武汉大学物理化学复习题

气体的夕女性质

1.1物质的体膨胀系数%"与等温压缩率叼的定义如下

1W

3一e

试推出理想气体的％,小与压力、温度的关系。

解：根据理想气体方程9/二/火?

1.5两个容枳均为1/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100C,另一个球则维持0C,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，（D系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。

标准状态：=101.325kPa,T=273.15K

Q—Q

n

27

A=W1.32Skh

7^-273.UE

因比,

〃二空,十町二叱十二

12

RTXRT2RTY

27315、

ZL=2x101.325.=117.0(kPa)

373.15；

1.9如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。

（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，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）隔板抽取前后，上及M的摩尔体积是否相同？

（3）隔板抽取后，混合气体中Hz及用的分压立之比以及它们的分体积各为若干？

解：（1）等温混合后

1此+&N2_（P%10%,）长7_

。一（加+元）-［育向底;

即在上述条件下混合，系统的压力认为PO

（2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？

（3）根据分体积的定义

33

r（H2）=3dm,r（N2）=ldm

对于分压

X(N2)=1-X(H2)=^

^(H2)：XN2)=3:1

1.11室温下一高压釜内有常压的空气，为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如

下：向釜内通氮气直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。重:复三次。求釜内最

后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。

解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压D混合气外的摩尔分数不变。

设第一次充氮气前，系统中僦的摩尔分数为y（°J,充氮气后，系统中氧的摩尔分数为

则，=y（02）x。=乃（。2）=^（。2）/4。重复上面的过程，第〃次充氮气后，系统的摩尔分

数为

入（。2）=八-1（。2）/4="5）/4，

因此

乃（Ojr。）/43=0.313%。

1.13今有0C,40.530kPa的N2气体，分别用理想气体状态方程及vanderWaals方程计算其摩尔体

积,实验值为70.2cm⑶.mol".

解：用理想气体状态方程计算

生二8314x273；5=5.60x10-5m3.molt=56.0cm3.mol-1

p40530x103

用vanderWaals计算，查表得知，对于此气（附录七）

以二140.8x1O'pa.皿6•mol々，占=39.13x10、n?•molt

p+-2（/-B）=R/T

嗫J,用MalLabfzero函数求得该方程的解为

由于体积不变(忽略水的任何体积变化)，373.15K时空气的分压为

(air)=^-^(3^)=^^(101.325-3.567)=121.595kPa

由于容器中始终有水存在，在373.15K时，水的饱和蒸气压为101.325kPa,系统中水蒸

气的分压为101.325kPa,所以系统的总压

p2=p2(air)+p(H2O,373.15K)=121.595+101.325=222.92kPa

热力学第一定律

2.5始态为25C,200kPa的5mol某理想气体，经途径a,b两不同途径到达相同的末态。途经a先

经绝热膨胀到-28.47C,100kPa,步骤的功网=一5.57kJ；再恒容加热到压力200kPa的末态，步

骤的热2=25.42kJ。途径b为恒压加热过程。求途径b的网及

解：先确定系统的始、末态

对于途径b,其功为

线=飞＞(警一等)

=-5x8314x200x10^x(^-2^^7.940^

根据热力学第一定律

网+2=区+@

7.Qb=唯+2「网=-5.57+25.42-(-7940)=2779kJ

2.64mol的某理想气体，温度升高20C,求AH-AU的值。

解：根据烙的定义

-&U=心哈

而对理想气体pV^nBT

7

：.ZV/-AZ7=A（«JR7）=«AA7=4x8,314x20=665,121

2.102mol某理想气体，=I**。由始态WOkPa,50dm3,先恒容加热使压力体积增大到150dm3,

再恒压冷却使体积缩小至25dm\求整个过程的

W.Q^UAH

解：过程图示如下

由于Pi匕=外匕，则岂二看，对有理想气体和△沙只是温度的函数

\H=AU=U

该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的

W=一%破=_pM=-200xl03x(25xW3-50xW3)

=5.00kJ

根据热力学第一定律

Q=LV-J7=0-5.00=-5.00kJ

2.13已知20C液态乙醉CHRH,1)的体膨胀系数W=l・12xl。-K-,等温压缩率

右=1.11x10“Pa”,密度0=0.7893g•cm：摩尔定压热容C’m=114.30「molK。求c)

