尿素的生成可用反应方程式表示如下:
CO2(g)+2NH3(g)→(NH2)2CO(s)+H2O
问答题
已知在298.15K下CO
2(g)、NH
3(g)、(NH
2)
2CO(s)、H
2O(l)的Δ
fH
m
分别为-393.509、-46.11、-333.19、-285.83kJ/mol;S
m
分别为213.74、192.45、104.60、69.91J/(K·mol),计算298.15K时该反应的Δ
rG
m
【正确答案】根据吉布斯-亥姆霍兹公式: ΔrGm(298.15K)=ΔrHm(298.15K)-TΔrSm(298.15K) 其中: ΔrHm(298.15K)=ΔfHm[(NH2)2CO(s),298K]+ΔfHm[H2O(l),298K]-ΔfHm[CO2(g),298K]-2ΔfHm[NH3(g),298K]=-333.19+(-285.83)-(-393.509)-2×(-46.11)=-133.29(kJ·mol-1) ΔrSm(298.15K)=Sm[(NH2)2CO(s),298K]+Sm[H2O(l),298K]-Sm[CO2(g),298K]-2Sm[NH3(g),298K]=104.60+69.91-213.74-2×(192.45)=-424.13(J·K-1·mol-1) 于是: ΔrGm(298K)=-133.29kJ ·mol-1-298.15K×(-424.13)×10-3kJ·K-1·mol-1=-6.84kJ/mol<0 正向反应在此温度和标准态下自发。
【答案解析】
问答题
在标准态下最高温度为何值时,反应就不再自发进行了?
【正确答案】若使: ΔrGm(T)=ΔrHm(T)-TΔrSm(T)<0 则正向自发。 又因为ΔrHm、ΔrSm随温度变化不大,于是: ΔrGm(T)≈ΔrHm(298K)-TΔrSm(298K)<0 即: T<-133.29kJ·mol-1/[(-424.13)×10-3]kJ·K-1·mol-1=314.3K 故最高反应温度为314.3K。
【答案解析】
问答题
298K时,在Fe
3+、Fe
2+的混合液中加入NaOH溶液时,有Fe(OH)
3,Fe(OH)
2沉淀生成(假设无其他反应发生)。当沉淀反应达到平衡时,保持c(OH
-)=1.0mol/L。求φ(Fe
3+/Fe
2+)为多少?已知:
【正确答案】溶液中有: 加入NaOH后有如下反应: 两者的平衡常数分别为: 平衡时c(OH-)=1.0mol/L,于是: 由能斯特方程:
【答案解析】
问答题
在1dm
30.10mol·dm
-3ZnSO
4溶液中含有0.010mol的Fe
2+杂质,加入过氧化氢将Fe
2+氧化为Fe
3+后,调节溶液pH使Fe
3+生成Fe(OH)
3沉淀而除去,问如何控制溶液的pH?
已知K
sp
[Zn(OH)
2]=1.2×10
-17,K
sp
【正确答案】Zn(OH)2沉淀时: 即:pH=6.04。 当Fe3+完全沉淀时: [Fe3+]=10-5mol·dm-3 于是:pH=3.20。 故pH应控制在:3.20<pH<6.04。
【答案解析】