物理化學(xué)-習(xí)題答案(共89頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上物理化學(xué)作業(yè)習(xí)題物理化學(xué)教研組解2009，7第一章 熱力學(xué)第一定律與熱化學(xué)1. 一隔板將一剛性決熱容器分為左右兩側(cè)，左室氣體的壓力大于右室氣體的壓力。現(xiàn)將隔板抽去左、右氣體的壓力達(dá)到平衡。若以全部氣體作為體系，則U、Q、W為正？為負(fù)？或?yàn)榱悖拷猓?. 試證明1mol理想氣體在衡壓下升溫1K時(shí)，氣體與環(huán)境交換的功等于摩爾氣體常數(shù)R。證明：3. 已知冰和水的密度分別為：0.92×103kg·m-3，現(xiàn)有1mol的水發(fā)生如下變化：(1) 在100oC，101.325kPa下蒸發(fā)為水蒸氣，且水蒸氣可視為理想氣體；(2) 在0 oC、101.325kPa下變

2、為冰。試求上述過程體系所作的體積功。解：(1) (2) 4. 若一封閉體系從某一始態(tài)變化到某一終態(tài)。(1) Q、W、QW、U是否已經(jīng)完全確定。(2) 若在絕熱條件下，使體系從某一始態(tài)變化到某一終態(tài)，則(1)中的各量是否已完全確定？為什么？解：(1) QW與U完全確定。(2) Q、W、QW及U均確定。5. 1mol理想氣體從100oC、0.025m3 經(jīng)過下述四個(gè)過程變?yōu)?00oC、0.1m3：(1) 恒溫可逆膨脹；(2) 向真空膨脹；(3) 恒外壓為終態(tài)壓力下膨脹；(4) 恒溫下先以恒外壓等于氣體體積為0.05m3時(shí)的壓力膨脹至0.05 m3，再以恒外壓等于終態(tài)壓力下膨脹至0.1m3。求諸過程

3、體系所做的體積功。解：(1) (2) (3) (4) 6. 在一個(gè)帶有無重量無摩擦活塞的絕熱圓筒內(nèi)充入理想氣體，圓筒內(nèi)壁上繞有電爐絲。通電時(shí)氣體緩慢膨脹，設(shè)為等壓過程。若(1) 選理想氣體為體系；(2) 選電阻絲和理想氣體為體系。兩過程的Q、H分別是等于、小于還是大于零？解：(1) (2) 7. 在373K和101.325kPa的條件下，1mol體積為18.80cm3的液態(tài)水變?yōu)?0200cm3。求此過程的H及U。解：8. 分別判斷下列各過程中的Q、W、U及H為正為負(fù)還是為零?(1) 理想氣體自由膨脹(2) 理想氣體恒溫可逆膨脹(3) 理想氣體節(jié)流膨脹(4) 理想氣體絕熱反抗恒外壓膨脹(5)

4、水蒸氣通過蒸汽機(jī)對(duì)外做出一定量的功之后恢復(fù)原態(tài)，以水蒸氣為體系(6) 水(Pa,273.15K)冰(Pa,273.15K)(7) 在充滿氧的定容絕熱反應(yīng)器中，石墨劇烈燃燒，以反應(yīng)器及其中所有物質(zhì)為體系。解：(1) W0， Q0、UH0(2) W>0， Q>0、UH0(3) W0， Q0、UH0(4) W>0， Q0、U<0、H<0(5) W>0， Q>0、UH0(6) W>0， Q<0、U<0、H>0(7) W=0， Q=0、U0、H>09. 已知H2(g)的Cp,m=(29.07-0.836×10-3T+2.0

5、1×10-6T2)J·K-1·mol-1，現(xiàn)將1mol的H2(g)從300K升至1000K，試求：(1) 恒壓升溫吸收的熱及H2的H；(2) 恒容升溫吸收的熱及H2的U。解：(1) =20620.53J （2）=14800J10.在在0和506.6kPa條件下，2dm3的雙原子理想氣體體系以下二個(gè)過程恒溫膨脹至壓力為101.325kPa，求Q,W, U,H。（1）可逆膨脹；（2）對(duì)抗恒外壓101.325kPa膨脹。解：（1）W=1629J U=0,Q1629J(2)W=P外V=×（）809.586J H=U=0 Q=809.586J 11.(1)在0和5