液态乙醉的,尸皿。

解：由热力学第二定律可以证明，定压摩尔热容和定容摩尔热容有以下关

嗫

嗫

6n0“£6

C’.m-C「m=噩HT+n二

十

肉

.CT宓

马M

H不

%以;TMa}

kTkTr

_293.15'46.05'(1.12'ICT'J，I。-6

-=18.49JMO「ixK

1.1?W9t0.7893

\C=C^-18.49=114.30-18.49=95.81of

系VJU

2.14容积为27小的绝热容器中有一小加热器件，器壁上有一小孔与100kPa的大气相通，以维持容器内

空气的压力恒定。今利用加热器件使器内的空气由0C加热至20C,问需供给容器内的空气多少热量。

已知空气的C-=20.4「moL,K，

假设空气为理想气体，加热过程中容器内空气的温度均匀。

解：在该问题中，容器内的空气的压力恒定，但物质量随温度而改变

。=J「T；叱RT0Cp'^AT-ERLCp^Ini

100X103X27八，293.15

------------------x(20.4+8.314)xIn----------=659kJT

8.314273.15

注：在上述问题中不能应用C-A,虽然容器的体积恒定。这是因为，从

小孔中排出去的空气要对环境作功。所作功计算如下：

在温度7•时，升高系统温度dr,排出容器的空气的物质量

为

1dT

由=

R[TT+盯」R|_T(T+dT)_|RT2

体积增量为dr=—d«=^dT

所作功

*-PJdV=-pJ3dT=-p/吟

叫JrtT4

这正等于用C"A和’Em所计算热量之差。

2.15容积为0.1nV5的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0C,4mol的Ar(g)及150C,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£及过程的AN。已知：Ar(g)和Cu(s)

的摩尔定压热容,尸皿分别为20.786J•mol-1•K”及24.435JmoK1-K”,且假设均不随温度而变。

解：图示如下

Ar(g)Cu(s)&g)Cu(s)

w=4moln=2mol=4moln=2mol

r=o℃r-150℃T

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

式Ar,g)CKtt(Ar,g)[z-Z(Ar,g)]=«(Cu,s)CKni(Cu,S)L(CU,S)T]

_力(Cu,s)Cym(Cu,s》(Cu,s)

〃(Ar,g)Cyni(Ar,g)+?3(Cu,s)Crm(Cu,s)

2x24.435x150…小厂

----------------------------=7423C

此4x(20.786-8.314)+2x24.435

假设气体可看作理想气体，则

LH=〃(Ar.g)C“mAz+〃(Cu,s)CV,mAr

=4x20.784x(74.23-0)+2x24.435x(150-74.23)

=2.47kJ

2.16水煤气发生炉出口的水煤气的温度是1100C,其中CO(g)和H?(g)的摩尔分数均为().5。若每小时

有30()kg的水煤气由1100C冷却到100C,并用所收回的热来加热水，是水温由25C升高到75C.

求每小时生产热水的质量。CO(g)和H2(g)的摩尔定压热容与温度的函数关系查本书附录，水(H?。,/)

的比定压热容C,=4184Jg-K二

解：300kg的水煤气中C0(g)和也(g)的物质量分别为

m_300xl03

匕(CO)=〃(Hj==104mol

〃((：0)+〃(比厂28+2

300kg的水燥气由1100C冷却到100C所放热量

X

Q=n(CO)^C,a(CO)dT+n(H2)6^C.a(H2)dr

=M(CO>各6.537g・^>4--7.6831'10一口；•11.172'否.

g23

+n(H2)&6.8心©+L4.347'10-(1・>>L0.3265'1U'

=yi(CO)j3.217(^-4)+6.0151'ICT3c2.0.4995,2'咨・邛R

=6.2454'10'kJ

设生产热水的质量为m，则

f(75-25)=是二等需二2985.4/

2.18单原子理想气体A于双原子理想气体B的混合物共5mol,摩尔分数为=04,始态温度4=400K,

压力Pi=200kPa。今该混合气体绝热反抗恒外压0=10°"a膨胀到平衡态。求末态温度心及过程的

W4UAH

解：过程图示如下

A+BA+B

M=3mol

1>〃B-2mol

oovtatph：=100kPaT2

♦=200kPaPI-100kPa

分析：因为是绝热过程，过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形

势圻交换的能量。因此,

AU=纯△展鼠（A）+的0m（B）,

35

CFm=-RCFm=-R

单原子分子’2,双原子分子’2

P/警一管卜仔物从+羡物B伍-幻

4._5R4+知'Pm二"及幻一看)

