物理化学练习题详细答案.doc

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1、11级物理化学练习题一、计算题2mol某双原子理想气体从始态300 K下，恒压体积由5m3增至10m3 ，试计算该过程系统的W，Q，DU，DH，DS，DA及DG。已知始态S1100。解：由及代入数据可解得：T2=600K= 12.47kJ， Qp = DH = 17.46kJ， W = DU-Qp = 12.47 - 17.46= -4.99 kJ = 40.34 J.K-1 A= DU -D(TS)= DU - (T2S2T1S1) = DU - (T2(S1+)T1S1)= -41.73 kJ G= DH -D(TS)= DH - (T2S2T1S1) = DH - (T2(S1+)T1S

2、1)= -36.74 kJ 二、计算题2 mol某双原子理想气体从始态101.325kPa下，恒容温度从300 K升至400K ，试计算该过程系统的W，Q，DU，DH，DS，DA及DG。已知始态S1100。解：恒容W = 0 kJ DU = Q = = 4.16 kJ， DH = 5.82 kJ， = 11.96 J.K-1 A= DU -D(TS)= DU - (T2S2T1S1) = DU - (T2(S1+)T1S1)= -10.62 kJ G=DH -D(TS)= DH - (T2S2T1S1) = DH - (T2(S1+)T1S1)= -8.96 kJ 三、计算题5理想气体始态为2

3、7、1013.25，经恒温可逆膨胀压力降为101.325。求该过程系统的Q、W、U、H、S、A和G 。解：恒温 四、计算题在25时1mol氩气（设为理想气体）从101.325kPa的始态自始至终用6101.325kPa的外压恒温压缩到6101.325kPa，求此过程的Q、W、U、H、S、A和G。解：恒温 五、计算题试分别计算以下三过程各个热力学量：（1）1g水在100、101.325kPa下恒温恒压蒸发为水蒸汽，吸热2259J，求此过程的Q、W、U、H、S、A和G。（2）始态同上，当外压恒为50.6625kPa时将水等温蒸发为水蒸汽，然后将此50.6625kPa、100的1g水蒸汽缓慢可逆加压

4、变为100，101.325kPa的水蒸汽，求此过程总的Q、W、U、H、S、A和G。（3）始态同上，将水恒温真空蒸发成100、101.325kPa的水蒸汽，求此过程的Q、W、U、H、S、A和G。解：（1）过程恒压且非体积功为零，所以Qp=H=2259J A=U-TS= 170.8 JG=H-TS=0（2）U、H、S、A和G同（1）。 Q=UW=2086.8（52.9） J =2139.7J（3）U、H、S、A和G同（1）。W=0，Q=UW=2086.8J 六、计算题已知H2O(l)在100 时的饱和蒸气压为101.325 kPa，此时的蒸发焓为40.67kJmol-1,现有2 mol H2O(l

5、)在298K、101.325 kPa下变为同温同压的水蒸气。计算此过程的DH，DS， DG。 设蒸气可视为理想气体。已知，。解： 七、计算题60时，纯甲醇和纯乙醇的饱和蒸气压分别为83.39和47.01，两者可形成理想液态混合物。恒温60下，甲醇与乙醇混合物气液两相达到平衡时，液相组成x（甲醇）=0.5898。试求平衡蒸气的总压及气相的组成y（甲醇）。解： 八、计算题35.17时，丙酮（A）与氯仿（B）完全互溶，时，测得溶液的蒸气总压为44.32kPa。试求：（1）时的；（2）时的气相组成及。假定该溶液为理想稀溶液。已知35.17时。解：（1）对于理想稀溶液： ： 解得： ： （2），九、计算

6、题乙醇气相脱水可制备乙烯，其反应为：C2H5OH (g) = C2H4(g) + H2O(g)各物质298 K时的DfH及S如下：物 质C2H5OH (g)C2H4 (g)H2O (g)DfH / kJmol-1 235.0852.23 241.60S/ JK- 1mol-1281.73219.24188.56试计算298 K时该反应的DrH(298 K)、 DrS (298 K) 、DrG (298 K)和K(298 K)。解：DrH(298 K)= 241.60+52.23( 235.08) = 45.71 kJmol-1 DrS (298 K) = 188.56+219.24281.73

7、 = 126.07 JK- 1mol-1 DrG (298 K) = 45 710298126.07= 8141.14 Jmol-1 K(298 K) = exp = 0.0374 十、计算题求反应在100时的标准平衡常数K。已知298.15K、 100kPa下： Ag2CO3(s) 501.7 167.4 109.6Ag2O(s) 31.05 121.3 65.86CO2(g) 393.51 213.74 37.11解：反应=(121.3+213.74-167.4)=167.64=-31.05+(-393.51)-(-501.7) = 77.14 =(65.86+37.11-109.6)=

8、-6.63 = 77.14 = 166.2 =15.14 K= 0.00759 十一、计算题对于反应MgCO3（菱镁矿）=MgO（方镁石）+CO2(g) 物 质MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)1112.9601.83393.565.727213.6（1）计算298K时，的值。（2）计算在298K时MgCO3的分解压力。（3）设在298K时空气中CO2(g)的分压力为=32.04Pa，问此时MgCO3能否自动分解为MgO和CO2(g)？（4）当温度升高时MgCO3(s)的稳定性如何（假设反应的为常数）？解：（1）由实验数据 （2） （3）由于MgCO3的分解压力=3.3810-7Pa空气中CO2的分压=32.04Pa MgCO3不能自动分解。（4） 由 随温度升高，K增大，分解压力变大，MgCO3稳定性降低。十二、计算题反应C(s) + H2O(g) = H2(g) +CO(g) 在1000 K及1200 K时的K分别为2.472和37.58 ， 试计算在此温度范围内反应的平均标准摩尔焓及1100 K时的K。解：ln K(T2) / K (T1)= DrH/ R 即 ln DrH/ ( 8.314) 则DrH = 135.8 kJ mol-1 ln K (T)/ K (T1)= DrH/ R 即ln K (T)/ 2.472= 故 K (T)=10.91