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物理化学习题详细答案.pdf

物理化学习题详细答案

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2011-04-10 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《物理化学习题详细答案pdf》,可适用于高等教育领域

葛华才等编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社葛华才等编葛华才等编葛华才等编葛华才等编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社出版高等教育出版社出版高等教育出版社出版高等教育出版社出版年年年年月月月月日日日日若有错误欢迎告知编者若有错误欢迎告知编者若有错误欢迎告知编者若有错误欢迎告知编者((((电邮:电邮:电邮:电邮:gecomgecomgecomgecom葛华才老师葛华才老师葛华才老师葛华才老师))))谢谢!谢谢!谢谢!谢谢!第一章第一章第一章第一章热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律第二章第二章第二章第二章热力学第二定律热力学第二定律热力学第二定律热力学第二定律第三章第三章第三章第三章多组分系统多组分系统多组分系统多组分系统第四章第四章第四章第四章化学平衡化学平衡化学平衡化学平衡第五章第五章第五章第五章相平衡相平衡相平衡相平衡第六章第六章第六章第六章化学动力学化学动力学化学动力学化学动力学第七章第七章第七章第七章电化学电化学电化学电化学第八章第八章第八章第八章界面现象界面现象界面现象界面现象第九章第九章第九章第九章胶体化学胶体化学胶体化学胶体化学第第第第十十十十章章章章统计热力学统计热力学统计热力学统计热力学第一章第一章第一章第一章热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律热力学第一定律计算题两个体积均为V的密封烧瓶之间有细管相连管内放有氮气。将两烧瓶均放入℃的沸水时管内压力为kPa。若一只烧瓶仍浸在℃的沸水中将另一只放在℃的冰水中试求瓶内气体的压力。解:设瓶内压力为p′根据物质的量守恒建立如下关系:(p′V)(p′V)=(pV)即p′=×kPa()=kPa两个容器A和B用旋塞连接体积分别为dm和dm各自盛有N和O(二者可视为理想气体)温度均为℃压力分别为kPa和kPa。打开旋塞后两气体混合后的温度不变试求混合后气体总压及N和O的分压与分体积。解:根据物质的量守恒建立关系式p总(VAVB)=(pAVA)(pBVB)得p总=(pAVApBVB)(VAVB)=(××)kPa()=kPan(N)=pAVARTA={×(×)}mol=moln(O)=pBVBRTB={×(×)}mol=mol葛华才编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社y(N)=n(N){n(N)n(O)}=()=y(O)=y(N)==分压p(N)=y(N)p总=×kPa=kPap(O)=y(O)p总=×kPa=kPa分体积V(N)=y(N)V总=×dm=dmV(O)=y(O)V总=×dm=dm在℃Pa下采用排水集气法收集氧气得到dm气体。已知该温度下水的饱和蒸气压为Pa试求氧气的分压及其在标准状况下的体积。解:p(O)=p总-p(HO)=Pa-Pa=PaV(O,STP)=(TSTPT)(ppSTP)V=()×()×dm=dmSTP表示标准状况。在℃时把乙烷和丁烷的混合气体充入一个dm的真空容器中当容器中压力为Pa时气体的质量为g。求该混合气体的平均摩尔质量和混合气体中两种气体的摩尔分数。解:n=pVRT={××(×)}mol=molMmix=mn=gmol=g·mol又Mmix=M(乙烷)y(乙烷)M(丁烷)y(丁烷)=×y(乙烷)×(y(乙烷))=得y(乙烷)=y(丁烷)=-y(乙烷)=molO(g)在Pa恒压下从℃加热到℃计算该过程的功。