兰州交通大学：《工程化学》课程教学资源（试卷习题）第1章 热力学（含参考答案）

工程化学习题（第一章） 第一部分 一选择题 1.在 一定温度下，某容器中充有质量相同的下列气体，其中分压最小的气体是() A N2 (g)B CO.(g)C 0 (g)D He (g) 2.在某温度下，某容器中充有2.0mol02(g)，3.0mol从(g)和1.0 mol Ar(g)。如果混合气体的总压为 akPa),则02(g)的分压为() Aa/3(kPa)B a/6(kPa)C a(kPa)D a/2(kPa) 3.27C,101.0kPa的02(g)恰好和4.0L,127C,50.5kPa的N0(g)反应生成N02(g),则0.(g)的体积 为( A1.5LB3.0LC0.75LD0.20L 4.25℃，10L.3kP时，下面几种气体的混合气体中分压最大的是() A 0.lgH,B 1.OgHe C 5.0g N.D CO. 5。合成氨的原料气中氢气和氮气的体积比为3：1，若原料气中含有其它杂质气体的体积分数为4%，原 料气总压为15198.75kPa,则氮气的分压是 A3799.688kPaB10943.1kPaC2647.7kPaD1139.06kPa 6.将一定量KC10加热后，其质量减少0.48g。生成的氧气用排水集气法收集。若温度为21℃，压力为 99591.8Pa,水的饱和蒸气压2479.8Pa。氧气相对分子质量为32.0，则收集的气体体积为() A188.5mlB754mlC565.5mlD377.0l 填空题 1.在标准状态下，空气中氧的分压是 2.实际气体与理想气体发生偏差的主要原因是 3.在恒温下，将1.00L,204kPa(g)和2.00L,303kPa0(g)充入容积为3.00L的真空容器中，则 (g)的分压为 kPa,0,(g)的分压为 kPa,混合气体的总压为 _kPa. 4 当气体为1m01时， 实际气体的状态方程式为 一定体积的干燥空气从易挥发的三氯甲烷液体中通过后，空气体积变 空气分压变 6.在相同的温度和压力下，两个容积相同的烧瓶中分别充满02(g)和S(g)。已知HS的质量为0.34g, 则0的质量为 三.简答题 1什么叫状态函数？什么叫广度性质？什么叫强度性质？ 2自发过程的特点是什么？ 3什么叫混乱度？什么叫？它们有什么关系 4什么叫自由能判据？它的应用条件是什么？ 四、计算题 1.298K时65g液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热2723kJ,求该反应的△，Um°和△，Hm 2. 已知298K,标准状态下 (1)C4,0s)+40,(g)=2C10(s)△，Hn"①=-146.02 kJmor (2)Cuo(s)+Cu(s)=CuO(s) △，H.°(2)=-11.30kmor 求(3)CuO(s)=Cu(s)+O2(g)的△，H°·

工程化学习题（第一章） 第一部分 一．选择题 1． 在一定温度下，某容器中充有质量相同的下列气体，其中分压最小的气体是（ ） A N2 (g) B CO2 (g) C O2 (g) D He (g) 2． 在某温度下，某容器中充有 2.0mol O2 (g) , 3.0mol N2 (g)和 1.0mol Ar (g)。如果混合气体的总压为 a(kPa)，则 O2 (g)的分压为（ ） A a/3(kPa) B a/6(kPa) C a(kPa) D a/2(kPa) 3． 27℃，101.0kPa 的 O2 (g)恰好和 4.0L，127℃，50.5kPa 的 NO(g)反应生成 NO2 (g)， 则 O2 (g)的体积 为（ ） A 1.5L B 3.0L C 0.75L D 0.20L 4．25℃，101.3kPa 时，下面几种气体的混合气体中分压最大的是（ ） A 0.1gＨ2 B 1.0gHe C 5.0g N2 D CO2 5．