物理化学习题解答(中药).doc

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1、_物理化学习题集诸论习题解答1装氧的钢筒体积为20升，温度在15时压力为100kPa，经使用后，压力降低到25kPa。问共使用了多少千克氧？ 解： 287mg理想气体样品在60.8kPa压力下，体积增至二倍，绝对温度增至三倍，求最终压力。解：因为 故 所以 3干燥空气中主要成分(体积百分数)为：氮(1)78.03%；氧(2)20.99%；氩(3)0.93%；二氧化碳(4)0.03%。如果总压力为101.3kPa，求各气体的分压。解：用理想气体方程可以知道，在温度相同时，气体的体积分数即为压力分数和摩尔分数，所以根据分压定律有：同理：O2、Ar、CO2的分压分别为21.26kPa、0.9421k

2、Pa、0.03039kPa4某化合物具有下列的重量百分组成：C 14.3%，H 1.2%，Cl 84.5%，将1克该物质在120及100 kPa压力下，完全气化为蒸气，体积为0.194L。通过计算写出该化合物的分子式。解： 碳原子数为 氢原子数为 氯原子数为 所以分子式为C2H2Cl45CO2气体在40时的摩尔体积为0.381dm3mol-1。设CO2为范德瓦尔斯气体，试求其压力，并与实验值5066.3kPa作比较。解：由表中查得，CO2气体的a、b值分别为0.3640、4.26710-5代入其方程：故 相对误差6用一根可忽略体积的管子把两个等体积的球连起来，两球内充以氮气，当两球浸入沸水中时

3、，球内气体的压力为500 kPa。然后，将一球浸入冰水混合物中，另一球仍保持在沸水中，求体系的压力为多少？解： 故 7一个15升的氧气瓶中装有1.20kg氧，若钢瓶能经受的最大压力是1.5104 kPa，问此瓶能热至多少度(用范德瓦尔斯方程计算)？如用理想气体公式计算，误差多大？解：查得氧气的范德瓦尔斯常数a=0.1378(Pam6mol-2)，b=0.318310-4(m3mol-1)因为 由范德瓦尔斯方程得：由理想气体方程得：相对误差为 = (722-702)/702=2.85%第一章 热力学第一定律习题解答 1设有一电炉丝，浸于绝热箱内的水中。以未通电为始态，通电一段时间后为终态。如将下

4、列情况作为体系，试问U、Q及W为正、为负还是为零？(1) 以电炉丝为体系；(2) 以电炉丝及水为体系；(3) 以电炉丝、水、电源及其他一切有影响的部分为体系。解：(1) 此时水、电源等为环境，通电一段时间达到平衡后，电炉丝将从电源（环境）得到的电能转化为热能又有部分传递给水（环境），而本身状态改变，温度升高，故；从环境得到电功，故。 (2) 此时电源为环境，故为一绝热过程。即：，体系从环境得到电功，故。根据热力学第一定律可知：，所以。 (3) 这是一个孤立体系，故。2体系状态如发生下列变化，试问各变化过程的Q、W、U和H为正、为负还是为零？(1) 理想气体自由膨胀；(2) 理想气体定压膨胀（V

5、0）；(3) 理想气体定温可逆膨胀；(4) 在充满氧气的定容绝热反应器中，石墨剧烈燃烧，以反应器及其中所有物质为体系；(7) 水蒸气通过蒸气机对外做一定量的功后恢复原状，以水蒸气为体系。解：(1) 根据焦耳实验可知，理想气体自由膨胀时，故；又因该过程为向真空膨胀，故。理想气体的内能与焓只与温度有关，该过程温度未变，故 。 (2) 该过程的。根据可知：该过程的，即该过程为吸热过程，故：。由理想气体的性质可知，理想气体的内能与焓只是温度的函数。该过程为升温过程，故， 。 (3) 因该过程为定温过程，故。且为膨胀过程， ，故。由热力学第一定律得：。 (4) 因该过程为定容过程，有：故。该过程亦为绝热