解:据题意知系统压力p等于环境压力pe即p=p=pe∴W=pe(VV)=p(nRTp)(nRTp)=nR(TT)=mol×J·K·mol×(KK)=JmolN的压力为Pa℃时反抗恒定外压×Pa做恒温膨胀到压力为×Pa。计算该过程的功。解:W=pe(VV)=pe(nRTpnRTp)=nRTp(pp)=mol××Pa×J·K·mol×K×(×Pa)(Pa)=J.mol理想气体由kPa、dm恒压压缩到dm再恒容升压到kPa。试计算整个过程的W、Q、U、H。解:mol气体状态变化:(p=kPa,V=dm)(p=p,V=dm)(p=kPa,V=V)利用理想气体状态方程pVT=pVT得T=T即始终态温度不变故有U=H=W=WpWV=p(VV)+={×()×-+}J=J葛华才等编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社Q=UW=J已知CO的Cp,m=×(TK)–×(TK)J·K·mol计算℃℃温度范围内CO的平均定压摩尔热容。m,pC解:CO的平均定压摩尔热容:=m,pCmd()d()pTTTabTcTCTTTTTTT=a(T–T)b(T–T)–(c)(T–T)(T–T)={×(–)××()–()–××()–()}J·mol(–)K=J·molK=J·K·mol在Pa下把molCO(g)由K加热到K。分别通过两个过程:()恒压可逆过程()恒容可逆过程。计算上述两个过程的W、Q、U和H。已知在K范围CO的Cp,m与T的关系式为Cp,m(J·K·mol)=×(TK)–×(TK)并设CO为理想气体。解:()恒压可逆过程W=pedV=pdV=p(VV)=nR(TT)=××()J=JVVVV∵恒压W'=∴Q=H=nCp,mdT=n×(TK)–×(TK)dTTTTT=×(–)×××(–)–()×××()J=JU=QW=(–)J=J()恒容可逆过程W=W'=Q=U=n(Cp,mR)dT=n()×(TK)–×(TK)dTTTTT=×(–)×××(–)–()×××(–)J=JH=HmolCO(g)T=K,p=PamolCO(g)T=K,p=Pa恒压可逆molCO(g)T=K,p=PamolCO(g)T=K,p=?恒容可逆葛华才编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社热力学能、焓是状态函数且理想气体的热力学能和焓只是温度的函数现两过程始态温度相同终态温度相同所以U=UH=H。设某房间面积m高m。夏天时如果室温为℃压力为Pa若维持压力不变时欲使房间温度降至℃问需抽出多少热量。冬天时如果室温为℃压力为Pa若维持压力不变下使房间升至℃则又需提供多少热量?假设空气为理想气体其Cp,m=J·K·mol。注意恒压降温时房间需补充一定量室外空气恒压升温时有一部分室内空气排到室外。解:()℃时室内空气量n=pV(R×K)这些气体均需要降温总热量为QpnCp,mdT=(××)(×)×J×()=-kJKK()恒压恒容升温过程中室内空气的物质的量n可表示为温度的函数n=pVRT故所需热量可通过下式进行计算:QpnCp,mdT=(pVRT)Cp,mdT=(pVR)Cp,mln(TT)TTTT=(Pa×m×m)(J·K·mol)×J·K·mol×ln(KK)=kJ一个绝热圆筒用一铜质隔板分成A、B两室。两室中各装有温度为K压力为kPa的mol单原子理想气体。现将A室气体在恒定外压pe=kPa下绝热膨胀至压力为kPa系统中A、B两室气体达到热平衡求最终温度T。解:B室气体为恒容过程d,Pa,VTKpTp所以WB=QB=UB=nCV,m(TT)=nR(TT)A室为恒外压膨胀过程,,Pa,PapTKpTpeWA=pe(VV)=p(VV)=nR(TTpp)铜板在A、B两室间传热QA=QB=n(R)(TT)UA=QAWA即有n(R)(TT)=n(R)(TT)nR(TTpp)T=(pp)T=(Pa×Pa)×K=Kmol理想气体由K、MPa分别经()恒温可逆膨胀()反抗MPa外压快速膨胀()自由膨胀三个过程的终压为MPa。分别计算各过程的W、Q、U和H。已知理想气体的Cp,m=J·K·mol。