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1、（一）三. 指出下列公式的适用条件（1）dU = Q PsudV （2）H = QP； U = QV （3）（4） （5）W = PsuV （6）PV 常数 （7）（8） （9）答案： 1. 封闭体系，非体积功为0。2. H=QP, 封闭体系，非体积功为0，等压过程。 U=QV, 封闭体系，非体积功为0，等容过程。3. ，封闭体系，非体积功为0，单纯p、V、T变化。 ，封闭体系，非体积功为0，单纯p、V、T变化。4. 封闭体系，非体积功为0，理想气体等温可逆过程. 5. 封闭体系，非体积功为0，对抗恒外压过程。6. 封闭体系，非体积功为0，理想气体绝热可逆过程。 7. 封闭体系，非体积功为0，
2、理想气体等温过程。8. 封闭体系，非体积功为0，等温过程。 9封闭体系，非体积功为0，理想气体单纯p、V、T变化。四. 计算题 1、在298K和100kPa时，将1mol的氧气经下列三个不同的过程，压缩到终态压力为600kPa。(1)等温可逆压缩(2)等外压为600kPa的压缩，保持温度不变(3)绝热可逆压缩请分别计算各个过程的Q、W、U、 H、S和 G。已知解：(1) (2) 终态和（1）相同，因此 （3） 2、2mol的氮气，在25下使用的外压，经定温过程从压缩到500kPa，试计算，并判断过程能否自发进行？ 解： 该过程可以自发进行3、1mol的在25及其饱和蒸汽压3.167kPa下，定
3、温定压蒸发为水蒸气，计算该过程的Q、W、U、 H、S和 G，已知水在100，101.325kPa下的，水和水蒸气的摩尔定压热容分别为。解： 可逆相变化 忽略液体的影响 或者 4、298.15K、101.325kPa下1mol过冷水蒸气变为同温同压下的液态水，求此过程的DS及DG。已知298.15K下水的饱和蒸气压为3.1674kPa , 气化热为2217Jg-1。此过程能否自发进行?解:忽略液体的影响 能自发5、1mol单原子理想气体的始态为273K和100kPa，计算下列变化的DG。该条件下气体的摩尔熵100 （1）定压下体积加倍 （2）定容下压力加倍 （3）定温下压力加倍解：（1） （2）
4、 （3）6、将298K、下的1的绝热不可逆压缩到，消耗功502J，求终态的以及过程的。已知。解： 绝热Q=0 U=W=502J 所以T2=901.8K7、苯在标准沸点353K下的气化焓是30.77，将353K及下的1mol苯(l)向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸汽(设其为理想气体)，求(1) 在此过程中苯吸收的热量Q与做的功W， (2) 用熵判据判断此过程是否自发? 解：（1） W=0 （2）S总=S体+S环=87.17-78.87=8.3 此过程不可逆 8、在-59时，过冷液态二氧化碳的饱和蒸气压为0.460 MPa，同温度时固态CO2的饱和蒸气压为0.434 MPa，问在上述温度时，将1 m
5、ol过冷液态CO2转化为固态CO2时，DG为多少？设气体服从理想气体行为。解：此过程为不可逆相变，故设计过程：59 CO2( s )0.434 MPa59 CO2( l )0.460 MPa 不可逆相变 1 359 CO2( g )0.434 MPa59 CO2( g )0.460 MPa 2 DG = DG1 + DG2 + DG3过程1，3为可逆相变，即 DG1 = DG3 = 0过程2为等温可逆膨胀 = -104 J DG = DG2 =104 J（4）9、将装有0.1mol乙醚(C2H5)2O(l)的微小玻璃放入的小玻璃瓶放入容积为10dm3的恒容密闭的真空容器中，并在35.51的恒温
6、槽中恒温。35.51为在101.325kPa下乙醚的沸点。已知在此条件下乙醚的摩尔蒸发焓vapHm= 25.104kJmol-1。今将小瓶打破，乙醚蒸发至平衡态。求：（1）乙醚蒸气的压力；（2）过程的Q，U，H及S 。解：（1）画出如下框图：S= S1+ S2=9.275JK-110、已知在 -5，水和冰的密度分别为和 。在 -5，水和冰的相平衡压力为59.8 Mpa。今有-5的 1kg水在 100kPa 下凝固成同温度、压力下的冰，求此过程的G。（假设水和冰的密度不随压力改变）解：途径设计如下 因相平衡，G2 = 0（二）三. 计算题 1、已知固体苯的蒸汽压在273.15K时为3.27kPa
7、，293.15K时为12.303kPa，液体的蒸汽压在293.15K时为10.021kPa，液体苯的摩尔蒸汽热为34.17kJmol-1。求（1）303.15K时，液体苯的蒸汽压；（2）苯的摩尔升华热。解 （1） （2）2、固态氨的饱和蒸气压为 ， 液态氨的饱和蒸气压为 试求（1）三相点的温度、压力；（2）三相点的蒸发焓、升华焓和熔化焓。解：（1）三相点的T，p：， T = 195.2 K， p = 5.92 kPa （2） 把,与蒸气压式比较得 = 3754 8.314 Jmol-1 = 31.21 kJmol-1 = 3063 8.314 Jmol-1 = 25.47 kJmol-1 =
