物理化學(xué)(復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院) 第三章習(xí)題答案

第三章習(xí)題解答H2O(g)poH2O(l)poDGDG3DG2DG1H2O(g)3166 PaH2O(l)3166 PaT=298K1. 先求H2O(g)®H2O(l)的相變熱：DG2=0DG3=Vl(po-3166)DG=DG1+DG2+DG3=8557 JDrGom(l)= DrGom(g)+DG=228.578.557 =237.13 kJ2.反應(yīng)C(s)+2H2(g)=CH4(g)DrGom=19290 J×mol-1摩爾分?jǐn)?shù)0.80.1(1) T=1000K時(shí)，Qop>Kop反應(yīng)不會(huì)正向進(jìn)行。(2) 設(shè)壓力為p，當(dāng)時(shí)，即p>1.59po時(shí)，反應(yīng)才能進(jìn)行。3. SO2Cl2(g) + SO2(g) ® Cl2(g)反應(yīng)前壓力(kPa)44.78647.836平衡時(shí)壓力(kPa)x44.786-x47.836-xp總=x+(44.786-x)+( 47.836-x)=86.096 kPax=6.526 kPa4.H2(g) + I2(g) ® 2HI(g)開始(mol)7.94 5.3平衡(mol) xDn=0 x=9.478 mol(另一根x=19.30舍去)5.A(g) + B(g) ® AB(g)開始(mol)1 1平衡(mol)1-0.41-0.40.4n總=1.6 molp=0.06206po=6206 Pa6.A(g) ® B(g)平衡壓力10popoDrGom=RTlnKop=5708 JDrGm(1)= DrGomRTlnQop(1)反應(yīng)不會(huì)自發(fā)進(jìn)行。DrGm(2)= DrGomRTlnQop(2)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。7.N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g)開始(mol)1 3平衡(mol)xn總=4-x(1) 當(dāng)總壓p=10 po, a=3.85%時(shí)，x=0.1483mol , 代入上式得 Kop=1.64´104(2) 當(dāng) a=5%時(shí)，x=0.1905mol，Kx=0.02911p=13.323 po =1332 kPaCH3OH(l)poCH3OH(g)poDGDG3DG2DG1CH3OH(l)16343PaCH3OH(g)16343PaT=298K8.DG2=0DG總4490 JDG總=DfG om(g) -DfGom(l)即4.49=161.96 -DfGom(l)DfGom(l)=166.45 kJ×mol-19. 先計(jì)算丁二酸（m=1 mol×kg）的DfGom：DfGom(m=1)= DfGom(s)+DG1+DG2=748099+0+=747268 J×mol-1一級電離C4H6O4(m=1)¾®C4H5O4-(m=1) + H+(m=1)DfGom(kJ×mol-1)747.268723.0370DrGom=24.23 kJ×mol-110.NH4HS(s) ¾® NH3(g) + H2S(g)平衡(kPa)(1) 原有H2S，平衡p39.99+p解得 p=18.87 kPap總=2p+39.99=77.73 kPa(2) 形成固體的條件：Qp>Kop 設(shè)H2S(g)的壓力為pp>166.6 kPa11.A(g) + B(g) ® C(g) + D(g)(1) 平衡時(shí)(mol)1/31/32/32/3(2) 設(shè)C為x mol1-x2-xxx(3) 設(shè)生成C為x mol1-x1-x0.5+xx(4) 設(shè)C減少x molxx1-x2-x由(1)Dn=0由(2)3x2-12x+8=0x=0.845 mol由(3)3x2-8.5x+4=0x=0.596molC總量=1.096 mol由(4)3x2+3x-2=0x=0.457 molC的量=1-x=0.543 mol12.