合成氨的原料气中氢气和氮气的体积比为３：1，若原料气中含有其它杂质气体的体积分数为４％，原 料气总压为 15198.75kPa，则氮气的分压是（ ） A 3799.688kPa B 10943.1kPa C 2647.7kPa D 1139.06kPa 6．将一定量 KClO3 加热后，其质量减少 0.48g。生成的氧气用排水集气法收集。若温度为 21℃，压力为 99591.8Pa，水的饱和蒸气压 2479.8Pa。氧气相对分子质量为 32.0，则收集的气体体积为（ ） A 188.5mL B 754 mL C 565.5 mL D 377.0 mL 二．填空题 1．在标准状态下，空气中氧的分压是____________。 2．实际气体与理想气体发生偏差的主要原因是________________。 3．在恒温下，将 1.00L，204 kPa N2(g)和 2.00L，303 kPa O2(g) 充入容积为 3.00L 的真空容器中，则 N2 (g)的分压为_______kPa，O2 (g)的分压为_______kPa，混合气体的总压为________kPa。 4．当气体为 1mol 时，实际气体的状态方程式为_____________。 5.一定体积的干燥空气从易挥发的三氯甲烷液体中通过后，空气体积变______，空气分压变_____。 6．在相同的温度和压力下，两个容积相同的烧瓶中分别充满 O3(g)和 H2S(g)。已知 H2S 的质量为 0.34 g， 则 O3 的质量为______。 三．简答题 1 什么叫状态函数？什么叫广度性质？什么叫强度性质？ 2 自发过程的特点是什么？ 3 什么叫混乱度？什么叫熵？它们有什么关系？ 4 什么叫自由能判据？它的应用条件是什么？ 四、计算题 1. 298K时6.5g液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热272.3kJ。求该反应的rUm ө 和rHm ө 2

3 已知298K时，下列反应 BaCO3 (s)=Bao (s)+CO2 (s) 4yH°kJ-mor -1216.29 -548.10 -393.51 112.13 72.09 213.64 求298K时，该反应的△，H°，4，S和△，G°，以及该反应可自发进行的最低温度 :第一部分选择和填空题答案：：： 选择题 1.B2.A3.C4.B5.C6.D 填空题 1.2×10pa 2.实际分子有体积，分子间有作用力。 3.68.0:202:270 4.(P+a/V2)(V-b)=RT 5.大：小 6.0.48g 三.简答恶 1什么叫状态函数？什么叫广度性质？什么叫强度性质？ 解：体系的性质是由体系的状态确定的，这些性质是状态的函数，称为状态函数： 体系的广度性质在数值上与体系中物质的量成正比，即具有加和性。体系某一广度性质 的数值等于体系中各部分该广度性质的加和 体系的强度性质在数值上与体系中物质的量无关，即不具有加和性。平衡体系某一强度 性质的数值与体系中任一部分该强度性质的数值相等。 2自发过程的特点是什么？ 解：(1)自发过程具有方向性 (2)自发过程具有一定的限度 (3)进行自 我过 的体系具有做有用功（非体积功）的能力。 3什么叫混乱度？什么叫熵？它们有什么关系？ 解：混乱度也称为无序度，它的大小与体系中可能存在的微观状态数目有关。 培就是用来描述体系混乱程度大小的函数： 体系的混乱度按高。培值或越大 4什么叫自由能 它的应用条件是什么？ 解：用自由能的改变量来判断过程的自发性就叫自由能判据， 应用条件：定温、定压不作有用功。 四、计算题 1.298K时6.5g液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热2723kJ.求该反应的△，Um和△，Hm

3. ∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷第一部分选择和填空题答案∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷ 选择题 1．B 2．A 3．C 4．B 5．C 6．D 填空题 1．2×104 Pa 2．实际分子有体积，分子间有作用力。 3．68.0；202；270 4．（P+ a/V2）（V- b）= RT 5．大；小 6．0.48 g 三．简答题 1 什么叫状态函数？什么叫广度性质？什么叫强度性质？ 解：体系的性质是由体系的状态确定的，这些性质是状态的函数，称为状态函数； 体系的广度性质在数值上与体系中物质的量成正比，即具有加和性。体系某一广度性质 的数值等于体系中各部分该广度性质的加和。 体系的强度性质在数值上与体系中物质的量无关，即不具有加和性。平衡体系某一强度 性质的数值与体系中任一部分该强度性质的数值相等。 2 自发过程的特点是什么？ 解：（1）自发过程具有方向性； （2）自发过程具有一定的限度； （3）进行自发过程的体系具有做有用功（非体积功）的能力。 3 什么叫混乱度？什么叫熵？它们有什么关系？ 解：混乱度也称为无序度，它的大小与体系中可能存在的微观状态数目有关。 熵就是用来描述体系混乱程度大小的函数。 体系的混乱度越高，熵值就越大。 4 什么叫自由能判据？它的应用条件是什么？ 解：用自由能的改变量来判断过程的自发性就叫自由能判据。 应用条件：定温、定压不作有用功。 四、计算题 1. 298K时6.5g液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热272.3kJ。求该反应的rUm ө 和rHm ө

解：因为：CH6(1)+7.50:(g)=6C02(g)+3H,0(1) △，°=-272.3÷(6.5/78)=-3267.6kmol △，H°=A,U.°+∑y(g)RT =-3267.6+(6-7.5)×8.314×298×103 =-3270.1 kJmol1 2.解：因为反应(3)=-[01)+(2 ,所以△H°=-←146.02-11.30)=157.32(kmol) 解：△H298°=(548.10)-393.51)-(1216.29)=274.68 (kJ/moI)) △S298°=(72.09+213.64)-112.13=173.6(J/mol·K) △G9t°=△H28°-T△S298°=274.68-298×173.6×103=222.95km0l) △Gr°=△H298°-T△S298°△H298°/△S298°=274.68/0.1736=1582(K) t;;t;;t 第二部分 .选择愿 1.下列物理量中，属于状态函数的是() AH BQ C△HD△U 2.按照热力学上通常的规定，下列物质中标准摩尔生成焓为零的是() AC(金刚石)BP,(白磷)CO(g)DC:(g 3.298X时反应C(s)+0.()-一20（的标准摩尔变为△°，则该反应的△m°等于（） A△rlo C△rHe+2.48KJ·mo1 B△r恤~248J·o1 D-△riHm9 4.下列反应中，反应的标准摩尔烙变等于生成物的标准摩尔生成烙是() A CO:(g)+Ca0 (s)- →CaC0,(g) B1/2H(g)+1/2L:(g) →HΠ(g) CH2(g)+C1:(g)一→2C1(g)】 DH(g)+1/20(g)--0(8) 5.己知①A+B-→C+D,△rHm°，1=-40.0KJ·oL,②2C+2D-→E, △rHm°，2=60.0RJ·mol,则反应③E-一2A+2B的△rHm,3等于() A140·o1 B-140KJ· C-20KJ·mo D20KJ·o 6.盖斯定律认为化学反应的热效应与途径无关。这时因为反应处在() A可逆条件下进行B恒压无非体积功条件下进行() C恒容无非体积功条件下进行D以上B、C都正确 7.已知在298时反应2%(g)+0,(g)=-2N0(g)的△rm°为166.5KJ/ol,则该反应的△rHm°为() A164K B328K灯·no C184J·mo1 D82KJ·mo1 8.下列变化为绝热过程的是() A系统温度不变 B系统不从环境吸收热量 C系统与环境无热量交换D系统的内能保持不变

