2014化学焓熵吉布斯函数 下载本文

·mol-1 C. –442.3 kJ·mol-1 D. 260.7 kJ·mol-1

29 N2(g)+O 2(g)=2NO(g) △rH?m>0 下列变化中,不影响平衡状态的是(c )

A. 升高温度 B. 加大N2压力 C. 延长反应时间 D. 通入O2

四.计算题

1. 已知汽车无害化反应及其相关热力学数据如下: CO(g) + NO(g) → CO2(g) +1/2N2(g)

?fHm? (kJ?mol-1): -110.5 90.2 -393.5 0

Sm? (J?mol-1?K-1): 197.7 210.8 213.7 191.6

计算该反应在298K、标准状态下的?rGm?和K?,并判断自发反应的方向。

1. 解: ?rHm?=0+(-393.5)+(-90.2)-(-110.5) =-373.2 (kJ?mol-1) (2分) ?rSm?

=191.6/2+213.7-210.8-197.7=

-99 (J?mol-1?K-1) (2分)

?rGm?

?rHm? -T??rSm?

-373.2-298×(-99)×10-3 = -343.7(kJ?mol-1) (2分) 据ln K?=-?rGm?/RT = -[-343.7×103/(8.314×298)] =138.7 (2分) ∴

K?

= e138.7 = 1.72×10^60 (1分) 由上计算可知,?rGm?<0 ,故反应能自发向右进行。 (1分)

2.试利用标准热力学函数数据,通过计算回答汽车尾气净化反应:

2NO(g) + 2CO(g) = N2(g) + 2CO2(g) 标

数 NO(g) CO(g) N2(g) CO2(g)

△ fHm? (298.15K)/kJ.mol-1 90.25 —110.52 0 —393.50 △

fGm? (298.15K)/kJ.mol-1 86.57 —137.15 0 —394.36

△ Sm? (298.15K)/J.K-1.mol-1 210.65 197.56 191.50 213.64 ⑴计算反应的△rGm?

⑵在25℃的标准条件下反应能否自发进行?并(用一句话)说明人们为此反应寻求高效催化剂有无现实意义。 ⑶估算在600℃时该反应的标准平衡常数K? ⑴ △rGm?(298.15K)

298.15 K)B=[0+2×(—

394.36)—2×86.57—2×(—137.156)] (kJ.mol-1) = —687.548( kJ.mol-1)

⑵在25℃的标准条件下反应能自发进行。人们为此反应寻求高效催化剂具有现实意义。

⑶rmBfmH(298.15K)=",H(B, 298.15 K)B=[0+2×(—393.50)—2×90.25—2×(—110.52)] (kJ.mol-1)= —746.46 (kJ.mol-1)

rmBmS(298.15K)=",S(B, 298.15 K)B=[191.50+2×213.64—2×210.65—2×197.56] (J·K-1·mol-1)= —197.64 (J ·K-1·mol-1)

rmrmrmG (873.15 K) =H (298.15 K) + T K S (298.15 K)= —746.46 kJ.mol-1 + 873.15K×(—197.64×

10-3

KJ ·K-1·mol-1 = —746.46 kJ.mol-1—172.57KJ·mol-1= —919.03 KJ·mol-1 3 rm54()-919.0310 lnK=126.6 k=9.59*10^54 3.

应已

MnO2(s)+4H+(aq)+2Cl-(aq)=Cl2(g)+Mn2+(aq)+2H2O(l) 知

fH?m -520 0 -167.2 0 -220.8 -285.8 S?m 53.1 0 56.5 223.1 -73.6 70.0

试计算:(1) 在热力学标准态下,298K时,该反应能否自发?

(2) 在373K,12mol·kg-1浓盐酸中,该反应能否用于制取氯气?(其它各物 质均为标准态) △

rH?m=2×(-285.8)+(-220.8)-2×(-167.2)-(-520)= 62 kJ·mol-1 ...............................1分

rS?m=2×70-73.6+223.1-2×56.5-53.1= 123.4 J·mol-1