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1、计算题、2 mol O2(视为理想气体)从始态1OOkPa, 75dm3先恒温可逆紧缩使体积缩小到50dm3,再恒压加热至100dm3。求整个进程的Q、W、AU. AH. ASO解：途径如下由理想气体状态方程可得：T2= T1= p1 V1/nR=p3= p2= p1 V1/ V2=150 kPaT3= 2T2=那么有：(1)AU=AU1+AU2=0+nCVJT3-T2)=(2) 仙=/比+仙2=0+(卩丁尹2)=(3) W1= nRTln(V2/V1)=W2= p2(V3V2)= W= W1+W2= kJ(4) Q=/U-W= kJ(5) AS1= nRln(V2/V)=mol-iKiS2=
2、 nCpmln(T3/T2)= mol-iK-iAS=AS+AS = kJmol-iK-i二、在288K将适量CO2 (g)引入某容器测得其压力为。，假设再在此容器中加入过量 NH COONH (s)，平稳后测得系统总压为。，求42(1) 288K 时反映 NH COONH (s) O 2NH (g) + CO (g)的 K 。4232(2) 288K时上述反映的人G。rm二、解：(1)NH COONH (s) o 2NH (g) + CO (g)4232开始e平稳2p+ p平稳时总压 P = 0.0259p + 3p = 0.0639p n p = 0.01267p总pp2K = co2 n
3、h3 = 2.48 x 10-5(p)3(2)A G=-RTlnK = 25.39kJ/molrm3、已知可逆电池：Zn|Zn2+(a1=1)| Cu2+(a2=1) | Cu查表知 25C 时,EZn2+IZn = V ,ECu2+ICu = V ,温度 系数为(6E dT) = -5.95 x10 -4 V - K-1。p(1) 写出电极反映、电池反映；(以电子转移数z=2计)(2) 计算25C下该电池的电动势E、ArGm、ArSm、AHm和电池恒温放电时的可逆热Qrm。斛：闻I极反甩Zn -2e_ - Zn阴极反bv.2+ (2)- 2e- = Cu111池反应Zn r Cu2+(i?2
4、 )=乙占( ) + Cu11 Nernsl 力 M 彳詁 E= 口zF c?(Cu2+XZn)EQ - CuI+|Cu - EQ Zn + |Zn, r -d(Cu2+) - 1. a(Zn) 1 -J,纵 Zn )_ 1E-Ea - Es Cu - Cu) - E& Zir+ |Zn= 03400-(-0.7630)=1 1(G(V)G”. - - zFE - - 2x96485x1.1(.)3 =-212846 (J mol 1)A;.5jrj 二汀(片 二-x 96485x (-5.95xIO4) = -114.8 (J mol 1 K T) 匚 k? ArHm-TSrn- Hm -!
5、- TSw! - -212846 +298.15 x(-114.8)= -247079 (J - mol1)幺一I 5 x ( 1 1 4 8 ) xl-3228 (J)4.某二元凝聚相图如以下图所示，其中C为稳固化合物。1)写出图中数字所示的16 相区的稳固相态。相区123456稳定相态(2) 写出图中所有三相线上的相平稳关系：(3) 在右边的坐标系上画出a、b两条虚线所示的冷却曲线，并在曲线上描述“b线”在冷却进程中的相转变情形。(4) 当沿着a线冷却到c点时,系统中存在哪两相？两相物质的质量之比如何表示？(用 线段长度表示)解：1)写出图中数字所示的16相区的稳固相态。相区123456稳
6、定相态LL+A(s)L+C(s)L+C(s)B(s)+C(s)L+B(s)(2)三相线上的相平稳关系：hig线：3)时间(4)当沿着a线冷却到c点时，系统中存在A(s)+C(s).两相物质的质量之比知足：m(As) _ cemCs de五、有一反映AtB+C , 300K时，反映的半衰期为500s,且与起始浓度无关,求：(1) 300K 反映的速度常数；(2)假设400K反映速度常数为X10-2 s-i,求反映的活化能Ea。解：(1)判定是一级反映t = In21 k2In2 _ ln2 k = 1.39x10-3s-i t _500122)ln400K巳(R 400K300K300K4.21
7、x10 -2E 11ln_ a ()1.39 x 10-3R 400K 300KEa= kJ/mol六、60C时甲醇(A)的饱和蒸气压kPa ,乙醇(B)的饱和蒸气压是kPa ,二者可形 成理想混合物，假设混合物的组成为质量分数wB =,求60C时与此溶液的平 稳蒸气组成。(以摩尔分数表示)。(已知甲醇及乙醇的分子量Mr别离为及。) 解：该液态混合物的摩尔分数0.50/32.040 5898=0.5898A 0.50/32.04 + 0.50/46.07系统的总压力：p = p * x + p * x =X+47X= kPa平稳蒸气组成：yB =7、已知纯水的蒸气压为，在量分数为的乙醇水溶液上
