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1、第一章 化学热力学基础11 气体体积功的计算式 中,为什么要用环境的压力?在什么情况下可用体系的压力？ 答： 在体系发生定压变化过程时，气体体积功的计算式 中，可用体系的压力代替。12 298K时，5mol 的理想气体，在（1）定温可逆膨胀为原体积的 2 倍; ( 2 ）定压下加热到373K；（3）定容下加热到373K。已知 Cv,m = 28.28Jmol-1K1。 计算三过程的Q、W、U、H和S。解 (1） U = H = 0 （2） W = U QP = 3。12 kJ （3) W = 0 13 容器内有理想气体,n=2mol , P=10Pq，T=300K。求 (1) 在空气中膨胀了1
2、dm3,做功多少? （2) 膨胀到容器内压力为 lPq，做了多少功？(3)膨胀时外压总比气体的压力小 dP ， 问容器内气体压力降到 lPq时，气体做多少功？解:(1)此变化过程为恒外压的膨胀过程，且 （2）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且 （3） 14 1mol 理想气体在300K下，1dm3定温可逆地膨胀至10dm3，求此过程的 Q 、W、U及H。解: U = H = 0 15 1molH2由始态25及Pq可逆绝热压缩至 5dm-3, 求（1）最后温度;(2)最后压力； （ 3 ) 过程做功.解：(1） (2) （3） 1-6 40g氦在3Pq 下从25加热到50，试求该过程的H、U、Q和
3、W .设氦是理想气体.（ He的M=4 gmol1 )解: W = U QP = 2078.5J1-7 已知水在100 时蒸发热为2259。4 Jg1,则100时蒸发30g水,过程的U、H 、 Q和W为多少？（计算时可忽略液态水的体积）解： 1-8 298K时将1mol液态苯氧化为CO2 和 H2O （ l ） ，其定容热为 3267 kJmol1 ， 求定压反应热为多少?解： C6H6 (l) + 7。5O2 （g) 6CO2 (g） +3 H2O （ l )1-9 300K时2mol理想气体由ldm-3可逆膨胀至 10dm-3 ，计算此过程的嫡变。解： 1-10已知反应在298K时的有关数
4、据如下 C2H4 （g） + H2O (g） C2H5OH (l)f Hm /kJmol-1 52.3 241。8 277。6CP ， m / JK-1mol1 43。6 33。6 111。5计算（1）298K时反应的r Hm 。 （2）反应物的温度为288K，产物的温度为348K时反应的r Hm .解(1） rHm = 277.6 + 241.8 52.3 = 88。1 kJmol-1 （2） 288K C2H4 （g） + H2O （g） C2H5OH （l） 348K H1 H2 H3 298K C2H4 (g) + H2O （g） C2H5OH （l) 298K rHm = rHm (
5、 298K ) + H1 + H2 + H3 = 88。1 + （ 43。6 + 33.6 ) （298-288） + 111.5（ 348-298）103 = - 81。75 kJmol1 1-11 定容下，理想气体lmolN2由300K加热到600K ，求过程的S. 已知 解： 112 若上题是在定压下进行，求过程的嫡变。解： 1-13 101。3kPa下,2mol甲醇在正常沸点337。2K时气化，求体系和环境的嫡变各为多少？已知甲醇的气化热Hm = 35。1kJmol-1解： 114 绝热瓶中有373K的热水，因绝热瓶绝热稍差,有4000J的热量流人温度为298K的空气中，求（1）绝热瓶
6、的S体；（2）环境的S环；（3）总熵变S总。解:近似认为传热过程是可逆过程 S总 = S体 + S环 = 2。70JK-1115 在298K及标准压力下,用过量100的空气燃烧 1mol CH4 , 若反应热完全用于加热产物,求燃烧所能达到的最高温度。CH4 O2 CO2 H2O (g） N2f Hm /kJmol1 74。81 0 393。51 - 241.82CP , m / JK1mol-1 28.17 26.75 29.16 27。32解; 空气中 n (O2) = 4mol , n (N2） = n （O2） （7921)= 15mol CH4(g） +2 O2 CO2 （g) +
7、2H2O （g) rHm （ 298K ) = 2(-241。82) + （-393。51） （-74.81) = 802。34 kJ 反应后产物的含量为： O2 CO2 H2O （g) N2 n / mol 2 1 2 15 - 802.34103 + ( 228。17+ 1527。32 + 26.75 + 229。16 ）(T298) = 0 T = 1754K1-16在110、105Pa下使 1mol H2O(l） 蒸发为水蒸气,计算这一过程体系和环境的熵变.已知H2O(g) 和H2O(l）的热容分别为1.866 JK1g1和4.184 JK-1g1，在100、105Pa下H2O(l)的
8、的汽化热为 2255。176 Jg1。解: 1mol H2O（l , 110， 105Pa ） - 1mol H2O(g , 110， 105Pa ） H1 ， S1 H3 ， S3 1mol H2O(l , 100, 105Pa ) - 1mol H2O（g , 100, 105Pa ) H2 ， S2 = 40。176 kJ = 107。7 JK-1 117 1mol ideal gas with Cv,m = 21JK1mol1,was heated from 300K to 600K by (1） reversible isochoric process; （2）reversible
9、isobaric process。 Calculate the U separately.解：（1)由题知 U = n Cv，m T = 121（600300）= 6300（J）(2） 对i.g由于U只是温度的函数, 所以U2 = U1 = 6300（J）1-18 Calculate the heat of vaporization of 1mol liquid water at 20, 101。325kPa. vapHm（water) = 40.67 kJmol-1， Cp，m(water) = 75.3 JK-1mol1， Cp，m（water vapor) = 33.2 JK-1mol-1 at 100， 101.325kPa.解: 1mol H2O(l , 20, 105Pa ） - 1mol H2O（g , 20， 105Pa ） H1 ， H3 , 1mol H2O（l ， 100， 105Pa ） - 1mol H2O（g ， 100， 105Pa ) H2 H =H1 + H2 + H3 = nCp，m(l） T+ nvap+ nCp，m（g） T= 175。3（100-20)103 + 140.67 + 133。2(20-100）10-3= 44.04 kJ