解:据题意系统的状态变化可用如下框图表示:molT=Kp=MPa()恒温可逆()恒外压膨胀()自由膨胀Tp=MPa葛华才等编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社()为恒温可逆过程T=TW=nRTln(VV)=nRTln(pp)=mol×J·K·mol×K×ln(MPaMPa)=J理想气体恒温ΔU=H=所以Q=W=J()恒外压快速膨胀过程可看作一个绝热过程Q=ΔU=W。即nCV,m(TT)=p(VV)=p(nRTpnRTp)对mol理想气体有Cp,m–CV,m=R由此可得T={(Cp,mR)Rpp}TCp,m=()××K=KU=W=nCV,m(TT)=mol×J·K·mol×(KK)=JH=nCp,m(TT)=mol×J·K·mol×(KK)=J()自由膨胀即向真空膨胀过程pe=故W=理想气体恒温H=且U=则Q=mol双原子分子理想气体从K及Pa的始态恒容加热到压力为Pa的终态求过程的Q、W、U和H。解:利用双原子分子理想气体的Cp,m计算。据题意理想气体的状态变化框图如下因为是恒容过程故dV=由此W=且pT=常数所以T=pTp=(PaPa)×K=KQVU=nCV,mdT=nCV,m(TT)=()Rn(TT)=×××()J=JTTH=nCp,m(TT)=Rn(TT)=×J·K·mol×mol×(KK)=Jmol理想气体由K、MPa反抗恒外压绝热膨胀到MPa然后恒容升温至K求整个过程的W、Q、U和H。已知理想气体的CV,m=J·K·mol。解:据题意mol理想气体的状态变化框图如下:因为T=T理想气体的始终态的内能和焓相同故U=H=又Q=U=W即有nCV,m(TT)=p(VV)=(nRTnRTPp)molT=Kp=MPaQ=Tp=MPadV=T=KpmolT=Kp=PaTp=PadV=葛华才编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社T=T(CV,mRpp)(CV,mR)={×(×)}K()=KW=U=nCV,m(TT)=mol×J·K·mol×(KK)=J因为恒容所以W=。整个过程:W=W=JQ=W=J试推导理想气体绝热可逆过程的体积功可表示为Wr=()()VmpVpVpVnCTTVV解:理想气体绝热可逆过程的体积功可表示为Wr=pedV=pdV()VVVV由理想气体绝热可逆方程pV=常数可得pV=pV其中pV为任一状态下的压力和体积)即有p=pVV将()式代入()式中可得:Wr=pVdVVVV积分可得:Wr=()pVVV将理想气体绝热可逆方程pV=pV及热容比=Cp,mCV,m代入上式简化整理可得:Wr=()VmpVpVnCTT℃时活塞桶中放gN(g),当外压为×Pa时处于平衡若压力骤减到Pa时气体绝热膨胀计算系统的终温T、ΔU和ΔH。已知N的摩尔质量为g·mol,CV,m=J·K·mol设N为理想气体。解:U=QW=W=-p(VV)又U=nCV,mdT=nCV,m(TT)TT∴nCV,m(TT)=pnRTpnRTp=nR(TTpp)T=(CV,mRpp)T(CV,mR)={(××)×()}K=KU=nCV,m(TT)=()mol×J·K·mol×(KK)=JH=nCp,m(TT)=()mol×()J·K·mol×(KK)gNT=Kp=×PagNT=p=PaQ=不可逆p环=Pa葛华才等编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社=J注意:由于是绝热不可逆过程不能用理想气体的可逆绝热方程TpTpTpTp(((())))====常数来计算T。K、g的氧气经绝热可逆过程从dm压缩到dm然后再经等温可逆膨胀使体积复原求该过程的W、Q、U和H。已知Cp,m=RO视为理想气体。解:据题意氧气的状态变化框图如下:=Cp,mCV,m=(R)(R)=对绝热可逆过程有TVTVT=T(VV)=K×()=KU=nCV,mdT=nCV,m(TT)=()mol××J·K·mol×(KK)=JTTH=nCp,mdT=nCp,m(TT)=()mol××J·K·mol×(KK)=JTT因为Q=W=UQ=U=U=J故U=W=Q=nRTln(VV)=mol×J·K·mol×K×ln(dmdm)=JQ=Q=JW=JJ=J已知水和水蒸气的定压摩尔热容分别为Cp,m,(l)=J·K·mol,Cp,m,(g)=J·K·mol℃时水的气化焓vapHm=kJ·mol。