2. 3. ∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷ 第二部分 一．选择题 1.下列物理量中，属于状态函数的是（ ） A H B Q C △H D △U 2．按照热力学上通常的规定，下列物质中标准摩尔生成焓为零的是（ ） A C（金刚石） B P4（白磷） C O3（g） D Cl2（g） 3．298K 时反应 C（s）+CO2（g）—→2CO（g）的标准摩尔焓变为△rHm ，则该反应的△Um 等于（ ） A △rHm B △rHm –2.48KJ·mol+1 C △rHm ＋2.48KJ·mol+1 D ﹣△rHm 4．下列反应中，反应的标准摩尔焓变等于生成物的标准摩尔生成焓是（ ） A CO2（g）+CaO（s）—→CaCO3（g） B 1/2H2（g）+1/2I2（g）—→HI（g） C H2（g）+Cl2（g）—→2HCl（g） D H2（g）+1/2O2（g）—→H2O（g） 5． 已知① A + B—→ C + D，△rHm ,1=-40.0KJ·mol,②2C + 2D—→ E, △rHm ,2=60.0KJ·mol,则反应③E—→ 2A+2B 的△rHm ,3 等于（ ） A 140KJ·mol+1 B -140 KJ·mol+1 C -20 KJ·mol+1 D 20 KJ·mol 6．盖斯定律认为化学反应的热效应与途径无关。这时因为反应处在（ ） A 可逆条件下进行 B 恒压无非体积功条件下进行（ ） C 恒容无非体积功条件下进行 D 以上 B 、C 都正确 7．已知在 298K 时反应 2N2（g）+ O2（g）=2N2O（g）的△rUm 为 166．5KJ/mol，则该反应的△rHm 为（ ） A 164 KJ·mol+1 B 328 KJ·mol+1 C 184 KJ·mol+1 D 82 KJ·mol+1 8．下列变化为绝热过程的是（ ） A 系统温度不变 B 系统不从环境吸收热量 C 系统与环境无热量交换 D 系统的内能保持不变

9.反应3/2H2(g)+1/2N,(g)一→NH,(g),当5=1/2mol,下面叙述中正确的是() A消耗掉1/2mo1N B消耗掉3/2mo1H D消耗掉、品共1l (N,g)=-46KJ/ol,E=435KJ/olE=941KJ·mo1,则NH平均键能EKJo1 为( A390B-390C1169D-1169 二。填空题 1.1ol液态的苯完全燃烧生成C0,(g)和0(1)，则该反应的Q和Q,的差值为 KJ·mol (温度25℃ 2.反应0(1)-一H(g)+1/20:(g)的△rm°-285.83KJ/mol,则△fHm°(01) KJ·mol, 每生成1.00g(g)时的△rm为 K,当反应系统热为1.75KJ时，可生成g和g0(g)。 :::::::::::第二部分选择和填空题答案：：：：：：：选择题 1.A2.B3.B4.D5.D6.D7.A8.C9.D10.A 填空题 1.-3.72 2.-285.83:142.92:1:1.1×102:8.97×102 第三部分习题选解 1、标准状况下400ml某气体重1.143g,求该气体的分子量。 解：Ml43×224mol6401g·mdl 0.41 答：该气体的摩尔质量是64.01g·mo,所以它的分子量就是64.01。 2、当温度为87℃，压力为9.6×10帕时，400毫升的丙酮蒸气重0.714克。求丙酮的分子量。 解：根据气态方程W=RT M M=IRT PV 压力的单位为帕，如R值选用8.3引4，则体积单位必须化为m M074x8314x273+87）-58g-mo 9.6×10°×4×10 答：丙酮的分子量为58。 3、在25℃时，将压力为250mm·lg的氮气200m1和压力为350mm·g的氧气300al1移入300ml的真空 容器，问混合气体中各组分气体的分压力、分体积和总压力各为多少？ 答：氨气、氧气的分压力分别为解： 氨气的分压力R=250*3调-167m你 氧气的分压力P.=350×300 300 350mm-Hg 混合气体的总压力Pa=167+350=517mm- 氨气的分体积%=300×16 1796,9m

