物理化學(xué)習(xí)題(1)_第1頁
物理化學(xué)習(xí)題(1)_第2頁
物理化學(xué)習(xí)題(1)_第3頁
物理化學(xué)習(xí)題(1)_第4頁
物理化學(xué)習(xí)題(1)_第5頁
已閱讀5頁,還剩106頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、第一章課后練習(xí)題一、選擇題 ( 共 10 題 20 分 )1.2 分理 想 氣 體 卡 諾 循 環(huán) 的 圖 為 下 列 四 種 情 況 中 的 哪 一 種 ?()2. 一定量的理想氣體從同一始態(tài)出發(fā),分別經(jīng) (1) 等溫壓縮,(2) 絕熱壓縮到具有相同壓力的終態(tài),以 H1 , H2 分別表示兩個(gè)終態(tài)的焓值,則有:()(A)H1> H2(B)H1= H2(C)H1< H2(D)H1H23.下 列 的 過 程 可 應(yīng) 用 公 式 H=Q 進(jìn) 行 計(jì) 算 的 是 :()(A) 不做非體積功,終態(tài)壓力相同但中間壓力有變化的過程(B) 不做非體積功,一直保持體積不變的過程(C) 273.15

2、 K,p下液態(tài)水結(jié)成冰的過程(D) 恒容下加熱實(shí)際氣體4. 下圖為某氣體的 p-V 圖。圖中 AB 為恒溫可逆變化, AC 為絕熱可逆變化,AD 為多方不可逆變化。B,C,D 態(tài)的體積相等。問下述各關(guān)系中哪一個(gè)錯(cuò)誤?()(A)TB>TC(B)TC>TD(C)TB>TD(D)TD >TC5.非理想氣體進(jìn)行絕熱自由膨脹時(shí) , 下述答案中哪一個(gè)錯(cuò)誤 ?( D )(A)Q=0(B)W=0(C)U=0(D)H=06. 已知:Zn(s)+(1/2)O2 ¾¾® ZnOcHm=351.5 kJ·mol-1Hg(l)+(1/2)O2 ¾

3、¾® HgOcHm= 90.8 kJ·mol-1因此Zn+HgO¾¾® ZnO+Hg的rHm是 :()(A)442.2 kJ·mol-1(B)260.7 kJ·mol-1(C)-62.3 kJ·mol-1(D) -442.2kJ·mol-17.下述哪一種說法正確 ?() 因?yàn)?Hp = Qp,所以:(A) 恒壓過程中,焓不再是狀態(tài)函數(shù)(B) 恒壓過程中,體系與環(huán)境無功的交換(C) 恒壓過程中,焓變不能量度體系對(duì)外所做的功(D) 恒壓過程中, U 不一定為零8. 在一個(gè)密閉絕熱的房間里放置一臺(tái)電冰

4、箱,將冰箱門打開,并接通電源使其工作,過 一 段 時(shí) 間 之 后 , 室 內(nèi) 的 平 均 氣 溫 將 如 何 變 化 ?()(A)升高(B)降低(C)不變(D)不一定9. 計(jì) 算 化 學(xué) 反 應(yīng) 的 熱 效 應(yīng) , 下 述 說 法 哪 些 正 確 ?()(1) 在同一算式中必須用同一參比態(tài)的熱效應(yīng)數(shù)據(jù)(2) 在同一算式中可用不同參比態(tài)的熱效應(yīng)數(shù)據(jù)(3) 在不同算式中可用不同參比態(tài)的熱效應(yīng)數(shù)據(jù)(4) 在不同算式中必須用同一參比態(tài)的熱效應(yīng)數(shù)據(jù)(A)1,3(B)2,4(C)1,4(D)2,310.下述說法中,哪一個(gè)錯(cuò)誤 ?()(A) 體系放出的熱量一定等于環(huán)境吸收的熱量(B) 體系溫度的降低值一定等

5、于環(huán)境溫度的升高值第 1頁 (共 3 頁)(C) 熱力學(xué)平衡時(shí)體系的溫度與環(huán)境的溫度相等(D) 若體系 1 與體系 2 分別與環(huán)境達(dá)成熱平衡,則此兩體系的溫度相同11.理想氣體卡諾循環(huán) ABCDA(其中 AB 為恒溫可逆膨脹過程),當(dāng)以H-T 圖表示時(shí),應(yīng)為()12.對(duì)于理想氣體,焦?fàn)枩愤d系數(shù)J-T ()A.大于 0B.小于 0C.等于 0D.不能確定13.1mol 理想氣體,在 TK 時(shí)經(jīng)一恒溫可逆膨脹過程,則系統(tǒng)()A.U>0B.S=0C.S>0D.S<014. 1 mol 液苯,在其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)下蒸發(fā),則( B)保持不變:(A)內(nèi)能(B) 汽化熱(C)體積(D) 熵15.