6、过程，有：，故。由焓的定义式可得：，该反应为放热反应，因是定容绝热体系，故随着反应的进行体系的温度升高，压力增大，体积不变。对于上式有：，因、，所以。 (5) 因该过程为循环过程，故状态函数U与H均恢复原值。即： 因在该过程中水蒸气通过蒸气机对外做功，故由热力学第一定律知：，故。3计算1mol理想气体在下列过程中所做的功。已知气体的始态体积为0.050 m3，终态为0.20m3，始态和终态的温度均为100。(1) 向真空膨胀；(2) 在外压恒定为气体终态的压力下膨胀；(3) 开始膨胀时，在外压恒定为气体体积等于0.10 m3的平衡压力下膨胀，当膨胀至0.10 m3后（此时温度仍为100），再在

7、外压减小至气体体积等于0.20m3时的平衡压力下膨胀。(4) 定温可逆膨胀。(6) 试将上述过程所做的功加以比较，结果说明什么问题？解：根据题意有：(1)因pe=0，故 (2)因pe=p2，故 (3)分步膨胀(i) pe=p，则分步膨胀(ii) pe=p2，则此过程的总功为：(4)由定温可逆膨胀功的计算式得：(5)由计算结果可知，功与过程有关，而且可逆膨胀过程体系做最大功。41mol单原子理想气体，经由右图所示的（a）、（b）及（c）三个可逆过程组成一个循环。（已知：状态1为405.3kPa、11.2L、273；状态2为202.65kPa、11.2L、0；状态3为202.65kPa、22.4L

8、、273）。试求：(1) 每一过程的Q、W和U；(2) 整个循环过程的Q、W和U。解：(1) 由图可知过程（a）为恒容过程，即：，故，由热力学第一定律知，此时对于单原子理想气体有：，将其代入上式得：由图可知过程（b）为恒压过程，则由状态1与3的数据可知，过程（c）为恒温过程，而理想气体的内能为温度的函数，故此过程。则(2) U是状态函数，对于循环过程有： 5已知水和冰的密度分别为1000 kgm-3和920kgm-3，现有1mol的水发生如下变化(假设密度与温度无关)：(1)在100和标准压力下蒸发为水蒸气（假设水蒸气为理想气体）；(2)在0和标准压力下凝结为冰。试求上述两过程体系所做的体积功

9、。解：(1)该过程为恒温恒压可逆过程，故对该过程有： (2)该过程为恒温恒压可逆过程，故对该过程有：7 一礼堂中有950人在开会，每人平均每小时向周围散发出420kJ的热量。(1) 如果以礼堂中空气和椅子等为体系，则在开会时的20min内体系内能增加了多少？(2) 如果以礼堂中的空气、人和其他所有的东西为体系，则其内能的增加又为多少？解：(1)开会20min时释放的热量为：此为恒容体系，故由热力学第一定律知：(2) 此为孤立体系，则7已知乙醇的蒸发热为858103Jkg -1，每0.001kg蒸气的体积为60710-6m3。试计算下列过程的Q、W、U和H：(1) 0.020kg液体乙醇在标准压

10、力，温度78.4（乙醇沸点）下蒸发为气体（计算时可忽略液体体积）；(2) 若将压力101.325kPa，温度78.4下0.02kg的液体乙醇突然移放到定温78.4的真空容器中，乙醇立即蒸发并充满容器，最后气体的压力为101.325kPa。解：(1) 该过程为恒温恒压可逆过程，则有：(2) 因该过程的始、终态与(1)相同，对状态函数有： 由题意知，该过程为向真空蒸发，则8已知水的汽化热为2259Jg-1。现将115V、5A的电流通过浸在100、装在绝热筒中的水中的电加热器，电流通了1h。试计算：(1) 有多少水变成水蒸气？(2) 将作出多少功？(3) 以水和蒸气为体系，求U。解：(1) 通电1h

