《简明物理化学》第二章答案

PAGEPAGE452molHe（g),经过下列可逆变化：等温压缩到体积为原来的一半；再等容冷却到初始的压力。求此过程的。已知20.8J•K—1•mol-1.等容冷却解：体系变化过程可表示为等温压缩W=W1+W2=nRTln+0=2×8。314×298×ln0.5=—3435(J)Q=Q1+Q2=W1+ΔU2=—3435+nΔT=—3435+n(298—298/2)等容冷却=—3435+(—3716）=—7151（J)ΔU=ΔU1+ΔU2=ΔU2=—3716（J)ΔS=ΔS1+ΔS2=nRln+=2×8.314×ln0。5+2×1。5×8.314ln0。5=—2818(）10mol理想气体从4℃冷却到2250d3变化到50d3.=220J•K—1•mol-1,求。解：假设体系发生如下两个可逆变化过程250dm3等温50dm3等容50dm340℃ΔS140℃ΔS220℃ΔS=ΔS1+ΔS2=nRln+=10Rln+10×(29.20-8。314）×ln=-147。6（)解：273。2K绝热203。6K1。0MPa膨胀0。1MPa2mol某理想气体36J•K-1•解：273。2K绝热203。6K1。0MPa膨胀0。1MPa∵=29。36∴=29.36-8.314=21。046且Q=0ΔU==2×21。046×(203.6-273.2）=-2930（J)W=—ΔU=2930(J)有一带隔板的绝热恒容箱，在隔板两侧分别充以不同温度的H2和O，且V=V2见图，若将隔板抽去，试求算两种气体混合过程的（假设此两种气体均为理想气体。1molO1molO210℃,V11molH220℃,V2解：先由能量衡算求终温。O2与H2均为双原子分子理想气体,故均有=5R/2,设终温为T,则(293.2—T)=（T-283。2)T=288。2K整个混合过程可分以下三个过程进行:1mol，O

恒容ΔS1，283。2K

1mol,O,T2 ① 2

在恒温恒压下混合达状态T恒容ΔS2 ③T21mol，H2,293.2K② 1mol，H，2当过程①与②进行后，容器两侧气体物质的量相同,温度与体积也相同，故压力也必然相同,即可进行过程③。三步的熵变分别为:ΔS1===0。364100g10℃的水与200g40已知水的比热容为。184•-1解：∵绝热混合 ∴=-Cm（t—t）=—C•m（t-t） t为混合后的温度1 1 2 2∴ t-10=2(40—t) t=30℃=303。15KΔS=100+200=1.40()2 过冷CO(l)在－59465CO(s)43930kPa2 求在－59101.325kPa过冷CO2(l)设压力对液体与固体的影响可以忽略不计。已知过程中放热18954J•g-1.解：CO2(l）CO2(s）－59℃,ΔG-59℃,ΔG1 ΔG5CO2(l） CO2(s）—59℃，(l） -59℃，(s)ΔG2 ΔG42CO2

CO（g)ΔG2ΔG2-5℃,(l) -5℃（s)ΔG10，ΔG50 ΔG2=ΔG4=0∴ΔG=ΔG3==nRTln=1×8.314×214.2ln=—104。9J∵ΔG=ΔH-TΔS ∴ΔS=（ΔH—ΔG）/T==—38.5222molO（g)97101325Pa沸点时O（l的6.820k•1.22解：O2在，－182.97℃时的饱和蒸气压为101.325Pa,该相变为等温可逆相Q=n 故ΔS=Q/T=n/T==1511mol水在100℃及标准压力下向真空蒸发变成100试计算此过程的，并与实际过程的热温熵相比较以判断此过程是否自发。解:ΔS===108.98，。67×—8.314×3732=37.567Q/T==100.66ΔS＞Q/T，所以此过程为不可逆过程21molHO（l)100℃，101325Pa下变成同温同压下的2

