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2009年一級結構工程師化學練習(2)

發(fā)布時間:2010-01-14 共1頁

2.1 已知標態(tài)下,下面反應的摩爾反應焓變?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經(jīng)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(huán)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(huán)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(huán)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(huán)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(huán)做功多少?每個循環(huán)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(fā)發(fā)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(qū)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?yōu)?8.9J 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(tài)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。

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