化学热力学初步

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1、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0.040m3，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

2、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1kgN2H4(l)燃烧后

3、得。解：其化学方程式为：50.69.160－285.8【2-7】已知：（1）（2）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)+4

4、N2(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】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。（1）（2）（3）解：(1)53kJ·mol-1；（2）-57kJ·mol-1；（3）-53kJ·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

5、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

6、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：

7、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＞？解：水在0℃的熔化和100℃的汽化，都是其两相状态共存的平衡过程，即。（1）1mol水在熔化时的熵变：（2）1mol水在汽化时的熵变：比较上述结果，＞。因为气态水比液体水混乱度大得多，所以熵变值大；而液体水比固态水混乱度稍大一些，其熵变值相对来说就小一些。【2-15】1mol水在其沸点100℃下汽化，求该过程的,,,和。水的汽化热为2.26。解：水的汽化过程式：由于是平衡状态，

8、所以：【2-16】利用附录二的数据，判断下列反应在25℃和标准态下能否自发进行？[第（4）题为