广西大学《无机化学万题库》37、无机化学万题库答案：问答题-4-6.doc

83 (四) 化学热力学初步 1 .第一种情况是在恒压下反应,放出热量为恒压反应热 Qp; 第二种情况是在恒容下反应,放出热量为恒容反应热 Qv。由于 Qp=Qv+p·ΔV=Qv+Δn RT 因为反应过程有气体产生,Δn 为正值,所以 Qp-Qv=Δn RT >0 Qp>Qv ,因此第一种情况放热多于第二种情况。 2 .根据吉布斯-赫姆霍茨方程: ?G=?H-T?S ?H=?G+T?S? S=T GH???由题目给出数据看,所有Δ fH m Θ和Δ fG m Θ均为正值,只有生成 NO 的?H>?G ,则生成 NO 的?S 为正值。即在高温下,生成 NO 的?G 可以为负值,故在高温下由 N 2和 O 2 合成 NO 的反应可自发进行。 rG m Θ是各气态物质的分压力均为标准压力时反应的摩尔吉布斯自由能变;而Δ rG m是在任意压力条件下反应的摩尔吉布斯自由能变。液体的正常沸点时,是在温度 T 和标准压力下气液达到平衡,故此时可用Δ rG m Θ=0 来表示该体系达到平衡。 4 .判断一个变化过程是否自发进行在恒压条件下是用吉布斯-赫姆霍茨方程: ?G=?H-T?S, 当?G<0时,该过程能自发进行; 当?G>0时,该过程不能自发进行。⑴不正确。对于放热反应,通常在低温下能自发进行。由于放热反应通常是化合过程,即是一个熵减的过程,在高温下│T?S│> │? H│,则?G>0 ,反应将非自发。⑵不正确。ΔS 为负值即是一个熵减的过程。但若反应是放热的,则在低温下│? H│>│T?S│时,?G<0 ,反应仍然可以自发进行。许多化合反应是熵减过程,但却是放热过程,在低温下都是自发进行的。⑶正确。冰融化为水是一个吸热过程, 但由于?S Θ 298 (冰)<?S Θ 298 (水), 所以该过程是熵增的。总的结果是?G<0 。故冰在室温下自动融化为水,是熵增起了主要作用的结果。 5 .反应能逆向进行的原因有两点: ①逆向反应是吸热过程,升高温度有利于吸热反应; ②逆向反应是一个熵增过程( 反应物是 5 mol 气态物质,而生成物是 4 mol 气态物质),?G=?H-T?S ,升高温度 T?S 增大,有助于逆反应进行。 84 6 .原则:分子量相同或相近时,气态熵值最大,液态次之,固态最小。相同固态下, 分子量越大,熵值越大。所以按标准摩尔熵 S m Θ(298 K) 值由大到小的顺序为: ④>③>⑤>①>② 7.⑴2 CO 2 (g) =2 CO (g) +O 2 (g) 2 2)/( )/()/( ????pp ppppK CO O CO?⑵ CaCO 3 (s)= CaO (s)+ CO 2 (g) ??p pK CO?⑶ Fe 3O 4 (s)+4H 2 (g) =3 Fe (s)+4H 2O (g) 4 4)/( )/( ???pp ppK H OH?⑷ CH 4 (g) +H 2O (g) = CO (g) +3H 2 (g))/ )(/( )/ )(/( 3?????pppp ppppK OH CH H CO?⑸2 FeCl 3 (aq) +2 KI (aq) =2 FeCl 2 (aq) +2 KCl (aq) +I 2 (s) 相应的离子方程式为:2 Fe 3 + (aq) +2I - (aq) =2 Fe 2 + (aq) +I 2 (s) 22 2)/()/( )/( ????K I Fe Fe? 8.⑴在 373 K时Δ rG m Θ=( 4100 -6. 09× 373 )×4. 18= 7643 (J· mol -1)>0 该转换是非自发的,所以 HgS (红) 较稳定。⑵该反应的转换温度 09 .6 4100 ?T = 673 (K) 9.⑴U 是状态函数,所以ΔU 只决定于始态和终态,ΔU 可确定。又因为ΔU=Q-W ,所以 Q-W 也可确定。 Q,W 都是与变化途经有关的, 不是状态函数, 题中途经未定, 所以 Q,W不能确定。注: 关于热力学第一定律的表达式, 由于对功W 的方向定义不同而有?U=Q-W或?U=Q+W ⑵若在绝热条件下,Q=0, 所以 Q 是确定的;ΔU 也是确定的;而Q-W 也可确定,故 W 也就可确定。 85 10 .根据吉布斯-赫姆霍茨方程:?rG m Θ=?rH m Θ-T?rS m Θ 298K 时⑴C 反应自发(放热而且熵增) ⑵B 在任何温度下均非自发(吸热而且熵减) A在T> 10 3?= 350 K 时自发(吸热但熵增) D在T<105 10 7. 11 3???= 111 K 时自发(放热但熵减) 11 .通常把 CaCO 3 分解产生的 CO 2 的分压等于空气中 CO 2 分压时的温度( 大约 530 ℃) 称为 CaCO 3 开始分