工科化学与实验(金继红)第2章-习题及思考题答案(3)

2020-04-03 10:02

7. 标准状态下,反应 CH3OH (g) + O2 (g)=CO (g) + 2 H2O (g) 的反应热就是

CH3OH (g)的标准燃烧焓,对吗?

不正确。标准燃烧焓是指物质在标准压力下完全燃烧时的反应焓变,对于含有C和H的物质,完全燃烧生成的物质应该是CO2 (g)和 H2O (l)。 8. 标准状态下,反应CO (g) +

成焓,这一结论是否正确?

不正确。标准生成焓是指标准状态下,由稳定单质生成该化合物时的反应热,对于CO2 (g),其标准生成焓应为标准状态下C(石墨)燃烧的反应热。 9. 用混乱度的概念说明同一物质的固、液、气三态熵的变化情况。

熵是表示物质系统内部质点混乱度大小的物理量。系统混乱度越大,熵值越大;混乱度越小,熵值越小。对于同一物质,处于固态时,其质点(原子、分子或离子等)排列较为规则,混乱度最小,所以熵值最小。对于液体,由于质点间作用减弱,距离增大,排列的不规则性增加,并且在液体内部还存在着质点之间的位置变化,因此混乱度大大增加,熵值增大。当物质处于气态时,质点之间的排列规则性进一步减弱,并且还存在着更多的不规则运动,因此其混乱度最大,熵值也最大。 10. 下列说法都是不正确的,为什么?

(1)△S < 0的过程不可能发生; (2)自发过程的△G都小于零。

(1)不对,等温等压、不做非体积功下,一个过程是否可以自发进行由△G的大小来判断。当△S < 0但△G < 0时该过程可以自发,而且△S < 0,△G > 0的过程也可以通过其他外来因素的作用发生。如上述,(2)也不对,自发过程的△G小于零是在等温等压、不做非体积功的条件下。

11. 化学平衡的标志是什么?化学平衡有哪些特征?

化学平衡的标志是正、逆反应速率相等,系统中各物质的浓度(或分压)不再随时间而变化,化学平衡的特征除了上述两点外,还包括(1)化学平衡处于动态平衡,正逆反应仍在进行;(2)达到化学平衡时,此时的△G = 0;(2)化学平衡是相对的、暂时的、有条件的,当条件改变时,原有的平衡状态将被打破,达到新的平衡状态。

12. Kθ与Q在表达式的形式上是一样的,具体含义有何不同?

Kθ是由△rGmθ和T决定的一个常数,表示的是达到化学平衡时,各生成物相对分压(或浓度)的相应次方乘积与各反应物相对分压(或浓度)的相应次方乘积之比,与参与反应的物质的分压(或浓度)无关。Q表示的是某一时刻参与反应的各生成物相对分压(或浓度)的相应次方乘积与各反应物相对分压(或浓度)的相应次方乘积之比,是随着反应进行不断变化的,当到达平衡时,Q = Kθ。

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1O2 (g)=CO2 (g)的反应热就是CO2 (g)的标准生213. 何谓化学平衡的移动?促使化学平衡移动的因素有哪些?

当外界条件发生变化时,原有的化学平衡将被破坏,并在新的条件下达到新的平衡。这种因条件的改变使化学反应由一个平衡状态转变到另一个平衡状态的过程称为化学平衡的移动。促使化学平衡移动的因素有:浓度、压力、温度的变化。 14. 下述说法是否正确?为什么?

(1) 因为△rGmθ = -RTlnKθ,所以△rGmθ是平衡态时反应的函数变化值;

不正确。△rGmθ是反应物与产物都处于标准态时,发生1个单位反应的自由能改变值。这实际上是一个假想的反应过程。

(2) △rGmθ < 0的反应,就是自发进行的反应;△rGmθ > 0的反应必然不能进

行;

△rGmθ < 0表示反应可以自发进行,但不是自发进行,有的△rGmθ < 0的反

应的需要一定的触发条件;△rGmθ < 0是在等温等压、不做非体积功的条件下反应可以自发进行的条件,当有适合的外来因素,△rGmθ > 0的反应也可

以进行。

(3) 平衡常数改变,平衡一定会移动;反之,平衡发生移动,平衡常数也一定

改变;

平衡常数改变,平衡一定会移动;反之,即使平衡发生移动,平衡常数也不一定改变,只要反应的温度不变,平衡常数不变。

(4) 对于可逆反应,若正反应为放热反应,达到平衡后,将系统温度由T1升高

到T2,则其相应的标准平衡常数Kθ2 > Kθ1。

不对。由△rGmθ = -RTlnKθ,得△rHmθ - T△rSmθ = -RTlnKθ,即,△rHmθ = T(△rSmθ-RlnKθ),由于△rHmθ < 0,T增大,(△rSmθ-RlnKθ)增大,其中

△rSmθ为定值,所以lnKθ减小,即Kθ减小,Kθ2 < Kθ1。换句话说,正反

应为放热反应,升高温度使得平衡向逆反应方向移动,Kθ2 < Kθ1。

15. 已知反应 2 HBr (g)

H2 (g) + Br2 (g)的△rHmθ = 70.74 kJ·mol-1,在某温度下

达到平衡,试讨论下列因素对平衡的影响:

(1)将系统压缩;(2)加入H2 (g);(3)加入HBr (g);(4)升高温度;(5)加入He (g)保持系统总压力不变;(6)恒容下,加入He (g)使系统总压力增大。 该反应∑υB = 0,Kθ = Kx,系统总压的变化不会使平衡移动。因此(1)、(5)、(6)不会使平衡移动;(2)加入产物,平衡向逆反应方向移动;(3)加入反应物,平衡向正反应方向移动;△rHmθ > 0,吸热反应,(4)使平衡向正反应方向移动。

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