物理化学课后答案傅献彩第五版

第二章热力学第一定律L如果一个系统从环境吸收了40J的热,而系统的热力学能却增加了200J,问系统从环境得到了多少功？如果该系统在膨胀过程对环境作了10kJ的功，同时收了28kJ的热.求系统的热力学能变化值.解:根据W=Q+W热力学第一定律，可知W=M/—Q(系统从环境吸热,Q>0)-(200-40)J=160JW=Q+W(系统对环境做功,W<0)=(28-10)kJ=18kI.2.有10mol的气体(设为理想气体).压力为1000kPa,温度为300K,分别求出等温时下列过程的功;(1)在空气压力为100kPa时,体积胀大1dm1；(2)在空气压力为IOCkPa时,膨胀到气体压力也是100kPa；(3)等温可逆膨胀至气体的压力为100kPa解:(1)外压始终维持恒定，系统对环境做功W=fAV^^100X103PaXlX10^in3=T00J.B2-6=-^(v2-v3)nRTtnRT]=一次Tp,(p\8py=-10molX8.314•J,mo!H'K'1X300KX1OOkPa(T^kp-)=-2.25X101J.(3)等温可逆膨胀：W=="nRTIn畜=一城丁1112(由丫=等推得｝ftp-*1X8,313moiK-X300Kxi口喘鬻=-5.74X10].3.1mol单原子理想气体=始态⑴的温度为273K,体积为22.4dm)经历如下三步，又叵到始态，请计算每个状态的压力、Q，W和(D等容可逆升温由始态(1)到546K的状态(2),(2)等温(546K)可逆膨胀由状态(2)到44.8dm3的状态(3);(3)经等压过程由状态(3)回到始态(1).解：(1)等容可逆升温过程如图2—7.273k,Imol,22.4X1W图2-7卬=一4W=0刀=Q+W=Q=J；MCv.mdT=lmolX~1x8.314•J-moL.eX(546—273)K=3404.58J.(2)等温可逆膨胀过程^J=0W=-nRTln^=-lmolX8.314J•moL・"Xln|14x546K=-3M6.50J▼14c.4Q=-W=3146.50J.(3)等压过程nRTW(V1-V2)lmolX8.3MJ-moL迷”273K22.4X10-3m3X(22.4-44.8)XlO^m3=2269.72JQ=AHnCp.^dT=〃(畀+氏)X(273K-546K)-yX8.314J-mol-1XK-,X(-273)KX1mol=-5674.31JH7="W=(-5674.31+2269.72)J=~34O4.59J.4.在291K和100kPa下，1molZn⑸溶于足量稀盐酸中，置换出1mol乩篦),并放热152kJ.若以Zn和盐酸为系统，求该反应所做的功及系统热力学能的变化.解:Zn(s)+2HC1-ZnCl2+H2(g)⑵同理根据等温可逆过程中W=~nRTIn北吊111TW4L85X10、可得T-FT-而广-1093.05K.nR2molX8.314J,mol-1•K~InV\V|8,在100kPa及423K时，将1molNH3S）等温压缩到体积等于10dm）求最少需做多少功？（1）假定是理想气体；（2）假定符合vanderWaals方程式.已知vanderWaals常数。=0.417Pa•m1•moL"=3.71X10-5m3・mol-解:（1）假定为理想气体.那么气体在等温可逆压缩中做功最小W—aT缺=-lmolX8.314J-mor1-K-1X423KXln戈船注=4405.74J33Alvm可根据理想气体状态方程0=等=11ndX8.314丹/j;K_lX42：LK=35X]oTm3P\IW八1v13代人上式方可求解.（2）假定符合vanderWaals方程，方程整理后，可得丹-勺叶絮）+匕»。代入数据VJ-3.472X10-24+4.17乂10-6L一i.547X10T0=0解三次方程后得匕=35X10-3mJw=J（愍-瞽严=一求Cn^E^一“怯一七）_1ol-Titu-wilOXlO—g?