簡明物理化學(xué)答案

1、1. 2mol 298K，5dm3的He(g)，經(jīng)過下列可逆變化：（1） 等溫壓縮到體積為原來的一半；（2） 再等容冷卻到初始的壓力。等溫壓縮 等容冷卻求此過程的。已知20.8JK-1mol-1。解：體系變化過程可表示為 W=W1+W2=nRTln+0=2×8.314×298×ln0.5=-3435(J) Q=Q1+Q2=W1+U2=-3435+nT=-3435+n(298-298/2) =-3435+(-3716)=-7151(J) U=U1+U2=U2=-3716(J) S=S1+S2=nRln+=2×8.314×ln0.5+2×

2、1.5×=-2818()2. 10mol理想氣體從40冷卻到20，同時(shí)體積從250dm3 變化到50dm3。已知該氣體的=29.20JK-1mol-1，求。解：假設(shè)體系發(fā)生如下兩個(gè)可逆變化過程 250dm3 等溫 50dm3 等容 50dm3 40 S1 40 S2 20S=S1+S2=nRln+ =10Rln+10×(29.20-8.314)×ln =-147.6()3. 2mol某理想氣體(=29.36 JK-1mol-1)在絕熱條件下由273.2K,1.0MPa膨脹到203.6K，0.1MPa求該過程的。解：273.2K 絕熱 203.6K1.0MPa 膨脹

3、 0.1MPa=29.36 =29.36-8.314=21.046 且Q=0U=2×21.046×(203.6-273.2)=-2930(J) W=-U=2930(J)4. 有一帶隔板的絕熱恒容箱，在隔板兩側(cè)分別充以不同溫度的H2和O2，且V1=V2(見圖)，若將隔板抽去，試求算兩種氣體混合過程的（假設(shè)此兩種氣體均為理想氣體）。 1mol O2 1mol H2 10,V1 20,V2 10,V1 20,V2解：先由能量衡算求終溫。O2 與 H2均為雙原子分子理想氣體，故均有=5R/2，設(shè)終溫為T,則 (293.2-T)=(T-283.2) T=288.2K 整個(gè)混合過程可分

4、以下三個(gè)過程進(jìn)行：恒容S1 S31mol,O2,283.2K 1mol,O2,T 恒容S2 在恒溫恒壓下混合達(dá)狀態(tài)1mol,H2,293.2K 1mol,H2,T當(dāng)過程與進(jìn)行后，容器兩側(cè)氣體物質(zhì)的量相同，溫度與體積也相同，故壓力也必然相同，即可進(jìn)行過程。三步的熵變分別為：S1=0.3645. 100g、10的水與200g、40的水在絕熱的條件下混合，求此過程的熵變。已知水的比熱容為4.184JK-1g-1。解：絕熱混合 =- Cm1(t-t1)=-Cm2(t-t2) t為混合后的溫度 t-10=2(40-t) t=30=303.15K S=100+200 =1.40()6. 過冷CO2(l)在

5、59時(shí)其蒸氣壓為465.96kPa，而同溫度下CO2(s)的蒸氣壓為439.30kPa。求在59、101.325kPa下，1mol過冷CO2(l)變成同溫、同壓的固態(tài)CO2(s)時(shí)過程的，設(shè)壓力對液體與固體的影響可以忽略不計(jì)。已知過程中放熱189.54Jg-1.解： CO2(l) CO2(s) 59, G -59, G5G1 CO2(l) CO2(s) -59,(l) -59,(s)G4G2G3 CO2(g) CO2(g) -59,(l) -59,(s) G10,G50 G2=G4=0 G=G3=nRTln=1×8.314×214.2ln=-104.9J G=H-TS H=

6、-189.54×44=-8339.76J S=(H-G)/T=-38.57. 2molO2(g)在正常沸點(diǎn)182.97時(shí)蒸發(fā)為101325Pa的氣體，求此過程的。已知在正常沸點(diǎn)時(shí)O2(l)的6.820kJK-1。解：O2在，182.97時(shí)的飽和蒸氣壓為101.325Pa，該相變?yōu)榈葴乜赡嫦嘧?Q=n 故S=Q/T=n/T=1518. 1mol水在100及標(biāo)準(zhǔn)壓力下向真空蒸發(fā)變成100及標(biāo)準(zhǔn)壓力的水蒸氣，試計(jì)算此過程的，并與實(shí)際過程的熱溫熵相比較以判斷此過程是否自發(fā)。解：S=108.98向真空膨脹，W=0, Q=U=H-=H-nRT=40.67×-8.314×373

7、.2=37.567 Q/T=100.66 SQ/T, 所以此過程為不可逆過程 9. 1molH2O(l)在100，101325Pa下變成同溫同壓下的H2O(g)，然后等溫可逆膨脹到Pa，求整個(gè)過程的。已知水的蒸發(fā)焓40.67kJK-1.解：W1=V=()nRT=3.1kJW2=nRTln=8.314×373.15×ln=2.883kJ故W=W1+W2=5.983kJQ1=n=40.67kJQ2=W2=2.883kJ故Q=Q1+Q2=40.67+2.883=43.55kJ U1=Q1-W1=37.57kJU=U1=37.57kJH1=n=40.67kJH2=0故H=H1+H2

