作業(yè)課堂講解(第2章化學(xué)反應(yīng)的方向和程度)2

1、第二章第二章 化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的方向和程度和程度習(xí)題解答習(xí)題解答2. 判斷下列反應(yīng)，哪些是熵增加的過程，哪些是熵減少的過程，并說明理由。解： (1) (電解水) H2O(l)=H2(g)+1/2O2(g) 反應(yīng)后氣體分子總數(shù)增加，反應(yīng)后氣體分子總數(shù)增加， 反應(yīng)是熵增的過程，即反應(yīng)是熵增的過程，即S0。 (2) 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) 反應(yīng)后氣體分子總數(shù)減少，反應(yīng)后氣體分子總數(shù)減少， 反應(yīng)是熵減的過程，即反應(yīng)是熵減的過程，即S0。 (4) 2HI(g)=H2(g)+I2(s) 反應(yīng)后氣體分子總數(shù)減少，反應(yīng)后氣體分子總數(shù)減少， 反應(yīng)是熵減的過程，即反應(yīng)是熵減的過程，即S0。

2、解： (1) 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O (g)S298 /JK-1mol-1 192.34 205.03 210.65 188.72fG298 /kJmol-1 -16.48 0 86.57 -228.59S298 =( iS298 )生成物生成物 - ( iS298 )反應(yīng)物反應(yīng)物 =4 210.65 +6 188.72-4 192.34 -5 205.03 =180.41 JK-1mol-1 G298 =( i fG298 )生成物生成物 - ( i fG298 )反應(yīng)物反應(yīng)物 =4 86.57 +6 (-228.59)-0 -4 (-16.48 )

3、 =-959.34 kJmol-1 0反應(yīng)能自發(fā)進行。反應(yīng)能自發(fā)進行。3.查表計算下列反應(yīng)的S298 和和G298 ，并說明反應(yīng)能否自發(fā)進行？，并說明反應(yīng)能否自發(fā)進行？ (1) 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O (g) (2) CaO(s) + H2O(l) = Ca2+(aq) + 2OH- (aq)3.解： (2) CaO(s) + H2O(l) = Ca2+(aq) + 2OH- (aq)S298 /JK-1mol-1 39.75 69.91 -53.1 -10.75fG298 /kJmol-1 -604.04 -237.18 -553.54 -157.2

4、9S298 =( iS298 )生成物生成物 - ( iS298 )反應(yīng)物反應(yīng)物 = -53.1 +2 (-10.75) - 39.75 - 69.91 =-184.26 JK-1mol-1 G298 =( i fG298 )生成物生成物 - ( i fG298 )反應(yīng)物反應(yīng)物 = -553.54 +2 (-157.29)-(-604.04) -(-237.18 ) =-26.90 kJmol-1 0反應(yīng)能自發(fā)進行。反應(yīng)能自發(fā)進行。5. 若反應(yīng)C(石墨) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)的H 與與 S 視為常數(shù)，且反應(yīng)是在標準壓力的條件下進行的，試計算該反應(yīng)能自發(fā)進行的溫度條件

5、。解： C(石墨) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)fH 298 /kJmol-1 0 -241.82 -110.52 0S 298/JK-1mol-1 5.740 188.72 197.56 130.574H 298 =( i fH 298)生成物生成物 - ( i fH 298)反應(yīng)物反應(yīng)物 =(-110.52 ) +0-0 -(-241.82 ) =131.30 kJmol-1 S 298=( iS 298)生成物生成物 - ( iS 298)反應(yīng)物反應(yīng)物 = 197.56 + 130.574 - 5.740 - 188.72 =133.674 JK-1mol-1 G =

6、 H - TS 0K2 .982674.133100030.131298298 SHT6.利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計算下列反應(yīng)在298K和500K時的平衡常數(shù)K 。(1)SO2(g) + O2(g) =SO3(g) (2)CaCO3(s) = CaO (s)+CO2 (g)6.解：(1) SO2(g) + O2 (g) = SO3(g) fH298 /kJmol-1 -296.83 0 -395.72 S298 /JK-1mol-1 248.11 205.03 256.65 fG298 /kJmol-1 -300.19 0 -371.08H298 =( i fH298 )生成物生成物 - ( i fH