8、方，蒸气总压为101325Pa。计算相同 温度时乙醇的量分数为的水溶液上：(1)水的蒸气分压，(2)乙醇的蒸气分压。解：设水的蒸汽压为P*,乙醇的蒸汽压为p*。AB(1) 依照 p= p*x + p*xA A B B因此 101325=X+ p*XB.p *=425667 Pa=B水的蒸汽分压P= P*x=X =AA(2) 乙醇的蒸汽分压p= p *x =X103X= PaBB八、1mol某理想气体，C =K-imo卜1,在绝热条件下，由273K、100 kP膨胀到203K、p，m10 kPa，求该进程 Q、W、AH、AU、AS。解：理想气体绝热进程 Q = 0，因此AU = Jn C dT1
9、X（）X（203273）AH =Jn C dT = lXX（203 273）W= AU = J为求AS需将该进程设计成!The Formula Not In Table定温可逆进程和!The FormulaNot In Table定压可逆进程,273K、10 kPa进程!The Formula Not In Table：二 lxS.314xh 1 =19. 14 J K-i进程!The Formula Not In Table：= J-rrJ 干J rprp因此，AS = AS + AS 二一 =J K-i129.已知纯B( l )在100 kPa下，80C时沸腾，其摩尔汽化焓 AvapHm
10、= 30878 Jmol-1。B液 体的定压摩尔热容Cp,m=142.7 JK_imol-1。今将1 mol, 40 kPa的B( g )在定温80C的条件 下紧缩成100 kPa的B( l )，然后再定压降温至60C。求此进程的AS。设B( g )为理想气体。解： n= 1molB( g ) TB( g )TB( l )TB( l )T1 = 353.15KT T2 =T1 TT3 = T2 TT4 = 333.15Kp1 =40 kPap2 = 100 kPap3 =p2p4 =p3AS = AS1 + AS2 + AS3=nRln (p2 /p1 ) + n (-AvapHm ) / T
11、2 + nCp,mln ( T4 / T3 )=8.314ln0.4+(-30878 / 353.15) + 142.7ln( 333.15 /353.15)JK1=-103.4 JK110 -液体A和液体B可形成理想混合物，在140C时纯A的饱和蒸气压为，纯B的饱和 蒸气压为，该溶液在140 C、下沸腾，求该溶液的液相组成和气相组成？解： P=PA+PB=101325Pa = PA * .XA + PB *( 1- .XA).X A=2 分.XB=PA=yB=11- 1mol单原子理想气体，始态为2X、，经pT=常数的可逆进程紧缩到终态 为4X,求：(1) 终态的体积和温度；(2) 此进程的
12、AU和AH；(3) 系统所做的功。解：(1) p1T1=p2T2其中p1=2X，T =空=2 % 11.325叭 x IE3 = 273.0K1 nR1mol x 8.314J - mol -1 - K-1p2=4X，因此T =2p2 x IO5。x go K = 136.5K4 x 101.325 kPanRT1mol x 8.314 J - mol-1 - K-1 x 136.5KV 二 2 二二 0.0028m32 p4 x 101.325 x 103 Pa235(2)单原子理想气体C=三R,C=三R。V ,m 2P,m23AU = nC(T - T) = 1mol x x 8.314
13、J - mol-1 - K-1 x (136.5 - 273.0)K =-1701JV ,m 212AH = nC (T - T) = 1mol x 5 x 8.314 J - mol-1 - K-1 x (136.5 - 273.0)K = -2835Jp ,m 212(3) W =-iV2 pdV，现在需知p与V之间的函数关系。尽管关于理想气体p =迴, rV1V但此题非恒温进程，因此将该式代入仍无法求解。为此联立方程： pT = C (常数)pV = nRT因此 W = -JV2 pdV = -fVnRCdV ViVJ V=- nRC-宵)=-2MT 辱-也)=-2、lmol x 8.3
14、14J mol-i K-i x 2 x 101.325 x 103Pa x 273.0KG. 0.0028m3 一 11.2 x 10-3 m3) = -2268J12. 1mol双原子分子理想气体，在0C,下恒温可逆膨胀到0.224m3。求此进程 的 Q,WA H ,AU, A S,A A, A G。解：AU=0 ； AH=0V=nRT/P=22.4m3W=-Q=-nRTlnV2/V1= JAS=nRlnV2/V1= J K1 mol1AG=A HTAS= k JAA=A UTAS= k J(1) 、标出各相区的稳固相态；(2) 、熔融液从a点动身冷却，经a-b-b-b再到c点。试画出该进程的步冷曲线，并描述冷却进程中的相转变情形。(3) 、E点的自由度数是多少？写出该点的相平稳关系。解：(1)1-1； 2-1+A； 3-1+C； 4-1+P； 5-P； 6-C+P； 7-A+C
