物理化学计算题1.doc

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1、一、1mol理想气体由1013.25kPa，5dm3，609.4K反抗恒外压101.325kPa膨胀至40dm3，压力等于外压，求此过程的W、Q、△U、△H、△S、△A、△G。已知CV,m=12.5J·mol－1·K－1；始态熵值S1=200J·K－1。解：二、始态为T1=300K，p1=200kPa的某双原子理想气体1mol，经先绝热可逆膨胀使压力降到100kPa，再恒压加热到T2=300K，p2=100kPa的终态，求整个过程的Q，△U，△H，△S，△G。解：恒外压δQr=01mol理想气体T3=300KP3=200kPa1mol理想气体T2=P2

2、=100kPa1mol理想气体T1=300Kp1=200kPa等温四、甲醇（CH3OH）在101.325kPa下的沸点（正常沸点）为64.65℃，在此条件下的摩尔蒸发焓ΔvapHm=35.32kJ·mol-1。求在上述温度压力条件下，1kg液态甲醇全部成为甲醇蒸气时的Q、W、ΔU、ΔH，ΔS及ΔG。视甲醇蒸气为理想气体。解：根据题意可知，此蒸发过程是在相变温度及其平衡压力下进行的可逆相变化过程，若视甲醇蒸气为理想气体，且忽略液态甲醇的体积，则有三、1mol，25℃、pӨ的过冷水蒸气在pӨ下变为同温同压下的水，求过程的W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔG。已知25

3、℃时水的饱和蒸汽压力为3167Pa；25℃时水的凝聚焓。1mol,H2O(g)25℃,pθ1mol,H2O(l)25℃,pθ1mol,H2O(g)25℃,3167Pa1mol,H2O(l)25℃,3167Pa解：△H2，△S2△H1，△S1△H相变，△S相变（水的可逆相变过程）(纯凝聚相物质的G随压力变化很小)六、苯的正常沸点353K下的△vapHm=30.77kJ·mol－1，今将353K及101.325kPa下的1mol苯液体向真空蒸发为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。（1）试求算在此过程中苯吸收的热Q与做的功W；（2）求苯的摩尔气化熵△vapS

4、m及摩尔气化吉布斯函数△vapGm；（3）求环境的熵变△Samb；（4）应用有关原理判断上述过程是否为可逆过程；（5）298K时苯的饱和蒸汽压是多大。解：（1）向真空蒸发，p=0,所以W=0；（2）△vapGm=0（3）求环境的熵变△Samb（4），所以上述过程不是可逆过程；（5）298K时苯的饱和蒸汽压是多大。p2=14.63kPa五、设在273.15K和1.0×106Pa压力下，取10.0dm3单原子理想气体，用下列几种不同方式膨胀到末态压力为1.0×105Pa:(1)恒温可逆膨胀；(2)绝热可逆膨胀；(3)在外压恒定为1.000×105Pa下绝热

5、膨胀。试计算上述各过程的Q、W、△U、△H、△S。(1).解：该过程的始末状态如下：等温可逆膨胀根据理想气体性质，在无化学变化、无相变化的等温过程中，，根据热一律=23.03kJ=(2)绝热可逆过程始末态如下：理想气体理想气体=首先利用过程方程求出末态温度，因为只要确定了，则Q、W、△U、△H、△S便可求出。根据题给数据，则=绝热指数由绝热可逆方程解出（3）绝热恒外压过程n=4.403mol理想气体绝热Q=0n=4.403mol理想气体T1=273.15K,V1T2=，V2p1=1000000Pa恒外压膨胀p2=100000Pa因为过程是一个绝热不可逆

6、过程，因此不能应用绝热可逆过程方程来确定系统的末态。但可适用。且理想气体绝热恒外压过程中，故有：代入题给数据解得七、理想气体反应在298K时的热力学数据如下：物质C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g)219.6188.72282.652.26－241.82－235.1⑴.⑵.若已知：物质C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g)43.5633.5865.44试求373K时的解：⑴.⑵因为，移相积分得由移相积分得八、某二元凝聚相图如下图所示，其中C为不稳定化合物。（1）标出数字所示各相区的稳定相态；（2）画出a，b和c三条虚线所示的步冷曲线，并描

7、述步冷曲线转折点的相变化情况。（3）相图中两条三相线的自由度数各是多少？并写出其三相的相平衡关系式。解：(1)1.l2.l+A(s)3.A(s)+C(s)4.l+C(s)5.l+B(s)6.B(s)+C(s)(2)见右图(3)相图中两条三相线的自由度数各是0与0。三相线的相平衡关系：上面的三相线l+A(s)ÛC(s)下面的三相线lÛB(s)+C(s)九、某二元凝聚相图如下图所示。(1)标出数字所示各相区的稳定相态；(2)画出a，b和c三条虚线所示的步冷曲线，并描述步冷曲线转折点的相变化情况。(3)相图中三相线的自由度数是多少？并写出其三相的相平衡关系式

8、。解：(1)1.l+A(s)2.l+a(s)3.A(s)+a(s)4.a(s)(2)见右图(3