化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)熱力學(xué)習(xí)題及答案物理化學(xué)

1、第三章 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)熱力學(xué)習(xí)題及答案3.1 標(biāo)準(zhǔn)熱化學(xué)數(shù)據(jù)（P126）1. 所有單質(zhì)的 (T)皆為零？為什么？試舉例說明？答：所有處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的穩(wěn)定單質(zhì)的 (T) 皆為零，因為由穩(wěn)定單質(zhì)生成穩(wěn)定單質(zhì)的狀態(tài)未發(fā)生改變。如：單質(zhì)碳有石墨和金剛石兩種， (298.15K,石墨)=0，而 (298.15K,金剛石)=2.9 kJmol-1 (課本522頁)，從石墨到金剛石狀態(tài)要發(fā)生改變，即要發(fā)生相變，所以 (298.15K,金剛石)不等于零。2. 化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成熱(焓)定義成：“由穩(wěn)定單質(zhì)在298.15K和100KPa下反應(yīng)生成1mol化合物的反應(yīng)熱”是否準(zhǔn)確？為什么？答：標(biāo)準(zhǔn)生成熱(焓)的定義應(yīng)為：

2、單獨(dú)處于各自標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，溫度為T的穩(wěn)定單質(zhì)生成單獨(dú)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下、溫度為T的1mol化合物B過程的焓變。此定義中（1）強(qiáng)調(diào)壓力為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，而不強(qiáng)調(diào)溫度；（2）變化前后都單獨(dú)處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。3. 一定溫度、壓力下，發(fā)生單位化學(xué)反應(yīng)過程中系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱Qp與化學(xué)反應(yīng)摩爾焓變是否相同？為什么？答： 等壓不作其他功時（W=0），數(shù)值上Qp=。但Qp 是過程量，與具體的過程有關(guān)；而是狀態(tài)函數(shù)，與過程無關(guān)，對一定的化學(xué)反應(yīng)有固定的數(shù)值。如將一個化學(xué)反應(yīng)至于一個絕熱系統(tǒng)中，Qp為零，但有確定的數(shù)值。3.2 化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)函數(shù)改變值的計算（P131）1. (T)、(T)、(B,相態(tài),T)各自的含義是什么？答

3、：(T)： 溫度為T，壓力為P，發(fā)生單位反應(yīng)的G；(T)：溫度為T，壓力為P，發(fā)生單位反應(yīng)的G；(B,相態(tài),T)：溫度為T，壓力為P，由各自處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的穩(wěn)定單質(zhì)，生成處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)1mol化合物反應(yīng)的G。2. 25時，H2O(l)及H2O(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別為-285.838 kJ mol-1及-241.825 kJ mol-1。計算水在25時的氣化焓。解：Hm=fHm(H2O,g)- fHm(H2O,l)=-241.825-(-285.838)=44.01 kJmol-13用熱化學(xué)數(shù)據(jù)計算下列單位反應(yīng)的熱效應(yīng)(298.15K)。 (1) 2CaO(s)+5C(s,石墨)2CaC2(s)

4、+CO2(g) (2) C2H2(g)+H2O(l)CH3CHO(g) (3) CH3OH(l)+O2(g)HCHO(g)+H2O(l)解： (1) 2CaO(s)+5C(s,石墨)2CaC2(s)+CO2(g)fHm(kJmol-1)： -635.09 0 59.8 -393.509 rHm(298.15K)=2fHm(CaC2(s) + fHm(CO2(g) - 2fHm(CaO(s) - 5fHm(C(s)=2(-59.8)+(-393.509) - 2(-635.09) - 0=757.07 kJmol-1(2) C2H2(g)+H2O(l)CH3CHO(g)cHm(kJmol-1)：

5、 -1300 0 -1193rHm(298.15K)= cHm(C2H2(g)+ cHm(H2O(l)- cHm(CH3CHO(g)=-1300-(-1193)=-107 kJmol-1注：C2H2(g)和CH3CHO(g)的cHm數(shù)值本書未給出，是從其它物理化學(xué)書中查到的。(3) CH3OH(l)+O2(g)HCHO(g)+H2O(l)fHm(298.15K)： -238.66 0 -115.9 -285.83rHm(298.15K)=fHm(HCHO(g)+fHm(H2O(l)-fHm(CH3OH(l)-(1/2)fHm(O2(g) =-115.9+(-285.83)-(-238.66)=

