复旦 物理化学 第二章 习题答案

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1、第二章习题解答第6页共6页第二章习题解答1.DU=DH=02.等温可逆膨胀：向真空膨胀：由于始态和终态同上，体系的熵变也为19.14J×K–13．先求冷热水混合后温度：500´Cp(T–343)+100´Cp(T–300)=0T=336.3K(63.3°C)再计算熵变：=–41.27+43.63=2.34J×K–14．Sn摩尔数nCp,m,Sn(T–473)+1000Cp,H2O(T–283)=02.106´24.14(T–473)+1000´4.184(T–283)=0T=285.3K5．体系熵变按可逆相变计算：真空蒸发热：Q=DH–DnRT=10670–8.314´373.2=3756

2、7J环境熵变：DS总=DS体+DS环=8.28J×K–1>0自发进行6.体系：设计可逆过程：T=263KlT=263KsDSDS3DS2DS1T=273KlT=273Ksp°恒定J×K–1J×K–1J×K–1DS体=DS1+DS2+DS3=–20.66J×K–1环境：JJ×K–1总熵：DS总=DS体+DS环=0.81J×K–1>0过程自发。第二章习题解答第6页共6页7．等量气体混合，热容相同，平衡温度T=15°C=288K=0.006+11.526=11.53J×K–1>0自发过程8．W=–30.65kJ，即环境做功30.65kJ。W=Q1+Q2Q2=W–Q1=–30.650–334.7´

3、103=–365.35kJ即向环境放热365.35可kJ9．DS总=DS体+DS环=2.6J×K–1>0不可逆过程。10．Q=DH=92.14´362=33355JW=p(Vg–Vl)»pVg=nRT=8.314´383.2=3186JDU=Q–W=30169JDG=0DS总=011．（1）等温可逆DU=DH=0Q=W=JDS隔＝DS体+DS环＝0（2）等温恒外压DU=DH=0DS体＝14.9J×K–1DG=4442JQ=W=p外（V2–V1）=第二章习题解答第6页共6页DS隔＝DS体+DS环＝26.67J×K–1设计恒温变压可逆过程：12．计算DG：H2O(g)p°H2O(l)p°DGD

4、G3DG2DG1H2O(g)3167PaH2O(l)3167PaT=298KDSDS2DS1DS3DG2=0DG3»0DG总=–8591J计算DS：J×K–1DS3»0DS体＝DS1+DS2+DS3＝–105J×K–1J×K–1DS总＝DS体+DS环＝28.81J×K–113．DUDHDSDGDF（1）理想气体卡若循环00000（2）H2和O2绝热钢瓶中反应0（3）非理想气体绝热节流膨胀0（4）水在373K，p°压力蒸发0（5）理想气体节流膨胀00（6）理想气体向真空自由膨胀00（7）理想气体绝热可逆膨胀0（8）理想气体等温可逆膨胀0014.(1)可逆过程J×K–1(2)自发进行时J×K–

5、1DS总＝DS体+DS环＝147.6J×K–1(3)根据DF物理意义，等温条件下，Wmax=–DF=–(DU–TDS)=TDS–DH(凝聚相，DU=DH)=Qr–Qp(恒压)=4000–(–40000)=44kJ设计恒温变压可逆过程：DG1+DG5»0DGT=268KDG2DG1苯(l)p°苯(l)2.64kPa苯(g)2.64kPa苯(s)p°苯(s)2.28kPa苯(g)2.28kPaDG4DG5DG315．DG1=Vl(pl–p°)DG5=Vs(p°–ps)DG2=DG4=0DG=DG3J×K–1第二章习题解答第6页共6页16.2C(石墨)+3H2(g)®C2H6(g)S°m/J×K

6、–1×mol–15.74130.6229.5=229.5–(2´5.74+3´130.6)=–173.8J×K–117．C6H6(g)+C2H2(g)®C6H5C2H3(g)DfH°m/kJ×mol–182.93226.25147.36S°m/J×K–1×mol–1269.2200.82345.1DrH°m=S(DfH°m)产物–S(DfS°m)反应物=147.6–(82.93+226.75)=–162.32kJ×mol–1DrS°m=S(nS°m)产物–S(nS°m)反应物=345.1–(269.2+200.82)=–124.92J×K–1DrG°m=DrH°m–TDrS°m=–162.

7、32–298.2´(–124.92)´10–3=–125.07kJ18．C(石墨)®C(金刚石)DcH°m/kJ×mol–1–393.5–395.4S°m/J×K–1×mol–15.742.38DrH°m=S(DcS°m)反应物–S(DcH°m)产物=–393.5–(–395.4)=1.9kJ×mol–1DrS°m=S(nS°m)产物–S(nS°m)反应物=2.38–5.74=–3.36J×K–1DrG°m=DrH°m–