1、（2） C（s） + 2H2O（g） CO2（g） + 2H2（g） r Hm = +90.9 kJmol1（3） 2H2O（g） 2H2（g） + O2（g） r Hm = +483.6 kJmol1反应2 （2） （1） 2.5 （3）为：2C（s） + H2（g） C2H2（g） f Hm （C2H2） = 2 r Hm（2） r Hm（1） 2.5 r Hm（3）= 2 90.9 （ 1246.2） 2.5 483.6 kJmol1 = 219.0 kJmol1 2-4 求下列反应在298.15 K的标准摩尔反应焓变 r Hm。（1） Fe（s）+Cu2（aq）Fe2（aq）+Cu（s
2、）（2） AgCl（s）+Br（aq）AgBr（s）+Cl（aq）（3） Fe2O3（s）+6H（aq）2Fe3（aq）+3H2O（l）（4） Cu2+（aq）+Zn（s） Cu（s）+Zn2+（aq） r Hm（1） = 89.164.77 kJmol1= 153.9 kJmol1 r Hm（2） = 167.159 100.37 （121.55） （127.068） kJmol1= 18.91 kJmol1 r Hm（3） = 2 （48.5） + 3 （285.830） + 824.2 kJmol1= 130.3 kJmol1 r Hm（4） = （153.89） 64.77 kJmol
3、1= 218.66 kJmol12-5 计算下列反应在298.15K的rHm，rSm和rGm，并判断哪些反应能自发向右进行。（1） 2CO（g） + O2（g） 2CO2（g）（2） 4NH3（g） + 5O2（g） 4NO（g） + 6H2O（g）（3） Fe2O3（s） + 3CO（g） 2Fe（s） + 3CO2（g） （4） 2SO2（g） + O2（g） 2SO3（g）（1） r Hm = 2 （393.509） 2 （110.525） kJmol1= 565.968 kJmol1 r Sm = 2 213.74 2 197.674 205.138 Jmol1K1= 173.01 J
4、mol1K1 r Gm = r Hm T r Sm= 565.968 298.15 （173.01 103） kJmol1K1= 514.385kJmol1 0，反应自发。（2） r Hm = 6 （241.818） + 4 90.25 4 （46.11） kJmol1 r Sm = 6 188.825 + 4 210.761 5 205.138 4 192.45 Jmol1K1= 180.50 Jmol1K1 r Gm = r Hm T r Sm = 905.5 298.15 180.50 103 kJmol1= 959.3kJmol1 （3） r Hm = 3 （393.509） 3 （1
5、10.525） （824.2） kJmol1= 24.8 kJmol1 r Sm = 3 213.74 + 2 27.28 3 197.674 87.4 Jmol1K1= 15.4 Jmol1K1= 24.8 298.15 15.4 103 kJmol1= 29.4kJmol1 （4） r Hm = 2 （395.72） 2 （296.830） kJmol1= 197.78kJmol1 r Sm = 2 256.76 205.138 2 248.22 Jmol1K1= 188.06Jmol1K1= 197.78 298.15 （188.06 103） kJmol1= 141.71kJmol12
6、-6 由软锰矿二氧化锰制备金属锰可采取下列两种方法：（1） MnO2（s） + 2H2（g） Mn（s） + 2H2O（g）（2） MnO2（s） + 2C（s） Mn（s） + 2CO（g） 上述两个反应在25，100 kPa下是否能自发进行？如果考虑工作温度愈低愈好的话，则制备锰采用哪一种方法比较好？ rGm（1） = 2 （228.575） （466.14） kJmol1 = 8.99 kJmol1 rGm（2） = 2 （137.168） （466.14） kJmol1 = 191.80 kJmol1 两反应在标准状态、298.15K均不能自发进行；计算欲使其自发进行的温度：rHm（1
7、） = 2 （241.818） （520.03） kJmol1 = 36.39 kJmol1rSm（1） = 2 188.825 + 32.01 2 130.684 53.05 Jmol1K1 = 95.24 Jmol1K1 rHm（1） T1rSm（1） = 0 T1 = 36.39 kJmol1 / （95.24 103 kJmol1K1）= 382.1KrHm（2） = 2 （110.525） （520.03） kJmol1 = 298.98 kJmol1rSm（2） = 2 197.674 + 32.01 2 5.740 53.05 Jmol1K1 = 362.28 Jmol1K1 r