求mol℃的液体水于恒定Pa压力下气化为℃的水蒸气这一过程系统的H和U。解:由于水在℃(记为T),Pa变为水蒸气为平衡相变现在是℃(记为T)偏离了平衡条件。因而该过程为不可逆相变为求H需假设一可逆途径(用虚线表示)分步计算求和。molHO(l)℃Pa   HHHabmolHO(g)℃PamolHO(g)℃PamolHO(l)℃PaHT=KV=dmT=V=dmT=TV=dm绝热可逆等温可逆葛华才编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社H=nCpm(l)dT=nCpm(l)(TT)TT=××()J=JH=nvapHm=mol×J·mol=JH=nCp,m(g)(TT)=××()J=JH=HHH=(–)J=J或直接用基希霍夫公式:dHdT=Cp。∵Cp为常数积分得H(T)=H(T)Cp(T–T)=nvapHmn(Cp,m(g)Cp,m(l))×(TT)=(×)J×(–)×()J=JU(T)=H(T)RTn(g)={J××()}J=Jmol℃的水在Pa下变为℃的水蒸气求过程的W、Q、U和H。已知:水的Cp,m(l)=J·K·mol水蒸气的Cp,m(g)=J·K·molvapHm(℃)=kJ·mol水蒸气可看作理想气体。解:据题意在Pa下mol水的状态变化框图如下:()为液态水的恒压升温过程Q=H=nCp,m(l)(TT)=mol×J·K·mol×(KK)=kJ由于液体水在升温过程中体积变化不大故W=。对由固态或液态物质组成的凝聚系统(VmT)p≈所以Cp,m–CV,m≈即Cp,m≈CV,m故U=nCV,m(TT)≈kJ()为水的平衡相变过程:Q=H=nvapHm=kJW=pe(VgVl)≈pVg=nRT=mol×J·K·mol×K=kJU=QW=kJ–kJ=kJ()为水蒸气的恒压升温过程:Q=H=nCp,m(g)(TT)=mol×J·K·mol×(KK)=JW=pe(VV)==nR(TT)=mol×J·K·mol×(KK)=JU=QW=JJ=Jt=℃HO(l)()t=℃HO(l)t=℃HO(g)t=℃HO(g)()()葛华才等编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社对于整个过程而言:W=WWW=kJkJ–kJ=kJQ=QQQ=kJkJkJ=kJH=Qp=kJU=QW=kJkJ=kJ始态为℃的g固体苯甲酸(CHCOOH)置于含过量氧的弹式量热计中燃烧最终产物为℃的CO(g)及HO(l)过程放热kJ。试求燃烧反应的进度及苯甲酸的cUm和cHm。解:燃烧反应:CHCOOH(s)()O(g)CO(g)HO(l)=ggmol=mol该燃烧过程是恒容过程故U=QVcUm=U=kJ()mol=kJ·molcHm=cUmvB(g)RT=(()×××)kJ·mol=kJ·mol在K时使克的乙醇(摩尔质量为gmol)在弹式量热计中恒容燃烧放出kJ的热量。忽略压力对焓的影响。()计算乙醇的标准摩尔燃烧焓cHm。()乙醇恒压下燃烧的反应热。()已知K时HO(l)和CO(g)的标准摩尔生成焓分别为kJ·mol、kJ·mol计算CHOH(l)的fHm。解:()乙醇燃烧反应:CHCHOH(l)O(g)→CO(g)HO(l)cUm=kJ()mol=kJ·molcHm=cUmvB(g)RT=(()×××)kJ·mol=kJ·mol()Qp=QVppVppV≈p(V产物V反应物)g=(ng)RT={vB(g)}RT=n乙醇v乙醇=()mol()=molvB(g)==QpQV=vB(g)RT=×()××J=J即有Qp=QVJ=JJ=J()cHm=fHm(CO)fHm(HO)-fHmCHCHOH(l)fHmCHCHOH(l)=fHm(CO)fHm(HO)-cHm=×()×()-()kJ·mol葛华才编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社=kJ·mol℃时CH(l)的cHm=kJ·molCO(g)及HO(l)的fHm分别为kJ·mol、kJ·molCH(l)、C(石墨)和H(g)的Cp,m分别为J·K·mol、J·K·mol和J·K·mol求℃和℃时CH(l)的标准摩尔生成焓。