普通化学:化学热力学初步和化学平衡练习题
2.1 已知标态下,下面反应的摩尔反应焓变为-75kJ/mol,求Cl-的水合离子生成焓。
HCl(g) = H+(aq) + Cl-(aq)
(H+(aq)的摩尔生成焓为0,HCl(g)的摩尔生成焓为-92.31kJ/mol)
2.2 氯化钙溶于水的反应经常被用于急救热敷袋。在热敷袋中,一个包有CaCl2的小包被捏破后,CaCl2溶于周围的水。
CaCl2(s) = Ca2+(aq) + 2Cl-(aq)
(a) 计算该反应的标准焓变;(参考教材后面的表)
(b) 假设
2.3 一个热机在两个热源之间可逆循环工作。高温热源为450K,低温热源为300K。
(a) 热机的效率是多少?
(b) 若热机每个循环从高温热源吸收热量1500J,那么它在低温热源放出热量为多少?
(c) 该热机每个循环做功为多少?
2.4 一个研究者用冰柜使他/她的反应维持在
2.5* 假设把一台冰箱放在一间密闭的房间里,把冰箱门打开,插上电源让冰箱工作。室内温度会怎样变化?为什么?
2.6 当把H2O(l)和D2O(l)混和后,会自发发生下面反应:
H2O(l) + D2O(l) = 2HOD(l)
O-H键和O-D键的键焓几乎没有区别,那么什么是这个反应的主要驱动力?
2.7 预测下列过程的熵变:
(a) NaCl熔融;
(b) 建筑物坍塌;
(c) 把空气分为温度、压力相同的氧气、氮气和氩气。
2.8 固体氨的摩尔熔化焓为5.65kJ mol-1, 摩尔熵变为28.9J mol-1 K-1。
(a)计算1mol固体氨在170K熔化的Gibbs自由能;
(b)在何温度下,固体氨和液体氨在标态下达到平衡。
答案:
2.1 -167 kJ/mol
2.2 (a) -81.4 kJ (b)
2.3 (a) 0.333 (b) Q = -1000J (c) W = 500 J。
2.4 W = -91J; Q = -891J。
2.5* 上升。因为冰箱内外温度相同,所以热机效率为零。换言之,冰箱仅做少量功就可以把冰箱内的大量热量传递到冰箱外。
由于体系总能量守恒,所以冰箱放热等于吸热和冰箱所做的功之和,因此房间温度会上升。
2.6 熵增加。
2.7 (a) delatS > 0; (b) deltaS > 0; (c) deltaS < 0。
2.8 (a) 7.4×102J; (b) 196K。
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