北师大版无机化学习题答案(7)

2018-11-23 12:35

5-31石灰窑的碳酸钙需加热到多少度才能分解(这时,二氧化碳的分压达到标准压力)?若在一个用真空泵不断抽真空的系统内,系统内的气体压力保持10Pa ,加热到多少度,碳酸钙就能分解?

31

5-32以下反应,哪些在常温的热力学标态下能自发向右进行?哪些不能?

θ-1θ-1-1

298K △rHm/ kJ.mol △rSm/ J.mol.K

(1)2CO2(g)===2CO (g)+O2(g) 566.1 174 (2)2N2O(g)===N2(g) +O2(g) -163 22.6 (3)NO2(g) ====2N2(g) + O2(g) 113 145 (4)2NO2(g) === 2NO(g) +O2(g) -67.8 120 (5)CaCO3 (l)===CaO(l) +CO2(g) 178.0 161 (6)C(s) + O2(g) === CO2(g) -393.5 3.1 (7)CaF2(s) +aq ===CaF2(aq) 6.3 -152

32

5-33计算氯化铵固体在试管内及在斜置的两头开口的玻璃管内分解所需的最低温度。 5-34银器与硫化物反应表面变黑是生活中的常见现象。

-6

(1)设空气中H2S 气和H2气 “物质的量”都只达10mol ,问在常温下银和硫化氢能否反应生成氢气?温度达多高,银器表面才不会因上述反应而变黑? (2)如果考虑空气中的氧气加入反应,使反应改为2Ag(s) +H2S(g) +1/2 O2(g) ===Ag2S (g) + H2O(l) ,该反应是否比银单独和硫化氢反应放出氢气更容易发生?通过计算来回答。温度对该反应自发性的影响如何?

-1-1-1

附:298K 下 Ag2S 的标准生成焓和标准熵分别为 –31.8 kJ/ mol和146 J.mol. K

33

5-35高价金属的氧化物在高温下容易分解为低价氧化物。以氧化铜分解为氧化亚铜为例,估算分解反应的温度。该反应的自发性是焓驱动还是熵驱动的?温度升高对反应自发性的影响如何?

5-36很早就有人用热力学理论估算过,CuI2 固体在 298K 下的标准摩尔生成焓和标准摩

-1-1

尔生成自由能分别为-21.34 kJ.mol 和 –23.85 kJ.mol 。可是,碘化铜固体却至今并没有制得过。据认为,这不是动力学上得原因而是热力学上的原因。试分析是什么原因。

5-37已知二氧化钛(金红石)在常温下的标准摩尔生成焓和标准熵分别为-912 kJ/mol

-1-1

和50.25J.mol.K ,试分析以下哪一种还原反应是消耗能量最省的? TiO2(s) + 2H2(g)=== Ti(s) + 2H2O(g) TiO2(s) + C(s) ==== Ti(s) +CO2(g)

TiO2(s) + 2Cl2 (g)+ C(s) ==== TiCl4(l)+ CO2(g) TiCl4(l) +2H2(g)=== Ti(s) +4HCl(g)

-1-1

附:TiCl4(l) 298 K下的生成焓和标准熵分别为-750.2 kJ/mol 和 252.7 J.mol.K

34

5-38以温度T/K 为横坐标,以生成焓△fG/kJ.mol为纵坐标,利用吉布斯-亥姆霍兹方程画出CO(g) 和CO2(g)的生成焓随温度变化的曲线。 (1)哪条曲线的斜率较大?为什么?

(2)两条曲线的相交点对反应CO(g) + 1/2 O2(g) === CO2(g) 有什么特殊的物理意义?

θθθθ

(3)在图上的△fG(CO)> △fG(CO2) 和 △fG(CO)< △fG(CO2)的温度区间里,反应CO(g) + 1/2 O2(g) === CO2(g)的方向性有何不同? (4)请在图上添加一条曲线,用以判断反应Fe2O3(s) 在什么温度区间可被CO还原为铁。 提示:需按反应1/3 Fe2O3(s)+ CO ===2/3 Fe + CO2 来添加该曲线而不应直接使用△fGmθ

(Fe2O3)的温度曲线。

(5)通过此题你对不同反应的自由能的可比性或者说比较不同反应的自由能有没有物理意义有什么认识?

2+2+

5-39 Cu与配体反应的热力学参数如下图(水溶液,25℃ )。利用这些数据计算Cu 与4个氮配合的平衡常数(lgK),并对稳定性的差异做出解释。

θ

-1

5-40分辨如下概念的物理意义: (1)封闭系统和孤立系统。 (2) 环境压力和标准压力。

(3) 热力学标准态和理想气体标准状态。 (4) 气体的分压和分体积。 (5) 功﹑热和能。

(6) 等压膨胀和可逆膨胀功。 (7) 膨胀功和有用功。 (8) 热力学能和焓。

(9) 等压热效应和等容热效应。

35


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