解:已知下面三个反应(a)CH(l)O(g)→CO(g)HO(l)cHm,a(b)C(石墨)O(g)→CO(g)fHm,b(c)H(g)O(g)→HO(l)fHm,cCH(l)的生成反应为:H(g)C(g)→CH(l)fHm即为:反应(b)×反应(c)×–反应(a)所以fmfmfmfm=(b)(c)(a)HHHH=×(kJ·mol)×(kJ·mol)(kJ·mol)=kJ·mol在℃时(K)=(K)rCp,mdTfmHfmHKK=kJ·mol(××)J·K·mol×(KK)=kJ·mol求反应H(g)Cl(g)HCl(g)在KPa时的反应焓(K)。已知K时HCl(g)rmH的=kJ·mol,Cp,m=J·K·molCl(g)的Cp,m=J·K·molH(g)的Cp,m=fmHJ·K·mol。解:已知T时H求T时H且rCp,m为常数可利用基希霍夫公式(T)=(T)rCp,m(TT)rmHrmH其中(K)=HCl(g)H(g)Cl(g)rmHfmHfmHfmH=×()kJ·mol=kJ·molrCp,m=Cp,mHCl(g)Cp,mH(g)Cp,mCl(g)=(×)J·K·mol=J·K·mol所以(K)=()×()J·mol=J·molrmHkPa和℃时mol氢气在mol的氧气中燃烧葛华才等编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社H(g)molO(g)→HO(g)O(g)已知水蒸汽的标准摩尔生成焓为(K)=kJ·molCp,mO(g)=J·K·mol,fmHCp,mHO(g)=J·K·mol。()求℃时上述燃烧反应的rH。()求℃时上述燃烧反应的rU。()若上述反应物起始温度为℃求燃烧产物能达到的最高温度。()若上述反应起始温度为℃求在一个密封氧弹中绝热爆炸的最高温度。解:()求℃时上述反应的rH即求HrH=HHO(g)=kJfmH()rU=HvB(g)RTJ()mol×J·K·mol×K=J()该过程可视为恒压绝热过程:H=HH=H=(Cp,mHO(g)Cp,mO(g))dTTT=(×)J·KdT=(TT)J·KTT即-J(TT)J·K=T=TK=KK=K()该过程可视为恒容绝热过程:U=UU=U==(CV,mHO(g)CV,mO(g))dTTT=()×()J·KdT=×(TT)J·KTTU=×(TT)J·K(J)=H、UH、UmolH(g),molO(g)T=K,p=PamolHO(g),molO(g)T=,p=pmolHO(g),molO(g)T=T,p=pH、U葛华才编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社T=K已知℃时CO(g)的焦耳-汤姆逊系数JT=×K·Pa求在℃时将gCO(g)由Pa等温压缩至Pa时的H。已知CO(g)的Cp,m(g)=J·K·mol。解:JT≠故CO不能看作理想气体。原过程可设想为以下两步:()该过程为节流压缩过程故H=JT=(Tp)H≈Tp则T-T=×K·Pa×(pp)T=K×K·Pa×()Pa=K()该过程为等压过程H=nCp,mdT=nCp,m(TT)=mol×J·K·mol×(KK)TT=J总的焓变:H=HH=J第二章第二章第二章第二章热力学第二定律热力学第二定律热力学第二定律热力学第二定律计算题.有一绝热、具有固定体积的容器中间用导热隔板分为体积相同的两部分分别充以molA(g)和molB(g)两种气体可近似为理想气体且热容均为CV,m如下图。求()若T=T抽去隔板系统的mixS。()若T=T两边为相同气体A抽去隔板系统的mixS。()若T≠T系统达到热平衡时的S。()若T≠T抽去隔板达热平衡系统的mixS。()若T≠T两边为相同气体A抽去隔板达热平衡系统的mixS。