-lmolX3.71X10sm3•mo「--lmoiX8.314J•mol-KX423KXln35Xio-3m3-1^1X3.71X10』•moL=0M17Pa.m^rnorxPX（^-^）=4385.21J.9.已知在373K和100kPa压力时,1kg匕0（1）的体积为1.043dm\lkgH?O（g）的体积为1677diKHzOG）的摩尔汽化结变值^Hn=40.69kJ-mol当1molH?O⑴在373K和外压为100kPa时完全蒸发成HzOCg）,试求：（D蒸发过程中系统对环境所做的功；・（2）假定液态水的体积可忽略不计，试求蒸发过程中系统对环境所做的功.并计算所得结果的相对误差；（3）假定把蒸汽看作理想气体,且略去液态水的体积，求系统所做的功；（4）求（D中变化的』Um和&11PHi"（5）解释何故蒸发的培变大于系统所作的功.解:。）蒸发过程中系统对环境做功W=f匕一%）=-100X10JPaX（1677X10-J-1.043X10-3）m5•kg-1X（18.OX10-3）kg=-3016.72J.（2）假设水的体积可忽略•则匕=0^-AV^-lOOXl^PaXiezyXlO^kg-1•m3X18X10-3kg=-3018.60J三嚼擢产XKX）%=O.O62%.（3）把水蒸气看作理想气体,则可使用理想气体状态方程pV^riRT且忽略液态水的体积，则匕=0卬=一”,匕=一械丁=-lmolX8.314J•mol'1-K-】X373K=-3101.12J.（4）Q,m=&“He=40.69kJ・mor1、rr_Q±W40.69kJ・moLXlmolX10J+（-3016.72）JXUm-r=37.67X1O3J•mor1.（5）在泰发过程中.用于系统对环境做膨胀功的部分很少,吸收的大部分热量用于提高系统的热力学mo!单原子理想气体,从始态：273K,200kPa,到终态323KJOOkPa,通过两个途径:（D先等压加热至323K,再等温可逆膨胀至100kPa；（2）先等温可逆膨胀至100kPa,再等压加热至323K.请分别计算两个途径的和AH,试比较两种结果有何不同,说明为什么.解:⑴因为单原子理想气体—=和©,„»=会过程如图2—8.=-n/?(T2-T1)=-lmolX8.314J•moL・K_1X(323-273)K=-415,7J训=Q=］：、g,具丁=131乂界8,314J・moL・K-1(323-273)K=1039.257必=J；nCv,r»dT=lmolXyX8.314J・moL.K-=623・55J.②等温可逆卬2=一成Tin畜=一成TIn2=7molX8.314J-moL・IC】X323KXIn煞=7861.39Jy\P2100"=09用=0,Q=-Wz=186L39JW=W|+W?=-2277.09JQ=Qi+Q=2900.64J山=84+从4=623.55JAH=AH2+AH2=1039.25J.①等温可逆W.=-nRT\n^=~nRTIn&Vlp2=-lmolX8.314J-mor1•K-1X273KXIn-1573.25J1IzUNJ】=0,△h=0Q=-W[=1573.25J.②等压升温卬2=-/>,（匕-V]）=一求（Tz-T]）=-lmolX8.314J•moL・仁】（323—273尔=-415,7J△H2=以=[2般g.mdTJT1=1moix4x8,314J•moLtK^1X（323-273）K=1039.25J,2=］：〃Cv.mdT=lmolx|'X8.3MJ-moL-KT=623.55JW=W1+Wz=-1988.95JQ=Q+Q=2612.5JW=》i+g=623.55JAH=AHi+AH2=1039.25J.比较两种结果和AH值相同,而Q和卬值不同.