Pi2

7；=f^L+—V/(5+=331.03K

IP12J八2)

由于对理想气体〃和〃均只是温度的函数，所以

AC7=yAA7,=yx8.314x(331.03-400)=5.448kJ

AH=鼠。“(A)+%C,,m(B)^=^4331.03-400)=-8.315kJ

乙

0=0,J7=AZ7=5.448kJ

2.19在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板的两侧分别为2mol,0C的单原子理想气体A及5mol,

100C的双原子理想气体B,两气体的压力均为100kPa。活塞外的压力维持在100kPa不变。今将容器

内的隔板撤去，使两种气体混合达到平衡态。求末态的温度7及过程的印，A27。

解：过程图示如下

假定将绝热隔板换为导热隔板，达热平衡后，再移去隔板使其混合，则

T_限。J1M(A)?\!(B总1

2x(5K⑵x273.15+5x(7A/2)x373.15

=350.93K

2x(5R/2)+5x(72/2)

由于外压恒定，求功是方便的

W=_pZ=_p0鼠+的)网J+

P\PAIPBI)\

~—&[("A+为"一(力A「1+〃B"1)]

=-8,314x[?x353.93-(2x273.15+5x373.15)]=-369,6J

由于汽缸为绝热，因此

^U=W=-369.6J

△H=△〃+}/-仿A】L+PBMI)]

=△27+如7-鼠&+勺西】)]

=-369.6+8.314x[7x350.93-(2x273.15+5x373.15)]

=0J

2.20在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。隔板靠活塞一侧为2mol,0C的单原子理想气体

A,压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为6moi,100C的双原子理想气体B,其体积恒定。今

将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热板，求系统达平衡时的r及过程的

解：过程图示如下

A

®2mol

7;产273.15

P

B

=6mol

加=373.15

显然，在过程中A为恒压，而B为恒容，因此

〃Aq.m（A）（T-7kJ=%G,m（B）（"i-7j

工_限。j1M,月1+«BCFni（B）7^i

-.Jm（A）+的Cv,m（B）

2x（5K/2）x273.15+6x（5K/2）x373.15

=348.15K

2xl5A/2）+6x（5A/2）

同上题，先求功

=FA£（丁一为J二_2X&314X（348.15-273.15）=-1.247kJ

同样，由于汽缸绝热，根据热力学第一定律

AZ7=^=-1.247kJ

（A）（T—7；J+%Bg,m

=2x（5A/2）x（348.15-273.15）+6x（7A/2）x（348.15-373.14）

=-1.247kJ

2.235mol双原子气体从始态300K,200kPa,先恒温可逆膨胀到压力为50kPa,在绝热可逆压缩到末

态压力200kPa。求末态温度r及整个过程的。，犷au及AN,

解：过程图示如下

要确定四，只需对第二步应用绝热状态方程

、（r-l如

对双原子气体

因此

/叨’200/

二%立=300x

丸=445.20K

由于理想气体的〃和〃只是温度的函数,

AZ7=冏Cy,m伉一£）=5x（5划2卜@45.8—300）=15.15kJ

LH=nCf^（7；-7；）=5x（7^/2）x（445.8-300）=21.21kJ

整个过程由于第二步为绝热，计算热是方便的。而第一步为恒温可逆

△。1=0

:.Q=Q1=-W1=欣Tin%二成Tin包

匕外

=5x8.314x300xln—=17.29kJ

50

^=△27-2=15.15-17.29=-2.14kJ

2.24求证在理想气体厅［/图上任一点处，绝热可逆线的斜率的绝对值大于恒温可逆线的绝对值。

证明：根据理想气体绝热方程,

烈铿=1

Qi需《就得’=巧中,且=逮”7.忆g,因此

能^=-nRTgV^Vg-1/、

。因此绝热线在5】，匕）处的

斜率为

器lL=f"gy%，」=一等

恒温线在&】“）处的斜率为

nRT

片匕。由于g>L因此绝

热可逆线的斜率的绝对值大于恒温可逆线的绝对值。

2.25一水平放置的绝热恒容的圆筒中装有无摩擦的绝热理想活塞，活塞左、右两侧分别为50dm」的单原

子理想气体A和50dn?的双原子理想气体B。两气体均为0C,100kPa。A气体内部有一体积和热容均

可忽略的电热丝。现在经过通电缓慢加热左侧气体A,使推动活塞压缩右侧气体B到最终压力增至200kPa。

求：

（1）气体B的末态温度”。

（2）气体B得到的功外。

（3）气体A的末态温度痣。

（4）气体A从电热丝得到的热

解：过程图示如下

由于加热缓慢，B可看作经历了一个绝热可逆过程，因此

=273.15x

画=332.97K

功用热力学第一定律求解

郎=AU=%Cym-T)=喘.言•(n—7)