6、 -163.16 kJmol-14利用附錄表中 (B,相態(tài),298.15 K)數(shù)據(jù)，計算下列反應(yīng)的 (298.15K)及 (298.15K)。假定反應(yīng)中各氣體物質(zhì)可視為理想氣體。 (1) H2S(g) + 3/2O2(g) H2O(l) + SO2(g) (2) CO(g) + 2H2(g) CH3OH (l) (3) Fe2O3(s) + 2Al(s) Al2O3() + 2Fe (s)解：=+B(g)RT。 【因為H=U+PV，H=U+(PV)=U+(ngRT)= U+RTng，對一定溫度壓力下的化學(xué)反應(yīng)則有：=+ B(g)RT】(1) H2S(g) + 3/2 O2(g) H2O (l)

7、 + SO2(g)=fHm(SO2(g)+fHm(H2O(l)- fHm(H2S(g)-3/2fHm(O2(g)=-296.83+(-285.83)-(-20.63)-0=-562.03 kJmol-1=+ B(g)RT=-B(g)RT= -562.03+(3/2)8.314298.1510-3 = -558.3 kJmol-l (2) CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)，=(-238.66)-(-110.525)=-128.14 kJmol-1， =-B(g)RT=(-128.14)-(-3) 8.314298.1510-3 = -120.7 kJmol-l(3) Fe2O3(s)+2

8、Al(s)Al2O3()+2Fe(s)，=(-1675.7)-(-824.2)= -851.5 kJmol-l， =-B(g)RT= -851.5 kJmol-l5計算在無限稀的溶液中發(fā)生下述單位反應(yīng)的熱效應(yīng)。已知標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓數(shù)據(jù)(單位是kJ mol-1)：H2O(l),-285.83；AgCl(s),-127.07；Na+,-329.66；K+,-251.21；Ag+,-105.90；NO3-,-206.56；Cl-,-167.46；OH-,-229.94；SO42-,-907.51。 (1) NaCl(,aq)+KNO3(,aq) (2) NaOH(,aq)+HCl(,aq)(3) 1/

9、2Ag2SO4(,aq)+NaCl(,aq)解：(1) 實質(zhì)上是：Na+Cl-+K+NO3-Na+Cl-+K+NO3-，沒有化學(xué)反應(yīng)，所以=0(2) 實質(zhì)上是：OH-(,aq)+H+(,aq)H2O(l)，=fHm(H2O(l)- fHm(H+(,aq)- fHm(OH-(,aq )=-285.83-0-(-229.94)=-55.89 kJmol-1(3) 實質(zhì)上是：Ag+(,aq)+Cl-(,aq)AgCl(s)， =(-127.07)-(-105.9)-(-167.46)=146.29 kJmol-16(1) CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) (298.15K)

10、=-41.2 kJmol1 (2)CH4(g) + 2H2O(g) CO2(g) + 4H2(g) (298.15K)=165.0 kJmol1反應(yīng) CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 4H2(g) 為 (2)-(1)：則：(298.15K) = 165.0-(-41.2) = 206.2 kJmol17解：CH4(g) + Cl2(g) CH3Cl(g) + HCl(g) (298.15K) = 4(C-H)+(Cl-Cl)-3(C-H)-(C-Cl)-(H-Cl) =414.63+242.7-328.4-430.95= -102.02 kJmol1 C2H6(g) C2H4(g

11、) + H2(g) (298.15K) = 6(C-H)+(C-C)-(H-H)-4(C-H)-(C=C) =2414.63+347.7-435.97-606.7 = 134.29 kJmol18. 由以下數(shù)據(jù)計算2,2,3,3四甲基丁烷的標(biāo)準(zhǔn)生成熱。已知：H(g)=217.94 kJ mol-1，C(g) =718.38 kJ mol-1，C-C=344 kJ mol-1，C-H= 414 kJ mol-1。解：2,2,3,3四甲基丁烷的結(jié)構(gòu)式如下：【含有7個C-C鍵和18個C-H鍵】9H2(g)+8C(s,石墨)C8H18， =(C8H18) 【相當(dāng)于9個H2(g)變成18個H(g)原子，

12、8個C(s,石墨)變成8個C(g)原子后（此時打開鍵需要吸收一定的能量），然后再組合成C8H18（放出一定的能量）?！克裕?C8H18)=18H(g)+8C(g) (7C-C +18C-H)=18217.94+8718.38-7344 -18414= -190.04 kJmol-19. 將0.005kg的正庚烷放入彈式量熱計內(nèi)通氧燃燒，反應(yīng)的結(jié)果使量熱計量溫度上升2.94 K，已知量熱計總的熱容量為8175.54 J K-1，開始時的平均溫度為298.15 K。求298.15 K時燃燒的H值。解：反應(yīng)方程式為 C7H16(l)+11O2(g)=7CO2(g)+8H2O(l) MC7H16=