6、06.6kPa下，1mol水全部蒸發(fā)為水蒸氣，求此過程的Q、W、U、H。已知水的汽化熱為40.7kJ·mol-1. (2)若在373K、101.325kPa下的水向真空蒸發(fā)，變成同溫同壓的水蒸氣，上述個(gè)量又如何？（假設(shè)水蒸汽可視為理想氣體）。解：（1）相變?cè)诤銣睾銐呵曳求w積功為零下進(jìn)行，故 HQP40.7KJ WP0（VgV1） (2)該相變相真空進(jìn)行為不可逆相變，Pe0，W0。因?yàn)椋?）的始，終態(tài)同（1）所以H，U與（1）相同，即H=40.7KJ,U=37.6KJ,Q=37.6KJ.12.1mol單原子理想氣體，始態(tài)壓力為202.65kPa，體積為11.2dm3，經(jīng)過pT為（1）終

7、態(tài)的體積與溫度（2）體系的U及H；（3）該過程體系所作的功。解：（1）（2）U3/2×8.314×（136.5-273）-1702J H=5/2×8.314×（136.5273）-2837J(3)PT=B,P=B/T V=RT/P=RT2/B, Dv=（2RT/B）Dt W2×8.314×（136.5-273）-2270J13.某理想氣體的CV,M=20.92J·K-1·mol-1，現(xiàn)將1mol的該理想氣體于27、101.325kPa時(shí)受某恒外壓恒溫壓縮至平衡態(tài)，再將此平衡態(tài)恒容升溫至97，此時(shí)壓力為1013.25

8、kPa。求整個(gè)過程的Q,W, U及H。解： V2=V3=nRT3/P3=8.314×(97+273)×1013.25×1033.036×10-3m3 V18.314×300/=2.462*10-2m3 PeP2=nRT2/V28.314×300/3.036×10-kPa W1=Pe（V2-V1）=×（3.063×10-3）-2.462×10-2-17.73KJ W2=0 W=W1+W2=-17.73KJ U =20.92×（370-300）1464.4J H=（20.92+8.314）

9、×（370-300）2046.4J Q=U+W=1464.4-17.73×103=-16.27KJ14.1摩爾單原子分子理想氣體，在273.2K,1.0×105Pa時(shí)發(fā)生一變化過程，體積增大一倍，Q=1674J. H=2092J。（1）計(jì)算終態(tài)的溫度、壓力和此過程的W、U。（2）若該氣體經(jīng)恒溫和恒容兩步可逆過程到達(dá)上述終態(tài)，試計(jì)算Q,W, U,H。解：（1）HNcP,m（T2-T1）得 T2= P2= UnCV,M(T2-T1)=1.5×8.314×（373.8273.2）1255J W=Q-U=1674-1255=419J (2)因始終態(tài)與（

10、1）相同，所以狀態(tài)函數(shù)得改變值與（1）相同，即U1255J, H=2092J. 第一步恒溫可逆過程：W=8.314×273.2×ln21574J 第二步恒容可逆過程：W=0,所以 W=W1+W2=1574J Q=U+W=2829J15.1mol雙原子理想氣體在0和101.325kPa時(shí)經(jīng)絕熱可逆膨脹至50.65kPa，求該過程的W和U。解：雙原子理想氣體 CV,M CP,M CP,M/ CV,M1.4 TrP1-r常數(shù) T2=T1()273×（）（11.4）/1.5=224K U=2.5×8.314×(224-273)-1018.5J W=Q-

11、U=1674-1255=2829J16某理想氣體的CP,M=28.8J·K-1·mol-1，起始狀態(tài)為P1=303.99KPa，V1=1.3dm3，T1298k。經(jīng)一可逆絕熱膨脹至2.86dm3。（1）終態(tài)的溫度與壓力。（2）該過程的H及U。解：（1）= P2=303.99× T2=298×226K(2)n U0.176×（28.88.314）（226-298）-260J H0.176×28.8×（226-298）-365J17.今有10dm3O2從2.0×105Pa經(jīng)絕熱可逆膨脹到30dm3，試計(jì)算此過程的Q,W

