2025年化学热力学初步.doc

化學热力學初步

【2-1】计算下列系统得热力學能变化：

（1）系统吸取了100J能量，并且系统對环境做了540J功。

（2）系统放出了100J热量，并且环境對系统做了635J功。

解：（1）

（2）

【2-2】2.0molH2（设為理想气体）在恒温（298K）下，通過下列三种途径，從始态0.015m3膨胀到终态0.040m3，求各途径中气体所做得功。

（1）自始态對抗100kPa的外压到终态。

（2）自始态對抗200kPa的外压到中间平衡态，然後對抗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。试计算此過程得CaCO3的分解反应方程式為

解：

―120.69―635.1―393.5

系统的原则摩尔焓变：

系统對环境做功：

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】运用附录二的数据，计算下列反应在298K時的：

（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，燃烧後产生N2(g)和H2O(l)。写出配平得化學方程式，并计算1kgN2H4(l)燃烧後得。

解：其化學方程式為：

50.69.160－285.8

【2-7】已知：

试求NO得原则生成焓。

解：由(1)-(2)得：

两边同除以4得：

则NO的原则生成焓：

【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）的原则生成焓。

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×-）+（-）]=50.5kJ·mol-1

【2-9】运用附录拾的键能数据，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。运用键能估算這些气相异构化反应的。

解：(1)53kJ·mol-1；（2）-57kJ·mol-1；（3）-53kJ·mol-1

【2-11】预言下列過程系统的的符号：

（1）水变成水蒸气； （2）气体等温膨胀； （3）苯与甲苯相溶；

（4）盐從過饱和水溶液中結晶出来； （5）渗透； （6）固体表面吸附气体。

解：（1），正。水由液态变成水蒸气，混乱度增長。

（2），正。气体等温膨胀，体积增大使气体分子的混乱度增長。

（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，從過饱和水溶液中結晶析出，混乱度減小。

（5），正。渗透溶液由于渗透作用使体积变大，電解质浓度变小，混乱度增長。

（6），负。气体分子被固定在吸附剂表面，运動受束缚，混乱度減小。

【2-12】不查表，预测下列反应的熵值是增長還是減小？

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

解：（1）熵值減小。全是气体参与的反应，始态到终态气体的总量減小：

（2）熵值增長。重要是气体的总量增長：，O3变成O2熵值減小，但作用次要。

（3）熵值增長。重要是气体的总量增長：。

（4）熵值減小。反应中气体变成化合物固体的成分，气体总量減小：

（5）熵值減小。反应前後气体体积总量不变，但两個單质变成化合物，属于熵值減小過程。

【2-13】计算下列過程中系统的熵变：

（1）1molNaCl在其熔點804oC下熔融。已知NaCl的熔化热為[下標fus代表“熔化”（fusion）]

（2）2mol液态O2在其沸點-183oC下汽化。已知O2的汽化热為[下標vap代表“汽化”（vaporization）]

解：熔點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水在熔化和汽化時的熵变各是多少？為何＞？

解