8、Hm（2） T1rSm（2） = 0T2 = 298.98 kJmol1 / （362.28 103 kJmol1K1） = 825.27 KT1 T2，反应（1）可在较低温度下使其自发进行，能耗较低，所以反应（1）更合适。2-7 不用热力学数据定性判断下列反应的 r Sm是大于零还是小于零。（1） Zn（s） + 2HCl（aq） ZnCl2（aq） + H2（g） （2） CaCO3（s） CaO（s） + CO2（g）（3） NH3（g） + HCl（g） NH4Cl（s） （4） CuO（s） + H2（g） Cu（s） + H2O（l） 反应（1）、（2） 均有气体产生，为气体分子数
9、增加的反应， r Sm 0；反应（3）、（4）的气体反应后分别生成固体与液体， r Sm 0。2-8 计算25100kPa下反应CaCO3（s） CaO（s）+CO2（g）的rHm和 r Sm，并判断：（1） 上述反应能否自发进行？（2） 对上述反应，是升高温度有利？还是降低温度有利？（3） 计算使上述反应自发进行的温度条件。 rHm = 393.509 635.09 + 1206.92 kJmol1= 178.32 kJmol1 rSm = 213.74 + 39.75 92.9 Jmol1K1= 160.6 Jmol1K1（1） rGm= 178.32 298.15 160.6 103 k
10、Jmol1= 130.44 kJmol1 0 反应不能自发进行；（2） rHm 0， r Sm 0，升高温度对反应有利，有利于rGm 0。（3） 自发反应的条件为 T rHm / r Sm= 178.32 / 160.6103 K= 1110 K2-9 写出下列各化学反应的平衡常数K表达式。（1） CaCO3（s） CaO（s） + CO2（g） （2） 2SO2（g） + O2（g） 2SO3（g）（3） C（s） + H2O（g） CO（g） + H2（g） （4） AgCl（s） Ag（aq） + Cl（aq）（5） HAc（aq） H+（aq） + Ac（aq） （6） SiO2（s）
11、 + 6HF（aq） H2SiF6（aq） + 2H2O（l）（7） Hb（aq）（血红蛋白） + O2（g）HbO2（aq）（氧合血红蛋白）（8） 2MnO4（aq） + 5SO32（aq） + 6H（aq） 2Mn2（aq） + 5SO42（aq） + 3H2O（l）（1） K =/ p）= p（CO2）/p （2） K = （p（SO3）/p）2（p（O2）/p）1（p（SO2） /p）2 （3） K = （p（CO）/p）（p（H2）/p）（p（H2O）/p）1 （4） K = （c（Ag+）/c）（c（Cl）/c）（5） K = （c（H+）/c）（c（Ac）/c）（c（HAc）/c
12、）1（6） K = （c（H2SiF6）/c）（c（HF）/c）6（7） K = （c（HbO2）/c）（c（Hb）/c）1（p（O2）/p）1（8） K=（c（Mn2+）/c）2（c（SO42）/c）5（c（MnO4）/c）2（c（SO32）/c）5（c（H+）/c）6 2-10 已知下列化学反应在298.15K时的平衡常数：（1） CuO（s） + H2（g） Cu（s） + H2O （g） K1 = 21015（2） 1/2O2（g） + H2（g） H2O（g） K2 = 51022计算反应 CuO（s）Cu（s） + 1/2O2（g） 的平衡常数K。反应（1） （2）为所求反应，根据
13、多重平衡规则：K = K1 / K2 = 2 1015 / 5 1022 = 4 108 2-11 已知下列反应在298.15K的平衡常数：（1） SnO2（s） + 2H2（g） 2H2O（g） + Sn（s） K1 = 21（2） H2O（g） + CO （g） H2（g） + CO2（g）； K2 = 0.034计算反应 2CO（g） + SnO2（s）Sn（s） + 2CO2 （g）在298.15K时的平衡常数K。反应 （1） + 2 （2）为所求反应，所以K = K1 （K2）2= 21 0.0342 = 2.4 1022-12 密闭容器中反应 2NO（g） + O2（g） 2NO2
