2022年《简明物理化学》第二章答案

1、优秀学习资料欢迎下载1.2mol 298k ，5dm3的 he(g)，经过下列可逆变化：（1）等温压缩到体积为原来的一半；（2）再等容冷却到初始的压力。求此过程的qwuhs、和。已知),(,ghecmp20.8j?k-1?mol-1。解：体系变化过程可表示为w=w1+w2=nrtln12vv+0=28.314298 ln0.5=-3435(j) q=q1+q2=w1+u2=-3435+nmvc, t=-3435+nmvc,(298-298/2) =-3435+(-3716)=-7151(j) u=u1+u2=u2=-3716(j) s=s1+s2=nrln12vv+21,ttmvtdtnc=2

2、 8.314ln0.5+21.58.314ln0.5 =-2818(1kj) 2.10mol 理想气体从40冷却到20，同时体积从250dm3变化到50dm3。已知该气体的mpc,=29.20j?k-1?mol-1，求s。解：假设体系发生如下两个可逆变化过程250dm3 等温50dm3 等容50dm3 40s1 40s220s=s1+s2=nrln12vv+21,ttmvtdtnc=10rln25050+10(29.20-8.314) ln4015.2732015.273=-147.6(1kj) 3.2mol 某理想气体 (mpc,=29.36 j?k-1?mol-1)在绝热条件下由273.2

3、k,1.0mpa 膨胀到 203.6k，0.1mpa 求该过程的qwuhs、和。解： 273.2k 绝热203.6k 1.0mpa 膨胀0.1mpa等温压缩等容冷却精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载mpc,=29.3611molkjmvc,=29.36-8.314=21.0461kj且 q=0 u=21,ttmvdtnc

4、=221.046(203.6-273.2)=-2930(j) w=- u=2930(j) 4.有一带隔板的绝热恒容箱，在隔板两侧分别充以不同温度的h2和 o2，且 v1=v2(见图 )，若将隔板抽去，试求算两种气体混合过程的s（假设此两种气体均为理想气体）。解：先由能量衡算求终温。o2 与h2均为双原子分子理想气体，故均有mvc,=5r/2，设终温为 t,则)(2,hcmv(293.2-t)=)(2,ocmv(t-283.2) t=288.2k 整个混合过程可分以下三个过程进行：1mol,o2,283.2k 1mol,o2,t在恒温恒压下混合达状态1mol,h2,293.2k 1mol,h2,

5、t当过程与进行后，容器两侧气体物质的量相同，温度与体积也相同，故压力也必然相同，即可进行过程。三步的熵变分别为：s1=)(2,ocmv2.2832.288ln=2.2832.288ln314.8251kj=0.3641kj5.100g、10的水与200g、40的水在绝热的条件下混合，求此过程的熵变。已知水的比热容为 4.184j?k-1?g-1。解：绝热混合0放吸qq1mol o2 1mol h2 10,v120 ,v2 恒容 s1 恒容 s2 s3 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - -

6、-精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载吸q=-放qc?m1(t-t1)=-c?m2(t-t2) t 为混合后的温度21002001221mmttttt-10=2(40-t) t=30 =303.15k s=10015.28315.303lnpc+20015.31315.303lnpc=1.40(1kj) 6.过冷 co2(l)在 59时其蒸气压为465.96kpa，而同温度下co2(s)的蒸气压为439.30kpa。求在 59、 101.325kpa 下， 1mol

7、 过冷 co2(l)变成同温、同压的固态co2(s)时过程的s，设压力对液体与固体的影响可以忽略不计。已知过程中放热189.54j?g-1. 解：co2(l) co2(s) 59 ,pg -59 ,pco2(l) co2(s) -59, p(l) -59, p(s)co2(g) co2(g) -59, p(l) -59, p(s) g10, g50 g2=g4=0 g=g3=)()(splpvdp =nrtln)()(lpsp=18.314214.2ln96.46530.439=-104.9j g=h-t s h=-189.54 44=-8339.76js=(h-g)/t=2.214)9.10

8、4(76.8339=-38.51kj7.2molo2(g)在正常沸点182.97时蒸发为101325pa 的气体， 求此过程的s。已知在正常沸点时 o2(l)的mvaph6.820kj?k-1。解： o2在p， 182.97时的饱和蒸气压为101.325pa，该相变为等温可逆相变q=nmvaph故s=q/t=nmvaph/t=97.18215.27310820.623=1511kj g1 g5 g2 g4 g3 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - -

9、 - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载8.1mol 水在 100及标准压力下向真空蒸发变成100及标准压力的水蒸气，试计算此过程的s，并与实际过程的热温熵相比较以判断此过程是否自发。解： s=thmvap=2.3731067.403=108.9811molkj向真空膨胀，w=0, q=u= h-)( pv =h-nrt=40.67 310-8.314373.2 =37.5671molkjq/t=2.373567.37=100.6611molkjsq/t, 所以此过程为不可逆过程9.1molh2o(l) 在

10、100， 101325pa 下变成同温同压下的h2o(g) ，然后等温可逆膨胀到4104pa，求整个过程的s。已知水的蒸发焓mvaph40.67kj?k-1.解： w1=外pv=p(水ohmpnrt2)nrt=3.1kj w2=nrtln21pp=8.314373.15 ln40000101325=2.883kj 故 w=w1+w2=5.983kj q1=nmvaph=40.67kj q2=w2=2.883kj 故 q=q1+q2=40.67+2.883=43.55kj u1=q1-w1=37.57kj u= u1=37.57kj h1=nmvaph=40.67kj h2=0 故h=h1+h2

11、=40.67kj s1=q1/t=15.3731067.403=1091kjs2=nrln21pp=8.3140.93=7.731kj故s=s1+s2=116.731kj精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载10.1mol0， 101325pa 的理想气体反抗恒定的外压力等温膨胀到压力等于外压力，体积为原来的 10 倍，试计

