第二章 热力学第一定律

(4)CaCO3(s)=CaO(s)+CO(g) (5)CaO(s)+3C(石墨)=CaC2(s)+CO(g) (6)Fe2O3(s)+CO(g)=CO2(g)+2FeO(s) (7)2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(g) (8)2Fe2O3(s)+3C(石墨)=4Fe(s)+3CO2(g)

[答案:-216.5;-41.2;-218.0;177.8; 462.3; 6.1;-146.5;463.7kJ·mol] 习题44 利用附录中的数据,计算下列反应的?H (1) C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g) (2) 3C2H2(g)=C6H6(l) (3) C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) (4) C4H10(g)=C4H6(g)+2H2(g)

[答案:–136.9;–631.2;125.9;236.6kJ·mol-1]

习题45 已知C2H5OH(l)在25℃时的燃烧热为-1367kJ·mol-1,试用CO2(g)和H2O(l) 在25℃时的生成热,计算C2H5OH(l)在25℃时的生成热。

[答案:-277.4kJ·mol-1 ]

-1

?(298K)。 rm 习题46 已知PbO(s)在18℃的生成热为-219.5kJ·mol-1,在18℃至200℃之间,Pb(s),O2(g)及PbO(s)的平均热容各为0.134、0.900和0.218J·

K-1·g-1。试计算PbO(s)在200℃时的生成热。

[答案:-217kJ·mol-1]

习题47 已知反应CO2(g) + C(石墨) → 2CO(g)在20℃时的定压反应热

?5-1??H?293K??1.732?10Jmol。求该反应的?H?f?T?的关系式。所需热容数据自行查表。 rmrm?TT?2T??5-25? ?答案:1.748?10?7.263?1.23?10???7.87?10KKK?????? 习题48 反应C(s)+1/2O2(g)=CO(g)是放热反应,反应 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

是吸热反应,所以只要H2O(g)和O2(g)的比例恰当,则将H2O和O2的气体混合物通过赤热的焦碳时,可以保持温度恒定。假定上述反应是完全的,进入反应的气体已经预热到1000℃,出来的气体亦是1000℃。试求算欲使焦碳保持1000℃时H2O(g)和O2(g)的比例。其它所需数据可查表。

[答案:1.0:1.7]

习题49 试计算在25℃及标准压力下,1mol液态水蒸发成水蒸气的气化热。已知100℃及标准压力下

液态水的气化热为2259J·g,在此温度区间内,水和水蒸气的平均定压摩尔热容分别为75.3及33.2J·K-1·mol-1。

-1

[答案:43.8kJ-1·mol-1]

习题50 已知H2(g)+I2(s)=2HI(g)在18℃时的?H?-1?49.45kJmol;I2(s)的熔点是113.5℃,rm其熔化热为1.674×104J·mol-1;I2(l)的沸点是184.3℃,其气化热为4.268×104J·mol-1;I2(s)、I2(l)及I2(g)的平均定压摩尔热容分别为55.65、62.67及36.86J·K-1·mol-1。试计算反应H2(g)+I2(s)=2HI(g)在200℃是的定压反应热。(其他所需数据可查附录)

[答案:–1.49×104J·mol-1]

习题51 25℃时,甲烷的燃烧热为–890.4kJ·mol1,液态水的气化热为44.02 kJ·mol1。设空气中氧气

与氮气的物质的量之比为1:4。试计算甲烷与理论量的空气混合燃烧时所能达到的最高温度。所需热容数据自行查找。计算时,假设燃烧所放出的热全部用于提高产物的温度;不考虑产物的离解。

[答案:2186K]

习题52 在25℃时,将含有等物质的量H2和CO的水煤气与二倍于可供完全燃烧的空气在一起燃烧,问可能达到的最高温度为多少?

[答案:1622K]

习题53 某工厂中生产氯气的方法如下:将比例为1:2的18℃的氧气和氯化氢混合物连续地通过一个386℃的催化塔。如果气体混合物通得很慢,在塔中几乎可达成平衡,即有80%的HCl转化成Cl2和H2O(g)。试求算欲使催化塔温度保持不变,则每通过1molHCl时,需从系统取出多少热? [答案:约7kJ]

习题54 某工厂用接触法制备发烟硫酸时,将二氧化硫和空气的混合物通入一盛有铂催化剂的反应室。进入反应室的混合气体的温度为380℃,此温度为发生快速反应所需的最低温度。由于反应的结果,反应室的温度将升高。为了避免生成的三氧化硫大量解离,必须控制温度升高的数值不超过100℃,这可以用通入过量空气的办法达到目的。试计算为了使温度升高值不超过100℃,一体积SO2最少需要和若干体积的空气混合?已知在380℃时

SO?g?+21?4-1O?g?=SO?g?的?H??9.20?10Jmol,各气体的摩尔热容与氧或氮气相同,即

rm322Cp,m=(27.2+4.18×10-3T/K)J·mol-1并假定有97%SO2转化为SO3,反应室与外界的热交换可略去不计。 [答案:29.1体积]

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