2O(g)，然后等温可逆膨胀到Pa，求整个过程的。已知水的蒸发焓40.67kJ•K-1。解：W1=ΔV=()nRT=3。1kJW2=nRTln=8.314×373.15×ln=2.883kJ故W=W1+W2=5.983kJQ1=n=40。67kJQ2=W2=2.883kJ故Q=Q1+Q2=40.67+2.883=43。55kJΔU1=Q1-W1=37。57kJΔU=ΔU1=37.57kJΔH1=n=40.67kJΔH2=0故ΔH=ΔH1+ΔH2=40。67kJΔS1=Q1/T==109 。314×0。93=7。故ΔS=ΔS1+ΔS2=116.7310.1mol0℃，101325Pa的理想气体反抗恒定的外压力等温膨胀到压力等于外压力，体积为原来的10倍,试计算此过程的.解：W=—ΔV=-（V2-V1)=—（10V1-V1)=-V1=—0。9RT=—0。9×8。314×273.15=—2.04kJQ=—W=2。04kJΔU=ΔH=0 ΔG=ΔH-TΔS=—5229J-5.23kJΔF=ΔU—TΔS=-5229J-5。23kJ5 6 6 11.若－CH（）的蒸气压为2280P5℃时CH(）1试求-5C6H6(l）5 6 6 6 6 5 解： CH（l）ΔG CH(s)6 6 5 －5℃， -5℃,ΔG1 ΔG56 6 6 CH（l) CH（6 6 6 -5℃,(l） —5℃,(s）ΔG2 ΔG4C6H6(g）

CH（g)ΔG66ΔG66—5℃，(l） —5℃,(s）ΔG10,ΔG50 ΔG2=ΔG4=0∴ΔG=ΔG3ΔG=ΔH—TΔS=—9874—268。2×(-35.65)=-312。67ΔG3==nRTln=1×8.314×268。2×ln=—312。672632Pa298K101325Pa下有下列相变化：CaCO3(文石)→CaCO3(方解石）已知此过程的－800,2。75.试求在298K时最少需施加多大压力方能使文石成为稳定相？解： CaCO3(文) CaCO3(方解298K， 298K,ΔG1 ΔG3ΔGΔG2298K, 298K,设298K,压力时（文石） CaCO（方解石）这个反应以可逆方式进行，3 3即 ΔG2=0∴ =ΔG1+ΔG2+ΔG3===2。75×10-6×800∴2。91×108Pa在－3过冷H2O转变为冰的。

475。4Pa，过冷水的蒸气压为489.2Pa，试求在—3℃时1mol解： H2O（l） H2O（s)－3℃， ΔG —3℃,ΔG1 H2O（l） H2O(s)-3℃，(l） -3℃，(s)ΔG2 ΔG4H2O（g)

HO(g）ΔG2ΔG2-3℃，(l) —3℃,（s)ΔG10，ΔG50 =—64。27J298.15K:物质/J•1•mo-1/J•K-1•mol-1

O2(g）0205.1

—1274.5212.1

CO（g）HO（l）2 －3935 213。2 求在2915K1mo—右旋糖与氧反应的标准摩尔吉布斯自由能。解：因为化学反应一般是在恒TV下或者在恒T式应为=—T本题求298。15K、标准状态下α-右旋糖的氧化反应如下:6298.15K标准状态下6+6故的计算式为(298。15K）的计算式为（298。15K）=（298。15K)-298。15K×（298.15K)据题给数据(298.15K)=(298.15K）=

=6（H2O，l)+6（CO，g)-（)2=6×(—285.8）+6×（-393.6）-（-1274。5）2=—2801.3kJ•mol—12g2=6（H2O,l)+6(CO，g）-(—6（O，）2g2=258.3∴=(298。15K)-298。15K×（298。15K）=-2801。3-298。15K×258.3×10-3=-2878。3。25kJ•mol—1,反应式为：天冬氨+ 天冬酰胺（无机焦磷酸） 已知此反应是由下面四步完成:天冬氨酸 β—天冬氨酰腺苷酸 (1)β—天冬氨酰腺苷+ 天冬酰胺 (2）β—天冬氨酰腺苷酸 天冬氨酸 （3）（4）已知反(3）和（4)的分别为。84kJ•mol—1和－33。47kJ•mol-1，求反应的值。解: 反应方程式1)+(（0)∴(1)+(2）=又有反应方程式2×(1)+（2）+(3）-(4)=(0)∴2(1)+（2)+（3）—（4）=∴(1）+（2）=—19.252(1)+(2)=—19.25—33。47+41。84（2)=—27.62AgIαβ146.5℃,由α型转化为β型时，转化热等于6462J•mol—1。试计算由α型转化为β型时的。解: AgI(α） AgI（β)ΔS=Q/T=/T=6462/419.7=15。4试判断在10.已知在25列数据：物质/（J•mol-1）/（J•K—1•mol—1)/(J•K—1•mol—1)白锡052.3026。15灰锡－219744。7625。73解： Sn(白) Sn（灰(298。2K)=—2197（298.2K）=44。76-52。30=—7.45（）(283。2K)=(