化学热力学基础习题

S(CO,g)=197.9J·mol-1·K-1,S(H2,g)=130.6J·mol-1·K-1。(1)计算298K时反应的标准平衡常数K;(2)计算

在标准态时反应自发向右进行的最低温度。

15已知298K时,反应:C(石墨)+2S(斜方)→CS2(l),△fH(S,斜方)=0kJ·mol,△fH(CS2,l)=-87.9kJ·mol-1,S(C,石墨)=5.7J·mol-1·K-1,S(S,斜方)=31.9J·mol-1·K-1,S(CS2,l)=151.0J·mol-1·K-1。试计算298K时的△fG(CS2,l)和该反应自发进行的最低温度。

16已知298K时,反应:(1)Fe2O3(s)+3C(s)→2Fe(s)+3CO2(g),

22

(2)Fe2O3(s)+3H2(g)→2Fe(s)+3H2O(g), (Fe2O3,s)=-824.2kJ·mol-1,△fH

(CO2,g)=-393.5kJ·mol-1,△fH

(H2O,

△fH

g)=-241.8kJ·mol-1,S(Fe2O3,s)=87.4J·mol-1·K-1,S(C,石墨)=5.7J·mol-1·K-1,S(Fe,s)=27.3J·mol-1·K-1,S(CO2,g)=213.7J·mol-1·K-1,S(H2,g)=130.6J·mol-1·K-1,S(H2O,g)=188.7J·mol-1·K-1。计算上述两个反应自发进行的最低温度,并比较其相对大小。

17已知298K时,反应:MgCO3(s)→MgO(s)+CO2(g),△fH(MgCO3,s)=-1110.0kJ·mol-1,△fHS

(MgO,s)=-601.7kJ·mol-1,△fH

(CO2,g)=-393.5kJ·mol-1,(MgO,s)=26.9J·mol-1·K-1,

(MgCO3,s)=65.7J·mol-1·K-1,S

S(CO2,g)=213.7J·mol-1·K-1。试问:标准态下、298K及850K时,该反应能否自发向右进行?

18已知298K时,反应:N2(g)+2O2(g)

2NO2(g)的△rG

=102.6kJ·mol-1,△

-1-1

rS=-120.7J·mol·K,试计算反应在398K时的标准平衡常数K。

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在300K时,反应2CuO(s)

Cu2O(s)+1O2(g)的△rG=112.7kJ·mol-1,400K时的△

2-1

rG=101.6kJ·mol。试计算:(1)反应的△rH、△rS;(2)当p(O2)=100kPa时,该反应自发进行的最低温度。

19已知反应:(NH2)2CO(s)+H2O(l)

CO2(g)+2NH3(g)中,有关物质的热力学数据如下:

(NH2)2CO(s)H2O(l)CO2(g)2NH3(g)

△fH/(kJ·mol-1)-333.2-285.8-393.5-46.1

/(J·mol-1·K-1)104.669.9213.7192.3

计算上述反应在25℃时的△rS、△rH、△rG和标准平衡常数K。

20已知:△fH

(NH3)=-46.1kJ·mol-1,S

(N2,g)=191.5J·mol-1·K-1,S

(H2,

g)=130.6J·mol-1·K-1,SN2(g)+3H2(g)

(NH3,g)=192.3J·mol-1·K-1。试计算反应

2NH3(g)(1)298K及100K时的标准平衡常数K;(2)在标准态下反应自发

进行的最低温度。

21已知298K时,反应:NH4Cl(s)△fH

NH3(g)+HCl(g),△fH(NH4Cl,s)=-314.4kJ·mol-1,

(HCl,g)=-92.3kJ·mol-1,S

(NH4Cl,

(NH3,g)=-46.1kJ·mol-1,△fH

s)=94.6J·mol-1·K-1,S(NH3,g)=192.3J·mol-1·K-1,S(HCl,g)=186.8J·mol-1·K-1,。 (1)试计算298K时NH4Cl(s)分解的标准平衡常数K;

(2)若NH4Cl(s)分解产物的分压均为100kPa,NH4Cl(s)分解的最低温度是多少?