9．反应 3/2 H2（g）+1/2N2（g）—→NH3（g），当ξ=1/2mol,下面叙述中正确的是（ ） A 消耗掉 1/2molN2 B 消耗掉 3/2molH2 C 生成 1/4molNH3 D 消耗掉 N2、H2 共 1mol 10．已知△fHm （NH3，g）=-46 KJ/mol，EH-H=435 KJ/mol EN≡N=941 KJ·mol+1，则 N-H 平均键能 EN-H KJ·mol-1 为（ ） A 390 B -390 C 1169 D -1169 二．填空题 1.1mol 液态的苯完全燃烧生成 CO2（g）和 H2O（l），则该反应的 QP 和 QV的差值为______ KJ·mol-1 （温度 25℃） 2.反应 H2O（l）—→H2（g）+1/2 O2（g）的△rHm =285．83KJ/mol，则△fHm （H2O l）______ KJ·mol-1， 每生成 1.00g H2（g）时的△rHm 为______ KJ,当反应系统热为 1.75KJ 时,可生成____g 和____g O2（g）。 ∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷第二部分选择和填空题答案∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷ 选择题 1.A 2.B 3.B 4.D 5.D 6.D 7.A 8.C 9.D 10.A 填空题 1. -3.72 2. -285.83 ; 142.92 ; 1; 1.1×10-2 ；8.97×10-2 第三部分 习题选解 1、标准状况下 400ml 某气体重 1.143g，求该气体的分子量。 解：M= l mol l g  22.4  0.4 1.143 -1 =64.01g﹒mol-1 答：该气体的摩尔质量是 64.01 g﹒mol-1 ,所以它的分子量就是 64.01。 2、当温度为 87℃，压力为 9.6×104 帕时，400 毫升的丙酮蒸气重 0.714 克。求丙酮的分子量。 解：根据气态方程 PV= RT M m M= PV mRT 压力的单位为帕，如 R 值选用 8.314，则体积单位必须化为 m3 M= ( ) 1 4 4 58 9.6 10 4 10 0.744 8.314 273 87 − − =       + g mol 答：丙酮的分子量为 58。 3、在 25℃时，将压力为 250mm·Hg 的氮气 200ml 和压力为 350mm·Hg 的氧气 300ml 移入 300ml 的真空 容器，问混合气体中各组分气体的分压力、分体积和总压力各为多少? 答:氮气、氧气的分压力分别为解： 氮气的分压力 PN =  = 167mm Hg 300 200 250 2 氧气的分压力 PO =  = 350mm Hg 300 300 350 2 混合气体的总压力 P总 =167 + 350 = 517mm Hg 氮气的分体积 V ml N 96.9 517 167 300 2 =  =

氧气的分#积6=30器-2031 167mm·g和350mm·g,分体积分别为96.9ml和203.1ml,总压力为517mm·g。 4、在17℃及754.5mm·g时，水面上收集了150ml氮气。经干燥后中0.172g,求氮气的分子量及干燥后 的体积（干燥后温、压不变） 解： (1)17℃时饱和水蒸气压=14.5m·g ∴Px,=754.5-14.5=740mm·Hg =PVe my RT M-0172gx62400ml-®mo入.Kx273+17K 740mm-H×150ml =28.0g·o1 ∴氯气的分子量为28.0 (2)经干燥后的氮气，在总压不变的情况下除去了水蒸气，因此只具有分体积。 Py.Vs=PeVv ÷人，=740mm:®x150ml-147m 754.5mmH8 答：氮气的分子量是28，干燥后的体积为147l 5、反应CaC0=CaO+C02 ()计算298K,101325Pa下的△C°，说明在此条件下该反应能否自发进行？ (2)上述条件下，逆反应的△G为多少？ (3)其分解的最低温度应为多少？ 解：(1)△G=(-604.2)+-394.4)-1128.8) =130.2kJ·mo1) 此条件下△G>0反应不能自发进行。 (2)上述条件下逆反应的△C为-130.2J·mo (3)△G=△P-T△s 当反应达平衡时，△G°=0 TA-635.5-3935+1206.9.179 A0040+02136-009290.1607170KW 答：CaCO分解的最低温度为1107水 6、煤里总含有一些含硫杂质，因此燃烧时会产生S02和S0:。试问能否用Ca0来吸收S0以减少烟道气 体对空气的污染？若能进行，试计算标准状态下能使反应进行的最高温度。 解答：查表知：

氧气的分体积 V ml O 203.1 517 350 300 2 =  = 167mm·Hg 和 350mm·Hg,分体积分别为 96.9ml 和 203.1ml,总压力为 517mm·Hg。 4、在 17℃及 754.5mm·Hg 时，水面上收集了 150ml 氮气。经干燥后中 0.172g,求氮气的分子量及干燥后 的体积（干燥后温、压不变）。 解： （1） 17℃时饱和水蒸气压=14.5mm·Hg ∴P N2 =754.5-14.5=740mm·Hg ∵M N2 P V总 m RT N N = M N2 = ( ) mm Hg ml g ml Hg mol K K 740 150 0172 62400 273 17 1 1        + − − =28.0g·mol-1 ∴氮气的分子量为 28.0 （2） 经干燥后的氮气，在总压不变的情况下除去了水蒸气，因此只具有分体积。 ∵ PN2 V总 = N2 P总V ∴ ml mm Hg mm Hg ml VN 147 754.5 740 150 2 =    = 答：氮气的分子量是 28，干燥后的体积为 147ml。 5、反应 CaCO3=CaO+CO2 (1) 计算 298K，101325Pa 下的△G 0，说明在此条件下该反应能否自发进行？ (2) 上述条件下，逆反应的△G 0 为多少？ (3) 其分解的最低温度应为多少？ 解：（1）△G 0 =(-604.2)+(-394.4)-(-1128.8) =130.2(kJ·mol-1 ) 此条件下△G 0 >0 反应不能自发进行。 （2）上述条件下逆反应的△G 0 为-130.2 kJ·mol-1 （3）△G 0 =△H 0 -T△S 0 当反应达平衡时，△G 0 =0 T= 0 0 S  = 0.040 0.2136 0.0929 635.5 393.5 1206.9 + − − − + = 0.1607 177.9 =1170(K) 答：CaCO3 分解的最低温度为 1107K。 6、煤里总含有一些含硫杂质，因此燃烧时会产生 SO2 和 SO3。试问能否用 CaO 来吸收 SO3 以减少烟道气 体对空气的污染？若能进行，试计算标准状态下能使反应进行的最高温度。 解答：查表知：

Cao(s)+SO(g=CaSO(s) △，H0(kJmo1)634.9-395.7-1434.5 △，G2(kJ-mol)-603.3-371.1-1434.5 S(kJmol) 38.12568106.5 求得△，Hg=△，H(CasO△，H(SO)-△，H(CaO) =-1434.5-(-395.7）-(-634.9) =-403.9kJ·mor1 同理求得△，G2=-347.6 kJ-mol-1，△，S=-188.4Jmo.K 因为△，G2=-348kJmo1<《-42Jmo 所以根据经验推断克制，反应可以自发进行。 但由于该反应A,H<0,△，S。<0,故存在一个能使反应自发进行的最高温度，该温度为 ,H=-4039×1000-214384K=187069 △.S0 -188.4 一般炉温在1200℃左右，所以从热力学角度分析，用Ca0来吸收S0,以减少大气污染的可能性是存在的。 