物理化学第四章习题.ppt

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1、P138-2实验测得反应实验测得反应 H2(g) +C2H4(g) =C2H6(g) 在在298K时的时的K=5.1241017, ,已知，已知，D DfGm( (C2H4,g,298K) )=6.815104 Jmol-1试求，试求，D DfGm( (C2H6,g,298K) )。解解: D DrGm = - -RTlnK = - - (8.315298) ln(5.1241017)= -1.010105Jmol-1 D DrGm =S SvBD DfGm(B)B= (-1.010105+ + 6.815104 + +0)= - -3.285104kJmol-1= D DrGm +D+DfG

2、m (C2H4,g)+ D+ DfGm (H2,g)D DfGm (C2H6,g, 298K)P138-5已知已知298K 时反应时反应 有关数据如下，有关数据如下，(1)(1)试求反应在试求反应在25C下下的的 D DrGm 及及K 。CH3OH(g)=C2H4(g) +H2O(g)C2H5OH (g)C2H4(g)H2O(g)D DfHm/(kJmol1)- -235.152.26- -241.82Sm/(JK- -1mol- -1)282.7219.6188.83(2)(2)假定假定D DrHm，D DrSm不随温度而变，试估算反应在不随温度而变，试估算反应在 300C时的时的K 。解：

3、解：=(52.26-241.82+235.1)kJ.mol-1= 45.54kJmol-1D DrHm (298K)= S SvBD DfHm (B)B= 45.54103- -298125.73)Jmol- -1 = 8.072 kJmol- -1D DrGm (298K) = D DrHm TD DrSm(1)= 125.73JK- -1mol- -1D DrSm (298K)=Sm (C2H4,g) + Sm (H2O,g) - Sm (C2H5OH,g) =(219.6+ 188.83-282.7-213.74)JK-1mol-1 = exp-8.072103/(8.315298) =

4、 0.0385K = exp( - -D DrGm /RT)(2)(2)假定假定D DrHm，D DrSm不随温度而变不随温度而变= 45.54103- -573125.73)Jmol- -1 = -26.50 kJmol- -1D DrGm (573K) = D DrHm TD DrSm= exp26.50103/(8.315573) = 260.6K = exp( - -D DrGm /RT)NiO(s)的分解反应的分解反应NiO(s) = Ni(s) + (1/2) O2(g) ,已知，已知，P139-12D DrGm (NiO, s, 298K) = -216.3 kJmol- -1

5、(1) 求求25C时时NiO(s)的分解压力。的分解压力。(2) 纯纯Ni (s)在在25C，100kPa的空气中能否被氧化的空气中能否被氧化（空气中含（空气中含O221%）解：解：(1)分解压力是分解压力是D DrGm = 0 0 时的压力时的压力 D DrGm=S SvBD DfGm (B) = -D DfGm (NiO,s,298K) =216.3kJmol-1B= exp-216.3103/(8.315298) = 1.23210-38K = exp( - -D DrGm /RT)K=B(pB/p)evB pe=1.51710-71Pa(2)pO2=0.21105 PaJp= 0.21

6、105/105= 0.21Jp K所以，纯所以，纯Ni (s)在在25C，100kPa的空气中能被氧化。的空气中能被氧化。P138-13(1)该该反应的反应的反应反应2CH3OH(g)=2H2(g) +HCOOCH3 (g)的恒压的恒压方程为方程为D DrHmlnK = 7254(K/T ) 12.50的的 D DrGm(2) 该反应在该反应在300K时时即恒压方程即恒压方程对比对比得得 解：解： (1) 与与 ln K = - -D Dr rHm / RT + C D Dr rHm = R(-7524)K= -60.32 kJmol-1(2)D DrGm =0时的时的T为反应的转折温度。为反

7、应的转折温度。T=23200K/160=1450KZnS(s) +H2(g)= Zn(g) +H2O(g)反应前反应前反应后反应后pP(1-x)(3) Zn的蒸汽压方程为的蒸汽压方程为22. 5)/K(6164)/lg(+ +- - Tpp800K时，时，Pa34.3271022. 5800/6164 + +- -pp327.34papxlnK = 7254(K/T ) 12.50 = 11.68的的 D DrGm(2) 该反应在该反应在300K时时 = - - (8.315300)11.68D DrGm = - -RTlnK = -29.14 kJmol-1 已知反应已知反应ZnO(s) +

8、 H2(g) = Zn(g) + H2O (g) 的的P139-16D DrGm / (Jmol- -1) = 232000-160(T/K)，液态液态Zn的蒸的蒸汽压方程为汽压方程为(1)反应的反应的(3) 800K达成平衡时达成平衡时H2(g)和和H2O(g)两种气体物质的两种气体物质的比比n (H2):n (H2O)lg(p/p ) = -6164(K/T) +5.22。在在800K时，把时，把H2(g)通入盛有通入盛有ZnO(s)和和Zn(l)的密闭容器中。的密闭容器中。试求：试求：D DrSm(2)反应的转折温度。反应的转折温度。解：解：根据热力学基本方程，根据热力学基本方程，dG=

9、-SdT+VdP(1) ZnS(s) +H2(g)= Zn(g) +H2O(g)D DrGm /(J.mol-1) =23200-160(T/K)恒压时，恒压时，dG=-SdT对于恒温恒压的反应，对于恒温恒压的反应，11molKJ160)(- - - D D - - D DD D- - D DPmrmrmrmrTGSdTSGd代入得代入得 (1x)/x=2.018104n(H2)/n(H2O)= (1x)/x=2.018104= exp-104000/(8.315800) = 1.62210-7K = exp( - -D DrGm /RT)D DrGm /(J.mol-1) =23200-160(T/K)=232000-160800=104000K =(327.5/105)(1x)/x