12、, H及U。（假設(shè)O2可視為理想氣體）解：雙原子理想氣體，CV,M CP,M CP,M/ CV,M1.4 P2 因?yàn)榻^熱，Q=0 W= UW= 1.8×103J 對(duì)于理想氣體，CP/Cv= 則HU-2.5×103J18.證明 （）pCpP()p證： CP= H=U+PV CP=（）p+P()p （）pCPP()p 19.證明CP-CV=-（）V證：對(duì)H微分得dH（）pdT+（）dP H=U+PV （）V=（）V+V()V （）V+V()p=（）p+（）()V （）V=CV, （）p=CP CV+V（）V=CP+（）（）V CP-CV=-（）V20.25的0.5克正庚烷在恒容

13、條件下完全燃燒使熱容為8175.5JK-1的量熱計(jì)溫度上升了2.94，求正庚烷在25燃燒的H.解： C7H16(l)+11O2（g）=7CO2（g）+8H2O（l） M=100 H=QP=QV+nRT=NcVT+ngRT-8175.5×2.94×（100/0.5）+(7-11)×8.314×298-4817.1KJ21.試求下列反應(yīng)在298K、101.325KPa時(shí)的恒壓熱效應(yīng)。（1）2H2S（g）+SO2（g）=2H2O（g）+3S（斜方） QV=-223.5KJ (2)2C(石墨)+O2（g）=2CO （g） QV=-231.3KJ（3）H2(g)C

14、l2（g）2HCl（g） QV-184KJ解：（1）QP=-223.8×10-2（0-3）×8.314×298-231.2KJ(2) QP=-231.3×103（2-1）×8.314×298-228.8KJ(3) QP=-184×103（2-2）×8.314×298-184KJ22.某反應(yīng)體系，起始時(shí)含10molH2和20molO2，在反應(yīng)進(jìn)行時(shí)t時(shí)刻，生成了mol和H2O。請(qǐng)計(jì)算下述反應(yīng)方程式的反應(yīng)進(jìn)度：解：（1）(2) =4/2=2mol（3）mol23已知下列反應(yīng)在298K的時(shí)熱效應(yīng)。（1）Na（s

15、）1/2Cl2（g）NaCl（s） rHm-411KJ (2)H2(g)S（s）2O2（g）H2SO4(l) rHm-811.3KJ (3)2Na（s）S(s)2O2(g)NaSO4（s） rHm-1383KJ（4）1/2H2（g）+1/2Cl2（g）=HCl（g） rHm-92.3KJ求反應(yīng)2NaCl（s）H2SO4(l)NaSO4(S)+2HCl（g）在298K時(shí)的rHm和rUm.解：根據(jù)赫斯定律，反應(yīng) rHm=-1383+(-92.3)×2-(-411)×2+（-811.3） 65.7KJmol-1 rUm=rHm-Nrt=65.7×103-2×8

16、.314×29860.74KJ24.已知下述反應(yīng)298K時(shí)的熱效應(yīng)（1）C6H6COOH（l）+O2（g）=7CO2（g）+3H2O(l) rHm-3230KJ（2）C（s）O2(g)CO2（g） rHm=-394KJ (3)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) rHm=-286KJ求C6H6COOH（l）的標(biāo)準(zhǔn)生成熱。解：7C(s)3H2（g）O2（g）C6H6COOH（g） 該反應(yīng)（2）×7（3）×3（1）-386KJmol-125.已知下列反應(yīng)298K時(shí)的熱效應(yīng)：（1）C(金剛石)O2(g)CO2（g） rHm-395.4KJ(2)C（石墨）O2（g）

17、CO2（g）rHm-393.5KJ求C(石墨)=C（金剛石）在298K時(shí)的rHm0。解：fHm-393.5-（-395.4）1.9KJmol-126.試分別由生成焓和燃燒焓計(jì)算下列反應(yīng)： 3C2H2(g)C6H6（l）在101.325KPa和298.15K時(shí)的rHm和rUm.解：rHm49-3×227-632KJmol-1 rHm3×（-1300）（3268）632KJmol-1rUm=-632×103-（-3）×8.314×298-624.6KJmol-127KCl（s）298.15K時(shí)的溶解過程： KCl（s）K+(aq，)Cl-（aq，）