6、在絕熱箱中放置一隔板,左右兩部分分別通入溫度不同,壓力不同的同種氣體,抽去隔板,以氣體為系統(tǒng),則( C)A. Q=0,W<0,U>0B. Q<0,W=0,U<0C. Q=0,W=0,U=0D. Q<0,W>0,U=016.1mol 水在 373K,101325Pa 下變成水蒸氣,所做可逆功為 W1,在 319K,101325Pa下變成水蒸氣,所做可逆功為 W2,兩者關(guān)系正確的是( )A. W1=W2B. W1>W2C. W1<W2D.無確定關(guān)系17.對(duì)于理想氣體,焦?fàn)枩愤d系數(shù)J-T ()A.大于 0B.小于 0C.等于 0D.不能確定二、填空題

7、 ( 共 10 題 20 分 )11.對(duì)于任何宏觀物質(zhì),其焓 H 一定 _ 內(nèi)能 U (填上 、) ,因?yàn)開;對(duì)于等溫理想氣體反應(yīng),分子數(shù)增多的 H 一定 _ U,因?yàn)開 。12.在橫線上填上 、或?(?代表不能確定)。氫氣和氯氣在絕熱剛性容器中反應(yīng),則:(A)W_ 0(B)U_ 0(C)H_ 0(D)Q_ 013. 已知反應(yīng) 2 H2(g) + O2(g) ¾¾® 2 H2O(l)在 298 K 時(shí)恒容反應(yīng)熱 QV =-564$kJ·mol-1,則 H2(g)在 298 K 時(shí)標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓 cH m = _kJ·mol-1。14. 10 m

8、ol 單原子理想氣體,在恒外壓 0.987p下由 400 K,2p等溫膨脹至 0.987p ,物體對(duì)環(huán)境作功kJ。15. 某理想氣體,等溫(25)可逆地從 1.5 dm3 膨脹到 10 dm3 時(shí),吸熱 9414.5 J,則此氣體的物質(zhì)的量為摩爾。16. 熱 力 學(xué) 封 閉 體 系 與 環(huán) 境 之 間 的 界 面 所 起 的 作 用 為 :(1);(2)。17. 如圖。兩條等溫線的溫度分別為 Ta,Tb。1mol 理想氣體經(jīng)過路徑 1231 的 W I與經(jīng)過路徑 4564 的 WII 大小關(guān)系是。18.某化學(xué)反應(yīng)在恒壓、絕熱和只做膨脹功的條件下進(jìn)行,系統(tǒng)的溫度由 T1 升高至T2,則此過程的焓

9、變零;如果這一反應(yīng)在恒溫 T1、恒壓和只做膨脹功的條件下進(jìn)行,則其焓變零。19. 在一絕熱剛性容器中進(jìn)行某一化學(xué)反應(yīng),該體系的內(nèi)能變化為 _ ,焓變化為 _ 。20. 已知 298K 時(shí),F(xiàn)eO(s)、CO2、Fe2O3(s)、CO(g)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱(單位 KJ·mol-1),分 別 為 -226.5 、 -393.51 、 -821.32 、 -110.54 , 則 反 應(yīng)Fe2O3(s)+CO(G)=2FeO(s)+CO2(g)的 D R H m (298K ) _。21. n mol 理想氣體恒容下由 T1 升溫至 T2,相同量的該氣體恒壓下由 T1 升溫至T2,則兩個(gè)過程熱量

10、和內(nèi)能的關(guān)系為:QVQP, UVUP。(>,<,=)三、計(jì)算題 ( 共 4 題 30 分 ) 21. 10 分p及 25時(shí),將(a)1 mol CaO,(b) 1 mol CaCO3 溶于 1mol·dm-3 的 HCl 溶液中,放熱分別為:(a)193.3 kJ, (b) 15.02 kJ?,F(xiàn)若將 1 kg 25的 CaCO3 變?yōu)?885的 CaO和 CO2,需多少熱量(885是 p下 CaCO3 的分解溫度) ? 已知各物質(zhì)的平均比熱為(單位:J·g-1·K-1):CaO:0.895 ;CaCO3:1.123;CO2: 1.013第 2頁 (共