1x1Z

第(…”竺。。普工嗔3*273”)

=2.738kJ

气体A的末态温度可用理想气体状态方程直接求解,

4*

nR

pV100X103X50X10-3

n-----=--------------------=2.2017mol

RT8.314x273.15

2.2017x8.314x332.97

嗫=2/-%=2x50x10-3-=69.53dm3

200xl03

将A与B的看作整体，十二0,因此

QM=&U=~金m(A上-竹+的(B)("-T)

=2.2015x—(759.69-273.15)+—(332.97-273.15)

22

=16.095kJ

2.25在带活塞的绝热容器中有4.25mol的某固态物质A及5mol某单原子理想气体B,物质A的

=24.454J-mol始态温度方=400K,压力0=200通。今以气体B为系统，求经可

逆影胀到。2=50kPa时，系统的冬及过程的。，忆

解：过程图示如下

将A和B共同看作系统，则该过程为绝热可逆过程。作以下假设（1）固体

B的体积不随温度变化：（2）对固体吟则

dU=除4m（A）+电CVm（B）W=-竽d，

从而

”Cy,m（A）+%C-（B））n多=-%Kln2=电Rin包一%&必得

看匕Pi看

In0=f---------W--------—

看除Om（A）+逛％,JB）JP]

5x8.31450

-4.25x24.454+5（5x8.314/2）200

=-0.2773

7；=400exp（-0.2773）=303.15K

对于气体B

AU=与盘卬（B）AT=5x3x8314X（303.15-400）=-6.039kJ

2

LH=与力皿（B,T=5f3.X（303.15-400）=-10.07kJ

2

Q=f（B）=Y25x24454x（303.15-400）=10.07kJ

f7=AZ7-e=-6.039-10.07=-16.11U

2.26已知水（HO1）在100C的饱和蒸气压P.=l0L325kPa,在此温度、压力下水的摩尔蒸发焰

△吨*m=40.668kJ•mol。求在在］0。c,101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的

