華理普通化學(xué)答案

1、第一章 第一章 化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系 化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系 1) 某理想氣體對(duì)恒定外壓(93.1kPa)膨脹， 其體積從 50L 變化至 150L，同時(shí)吸收 6.48kJ 的熱量，試計(jì)算內(nèi)能的變化。 解：ΔU = Q + W , Q = 6.48 kJ W = －p 外(V2－V1) = －93.31× 103Pa× (150－50)× 10－3m3 = －9.331kJ ΔU =

2、(6.48－9.331)kJ =－2.851kJ ∴ 內(nèi)能的變化為－2.851kJ 2) 已知下列熱化學(xué)方程式： Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO2(g), Qp=－27.6kJ?mol-1 Fe2O3(s) + CO(g) = 2Fe3O4(s) + CO2(g), Qp=－58.6kJ?mol-1 Fe3O4(s) + CO(g) = 3FeO(s) + CO

3、2(g), Qp=38.1kJ?mol-1 不用查表，計(jì)算下列反應(yīng)的 Qp：FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g) (提示：根據(jù)蓋斯定律，利用已知反應(yīng)方程式，設(shè)計(jì)一循環(huán)，消去 Fe2O3 和 Fe3O4，而得到所需反應(yīng)方程式。) 解：若以①、②、③分別表示所給的化學(xué)方程式， 根據(jù)蓋斯定律，設(shè)計(jì)一循環(huán)：61 [3× ①－②－2× ③] 可得下列方程：FeO(s) + CO(g)

4、 =Fe(s) + CO2(g) ∴ 該反應(yīng)的 Qp = 61 × [3× (－27.6)－(－58.6)－2×38.1]kJ?mol-1 =－16.7 kJ?mol-1 3) 試用書(shū)末附錄 1 提供的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 ? ? m f H 數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)的 ? ? m rH 。 ① CaO(s) + SO3(g) + 2H2O(l) = CaSO4?2H2O(s) ② C6H6(l

5、) + 721 O2(g) = 6 CO2(g) + 3H2O(l) ③ 2Al(s) + Fe2O3(s) = 2Fe(s) + Al2O3(s) 解： ① CaO(s) + SO3(g) + 2H2O(l) = CaSO4?2H2O(s) ? ? m f H / kJ?mol 1 ? －635.5 －395.26 －285.85 －2021.12 ? ? m rH =

6、? ? m f H ( CaSO4?2H2O,s) － ? ? m f H (CaO,s)－ ? ? m f H (SO3,g) －2 ? ? m f H (H2O,l) = [(－2021.12) －(－635.5)－(－395.26) －2× (－285.85)] kJ?mol 1 ? =－418.66 kJ?mol 1 ? ② C6H6(l) + 721 O2(g) = 6

7、CO2(g) + 3H2O(l) ? ? m f H / kJ?mol 1 ? 49.04 0 －393.51 －285.85 ? ? m rH = 6 ? ? m f H (CO2,g) +3 ? ? m f H (H2O,l) － ? ? m f H (C6H6,l) = [6× (－393.51) +3× (－285.85)－49.04] kJ?mol 1 ? =－3267.65 kJ?mol

8、 1 ? 6) 利用書(shū)末附錄 1 所提供的 ? ? m f H 和 ? m S 數(shù)據(jù)，計(jì)算下列反應(yīng)在 298K 時(shí)的 ? ? m rG 。 ① N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) ② 2HgO(s) = 2Hg(l) + O2(g) ③ CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) 解：① ? ? m rH =2× ? ? m f H (NH3,g)

9、 = [2× (－45.96)] kJ?mol 1 ? =－91.92 kJ?mol 1 ? ? ? m rS = (2× 192.70－3× 130.70－191.60) J?K 1 ? ?mol 1 ? =－198.30 J?K 1 ? ?mol 1 ? ? ? m rG = ? ? m rH －T ? ? m rS = [－91.92－298× (－198.30)

10、15; 10 3 ? ] kJ?mol 1 ? =－32.83 kJ?mol 1 ? ② ? ? m rH =－2 ? ? m f H (HgO,s) = －2× (－90.71) kJ?mol 1 ? =181.42 kJ?mol 1 ? ? ? m rS = [(205.14 + 2× 77.4－2× 72.0)×10 3 ? ] kJ?mol 1 ? ? K 1

11、 ? = 0.216 kJ?mol 1 ? ? K 1 ? ? ? m rG = ? ? m rH －T ? ? m rS = (181.42－298×0.216) kJ?mol 1 ? = 117.05 kJ?mol 1 ? ③ ? ? m rH = 2 ? ? m f H (H2O,l) + ? ? m f H (CO2,g)－ ? ? m f H (CH4,g) = [2× (－285

12、.85)+(－393.51)－(－74.85)] kJ?mol 1 ? =－890.36 kJ?mol 1 ? ? ? m rS = [2×69.96+213.79－2× 205.14－186.38]× 10 3 ? kJ?mol 1 ? ? K 1 ? =－0.243kJ?mol 1 ? ? K 1 ? ? ? m rG = ? ? m rH －T× ? ? m rS = [－

13、890.36－298× (－0.243)] kJ?mol 1 ? =－817.95 kJ?mol 1 ? 7) 用二氧化錳制取金屬錳可采取下列兩種方法： ① MnO2(s) + 2H2(g) = Mn(s) + 2H2O(g) ② MnO2(s) + 2C(s) = Mn(s) + 2CO(g) 上述兩個(gè)反應(yīng)在 25℃、100kPa 下能否自發(fā)進(jìn)行？如果希望反應(yīng)溫度盡可能低一些，試通過(guò)計(jì)算，

14、說(shuō)明采用何種方法比較好？ 解： ① MnO2(s) + 2H2(g) = Mn(s) + 2H2O(g) ? ? m f H / kJ?mol 1 ? －520.9 0 0 －241.84 ? m S / J?mol 1 ? ? K 1 ? 53.1 130.70 31.76 188.85 ? ? m fG / kJ?mol 1 ? －466.1 0 0 －228.59 ? ? 1 m, rH = 2×