13、100 g/mol總熱量：QV=-2.948175.54=-24036.1 J，因為QV=UUm=-24036.1/0.05= -480.72 kJmol-1Hm=Um+B(g)RT = -480.72+(7-11)8.314298.1510-3= -490.6 kJmol-110. 在291-333K溫度范圍內(nèi)，下述各物質(zhì)的Cp,m /(J K-1 mol-1)分別為： CH4(g)：35.715； O2(g)：29.36； CO2(g)：37.13； H2O(l)：75.30；在298.2K時，反應(yīng) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的恒壓反應(yīng)熱效應(yīng)為 -890.34

14、 kJ mol-1。求333K時該反應(yīng)的恒容反應(yīng)熱效應(yīng)為多少？解： (333K)=(298.2K)+=-890.34+=-890.34+93.295(333-298.2)10-3= -887.1 kJmol-1rUm(333K)=rHm(333K)-B(g)RT= -887.1-(1-3)8.31433310-3= -881.6 kJmol-1 3.3 化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)方向和限度（P136） 1. 在等溫、等壓下，一個化學(xué)反應(yīng)之所以能自發(fā)進(jìn)行，是由于反應(yīng)物的化學(xué)勢總和大于產(chǎn)物的化學(xué)勢總和，那么為什么反應(yīng)總不能進(jìn)行到底？而要達(dá)到平衡態(tài)？答：因為物質(zhì)分子在反應(yīng)過程中不可能總是處于各自的純態(tài)，反應(yīng)中會

15、發(fā)生混合，混合使體系的Gibbs自由能降低，這樣在反應(yīng)過程中在G曲線上會出現(xiàn)極小值，而達(dá)到平衡，使反應(yīng)不能進(jìn)行到底。2. 能否用0、0、0來判斷反應(yīng)的方向？為什么？答： 可以，但條件是反應(yīng)中所有物質(zhì)均處于各自的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，且不相互混合。3. 已知298K時，石墨和金剛石的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓分別為-393.511 kJ mol-1和-395.407 kJ mol-1，標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵分別為5.694 J K-1 mol-1和2.439 J K-1 mol-1，體積質(zhì)量分別為2.260 g cm-3和3.520 g cm-3。（這是物理化學(xué)中一個非常典型的題目！） (1) 計算C(石墨)C(金剛石)的 (298

16、.15 K)； (2) 在25時需多大壓力才能使上述轉(zhuǎn)變成為可能(石墨和金剛石的壓縮系數(shù)均可近似為零)。解：(1)rHm= cHm (石墨) - CHm (金剛石)= - 393.511-(-395.407)=1.896 kJmol-1rSm = Sm (金剛石) - Sm(石墨) = 2.439-5.694=-3.255 JK-1mol-1=rHm - TrSm = 1.896-298.15(-3.255)10-3= 2.87 kJmol-10，非自發(fā) (2) rGm =G1+G2+G3要使上述轉(zhuǎn)變成為可能，需施加一定壓力，使G20。假設(shè)壓力為P時的G2=0，則rGm=G1 +G3=V石(P

17、-P)+ V金(P-P)= (V石- V金) (P-P)代入數(shù)據(jù)，解得P=1.508109 Pa故所施加壓力為：P1.508109 Pa解法二：利用關(guān)系式 ， ，積分得，Gm=Gm+VP假設(shè)壓力為P時的Gm=0，則 (V金- V石) (P-P)+2.87103 = 0，求解同上。（注意單位統(tǒng)一為m3和Pa）3 42(1) C2H6(g) C2H4(g) + H2(g) K=Kp=KC = Kp/ KC=8.314298.15=2.479 kJmol1 (2) 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) K=Kp=KC = Kp/ KC=(8.314298.15)-1=4.0310-4=0.4

18、 kJmol1 (3) NO2(g) + SO2(g) SO3(g) + NO(g) K=Kp=KC = Kp/ KC=1 (4) 3O2(g) 2 O3(g) K=Kp=KC = Kp/ KC=(8.314298.15)-1=4.0310-4=0.4 kJmol13解：HI(g) 1/2 H2(g) + 1/2I2(g)， B=0， K=Kp= KC= Kx=(1/2)1/2(1/2)1/2/(1-)=0.141 3.5 各種因素對化學(xué)反應(yīng)平衡的影響（P148）1. 對于理想氣體反應(yīng)、真實氣體反應(yīng)、有純液體或純固體參加的理想氣體反應(yīng)，是否都只是溫度的函數(shù)？答： 對指定的化學(xué)反應(yīng)，只是溫度的函