設(shè)開始為1 mol，解離度為 aPCl5(g) ® PCl3(g) + Cl2(g)平衡時(shí)(mol)1-a a an總=1+a當(dāng)a=0.5，n總=1.5 mol，p=po時(shí)，代入上式，可得平衡常數(shù) (1) 降低總壓p，使體積增加1倍，計(jì)算 a 的改變：可得壓力 ，代入：得 a =0.618解離度增加(2) 通入N2，使體積增加1倍，p=po，計(jì)算 a 的改變：可得氣體摩爾 n總=n2=3 mol得 a =0.618 解離度增加(3) 通入N2，使壓力p增加1倍，V1=V2，計(jì)算 a 的改變：可得氣體摩爾 n總=n2=3 mol得 a =0.50 解離度不變(4) 通入Cl2，使壓力p增加1倍，計(jì)算 a 的改變：如(3)計(jì)算n總=3 mol，設(shè)Cl2的加入量x mol，計(jì)算Cl2總量：PCl5(g) ® PCl3(g) + Cl2(g)1-a a a+xn總=1+a+x=3nCl2=a+x=2 mol得 a =0.20 解離度減少13.(1) DrGom=RTlnKop=J×mol1 kJ×mol1 J×k1×mol1(2) T=573K時(shí)，I2 + 環(huán)戊烯 ® 2HI + 環(huán)戊二烯開始0.5po0.5po平衡pp2(0.5po-p)(0.5po-p)解此三次方程，p=34.50 kPa(3) 同理，起始壓力為10po時(shí)， 解得p=418.20 kPa14先計(jì)算反應(yīng)前：，(1) 610K時(shí)，xH2O=0.02nH2O=0.4929´0.02=0.009859 molCO2(g) + H2S(g) ® COS(g) + H2O(g)平衡時(shí)(mol)0.09014 0.3830 0.009859 0.009859Dn=0(2) DrGom(610K)=RTlnKop=29.78 kJ×mol1(3) 620K時(shí)，xH2O=0.03nH2O=0.4929´0.03=0.01479 molCO2(g)+ H2S(g) ® COS(g) + H2O(g)平衡時(shí)(mol)0.08521 0.3781 0.014790.01479Dn=0解得DrHom=276.9 kJ×mol115.(1) j FeO(s)+H2(g)=Fe(s)+H2O(g)k H2O(g)=H2(g)+0.5O2(g)l=j+kFeO(s)=Fe(s)+ 0.5O2(g)Kop(3)= Kop(1)× Kop(2)=4.967´10-7解得分解壓 pO2=2.48´10-11 kPa(2)j FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)Kop(1)=？k CO2(g)=CO(g)+0.5O2(g)l=j+kFeO(s)=Fe(s)+ 0.5O2(g)Kop(3)= Kop(1)× Kop(2)=4.967´10-7得K°p(1)=0.42計(jì)算CO的用量：FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)起始(mol)x0平衡(mol)x-11x=3.38 molCH3OH(l)Som=126.8，poCH3OH (g)poDSDS3DS2DS1CH3OH (l)16.59 kPaCH3OH (g)16.59 kPaT=298K16.先計(jì)算CH3OH(g)的Som(g)：DS1»0DS=DS1+DS2+DS3=112.51 J×K1×mol1Som(g)= Som(l)+DS=239.3 J×K1×mol1計(jì)算反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)和平衡常數(shù)：CO(g) +2H2(g) ® CH3OH(g)DfHom(J×mol-1)-110.5250-200.67DrHom=90.145 kJ×mol1Som(J×K-1×mol-1)197.674130.684239.3DrSom= -219.74 J×K1×mol1DrGom=DrHomTDrSom=90.145298.15(219.74)´10-3=24.63 kJ×mol117.CH3COOH(l) + C2H5OH(l) = CH3COOC2H4(l) + H2O(l)DfGom/kJ×mol-1389.9168.49332.55237.129DrGom = S(nDfGom)產(chǎn)物S(nDfGom)反應(yīng)物 = (-332.55237.129)(389.9168.49) = 11.289 kJ×mol-118Kp,2=4.305´10-6 Pa-1