7、298 )反應(yīng)物反應(yīng)物 =(-395.72 ) -0 -(-296.83 ) =-98.89 kJmol-1 S298 =( iS298 )生成物生成物 - ( iS298 )反應(yīng)物反應(yīng)物 = 256.65 - 248.11 - 205.03 =-93.975 JK-1mol-1 G298 =( i fG298 )生成物生成物 - ( iGfH298 )反應(yīng)物反應(yīng)物 =(-371.08) -0 -(-300.19 ) =-70.89 kJmol-1 T=298K時，121065.2424.12298314.8303.2100089.70303.2lg KRTGKT=500K時， G = H29

8、8 - TS298 =-98.89-500(-93.975) 10-3 = -51.90 kJmol-1 51064.2421.5500314.8303.2100090.51303.2lg KRTGK6.解：解：(2) CaCO3(s) = CaO (s) + CO2 (g) fH298 /kJmol-1 -1206.92 -635.09 -393.50 S298 /JK-1mol-1 92.9 39.75 213.64H298 =( i fH298 )生成物生成物 - ( i fH298 )反應(yīng)物反應(yīng)物 =(-635.09 ) +(-393.50 ) - (-1206.92 ) =178.3

9、3 kJmol-1 S298 =( iS298 )生成物生成物 - ( iS298 )反應(yīng)物反應(yīng)物 = 39.75 +213.64 - 92.9 =160.49 JK-1mol-1 T=298K時，時， G = H298 - TS298 =178.33-298160.4910-3= 130.50 kJmol-1 231035. 1871.22298314. 8303. 2100050.130303. 2lg KRTGKT=500K時， G500 = H298 - TS298 =178.33-500160.4910-3= 98.085 kJmol-1 11105.6910.2455008.314

10、2.3031000 98.0852.303lg KRTGK8. 298K時已知下列化學(xué)平衡： （1）FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)，K1 =0.403 （2） FeO(s)+H2(g) Fe(s)+H2O (g) ，K2 =0.669試計算反應(yīng)： CO2(g) +H2(g) CO(g) +H2O (g) 的K 值。值。解：已知：(1)FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)，K1 =0.403 (2) FeO(s)+H2(g) Fe(s)+H2O (g) ，K2 =0.669 (2) - (1)得： CO2(g) +H2(g) CO(g) +H2O (g) ，K

11、66. 1403. 0669. 012 KKK10. 在某溫度時，反應(yīng) N2 +O2 2NO的平衡常數(shù)Kc為0.0045，若2.5mol O2與 2.5mol N2作用于15 dm3密閉容器中，問達到平衡時有多少NO生成？ 解：設(shè)平衡時有x mol NO 生成。 N2 + O2 2NO起始濃度/ moldm-3 0平衡濃度/ moldm-3155.2 155.215 15215.215215.2xxx molxxxxxKC162.00045.05.05.20045.015215.215/22 即即：12.反應(yīng)PCl5(g) PCl3(g) +Cl2(g)在523K和1.01325105Pa下達

12、平衡時，其分解百分率為80%，求該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp。解：設(shè)開始時PCl5為1mol PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)起始時物質(zhì)的量/mol 1 0 0平衡時物質(zhì)的量/mol 1-180% 0.8 0.8 =0.2平衡時總物質(zhì)的量為1.8mol55231080.11013258.12.0)1013258.18.0()1013258.18.0()()()( PClpClpPClpKp14.在10dm-3的密閉容器中有1.0mol的氧化亞鐵、 0.50mol的一氧化碳和、 0.10mol的二氧化碳。當混合物加熱到1273K時，發(fā)生如下反應(yīng)： FeO(s) + CO(g) Fe

13、(s) + CO2(g)，平衡常數(shù)Kc=0.50(1)(1)確定反應(yīng)進行的方向。(2)(2)計算氧化亞鐵轉(zhuǎn)化為鐵的百分率（摩爾分數(shù)）。 14.解：（1）反反應(yīng)應(yīng)正正向向進進行行。 50.020.0050.0010.0)()(2CCKCOcCOcQ（2）設(shè)有）設(shè)有 x molFeO轉(zhuǎn)化為鐵。轉(zhuǎn)化為鐵。 FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g)起始濃度起始濃度/ moldm-3 0.50/10 0.10/10平衡濃度平衡濃度/ moldm-3 (0.50-x)/10 (0.10+x)/10 %10%1000 .110.010.050.050.010.01050.01010.0)()(2 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率解解得得：molxxxxxCOcCOcKC17.對于反應(yīng)：N2(g) +3H2(g)= 2NH3 (g) ， H298 =-92.2 kJmol-1 若升高溫度（約升高100K），則 H , S , G , K , (只要求定性地指出溫度升高的影響只要求定性地指出溫度升高的