说明Q和W不是状态数，它们的数值与所经过的途径和过程有关,而拉J和是状态函数,无论经过何种途径，只要最终状态相同,四和的数值必相等..273K,压力为5X10,Pa时,Nz（g）的体积为2.0dm?,在外压为100kPa压力下等温膨胀,直到N,（g）的压力也等于100kPa为止.求过程中的W.&JQH和Q.假定气体是理想气体.解:该过程为恒定外压等温膨胀w=一人（管一”）（理想气体状态方程pV=nKT）=-100X103kPa^Q=-W=800J.5X105PaX2X10-3m310sPa一2X107m）=-800JCH50H⑴川口QH5OH®p，Tb0.02kg乙醇在其沸点时蒸发为气体.已知蒸发热为858kJ•kg-1蒸气的比容为O.607m3•h-L试求过程的从AAH.W和Q（计算时略去液体的体积）.P，Tb图2—10此蒸发过程为等温等压可逆过程AH=Q=0.02kgX858kJ•kg-'=17.16kJ卬=一小(匕一匕)=一打匕(忽略液体的体积)--100X103PaX0.02kgX0.607m3・kg^=-1214J^=Q+W=17.16X1034-(-1214j)=15946j.373K、压力为100kPa时,1.0gH?O⑴经下列不同的过程变为373KJOOkPa的Hz(Xg).请分别求出各个过程的AU,AH,W和Q值.⑴在373KJOOkPa压力下％0⑴变成同温、同压的汽：(2)先在373K,外压为50kPa下变为汽,然后加压成373KJOOkPa的汽；(3)把这个$0(1)突然放进恒温373K的真空箱中，控制容积使终态压力为100kPa的汽.已知水的汽化热为2259kJ-kg]解;(D水在同温同压的条件下蒸发^H=Q,=1XIO-JkgX2259kJ・kgT=2.26kJw=-p匕(忽略液体体积)=-nRT一僦警婷X8.3】4J・moL・K-»373Kf2JW=Q+W=2.26X10sJ+(-172J)=2088J.⑵图271[/>]AHi=Q：=1X1。7X2259kJ•kg1=2.26kJWi=_pL=_nRT=_172JNJ产Q+W产2088J[T]帖=0,3凡=0用=一求Tln"=一求Th)4y\ptX8.314J-mor1•K-1X373KXln~=L0X107kg-18XlO-3kg=119JQ=-W2=-119JW=W】+Wz=-53JQ=Q+Q=2141J^1714-^2=2088]AH=AHi+AHz=2.26X103J.(3)在真空箱中”,=0•故W=0由仪/CH为状态函数,即只要最终状态相同，则数值相等△H=2.26XIO3],△U=Q+IV=Q=2088J,14.1mol单原了理想气体,始态为2001＜「2、11.2410?,经27=常数的可逆过程(即过程中“丁=常数),压培到终态为400kPa,已知气体的G.=^R试求(I)终态的体积和温度;⑵W和A”;(3)所做的功.解：(1)根据，丁=常数，则P\T\=%Tz=134.IK八hYlOAALP200X10JPaXlL2XK)7m3pil\="nF=「1moiX8.314mor1•K7pipt400kPav_nRT2_lmolX8.314J-mor1•X134.7K_9<4丽苑28X10m.⑵单原子理想气体—=俳R荣奇R广力Cv,mdr=〃Cv,m(乙一K)JTl=lmolX,X8.314J•moP*•K-1X(134.7-269.4)K=-1679.84Jw■AH-P〃Cd.dT=〃Cas(n-Ti)Jr\=lmolX-|x8.314J••moP1•K-1X(134.7-269.4)K=-2799.74J.⑶由y-・誓^dT=-2求⑺-")葭丁两式可推出v=曙=-2XlmolX8.314J•moL•K-1X(134.7-269.4)K=2239.79J.15.设有压力为100kPa、温度为293K的理想气体3.0dm，，在等压下加热,自到最后的温度为353K为止.计算过程中W・W.A”和Q已知该气体的等压摩尔热容为:％m=(27.28+3.26X10-3T/K)J•K—•mor1.