课件物理化学2015春物化作业参

7R100kPa，50dm32

Tp1V110010350

pT 22

2200103501022001032510

T3nR 2 W2p2(V3V)200103(2550)1035000J1W1 W25.00kJ;WW1W2T1T3300.70K;U0,HU0,Q-W-2.17单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol，摩尔分数y=04，始态解：先求双原子理想气体B的物质的量n（）×n=0.4×5mol=2mol；

V

3RB的 V

52过程绝热，Q=0， n(A)CV,m(A)(T2T1)n(B)CV,m(B)(T2T1)pamb(V2V1 nRT1 R(T2T1)2 R(T2T1)pamb

p14.5(T2T1)5(T2T1)nT2n(pamb/p1)T15T25于是 V2nRT2/p2nRT2/pabm58.314331.03100000m3V1nRT1/p158.314400200000m30.08314mUWpamb(V2V)100103(0.137610.08314)J1HU(pV)U(p2V2p1V1-5447J(1001030.137612001035447J2867J8314J 应用附录中有关物质在25℃的标准摩尔生成焓的数据，计算下列反应的H(298.15K)U(298.15K r3NO2（g）+Fe2O3（s）+3C（石墨mrHH(B,,T)；UH(g)m r m（1）rH(298.15K){490.256(241.818)4(46.11)kJmolm905.468kJmol1905.47kJmolU(298.15K)905.4718.3145298.15103kJmol1907.95kJmolr （2）rH(298.15K)2(174.10)90.25(333.18285.83)kJ m=71.66kJmolU(298.15K)71.66(2)8.3145298.15103kJmol166.70kJmolr（3）

H(298.15K)3(110.525)(824.2)kJmol1=492.63kJmolmU(298.15K)492.6338.3145298.15103kJmol1485.19kJmolr 已知25℃甲酸乙酯（HCOOCH3l）的标准摩尔摩尔燃烧焓cHm为-（HCOC3l（CH3OHl g）的标准摩尔生成焓数据fHm分别为-424.72kJ ，-238.66kJ -285.83kJmol1及-393.509kJmol125℃时下列反应的标准摩尔反应HCOOH(l)CH3OH HCOOCH3(l)H HCOOCH3(l)2O2 2CO2(g)2HH2H(CO,g)+2×H(HO,l)-H(HCOOCH, H=H(HCOOCH, H(HCOOCH,l)=2H(CO,g)+2×H(HO,l)-H(HCOOCH, 979.5｝kJol-HCOOH(l)CH3OH HCOOCH3(l)HHH(HCOOCH,l)+H(HO, -H(HCOOH,l)-H(CHOH, 236kJol 5mol1mol300K，200kPa 200kPa温可逆胀50kPap绝热可逆缩200kPa pR/Cp,

200103R/(7R/

T2 T 400Kp

501031

50103WrnRTlnp2/p15 J17289J20103 (TT)55R(TT V 558.314(445.80300)J15153J15.15kJ (TT)57R(TT 578.314(445.80300)J21214J21.21kJW=Wr+W绝=（-17.29+15.15）kJ=2.14U=Ur+U绝H=Hr+H绝3.6不同的热机工作于T1=600K的高温热源及T2=300K的低温热源之间。求下列三种情 解：（1）Q1Q20.5，Q1Q2 Q2 高温热源的S Qr,1300kJ0.50kJK1500JK 12

Qr,2150kJ0.5kJK1500JK SS1S25050)JK10JK1Q1Q20.45Q1Q2 Q2高温热源的S1SQ1300kJ0.50kJK1500JK 12低温热源的S2SQ2165kJ0.55kJK1550JK12 SS1S2500550)JK150JK（3）Q1Q20.40Q1Q2 Q2高温热源的S1SQ1300kJ0.50kJK1500JK 12低温热源的S2SQ2180kJ0.60kJK1600JK12 SSS500600)JK1100JK 5mol300K，50kPa100kPa压冷却使体积缩小 85dm3，求整个过程的Q，W，U，H，S5mol单原子气 5mol单原子气 5mol单原子气V1,T1300K,绝热可逆压缩 V0？,T0 恒压冷却热V V p1 p0 85dm,T,T(p/p)R/CT{(100/50)2/5300}K V0nRT0/p0{58.3145395.85/(100103)}m30.16456mQ10

{53R(395.85300)}J5977J5.977kJTp2V2100000 {

5W2=-pamb(V2–V1)={-100×103×（85–164.56）×10-3}J=7956W=W1+W2=13933J=13.933

{53R(204.47395.85)}J2U=U1+U2=-5957J=-5.957H{55R(204.47300)}J9929J2QQ2UW2(11.9347.956)kJS S0 ln(T/T){55Rln204.47}JK168.66JK绝热 300K，1Mpa2mol0.2Mpa的恒定外压绝热不可逆膨胀平衡态。求整个过程的W，U，H，S。解：Q0，W (VV)n3R(TT

nRT1 pamb nR(T2T1

p1 代入数据整理得5T23.4T13.4×300K；故T2204WU

{23R(204300)}J2395J2H{25R(204300)}J3991J2S lnT2nRln {25Rln2042Rln0.2}JK {16.03326.762}JK110.729JK110.73JK 化学反应如下：CH4(g)CO2 2CO(g)2H2利用附录中各物质的SH25℃时的SG r r利用附录中各物质的G25℃时的Gf r（3）25℃，若始态CH4(g和CO2(g的分压均为150kPa，末态CO(gH2(g的分压均为50kPa，求反应的rSmrGm。H/kJ·mol- G/kJ·mol-fmH200CO(g--CH4--CO2--（1）