18、 rHm17.18KJmol-1已知Cl（aq，）和KCl（s）的摩爾生成焓分別為-167.44KJmol-1和-435.87KJmol-1，求K+（aq，）的摩爾生成焓。解：K+（aq，）的rHm017.18（-435.87）（-167.44）-251.25KJmol-1228在298K時(shí)H2O(l)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為-285.8KJmol-1，已知在25至100的溫度范圍內(nèi)H2（g）、O2(g)及H2O（l）的CP,M分別為28.83JK-1mol-1，29.16 JK-1mol-1及75.31 JK-1mol-1。求100時(shí)H2O（l）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。解：fH0m（373K）=fHm（

19、298K）+ -283.4KJmol -129.反應(yīng)N2(g)3H2(g)2NH3（g）在298K時(shí)的rHm0-92.88KJmol-1，求此反應(yīng)在398K時(shí)的rHm0。已知：CP,M(N2,g)（26.985.912×10-3T3.376×10-7T2）JK-1mol-1CP,M(H2,g)（29.07-0.837×10-3T+20.12×10-7T2）JK-1mol-1CP,M(NH3,g)（25.8933.00×10-3T30.46×10-7T2）JK-1mol-1解：CP=-62.41+62.6×10 -3T-117

20、.9×10 -9T2 rHm0398=rHm0298+=-97.09KJmol-130.已知下述反應(yīng)的熱效應(yīng)：H2(g)I2(S)=2HI（g） rHm0（291K）49.455KJmol -1且I2(S)的熔點(diǎn)為386.7K,熔化熱為16.736KJmol -1 。I2(l)的沸點(diǎn)為457.5K，蒸發(fā)熱為42.677KJmol -1。I2(S)和I2(l)的CP,M 分別為55.64JK-1mol-1 及62.76JK-1mol-1， H2(g)、 I2(S)及HI（g）的CP,M均為7/2R.求該反應(yīng)在473K時(shí)的rHm0。解：rHm0(473K)rHm0（291K）+n CP,

21、M，HIT-n CP,M,H2T-(CP,l（s）T1CP,l（l）T2CP,l（g）T3rHm，I2+VHm，I2)=49.455*103+=-14.88K.Jmol-1 第二章 熱力學(xué)第二定律. 1.L理想氣在3000K時(shí)壓力為1519kPa，經(jīng)等溫膨脹最后體積變到10dm3，計(jì)算該過程的Wmax、H、U及S。解：2. 1molH2在27oC從體積為1dm3向真空膨脹至體積為10 dm3，求體系的熵變。若使該H2在27oC從1 dm3經(jīng)恒溫可逆膨脹至10 dm3其熵變又是多少？由此得出怎樣的結(jié)論？解：真空膨脹體系的熵變?yōu)椋汉銣乜赡媾蛎涍^程的的熵變?yōu)椋?. 0.5dm3 70oC水與0.1

22、dm3 30oC水混合，求熵變。解：設(shè)混合后溫度為toCt=63.3oC=2.354.有200oC的錫250g，落在10oC1kg水中，略去水的蒸發(fā)，求達(dá)到平衡時(shí)此過程的熵變。解：t=12.3oC=8.2065.1mol水在100 oC和101.325kPa向真空蒸發(fā)，變成100 oC和101.325kPa的水蒸氣，試計(jì)算此過程的，并判斷此過程是否自發(fā)。解：1mol 1mol100oC 100oC101.325kPa 101.325kPa (l) (g) =8.3>0該過程自發(fā)進(jìn)行。6.試計(jì)算-10oC和101.325kPa下，1mol水凝結(jié)成這一過程的和，并判斷此過程是否為自發(fā)過程。-

23、10oC -10oC101.325kPa 101.325kPa1mol 1mol(l) (s) 0oC 0oC 101.325kPa 101.325kPa1mol 1mol(l) (s) 解：該過程可以自發(fā)進(jìn)行。7.有一物系如圖所示，將隔板抽去，求平衡后。設(shè)氣體的均是28.03。 1mol氧氣 1mol氫氣 10oC，V 20oC,V解：設(shè)混合后溫度為toC8.在溫度為25oC的室內(nèi)有一冰箱，冰箱內(nèi)的溫度為0oC。試問欲使1kg水結(jié)成冰，至少須做功若干？此冰箱對(duì)環(huán)境放熱若干？已知冰的熔化熱為334.7解：可逆熱機(jī)效率最大9.有一大恒溫槽，其溫度為96.9oC，室溫為26.9oC，經(jīng)過相當(dāng)時(shí)間后

