基础化学第8版-自测题及课后习题解答-第6章

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1、第六章化学反应热及化学反应的方向和限度首页难题解析学生自测题学生自测答案章后习题解答难题解析33例6-1摩尔理想气体从100℃，0.025m分别经过以下过程膨胀到100℃，0.1m，求各过程的体积功。3（1）恒温可逆膨胀；（2）向真空的自由膨胀；（3）恒外压下膨胀到终态；（4）先恒外压膨胀到0.05m，再恒外压下膨胀到终态。解（1）恒温可逆膨胀用微积分公式：V2V12W=−∫pdV=−nRTln=-1×8.314×373×ln=-4299JV1V0.0251（2)向真空自由膨胀，外压为零，因此体积功W=0（3）恒外压膨胀到终态，应先求算出

2、终态的压力：nRT1×8.314×(100+273.15)p===31023.7Pa2V0.12W=−p(V−V)=-31023.7×(0.1-0.025)=2326.8J221(4)总的体积功由两部分组成，一是由初态到中间态的体积功W1，二是由中间态到终态的体积功W2，先求出中间态的平衡压力p3。1×8.314×(100+273.15)p==62047.3Pa30.05W=W1+W2=−p3(V3−V1)−p2(V2−V3)=-62047.3×(0.05-0.025)-31023.7×(0.1-0.05)=-1551.2-1551.2=

3、-3102.4J通过本例题可知过程的不可逆程度越大，系统对外作的功越少。例6-2标准状态下苯的沸点是353K，其摩尔汽化热Qp是34.75kJ/mol。若标准态下1mol液态苯向真空等温蒸发成苯蒸汽，并假设该蒸汽为理想气体，求此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS和ΔG。分析向真空蒸发为不可逆过程，但由于ΔU、ΔH、ΔS和ΔG为状态函数的变化，只要始态和终态一致就和具体过程没有关系，因此可以设计一个等温可逆来求算。解1mol液态苯等温等压（100kPa）可逆蒸发成苯蒸汽，有ΔG=01等压条件下的气化热即为焓变：ΛH=n×Q=1×30.75=30

4、.75kJp液苯在沸点下的汽化可以看作是可逆过程，因此气化热也是可逆热。Q3Qrp30.75×10-1∆S====87.11JKTT353沸沸根据热力学第一定律表达式∆U=Q+W，此处Q为气化热，W为气化过程中的体积功。-178标准状态下１摩尔液态苯的密度为0.88g·mL，所以体积V液＝=88.64mL0.88将苯蒸汽看作理想气体，标准状态下１摩尔气态苯的体积nRT1×8.314×3533V气＝=＝0.02934mp10000088.643气化过程中的体积变化∆V=0.02934−=0.02925m≈Ｖ气1000000∆U=Q+W=30

5、750+p∆V=30750-100000×0.02925=27825J向真空膨胀p外=0，因此体积功W=0，Q=∆U−W=∆U=27825J由该题的计算可知一定量的固体或液体转变成气体时体积的变化基本可以不考虑原来凝聚态的体积大小，可近似用气体体积代入计算。例6-3乙酰辅酶A的水解是细胞内一个重要的生化反应：-+乙酰辅酶A(aq)+H2O(l)=CH3COO(aq)+H(aq)+辅酶A(aq)θ-1若该反应在25℃的∆=Gk−15.48Jmol⋅rm⊕（1）求该反应在25℃的∆G。rm-2-1θ⊕（2）当CH3COO、辅酶A和乙酰辅酶A的

6、浓度均为10molKg，pH=6.5时分别用∆G和∆G来rmrm计算反应的∆G。rm⊕θ+-7解（1）∆G=∆G+RTln[H]=-15.48+8.314×298.15ln10rmrm-1=-15.48-39.93=-55.41kJmol⋅θ用∆G计算反应的∆G：rmrm2+[CHCOO][H][辅酶A]3××θθθ∆=G∆+GθRTlncccrmrm[乙酰辅酶A]θc−22−6.5(10)×10−3-1=-15.48+8.314×298.15×ln[]×10=-64.0kJ?−210⊕（2）用∆G计算反应的∆G：rmrm+[CHCOO]

7、[H][辅酶A]3××θθθ∆=G∆+G⊕RTlncccrmrm[乙酰辅酶A]θc−22−6.5−7=-55.43+8.314×298.15×ln(10)×10/10−3=-64.0kJ?-1[]×10−210θ⊕因此不论用∆G还是∆G来计算反应的∆G结果都是一样的，与标准态的选择没有关系。rmrmrm学生自测题判断题选择题填空题问答题计算题一、判断题（对的打√，错的打×）51．所有放热反应在298K和10Pa下自发的。（）2．化学反应的Qp和Qv都与反应的途经无关，因此它们也是状态函数。（）θ-1θθ3．反应CaCO3(s)→CaO(s

8、)+CO2(g)的∆rHm=178.5kJ﹒mol，∆rHm>0，又∆rSm>0，故较高温度时，逆反应为自发，而降低温度有利于反应自发进行。（）4．反应的结果如增加了气态物质的量，则该反应ΔS