解:该过程为等压升温过程△H=Q,=[2nCp.mdTjTiC*.m=(27.28+3.26X]O-3T)J-K-1•mol7△H=n[27.28(八一Z)+3X3.26X10-*(71—不)]»=0.123X[27.28X(353—293)+[x3.26X10^X(3531-2932)>209.1J_/>!%_100X103PaX3XK)7m3一八19Q.RTi~8.114pmor•K^X293K~0,1Z3mo1理想气体等压过程泊卷小窄=^l^»=3.6X10F114^^-A(V2-Vi)=-100X10,PaX(3.6-3)X10-3m3=-60J山=q+W=209.1J-6OJ=149.1J.16.在1200K、100kPa压力下，有1molCaCCMs)完全分解为CaOCs)和CCKg),吸热180kJ.计算过程的W'M'.aH和Q.设气体为理想气体.解:Cm（s）AcaO（s）+CO2（g）由化学方程式可知lmolQCO,（s）分解可生成ImolCQ（g）,计算过程中忽略CaCCMs）,CaO（s）的体积.卬=一四匕=-nRT=-lmolX8.314J・mol-1•K'1X12OOK=-9976.8JQ=180X103J=AHW=Q+W=18OX1O3J+（-9976.8）J=170X103kJ.17•证明，（券）,=G-P（券），，并证明对于理想气体有（部二O,（第）『=。.证明：（D已知H型U+»V•U=H_pV\dT）P\aT）p\dT）p理想气体a仅是温度函数c*=（需）同时喝），故（第［G-《霁），成立・⑵国=（需）严+（患）严理想气体等温过程△"=（）,AT=0,故dH=O,dT=O故（得）,dV=O等温膨胀或等温压缩.dVWO所以（招）［=0成立.⑶切=（第严韵严理想气体等温过程从J=O,AT=O,同理dU-O,dT=O由（2）可知WHO所以（弱）「=0成立.由于4=（孰故僧卜=［得（券）v卜倩'（黔丁卜°・18.证明：（黔广G懵）,一。'=-（霁）』（需尸］.证明:（DU=U（/>,V）则=（孰勋+（票）严H-^U+pVdH=dU+pdV+Vdp=（给户+（黔严+pdV+Vdp等压过程dH=（%）,dV+〃V两边同除以dT牌）,=（机（豹借）.提取相同的（霁）,；又因为G=（票），所以G=（券），端）M所以韵-曙）产立.⑵H=H[T㈤dH=（需）严+（需及同上题•可知dH=dU+/xi什Vdp=dU+Vdp（等体积过程）联立等式.两边同除以dT借）,+（飘储）1（给严电又由于C»=（簿），G，=（霁）」代人上式，整理后得a-Q~（郭，（患）L]故，证明完毕・19.在标准压力下，把一个极小的冰块投人0.1kg、268K的水中,结果使系统的温度变为273K,并有一定数量的水凝结成冰,由于过程进行得很快，可以看作是绝热的,已知冰的溶解热为333.5kJ-kg-1,在268~273K之间水的比热为4.21kJ-K_1-kg'1.（D写出系统物态的变化，并求出3H;（2）求析出冰的质量.解：（1）在"的条件下.此过程为绝热等压过程故AH=Qp=0.（2）设析出冰为ikg.那么水为（0.1—Akg,如图2—12.B2-12AH=A凡+△%+AHj同种物质同温同压下变化AH?=0,故AH=AHi+aH2△H】+aH2=00.lkgX4.21kJ-K-1-kg",X(273-268)K4-(-333.5kJ・kg^)Xkg=0x=6.31kg.20.1mol'(g),在298K和100kPa压力下，经可逆绝热过程压编到5dm3.试计算(设气体为理想气体)：（D、2（g）的最后温度;（2）N（g）的最后压力;（3）需做多少功.c%R解：（DImolN2为双原子分子=4-=L40n2nImol气体为理想气体,符合理想气体状态方程Vi==0.02448m3nRl\=lmolX8.314J•moL「|＜一】X298K万一100X103Pa理想气体绝热可逆过程中的过程方程式：7V>t=常数298KX（0.02448尸4=T：（0.005尸,4T：=562.5K.