19、數(shù)。2. 標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)改變時，平衡是否必定移動？平衡移動時，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是否一定改變？答：標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)改變時，平衡必定移動；平衡移動時，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)不一定改變， 如等溫下的改變壓力、改變組成等。3. 乙醇?xì)庀嗝撍苽湟蚁浞磻?yīng)是C2H6OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)，298.15K時各物質(zhì)的有關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下：物 質(zhì)C2H5OH(g)C2H4(g)H2O(g)Hf(kJ mol-1)-235.3152.285-241.85Sm(J K-1mol-1)282219.5188.7 (1)計算298.15 K下的和。 (2)根據(jù)G=H-TS，討論升溫為什么對生成乙烯有利。解：(1) rH

20、m=BfHm= (-241.85)+52.285-(-235.31)=45.745 kJmol-1rSm=B Sm= 188.7+219.5-282=126.2 Jmol-1K-1rGm =rHm-TrSm= 45.745-298.15126.210-3=8.12 kJmol-1rGm =-RTlnK，解得K=0.0378(2) 由計算可知，反應(yīng)rHm0，為吸熱反應(yīng)，升高溫度對吸熱反應(yīng)有利；因為rSm0，升高溫度，TrSm增大，使rGm減小，對正反應(yīng)（生成乙烯）有利。 4. 反應(yīng)SO2(g)+O2(g)SO3(g)的(T)= (-94600+89.6T ) J mol-1，問欲使含6%的SO2

21、、12%的O2的混合物氣體，在下SO2轉(zhuǎn)化率達(dá)90%，反應(yīng)的溫度應(yīng)為多少？解： SO2(g) + O2(g) SO3(g) + 惰性氣體起始： 6mol 12mol 0 82mol平衡： 0.6 12-2.7=9.3 5.4 82 nB=97.3 molrGm =-RTlnK，-94600+89.6T=-8.314Tln29.11，解得T=804.2 K5. 制備H2(g)通常采用電解水的方法。若采用加熱的方法使水分解，估算反應(yīng)的溫度為多少。解： H2O(l)= H2(g) +O2(g)查表求出以上反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變和熵變分別為：rHm= 0- (-285.83)=285.83 kJmol-1rS

22、m= (1/2)205.138+130.684-69.91=163.343 JK-1mol-1rGm=rHm-TrSm=285.83-163.343T當(dāng)rGm=0時，H2O(l)可以開始分解，解得此時T=1750 K。6. 合成甲醇的反應(yīng)是CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，找到一種催化劑在773.15K時活性最好。若使1:2的CO(g)與H2(g)的混合氣體有10%的轉(zhuǎn)化率，系統(tǒng)的壓力應(yīng)是多大？已知(298.15K) = - 24.61 kJ mol-1，= - 90.65 kJ mol-1，Cp=0 。 解法一： CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)起始： 1mol 2

23、mol平衡： 0.9 1.8 0.1 n = 2.8 molrGm (298.15K)= -RT ln K (298.15K)-24610 =-8.314298.15ln K (298.15K)，解得K (298.15K)=20498.66 ，解得 K (773.15K)=3.58310-6，解得P=274 P解法二：根據(jù)Gibbs-Helmholtz方程，因為 Cp=0，所以rHm 不隨溫度變化，可看成常量：解得rGm(773.15K)=80.6 kJmol-1rGm(773.15K)= -RT ln K(773.15K)80600= -8.314773.15ln K (773.15K)，解

24、得K (773.15K)=3.58310-6后面步驟同解法一。第三章 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)熱力學(xué)（章后練習(xí)題P155-157）3-1 已知25時下列數(shù)據(jù)： 物 質(zhì) CH3OH(l) CH3OH(g) (298.15 K) /(kJ mol-1) - 238.7 - 200.7(298.15 K) /(J K-1 mol-1) 127.0 239.7計算25時甲醇的飽和蒸氣壓p*。解：CH3OH(l)CH3OH(g) ,=-200.7-(-238.7)-T239.7-127.010-3= 4.4 kJ mol-1 =, =p*/ , p*=1.7104Pa3-1解：=(CH3OH(g) -(CH3OH(