11、水吸收的热量为：则变为水蒸气的质量为：(2) 作的功为：(3) 由热力学第一定律知：91mol单原子理想气体，始态压力为202.65kPa，体积为0.0112m3，经过pT=常数的可逆压缩过程至终态为405.3kPa，试求：(1) 终态的体积和温度；(2) U和H；(3) 该过程体系所做的功。解：(1)由于该体系为理想气体，pT=常数，则(2)因是单原子分子，其、，则 (3) 因pT=常数，即。则；10已知氢气的定压摩尔热容Cp,m为：试求：(1)温度为800K时的Cp,m值；(2)定压下1mol氢气的温度从300K升到800K时需要多少热；若在定容下，需要多少热；(3) 在上述温度范围内氢的

12、平均定压摩尔热容。解：(1) (2) 非体积功为零时有： 对理想气体有： 则 (3) 111摩尔双原子分子理想气体从0.002m3、1000kPa，经(a)定温可逆膨胀到500kPa；或经(b)绝热可逆膨胀到500kPa。试求：(1) 过程(a)和(b)的Q、W、U和H；(2) 画出两过程在p-V图上的形状示意图；(3) 在p-V图上画出第三过程将(a)和(b)两过程相连，则该过程为定容过程还是定压过程。解：根据题意有： (1)因(a)为定温过程，而U与H为状态函数，故：。则双原子分子的因(b)为理想气体的绝热过程，其。且有：(2)(3)12某理想气体的Cp,m29.10 JK-1mol-1。

13、(1) 当1mol该气体在25、1200kPa时做绝热可逆膨胀到最后压力为400kPa；(2) 当该气体在外压恒定为400kPa时做绝热膨胀。试分别求算上述两过程终态的温度和体积以及过程的W、U和H。解：(1) 对绝热过程有：，则因是绝热可逆过程，上式可表示为：又因是理想气体，存在关系式： 将其代入上式整理后两边同时积分有：将各值代入，有：解得： (2) 对绝热过程有：因是绝热恒外压过程，故：解得：13已知下列反应在25时的热效应：(1) (2) (3) (4) 求反应在25时的rUm和rHm。解：由盖斯定律知，所求反应式为：，则因该反应的，故：14计算下列反应的rHm0(298K)已知：C2

14、H5OH(l)、CO2(g)和H2O(l)的fHm0(298K)分别为：-277.7 kJmol-1、-393.5 kJmol-1和-285.3 kJmol-1。解：此题为由生成热求反应热，故15试证明：(1) (2) 证：(1) 由，得恒压条件下有dp=0，将上式两边同除以dT得：得证。 (2) 设，微分得恒容条件下将上式两边同除以dp得：16试证明：(1) (2) 证：(1)由，得恒容条件下有dV=0，将上式两边同除以dT得： (2) 设，微分得恒容条件下将上式两边同除以dT得：17在25和标准压力下，测得葡萄糖和麦芽糖的燃烧热cHm0为-2816kJmol-1和-5648kJmol-1。

15、试求此条件下，0.018kg葡萄糖按下列反应方程式转化为麦芽糖的焓变是多少？解：由葡萄糖及麦芽糖的燃烧热可求得反应热，即则0.018kg的葡萄糖转化为麦芽糖的焓变（即反应热）为；18人体内产生的尿素是一系列酶催化反应的结果，可用下列反应式来表示（设为25）： 计算此反应的rUm和rHm。解：查表得到各化合物的生成热为：根据各物质的生成热计算出该反应的rHm，即因该反应的，故：19在25时，液态水的生成热为-285.3kJmol-1。已知在25100的温度区间内，H2(g)、O2(g)和H2O(l)的平均定压摩尔热容分别为28.83、29.16和75.31JK-1mol-1，试计算在100时液体