(2)同理•仑%，=力匕，lOOXKPPaX(0.02448)】'=仇X(0.005)u伤工924X103kp&(3)理想气体绝热可逆过程中的功：卬：白匕一色匕广T■=nCv,«(T2-T))=lmolx4x8.314J•moL•K-1X(562.5-298)K=5497.63J.21.理想气体经可逆多方过程膨胀，过程方程式为/>V=C,式中C,〃均为常数5>1.(1)若〃=2,1mol气体从%膨胀大到必,温度由1=5731;到不=4731;,求过程的功卬；⑵如果气林的Gf=20.9J・FT・mo「•求过程的Q2和AH.解:⑴过程方程式=2・夕=我卬=_(：“__£：别仁/卷一看尸空一空,匕一众V产成.一求方=成(工一Ti)=]molX8.314J・mor*•KT(473~573)K=-83L4J(2)M=1nCv.(ndT=wCv,m(T2-T1)=lmolX20.9J-K-*-mor'(473-573)K-2090JJ。Cam=Cv,m+RH(20.9+8.314)J•moL・K・1=29.21J・mol'1•KHAH=『〃。.具丁―C,・m(TL7)JTi=lmolX29.21J-mol-1•K」X(473-573)K=-2921J△U=Q+W(热力学第一定律)Q="-W=-2O9OJ-(-831.4J)=-1258.6J.22.在298K时,有一定量的单原子理想气体(Gs=L5R),从始态2000kPa及20dm3经下列不同过程，膨胀到终态压力为100kPa,求各过程的及W.(D等温可逆膨胀；(2)绝热可逆膨胀；(3)以3=1.3的多方过程可逆膨胀.试在p-V图上画出三种膨胀功的示意图.并比较三种功的大小.解:单原子理想气体=恭,心=伴上尸耙=母|298K,2000kPa20X10-3m3lOOkPa图2-13阳相々a步大卡_pM_2000X103paX20X107m3一…14,理想气体状心方程'RTi-8314J.mol-i.K*,X298K-6,14mo1(1)等温可逆膨胀MJ=0,AH=0W-nRTlng=-nRTln?（理想气体状态方程%%=力匕）P2=-16,14molX8.314J•moL•K^X298KIn^^=-119.79kJlUUiCi3拉7=Q+W=0Q=-W=119.79kJ.(2)绝热可逆膨胀Q=0理想气体绝热可逆过程方程式m・7/=饱・叮2，pjT)Td=/"£)£*(2000)-i(298)+=(100)-5T24T?=89.91K理气绝热过程中W=MCv.ra(T2-T1)=16.14molXyX8,314J・mol_1-K~“89・91-298)K=-4L88XIO3」AU=Q+W=W=-41.88X103J,△H=nCi(T?-r)=16.1431X5X8.314J・moL•K-1X<89.91-298)K=-69.81X10JJ.(3)多方可逆过程与绝热可逆过程方程式相似故向(20001(298)1/=(]00ml.aTz=M9.27K碧(Zf)(149.27—298)K1.3-1=-66.53kJ16J4molX8.314J・moLeK-i△U=nCv,m(T2-T1)=16.14molX^X8.314J•moL•uK-,X(149.27-298)K=-29.94kJAH^nC/.mCTi-Ti)=16.14molX-1-X8.314J•mol-1•KTX(149.27-298)K=-49.89kJ△U=Q+W(然力学第一定律)Q=dJ-W=-29.94kJ一(一66.53kJ)=36.59kJ.(4)等温可逆膨胀小％=伤%求出％=O.4m3绝热可逆膨胀向坏f=白丫力求出V2=0.12n?