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《无机与分析化学(四版)答案第二章》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、--..--第二章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0.04m3,求各途径中气体所做的功。(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,然后再反抗100Kpa的外压到终态。(3)自始态可逆地膨胀到终态。解:(1)W=-P△V=-100Kpa×(0.04-0.015)m3=-2.5KJ(2)由题意知PV=nRT∴又∵P1V1=P2V2∴∴W=W1+W2=-200KPa×(0.025-0.015)m3
2、-100KPa×(0.04-0.025)m3=-3.5KJ(2)第二解法:由题意知PV=nRTV2(中间态)=(nRT)÷P2=(2.0mol×8.315kpa·L·mol-1·K-1×298K)÷200kP=24.78L≈25L≈0.025m3W=W1+W2=-200KPa×(0.025-0.015)m3-100KPa×word可编辑.--..--(0.04-0.025)m3=-3.5KJ(3)3.在PΘ和885℃下,分解1.0molCaCO3需耗热量165KJ。试计算此过程的W、△U和△H。CaCO3的分解
3、反应方程式为:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)解:∵等压过程∴△H=Qp=165kJW=-P△V=-△ngRT=-1.0mol×8.315Jmol-1K-1×(885+273)K=-9600J=-9628.8J≈-9.6kJ△U=Q+W=165KJ-9.6KJ=155.4KJ 答:此过程的W为-9.6kJ;△U为155.4KJ;△H为165kJ。5.利用附录二的数据,计算下列反应在298K的△rHmΘ:(1)(2)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)解:(1)△rHmΘ=△fH
4、mΘ(PbO,s)+△fHmΘ(SO2,g)-△fHmΘ(PbS,s)-△fHmΘ(O2,g)=-215KJmol-1-296.8KJmol-1+100KJmol-1-0=-412KJmol-1word可编辑.--..--(2)△rHmΘ=4△fHmΘ(NO,g)+6△fHmΘ(H2O,l)-4△fHmΘ(NH3,g)-5△fHmΘ(O2,g)=4×90.4KJmol-1+6×(-285.8KJmol-1)-4×(-46.11KJmol-1)-0=-1169KJmol-110.不查表,预测下列反应的熵值是增加还
5、是减小?(1)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)(2)2O3(g)=3O2(3)2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)(4)2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)(5)H2(g)+I2(g)=2HI(g)解:(1)熵值减小。反应后,气体的量减小。(2)熵值增加。反应后,气体的量增加。(3)熵值增加。反应后,气体的量增加。(4)熵值减小。反应后,气体的量减小。(5)熵值增加。虽然反应前后气态物质的量均为2mol,但HI的对称性比H2和I2差,∴S是增加的,△S>0。13.1mol水在其沸点100℃下
6、汽化,求该过程的W、Q、△U、△H、△S、和△G。已知水汽化热为2.26KJg-1.解:W=-P△V=-△ngRT=-1mol×8.315Jmol-1K-1×(100+273)K-1=3101.5J≈-3.1(KJ)word可编辑.--..--∵在等压状态下,△H=Qp=2.26KJg-1×1mol×18gmol-1≈40.7KJ△U=Q+W=40.7KJ-3.1KJ=37.6KJ△G=△H-T△S=0答:该过程的W为-3.1KJ;Q为40.7KJ;△U为37.6KJ;△H为40.7KJ;△S为109Jmol-
7、1K-1;△G为0。14.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。(1)Ca(OH)2(s)+CO2(g)=CaCO3(s)+H2O(l)(2)CaSO4·2H2O(s)=CaSO4(s)+2H2O(l)(3)PbO(s,黄色)+CO(g)=Pb(s)+CO2(g)解:(1)△rGmΘ=△fGmΘ(CaCO3,s)+△fGmΘ(H2O,l)-△fGmΘ(Ca(OH)2,s)-△fGmΘ(CO2,g)=-1128.8-237.2+896.8+394.4=-74.8(KJmol-1)<0∴反应
8、可以自发进行(2)△rGmΘ=△fGmΘ(CaSO4,s)+2△fGmΘ(H2O,l)-△fGmΘ(CaSO4·2H2O,s)=-1321.9-2×237.2+1797word可编辑.--..--=0.7(KJmol-1)>0∴反应不能自发进行(3)△rGmΘ=△fGmΘ(Pb,s,黄色)+△fGmΘ(CO2,g)-△fGmΘ(PbO,s)-△fGmΘ(CO,g)=0-394.4+18