25、l) =-200.7- (-238.7)=38 kJmol1 = (CH3OH (g) -(CH3OH(l) =239.7-127.0=112.7 JK-1mol-1 =-T=38-298.15112.710-3=4.40 kJmol1 =-RTln K，K=0.169=P/ P，P=0.169 P=1.69104Pa3-2 已知反應(yīng)C(石墨)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 的 (298.15 K) =133 kJ mol-1，計算該反應(yīng)在125時的 (398.15K)。假定各物質(zhì)在25-125范圍內(nèi)的平均等壓摩爾熱容如下 物 質(zhì)C(石墨) H2O(g) CO(g) H2(g)Cp,m/

26、(J K-1 mol-1)8.64 29.11 28.0 33.51解：(398.15K)= (298.15 K)+ Cp,mT=135 kJ mol-13-3 已知下述單位反應(yīng)：H2(g)+I2(s)=2HI(g)； (291K)= 49.46 kJ mol-1。I2(s)在熔點386.6K熔化吸熱16.74kJ mol-1。I2(l)在沸點457.4K，下吸熱42.68kJ mol-1。I2(s)在291K-386.6K間平均熱容為55.65 J K-1 mol-1。I2(l)在386.6-457.4K間的平均熱容為62.76 J K-1 mol-1。求上述單位反應(yīng)在473.15K的rHm

27、值。三種氣體摩爾熱容是：Cp,mH2T (JK-1mol-1)； Cp,mI2T (J K-1mol-1)； Cp,mT (J K-1 mol-1)。解：rHm(473.15K)= +(-42.68kJ mol-1)+(- 16.74kJ mol-1)+(291K)+=-20.4 kJ mol-13-4 已知CO和CH3OH(g)在25的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓分別為-110.52、-201.2 kJ mol-1；CO、H2、CH3OH(l)在25的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵分別為197.56、130.57、127.0 J K-1 mol-1。又知25甲醇的飽和蒸氣壓為16582Pa，汽化焓為38.0 kJ mol-1

28、。蒸氣可視為理想氣體，求反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的(298.15K)及(298.15K)。解： =-201.2-(-110.52)= -90.68 kJmol-1【=-T，欲求，需先由已知CH3OH(l)求出CH3OH(g)】CH3OH(g)=CH3OH(l)+S1+S2+S3 = 127.0+0+38.0103/298.15+8.314ln(16582/101325)=239.4 JK-1mol-1= 239.4-(197.56+2130.57)= -219.3 JK-1mol-1=-T=(-219.3)10-3= -25.3 kJmol-1= -RTln，解得= 2.

29、711043-5 已知(H2O,l,298.15K) = - 237.19 kJ mol-1，25時水的飽和蒸氣壓p* (H2O)=3.167kPa，若H2O(g)可視為理想氣體，求 (H2O,g,298.15K)。解： = - RTln K = -RTln(P/ P)= -8.314298.15ln(3.167/100) = 8.558 kJmol1 =(H2O(g)- (H2O(l) (H2O(g)=+(H2O(l)=8.558-237.19=-228.63 kJmol13-6 已知(CH3OH,g,298.15K) = -162.51 kJ mol-1，25時p*(CH3OH)=16.2

30、7 kPa，若CH3OH(g)可視為理想氣體，求(CH3OH, l, 298.15K)。解：= 【凝聚態(tài)的等溫變壓過程,G=Vm(P2-P1),由于壓=Vl(P*-P)+0+nRTln(P/ P*) 力對凝聚態(tài)自由能的影響不大，可認(rèn)為G2=0】=0+0+8.314298.15ln(101325/16270)=4.534 kJmol-1 =(CH3OH,g)-(CH3OH,l)(CH3OH,l)= -162.51-4.534= -167.04 kJmol-1部分學(xué)生解法（錯誤）： 對反應(yīng)的實際壓力認(rèn)識不清 (CH3OH, l) =(CH3OH, g)+ = -167.04 kJmol-13-7

31、已知Br2(l)的飽和蒸氣壓p*(Br2)=28574 Pa，求反應(yīng)Br2(l) = Br2(g)的(298.15K)。解：= -RTln(p*/)=3.14 kJ mol-13-8 已知理想氣體間的反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在973.15 K時= 0.71。(1)系統(tǒng)中四種氣體的分壓均為1.50時，上述反應(yīng)的自發(fā)方向如何？(2) p(CO)=10，p(H2O)=5，p(CO2)=p(H2)=1.5時，反應(yīng)的自發(fā)方向又如何？解：(1)，反應(yīng)逆向自發(fā)；(2) ，反應(yīng)正向自發(fā)。3-9 已知反應(yīng)CO(g)+H2(g)=HCOH(1) (298.15K) = 28.95 kJ