12、算此过程的qwuhsgf、和。解： w=-外pv=-外p(v2-v1)=-外p(10v1-v1) =-109pv1=-0.9rt=-0.9 8.314273.15=-2.04kj q=-w=2.04kj u=h=0 s=nrln12vv=8.314ln10=19.141kj g=h-t s=-5229j-5.23kj f=u-t s=-5229j-5.23kj 11.若5时， c5h6(s)的蒸气压为2280pa，-5时 c6h6(l)凝固时ms35.65j?k-1?mol-1，放热 9874j?mol-1，试求 -5时 c6h6(l)的饱和蒸气压为多少？解：c6h6(l) c5h6(s) 5

13、, p-5, pc6h6(l) c6h6(s) -5, p (l) -5, p(s)c6h6(g) c6h6(g) -5 , p(l) -5, p(s) g10,g50 g2=g4=0 g=g3g=h-t s=-9874-268.2(-35.65)=-312.671moljg3=)()(splpvdp =nrtln)()(lpsp=18.314 268.2ln)(2280lp=-312.67 )(lp2632pa 12.在 298k 及 101325pa下有下列相变化：caco3(文石 ) caco3(方解石 ) g1 g5 g2 g4 g3 g精品学习资料 可选择p d f - - - -

14、- - - - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载已知此过程的mtrsg 8001molj, mtrsv2.7513molcm。试求在298k 时最少需施加多大压力方能使文石成为稳定相？解：caco3(文石 ) caco3(方解石 ) 298k,p298k,p文石方解石298k, p298k, p设 298k,压力 p时， caco3(文石 ) caco3(方解石 ) 这个反应以可逆

15、方式进行，即g2=0 mt r sg=g1+g 2+g3=ppppppppdpvdpvdpvdpv2121=ppdpvv)(21mtrsv)(pp=2.7510-6)101325( p800 p2.91108pa 13.在3时，冰的蒸气压为475.4pa，过冷水的蒸气压为489.2pa，试求在 -3时 1mol 过冷h2o 转变为冰的g 。解：h2o(l) h2o(s) 3, pg -3, ph2o(l) h2o(s) -3, p (l) -3, p(s)h2o(g) h2o(g) -3 , p(l) -3, p(s) g10,g50 g2=g4=0 g=g3=)()(splpvdp =nrt

16、ln)()(lpsp=18.314270.2ln2.4894.475=-64.27j g1 g5 g2 g4 g3 g1 g3 g 2 精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载14已知 298.15k 下有关数据如下：物质o2(g) )(6126sohcco2(g) h2o(l) mfh/j?k-1?mol-10 -1274.

17、5 393.5 285.8 bs/j?k-1?mol-1205.1 212.1 213.6 69.9 求在298.15k 标准状态下，1mo l -右旋糖)(6126sohc与氧反应的标准摩尔吉布斯自由能。解：因为化学反应一般是在恒t、恒 v 下或者在恒t、恒 p下进行，所以求化学反应的g 最基本公式应为)(tgmr=)(thmr-t)(tsmr本题求 298.15k 、标准状态下 -右旋糖的氧化反应如下: )(6126sohc+6)(2go6)(6)(22lohgco故的计算式为mrg（298.15k ）的计算式为mrg（298.15k ）=mrh(298.15k)-298.15k mrs(

18、298.15k) 据题给数据mfh(298.15k)=)15.298(khmfb=6mfh(h2o,l)+6mfh(co2,g)- mfh(sohc,6126) =6(-285.81molkj)+6(-393.61molkj)-(-1274.51molkj) =-2801.3 kj?mol-1 mrs(298.15k)= )15.298(ksmb=6ms(h2o,l)+6ms(co2,g)-ms(),(6126sohc-6ms(o2,g) =258.311molkj)15.298(kgr=mrh(298.15k)-298.15k mrs(298.15k) =-2801.31molkj-298.

19、15k 258.310-31molkj=-2878.31molkj298.15k 标准状态下mrmrmrshg,精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - -精品学习资料 可选择p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - -优秀学习资料欢迎下载15 生物合成天冬酰胺的mrg为 19.25kj?mol-1，反应式为：天冬氨酸 +4nhatp天冬酰胺ppiamp（无机焦磷酸）（0）已知此反应是由下面四步完成的：天冬氨酸a

20、tp -天冬氨酰腺苷酸ppi(1) -天冬氨酰腺苷酸+4nh天冬酰胺amp(2) -天冬氨酰腺苷酸oh2天冬氨酸amp(3) atpoh2ampppi(4) 已知反应 (3)和(4)的mrg分别为 41.84kj?mol-1和 33.47kj?mol-1，求反应 (2)的mrg值. 解：反应方程式 (1)+(2)(0) mrg(1)+mrg(2)= mrg又有反应方程式2(1)+(2)+(3)-(4)=(0) 2mrg(1)+mrg(2)+mrg(3)-mrg(4)=mrgmrg(1)+mrg(2)=-19.25 2mrg(1)+mrg(2)=-19.25-33.47+41.84 mrg(2)=-27.621molkj16固体碘化银agi 有 和 两种晶型，这两种晶型的平衡转化温度为146.5，由 型转化为型时，转化热等于6462j?mol-1 。试计算由 型转化为 型时的s。解：agi( ) agi( ) s=q/t=mrh/t=6462/419.7=15.411molkj17试判断在10及标准压力下，白锡和灰锡哪一种晶形稳定。已知在25及标准压力下有下列数据：物质mfh/(j?mol-1) 298,ms/(j?k-1?mol-1) mpc,/(j?k-1?mol-1) 白锡0 52.30 26.15