简明物理化学第三次作业参考答案与分析

1、.思考题：11. 本题的知识点为标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓及反应进度的理解：在一定温度下，由标准状态下的稳定单质反应生成1mol标准状态的化合物B的反应称为化合物B的生成反应，该反应的摩尔焓变称为化合物B的标准摩尔生成焓物质B的标准摩尔燃烧焓定义为：在温度为T及标准压力p下，1mol物质B完全燃烧时的标准摩尔焓变，完全燃烧是指被燃烧物质变成了最稳定的氧化物或单质。反应进度与化学反应方程式的写法有关解答：H1是CO(g)的标准摩尔生成焓；不是C(s)的标准摩尔燃烧焓，因为CO(g)不是C(s)完全燃烧的产物。 H2不是CO2(g)的标准摩尔生成焓，因为不是有稳定单质生成CO2，CO(g)不是

2、单质；是CO(g)的标准摩尔燃烧焓。H3是H2O(g)的标准摩尔生成焓；不是H2(g)的标准摩尔燃烧焓，因为生成是气体水，而不是液态的水。H4不是H2O(l)的标准摩尔生成焓，因为生成了2mol 的H2O(l)。2本题的知识点为：重点为S在不同情况下的计算 对于理想气体 等温可逆过程中 S=nR=nR 等压变温过程中 S=CP 等容变温过程中 S=CVT1=298KV1=5dm3P1=?T1=298KV2=2.5dm3P2=?T2=? V2=2.5dm3P1=?等温压缩等容冷却如图所示，由题意得该过程有两个阶段： 1mol 单原子理想气体 PV=nRT 始态： T1=298K V1=5dm3

3、P1=495.51kPa过渡态：T1=298K V2=2.5dm3 P1=991.02kPa末态： T2=149K V2=2.5dm3 P1=495.51kPa等温过程中：U1=0 H1=0 Q1=W1=nRT1= -1.72kJ S1=nR= -5.76J/K等容过程中：W2=0Q2=U2=nCV,m(T2-T1)=-1.86kJ S2=CV,= -8.65J/KH2=nCP,m(T2-T1)=-3.10kJ Q=-3.58kJ W=-1.72kJ U=-1.86kJ H=-3.10kJ S= -14.41J/K3 （1）T1,P1,V1T1,P3,V2T1,P2,V3T2,P2,V2等温可

4、逆等温可逆等容过程等压过程始态末态对于理想气体 等温可逆过程中 S=nR=nR等压变温过程中 S=CP=nCP,m等容变温过程中 S=CV=nCV,m S=nR+CV=nR+CP（2） 由题一证明所得，将He(g)的状态带入即可； S=nR+CV=nR+CP= -86.6J/K4 本题的知识点： 利用绝热等容的条件，求出系统的内能的变化 进一步熟悉，定量理想气体经过任一途径变化的熵变的计算过程1mol O210C,V1mol N220C,V由于系统处于绝热且等容，U=UO2+UN2=0 T1=10C T2=20C and CV,m=CP,m-R相等T=15CUO2=nCV,m(T-T1) SO

5、2T1，V，P1T，2V，PUN2=nCV,m(T-T2)对于 O2而言，其经历过称为SN2T2，V，P2T，2V，P对于 N2而言，其经历过称为由习题三的证明结论，带入SO2=nR+CV S=2nR+ (CP,m-R)SN2=nR+CVS=(11.526+0.006)J/K=11.53J/K或者利用公式：S=nR+CP 求出O2 和N2系统前后的压强变化5本题的知识点：正确理解该题过程中物理变化过程；等压变温下的熵变计算方法： S=CP等温等压下的相变过程中熵变：S1=H/T(1) 由题意得，该过程可分成如下步骤：冰到末态的水 Q冰200g H20(s) 273.15K200g H20(l)

6、 273.15K200g H20(l) T Q1Q2 200g H20(l) 363.15K200g H20(l) T初态水到末态水 Q水 由题意得，该过程在绝热容器中进行 U总=0该题利用系统内能的变化进行解答更专业，用Q=0不专业 U总=U冰+U水=0 U冰=U1+U2 U1=nfusHm(H20,s) T=278.43KU2=nCP,m（T-273.15）U水=nCP,m（T-363.15）(2) 该过程中的熵变S 对于S1而言，为等温等压下的相变过程中熵变S1=H/T=nfusHm(H20,s)/T=244.22J/K 对于S2而言，为等压变温下的熵变S2=nCP,m=16.02J/K

7、 S=37.98 J/K 对于S水而言，为等压变温下的熵变S水=nCP,m=-222.30J/K6 本题的知识点：如何构建合适的路径实现实验中所需过程；进一步熟悉，定量理想气体经过任一途径变化的熵变的计算过程 由题意得，设计以下途径1 mol H20(g)373 K101.325 kPa1 mol H20(l)368 K101.325 kPa1 mol H20(g)368 K101.325 kPa1 mol H20(l)373 K101.325 kPaSS2S3S1 对于该过程，S=S1+S2+S3 对于S1而言，为等压变温过程中的熵变 S1=nCP,m(l) 对于S2而言，为等温等压下的相变过程中熵变 S=S1+S2+S3 S2=H/T=nH(H20,g)/T = 109.5J/K 对于S3而言，为等压变温过程中的熵变 S1=nC