第一章1.5????? 两个容积均为V 的玻璃球泡之间用细管连结,泡内密封着标准状态下的空气。
若将其中的一个球加热到 100 ?C ,另一个球则维持 0 ?C ,忽略连接细管中气体体积,试求该容器内空气的压力。
??? 解:由题给条件知,(1)系统物质总量恒定;(2)两球中压力维持相同。
??????标准状态:因此,1.8 如图所示,一带隔板的容器中,两侧分别有同温、不同压的H 2与N 2,P(H 2)=20kpa ,P(N 2)=10kpa,二者均可视为理想气体。
H 2 3dm 3P(H 2) TN 2 1dm 3P(N 2) T(1)保持容器内温度恒定,抽去隔板,且隔板本身的体积可忽略不计,试求两种气体混合后的压力; (2)计算混合气体中H 2和N 2的分压力; (3)计算混合气体中H 2和N 2的分体积。
第二章2.2 1mol 水蒸气(H2O,g )在100℃,101.325kpa 下全部凝结成液态水,求过程的功。
假设:相对水蒸气的体积,液态水的体积可以忽略不计。
2.11 1mol 某理想气体与27℃,101.325kpa 的始态下,先受某恒定外压恒温压缩至平衡态,在恒容升温至97.0℃,250.00kpa 。
求过程的W,Q,ΔU, ΔH 。
已知气体的体积Cv,m=20.92J*mol -1 *K -1。
2.15 容积为0.1 m 3的恒容密闭容器中有一绝热隔板,其两侧分别为0 ?C ,4 mol 的Ar(g)及150 ?C ,2 mol 的Cu(s)。
现将隔板撤掉,整个系统达到热平衡,求末态温度t 及过程的。
已知:Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为及,且假设均不随温度而变。
??????? 解:图示如下????????????? 假设:绝热壁与铜块紧密接触,且铜块的体积随温度的变化可忽略不计??????? 则该过程可看作恒容过程,因此????????????????????????? 假设气体可看作理想气体,,则2.25 冰(H2O,S)在100kpa下的熔点为0℃,此条件下的摩尔熔化焓ΔfusHm=6.012KJ*mol-1 *K-1。
已知在-10~0℃范围内过冷水(H2O,l)和冰的摩尔定压热容分别为Cpm(H2O,l)=76.28J*mol-1 *K-1和Cpm(H2O,S)=37.20J*mol-1 *K-1。
求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。
O, l)在100 ?C的摩尔蒸发焓。
水和水蒸气在2.26 已知水(H225~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm(H2O,l)=75.75J*mol-1 *K-1和Cpm(H2O,g)=33.76J*mol-1 *K-1。
求在25?C时水的摩尔蒸发焓。
2.29 应用附录中有关物资的热化学数据,计算 25 ?C时反应的标准摩尔反应焓,要求:(1)??? 应用25 ?C的标准摩尔生成焓数据;(2)??? 应用25 ?C的标准摩尔燃烧焓数据。
解:查表知Compound0 0因此,由标准摩尔生成焓由标准摩尔燃烧焓2.31????? 已知25 ?C甲酸甲脂(HCOOCH3, l)的标准摩尔燃烧焓为,甲酸(HCOOH, l)、甲醇(CH3OH, l)、水(H2O, l)及二氧化碳(CO2, g)的标准摩尔生成焓分别为、、及。
应用这些数据求25 ?C时下列反应的标准摩尔反应焓。
?????? 解:显然要求出甲酸甲脂(HCOOCH3, l)的标准摩尔生成焓2.38 某双原子理想气体1mol从始态350K,200kpa经过如下五个不同过程达到各自的平衡态,求各过程的功W。
(1)恒温可逆膨胀到50kpa;(2)恒温反抗50kpa恒外压不可逆膨胀;(3)恒温向真空膨胀到50kpa;(4)绝热可逆膨胀到50kpa;(5)绝热反抗50kpa恒外压不可逆膨胀。
第三章3.9??????? 始态为,的某双原子理想气体1 mol,经下列不同途径变化到,的末态。
求各步骤及途径的。
(1)??? 恒温可逆膨胀;(2)??? 先恒容冷却至使压力降至100 kPa,再恒压加热至;(3)??? 先绝热可逆膨胀到使压力降至100 kPa,再恒压加热至。
解:(1)对理想气体恒温可逆膨胀,?U = 0,因此(2)????? 先计算恒容冷却至使压力降至100 kPa,系统的温度T:(3)??? 同理,先绝热可逆膨胀到使压力降至100 kPa时系统的温度T:????????????? 根据理想气体绝热过程状态方程,?????? 各热力学量计算如下3.15 5mol单原子理想气体从始态300K,50kpa,先绝热可逆压缩至100kpa,再恒压冷却使体积小至85dm3。
求整个过程的W,Q, ΔU, ΔH及ΔS。
3.21绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板,隔板一侧为2 mol的200 K,50 dm3的单原子理想气体A,另一侧为3 mol的400 K,100 dm3的双原子理想气体B。
今将容器中的绝热隔板撤去,气体A与气体B混合达到平衡。
求过程的。
?????? 解:过程图示如下????????????? 系统的末态温度T可求解如下????????????? 系统的熵变????????????? 注:对理想气体,一种组分的存在不影响另外组分。
即A和B的末态体?????????? 积均为容器的体积。