16、水的生成热。解：根据题意知根据基尔霍夫定律有：20假设下列所有反应物和产物均为25下的正常状态，问哪一个反应的U和H有较大差别，并指出哪个反应的U大于H，哪个反应的U小于H。(1) 蔗糖（C12H22O11）的完全燃烧；(2) 萘（C10H8）被氧气完全氧化成邻苯二甲酸C6H4(COOH)2；(3) 乙醇（C2H5OH）的完全燃烧；(4) PbS与O2完全燃烧，氧化成PbO和SO2。解：(1) 蔗糖（C12H22O11）的完全燃烧的反应式如下：对于化学反应有：因本反应，故 (2)萘（C10H8）被氧气完全氧化成邻苯二甲酸C6H4(COOH)2的反应式如下：因本反应，故 (3)乙醇（C2H5OH

17、）完全燃烧的反应式如下：因本反应，故 (4)PbS与O2完全燃烧，氧化成PbO和SO2的反应式如下：因本反应，故21设有压力为 101325 Pa、温度为 293K 的理想气体 6 dm3，在等压下加热，直到最后的温度为 373K 为止。计算过程中的 Q、W、U和H。已知该气体的等压摩尔热容 Cp,m = 27.28 JK-1mol-1。解： 22已知 CH3OH（l）在 298时的燃烧热为-726.1 kJmol-1，CO2(g)和 H2O(l) 在 298 K 时的生成热 (CO2)-393kJmol-1， (H2O)(l)-285 kJmol-1，求 CH3OH（l）在 298 K 时的

18、生成热。解： CH3OH + 3/2O2 = CO2(g)+ 2H2O(l) = (CO2)+2 (H2O)(l)- (CH3OH)(l) (-393)+2(-285) - (CH3OH)=-726.1，故 (CH3OH)(l)=- 236.9 kJmol-1。 第二章 热力学第二定律与化学平衡习题解答11L理想气体在298K时压力为151kPa，经等温膨胀最后体积变到10L，计算该过程的W、H、U、S。解： 2一个理想卡诺热机在温差为100K的两个热源之间工作，若热机效率为25%，计算T1、T2和功。已知每一循环中T1热源吸热1000J，假定所作的功W以摩擦热形式完全消失在T2热源上，求该热

19、机每一循环后的熵变和环境的熵变。解： W=333.3J (因为热机循环一周回到原态)31mol N2在27从体积为1L向真空膨胀至体积为20L，求体系的熵变。若使该气体在27从1L经恒温可逆膨胀至20L其熵变又为多少？解：因为是定温过程，所以 U=0， 因为熵是状态函数，故S2=24.91 JK-1。41mol水于0.1MPa下自25升温至50，求熵变及热温熵，并判断过程的可逆性。已知Cp,m=75.40 JK-1mol-1。热源温度为750；热源温度为150。解：0，不可逆。 0，不可逆。根据总熵变可知，第一个过程的不可逆程度大于第二过程。51mol甲醇在64.6(沸点)和101.325kP

20、a向真空蒸发，变成64.6和101.325kPa的甲醇蒸气，试计算此过程的S体系、S环境和S总，并判断此过程是否自发。已知甲醇的摩尔气化热为35.32 kJmol-1。解：设计为一定温、定压无摩擦的准静态过程。0；可自发6有一大恒温槽，其温度为98.9，室温为28.9，经过相当时间后，有4184J的热因恒温槽绝热不良而传给室内空气，试求恒温槽的熵变；空气的熵变；试问此过程是否可逆。解：0，不可逆。7在保温瓶中将10g沸水中加入1g 273.2K的冰，求该过程的Q、W、U、H、S的值各为多少？已知冰的熔化热为6025Jmol-1，水的热容Cp，m=75.31 JK-1mol-1。解：以瓶内物质为