24、，有4184J的熱因恒溫絕熱不良而傳給室內(nèi)空氣，試求：（1） 恒溫槽的熵變;（2） 空氣的熵變；（3） 試問此過程是否可逆。解：該過程自發(fā)進(jìn)行。10.1mol甲苯在其沸點(diǎn)383.2K時(shí)蒸發(fā)為氣，求該過程的Q,W,已知該溫度下甲苯的汽化熱為362。 1mol 1mol 甲苯（l） 甲苯（s）101.325kPa 101.325kPa383.2K 383.2K 解： 11.1mol于298.2K時(shí)：(1)由101.3kPa等溫可逆壓縮到608.0kPa，求Q,W,;(2)若自始至終用608.0 kPa的外壓，等溫壓縮到終態(tài)，求上述各熱力學(xué)量的變化。解：(1)(2)WV=608Q=W=-12396J

25、相同。12. 25oC,1mol氧氣從101.325Pa絕熱可逆壓縮到求Q,W,。已知25 oC氧的規(guī)定熵為205.3。（設(shè)氧為雙原子理想氣體，）解：絕熱可逆過程，Q=0,13.0oC,1Mpa,的單原子理想氣體，絕熱膨脹至0.1 Mpa，計(jì)算Q,W,。(a)；(b)(c)。（單原子分子理想氣體，）解：(a) 的絕熱過程為可逆過程。(b)是不可逆過程(c)Q=0,W=0,14.在25 oC，101.325kPa下，1mol過冷水蒸氣變?yōu)?5 oC，101.325kPa的液態(tài)水，求此過程的及。已知25 oC水的飽和蒸氣壓為3.1674kPa,汽化熱為2217。上述過程能否自發(fā)進(jìn)行？解：1mol

26、1mol25 oC 25 oC101.325kPa 101.325kPa水（g） 水（l） 1mol 1mol25 oC 25 oC3.1674 kPa 3.1674 kPa 水（g） 水（l）15.指出在下述各過程中體系的何者為零？(1) 理想氣體卡諾循環(huán)。(2) 氫氣和氧氣在絕熱鋼瓶中發(fā)生反應(yīng)。(3) 非理想氣體的絕熱節(jié)流膨脹。(4) 液態(tài)水在373.15K和101.325kPa下蒸發(fā)為氣體。(5) 理想氣體的絕熱節(jié)流膨脹。(6) 理想氣體向真空自由膨脹。(7) 理想氣體絕熱可逆膨脹。(8) 理想氣體等溫可逆膨脹。解：(1)均為零(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)16某溶液中化學(xué)反

27、應(yīng)，若在等溫等壓（298.15K,101.325kPa）下進(jìn)行，放熱若使該反應(yīng)通過可逆電池來完成，則吸熱4000J。試計(jì)算：(1) 該化學(xué)反應(yīng)的。(2) 當(dāng)該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行（即不作電功）時(shí)，求環(huán)境的熵變及總熵變。(3) 該體系可能作的最大功。解：(1)(2)(3)17已知-5 oC時(shí)，固態(tài)苯的蒸氣壓為17.1mmHg，過冷苯蒸氣壓為2.64kPa，設(shè)苯蒸氣為理想氣體，求-5oC、1mol過冷苯凝固為固態(tài)苯的。解：1mol 1mol-5 oC -5 oC101.325kPa 101.325kPa苯（l） 苯（s） 1mol 1mol-5 oC -5 oC2.64 kPa 2.28 kPa苯（l）