SmBm

SmSH

H={2×0+2×（-110.525）-（-393.509）-（-74.81）}kJ·mol- Bf GHTS={247269–298.15×256.712}=170730J·mol-1=170.730kJ·mol-r r（2）GG={2×0+2×（-137.168）-（-394.359）-（-50.72）}kJ·mol-rm Bfm

(g,100kPa)CO(g,100kPa)2CO(g,100kPa)2H222 CH(g,150kPa)CO(g,150kPa)2CO(g,50kPa)2H G1n(CH4)RTln(150/100)n(CO2)RTln(150/100)2RTln(150= 2G4RTln(100/50)=6873.16J·mol-2GGGG=（170743-2010-6873）kJ·mol-r r rSmrSSS2rS2Rln(150/100)4Rln(50/ V （2）对理想气体H。dHCpdTVTT pp HH(T,H H H

dT

dpCpdTpT

p

TdsVdpTSdp dH

S

dpT

所

STp

p

p

VTV

T T将式（c）代入式（a） dHCdT

VTT pH V (nRT/p) pVTTVT VpVV 4.580100kPa38.7kPa p*xp*（1xx

苯 苯 甲 苯pp pp p* 甲苯

38.7 0.142； 1 p*p* p* 10038.70.3100 甲 甲苯 苯 组成xc=0.4的B，C14mol的纯液体C，形成新的混合物。求过程的解：原理想液态混合物总量为n=10mol，组成xc=0.4；新的混合物总量n24mol，n10mol,xc xc0.75

x0.25

BS=S2-S1={-R(6ln0.2518lnG=-TS={-298.15×56.25}J=-16771J=-16.77 的分配系数KKcNH(H2O)/cNH(CHCl3

c,NH(CHCl

4.433kPadm3mol144.33kPadm3molkc,NH(HO

0.887kPadm3mol18.87kPadm3mol

32 3

3 NH

c,NH(HO)NH(H

c,NH(CHCl)NH(CHClkc,NH(CHCl

KcNH(H2O)/cNH(CHCl3)

kc,NH(HO

θ5.7五氯化磷分解反应PCl5(g 下PCl5的离解度l1 l nClmol,n1)molp总

p

K1

p12100 解得平衡时各物质的量设为l(1 l nCl(5)mol,n总6)mol，p总K(5

p总

(5

101.325

解得(6)(1)

(6)(1

（298.15K：C（石墨C（NH22S(298KmJmol1KH(298KckJ--00-G(298KfkJ---求298.15K下CO（NH2）2（s）的标准摩尔生成函数G以及下列反应的标f

CO2(g)2NH3(g

H2O(g)CO(NH2)2C(石墨）1O(gN(g2H(gCO(NH2 2mrS(298K)(1104.615.7400.5205.141191.62130.68)Jmol1Km-456.67Jmol1KmrH(298K){1(393.15)2(285.83)1(631.66)}kJmol1K1-333.51kJmol1KmG[CO(NH),(s),298K]H(298K)298.15KS(298Kf 2 r{-333.51-298.15(-456.67)10-3}kJmol1197.4kJmol 2CO(g)2NH(g)HO(g)CO( 2G[298K]{1(-197.4)1(-228.57)-1(394.36)2(16.5)}kJmol11.39kJmolrlnKG[298K]/(R298.15K)1.39103/(8.314298.15)r K COCl2(g CO(g)Cl2(gr mm温度，设rCp,m0COCl2(g CO(g)Cl2(g（1-α）molαmol 1 8.1109

2 1 6.3710-（2）GRTlnK{8.314373.15ln(8.1109)}Jmol157.84kJmolrH T G rS{57.84373.15125.610-3}kJmol1105kJmolr

0，

HmH 1 p

pK H 1 1062101.325K H 1 2 m K 2 K

2.0106T

HlnK2

373.15104.710

ln8.1109

1 4460. m水/18. 0. 100

3/92.

m水239A-B二组分凝聚系统相图如附图所示，其中C解：各相区的稳定相如图中所注。该相图有两条三相线，即abc线和def线，abc线代表l C(s)+α三相平衡，def线代表l+β A-B二组分凝聚系统相图如附图。标出各相区的稳定相，三相线上的相平衡表示:l C1(s)+α三相平衡，def线表示:l+C2(s) C1(s)三相平衡，ghl线表示:l6-- T =0.0694+1.88110 -2.9106 K25℃时该反应的ΔrGm、ΔrSm、ΔrHmQr,m1 g+1HgC

s=Hgl+HClaq （2）25E=0.0694+1.881103298.15-2.9106298.152dE dT

=1.881103-22.9106298.151.517104V=-SzFdE 1965001.51710414.64Jmol-1 dT电池反应的摩尔Gibbs函数变及标准平衡常数，并指明的电池反应能否自发进行。（1）Pt|H2(100kPa)|HCl（a=0.8）|Cl2(100kPa)|解：（1）H2（g）Cl2（g）E