32、 mol-1,而298.15K時 p*(HCOH)=199.98kPa,求298.15K時，反應(yīng)HCHO(g)=CO(g)+H2(g)的 (298.15K)。解：(298.15K)= - 28.95 -RTln(p*/)=-27.265 kJ mol-1 , =6104解： CO(g) + H2(g) HCOH(l) 1 2 HCOH(g) 2 = - RTln K = -RTln(1/(P/ P)= -8.314298.15ln(1/(199.98/100) = 1.718 kJmol1 1 =- 2 =28.95 1.718 = 27.23 kJmol1HCOH(g) CO(g) + H2

33、(g) =- 1 = -27.23 kJmol1 = - RTln K，-27.23103= -8.314298.15ln KK = 5.91043-10 通常鋼瓶中裝的氮?dú)夂猩倭康难鯕?，在實驗中為除去氧氣，可將氣體通過高溫下的銅，使發(fā)生下述反應(yīng)：2Cu(s)+O2(g)Cu2O(s)。已知此反應(yīng)的/(Jmol-1)= -166732+63.01(T/K)。今若在600時反應(yīng)達(dá)到平衡，問經(jīng)此手續(xù)處理后，氮?dú)庵惺Ｓ嘌醯臐舛葹槿舾?？解?Cu(s)+O2(g)Cu2O(s) 600(873.15K)，= -166732+63.01873.15= -111.715 kJmol1= - RTln K

34、 = -111.715103= -0.58.314873.15ln(PO2/ 101.325) 解得，P(O2)=4.3610-9 kPaP(O2)=c(O2)RT c(O2)= P(O2)/RT=4.3610-9/(8.314873.15)=5.9210-13molm-3=5.9210-16moldm-3解法二：（多數(shù)學(xué)生）先由= - RTln K解出K，再由，解得。3-11 某合成氨廠用的氫氣是由天然氣CH4與水蒸氣反應(yīng)而來，其反應(yīng)為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。已知此反應(yīng)在1000K下進(jìn)行的=0.2656，如果起始時CH4(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量之比為1:2，

35、試計算當(dāng)要求CH4的轉(zhuǎn)化率為75%時，反應(yīng)系統(tǒng)的壓力應(yīng)為多少。解： CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) 起始：1mol 2mol 0 0平衡：0.25 1.25 0.75 2.25 nB=4.5mol K=Kn，0.2656=，解得P=44.9 kPa3-12 Ni和CO能生成羰基鎳：Ni(s)+4CO(g)=Ni(CO)4(g),羰基鎳對人體有危害。若150及含有w(CO)=0.005的混合氣通過Ni表面，欲使wNi(CO)4110-9，問：氣體壓力不應(yīng)超過多大?已知混合氣平均分子量為10.7,上述反應(yīng)150時， =6.010-6。解：當(dāng)wNi(CO)4110-9時，

36、pNi(CO)4= p(總) 10.710-9/170.7, p(CO) = p(總) 10.70.005/28, = pNi(CO)4/ p(CO)4()3 求出p(總)= 9.3106 Pa3-13 對反應(yīng) H2(g) + 0.5S2(g)= H2S(g) ，實驗測得下列數(shù)據(jù)：T /K 1023 1218 1362 1473 1667ln 4.664 3.005 2.077 1.481 0.6333 (1)求1000-1700K間反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變； (2)計算1500K反應(yīng)的,。解：以ln對1/T作圖斜率 -/R=10674; =89kJ mol-1,截距 /R= -5.765 , =-

37、47.9 J K-1 mol-1 (1500K)= -17.2kJ mol-1, =3.983-14 AgNO3(s)分解反應(yīng)為AgNO3(s)=Ag(s)+NO2(g)+O2(g)，試求其分解溫度。已知298.15 K的下列物質(zhì)的有關(guān)數(shù)據(jù)：物 質(zhì)AgNO3(s)Ag(s)NO2(g)O2(g) / (kJ mol-1)-123.14033.850 / (J K-1 mol-1)140.9242.70240.45205.03解：AgNO3(s)Ag(s)+NO2(g)+O2(g)(298.15K)=33.85- (-123.14)=156.99 kJmol1(298.15K)=42.70+240.45+0.5205.03-140.92= 244.745 JK-1mol-1=-T244