8、= 5.74 kJmol-1 3、已知甲苯和苯在90下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22 kPa和136.12kPa，两者可形成理想液态混合物。取200.0g甲苯和200.0g苯于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90的液态混合物。在恒温90下逐渐降低压力， 问：(1)压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？(2)压力降到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？解：以A代表甲苯，B代表苯，系统总组成为： (1) 刚开始产生气相时, 可认为平衡液相的组成与系统总组成相等 (2) 只剩最后一滴液相时, 可认为平衡气相组成与系统总组成相等4、已知100kPa下，纯苯（A）的标准沸点和
9、蒸发焓分别为353.3K和30762Jmol-1，纯甲苯（B）的标准沸点和蒸发焓分别为383.7K和31999Jmol-1。苯和甲苯形成理想液态混合物，若有该种液态混合物在100kPa，373.1K沸腾，计算混合物的液相组成。解：在373.1K苯的饱和蒸气压为 ，则 在373.1K甲苯的饱和蒸气压为，则 在液态混合物沸腾时（100kPa下）： 5、已知甲苯的正常沸点是383.15，平均摩尔气化焓为，苯的正常沸点是353.15，平均摩尔气化焓为。有一含有苯100g和甲苯200g的理想液态混合物，在373.15K，101.325kPa下达到气液平衡，求（1）在373.15K时苯和甲苯的饱和蒸气压（
10、2）平衡时液相和气相的组成解：（1） (2) #根据图(a)，图(b)回答下列问题 （1）指出图(a)中，K点所代表的系统的总组成，平衡相数及平衡相的组成；（2）将组成x(甲醇)=0.33的甲醇水溶液进行一次简单蒸馏加热到85 C停止蒸馏，问馏出液的组成及残液的组成，馏出液的组成与液相比发生了什么变化？通过这样一次简单蒸馏是否能将甲醇与水分开？（3）将(2)所得的馏出液再重新加热到78 C，问所得的馏出液的组成如何？与(2)中所得的馏出液相比发生了什么变化？（4）将(2)所得的残液再次加热 到91 C，问所得的残液的组成又如何？与(2)中所得的残液相比发生了什么变化？欲将甲醇水溶液完全分离，要
11、采取什么步骤？解：（1）如图(a)所示，K点代表的总组成x(CH3OH)=0.33时，系统为气、液两相平衡, L点为平衡液相, x(CH3OH)=0.15，G点为平衡气相，y(CH3OH)=0.52； （2）由图(b)可知，馏出液组成yB,1=0.52，残液组成xB,1=0.15。经过简单蒸馏，馏出液中甲醇含量比原液高，而残液比原液低，通过一次简单蒸馏，不能使甲醇与水完全分开； （3）若将(2)所得的馏出液再重新加热到78，则所得馏出液组成yB,2=0.67，与(2)所得馏出液相比，甲醇含量又高了； （4）若将(2)中所得残液再加热到91，则所得的残液组成xB,2=0.07，与(2)中所得的残
12、相比，甲醇含量又减少了； （5）欲将甲醇水溶液完全分离，可将原液进行多次反复蒸馏或精馏。6、固体CO2的饱和蒸气压与温度的关系为：已知其熔化焓，三相点温度为 -56.6。 (1) 求三相点的压力； (2) 在100kPa下CO2能否以液态存在? (3) 找出液体CO2的饱和蒸气压与温度的关系式。解：(1) lg ( p* / Pa) = -1353 /( 273.15-56.6)+11.957=5.709，三相点的压力为5.1310Pa(3) =2.30313538.314 J mol-1；=-=17.58 kJ mol-1，再利用三相点温度、压力便可求出液体CO2的饱和蒸气压与温度的关系式：
13、lg ( p* / Pa)= -918.2 /( T / K)+9.952。7、在40时，将和的混合物(均为液体)放在真空容器中，假设其为理想混合物，且，试求： (1)起始气相的压力和组成(气相体积不大，可忽略由蒸发所引起的溶液组成的变化)； (2)若此容器有一可移动的活塞，可让液相在此温度下尽量蒸发。当只剩下最后一滴液体时，此液体混合物的组成和蒸气压为若干? 解：(1)起始气相的压力p = xBr p* (C2H5Br)（1-xBr ）p*(C2H5I)58.07kPa。 起始气相的组成yBr= p/xBr p* (C2H5Br)0.614(2) 蒸气组成 yBr1/3 ；yBrxBr p* (C2H5Br)/xBr p* (C2H5Br)