14、（g） 在1500K条件下达到平衡。若始态p（NO） = 150 kPa，p（O2） = 450 kPa，p（NO2） = 0；平衡时p（NO2） = 25 kPa。试计算平衡时p（NO），p（O2）的分压及平衡常数K。V、T不变，p n，各平衡分压为：p（NO） =150 kPa 25 kPa = 125 kPap（O2） = 450 kPa （25 / 2） kPa = 437.5 kPaK = （p（NO2） / p）2（p（NO） / p）2（p（O2） / p）1= （25 / 100） 2（125 / 100） 2（437.5 / 100） 1= 9.1 103 2-13 密闭容器
15、中的反应 CO（g） + H2O（g） CO2（g） + H2（g） 在750K时其K = 2.6，求：（1） 当原料气中H2O（g）和CO（g）的物质的量之比为11时，CO（g）的平衡转化率为多少？（2） 当原料气中H2O（g）CO（g）为41时，CO（g）的平衡转化率为多少？说明什么问题？（1） V、T不变 CO（g） + H2O（g） CO2（g） + H2（g） 起始n / mol 1 1 0 0 平衡n / mol 1x 1x x x n = 2（1 x） + 2x = 2平衡分压 p总 p总K = （p（H2） / p）（p（CO2） / p）（p（H2O） / p）1（p（CO）
16、 / p）12.6 = （）2（）2x = 0.62（CO） = 62%（2） V、T不变 CO（g） + H2O（g） 起始n / mol 1 4 0 0 平衡n / mol 1x 4x x x n = 5 2.6 = （x / 5）2 （1 x） / 51（4 x） / 51 x = 0.90（CO） = 90%H2O（g）浓度增大，CO（g）转化率增大，利用廉价的H2O（g），使CO（g）反应完全。2-14 在317K，反应 N2O4（g） 2NO2（g） 的平衡常数K = 1.00。分别计算当系统总压为400 kPa和800 kPa时N2O4（g）的平衡转化率，并解释计算结果。总压为4
17、00 kPa时 N2O4（g） 2NO2（g） 起始n / mol 1 0 平衡n / mol 1x 2x 平衡相对分压 x = 0.243（N2O4） = 24.3%总压为800kPa时 x = 0.174（N2O4） = 17.4%增大压力，平衡向气体分子数减少的方向移动，（N2O4）下降。2-15 已知尿素CO（NH2）2的fGm= 197.15 kJmol1，求尿素的合成反应在298.15 K时的 r Gm和K。2NH3（g） + CO2（g） H2O（g） + CO（NH2）2（s） rGm = 197.15 228.575 + 394.359 + 2 16.45 kJmol1= 1
18、.53 kJmol1lgK = rGm / （2.303RT） = 1.53 103 / （2.303 8.314 298.15） = 0.268 K = 0.540 2-16 25时，反应2H2O2（g）2H2O（g） + O2（g）的rHm为 210.9 kJmol1，rSm为131.8 Jmol1K1。试计算该反应在25和100时的K，计算结果说明什么问题？。 rGm = rHm TrSm rGm,298.15K = 210.9 kJmol1 298.15 K 131.8 103 kJmol1K1= 250.2 kJmol1lgK = rGm / （2.303RT）= 250.2 103
19、 / （2.303 8.314 298.15）= 43.83K298.15K = 6.7 1043rGm,373.15K = 210.9 kJmol1 373.15 K 131.8 103 kJmol1K1= 260.1 kJmol1lgK = 260.1 103 / （2.303 8.314 373.15）= 36.40K373.15K = 2.5 1036该反应为放热反应，对放热反应，温度升高，K下降。2-17 在一定温度下Ag2O的分解反应为 Ag2O（s） 2Ag（s） + 1/2O2（g）。假定反应的rHm，rSm不随温度的变化而改变，估算Ag2O在标准状态的最低分解温度？ rHm
20、= fHm（Ag2O） = 31.05 kJmol1 rSm = 2 42.5 + 205.138 / 2 121.3 Jmol1K1= 66.3 Jmol1K1T = rHm /rSm= 31.05 kJmol1 /（ 66.3 103 kJmol1K1）= 468 K2-18 已知反应 2SO2（g） + O2（g） 2SO3（g） 在427和527时的K值分别为1.0 105和1.1 102，求该反应的rHm。rHm = 3.2 102 kJmol1 2-19 已知反应 2H2（g） + 2NO（g） 2H2O（g） + N2（g） 的速率方程 v = k c（H2）c2（NO），在一定