11、3 頁)23. 制備水煤氣的反應(yīng)為:C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)(主反應(yīng))(1)CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)(少量)(2)將此混合氣體冷卻至室溫(假定為 298 K)即得水煤氣,其中含 CO(g),H2(g)及少量的 CO2(g),水蒸氣可忽略不計(jì)。問:如只發(fā)生第一個(gè)反應(yīng),那么將 1dm3 的水煤氣燃燒放出的熱量為多少?已知 p,298K 下各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓數(shù)據(jù)為:$fH m (H2O,g)=-241.8 kJ·mol-1,$fH m (CO,g)=-110.5 kJ·mol-1,$fH m (CO2,g)=

12、-393.5 kJ·mol-1。假定燃燒反應(yīng)的產(chǎn)物均為氣體。24.5 分計(jì)算下列反應(yīng)在 1000的恒壓反應(yīng)熱。C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)四、問答題 ( 共 3 題 20 分 )26.5 分請(qǐng)說明下列公式適用條件:H = QpH = U + pVòV2 p d VW 體= - V1Up= nCV, m(T2- T1)H =U + V p285mol 理想氣體,壓力 1013kPa,溫度 350k,分別求出等溫時(shí)下列過程的功:(1) 真空中膨脹;(2) 在空氣中(101.3kPa)體積脹大 1dm3;(3)在空氣中膨脹到該氣體壓力也是 101.3kPa

13、;(4)等溫可逆膨脹至氣體的壓力為 101.3kPa。第 3頁 (共 3 頁)29. 273K,1.0MPa,0.01m3 的 He(g)經(jīng)(1)絕熱可逆過程;(2)絕熱且外壓恒定在 100kPa的過程膨脹到末態(tài)壓力為 100kPa,分別求此二過程的 Q,W, U 和H。30. 體系與環(huán)境的定義是什么?體系的分類?31. 1mol 單原子分子理想氣體,始態(tài)為 202 650 Pa,11.2 dm3,經(jīng) pT=常數(shù)的可逆過程壓縮到終態(tài)為 405 300 Pa,求:(1)終態(tài)的體積和溫度; (2)U 和 H;(3)所作的功。32. 2 mol 單原子理想氣體從 T1=300K,P1=5p的同一始態(tài)

14、分別經(jīng)()絕熱可逆和()絕熱不可逆(保持恒定外壓 P0=p)兩種不同途徑膨脹到 P2=p的相應(yīng)的終態(tài)。求兩種途徑的 Q、W、U、H。參考答案一、選擇題 ( 共 10 題20 分 )1.(B)2.(C)3.(C)4.(B)5.(D)6.(B)7.(D)8.(A)9. (A)10. (B)二、填空題 ( 共 10 題20 分 )11.答一定大于 (因?yàn)?H=U+pV);一定大于;因?yàn)?H=U+ (n)RT,而 n為正。12.答(A)=;(B)=;(C)=; (D)=13.答DH $Dc Hm$=1/2DH $-1rm =Qp=QV +RT ,rm =-285.7 kJ·mol14.答16

15、.85 kJ15. 答Q=W=nRTln(V2/V1),n=2 mol16. 答1、隔開體系與環(huán)境;2、體系與環(huán)境之間功和熱的傳遞必須通過界面進(jìn)行。(2 分)17.答WI =WII18.答等于(1 分)小于(1 分)19.答0;(n)gRT三、計(jì)算題 ( 共 4 題30 分 )21. 10分298K$答(1) CaCO3+2HCl ¾¾¾® CaCl2+H2O+CO2Dr Hm (1)=-15.02 kJ·mol-1298K$(2)CaO+2HCl ¾¾¾® CaCl2+H2ODr Hm (2)= -19

16、3.3 kJ·mol-1298K$(3)(1)-(2)CaCO3¾¾¾® CaO+CO2Dr Hm (3)=178.3 kJ·mol-125 CaO+CO2 (885 )(3 分)D r Hm$ (4)D r Hm$ (4)=(1000/100)×178.3+0.56×0.895×(885-25)+0.44×1.013×(885-25)22. 10=2597 kJ·mol-1(7 分)分答(1) T1=p1V1/(nR)=273 K, T2=p1T1/p2=136.5 K(1