21、体系，此为绝热过程，先求出终态温度：解得：T=356.8K, 因为是绝热过程，Q=0再忽略冰和水的体积差别，则W=0，U=0，H=0 8253K，101.325kPa的1mol过冷水在绝热容器中部分凝结形成273K的冰水两相共存的平衡体系，计算此过程H及S。已知冰在273K时摩尔熔化热fusHm=6008Jmol-1，水的定压摩尔热容为75.30JK-1mol-1。解：设最终体系有x mol水结冰，这些水结冰所放出的热，用于过冷水的升温。故 75.3020 =x6008 x=0.251mol H=091mol单原子理想气体的始态为298.2K和5.0105Pa:（1）经绝热可逆膨胀至气体压力为

22、1.0105Pa，由熵增原理知，此过程的熵变S1=0。（2）在外压1.0105Pa下经定外压绝热膨胀至气体压力为1.0105Pa，由熵增原理知，此过程的熵变S20。（3）将（2）过程的终态在外压5.0105Pa下，经定外压绝热压缩至气体压力为5.0105Pa，由熵增原理知，此过程的熵变S30。试问（a）：（1）过程与（2）过程的始态压力相同，终态压力也相同，为什么状态函数变化不同，即S1=0，S20。（b）：（3）过程是（2）过程的逆过程，为什么两者的熵变都大于0，即S20，S30。请通过计算加以说明。解：(1) 因为 (2) 解得：T2=202.8K (3)同(2) 解得：T3=527.3K

23、 计算结果表明：(1)与(2)都是绝热过程，但可逆与不可逆不能到达同一终态，始态相同，终态却不相同；同理(3)并非是(2)的逆过程，它不能回到(2)的起始状态，故有上述结果。10已知丙酮蒸气在298K时的标准摩尔熵值为，求它在1000K时的标准摩尔熵值。在2731500K范围内，其蒸气的与温度T的关系式为 解：11计算下列各定温过程的熵变：(1) V V 2V(2) V V V(3) 同(1)，但将Ar变成N2；(4) 同(2)，但将Ar变成N2。解：(1)此为理想气体混合过程，（2）因混合过程体积、分压没有变化，气体之间没有作用力，各物质的混乱度均未变(3) 因为混合后仍为纯物质。(4) 混

24、合后气体的总压发生变化，相当于气体定温增压过程12指出在下述各过程中体系的U、H、S、F、G何者为零？(1)理想气体卡诺循环。(2)H2和O2在绝热钢瓶中发生反应。(3)液态水在373.15K和101.325kPa下蒸发为水蒸汽。(4)理想气体向真空自由膨胀。(5)理想气体绝热可逆膨胀。(6)理想气体等温可逆膨胀。解：(1)体系回到原态，所以状态函数不变，故改变量均为零；(2)定容过程，U=0；(3)此为定温、定压、不做非体积功的可逆过程，G=0；(4)此为定温不可逆膨胀，Q=W=U=0，H=0；(5)此为绝热可逆过程Q=S=0；(6)U=0，H=0131mol单原子理想气体始态为273K、p

25、0，分别经历下列可逆变化：（1）定温下压力加倍；（2）定压下体积加倍；（3）定容下压力加倍；（4）绝热可逆膨胀至压力减少1半。计算上述各过程的Q、W、U、H、S、G、F。（已知273K、p0下该气体的摩尔熵为100 JK-1mol-1）解：(1)定温下的压力加倍： 14请计算1mol过冷水在268.2K，101.325kPa时凝固为268.2K，101.325kPa的冰过程中的G及S。已知水在273.2K时摩尔熔化热fusHm=6008Jmol-1,液态水和冰的饱和蒸气压分别为422Pa和414Pa，水的定压摩尔热容为75.3Jmol-1K-1。解： 因V(l)V(s) 故G1G5而G2=G4