这种方法在就际中已有应用 7、在101.325Pa积338K(甲醇的沸点)时，将1mol甲醇挥发变成气体，吸收3.52×10的的热量，求此变 化过程中的Q,W和△U,△G. 解答：恒压条件下，上述变化为 CHOH(1)CHOH (g) 0=AH=3.52X10T 在这个变化中，系统所作的功是指甲醇气化时所作的恒压体积膨胀功，为 W=-P△V 因为1mol液态甲醇的体积V:远远小于1mol气态甲醇的体积V:,所以 W≈-PW,==nRT.n=1mol W=-1×8.314×338=-2810.1I △=Q-W=3.52×10°-2810.1=3.24×10°J 因为甲醇在其沸点时的液、气两相处于平衡状态，所以此过程△G=0 8、制备水煤气时将水蒸气自热煤中通过，即有下列反应发生： C+H0=C0+h2(主要的) CO+HbO=COn+Hb(次要的) 将此混合气体冷至温室(298K)即得水煤气，其中含C0,出：及少量的C02(水气可以不计) 设水煤气的燃烧产物皆是气体。 (1)若只有第一反应发生，将1升水煤气燃烧能放热若干？ (2)若有95%的C转化成C0,5%C的转化成C0,求1升此种水煤气燃烧时放热多少？ 解：(1)当只有第一反应发生时，在总压不变的情况下，C0和H2的分体积均为0.5升（水气不 计)。在相同条件下，体积相等，则它们的物质的量相等。用气态方程可求出它们的物质的量：

CaO (s)+ SO3(g)=CaSO4(s) ( ) −1  H kJ  mol f m  -634.9 -395.7 -1434.5 ( ) −1  G kJ  mol f m  -603.3 -371.1 -1434.5 ( ) −1 S kJ  mol m  38.1 256.8 106.5 求得   f Hm =   f Hm ( CaSO4)-   f Hm ( SO3) -   f Hm ( CaO) = -1434.5-(-395.7) –(-634.9) =-403.9 −1 kJ  mol 同理求得   f Gm = -347.6 −1 kJ  mol ，  r S m = -188.4 −1 −1 J  mol  K 因为   f Gm = -348 −1 kJ  mol << -42 −1 kJ  mol 所以根据经验推断克制，反应可以自发进行。 但由于该反应   f Hm <0，  r S m <0，故存在一个能使反应自发进行的最高温度，该温度为 T=   r m f m S H   = 188.4 403.9 1000 − −  =2143.84K=1870.69℃ 一般炉温在 1200℃左右，所以从热力学角度分析，用 CaO 来吸收 SO3 以减少大气污染的可能性是存在的。 这种方法在实际中已有应用。 7、在 101.325kPa 积 338K(甲醇的沸点)时，将 1mol 甲醇挥发变成气体，吸收 3.52×104 J 的热量，求此变 化过程中的 Q，W 和ΔU,ΔG。 解答：恒压条件下，上述变化为 CH3OH(l)  CH3OH(g) Q=ΔH 蒸发=3.52×104 J 在这个变化中，系统所作的功是指甲醇气化时所作的恒压体积膨胀功，为 W = -PΔV = -P(V2 –V1) 因为 1mol 液态甲醇的体积 V1 远远小于 1mol 气态甲醇的体积 V2，所以 W≈-PV2= -nRT, n= 1mol W= -1×8.314×338 = -2810.1 J ΔU= Q+ W=3.52×104 – 2810.1 = 3.24×104 J 因为甲醇在其沸点时的液、气两相处于平衡状态，所以此过程ΔG =0 8、制备水煤气时将水蒸气自热煤中通过，即有下列反应发生： C+H2O=CO+H2 (主要的) CO+H2O=CO2+H2 (次要的) 将此混合气体冷至温室（298K）即得水煤气，其中含 CO，H2 及少量的 CO2（水气可以不计）。 设水煤气的燃烧产物皆是气体。 （1） 若只有第一反应发生，将 1 升水煤气燃烧能放热若干？ （2） 若有 95%的 C 转化成 CO，5%C 的转化成 CO2，求 1 升此种水煤气燃烧时放热多少？ 解：（1）当只有第一反应发生时，在总压不变的情况下，CO 和 H2 的分体积均为 0.5 升（水气不 计）。在相同条件下，体积相等，则它们的物质的量相等。用气态方程可求出它们的物质的量 n：