3.22??????? 绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板,隔板两侧均为N2(g)。
一侧容积50 dm3,内有200 K的N2(g) 2 mol;另一侧容积为75 dm3, 内有500 K的N2(g) 4 mol;N2(g)可认为理想气体。
今将容器中的绝热隔板撤去,使系统达到平衡态。
求过程的。
?????? 解:过程图示如下?????? 同上题,末态温度T确定如下?????? 经过第一步变化,两部分的体积和为?????? 即,除了隔板外,状态2与末态相同,因此?????? 注意21与22题的比较。
3.29 已知苯(C6H6)的正常沸点为80.1?C,ΔvapHm=30.878KJ*mol-1。
液体苯的摩尔定压热容Cp,m=142.7J*mol-1 *K-1。
今将40.53kpa,80.1?C的苯蒸气1 mol,先恒温可逆压缩至101.325kpa,并凝结成液态苯,再在恒压下将其冷却至60?C.求整个过程的W,Q, ΔU, ΔH及ΔS。
3.36? 已知在101.325 kPa下,水的沸点为100 ?C,其比蒸发焓。
已知液态水和水蒸气在100 ~ 120 ?C范围内的平均比定压热容分别? 为及。
今有101.325 kPa下120 ?C 的1 kg过热水变成同样温度、压力下的水蒸气。
设计可逆途径,并按可逆途径分别求过程的及。
解:设计可逆途径如下3.40??????? 化学反应如下:(1)??? 利用附录中各物质的数据,求上述反应在25 ?C时的;(2)??? 利用附录中各物质的数据,计算上述反应在25 ?C时的;(3)??? 25 ?C,若始态CH4(g)和H2(g)的分压均为150 kPa,末态CO(g)和H2(g)的分压均为50 kPa,求反应的。
解:(1)?????? (2)?????? (3)设立以下途径3.48? 已知水在77 ?C是的饱和蒸气压为41.891 kPa。
水在101.325 kPa下的正常沸点为100 ?C。
求????????????? (1)下面表示水的蒸气压与温度关系的方程式中的A和B值。
????????????? (2)在此温度范围内水的摩尔蒸发焓。
????????????? (3)在多大压力下水的沸点为105 ?C。
?????????? 解:(1)将两个点带入方程得????????????? ?(2)根据Clausius-Clapeyron方程????????????? ?(3)第四章4.3??????? 在25 ?C,1 kg水(A)中溶有醋酸(B),当醋酸的质量摩尔浓度bB介于和之间时,溶液的总体积?????? ?。
求:(1)??? 把水(A)和醋酸(B)的偏摩尔体积分别表示成bB的函数关系。
(2)??? 时水和醋酸的偏摩尔体积。
解:根据定义???? 当时4.5??????? 80 ?C是纯苯的蒸气压为100 kPa,纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。
两液体可形成理想液态混合物。
若有苯-甲苯的气-液平衡混合物,80 ?C时气相中苯的摩尔分数,求液相的组成。
?????? 解:根据Raoult定律4.7??????? 20 ?C下HCl溶于苯中达平衡,气相中HCl的分压为101.325 kPa时,溶液中HCl 的摩尔分数为0.0425。
已知20 ?C时苯的饱和蒸气压为10.0 kPa,若20?C时HCl和苯蒸气总压为101.325 kPa,求100 g笨中溶解多少克HCl。
?????? 解:设HCl在苯中的溶解符合Henry定律4.21??? 在100 g苯中加入13.76 g联苯(C6H5C6H5),所形成溶液的沸点为82.4 ?C。
已知纯苯的沸点为80.1 ?C。
?????? 求:(1)苯的沸点升高系数;(2)苯的摩尔蒸发焓。
?????? 解:4.24??? 现有蔗糖(C12H22O11)溶于水形成某一浓度的稀溶液,其凝固点为-0.200 ?C,计算此溶液在25 ?C时的蒸气压。
已知水的,纯水在25 ?C时的蒸气压为。
?????? 解:首先计算蔗糖的质量摩尔浓度????????????? 由4.6知,质量摩尔浓度和摩尔分数有以下关系????????????? 假设溶剂服从Raoult定律,则此溶液在25 ?C时的蒸气压4.27??? 人的血液(可视为水溶液)在101.325 kPa下于-0.56 ?C凝固。
已知水的。
求:(1)??? 血液在37 ?C时的渗透压;(2)??? 在同温度下,1 dm3蔗糖(C12H22O11)水溶液中需含有多少克蔗糖才能与血液有相同的渗透压。
解:根据已知条件?????? 稀水溶液条件下,因此?????? 稀水溶液时,渗透压与溶质的性质无关,第五章5.9??? 在真空的容器中放入固态的NH4HS,于25 ?C下分解为NH3(g)与H2S(g),平衡时容器内的压力为66.66 kPa。
(1)??? 当放入NH4HS时容器内已有39.99 kPa的H2S(g),求平衡时容器中的压力。
(2)??? 容器内原有6.666 kPa的NH3(g),问需加多大压力的H2S,才能形成NH4HS解:反应的化学计量式如下?????? 由题给条件,25 ?C下5.11一直下列数据(298.15K):物质C(石墨)H2(g) N2(g)O2(g)CO(NH2)2(s)5.740 130.68 191.6 205.14 104.6-393.51 -285.83 0 0 -631.66物质NH3(g) CO2(g) H2O(g)-16.5 -394.36 -228.57求298.15K下CO(NH2)2的标准摩尔生成吉布斯函数,以及下列反应的。