17、 分)第 4頁 (共 3 頁)V2=nRT2/p2=2.8 dm3(1 分)(2) Um=CV,m(T2-T1)=-1703 J·mol-1(2 分)Hm=Cp,m(T2-T1)=-2839 J·mol-1(2 分)(3) W=òVV2 p d V,dV=(2R/p)dT(2 分)1W =òTT2 2 R d T(2 分)1=-2270 J·mol-123.5 分答H2(l)+CO(g)+O2(g) H2O(g)+CO2(g)水煤氣(1 dm3) V(H2):V(CO)=1:1,其量為 0.0409 mol n(H2)=n(CO)= (1/2)

18、×0.409 molr Hm$ =-10.7 kJ·mol-124. 5 分答rH $m (298K)= fH $m (298K,CO2)-2fH $m (298K,H2O,g)=90.1 kJ·mol-1(1 分)H=U+V p封閉體系,恒容過程28. 解:(每問 2.5 分)(1) W0(2) W-101.3J(3)éæ1-1öù= -22.45KJW = -P外ênRTçP1÷úëèP2øû(4)W = nRT ln P2P = -57.4

19、3KJW = -RT lnV21= RT ln P1= -5748JrV1P229.Q = 0g =C p ,m=2.5= 1.67T2 = T1(CV ,m1.5(1 分)1-gp1 ) g = 108.8K p2Cp=a+bT+cT2+c'T-2(2 分)$1273KDC p dT$rH m (1273K)= ò298K+rH m (298K)=102.3 kJ·mol-1(2 分)四、問答題 ( 共 3 題20 分 )25. 10分答因?yàn)樵?Boyle 溫度時(shí) pVm=RTB,即pVm=RTB+p(b-a/RTB),其中 p ¹ 0則 b-a/RTB

20、=0,所以 TB=a/Rb(2 分)m = ( ¶T /¶p ) H = - ( ¶H /¶p ) T /( ¶H /¶T ) péù=- (1/C p )( ¶H /¶p ) T = - (1/C p ) ëV - T ( ¶V /¶T ) p û(3 分)因?yàn)?V=RT/p+b-a/RT,( ¶V /¶T ) p =R/ p+a/ RT 2所以m = ( ¶ T /¶ p ) H = ( - 1/C p )( b

21、 -2 a/ RT )(2 分)將 T=TB=a/Rb 代入上式得,m = ( ¶ T /¶p ) H = b/Cp > 0故溫度下降(3 分)26.5 分答H=Qp封閉體系,恒壓且 Wf =0(1 分)H=U+pV封閉體系(1 分)W 體= -òVV2 p d V封閉體系,Wf =0,可逆過程(1 分)1Up=nCV,m(T2-T1)封閉體系,理想氣體,Wf =0,單純 p,V,T 變化,CV,m 是常數(shù)(1 分)DU = nCV ,m ( T2 - T1 )= 4.403 ´ 1.5R ´( 108.8 K - 273K )= -9.

22、03kJDH = nCp ,m ( T2 - T1 ) = -15.0kJw = DU = -9.03 kJ(2)不是可逆過程,不能用過程方程式w = DU- p外(V2 -V1 ) = nCV ,m ( T2 - T1 )p外(nRT2-nRT1) = nC( T - T )p2V ,m12p1T2 = 174.8KDU = -5.40 kJ,DH = -9.0 kJ , w= -5.40kJ30. 答:在科學(xué)研究時(shí)必須先確定研究對(duì)象,把一部分物質(zhì)與其余分開,這種分離可以是實(shí)際的,也可以是想象的。這種被劃定的研究對(duì)象稱為體系。與體系密切相關(guān)、有相互作用或影響所能及的部分稱為環(huán)境。敞開體系:

23、體系與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換,又有能量交換。體系與環(huán)境之間無物質(zhì)交換,但有能量交換。體系與環(huán)境之間既無物質(zhì)交換,又無能量交換,故又稱為隔離體系。有時(shí)把封閉體系和體系第 5頁 (共 3 頁)影響所及的環(huán)境一起作為孤立體系來考慮。31. (1)T1=p1V1/(nR)=273 K, T2=p1T1/p2=136.5 K V2=nRT2/p2=2.8 dm3(2) Um=CV,m(T2-T1)=-1703 J·mol-1 Hm=Cp,m(T2-T1)=-2839 J·mol-1(3) W=òVV2 p d V1,dV=(2R/p)dTW =òTT2 2 R d

24、T1=-2270 J·mol-132. 解:(1)經(jīng)絕熱可逆過程計(jì)算終態(tài)溫度 T2由 Tr1P11-r=Tr2P21-r單原子理想氣體 r=1.67T2=157K;QR=0WR=-nCv,m(T2-T1)=-2*(157-300)*8.314*3/2=3.57KJU=- WR=-3.57KJH=nCp,m(T2-T1)=2*(157-300)*8.314*5/2=-5.94 KJ(2)絕熱不可逆過程計(jì)算終態(tài)溫度 T2,采用 nCv,m(T2,-T1)=-p(v2-v1)公式代入,簡化得:T2,=(Cv,mT1+p2RT1/p1)/Cp,m代入數(shù)據(jù)得:T2,=17T1/25=17*30

25、0/25=204K;Q=0W,=-nCv,m(T2,-T1)=-2*(204-300)*8.314*3/2=2.394 KJU,=- W,=-2.394 KJH,=nCp,m(T2,-T1)=2*(204-300)*8.314*5/2=-3.99 KJ第 6頁 (共 3 頁)第二章熱力學(xué)第二定律習(xí)題一、填空題1. H2O(l)在 80,101.325 kPa 下蒸發(fā),狀態(tài)函數(shù)(U、S、H、A、G)改變值不為零的有。2.常壓下,過冷水凝結(jié)成同溫度的冰,則DS 體0,DS 總0。3.任一不可逆過程回到始態(tài),其體系DS 體0,DS 環(huán)0。4.熱溫商dQ/T 經(jīng)證明為狀態(tài)函數(shù),其積分值必與熵變相等。5

26、. 100,1.5p 的水蒸氣變成 100,p 的液體水, S _ 0,G _ 0。二、選擇題1.在等溫等壓下進(jìn)行下列相變:H2O (s,-10, p) = H2O (l,-10, p)在未指明是可逆還是不可逆的情況下,考慮下列各式哪些是適用的?()(1)ò Q/T =fus S(2)Q = fus H(3)fus H/T =fus S(4) fus G = 最大凈功(A) (1),(2)(B) (2),(3)(C) (4)(D) (2)2.純液體苯在其正常沸點(diǎn)等溫汽化,則:()(A)vapU=vapH, vapF=vapG, vapS> 0(B)vapU<vapH, v

27、apF<vapG, vapS> 0(C)vapU>vapH, vapF>vapG, vapS< 0(D)vapU<vapH, vapF<vapG, vapS< 03. 1 mol 液苯,在其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)下蒸發(fā),則()保持不變:(A)內(nèi)能 (B) 蒸汽壓 (C) 焓 (D) 熵 (E)體積(F)汽化熱 (G)A (H)G4H2(g)和 O2(g)在絕熱密閉鋼瓶中反應(yīng)生成水為零者是()(A) U (B) H(C)S(D)G5.克勞修斯克拉貝龍方程只適用于()(A) 水在 25,1atm 空氣中蒸發(fā)(B) 水在其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)下蒸發(fā)達(dá)平衡(C) 水在其冰點(diǎn)時(shí)的固

28、液相平衡(D) 水在三相點(diǎn)時(shí)平衡6.公式 GW適用于()(A) 孤立體系中的可逆過程(B) 封閉體系等溫等壓下可逆過程(C) 封閉體系恒溫恒容過程(E) 以上過程7.100,105Pa 的水變成 100,5×104Pa 的水蒸氣,該過程的G 與A 的關(guān)系是( )A.G=A=0B.G=A<0C.G<AD.G>A.8. 下列各式中,哪個(gè)是化學(xué)勢(shì)()æ¶Uöæ¶Aöæ¶HöA.ç÷B. ç÷C.ç÷¶n¶