26、=0所以151mol乙醇在其沸点351.5K时蒸发为气体，求该过程中的Q，W，U，H，S，G，F。已知该温度下乙醇的气化热为38.92kJmol-1。解：此为定压的可逆过程 Q=H =38.92kJ16298K和101.325kpa下，金刚石与石墨的规定熵分别为2.45 J mol-1K-1和5.71 Jmol-1K-1；其标准燃烧热分别为-395.40kJmol-1和-393.51kJmol-1。计算在此条件下，石墨金刚石的rGm0值，并说明此时哪种晶体较为稳定。解：0说明在此条件下，石墨稳定。17试由上题的结果，求算需增大到多大压力才能使石墨变成金刚石？已知在25时石墨和金刚石的密度分别为

27、2.260103kgm-3和3.513103kgm-3。解： 通过加压使 由, 解得 p21.52109Pa, 石墨才能变成金刚石。18试求在等温条件下，理想气体内能随体积的变化及焓随压力的变化。解：在等温下，将式对体积求导：式中，不易直接测定，根据式代入对理想气体，用其状态方程，可求得代入上式，得即理想气体的内能仅是温度的函数，与气体体积无关。同理对压力求导：根据式 ，代入上式 同样，用理想气体状态方程关系代入，可得理想气体。19思考题：理想气体定温可逆膨胀过程U=0，Q=W。说明理想气体从单一热源吸热并全部转变为功，这与热力学第二定律的开尔文表述有无矛盾？为什么？“在可逆过程中，而在不可逆

28、过程中，所以可逆过程的熵变大于不可逆过程的熵变。”此说法是否正确，为什么？写出下列公式的适用条件。 在373.15K、101.325kpa下水蒸发成水蒸气的过程是可逆过程，因为可逆过程的S=0，所以此过程的S=0。此说法是否正确，为什么？答：这并不矛盾，热力学第二定律并没有说热不能全部转化为功，而是说在没有发生变化的条件下，热不能全部转化为功，上述过程中，气体的体积、压强等都发生了变化。不正确，当始终态相同时，可逆与不可逆过程的dS相同，但Q不同。（1）纯物质单纯状态(pVT)变化、恒压过程；（2）可逆过程；（3）封闭体系、W/=0、单纯状态变化；（4）任意过程；不正确，此为定温定压的可逆过程

29、，只有吉布斯判据能用，该过程不是绝热可逆过程，所以S0。20在常温常压下，将一定量n(mol)的NaCl加在1kg水中，水的体积V（m3）随n的变化关系为：求当n=2mol时H2O和NaCl的偏摩尔体积。解：根据偏摩尔量的集合公式：21乙醇蒸气在 25、1 大气压时的标准生成吉布斯函数-168.5kJmol-1，求算乙醇（液）的标准生成吉布斯函数，计算时假定乙醇蒸气为理想气体，已知 25时乙醇蒸气压为 9348Pa。解： 2C + 3H2 + 1/2O2 1mol，p0，C2H5OH (l) 1mol，p0，C2H5OH (g)1mol，9348Pa，C2H5OH (g) 1mol，9348P

30、a，C2H5OH (l) ( C2H5OH (l)=( C2H5OH (g)+Vgdp+0+Vldp=-168.5103+RTlnp2/p1+0=-168.5103+8.314298ln9348/101325=-174.4kJmol-122指出下列式子中哪个是偏摩尔量，哪个化学势？（1）； （2）； （3）；（4）； （5）； （6）；（7）； （8）； （9）答案：偏摩尔量：(1)、(2)、(4)、(7)、(9)；化学势：(3)、(6)、(7)、(8)。23在温度298K,氧气、氮气和二氧化碳的亨利常数分别为；和 ；若它们的分压为，；求它们在水中的溶解度。解：由 同理可得： n(N2)=0.