22已知298K时,反应:NO(g)+1O2(g)

2NO2(g)的△rG

=-35.3kJ·mol-1,△

-1

rH=-57.1kJ·mol,试分别计算反应在298K和598K时的标准平衡常数K。

23已知298K时,反应:CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g),有关的热力学数据如下:

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CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)

△fH/(kJ·mol-1)-393.50-110.5-241.8

/(J·mol-1·K-1)213.7130.6197.9188.7

(1)计算该反应在298K时的△rG和标准平衡常数;

(2)若在相同温度下,p(CO2)=p(H2)=1p,p(CO)=p(H2O)=1p,试判断该反应进行的方向。

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24制取纯镍是先将粗镍与CO在温度为323K下反应生成Ni(CO)4(l),经蒸馏得Ni(CO)4,然后在温度为423K下分解Ni(CO)4制得纯镍。 已知:△fH

(CO,g)=-110.5kJ·mol-1,△fH

(Ni(CO)4,l)=-605.0kJ·mol-1,

S(Ni,s)=29.9J·mol-1·K-1,S(CO,g)=197.9J·mol-1·K-1,S(Ni(CO)4,l)=402.0J·mol-1·K-1。通过计算说明反应:Ni(s)+4CO(g)向,并计算反应的转向温度。

25已知298K时,△fH(SO2,g)=-296.9kJ·mol-1,△fH(SO3,g)=-395.4kJ·mol-1,△-1-1fG(SO2,g)=-300.2kJ·mol,△fG(SO3,g)=-371.1kJ·mol。 计算1000K时,反应2SO2(g)+O2(g)

2SO2(g)的标准平衡常数;并说明温度升高,K是Ni(CO)4(l)在上述两个温度及标准态下自发进行的方

增大还是减少:是否有利于反应向右进行?

26已知反应:SbCl5(s)

SbCl3(s)+Cl2(g)中的有关热力学数据如下:

298K时,SbCl5(s)SbCl3(s) △fG/(kJ·mol-1)-334.3-301.0 △fH/(kJ·mol-1)-394.3-314.0

计算反应在298K和500K时的标准平衡常数K。

27已知298K时,反应:N2O4(g)

2NO2(g),△fG

(N2O4,g)=97.8kJ·mol-1,△

-1-1-1

fG(NO2,g)=51.3kJ·mol,△fH(N2O4,g)=9.2kJ·mol,△fH(NO2,g)=33.2kJ·mol。

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计算该反应在500K时的标准平衡常数K,并说明温度升高时,K是增大还是减少?是否有利于反应向右进行?

28已知反应:H2(g)+I2(g)

2HI(g)在623K和723K时的标准平衡常数分别为64.8和45.6。

试计算:(1)此温度范围内的△rH;

29已知反应:A(g)+B(g)

2C(g)在323K和373K时的标准平衡常数分别为5.83和3.04。试

(2)在623K,p(H2)=p(I2)=400.0kPa,p(HI)=200.0kPa时的△rGm。

计算:(1)此温度范围内的△rH和△rS;

30已知反应:C(s)+CO2(g)

2CO(g)在1500K和1273K时的标准平衡常数分别为2.1×103

(2)323K时,当反应开始时,p(A)=100.0kPa,p(B)=200.0kPa,p(C)=300.0kPa下的△rGm。

和1.6×102。试计算反应在1000K时的△rG,△rH,△rS及标准平衡常数。

31在380℃时,分解反应:2HgO(s)

2Hg(g)+O2(g)的标准平衡常数K=9.46×10-4;(1)

计算在380℃时反应的△rG;(2)若已知298K时△fH(HgO,s)=-90.8kJ·mol-1,△-1

fG(HgO,s)=-58.6kJ·mol,计算380℃时,Hg(l)数K和汞的蒸气压。

Hg(g)的△rG及相应的标准平衡常

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