。设水蒸气适用理想气体状态方程式。

解：该过程为可逆相变

103

bH=..-------------X40.668=-2257kJ

wm18.0184

恒压，C=A//=-2257kJ

nRT103

印=一'4△/=_%Px8,3：4x373.15

18,0184

=172.2kJ

ZJ=W+Q=-2257+172,2=-2085kJ

2.28已知100kPa下冰的熔点为0°C,此时冰的比熔化燧热口他方=333.3J.8二水的平均定压热

容3=4184J>gxK。求在绝热容器内向1kg50°C的水中投入0.1kg0°C的冰后，系统末

态的温度。计算时不考虑容器的然容。

解：经粗略估算可知，系统的末态温度/应该高于0°C,因此

心。口如我+外用0）=^^弓（50-T）

、7_5%叫_50'4.184'1000-100,333.3

==-0000+100）'4184

=38.21℃

2.29已知100kPa下冰的熔点为0°C,此时冰的比熔化焰热口恒”=333.31.屋.水和冰的平均定压

热容弓分别为4/84J氾】xK”及2.000J阳密.】。今在绝热容器内向ikg50°C的水中投入0.8kg

温度-20°C的冰。求；

（1）末态的温度。

（2）末态水和冰的质量。

解：1kg50°C的水降温致0°C时放热

2=弓（water）DT=1000'4.184'50=209.2kJ

0.8kg-20°C的冰升温致0°C时所吸热

2=%EGce）DT=800'2.00^20=32.0kJ

完全融化则需热

Qa=缁eD他我=800'333.3=266.64kJ

因此，只有部分冰熔化。所以系统末态的温度为0°Co设有冽盍的冰

熔化，则有

、演仁外脸r弓QaterX=・丁）络96英*・零X

演不

_1000'4,184'50-800'2.000'20

3333

=531.65g

系统冰和水的质量分别为

哪=80D-531.65=268.34g

山=1300+531.65=1531.65g

2.30蒸汽锅炉中连续不断地注入20°C的水，将其加热并蒸发成180°C,饱和蒸汽压为1.003MPa的

水蒸气。求生产1kg水蒸气所需要的热量。

己知：水G1?。，?）在100°C的摩尔蒸发燧D呻*m=40.668kJ>tnol，水的平均摩尔

定压热容4皿=75.32JMIO「IXK",水蒸气G%°，g）的摩尔定压热容与温度的函数关系见附录。

解：将过程看作是恒压过程（尸=L003MPa）,系统的初态和末态分别为

°20yl.003MPa）和（g,150yi.003MPa）。插入平衡相变点

（100℃‘100kPa）,并将蒸汽看作理想气体，则过程的焰变为

373.15_453.15

DHi晨15力gC）d7+加a+”6,3。（g，7>7

（注：压力对凝聚相燧变的影响可忽略，而理想气体的燧变与压力无关）

查表知

Jm（g，7）=29.16+14.49'337.2.022'lO^T2

因此,

D耳m=75.32'80+40.668'1CP+2916'50+

W1°"(373.15”293,152)-(453,153-373.153)

=49.385kJrniof1

DH=匕DHm=49.072=2.741MJ

18,015

e/=D^=2.741MJ

2.31100kPa下，冰(IM),s)的熔点为0C。在此条件下冰的摩尔融化热=6.012kJtnorK"

已知在TOC~0C范围内过冷水(H?0,1)和冰的摩尔定压热容分别为

C“(HQl)=7628「mol-LK-1%.(HQs)=3720J-moL,K：求在常压及.I。c下过冷

水结冰的摩尔凝固焰。

解：过程图示如下

平衡相变点(

273.15K,101.325*因此

(E2Q1)(273.15-263.15)-葭4

+0m(HQs)(263.15-273.15)

=75.75xlO-6.012xlO3-37.30x10

=-5.621kJ

2.3325C下，密闭恒容的容器中有10g固体奈G此(s)在过量的。的g)中完全燃烧成C&(g)和也0(1)。

过程放热401.727kJ,求

⑴C10H8(S)+12O2(g)===10CO2(g)+4H2O(1)的反应进程；

(2)。瓦⑶的4口：；

⑶GoH8（s）的4〃：；

解.：(1)GM的分子量4=128,174,反应进程4=1O/屈=78.019mmol。

(2)8/=e/^=-401.727/(78.019xl0-3)=-5149kJmo「：

△㈤-=LnRT

3

△c"：=-AcZ7；+LnRT=-5149x10-2x8.314x298.15

(3)=-5154kJmol_1

2.34应用际录中有关物资在25C的标准摩尔生成烙的数据,计算下列反应在25C

时的勾耳：及与比。

(1)4NH3(g)+5Oz(g)==4NO(g)+6HQ(g)

(2)3NO2(g)+H2O(/)==2HNO3(/)+NO(g)

⑶FeQ3b)+2C(g尸即人&)==2F.)+3CO(g)

解：查表知

NHa(g)NO(g)H.O(g)HQ⑴

△㈤/kJmolt-46.1190.25-241.818-285.830

N02(g)HNO3(1)Fe2O3(s)CO(g)

△㈤/kJmolt33.18-174.10-824.2-110.525

―=z%Af再，4°：=-—从(g^7

B

(1)

1_1

Ax^=-905.47kJ-moP,迎］=-907.95kJ-mol,A»(g)=1

(?)卜*:=-71.66kJmor1,△夕：=-66.70kJmol_1,A«(g)=-2

(3)

△卢:=-492.63kJ-moP1,△夕：=-485.19kJmoL&(g)=3

3.35应用附录中有关物资的热化学数据，计算25C时反应

2cH30Ho02(g)===HCOOCHj(?)+2H2O0

的标准摩尔反应焰，要求：

(1)应用25C的标准摩尔生成烙数据；

1

DM(HCOOCH3,/)=-379.07kJxmof

(2)应用25C的标准摩尔燃烧给数据。

解：查表知Df以(CH30HJA-238.66kJznoL

CompoundDf缉/kJmioriDH/kJQ1】

CH3OH(?)-238.66-726.51

5(g)00

HCOOCH3(7)-379.07-979.5

HQQ)-285.8309

因比，由标准摩尔生成焰

D小盘皿㈤⑸

B

=2飞285.830升Q379,07)-2'Q238.66)

=-473.41kJof1

由标准摩尔燃烧焰

B

=-{-979.5-2(■726.51))