28、苯（s） 1mol 1mol-5 oC -5 oC2.64 kPa 2.28 kPa苯（g） 苯（g）18計(jì)算下列恒溫反應(yīng)的熵變化：2C（石墨）+3（g）（g）已知25 oC時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)熵如下：C（石墨）5.74；。解：2C（石墨）+3（g）（g）19計(jì)算下列恒溫反應(yīng)（298K）的：已知25 oC時(shí)的解：由附表查得：2025 oC、101.325kPa時(shí)，金剛石與石墨的規(guī)定熵分別為和；其標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為和。計(jì)算在此條件下，石墨金剛石的值，并說明此時(shí)哪種晶體較為穩(wěn)定。解：21試由20題的結(jié)果，求算需增大到多大壓力才能使石墨變成金剛石？已知在25 oC時(shí)石墨和金剛石的密度分別為和。解：設(shè)25 oC，壓

29、力為p時(shí)，石墨和金剛石正好能平衡共存，則22Pa壓力下，斜方硫和單斜硫的轉(zhuǎn)換溫度為368K，今已知在273 K時(shí)，S（斜方） S（單斜）的在273373K之間硫的摩爾等壓熱容分別為試求（a）轉(zhuǎn)換溫度368K時(shí)的；（b）273K時(shí)轉(zhuǎn)換反應(yīng)的解：23.1mol水在100oC、101.3KPa恒溫恒壓汽化為水蒸氣，并繼續(xù)升溫降壓為200oC、50.66KPa，求整個(gè)過程的G。（設(shè)水蒸氣為理想氣）。已知CP,H2O（g）=30.54+10.29×10-3TJK-1mol-1，S0H2O（g）（298K）=188.72 JK-1mol-1解：1mol 1mol 1mol100 oC 100 o

30、C 200oC101.3KPa G1 101.3KPa G2 50.66KPaH2O（l） H2O（g） H2O（g） S G1=0 S3=6.856+0.772=7.628JK-1S3730=7.628+ S2980=7.254+1.029+5.76=14.04 JK-1S473=196.35+14.04=210.39 JK-1G2=H2-（TS）=-23.676KJG=G1+G2=-23.676J24.計(jì)算下述化學(xué)反應(yīng)在101.325KPa下，溫度分別為298.15K及398.15K時(shí)的熵變各是多少？設(shè)在該溫度區(qū)間內(nèi)各CP,M值是與T值無關(guān)的常數(shù)。 C2H2（g，P0）+2H2（g，P0）

31、=C2H6（g，P0）已知：Sm0（JK-1mol-1） 200.82 130.59 229.49 CP,M（JK-1mol-1） 43.93 28.84 52.65解：rS298.150=229.49-2×130.59-200.82=-232.51JK-1rS398.150=rS298.150+=-232.51-20.12×0.2892=-238.3JK-125.反應(yīng)CO（g）+H2O（g）=C2O（g）+H2（g），自熱力學(xué)數(shù)據(jù)表查出反應(yīng)中各物質(zhì)fHm0，Sm0，及CP,M，求該反應(yīng)在298.15K和1000K時(shí)的fHm0，fSm0和fGm0。解：各物質(zhì)熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下表

32、：數(shù)據(jù)CO（g）H2O（g）CO2（g）H2（g）H（JKmol-1）-110.525-241.818-393.5090S（JK-1mol-1）197.674188.825213.74130.684a×（JK-1mol-1）28.7031.8022.5928.45b×103×（JK-1mol-1）0.144.4756.151.2c×106×（JK-1mol-1）4.645.10-24.850.42rH298=-393.509-（-110.525-241.818）=-41.14KJmol-1rS298=213.74+130.684-197.674

33、-188.825=-42.05JK-1mol-1rG298=-41.17×103+298.15×42.08=-28.62JKmol-1a=-9.46JK-1mol-1b=52.94×10-3JK-2mol-1c=-34.17×10-6JK-3mol-1rH1000=-34.87JKmol-1rS1000=-32.08JK-1mol-1rG1000=-2.79JKmol-126.指出下列式子中哪個(gè)是偏摩爾量，哪個(gè)是化學(xué)勢(shì)？ 解：偏摩爾量： 化學(xué)勢(shì)：27.對(duì)遵從范德華氣體方程（P+）（v-b）=nRT的實(shí)際氣體。證明：證明：Du=TdS-PdV 由dA= -

