计算题 (复习) 2

1、已知反应 CaCO3 (s)=CaO(s)+CO2 (g) 各物质在298.15K时的标准生成焓及熵数据如下： CaCO3(s)      CaO(s)          CO2 (g) △fHmθ(298.15 K)/ kJ·mol－1      -1206.9    。    -635.1      。    -393.5 Smθ（298.15 K）/ J·mol－1·K－1    92.9      。    39.75      。      213.64 试计算下列各题： （1）反应的△rHmθ （2）反应的△rSmθ （3）反应的△rGmθ并判断正反应在标准状态下能否自发进行？ （4）反应在 298.15 K 时p(CO2) =10-8 kPa 时反应自发的方向          （10分） 1、解： （1）△rHmθ=-393.5-635.1+1206.9=178.3 kJ·mol－1                  2分 （2）△rSmθ=160.5 J·mol－1·K－1                                    2分 （3）△rGmθ=△rHmθ-T△rSmθ =178.3-298.15*160.5/1000=130.4 kJ·mol－1                2分 △rGmθ＞0  不能自发正向进行                                2分 （2）△rGm =m△rGmθ +RTlnJ =130.4x103 +2.303x8.314x298.15xlg（10-8） =130.4x103  -45.67x103 J·mol－1  =84.73x103 ＞0 △rGm＞0 反应向逆反应方向自发进行                         2分 或 J ＞K θ    所以反应逆反应方向自发进行。 2 .已知反应2SO2(g)+O2 (g)==2SO3 (g)，各物质在298.15K时的标准生成焓及熵数据如下：                  SO2(g)      O2 (g)          SO3 △fHmθ/kJ·mol－1      -296.8          。          -395.7 Smθ/J·mol－1·K－1   248.1    。  205.1    。    256.6 计算下列各题： （1）反应的△rHmθ （2）反应的△rSmθ （3）反应的△rGmθ并判断正反应在标准状态下能否自发进行？ （4）求此温度下的标准平衡常数                                          (10分) （4）若反应系统中p (O2,g) = 40.5 kPa，p (SO3,g) = p (SO2,g) = 1.01 kPa，判断反应在 298.15 K时反应进行的方向。 1.解：（1）△rHmθ=2×（-395.7）-2×（-296.8）-0 =-197.8 kJ·mol－1            （2分） （2）△rSmθ=2×256.6-2×248.1-205.1 =-188 J·mol－1·K－1              （2分） （3）△rGmθ =△rHmθ - T △rSmθ =-197.8-298.15×-188×10-3  =-141.8 kJ·mol－1                                        （2分） △rGmθ =-141.8 kJ·mol－1    所以反应正向自发                    （2分） （4） △rGmθ=-2.303RTlgKθ                                              Kθ=1024.9  =7.08 ×1024                                                                                      （2分） （4） 所以反应正向自发    3．已知  各物质在298.15K时的标准生成焓及熵数据如下： ／（kJ·mol-1）  26.48          0        62.438 ／（J·mol-1·K-1）  206.594        130.684      260.69 试计算下列各题： （1）反应的△rHmθ （2）反应的△rSmθ （3）反应的△rGmθ并判断正反应在标准状态下能否自发进行？ （4）若反应系统中p (HI,g) = 40.5 kPa，p (I2,g) = p (H2,g) = 1.01 kPa，判断反应在 320 K时反应进行的方向。 解：                     ／（kJ·mol-1）  26.48          0      62.438 ／（J·mol-1·K-1）  206.594        130.684  260.69 （1） （2） （3） 反应正向进行。 （4） 因为 J ＜K θ    所以反应正向进行。 或  反应正向进行。 或 反应正向进行。 4．已知   各物质在298.15K时的标准生成焓及熵数据如下： ／（kJ·mol-1）  –110.5    90.25        –393.5      0 ／（J·mol-1·K-1）    197.7    210.8          213.7    191.6 试计算下列各题： （1）反应的△rHmθ （2）反应的△rSmθ （3）反应的△rGmθ并判断正反应在标准状态下能否自发进行？ （4）若反应系统中p (NO,g) =p (N2,g) = 100 kPa，p (CO,g) = 40.5 kPa， p (CO2,g) = 1.01 kPa，判断反应在 298.15K时反应进行的方向。 解：根据已知条件， 298.15 K时的热力学数据如下： ／（kJ·mol-1）  –110.5    90.25        –393.5      0 ／（J·mol-1·K-1）    197.7    210.8          213.7    191.6 （1） （2） （3） 反应正向进行。 （4） 因为 J ＜K θ    所以反应正向进行。 或  反应正向进行。 5．已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) 各物质在298.15K时的标准生成焓及熵数据如下： H2(g)      Cl2(g)        HCl(g) ／（kJ·mol-1）  0          0          –92.31  ／（J·mol-1·K-1）    130.68    223.01        186.80    试计算下列各题： （1）反应的△rHmθ （2）反应的△rSmθ （3）反应的△rGmθ并判断正反应在标准状态下能否自发进行？ (4) p(H2) = p(Cl2) = 1 kPa , p(HCl)=100kPa时反应自发的方向 (5) p(H2) = p( Cl2) =10-8 kPa , p( HCl) =100kPa 时反应自发的方向 解：根据已知条件， 298.15 K时的热力学数据如下： H2(g)      Cl2(g)        HCl(g) ／（kJ·mol-1）  0          0          –92.31  ／（J·mol-1·K-1）    130.68    223.01        186.80    （1） （2） （3） 反应正向进行。 （4） 反应正向进行。 （5） 反应正向进行。 6、已知：各物质在298.15K时的标准生成焓及熵数据如下： CaCO3(s)        CaO(s)          CO2 (g) △fHmθ(298.15 K)/ kJ·mol－1      -1206.9        -635.1            -393.5 Smθ（298.15 K）/ J·mol－1·K－1    92.9          39.75            213.64 （1） 试应用标准摩尔生成焓和标准摩尔熵数据，计算反应 CaCO3 (s)=CaO(s)+CO2 (g)  的标准摩尔吉布斯函变 ?rGm?,并判断该反映在标准状态下能否自发进行？ （2） 试计算在 298.15 K 时p(CO2) =10-8 kPa 时反应自发的方向          （10分） 解： （1）△rHmθ=-393.5-635.1+1206.9=178.3 kJ·mol－1                  2分 △rSmθ=160.5 J·mol－1·K－1                                  2分 △rGmθ=△rHmθ-T△rSmθ =178.3-298.15*160.5/1000=130.4 kJ·mol－1              2分 △rGmθ＞0  不能自发正向进行                                  2分 （2） 因为，△rGm＞0 反应向逆反应方向自发进行                     2分 7、已知： MnO4- (aq) + 8H+(aq) + 5e -  =  Mn2+ (aq) + 4H2O(l)    E? (MnO4-/Mn2+)=1.51V ， Cl2 (g) + 2e - = 2Cl -    E? (Cl2/Cl- )=1.36V ， 继续阅读