多方过程可逆膨胀之修，3=小匕L3求出匕=0.2通过题(1)〜(3)的计算,可知卬”＞可多方＞卬能热，如图2—14.23.1mol单原子理想气体从始态298K.200kPa,经下列途径使体积加倍,试计算每种途径的终态压力及各过程的Q.W及从7的值,画出p-V示意图,并把仪7和W的值按大小次序排列.(D等温可逆膨胀；(2)绝热可逆膨胀；(3)沿着/＞/Pa=1.0X104Vni/(dm3-moL)+6的途径可逆变化.解mol单原子理想气体Gl畀・G.m=^R尸处=看Imol2VImol,V298K,200kPa图2-15(D等温可逆膨胀垃7=0W=-nRTln^=-lmolX8.314J・moL・K-1X298KXlny=-1717.32JQ=-W=1717.32J.(2)绝热可逆膨胀Q=0=63.00X1()3PaW色叩，故仑f信)'=200XWPa(卷/T2=A%p2X2VinRnR伪乂2乂嘤＞产~=187.7KTlixW=W='n(\.^dT—nCv.m(T2-T))JT]=lmoix4x8.314J•moL•FT](187.7-298)K=-1375.55J.»(3)Vi==12.39X10-3ms求「=lmolX8.314J•moL•K-X298K"7T"200X103Pa匕=2%=24.78X10Tn?"Pa=L0X104vBi(dm」•moL)+8代人数值，求解方值ZOOXianLOXlO,X12.39+66=76100e=1xIO4XV2+6=1X1O1X24.78+76100=323900(Pa)t3239OOPaX24.78X1()7?2-nR~1^)01X8.314J-mor1-K-1-965-4KW=_j"V(1.0X104Vm+WdVJ%=-[4xh0X104X(V?-Vf)+76100X(V2-H)]=7245.56JAU=nCv,m(T2—Ti)=1molX-yX8.314J•moL•K_1X(965.4—298)K=8323.15JW=Q+WQ=W-W=11・57乂1啊.(4)比较可得Wj>W；>W邛随丁变大而变大内>伤>力热力学能变化如图2-16..图2—1624.某一热机的低温热源为313K・若高温热源分别为：P(1)373K(在大气压力下水的沸点)；(2)538K(是压力为5.OXKTPa下水的沸点，试分别计算焦机的理论转换系数.解：(1)热机效率2=马萨=经磊能工=16.08%.(2)热机效率1=邕/=邈金普工=41・82%.25.某电冰箱内的温度为273K,室温为298K,今欲使1kg273K的水变成冰•问最少需做多少功？已知273K时冰的融化热为335kJ-kg-'.解:冷冻系数尸告=冗3^皿_72-Tic，_298K-273K丫？135ri-inseiW=-—Q=方3RX335kJ•kg1Xlkg=30.6JkJ系统和环境中得到30.68kJ的功.26.有如下反应•设都在298K和大气压力下进行，请比较各个反应的M7与的大小，并说明这差别主要是什么因素造成的.(DG2H220n(蔗糖)完全燃烧；(2)Co匕(蔡,s)完全氧化为紫二甲酸QH4(COOH2)(s)；(3)乙豚的完全燃烧；(4)PbS(s)完全氧化为PbO(s)和SOz(g).解;反应条件为298跖100><10^@压力下进行&Hm(D=AUe(D+aiRT⑴G2H220n.+12Q2(g)吗2coz3+11乩0(1)An=12—12=03H=0（2）X0⑶GH5OH+3O2（g）邈2Ca（g）+3H2。An<0(4)2Pbs+3Q-2PbO+2soz△n<0SH0时,AH>N.27.0.500g正庚烷放在弹形热录计中,燃烧后温度升高2.94K.若热成计本身及其附件的热容用为8.177kJ-K-1，计算298K时正炭烷的摩尔燃烧结(量热计的平均温度为298K).