl5(g) 的焓变。

解： PCl3(g)+Cl2(g) →PCl5(g)

?/ kJ?mol-1 -287 0 -374.9 ?fHm????rHm??(?fHm)(生成物)??(?fHm)(反应物)

=-87.9kJ?mol-1

15. 查附录二或附录七，计算下列反应的标准Gibbs函数变，并判断它们在298K时，

能否自发?

（1）2C2H6(g)+7O2 (g)→4CO2(g)+6H2O(l)

?/ kJ?mol-1 -32.89 0 -393.51 -237.18 ?fGm????rGm??(?fGm)(生成物)??(?fGm)(反应物)

=-2964.23kJ?mol-1<0; 在298K时能自发.

（2）4NH3(g)+5O2(g)→4NO(g)+6H2O(l)

?/ kJ?mol-1 -16.48 0 86.57 -237.18 ?fGm 13

????rGm??(?fGm)(生成物)??(?fGm)(反应物)

=-1010.88kJ?mol-1<0; 在298K时能自发.

（3）Fe3O4(s)+4CO(g) →3Fe(s)+4CO2(g)

?/ kJ?mol-1 -1015.46 -137.15 0 -393.51 ?fGm????rGm??(?fGm)(生成物)??(?fGm)(反应物)

=-9.98kJ?mol-1<0; 在298K时能自发.

（4）Mg2?(aq)?2OH?(aq)?Mg(OH)2(s)

?/ kJ?mol-1 -456.01 -157.30 -833.6 ?fGm????rGm??(?fGm)(生成物)??(?fGm)(反应物)

=-62.99kJ?mol-1<0; 在298K时能自发.

??16. NH3(g)+HCl(g)→NH4Cl(s)，试用ΔfG?m直接计算和用ΔrHm、ΔrSm的等温方程式

两种方法计算该反应的Gibbs函数变ΔrG?m，并判断该反应在298K时能否自发进行？

解： NH3(g)+HCl(g)→NH4Cl(s)

? ?fHm/ kJ?mol-1 -46.11 -92.31 -314.43

?/ kJ?mol-1 -16.48 -95.30 -202.97 ?fGm?Sm/J?mol-1?K-1 192.34 186.70 94.56

??rHm??176.01kJ?mol-1

14

??rGm??91.19kJ?mol-1

??rSm??284.48J?mol-1?K-1

????rGm??rHm?T?rSm??91.23kJ?mol-1

17. 已知

-1

2H2(g)+ O2(g)→2H2O(l)，ΔrG?m,1??474kJ·mol

H2O(l)→H2O(g)，

-1

ΔrG?m,2?8.59 kJ·mol

2H2O(g)+2Cl2(g)→4HCl(g)+ O2(g)，ΔrG? kJ·mol-1 m,3?76.2试计算HCl(g)的标准生成Gibbs函数变ΔfG?m。 解：2?(2)?(3)?(1),得反应 H2(g)+ Cl2(g)→2HCl(g)

???2ΔfG?m，2+ΔfGm，3+ΔfGm，1?2ΔfGm(HCl) 1????ΔfG(HCl)=（2ΔfGm，）??95.16KJ/moL2+ΔfGm，3+ΔfGm，12?m18. 水煤气制造的反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，假定反应中各物质均处于标准态，试计算：

（1）298K、100kPa时的反应标准Gibbs函数变ΔrG?m； （2）该反应自发进行的温度条件。

解： C(s) +H2O(g)= CO(g) +H2(g)

? ?fHm/ kJ?mol-1 0 -241.82 -110.52 0

?/ kJ?mol-1 ?fGm 0 -228.59 -137.15 0

?Sm/J?mol-1?K-1 5.74 188.72 197.56 130.57

??rHm?131.3kJ?mol-1

15

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