一級結構師輔導：化學熱力學初步和化學平衡練習題
發布時間：2010-01-14 共1頁
2.1 已知標態下，下面反應的摩爾反應焓變為-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經常被用于急救熱敷袋。在熱敷袋中，一個包有CaCl2的小包被捏破后，CaCl2溶于周圍的水。
CaCl2（s） = Ca2+（aq） + 2Cl-（aq）
（a） 計算該反應的標準焓變；（參考教材后面的表）
（b） 假設20°C時，20.0g CaCl2溶于0.100dm3水。計算溶液最后的溫度（設溶液的熱容與純水的熱容相當，即418J K-1/100g溶液）。
2.3 一個熱機在兩個熱源之間可逆循環工作。高溫熱源為450K，低溫熱源為300K.
（a） 熱機的效率是多少？
（b） 若熱機每個循環從高溫熱源吸收熱量1500J，那么它在低溫熱源放出熱量為多少？
（c） 該熱機每個循環做功為多少？
2.4 一個研究者用冰柜使他/她的反應維持在-10°C.若冰柜每個循環從-10°C吸熱800J，然后將熱在室溫（20°C）釋放，那么冰柜每個循環做功多少？每個循環在高溫熱源放熱為多少？
2.5* 假設把一臺冰箱放在一間密閉的房間里，把冰箱門打開，插上電源讓冰箱工作。室內溫度會怎樣變化？為什么？
2.6 當把H2O（l）和D2O（l）混和后，會自發發生下面反應：
H2O（l） + D2O（l） = 2HOD（l）
O-H鍵和O-D鍵的鍵焓幾乎沒有區別，那么什么是這個反應的主要驅動力？
2.7 預測下列過程的熵變：
（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、氮氣和氬氣。
2.8 固體氨的摩爾熔化焓為5.65kJ mol-1， 摩爾熵變為28.9J mol-1 K-1.
（a）計算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態下達到平衡。
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。因為冰箱內外溫度相同，所以熱機%考 %效率為零。換言之，冰箱僅做少量功就可以把冰箱內的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.
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經常被用于急救熱敷袋。在熱敷袋中，一個包有CaCl2的小包被捏破后，CaCl2溶于周圍的水。
CaCl2（s） = Ca2+（aq） + 2Cl-（aq）
（a） 計算該反應的標準焓變；（參考教材后面的表）
（b） 假設20°C時，20.0g CaCl2溶于0.100dm3水。計算溶液最后的溫度（設溶液的熱容與純水的熱容相當，即418J K-1/100g溶液）。
2.3 一個熱機在兩個熱源之間可逆循環工作。高溫熱源為450K，低溫熱源為300K.
（a） 熱機的效率是多少？
（b） 若熱機每個循環從高溫熱源吸收熱量1500J，那么它在低溫熱源放出熱量為多少？
（c） 該熱機每個循環做功為多少？
2.4 一個研究者用冰柜使他/她的反應維持在-10°C.若冰柜每個循環從-10°C吸熱800J，然后將熱在室溫（20°C）釋放，那么冰柜每個循環做功多少？每個循環在高溫熱源放熱為多少？
2.5* 假設把一臺冰箱放在一間密閉的房間里，把冰箱門打開，插上電源讓冰箱工作。室內溫度會怎樣變化？為什么？
2.6 當把H2O（l）和D2O（l）混和后，會自發發生下面反應：
H2O（l） + D2O（l） = 2HOD（l）
O-H鍵和O-D鍵的鍵焓幾乎沒有區別，那么什么是這個反應的主要驅動力？
2.7 預測下列過程的熵變：
（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、氮氣和氬氣。
2.8 固體氨的摩爾熔化焓為5.65kJ mol-1， 摩爾熵變為28.9J mol-1 K-1.
（a）計算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態下達到平衡。
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。因為冰箱內外溫度相同，所以熱機%考 %效率為零。換言之，冰箱僅做少量功就可以把冰箱內的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.