31、484 molm-3 ； n(CO2)=1.74 molm-324试比较下列几种状态下水的化学势的大小。（a）373K，p0，H2O（l）（b）373K，p0，H2O（g）（c）373K，2p0，H2O（l）（d）373K，2p0，H2O（g）（e）374K，p0，H2O（l）（f）374K，p0，H2O（g）a与b比较，c与d比较，e与f比较，a与d比较，d与f比较。解：，因为是可逆相变G=0；，当压力增加时，沸点要升高，即2个大气压时，沸点高于373K，故液相稳定，自发过程由气到液；，此时温度已超过沸点，液态水不能稳定，自发过程由液到气；，由化学势计算式可知，压力增高，化学势增大，故；，因

32、为压力在两个大气压，沸点大约在393K，显然压力增幅较温度大，故化学势较高。25在常压下，苯的沸点为353.25K。将0.01kg固体物质B溶于0.10 kg苯中，此溶液的沸点为354.05 K。已知苯的摩尔质量为MA=0.07811kgmol-1，摩尔蒸发焓为30.8kJmol-1，试求物质B的摩尔质量MB及溶液的摩尔沸点常数。解： 26溶剂A摩尔质量为9.4110-1kgmol-1，冰点为318 K，在0.100 kg的溶剂中加入摩尔质量为1.10110-1 kgmol-1的溶质5.5510-4 kg，冰点下降了0.382 K。若再加入摩尔质量未知的溶质4.37210-4 kg， 冰点又下

33、降了0.467 K。试计算溶剂摩尔冰点下降常数、未知溶质的摩尔质量MB和溶剂A的摩尔熔解热。解：由=104.37kJmol-1 27把68.4g的蔗糖加入到1000克的水中，在200C时此溶液的比重为1.024，求该溶液蒸气压和渗透压?解：蔗糖的分子量342，68.4g的物质的量为0.2摩尔； 溶液的体积为1068.4/1.024毫升；体积摩尔浓度为191.7 molm-3 28已知反应在457K、总压力为101325Pa时，NO2有5%分解，求此反应的。解：设最初NO2的物质的量为n0 n0(1-0.05) 0.05n0 0.025n0 n总=1.025n029使1mol HCl与0.48m

34、ol O2混合，在660K和101325Pa达成下列平衡时，生成0.40mol的Cl2。试求（1）各气体的平衡分压；（2）平衡常数，（设为理想气体）解： 4HCl(g) + O2(g) = 2H2O(g) +2Cl2(g)开始量（mol） 1 0.48 0 0平衡量（mol） 0.4 0.4平衡总量 （1）（2）30反应2NO2(g) = N2O4(g)，在298.2K时，。试问（1）当混合物中及时，反应向什么方向自发进行？（2）当混合物中和时，反应向什么方向进行？解：2NO2(g) = N2O4(g) ， 298K时 （1） ，向左进行。（2） ，反应自发向右进行。31反应在298K的。（1

35、）求总压力为p0时的离解度。（2）求总压力为2p0时的离解度。（3）求总压力为p0、离解前和（惰性气体）物质的量为1：1时的离解度。解： 开始量（mol） 1 0平衡量（mol） 1- 2平衡总量 1+，为离解度（1）(2) (3) 在加入隋性气体后，平衡后总物质的量为2+32合成氨时所用氢和氮的比例为31，在673K、1013250Pa压力下，平衡混合物中氨的摩尔分数为0.0385。（1）求的。（2）在此温度时，若要得到5%的氨，总压力应为多少？解：(1) 开始量（mol） 1/4 3/4 0平衡量（mol） 1/4(1-x) 3/4(1-x) xx为NH3为混合气中的摩尔分数(2) 由(1

36、)式中可得：33潮湿的Ag2CO3(s)在383K下用空气流（101325Pa）进行干燥。请问气流中CO2(g)的分压最低为多少时，才能避免Ag2CO3分解？已知383K时，Ag2CO3(s) = Ag2O(s) + CO2(g)的。解： Ag2CO3(s) = Ag2O(s) + CO2(g)383K时 ， 设 欲使Ag2CO3不分解，必须 ，即34Ag在空气中会变黑，这是由于发生了以下反应：2Ag(s) + H2S(g) = Ag2S(s) + H2(g)在25时若银变黑，试估计空气中H2(g)和H2S(g)的压力比最多是多少？已知298K时H2S(g)和Ag2S(s)的分别为 和。解：

