《化学热力学初步》.doc

化学热力学初步 【2-1】计算下列系统得热力学能变化： （1）系统吸收了100J能量，并且系统对环境做了540J功。 （2）系统放出了100J热量，并且环境对系统做了635J功。 解：（1） （2） 【2-2】2.0molH2（设为理想气体）在恒温（298K）下，经过下列三种途径，从始态0.015m3膨胀到终态0.040 m3，求各途径中气体所做得功。 （1）自始态反抗100kPa的外压到终态。 （2）自始态反抗200kPa的外压到中间平衡态，然后反抗100kPa的外压到终态。 （3）自始态可逆地膨胀到终态。 解：（1） （2），关键是确定中间态在下的体积： （3） 【2-3】在和885oC下，分解1.0molCaCO3需耗热量165kJ。试计算此过程得 CaCO3的分解反应方程式为 解： ―120.69 ―635.1 ―393.5 系统的标准摩尔焓变： 系统对环境做功： 等压热效应就是反应的焓变： 内能变化值： 【2-4】已知 （1） （2） （3） 试求反应的。 解：④=①+2×②－③ 【2-5】利用附录二的数据，计算下列反应在298K时的： （1） （2） （3） （4） 解：（1） （2） （3） （4） 【2-6】阿波罗登月火箭用N2H4(l)作燃料，用N2O4(g)作氧化剂，燃烧后产生N2(g)和H2O(l)。写出配平得化学方程式，并计算1kg N2H4(l)燃烧后得。 解：其化学方程式为： 50.6 9.16 0 －285.8 【2-7】已知： 试求NO得标准生成焓。 解：由(1)-(2)得： 两边同除以4得： 则NO的标准生成焓： 【2-8】已知 （1）2NH3（g）+3NO2（g）4N2（g）+3H2O（l）＝﹣1010kJ/mol （2）N2O ( g ) +3H2 ( g )N2H4 ( l ) + H20 ( l ) ＝﹣317kJ/mol （3）2NH3 ( g ) + O2 ( g )N2H4 ( l ) +H2O ( l ) ＝-143kJ/mol （4）H2 ( g ) + O2 ( g ) H2O ( l ) ＝﹣286kJ/mol 试计算N2H4（l）的标准生成焓。 解：3×② -① 得 9H2 ( g )+4N2( g )→3N2H4 ( l )+2NH3 ( g )? ③-④ 得 2NH3 ( g ) →N2H4 ( l )+ H2 ( g )? 两式相加得 8H2 ( g )+4N2( g )→4N2H4( l ) 由上，△rHm=[（3×-）+ （- ）]=50.5 kJ·mol-1 【2-9】利用附录十的键能数据，计算下列反应的： 解： == 【2-10】下列各反应中反应物和产物都是同分异构体。利用键能估算这些气相异构化反应的。 解： (1) 53 kJ·mol-1；（2） -57 kJ·mol-1；（3） -53 kJ·mol-1 【2-11】预言下列过程系统的的符号： （1）水变成水蒸气； （2）气体等温膨胀； （3）苯与甲苯相溶； （4）盐从过饱和水溶液中结晶出来； （5）渗透； （6）固体表面吸附气体。 解：（1），正。水由液态变成水蒸气，混乱度增加。 （2），正。气体等温膨胀，体积增大使气体分子的混乱度增加。 （3），正。苯与甲苯相溶，两种分子的混乱度都增大。 （4），负。游离态的离子，从过饱和水溶液中结晶析出，混乱度减小。 （5），正。渗透溶液由于渗透作用使体积变大，电解质浓度变小，混乱度增加。 （6），负。气体分子被固定在吸附剂表面，运动受束缚，混乱度减小。 【2-12】不查表，预测下列反应的熵值是增加还是减小？ （1） （2） （3） （4） （5） 解：（1）熵值减小。全是气体参与的反应，始态到终态气体的总量减小： （2）熵值增加。主要是气体的总量增加：，O3变成O2熵值减小，但作用次要。 （3）熵值增加。主要是气体的总量增加：。 （4）熵值减小。反应中气体变成化合物固体的成分，气体总量减小： （5）熵值减小。反应前后气体体积总量不变，但两个单质变成化合物，属于熵值减小过程。 【2-13】计算下列过程中系统的熵变： （1）1molNaCl在其熔点804oC下熔融。已知NaCl的熔化热为 [下标fus代表“熔化”（fusion）] （2）2mol液态O2在其沸点-183oC下汽化。已知O2的汽化热为 [下标vap代表“汽化”（vaporization）] 解：熔点的温度就是由非自发向自发方向转化的温度。 （1） （2） 【2-14】水在0℃的熔化热是6.02，它在100℃的汽化热是40.6。1mol水在熔化和汽化时的熵变各是多少？为什么＞？