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《工科大学化学》演示教案 例题汇编（一~四章） * 例题： 已知：C（s）+O2（g）→CO2（g） =-393.5kJ.mol-1 CO(g)+ O2(g)→CO2(g) =-283.0kJ.mol-1 问: C(s)+ O2(g)→CO(g) =? ΔHm1 ΔHm2 ΔHm3 ? ? ? 解:按盖斯定律 ={(-393.5)-(-283.0)}kJ.mol-1 = -110.5kJ.mol-1 ΔHm3 ? 解: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 例题： 计算合成氨反应在298.15K时的熵变。 按式： ΔrSm(298.15K)=ΣBνBSm,B (298.15K) 得: ΔrSm(298.15K)= (2×192.45-191.61-3×130.684)J.mol-1.K-1 = -198.462J.mol-1.K-1 ? ? ? Sm/J.mol-1.K-1 191.61 130.684 192.45 ? 例题：在25℃,问反应2SO2（g）+O2（g）=2SO3 向什么方向进行？已知: p(SO3)=1×105Pa， p(SO2)=0.25×105Pa, p(O2)=0.25×105Pa。 解：按ПB表达式计算得：ПB=64， 查热力学数据表算得ΔrGm?=-141.73kJ.mol-1 因此，按等温方程得： ΔrGm=(-141.73+8.314×103×298.15ln64) kJ.mol-1 = -131.42kJ.mol-1 答：因为ΔrGm 0 所以，反应向正方向进行。 例如：对于： 2SO2（g）+O2（g）==2SO3（g） 在25℃，标准条件下向什么方向进行？ ΔrGm = {2×(-371.06)-2×(-300.194)}kJ.mol-1 =-141.732kJ.mol-1 解: ΔfGm,B/kJ.mol-1 -300.194 0 -371.06 答: ΔrGm 0 所以，反应向正方向自发 进行。 ? ? ? 例如：制备甲烷的反应 CH3OH（l）→CH4（g）+ O2 在25℃下能否自发进行？ 解： ΔfGm,B/kJ.mol-1-166.27 -50.72 0 ΔrGm =(-50.72+166.27)kJ.mol-1 =115.55kJ.mol-1 答:因为ΔrGm 40 kJ.mol-1所以不能自 发进行。 ? ? ? 上例可进一步计算：在标准状态下可以 自发进行的最低温度。 O2 ΔfHm,B/kJ.mol-1 -238.66 -74.81 0 Sm,B/J.mol-1.K-1 126.8 186.264 205.138 ΔrHm (298.15K)=163.85kJ.mol-1 ΔrSm(298.15K)=162J.mol-1.K-1 解： CH3OH（l）→CH4(g)+ ? ? ? ? 例题：计算合成氨反应在25℃和427℃时 的标准平衡常数，简单说明其意义。 解： N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） ΔfHm,B/kJ.mol-1 0 0 -46.11 ΔfGm.B/kJ.mol-1 0 0 -16.45 Sm,B/J.mol-1.K-1191.61 130.684 192.45 ⑴ΔrGm(298.15K)=-32.90kJ.mol-1 lnK (298.15K)= ? ? ? ? ? ? lnK (298.15K) =13.27 K (298.15K)=5.8×105 ? ? ⑵ ΔrHm (298.15K)=-92.22kJ.mol-1 ΔrSm (298.15K)=-198.76J.mol-1.K-1 ? ? ? ? ΔrGm (700K)≈ ΔrHm(298.15K)-TΔrSm(298.15K) ? ΔrGm (700K)=46.91kJ.mol-1 lnK (700K)= =-8.06 K (700K)=3.2×10-4 ? ? ? 讨论:合成氨是(-,-)型反应,低温自发， 高温非自发。25℃时K =5.8×105 反应 很彻底；427℃时K =3.2×10-4反应进行 的程度较小。 ? ? T≈465.76K T465K时合成氨反应是自发的。 ? 此题可进一步计算转换温度: 按吉-亥方程： ΔrGm (T)≈ ΔrHm(298.15K)-T