S?m(298K)/J?mol?1?K?1 170.1 42.55 152.231 ??fGm(298K)/kJ?mol?1 -96.90 0 0
?S?)??v?rm(298KBSm,B(298K)
B =﹛152.231×12+42.55-170.1﹜J?mol?1?K?1
= -54.1J?mol?1?K?1
?G?)??vG?rm(298KB?fm,B(298K)
B= 96.90kJ?mol?1
9、用锡石(SnO2)制取金属锡，有建议可用下列几种方法：
（1）单独加热矿石，使之分解。
（2）用碳（以石墨计）还原矿石（加热产生CO2）。 （3）用H2（g）还原矿石（加热产生水蒸汽）。
今希望加热温度尽可能低一些。试通过计算，说明采用何种方法为宜。解：（1）单独加热矿石SnO2使之分解的温度条件估算
SnO2(s)?Sn(s)?O2(g)
??1fHm(298K)/kJ?mol? -580.7 0 0
S?m(298K)/J?mol?1?K?1 52.3 51.55 205.138
??K)??v?rHm(298B?fHm,B(298K)
B = 580.7kJ?mol?1
??(298K)??v?rSmBSm,B(298K)
B=﹛205.138+51.55-52.3﹜J?mol?1?K?1 = 204.4J?mol?1?K?1
依据 ?rG?m(T)???rHm(29K8?)T??rSm(29K8? )T＞580.7kJ?mol?1/204.4J?mol?1?K?1=2841K
16
（2）用碳还原矿石的温度条件估算
SnO2(s)?C(s)?Sn(s)?CO2(g)
??fHm(298K)/kJ?mol?1 -580.7 0 0 -393.509
S?1m(298K)/J?mol??K?1 52.3 5.74 51.55 213.74
???rHm(298K)??vB?fHm,B(298K)
B = ﹛（-393.509）-（-580.7）﹜kJ?mol?1 = 187.2kJ?mol?1
??v?rSm(298K)??BSm,B(298K)
B=﹛213.74+51.55-5.74-52.3﹜J?mol?1?K?1 = 207.3J?mol?1?K?1
T＞187.2kJ?mol?1/207.3J?mol?1?K?1=903.0K
（3）用H2还原矿石的温度条件估算
SnO2(s)?2H2(g)?Sn(s)?2H2O(g)
??fHm(298K)/kJ?mol?1 -580.7 0 0 -241.818
S?m(298K)/J?mol?1?K?1 52.3 130.684 51.55 188.825
????rHm(298K)??vBfHm,B(298K)
B = ﹛（-241.818）-（-580.7）﹜kJ?mol?1 = 97.1kJ?mol?1
??(298K)??v?rSmBSm,B(298K)
B=﹛188.825+51.55-130.684-52.3﹜J?mol?1?K?1 = 115.5J?mol?1?K?1
T＞97.1kJ?mol?1/115.5J?mol?1?K?1=841K
17
依据计算，用用H2还原可使矿石分解温度最低。
10、糖在新陈代谢过程中所发生的总反应可用下式表示：
C12H22O11(s)?12O2(g)?12CO2(g)?11H2O(l)
若在人体内实际上只有30％上述总反加的标准吉布斯函数变可转变成为功(非体积功)，则一食匙(3.8g)糖在体温37℃时进行新陈代谢，可以做多少功？ 解
C12H22O(11)s?12O(?)2g12CO2?(g)：
1H12O(l)
??fHm(298K)/kJ?mol?1 -2225.5 0 -393.509 -285.83
?Sm(298K)/J?mol?1?K?1 360.2 205.138 213.74 69.91
???rHm(298K)??vB?fHm,B(298K)
B = ﹛（-285.83）×11+（-393.509）×12-（-2225.5）﹜kJ?mol?1 = -5640.7kJ?mol?1
???rSm(298K)??vBSm,B(298K)
B=﹛69.91×11+213.74×12-205.138×12-360.2﹜J?mol?1?K?1 = 512.03J?mol?1?K?1
????rGm(T)??rHm(298K)?T?rSm(298K)
??rGm(310K)= -5640.7kJ?mol?1-（273+37）K×512.03J?mol?1?K?1
= -5799.4kJ?mol?1 转化为功（非体积功）w'
w'?m(C12H22O11)???rGm(310K)?30%
M(C12H22O11) =
3.8g?1?(?5799.4kJ?mol)?30%= -19.3kJ ?1342g?mol 18
11、计算利用水煤气制取合成天然气的下列反应在523K时(近似)的K?值。
CO(g)?3H2(g)?CH4(g)?H2O(g)
解：可利用公式
????rGm(T)??rHm(298K)?T?rSm(298K)
?(523K)。 代入热力学化学数据，先求出反应的?rGm(g)?3H(g?) CO2Cg)4H(?2H O(g)??fHm(298K)/kJ?mol?1 -110.525 0 -74.81 -241.818
?Sm(298K)/J?mol?1?K?1 197.674 130.684 186.264 188.825
???rHm(298K)??vB?fHm,B(298K)
B = ﹛（-241.818）+（-74.81）-（-110.525）﹜kJ?mol?1 = -206.10kJ?mol?1
???rSm(298K)??vBSm,B(298K)
B=﹛188.825+186.264-130.684×3-197.674﹜J?mol?1?K?1 = -214.637J?mol?1?K?1
???(T)??rHm(298K)?T?rSm(298K) 依据 ?rGm????rGm(523)??rHm(298K)?523K??rSm(298K)
≈﹛-206.10-523×（-214.637）×10-3﹜kJ?mol?1
= -93.84kJ?mol?1
???rGm?(?93.84)?1000J?mol?1lnK???21.6 ?1?1RT8.314J?K?mol?523K?109 K??2.36×
12、某温度时8.0molSO2和4.0molO2在密闭容器中进行反应生成SO3气体，测
19
得起始时和平衡时(温度不变)系统的总压力分别为300 kPa和220 kPa。试利用上述实验数据求该温度时反应：2SO2(g)?O2(g)?2SO3(g)的标准平衡常数和SO2的转化率。
解：设平衡时SO3的物质的量为xmol
2SO2(g)?O2(g)?2SO3(g)
起始时物质的量/mol 8.0 4.0 0 平衡时物质的量/mol 8.0-x 4.0-x2 x 在恒温恒容条件下，系统总压与系统的总物质的量成正比，故
300 kPa：220 kPa=（8.0+4.0）：（8.0-x+4.0-x2+x）
得 x= 6.4 SO2的转化率为：
SO2%?x8?6.48?80% 平衡时各物质的摩尔分数为
xeq(SO6.41.62)=（8.0-6.4）mol/（8.0-6.4+4.0-
2+6.4）mol=8.8 xeq(O)=（4.0-6.46.40.822）mol/（8.0-6.4+4.0-2+6.4）mol=8.8
xeq(SO6.46.43)= 6.4mol/（8.0-6.4+4.0-2+6.4）mol=8.8 根据分压定律，各气体平衡时的分压分别为 peq(SO2)=
1.68.8×220 kPa= 40 kPa peq(O0.82)= 8.8×220 kPa= 20 kPa
peq(SO6.43)= 8.8×220 kPa= 160 kPa
K???peq(SO?3)/p?2?peq(SO2)/p??2?peq(O2)/p??
=(160/100)2 (40/100)2?(20/100)=80
20