燃烧解:GHH(D+110j(g)H7CQ(g)+8H20(D止庚烷燃烧放热反应，J=Q=-8J77kJ•&TX298K=-24.0!kJdUL磬-4817.6kJ・mol-100.2X10"skg«mor1正庚烧摩尔燃烧结AIL(GHU,298K./>•)=aUm+&庆T=-4817.6kJ-mol-1+(7-ll)X8.314kJ・mo!-1-K^1X10^3X298K«-4827.5kJ-moP1..根据下列反应在298.15K时的靖变值，计算AgCl(s)的标准摩尔生成篇AHXAgCI.s,298.15K).⑴Afc(Ks)+2HCI(g)==2AgCl(s)+H2(Xl)(2)2Ag(s)+1Q(g)-Afc()(s)(3)4Ht(g)+yCl2(g)-HCKg)(4)H2(g)4-jO2(g)-H20(1)«：Ag(s)+4ci2(g)-AgCKs)4aG.】(298.15K)=~324.9kJ•mor1：△,^,2(298.15K)=-30.57kJ・moL；^H*.3(258.15K)=-92.31kJ-moL；△HLJ298.15K)=-285.81kJ•moP1经(DX)+⑵X)+⑶一(4)xj这个计算过程方可得到AH^AgCl⑶298.15K)=}aH5298.15K)+1a%(298.15KHXdH"=PjX(-324.9)得X(-30.57)+(-92.31)-y(-285.84小・mol-1一—=-127.13kJ•mor1..在298.15K及100kPa压力时•设坏丙烷、石墨及辄气的燃烧恰^H*(298.15K)分别为一2092kJ-moL、-393.8kJ・moL及一285.84kJ-mo「,若已知丙笳G4(g)的标准摩尔生成婚为2例(298.15K)=20.50kJ・moP*•试求：(1)环丙烷的标准摩尔生成馅&H，298.15K),(2)环丙烷异构化变为丙烯的摩尔反应给变值4班(298.15K).解：(l)3C(s)+3H2(g)==C3匕(g)▲抽(€3乩，298.15K)=-£B=-[^H-(QH4(g).298.15K)-3AfH：,(C(s)»298.15K)-3^H：(HI(g),298.15K)]=-[-2092-3X(-393.8)-3X(-285.84)]kJ・moL=53.08kJ-mor1.(2)GH64GCH=CH2XHl=^W^(C3CH=CH2,298.(C3H6,298.1SK)=20.50kJ,mol-1—53.08kJ,mol-1=-32.58kJ,mol.根据以下数据,计算乙酸乙酯的标准摩尔生成禽^H*(CH3COOC2Hs,1,298.15K)CH3COOH⑴+GH50H(gCHjCOOQHKD+HzO。)&H\(298.15K)=-9.20kJ・moL乙酸和乙醇的标准摩尔燃烧结义禺(298・15K)分别为：-874.54kJ•moL和-1366kJ-mor1,CO^ghH^CXl)的标准摩尔生成培分别为：-393.51kJ・皿)厂和一285.83kJ・moL.解:先求出CH3COOH(1)和GH$OH⑴的标准摩尔生成结.CHKOOH+2a~2C(X+2H.0B=-(2X4XH*(CO!)-|-2X^H^(H2())-^H：(CH3CCX)H))=-[2X(-393.51)4-2X(-285.83)-(-874.54)]kJ・moL=484.14kJ,mor1GHsOH+3。-2COj+3HzOAHMGHQH)=-£wAHiB=-(2X^cH-(CO2)4-3AcH*(H2O)-^H*(C2H,OH))=-[2X(-393.51)4-3X(-285.83)-(7366)]kJ•mor1=278.51kJ-mol-1CH3c(X)H(D+GH5UH(D=CH3coec2H5(D+HzO(D△»HX=2B，=AfHi(CH3COOC2H5)4-^HJ,(H2O)-A—=CHJg)已知:石墨升华为碳原子的熔变估计为:』H[=711.1kJ-mol-1H：(g)-2H(g)的标准解离培为431.7kJ-mol-1CHNg)的标准摩尔生成结为&HU298.15K)=-74・78kJ・moL解：C(g)+4H(g>—CH4(g)&Hm(298.15K)=2N反应物)一£K生成物)BB(DC(石墨)-C(原子)AH>=711.IkJ・mol-1②Hz(g)=2H4%2=431.7kJ•mol-10c(s)+2Hz-CH(g)4H：u=-74・78kJ・mNT△rHm(298.15K)=A-a-2X&H*.2=-74.78kJ•mol-1—711.IkJ,mol-1-2X431.7kJ•mol"1=-1649.28kJ•mol-1根据题目中键存的定义，可知jX(-1649.28)kJ・moL=-412.32kJ-mor*..反应H2(g)+)Q(g>—HzOd),在298K和标准压力下的摩尔反应熠变为AH*298K)=-u285.84kJ-mor1.试计算该反应在800K时进行的摩尔反应籍变.已知Hz(Xl)在373K和标准压力卜的摩尔蒸发徐为X抽(373K)=40.65kJ-moLC>.m(H2,g)=29.07J-K-1•moL+(8.36X10TJ-・mo「)TC.m((%，G=36.16J・K-1•moL+(8.45Xl(rJ•K~•nx)rl)TQ.m(H2O,g)=30.00J・K-i・mor1+(10.7X10~3J・K_2-mol-1)TCzX%O,D=75.26J•KT•moL/>%800K▲HeH:(Xg)(〃，800K)解:(p\800K)AfHm.1lArHm.JH：(g)4—yH?(X1)-——►H式)(1>3"匕H：O(g)(尸・29(K)"L298K)(〃・373K)(〃.373K)根据Kirchhoff定律C.JH-+十C,.e((%)]dT=47.15J・mol-'•K^XCL-T,)-1-(4.14X10-4J・・moLMTl-T)=-23419.5J•moLdH.,z=-285.84X10JJ,mol"1AH■产「G.ra(H2O(D)dTJTi=75.26J-K1•morlX(373-298)K=5644.4J•mof,》Hm=40.SSXIO33•mol-1JT3=30.00X(8OO-373)+yX10.7X10一」(8OO2-3732)=15531.7J•moLAH11t=d+A,H孙2+&H»3+A儿.什dHz代人数据,4小=-247.4X103J-mor1.33.某高压容器中含有未知气体•可能是短气或氨气.今在298K时,取出一些样品•从5dm1绝热可逆影胀到6dm、温度降低了21K,试判断出容器中是何种气体？设振动的贡献可忽略不计.解:根据绝热可逆过程方程式7％^=小丫2厂|的T(5；⑵8-2DK'知，1,1理气单原F分子尸阵=¥=1.67理气双原子分子尸，逅故该未知气体为Nz（g）.”.将H?。看作刚体非线性分子，用经典理论来估计其气体的。,./匕。过）值.（D在温馍不太高时,忽略振动自由度项的贡献；（2）在温度很高时•将所有的振动贡献都考虑进去.=L(yjfeT+yitT)X3=3RT平动能和转动能相同,刚体无振动能.Gm=(善了3RC,.e-CV.m+R=4R.说明：经典理论中,刚体无振动能•只有平动能和转动能.每个分f的转动自由度和平动自由度均为3.每自由度提供的能量为⑵较高温度时,G..m=J[3+3+(3〃-3-3)X21R=J[3+3+(3X3—3-3)X2诙=6咫〃为分子中原子的个数)G.m-R=7R35.在环境温度为298K、压力为100kPa的条件下•用乙块与压缩空气混合.燃烧后用来切刈金属.试粗略计算这种火焰可能达到的最高温度,设空气中班的含量为20%,已知298K时的热力学数据如F：物质ArH^/CkJ•mol1)moi"ca(g)-393.5137.1H2O设计

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