34、SdT-pdV=T （1） 得=（P+）（v-b）=nRT兩邊對(duì)T微分（v-b）=nR將上式代入（1）則28.對(duì)理想氣體，試證明：證明：由麥克斯韋關(guān)系得：，理想氣體：PV=nRT 所以 則29.試導(dǎo)出亥姆霍茲能A的吉布斯-亥姆霍茲公式，即：證明： （1） 由（1）得： 所以30.有一個(gè)水和乙醇形成的溶液，水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.4，乙醇的偏摩爾體積為57.5cm3mol-1，溶液的密度為0.8494KgL-1，求此溶液中水的偏摩爾體積。解：設(shè)水的物質(zhì)的量 n=0.4，則乙醇物質(zhì)的量為n=0.6 0.657.5+0.4VH2O=16.175cm3mol-131.25oC，n摩爾NaCl溶于1000

35、g水中，形成溶液體積V和n之間關(guān)系可表示如下： V（cm3）=1001.38+16.625n+1.7738+0.1194n2試計(jì)算1mNaCl溶液中H2O及NaCl的偏摩爾體積。解：VNaCl=16.625+ =19.5245cm3 VH20=18.0067cm332.比較下列六種狀態(tài)水的化學(xué)勢(shì)：（a）100oC，101.3KPa，液態(tài)； （b）100oC，101.3KPa，氣態(tài)；（c）100oC，202.6KPa，液態(tài)； （d）100oC，202.6KPa，氣態(tài)；（e）101oC，101.3KPa，液態(tài)； （f）101oC，101.3KPa，氣態(tài)；試問：（1）與誰大？ （2）與誰大？ （3）

36、與誰大？ （4）與誰大？ （5）與誰大？解：= -=1.82J 33.20 oC時(shí)，溶液（1）的組成為1NH38H2O，其中NH3的蒸汽壓為80mmHg；溶液（2）組成為1NH32H2O，其中NH3的蒸汽壓為27mmHg，試求：（1）從大量溶液（1）中轉(zhuǎn)移1mol NH3至大量溶液（2）中，G=？（2）將壓力為1個(gè)大氣壓的1mol NH3（g）溶解在大量溶液中，G=？解：（1）G=nRTln=-2.64KJ（2）G=-8.14KJ第三章 化學(xué)平衡1已知298.15K時(shí)，反應(yīng)的水的飽和蒸氣壓為3.1663Kpa,水的 密度為997Kg.m.求298.15K反應(yīng)解： 2.1000K時(shí)，反應(yīng)CH解：

37、3.在一個(gè)抽空的容器中引入氯氣和二氧化硫，若它們之間沒有發(fā)生反應(yīng)，則在375.3K時(shí)分壓分別為47.836Kpa和44.786Kpa。將容器保持在375.3K，經(jīng)一段時(shí)間后，壓力變?yōu)槌?shù)，且等于86.096Kpa。求反應(yīng)解： 開始 44.786 47.836 0平衡（47.786-X） （47.836-X） XP總=（44.786-X）+（47.836-X）+X=92.622-X=86.096X=6.526平衡時(shí) 若P=101.325KPa=4.445時(shí)，反應(yīng)：的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為50.1。取5.3molI與7.94molH,使之發(fā)生反應(yīng)，計(jì)算平衡時(shí)生產(chǎn)的HI的量。 解： 開始 7.94mol 5

38、.3mol 0平衡 7.94- n 5.3-n 2n 解得：n=4.74mol平衡時(shí)：n=2n=24.74=9.48mol5.27,反應(yīng)：的欲使等摩爾的A 和B有40%變成AB，需多大總壓力？ 解： A（g）+B（g）=AB（g） 開始 1 mol 1mol 0mol 反應(yīng) 0.4 mol 0.4 mol 0.4mol 平衡時(shí) 0.6 mol 0.6 mol 0.4mol-8368=-8.314解得：P=6.289Kpa=6289Pa6.298.15k時(shí)，反應(yīng)：A（）=B（），在A 和B的分壓分別為P和Pa時(shí)達(dá)到平衡，計(jì)算。當(dāng)A和B的分壓分別為Pa及A和B的分壓分別為Pah和Pa時(shí)反應(yīng)的 解：