8、=40.67kJS1=Q1/T=109 S2=nRln=8.314×0.93=7.73故S=S1+S2=116.7310. 1mol0，101325Pa的理想氣體反抗恒定的外壓力等溫膨脹到壓力等于外壓力，體積為原來的10倍，試計(jì)算此過程的。解：W=-V=-(V2-V1)=-(10V1-V1)=-V1=-0.9RT=-0.9×8.314×273.15=-2.04kJ Q=-W=2.04kJU=H=0 S=nRln=8.314×ln10=19.14G=H-TS=-5229J-5.23kJF=U-TS=-5229J-5.23kJ11. 若5時(shí)，C5H6(s)的

9、蒸氣壓為2280Pa，-5時(shí)C6H6(l)凝固時(shí)35.65JK-1mol-1，放熱9874Jmol-1，試求-5時(shí)C6H6(l)的飽和蒸氣壓為多少？G解： C6H6(l) C5H6(s) 5, -5,G5G1 C6H6(l) C6H6(s) -5,(l) -5,(s)G4G2G3 C6H6(g) C6H6(g) -5,(l) -5,(s)G10,G50 G2=G4=0 G=G3G=H-TS=-9874-268.2×(-35.65)=-312.67G3=nRTln=1×8.314×268.2×ln=-312.672632Pa12. 在298K 及10132

10、5Pa下有下列相變化：CaCO3(文石) CaCO3(方解石)已知此過程的800, 2.75。試求在298K時(shí)最少需施加多大壓力方能使文石成為穩(wěn)定相？解： CaCO3(文石) CaCO3(方解石) 298K, 298K,G3G1G 2 文石 方解石 298K, 298K, 設(shè)298K,壓力時(shí)，CaCO3(文石) CaCO3(方解石) 這個(gè)反應(yīng)以可逆方式進(jìn)行，即 G2=0 =G1+G 2+G3 = = =2.75×10-6×8002.91×108Pa13. 在3時(shí)，冰的蒸氣壓為475.4Pa，過冷水的蒸氣壓為489.2Pa，試求在-3時(shí)1mol過冷H2O轉(zhuǎn)變?yōu)楸摹?/p>

11、解： H2O(l) H2O(s) 3, G -3,G5G1 H2O(l) H2O(s) -3,(l) -3,(s)G4G2G3 H2O(g) H2O(g) -3,(l) -3,(s) G10,G50 G2=G4=0 G=G3=nRTln=1×8.314×270.2ln =-64.27J14已知298.15K下有關(guān)數(shù)據(jù)如下：物質(zhì)O2(g)CO2(g)H2O(l)/JK-1mol-10-1274.5393.5285.8/JK-1mol-1205.1212.1213.669.9求在298.15K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1mo l-右旋糖與氧反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯自由能。 解：因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)一般是

12、在恒T、恒V下或者在恒T、恒下進(jìn)行，所以求化學(xué)反應(yīng)的最基本公式應(yīng)為 =-T本題求298.15K、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下-右旋糖的氧化反應(yīng)如下:298.15K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 +6 6故的計(jì)算式為（298.15K）的計(jì)算式為（298.15K）=(298.15K)-298.15K×(298.15K)據(jù)題給數(shù)據(jù) (298.15K)= =6(H2O,l)+6(CO2,g)- () =6×(-285.8)+6×(-393.6)-(-1274.5) =-2801.3 kJmol-1 (298.15K)= =6(H2O,l)+6(CO2,g)-(-6(O2,g) =258.3 =(298.15K

13、)-298.15K×(298.15K) =-2801.3-298.15K×258.3×10-3 =-2878.315 生物合成天冬酰胺的為19.25kJmol-1，反應(yīng)式為：天冬氨酸+ 天冬酰胺（無機(jī)焦磷酸） （0）已知此反應(yīng)是由下面四步完成的： 天冬氨酸 -天冬氨酰腺苷酸 (1) -天冬氨酰腺苷酸+ 天冬酰胺 (2) -天冬氨酰腺苷酸 天冬氨酸 (3) (4)已知反應(yīng)(3)和(4)的分別為41.84kJmol-1和33.47kJmol-1，求反應(yīng)(2)的值.解： 反應(yīng)方程式(1)+(2)(0) (1)+(2)= 又有反應(yīng)方程式2×(1)+(2)+(3)

14、-(4)=(0) 2(1)+(2)+(3)-(4)= (1)+(2)=-19.25 2(1)+(2)=-19.25-33.47+41.84(2)=-27.6216固體碘化銀AgI有和兩種晶型，這兩種晶型的平衡轉(zhuǎn)化溫度為146.5，由型轉(zhuǎn)化為型時(shí)，轉(zhuǎn)化熱等于6462Jmol-1。試計(jì)算由型轉(zhuǎn)化為型時(shí)的。解： AgI() AgI() S=Q/T=/T=6462/419.7=15.417試判斷在10及標(biāo)準(zhǔn)壓力下，白錫和灰錫哪一種晶形穩(wěn)定。已知在25及標(biāo)準(zhǔn)壓力下有下列數(shù)據(jù)：物質(zhì)/(Jmol-1)/(JK-1mol-1)/(JK-1mol-1)白錫052.3026.15灰錫219744.7625.73解： Sn(白) Sn(灰) (298.2K)=-2197(298.2K)=44.76-52.