PV1×0.5 nco=nH2= =0.0204(mol) RT0.08205×298 CO(g)+-O2(g)=CO2(g) △1=△Hco2g-△Hco(g H(g)t。O2(g)=H20(g) 2 △2=△HfH2o △H+△2为C0和H2均为1mol时，燃烧所放出总的热效应。若C0和出均为0.0204mol, 则燃烧后释放热的数量为： [△H1+△H2]×0.0204 =[△fco2g-△cog+△HPH2og】×0.0204 =[(-393.5)-(-110.5)+(-241.8)]×0.0204 =-10.7(kJ) (3)当有95%的C转化成C0,5%的C转化成C02时，设C0和C02共计xmol,其中C0为5%xmo1, C0为95%xmol,H2则为105%xmo1.那么在1升水煤气中气体总的mol数为： n总=PY1x1 =0.0409(mo1) RT0.08205×298 气体的n总应为(nco2+nco+nll),所以 5%x+95%x+105%x=0.0409(mo1) x=0.0200(mo1) 其中C0:0.0200×95%=0.0190(mo1) H2:0.0200×105%=0.0210(mo1) 此1升水煤气放热应为： [△Hco2g-△fco(g]×0.0190+[△HH2og]×0.0210 =[(-393.5)-(-110.5)]×0.0190+(-241.8)×0.0210 =-10.5(kJ) 答：(1)只有第一个反应发生时，则1升水煤气燃烧放热10.7kJ。(2)当有95%的C转化成C0,5% 的C转化成C02时，1升水煤气燃烧放热为10.5kJ

nCO = nH2 = RT PV = 0.08205 298 1 0.5   =0.0204(mol) CO(g)+ 2 1 O2(g)=CO2(g) △H 0 1=△H 0 fCO2(g) - △H 0 fCO (g) H2(g)+ 2 1 O2(g)=H2O(g) △H 0 2=△H 0 fH2O △H 0 1+△H 0 2 为 CO 和 H2 均为 1 mol 时，燃烧所放出总的热效应。若 CO 和 H2 均为 0.0204 mol， 则燃烧后释放热的数量为： [△H 0 1+△H 0 2]×0.0204 =[△H 0 fCO2(g) -△H 0 fCO (g)+ △H 0 fH2O(g)] ×0.0204 =[（-393.5）-（-110.5）+（-241.8）] ×0.0204 = -10.7（kJ） （3） 当有 95%的 C 转化成 CO，5%的 C 转化成 CO2 时，设 CO 和 CO2 共计 xmol,其中 CO2 为 5%xmol， CO 为 95%xmol,H2 则为 105%xmol.那么在 1 升水煤气中气体总的 mol 数为： n 总= RT PV = 0.08205 298 1 1   =0.0409(mol) 气体的 n 总应为 (nCO2+nCO+nH2),所以 5%x+95%x+105%x=0.0409(mol) x=0.0200(mol) 其中 CO: 0.0200× 95%=0.0190(mol) H2: 0.0200× 105%=0.0210(mol) 此 1 升水煤气放热应为： [△H 0 fCO2(g) - △H 0 fCO (g) ] ×0.0190+[△H 0 fH2O(g)] ×0.0210 = [(-393.5) - (-110.5)] ×0.0190+(-241.8) × 0.0210 =-10.5(kJ) 答：（1）只有第一个反应发生时，则 1 升水煤气燃烧放热 10.7 kJ。（2）当有 95%的 C 转化成 CO，5% 的 C 转化成 CO2 时，1 升水煤气燃烧放热为 10.5 kJ