一級(jí)結(jié)構(gòu)師輔導(dǎo):化學(xué)熱力學(xué)初步和化學(xué)平衡練習(xí)題

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2.1 已知標(biāo)態(tài)下,下面反應(yīng)的摩爾反應(yīng)焓變?yōu)?75kJ/mol,求Cl-的水合離子生成焓。
     HCl(g) = H+(aq) + Cl-(aq)
     (H+(aq)的摩爾生成焓為0,HCl(g)的摩爾生成焓為-92.31kJ/mol)
     2.2 氯化鈣溶于水的反應(yīng)經(jīng)常被用于急救熱敷袋。在熱敷袋中,一個(gè)包有CaCl2的小包被捏破后,CaCl2溶于周?chē)乃?BR>     CaCl2(s) = Ca2+(aq) + 2Cl-(aq)
     (a) 計(jì)算該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變;(參考教材后面的表)
     (b) 假設(shè)20°C時(shí),20.0g CaCl2溶于0.100dm3水。計(jì)算溶液最后的溫度(設(shè)溶液的熱容與純水的熱容相當(dāng),即418J K-1/100g溶液)。
     2.3 一個(gè)熱機(jī)在兩個(gè)熱源之間可逆循環(huán)工作。高溫?zé)嵩礊?50K,低溫?zé)嵩礊?00K.
     (a) 熱機(jī)的效率是多少?
     (b) 若熱機(jī)每個(gè)循環(huán)從高溫?zé)嵩次諢崃?500J,那么它在低溫?zé)嵩捶懦鰺崃繛槎嗌伲?BR>     (c) 該熱機(jī)每個(gè)循環(huán)做功為多少?
     2.4 一個(gè)研究者用冰柜使他/她的反應(yīng)維持在-10°C.若冰柜每個(gè)循環(huán)從-10°C吸熱800J,然后將熱在室溫(20°C)釋放,那么冰柜每個(gè)循環(huán)做功多少?每個(gè)循環(huán)在高溫?zé)嵩捶艧釣槎嗌伲?BR>     2.5* 假設(shè)把一臺(tái)冰箱放在一間密閉的房間里,把冰箱門(mén)打開(kāi),插上電源讓冰箱工作。室內(nèi)溫度會(huì)怎樣變化?為什么?   
     2.6 當(dāng)把H2O(l)和D2O(l)混和后,會(huì)自發(fā)發(fā)生下面反應(yīng):
     H2O(l) + D2O(l) = 2HOD(l)
     O-H鍵和O-D鍵的鍵焓幾乎沒(méi)有區(qū)別,那么什么是這個(gè)反應(yīng)的主要驅(qū)動(dòng)力?
     2.7 預(yù)測(cè)下列過(guò)程的熵變:
     (a) NaCl熔融;
     (b) 建筑物坍塌;
     (c) 把空氣分為溫度、壓力相同的氧氣、氮?dú)夂蜌鍤狻?BR>     2.8 固體氨的摩爾熔化焓為5.65kJ mol-1, 摩爾熵變?yōu)?8.9J mol-1 K-1.
     (a)計(jì)算1mol固體氨在170K熔化的Gibbs自由能;
     (b)在何溫度下,固體氨和液體氨在標(biāo)態(tài)下達(dá)到平衡。
     答案:
     2.1 -167 kJ/mol
     2.2 (a) -81.4 kJ (b)55.1°C.
     2.3 (a) 0.333 (b) Q = -1000J (c) W = 500 J.
     2.4 W = -91J; Q = -891J.
     2.5* 上升。因?yàn)楸鋬?nèi)外溫度相同,所以熱機(jī)效率為零。換言之,冰箱僅做少量功就可以把冰箱內(nèi)的大量熱量傳遞到冰箱外。
     由于體系總能量守恒,所以冰箱放熱等于吸熱和冰箱所做的功之和,因此房間溫度會(huì)上升。
     2.6 熵增加。
     2.7 (a) delatS > 0; (b) deltaS > 0; (c) deltaS < 0.
     2.8 (a) 7.4×102J; (b) 196K.