解:(1) Kθ=
p(C2H4)p(H2)p(C2H4)p(H2)x(C2H4)x(H2)
Kp= Kx=(2),(3),(4)的方法同(1)
p(C2H6)pθ p(C2H6) x(C2H6)
习题13 实验测知Ag2O(s)在445oC时的分解压力为2.10×107Pa,试求算该温度时Ag2O(s)的标准生成吉布斯自由能?rGθm。 [答案:1.59×104 J·mol-1]P126 解:Ag2O(s)=2Ag(s)+1/2O2(g) Kθ=[p(O2)/pθ]1/2=14.4 ?fGθm(Ag2O ,s)=-?rGθm=RTlnKθ=1.59×104 J·mol-1
习题14 试求298K时,固体CaCO3的分解压为多少? [答案:1.51×10-18Pa]P126 解:CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(g) 查的298K时?fGθm(CaCO3,s)=-1128.76 kJ·mol-1 ?fGθm(CaO,s)=-604.2 kJ·mol-1 ?fGθm(CO2,g)=-394.384kJ·mol-1 ?rGθm=?fGθm(CaO,s)+ ?fGθm(CO2,g)- ?fGθm(CaCO3,s)=130.18 kJ·mol-1=-RTlnKθ Kθ=p(CO2)/pθ 得p(CO2)= 1.51×10-18Pa
习题21 若将NH4I固体迅速加热到3750C,则按下式分解:NH4I(s)=NH3(g)+HI(g)分解压力为3.67×104Pa。若将反应混合物在3750C时维持一段时间,则HI进一步按下式解离:2HI(g)=H2(g)+I2(g)该反应的Kθ为0.0150。试求算习题的最终压力为多少?
P130[答案:4.10×104Pa]
解:设NH4I起始为nmol,反应系统达到平衡时,含xmolNH3和ymolHI,则平衡组成为:
(1)
NH4I(s)=NH3(g)+HI(g)n-x x y
(2)
2HI(g)=H2(g)+I2(g)
y 1 (x-y) 2
1 (x-y) 21
平衡系统中气相总物质的量:n总=x+y+ (x-y)×2=2xmol
2
3.67×104
由分压可知:K1θ=( )2=0.0328 θ2×p
设平衡时反应系统的最终压力为p,则p=4.10×104Pa
1
[ (x-y)]2
2pxyp(x-y)2
K1θ=Kx(θ )?ν=( )·( )·(θ )2=0.0328 K2θ=Kn= = =0.0150 p2x2xpy24y2两式联立,解得:p=4.10×104Pa
习题22 反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的?rHθm=-4.602×104 J·mol-1,?Cp=0,?rGθ
m(298K)=-8.196×10
3 J·mol-1 (1)导出此反应的?Gθ=f(T)及rm
Kθ=f(T)的关系;(2)计
算此反应在500K时的Kθ和?rGθm。 P134[答案:(2)1.51×10-2;1.74×104 J·mol-1]
?rGθm(T)?rGθm(T1)11
θ-= ?rHm( - )得; m可视为常数。根据:
TT1TT1
?rGθmRT
5535T
解:(1)?Cp=0,所以?r
Hθ
?rGθm(T)=(126.93T-4.602×104) J·mol-1 lnKθ=-=-15.27+ (2) ?rGθm(500K)=(126.93×500-4.602×104) J·mol-1=1.74×104 J·mol-1
5535
)=1.51×10-2 500
Kθ(500K)=exp(-15.27+
习题31 已知298K时的下列数据:
?fHθm/( kJ·mol-CaCO3(s) -1219
CaO(s) -558
CO2(g) -393
1)
Sθm/( J·K-1·mol-1)
112.1 70.3 213.6
试计算:(1)298K时BaCO3分解反应的?rGθm、?rHθm及?rSθm;(2)298K时的BaCO3分解压力;(3)假设分解反应的?Cp=0求BaCO3的分解温度;(4)若已知分解反应的Cp=4.0 J·K-1·mol-1,求1000K时BaCO3的分解压力。P135[答案:(1)216.8 ,268 kJ·mol-1,172.8 J·K-1·mol-1;(2)1.0×10-33Pa;(3)12870C;(4)1.2Pa]
???解:(1)计算298K时BaCO3(s)分解反应的?rGm、?rHm及?rSm;
???rHm???B?fHm(B)?268kJ?mol?1
B???rSm???BSm(B)?171.8J?K?1?mol?1
B????rGm??rHm?T?rSm?216.8kJ?mol?1
(2)298K时的分解压力:
pCO2p???rGm??RTlnK???RTln,(p??105Pa,T=298K,R=8.314 J·K-
1
·mol-1)
解得,pCO2?9.918?10?34Pa,K?(298K)?9.918?10?39 (3)设?Cp?0,求BaCO3(s)的分解温度;
????Cp?0,即?rHm、?rSm不随温度而变化,常数。
?(T??)?0,该反应仅产生CO2,则pCO2?p?,(处于标准态) 要求,?rGm????rGm(T)??rHm?T?rSm?0
??rHm??1560K T? ,(1287C) ??rSm(4)1000K时,BaCO3(s)的分解压力;?Cp?4.0J?K?1?mol?1
T?rH(T)??rH(298K)??m?m298K??CpdT
???rHm(298K)?4.0(T?298)
???rHmdlnK??rHm??dT ,dlnK?dTRT2RT2??rHm(T)lnK(2)?lnK(1)??dT 2RTT1??T2??rHm(298K)?4.0(T?298)lnK(1000K)?lnK(298K)??dT2RT298K??1000K ??11.3261
?K??pCO2p?
则,计算得,pCO2(1000K)?K??p??1.205Pa
习题38 反应N2O4(g)=2NO2(g)在600C时Kθ=1.33。试计算在600C及标准压力时(1)纯N2O4气体的解离度;(2)1mol N2O4在2mol惰性气体中,N2O4的解离度;(3)当反应系统的总压力为106Pa时,纯N2O4的解离度又为若干?
P138[答案:(1)0.500;(2)0.652;(3)0.181]
解:(1) N2O4(g)=2NO2(g) 1-α 2α n总=1+α ?ν=1 Kθ=Kx(p/pθ)?ν=Kx=[2ɑ/(1+ɑ)]2/[(1-ɑ)(1+ɑ)]=4ɑ2/(1-ɑ2)=1.33 得ɑ=0.50 (2)n总=3+ɑ Kθ=Kx(p/pθ)?ν=Kx=[2ɑ/(3+ɑ)]2/[(1-ɑ)(3+ɑ)]=4ɑ2/[(1-ɑ)(3+α)]=1.33
得5.33α2+2.66α-3.99=0 解得α=0.651
(3) Kθ=Kx(p/pθ)?ν=4ɑ2/(1-ɑ2)=1.33此时P=106Pa 解得α=0.181