29、n¶nçi÷çi÷èøT , p,n jèiøT , P , n jèøT , p,n jæ ¶G öD. çè ¶ni ÷øT , P , n j9. 在定溫定壓下,二組分混合形成理想溶液,下列哪個(gè)函數(shù)的變化值正確( )A.S=0B.V=0C.G=0D.A=0æ¶U ö= ()11.從熱力學(xué)四個(gè)基本方程可導(dǎo)出ç÷è¶S øV&

30、#230;¶A öæ¶H öæ¶U öæ¶G ö(A)ç÷(B)ç÷(C)ç÷(D)ç¶T÷è¶V øTè¶S øPè¶V øSèøP12. 工作在 100和 25的兩個(gè)大熱源間的卡諾熱機(jī),其效率為()第 7頁 (共 3 頁)(A)20%(B)25%(C)75%(D)100%13 單原子理

31、想氣體的Cv,m = ( 3 / 2 )R ,溫度由變到時(shí),等壓過程體系的熵變DSP 與等容過程熵變DSV 之比是:()(A)(B)(C)(D)14. 下面諸式中不能稱為基爾霍夫公式的是 ()æ ¶DHm ö( B )( A ) ç¶T÷ = DC p ,mèø pDH m (T2 ) = DH m (T1 ) + òT2 DC p,m dTT1(C) DU(T ) = DU(T ) +TDCdTæ¶H ö= C pmm2(D)ç÷21òT1V

32、,mè¶T ø p15. 一隔板兩端,左邊裝有 25、1×P、0.2mol O2,右邊裝有 25、1×P、0.8molO2,均視為理想氣體,當(dāng)抽走隔板后,混合過程的S 為A、0.994J·k-1B、0C、4.16J·k-1D、4.16J·k-116.非理想氣體進(jìn)行絕熱自由膨脹時(shí) , 下述答案中哪一個(gè)錯(cuò)誤 ?()(A)Q=0(B)W=0(C)U=0(D)H=0三、計(jì)算題1. 某物質(zhì)的固體及液體的蒸氣壓可分別用下式表示:lg(p/Pa) = 11.454 - 1864.8/(T/K)(固體)(1)lg(p/Pa) =

33、9.870 - 1453/(T/K)(液體)(2)試求其:(1)摩爾升華焓(2)正常沸點(diǎn)(3)三相點(diǎn)的溫度和壓力(4)三相點(diǎn)的摩爾熔化熵2. 將 495.5 K,600 kPa 的 1 mol N2 絕熱可逆膨脹到 100 kPa ,試求該過程的$Q,W,U,H,F,G,S,S 隔離。已知 S m ( N 2 , 495.5 K) =191.5 J·K-1·mol-1。設(shè) N2 為理想氣體。3. 將 1mol,298K 的 O2(g) 放在一敞口容器中,由容器外 13.96 K 的液態(tài) H2 作冷卻劑,使體系冷卻為 90.19 K 的 O2(l)。已知 O2 在 90.19

34、 K 時(shí)的摩爾汽化熱為 6.820 kJ·mol-1,試計(jì)算該冷卻過程中的體系熵變、環(huán)境熵變和總熵變。4. 苯的正常沸點(diǎn)為 353.1K,在此溫度壓力下,1molC6H6(l)完全蒸發(fā)為蒸氣,已知C6H6(l)的汽化熱為 34.7kJ·mol-1,計(jì)算此過程的 W、U、Q、S、A、G。第 8頁 (共 3 頁)5. 1mol 過冷水在-5,105Pa 下凝結(jié)為冰,求此相變過程熵變。已知 101.3kPa 和 0°C冰的熔化熱為 333.5J·g-1,水和冰的定壓熱容分別為 4.18J·K1·g-1 和 1.97 J·K1

35、83;g-1。解:H2O(l). P.-5H2O(s). P.-5S1S3H2O(l). P.0H2O(s). P.0S2DS = DS1 + DS2 + DS3= ò268273Cpm.ldT+DH mq+ ò273268Cpm.sdT(4 分)TTT= 4.184 ´18ln273-333.8 ´18+ 1.966 ´18ln268268273273= 1.39 - 22.01 - 0.656= -21.3(J × K -1 )6. 2 mol 某理想氣體(Cp,m=29.36 Jmol-1K-1)在絕熱條件下由 273.2K,1