=-473,52kJ>moF1

2.37已知25C甲酸甲脂(HCOOCH3,1)的标准摩尔燃烧焰为

_1

-979.5kJmol,甲酸(HCOOH,1)、甲醇(CH3OH,1)、水(H20,1)及二氧化碳(CO?,g)的标准摩

尔生成婚与"：分别为-424.72kJmol"、-238.66kJ-mol-285.83kJmol"及

-309.509kJ•mol-1。应用这些数据求25C时下列反应的标准摩尔反应熔。

HCOOHQ)+CH30H。==HCOOCH3(Z)+H2O(/)

解：显然要求出甲酸甲脂(HC00CH3,1)的标准摩尔生成焰AfA：

HCOOCH320.卜)==2HQ，)+2C0?(g)

或(HCOOCH3,?)=2Af(CO?,g)+2Af(H?O』)

-4或(H8OCH3J)

Af用(HCOOCH3,2)=2A〃：(CO2,g)+2AfH除(H2OJ)

-△㈤(H8OCH3J)

=-2x(393.509+285.83)+979,5=-379.178kJmol"

二4成(HCOOWk△㈤包01)

-自戏(CH3OH,Z)-Af%(HCOOHJ)

=-379.178-285.83+238.66+424.72=1.628kJmol_1

2.39对于化学反应

CH4(g)+H2O(g)==CO(g)+3H2(g)

应用附录中4种物资在25C时的标准摩尔生成熠数据及摩尔定压热容与温度

的两数关系式:

将A”久⑺表示成温度的函数关系式

(I)

(2)求该反应在1000C时的ArN；o

解：△与温度的关系用Kirchhoff公式表示

>K(D=>晦W4DC'dT

Dg'=&%C、国)

B

=026.88+26.537-14.15-29.16)J^moF1

+04.347+7.6831-75.496-14.49y10-3ZJ^of^K-2

+G3'0.3265-1.172+17.99+2.022)'1。6T2jxmoLxK?

=63.867J>tnor】xK】・69.2619/laVJxmofxxK'2

+17.8605'W672JnnoFJxK3

Dr此口尸无叫Df缉(B)

B

=-110.525+241.818+74.81=206.103kJ4noV1

因比，

△M(T)/Jmol=厚：伉)+£勾/叫<01=206.103X103

+[63,8673/幻一34.1309x1U-3(T/K)3+5.9535x1L⑦禺丫

-16.166X103

=189,937x103+63.367^/K)-34.1309x1O-3(77K)2

+5,9535xl0^(T7K)3

1

WOOK时，Ar^(1000K)=225.627kJmor

2.40甲烷与过量50%的空气混合，为使恒玉燃烧的最高温度能达到2000C,求燃

烧前混合气体应预热到多少摄氏度。物资的标准摩尔生成焰数据见附录。空气组成按y(02，g)=0-21,

乂凡加)=079计算。各物资的平均摩尔定压热容心皿/"3「1工"分别为：CH4(g)75.31.

O2(g)33.47;N?(g)33.47；CO2(g)54.39;HQ(g)41.84。

解：燃烧为恒压绝热过程。化学反应式CH4（g）+2O2（g）==CO1g）+2H2O（g）

设计途径如下

在与下甲烷燃烧的摩尔反应热为九':伉），则

3=0

=+（。。2瓦也）+相。氏地（瓦。）+尔（。2瓦m（5）

+苏（凡氏,式凡）]（2273.15-浦

=-[54.39«（CO2）+41.84«（H2O）+33.47«'（O2）+33.47«'（N2）]

x（2273.15-7^）

/月：伤）可由4月：（298.15K）表出（Kirchhoff公式）

-K（298.15K）+-ax偏-298.15）

=[-2x241.818-393.509+74,81]xl03-4.18（7i-298.15）

=-802.335xl03-4.18（7i-298.15）

111

设甲烷的物质量为1»101,则"（°。2）=101,«（H2O）=2mol,/（c）2）=lmol,

«'（N2）=11.2857mol

最后得到

-802.335xl03-418偏-298.15）=-549.27240273.15-7；）

：.=808.54K=535.4℃

化学热力学基本定律与函数

1.1niol双原子理想气体在300K、101kPa下，经恒外压恒温压缩至平衡态，并从此状态下恒容升

温至370K、压强为1010kPa。求整个过程的A^、kH、印及°。

(答案：ZXU=1455,AH=2037,忙17724,Q=-16272J)

2.设有().1kg电，温度为273.15K,压强为101325Pa,分别进行下列过程，求A^、bH、Q

及叫

(1