37、2Ag(s) + H2S(g) = Ag2S(s) + H2(g)298K时 设，当银变黑时有 ，即空气中最多 35CO2与H2S在高温下有如下反应：今在610K时，将4.410-3kg的CO2加入2.5L体积的空瓶中，然后再充入硫化氢使总压为1013.25kPa。平衡后水的摩尔分数为0.02。(1)计算610K时的K0；(2)求610K时的。解：(1) 4.410-3kg的CO2为0.10mol，其压力为由已知条件可知：水的摩尔分数为0.02，则COS的摩尔分数也为0.02总物质的量为则二氧化碳的物质的量为0.10-0.020.50=0.09mol则硫化氢的物质的量为0.50-0.09-20

38、.020.50=0.39mol当反应式前后计量数相等时，分压之比就可用物质的量之比代替(2) 36在298K时，下列可逆反应的平衡常数。1,6-二磷酸果糖（FDP）= 3-磷酸甘油醛（G-3-P）+ 二羟基丙酮磷酸盐（DHAP）试求：（1）反应的标准摩尔吉布斯函数变。（2）若；时，反应的方向向哪边进行？（设）。 解：（1）（2） ，即反应向右进行。37已知298.2K，CO(g)和CH3OH(g)标准摩尔生成焓fHm0分别为-110.52及-200.7kJmol-1，CO(g)、H2(g)、CH3OH(l)的标准摩尔熵Sm0分别为197.67、130.68及127Jmol-1K-1。又知298

39、.2K甲醇的饱和蒸气压为16.59kPa，摩尔气化热vapHm0为38.0kJmol-1，蒸气可视为理想气体。利用上述数据，求298.2K时，反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的rGm0及K0。解： CH3OH(l) CH3OH(g) (298.15K ，101.325kPa) 已知vapHm0求G G1 G3CH3OH(l) CH3OH(g) (298.15K ，16.59kPa) G2=0 CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)38关于生命起源有各种学说，其中包括由简单分子自发地形成动、植物的复杂分子的一些假设。例如，形成动物代谢产物的尿素（NH2）2CO有下列反应：CO

40、2（g）+ 2NH3（g） = （NH2）2CO（s）+H2O（l）试问：（1）在298K时，若忽略的影响，该反应能否自发形成尿素？（2）假设和与温度无关，该反应进行的最高温度是多少？解：298K时 查表求得（1）当忽略时，反应能自发向右进行形成尿素。（2）最高温度平衡时 39在873K时，下列反应的（设与温度无关）C（石墨，s）+2H2（g） = CH4（g）(1) 若873K时，试求1073K时的平衡常数。(2) 为了获得CH4的高产率，温度和压力是高一些好还是低一些好？解：（1）根据化学反应等压方程，与T无关时（2） 降低温度对提高有利；再由，故增加压力对生成CH4有利。40已知反应（C

41、H3）2CHOH（g）=（CH3）2CO（g）+ H2（g）的，在298.2K时；在500K时。请求出与T的关系式和600K时的。 解：根据Van，t Hoff等压式298.2K时 ，解得即 不定积分 500K时 ，解得 I = 1.57 关系式是 600K时 第三章 相平衡习题解答1根据相律，指出单组分体系的相图中“点、线、面”的自由度各是多少？解：三相点O：K，f，但临界点相数为1，自由度为0三条曲线：K，f三个面：K，f2组分数与物种数有何区别？解：在相平衡时，组分数为“独立组分数”的简称。能够说明在各相中分布情况的最小数目的独立物质称为组分数，体系中化学构成相同的物质称为一个物种。根据体系中有否浓度限制条件，有否化学平衡而有区别。3什么是自由度？解：相平衡体系中可以独立变动而不影响体系相