36、.000 Mpa 膨脹到 203.6K,0.100 0Mpa,求該過程的 Q、W、H、S、U。7. 在 27下,將 1mol 某理想氣體做恒溫可逆膨脹,從 2×105Pa 膨脹到105Pa。試計(jì)算此過程的 Q,W,U,H,S,A 和G。如果膨脹了的氣體恒定外壓 2×105Pa 做定溫壓縮到原來狀態(tài),問此壓縮過程的 Q,W,U,H,S,A,G。8.1mol 268K 的過冷液態(tài)苯,凝結(jié)成為 268K 的固態(tài)苯。問此過程是否能實(shí)際發(fā)生。已知苯的熔點(diǎn)為 278K ,摩爾熔化焓 fusHm=9923 J*mol-1, 定壓摩爾熱容Cp,m(C6H6,l)=126.9 J*K-1*m

37、ol-1,Cp,m(C6H6,s)=122.7 J*K-1*mol-1。9. 4 g Ar(可視為理想氣體,其摩爾質(zhì)量 M(Ar)=39.95 g·mol-1)在 300 K 時(shí),壓力為506.6kPa,今在等溫下反抗 202.6 kPa 的恒定外壓進(jìn)行膨脹。試分別求下列兩種過程的 Q,W, U, H,S, A 和 G。(1)若變化為可逆過程;(2)若變化為不可逆過程。10. 已知恒壓下,某化學(xué)反應(yīng)的rHm 與溫度 T 無關(guān)。試證明該反應(yīng)的rSm 亦與 T 無關(guān)。第 9頁 (共 3 頁)11. 1mol 單原子分子理想氣體的始態(tài)為 25 和 5* 101.325 kPa。(1) 經(jīng)絕

38、熱可逆膨脹過程,氣體的壓力變?yōu)?101.325 kPa,此過程的 S1= 0;(2) 在外壓 101.325 kPa 下,經(jīng)恒外壓絕熱膨脹至氣體壓力為 101.325 k Pa,此過程的 S2> 0;(3) 將過程 (2)的終態(tài)作為體系的始態(tài),在外壓 5 *101.325 kPa 下,經(jīng)恒外壓、絕熱壓縮至氣體壓力為 5p,此過程的 S3 > 0。試問:(A) 過程 (1)和過程(2)的始態(tài)相同,終態(tài)壓力也相同,為什么熵的變化不同,即S1= 0,S2> 0,這樣的結(jié)論是否有問題?請(qǐng)論證之。(B) 過程 (3) 的始態(tài)就是過程 (2)的終態(tài), 過程 (3) 的終態(tài)壓力就是過程 (

39、2)的始態(tài)壓力,為什么兩者的 S 都大于零,即 S2> 0, S3 > 0,這樣的結(jié)論是否有問題?12. 1mol,l00、101325Pa 的液體水向真空蒸發(fā),全部變成 l00、101325Pa的水蒸氣,求過程的熵變,并判斷過程是否自發(fā)。(已知 l00、101325Pa時(shí)水的摩爾蒸發(fā)焓為 40.68kJ·mol-1;水蒸氣可視為理想氣體。)13. 300.2k 下,1mol 理想氣體從 10P等溫可逆膨脹到 P,求 Q、W、H、U、G、A、S。14. 4mol 理想氣體從 300K,p下定壓加熱到 600K,求此過程的U,H,S,A,G。已知此理想氣體的S mQ (30

40、0 K ) = 150.0 J K - 1 mol - 1 , C pQ, m = 30.00J K - 1 mol-1 。15. 環(huán)己烷的正常沸點(diǎn)為 80.75 ,在正常沸點(diǎn)的摩爾氣化焓vapHm=30.08kJ*mol-1,在此溫度及 101325Pa 下,液體和蒸氣的摩爾體積分別為 116.7×10-6m3*mol-1,28.97×10-3m3*mol-1。(1)計(jì)算環(huán)己烷在正常沸點(diǎn)時(shí) dp/dT 的近似值(即忽略液體的體積)和精確值(考慮液體體積);第 10頁 (共 3 頁)(2)估計(jì) 100kPa 時(shí)的沸點(diǎn);(3)應(yīng)將壓力降低到多少 Pa,可使環(huán)己烷在 25 時(shí)沸

