83(四)化学热力学初步1.第一种情况是在恒压下反应,放出热量为恒压反应热Qp;第二种情况是在恒容下反应,放出热量为恒容反应热Qv。由于Qp=Qv+p·ΔV=Qv+ΔnRT因为反应过程有气体产生,Δn为正值,所以Qp-Qv=ΔnRT>0Qp>Qv,因此第一种情况放热多于第二种情况。2.根据吉布斯-赫姆霍茨方程:?G=?H-T?S?H=?G+T?S?S=TGH由题目给出数据看,所有ΔfHmΘ和ΔfGmΘ均为正值,只有生成NO的?H>?G,则生成NO的?S为正值。即在高温下,生成NO的?G可以为负值,故在高温下由N2和O2合成NO的反应可自发进行。3.ΔrGmΘ是各气态物质的分压力均为标准压力时反应的摩尔吉布斯自由能变;而ΔrGm是在任意压力条件下反应的摩尔吉布斯自由能变。液体的正常沸点时,是在温度T和标准压力下气液达到平衡,故此时可用ΔrGmΘ=0来表示该体系达到平衡。4.判断一个变化过程是否自发进行在恒压条件下是用吉布斯-赫姆霍茨方程:?G=?H-T?S,当?G<0时,该过程能自发进行;当?G>0时,该过程不能自发进行。⑴不正确。对于放热反应,通常在低温下能自发进行。由于放热反应通常是化合过程,即是一个熵减的过程,在高温下│T?S│>│?H│,则?G>0,反应将非自发。⑵不正确。ΔS为负值即是一个熵减的过程。但若反应是放热的,则在低温下│?H│>│T?S│时,?G<0,反应仍然可以自发进行。许多化合反应是熵减过程,但却是放热过程,在低温下都是自发进行的。⑶正确。冰融化为水是一个吸热过程,但由于?SΘ298(冰)③>⑤>①>②7.⑴2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)22)/()/()/(22ppppppKCOOCO⑵CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ppKCO2⑶Fe3O4(s)+4H2(g)=3Fe(s)+4H2O(g)44)/()/(22ppppKHOH⑷CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g))/)(/()/)(/(2423ppppppppKOHCHHCO⑸2FeCl3(aq)+2KI(aq)=2FeCl2(aq)+2KCl(aq)+I2(s)相应的离子方程式为:2Fe3+(aq)+2I-(aq)=2Fe2+(aq)+I2(s)222)/()/()/(32ccccccKIFeFe8.⑴在373K时ΔrGmΘ=(4100-6.09×373)×4.18=7643(J·mol-1)>0该转换是非自发的,所以HgS(红)较稳定。⑵该反应的转换温度09.64100T=673(K)9.⑴U是状态函数,所以ΔU只决定于始态和终态,ΔU可确定。又因为ΔU=Q-W,所以Q-W也可确定。Q,W都是与变化途经有关的,不是状态函数,题中途经未定,所以Q,W不能确定。注:关于热力学第一定律的表达式,由于对功W的方向定义不同而有?U=Q-W或?U=Q+W⑵若在绝热条件下,Q=0,所以Q是确定的;ΔU也是确定的;而Q-W也可确定,故W也就可确定。8510.根据吉布斯-赫姆霍茨方程:?rGmΘ=?rHmΘ-T?rSmΘ298K时⑴C反应自发(放热而且熵增)⑵B在任何温度下均非自发(吸热而且熵减)A在T>0.30105.103=350K时自发(吸热但熵增)D在T<105107.113=111K时自发(放热但熵减)11.通常把CaCO3分解产生的CO2的分压等于空气中CO2分压时的温度(大约530℃)称为CaCO3开始分解的温度;把CaCO3分解产生的CO2的分压等于外界大气压时的温度称为CaCO3的分解温度(大约910℃)。因为分解反应通常是吸热而熵增的反应,在低温下是非自发的。升高温度后由于熵效应的影响反应趋势逐渐增大,例如CaCO3分解产生的CO2的分压等于空气中CO2分压时则可以有CO2分解逸出;达分解温度时,CaCO3将剧烈分解,若反应容器与大气相通,即使再加热,CO2的分压也不会再增大。可见两者表示的反应进行程度是不同的。12.根据吉布斯-赫姆霍茨方程:?rGmΘ=?rHmΘ-T?rSmΘ当?rGmΘ<0时,反应将自发进行。所以⑴该反应吸热而熵减,在任何温度下?rGmΘ>0,反应均非自发;⑵该反应放热但熵减,低温下?rGmΘ<0,反应自发;⑶该反应吸热...