解:()恒T过程mixS=SASB=n(A)Rln(VV)n(B)Rln(VV)=n(A)Rln()两边均为A(g)混合前后一样mixS=()设平衡时温度为T系统的热力学能molA(g)molB(g)T,VT,VT=Kp=PaHTp=PaT=Tp=Pa()H=()H=节流过程等压过程葛华才等编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社U=UAUB=n(A)CV,m(TT)+n(B)CV,m(TT)=得T=(TT)S=SASB=n(A)CV,mln(TT)n(B)CV,mln(TT)=n(A)CV,mln(TTT)()本过程可认为是()再加恒T时的混合过程故熵变应为()和()过程之和即mixS=n(A)CV,mln(TTT)n(A)Rln()本过程可设计成()和()过程故熵变应为()和()过程之和即mixS=n(A)CV,mln(TTT)J的热由一个温度为℃的热源传到一个温度为℃的热源求系统熵变。解:解:解:解:S==J·KJ()KrQTS==J·KJ()KrQTS=SS=()J·K=J·K在绝热系统中将K、mol的水和K、lmol的水混合,试计算此过程的熵变ΔS。设在此温度范围水的等压摩尔热容量为J·K-·mol。解:整个系统过程为恒压绝热过程设终态温度为T则Qp=H=mol×Cp(T-K)mol×Cp(T-K)=解得T=K过程熵变S=S(冷水)S(热水)=mol×J·K-·mol×ln()mol×J·K-·mol×ln()=J·K-.mol某理想气体(Cpm=J·K·mol)由始态(KkPa)经恒容加热到终态(K)。试计算该过程的W、Q、ΔU、ΔH及ΔS。解:恒容W=,,,d()TVvmvmpmTQnCTnCTnCRT=mol×()JKmol×K=kJU=QV=kJmolT=KpmolT=Kp=kPadV=葛华才编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社,,dmolJmolKKkJTpmpmTHnCTnCT,lnmol()JmolKlnJKVmTSnCT.已知水在℃kPa下的熔化焓为kJ·mol冰和水的平均摩尔热容分别为和J·K·mol。试计算HO(s℃kPa)→HO(l℃kPa)的ΔH、ΔS和ΔG并说明该过程能否自发进行解法:设计如下路径(以mol为基准)H=HHH=nCp,m(s)(TT)HCp,m(l)(TT)={××()×}J=Jln)l(ln)s(m,mfusm,TTnCTHnTTnCSSSSpp=J·KmolK)Jlnln(molG=HTS=J×J·K=-J<因为过程恒温恒压下进行所以能够自发进行。解法:若比较熟悉基尔霍夫公式的使用条件可直接利用d(H)dT=Cp。当Cp为常数时积分得H(T)=H(T)Cp(TT)=()×()J=J其余步骤同解法。已知甲醇在℃时的饱和蒸气压为Pa若mol甲醇在℃、kPa下气化其蒸发焓为kJ·mol试求该过程的熵变。解解解解:气化过程非可逆可设计如下框图的恒温(℃)变压过程ΔH,ΔSHO(mol,l,T=℃,kPa)HO(mol,l,T=℃,kPa)HO(mol,s,T=℃,kPa)HO(mol,s,T=℃,kPa)ΔH,ΔSΔHΔSΔHΔS甲醇(lkPa)SSab甲醇(gkPa)甲醇(lPa)S甲醇(gPa)S葛华才等编《物理化学》(多媒体版)配套部分章节的计算题解高等教育出版社S=SSS=S(HT)S液相的状态函数受压力的影响很小S≈气相可认为是理想气体故H=kJ·molS=Rln()S={()×ln()}J·K·mol=J·K·mol已知各物质的热力学参数见下表计算反应CO(g)H(g)=CHOH(g)在K和K时的标准熵变。解解解解:()K时rS(K)==(×)J·K=J·KBBBvS()已知rS(K)求rS(K)可用反应熵变与T关系式。与温度无关故r,mpCrS(K)=rS(K)nln(TT)r,mpC=(×)ln()J·K=J·K在一杜瓦瓶(绝热恒压容器)中将摩尔℃的水与摩尔℃的冰混合求平衡后的温度以及此系统的H和S。已知冰的摩尔熔化焓为J·mol-水的等压摩尔热容为J·K-·mol-。解:系统恒压绝热且不做非体积功过程H=Qp=若冰全部熔化H=n熔化Hm=mol×J·mol-=J水降温到℃时H=nCp,m(T-T)=mol×J·K·mol-×(-K)=-J因HH=J>故冰不会全熔化系统温度为℃。(或者假设冰全部熔化并升温至t根据H=可算出t<故合理值应为)。设冰的熔化量为nmol过程的变化如下:nmolHO(sK)nmolHO(lK)

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