41、騰?答案一、1 U,H,A,G,S 2. , 3., 4. 可逆5. , 6. > , <二、1.答 (D)因?yàn)?公式 (1) òdQ / T =fusS(可逆過程)(2) Q = fusH(等壓過程,非體積功等于零)(3)fusH/T =fusS(可逆相變)(4)- fusG = 最大凈功(可逆過程)此題在未指明可逆與否的情形下只有公式 (2) 適用2. 答 (B)3. BFH4. A5. B6.B 7D8D 14.D15.B 16.D三、1.答 (1)subHm= RT2×2.303(dlg(pS/p$)dT)= 35.71 kJ·mol-1(2

42、分)(2) Tb= 298.7K(2 分)(3)液、固蒸氣壓相等解出三相點(diǎn)的溫度和壓力分別為 260.0 K和 19130 Pa(3 分)(4)fusHm= subHm- vapHm= 7.89 kJ·mol-1(3 分)fusSm= 30.30 J·K-1·mol-12. 答Q=0(1 分)S=0S 隔離=0T2=297.0 KW= - U= -nCv,m(T2-T1)=4.126 kJ H=nCp,m(T2-T1)=-5.776 kJ F=U-S T=33.89 kJG=H-S T=32.24 kJ3. 答S 體 = òTT12 ( Cp/T)dT

43、+ (- vapH)/Tb= -110.4 J·K-1Q = òC p dT - Dvap H = -12.870 kJ (積分區(qū)間:298.2 K 到 90.19 K)S 環(huán)= - Q/T 環(huán)= 922 J·K-1S 總=S 體+S 環(huán)= 811.6 J·K-14.答 解:設(shè) C6H6(g)為理想氣體 W=-RT=-2.94kJ·mol-1 Q=H=34.7kJ·mol-1U=Q+W=31.8kJ·mol-1S=H/T=98.3J·K-1·mol-1 G=0A=G-p V= -2.94kJ·m

44、ol-6. 答:n = 2mol, Cp,m = 29.36J × mol -1 × K -1T1=273.2K,P1=1.0 Q=0 00MPa恒溫T=273.2K,P=0.1000MPa(1) Q0(1 分) (1 分) (1 分) (1 分) (1 分) (2 分) (2 分)(2 分)(2 分) (1 分)T2=203.6K,P2=0.100MPa恒壓第 11頁 (共 3 頁)(2)DU = nCv,m (T2 - T1 ) = n(Cp,m - R)(T2 - T1 )= 2 ´ 21.046 ´ (203.6 - 273.2) = -2.93

45、kJ(3)DH = nC p,m (T2- T1 ) = 2 ´ 29.36 ´ (203.6 - 273.2) = -4.087kJ(4)DU = W = -2.93kJDS = nR lnP1+ nC p,m lnT2= 2 ´ 8.314 ln1+ 29.36 ln203.6= 21.02J × K -1T1273.2P20.17. ,解:(1)理想氣體dT = 0 DU = DH = 0(1分)DG = 1728.8(J )8. 判斷過程能否實(shí)際發(fā)生須用隔離系統(tǒng)的熵變。但此過程不可逆,應(yīng)設(shè)計(jì)可逆過程來計(jì)算1 mol C6H6(l)268KS1 m

46、ol C6H6(s)268KS1S31 mol C6H6(l)278KS21 mol C6H6(s)278KDU = Q - W = 0 Q = W = nRT lnp1= 1728.8(J )p2DS = nR lnp1= 5.94(J × K -1 )p2DA = -nRT lnp1= -1728.8(J )p2DG = -nRT lnp1= -1728.8(J )p2(2) 理想氣體dT = 0 DU = DH = 0DU = Q - W = 0æ1öç1-÷= -2494.2(J )p Q = W = pe (V1 - V2 ) = n

47、RTpe ç p2÷è1øS, A, G 均為狀態(tài)函數(shù) DS, DA, DG 與過程(1)數(shù)值相同,符號(hào)相反(2 分)(2 分)(2 分)(2 分)(1 分)(2 分)DSsy = DS 1 + DS 2 + DS3= ò268278KK nC p , m (C 6 H 6 , l ) dT+n DfusHm+ ò278268KK nC p ,TT= 1mol ´ 126.9 J · K -1 · mol-1 ´ ln 278K1mol ´ 9923J · mol-1268K-278K268K+1mol ´ 122.7 J · K -1 · mol-1 ln= -35.54J · K -1278K算環(huán)境熵變DSex :DSex = -Q= -DHTT exDH = DH 1 + DH 2 + DH 3278

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論