物理化学答案 - 第一章-热力学第一定律(7)

2019-01-19 13:45

一绝热过程。试计算此过程中析出的冰的质量。已知冰的熔化热为333.5J?g?1;273K到268K之间水的热容为4.314J?g?1?K?1。 解 设析出冰的质量为m,定压绝热时,?H=0。

?H??H1??H2?m(水)C?水??T2?T1?????fusH?m?0333.5m?100?4.314??0?5?gm?6.5g33. 假设下列所有反应物和产物均为298K下的正常状态,问哪一个反应的?rH和?rU有较大的差别,并指出哪个反应的?rH>?rU,哪个反应的?rH<?rU。 (1) 蔗糖?C12H22O11?的完全燃烧;

(2) 萘被氧气完全氧化成苯二甲酸?C6H4?COOH?2?; (3) 乙醇的完全燃烧;

(4) PbS与O2完全氧化成PbO和SO2。

解 (1) C12H22O11?s??12O2?g??12CO2?g??11H2O?l?

?n?0,?U???H?;

(2) C10H8?s??9O2?g??C6H4?COOH?2?s??2CO2?g??H2O?l?, 2?n??2.5,?U???H?;

(3) C2H5OH?l??3O2?g??2CO2?g??3H2O?l?,

?n??1,?U???H?;

(4) PbS?s??3O2?g??PbO?s??SO2?g?, 2 ?n??0.5,?U???H?。34. 已知下列反应在25℃时的热效应为 (1)Na?s??(2)H1?Cl2?g??NaCl?s?;?rHm??411.0kJ?mol?1 2??1 g?Ss?2Og?HSOl;?H??800.8kJ?mol????????224rm2 31

?(3)2Na?s??S?s??2O2?g??Na2SO4?s?;?rHm??1382.8KJ?mol?1

(4)

11?H2?g??Cl2?g??HCl?g?;?rHm??92.30kJ?mol?1 22??计算反应2NaCl?s??H2SO4?l??Na2SO4?s??2HCl?g?在298K时的?rHm和?rUm。

??????rHm??rHm?3??2?rHm?4??2?rHm?1???rHm?2??55.4kJ?mol?1

????rUm??rHm?RT?n?g???rHm?2RT?50.4kJ?mol?1

35. 已知反应:

1?H2?g??O2?g??H2O?l?;?rHm?298K???285.9kJ?mol?1,水的气化热为

21??12.445kJ?g,计算反应:H2?g??O2?g??H2O?g?的?rHm?298K?。

2解

????rHm?298K???rHm?H2O,l???vapHm??285.9?18?2.445?kJ?mol?1 ?242kJ?mol?136. 已知反应:

(1)C金刚石?O2?g??CO2?g?;?rHm?298K???395.4kJ?mol

??1??(2)C石墨?O2?g??CO2?g?;?rHm?298K???393.5kJ?mol

??1??求C石墨?C金刚石的?trsHm?298K?。

?????解 ?trHs?m????H2???H?r?mr?1m? l?1.9kJ?m1o37. 利用下列数据计算HCl?g?的生成焓。

(1)NH3?aq,???HCl?aq,???NH4Cl?aq,??;?rHm?298K???50.21kJ?mol

??1(2)NH3?g??H2O?NH3?aq,??;?rHm?298K???35.561kJ?mol

??1(3)HCl?g??H2O?HCl?aq,??;?rHm?298K???73.22kJ?mol

??1(4)NH4Cl?s??H2O?NH4Cl?aq,??;?rHm?298K???16.32kJ?mol

??1 32

11?N2?g??2H2?g??Cl2?g??NH4Cl?s?;?rHm?298K???313.8kJ?mol?1 2213??1(6)N2?g??H2?g??NH3?g?;?rHm?298K???46.02kJ?mol

22(5)

?????fHm?HCl,g???rHm?5???rHm?4???rHm?6??????rHm?1???rHm?2???rHm?3?

??92.5kJ?mol?1

38. 利用标准摩尔生成焓数据,计算下列反应的?rHm?298K?。

?(1)Cl2?g??2KI?s??2KCl?s??I2?s? (2)CO?g??H2O?g??CO2?g??H2?g? (3)SO2?g??1O2?g??H2O?l??H2SO4?l? 2(4)CaCO3?s??CaO?s??CO2?g?

(5)CaO?s??3C石墨?CaC2?s??CO?g? (6)Fe2O3?s??CO?g??CO2?g??2FeO?s? (7)2H2S?g??SO2?g??3S?s??2H2O?g? (8)2Fe2O3?s??3C石墨?4Fe?s??3CO2?g? 解

????(1) ?rHm(298K)?2?fHm?[KCl(s)]?2?fHm?[KI(s)]?2?(?436.747kJ?mol?1)?2?(?327.9kJ?mol)??217.694?436.747kJ?mol?1?1