21、温度下，若使容器体积缩小到原来的1/2时，问反应速率如何变化？ 体积缩小为1/ 2，浓度增大2倍：v2 = k 2c1（H2）（2c1）2（NO） = 8 k c1（H2）（c1）2（NO）= 8v12-20 某基元反应 A + B C，在1.20 L溶液中，当A为4.0 mol，B为3.0 mol时，v为0.0042 molL1s1，计算该反应的速率常数，并写出该反应的速率方程式。v = kcAcB k = 0.0042 molL1s1 / （4.0 mol / 1.20 L） （3.0 mol） / 1.20 L = 5.0 104 mol1Ls12-21 某一级反应，若反应物浓度从1.0
22、 mol L 1降到0.20 mol L 1需30min，问：（1） 该反应的速率常数k是多少？（2） 反应物浓度从0.20 mol L 1降到0.040 mol L 1需用多少分钟？ （1） ln（0.20 /1.0） = k30 mink = 0.054 min1 ；（2） ln（0.040 / 0.20） = 0.054 min1t t = 30 n n_min2-22 From reactions（1）（5）below, select, without any thermodynamic calculations those reactions which have: （a） larg
23、e negative standar entropy changes, （b） large positive standar entropy changes, （c） small entropy changes which might be either positive or negative.（1） Mg（s） + Cl2（g） = MgCl2（s）（2） Mg（s） + I2（s） = MgI2（s）（3） C（s） + O2（g） = CO2（g）（4 Al2O3（s） + 3C（s） + 3Cl2（g） = 2AlCl3（g） + 3CO（g）（5） 2NO（g） + Cl2（g）
24、= 2NOCl（g）Solution: （1） large negative standar entropy changes:（1） ,（5）.（2） large positive standar entropy changes:（4）. （3） small entropy changes which might be either positive or negative （2）,（3）.2-23 Calculate the value of the thermodynamic decomposition temperature （Td） for the reaction NH4Cl（s）.
25、= NH3（g） + HCl（g） at the standard state. rHm = 46.11 92.307 + 314.43 kJmol1= 176.01 kJmol1rSm = 192.45 + 186.908 94.6 Jmol1K1= 284.8 Jmol1K1=176.01 kJmol1 / 284.758 103 kJmol1K1= 618.0 K2-24Calculate rGm at 298.15K for the reaction 2NO2（g）N2O4（g）. Is this reaction spontaneous? rGm = 97.89 2 51.31 kJ
26、mol1= 4.73 kJmol1 0The reaction is spontaneous. 2-25 The following gas phase reaction follows first-order kinetics:FClO2（g） FClO（g） + O（g）The activation energy of this reaction is measured to be 186 kJmol1. The value of k at 322 is determined to be 6.76104s1.（1） What would be the value of k for this reaction at 25?（2） At what temperature would