39、 A（g）=B(g) 平衡時(shí)Pa Pa=0.57.合成氨時(shí)所用的氫和氮的比例為3：1，在637K、1013.25kPa壓力下，平衡混合物中氨的摩爾百分?jǐn)?shù)為3.85% 。（1） 求N2 (g)+ 3 H2 (g) = 2 NH3 (g) 的.（2） 在此溫度時(shí)，若要達(dá)到50%氮，總壓力為多少？解：（1）N2 (g) + 3 H2 (g) = 2 NH3 (g) 開始 1mol 3mol 0平衡 1-n 3-3n 2n 平衡混合物中NH3的摩爾百分?jǐn)?shù)：解的：n=0.074平衡時(shí)： (2) 開始 1mol 3mol 0 平衡 1-n 3=3n 2n 平衡混合物中NH3的摩爾百分?jǐn)?shù)：解得：n=0.09

40、5平衡時(shí)：8.已知甲醇蒸氣的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能為為.試求甲醇（液）的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能（假定氣體為理想氣體，且已知的蒸氣壓為）。解：9. 25時(shí)丁二酸（C4H6O4）在水中的溶解度為0.715,從熱力學(xué)數(shù)據(jù)表中得知，C4H6O4（s）、C4H5O4-1（m=1）和H+(m=1)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯能分別為-784.099、-723.037和0，試求25時(shí)丁二酸在水溶液中的第一電離常數(shù)。解： (c=1)= C4H5O4-1(c=1) + H+(c=1) 10.在真空的容器中放入固態(tài)的，于25下分解為，平衡時(shí)容器內(nèi)的壓力為。（1）當(dāng)放入時(shí)容器中已有的，求平衡時(shí)容器中的壓力；（2）容器中原有6.666kPa的

41、，問需加多大壓力的，才能形成固體？解：（1） 平衡 平衡 p p+39.99Kp=p(p+39.99)=1109(2)若使反應(yīng)向形成方向進(jìn)行，則即11.現(xiàn)有理想氣體間反應(yīng)A (g) +B(g)=C(g)+D(g)開始時(shí),A與B均為1mol,25下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，A與B各為0.3333mol.(1) 求反應(yīng)的(2) 開始時(shí)，A 為1mol ，B 為2mol (3) 開始時(shí)， A 為1mol， B為1 mol ，C為0.5mol(4) 開始時(shí)， C為1mol ，D為2mol 分別求反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)C的物質(zhì)的量 解：A (g) +B(g)C(g)+D(g)開始 1 mol 1mol 0 0平衡 0.3

42、333 0.3333 0.6667 06667K(2) A (g) +B(g)C(g)+D(g)開始 1mol 1 mol 0.5mol 0平衡 1- n 2 -n n n 解得：n=0.845mol(3) A (g) +B(g)C(g)+D(g)開始 1mol 1 mol 0.5mol 0平衡 1- n 1 -n 0.5+ n n =解得：n=0.596mol平衡時(shí):n =0.5+n=0.5+0.596=1.096(3) A (g) +B(g)C(g)+D(g)開始 1mol 2 mol 0 0平衡 1- n 2 -n n n n=0.457平衡時(shí)n=1-n=1-0.457=0.54312.

43、設(shè)在某一溫度下，有一定量的PCL在標(biāo)準(zhǔn)壓力P下的體積為1dm,在該情況下PCL的 離解度設(shè)為50%，用計(jì)算說明在下列幾種情況中，PCL的離解度是增大還是減小。（1） 使氣體的總壓力減低，直到體積增大到2dm（2） 通入氮?dú)?，使體積增大到 2dm,而壓力仍為101.325KPa（3） 通入氮?dú)猓箟毫υ龃蟮?02.65Kpa,而體積仍為1dm （4） 通入氯氣，使壓力增大到202.65Kpa,而體積仍為1 dm解：（1）PCL= PCL+CL 1mol 0.5mol 0.5mol; 1- PV=NRT 即 0.5V1=1dm3 V2=2dm3代人上式，得：=0.62=62% 增大（2）Kp=Kn0.5×()1=pv=nRT即=V1=1dm3 V2=2dm3 T1=T2代入上式，得：=0.62=62% 增大（3）Kp=Kn0. 5×()=pv=nRT即=V1=1dm3 V2=1dm3 T1=T2代入上式，得：=0.5=50% 不變（4）PCl5(g) = PCl3(g)+ Cl2(g)1mol 0 00.5mol 0.