(2) ?rHm(298K)??fHm?[CO2(g)]??fHm?[CO(g)]??fHm?[H2O(g)]??393.509kJ?mol?1?(?110.525kJ?mol?1)?(?241.818kJ?mol?1)??41.166kJ?mol?1(3) ?rHm(298K)??fHm?[H2SO4(l)]??fHm?[H2O(l)]??fHm?[SO2(l)]??813.989kJ?mol?1?(?285.83kJ?mol?1)?(?296.83kJ?mol?1)??231.329kJ?mol?1(4) ?rHm(298K)??fHm?[CaO(s)]??fHm?[CO2(g)]??fHm?[CaCO3(s)]??635.09kJ?mol?1?(?393.51kJ?mol?1)?(?1206.87kJ?mol?1)?178.27kJ?mol?1

33

(5) ?rHm(298K)??fHm?[CaC2(s)]??fHm?[CO(g)]??fHm?[CaO(s)]??59.8kJ?mol?1?(?110.525kJ?mol?1)?(?635.09kJ?mol?1)?464.765kJ?mol?1(6) ?rHm(298K)?2??fHm?[FeO(s)]??fHm?[CO2(g)]??fHm?[Fe2O3(s)]??fHm?[CO(g)]?2?(?272kJ?mol?1)?(?393.509kJ?mol?1)?(?110.525kJ?mol?1)?(?824.2kJ?mol?1)?2.784kJ?mol?1(7) ?rHm(298K)?2??fHm?[H2O(g)]?3??fHm?[S(s)]??fHm?[SO2(g)]?2??fHm?[H2S(g)]?2?(?241.818kJ?mol?1)?(?296.83kJ?mol?1)?(?20.63kJ?mol?1)??166.176kJ?mol?1(8) ?rHm(298K)?3??fHm?[CO2(g)]?2??fHm?[Fe2O3(s)]?3?(?393.509kJ?mol?1)?2?(?824.2kJ?mol)??467.873kJ?mol?1?1

39. 利用附录中的数据,计算下列反应的?rHm?298K?。

?(1)C2H4?g??H2?g??C2H6?g? (2)3C2H2?g??C6H6?l?

(3)C4H10?g??C4H8?g??H2?g? (4)C4H10?g??C4H6?g??2H2?g? 解

(1) ?rHm(298K)??fHm?[C2H6(g)]??fHm?[C2H4(g)]??84.68kJ?mol?1?52.26kJ?mol?1??136.94kJ?mol?1(2) ?rHm(298K)??fHm?(C6H6(l))?3??fHm?(C2H2(g))?49.04kJ?mol?1?3?(226.73kJ?mol)??631.15kJ?mol?1?1

(3) ?rHm(298K)??fHm?[C4H8(g)]??fHm?[C4H10(g)]??0.13kJ?mol?1?(?126.15kJ?mol?1)?126.02kJ?mol?1(4) ?rHm(298K)??fHm?[C4H6(g)]??fHm?[C4H10(g)]?110.16kJ?mol?1?(?134.52kJ?mol?1)?244.68kJ?mol?1

40. 已知C2H5OH?l?在25℃时的标准摩尔燃烧焓为-1367kJ?mol, 试用CO2?g?和

?1H2O?l?在298K时的生成焓,计算C2H5OH?l?在298K时的标准摩尔生成焓。

解 查表得:

???fHm?CO2,g???393.514kJ?mol?1,?fHm?H2O,l???285.84kJ?mol?1。

34

C2H5OH?l??3O2?g??2CO2?g??3H2O?l?

????cHm?C2H5OH,l??2?fHm?CO2,g??3?fHm?H2O,l???fH?m?C2H5OH,l?

????fHm?C2H5OH,l??2?fHm?CO2,g??3?fHm?H2O,l????cHm?C2H5OH,l?

??275.4kJ?mol?141. 已知PbO?s?在291K的摩尔生成焓为-219.5kJ?mol,在291K至473K之间,Pb?s?、

?1O2?g?及PbO?s?的平均热容各为0.134、0.900和0.218 J?g?1?K?1, 试计算PbO?s?在473K时的摩尔生成焓。

解 Pb?s??1O2?g??PbO?s? 2???fHm?T2???fHm?T1???Cp?T2?T1?????219.5??0.218?223?0.134?207?1??0.9?32??10?3?182?kJ?mol?12??218kJ?mol?1

42. 已知反应CO2?g??C石墨?2CO?g?, 在

??293K时的反应焓

???rHm?f?T?的关系式。所?293K???1.732?105kJ?mol?1, 求该反应的?rHm需热容数据自行查表。 解 查得:

Cp,m?CO2,g??28.66?35.702?10?3TKJ?K?1?mol?1

??Cp,m?C,石墨??17.15?4.27?10?3TK?8.79?105?KT?J?K?1?mol?1

2??Cp,m?CO,g??26.5366?7.6831?10?3TK?0.46?105?KT?J?K?1?mol?1

2???Cp,m?2Cp,m?CO,g??Cp,m?石墨??Cp,m?CO2,g??7.2632?24.6058?10TK?7.87?10?KT?J?K?mol?352?1???1

?rH?m?T???rH?293K???293K?CpdT ??1.748?105?7.26TK?12.30?210?3?TK??7.87?105KT?J?K?1?mol?1?mT 35


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