A卷计算题（本大题共4小题，每小题12分，共48分）
1. 4 g Ar（可视为理想气体，其摩尔质量 M(Ar) =39.95 g·mol-1 ）在300 K时，压力为506.6
kPa，今在等温下反抗202.6 kPa的恒定外压进行膨胀。试分别求下列两种过程的Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔA和ΔG。 （1）若变化为可逆过程； （2）若变化为不可逆过程。
2. 将1 mol苯C6H6(l)在正常下沸点353 K和100 kPa压力，向真空蒸发为同温、同压的蒸
气，已知在该条件下，苯的摩尔汽化焓为 ? vap H m ? 30.77 kJ ? mol ? 1，设气体为理想气体。试求：
(1) 该过程的Q和W； (2) 苯的摩尔汽化熵 ? vap S m 和摩尔汽化Gibbs自由能 ? G m ； vap(3) 环境的熵变 ? S 环 ；
(4) 根据计算结果，判断上述过程的可逆性。
3. 300K时，纯A与纯B可形成理想的混合物，试计算如下两种情况的Gibbs自由能的变
化值。 (1) 从大量的等物质量的纯A与纯B形成的理想混合物中，分出1mol纯A的ΔG； (2) 从纯A与纯B各为4 mol所形成的理想混合物中，分出1mol纯A的ΔG。 4. PCl5(g)的分解反应为 PCl 5 (g) ? PCl 3 (g) ? Cl 2 ，在523 K和100 kPa下达成平衡，测(g)得平衡混合物的密度 ? = 2.695 kg·m-3。试计算：(1) PCl5(g)的解离度；(2) 该反应的 K p? 和 ? rG m ? 。 计算题试题参考答案及评分标准（本大题共4小题，每小题12分，共48分） 1. 解：(1) 变化为可逆过程
(2) 变化为不可逆过程
过程(1)和过程(2)始终态均相同，故 ?U, ?H, ?A, ?G, ?S的值不变
2分
?U??H = 01分
WR??nRTlnp14g506.6kPa-1-1???8.314J?mol?K?300K?lnp2202.6kPa39.95g?mol-12分 1分
= ?228.9JQR??WR = 228.9J?S = QR228.9 J = = 0.763 J?K-1 T300K1分
?A??G?nRTlnp24g202.6kPa-1-1??8.314J?mol?K?300K?lnp139.95g?mol-1506.6kPa1分
= -228.9 JWIR??pe(V2?V1)??p2(pnRTnRT?)??nRT(1?2)p2p1p1 2. 解：
（1） W = 0
（2）
（3）
（4）
1分
C6H6 (l) 353 K, 100 kPa pe = 0 (Ⅰ) pe = 100kPa, 可逆 (Ⅱ) C6H6 (g) 353 K, 100 kPa ??4g202.6kPa-1-1?8.314J?mol?K?300K?(1?)-1506.6kPa39.95g?mol2分 2分
= ?149.9 JQIR??WIR = 149.9 JQ??U?W = ?U?Qp (Ⅱ) + W (Ⅱ)
?n?vapHm?pe(Vg?Vl)?n?vapHm?peVg?n?vapHm?nRT?1mol?30770J?mol?1-1mol?8.314J?mol-1?K-1?353K = 27835 J2分
?vapSm = ?vapHmT30770 J?mol-1 = = 87.2 J?mol-1?K-1 353K2分 1分
?vapGm??vapHm?T?vapSm = 0?S环 = Q环-27835 J? = -78.9 J?K-1 T353K3分
?S隔离 =?S系+ ?S环=n?vapSm+?S环?1mol?87.2J?mol?1?K-1-78.9J?K-1 = 8.3 J?K-1 故真空蒸发为不可逆过程。
2分 1分
B3. 解：（1）?G?G后?G前??nGBBB,m (后）??nBGB,m(前）?[(n?1)?A?n?B??*A]?(n?A?n?B)?1?1 ??*?300K?ln0.5 A??A??RTlnxA??1mol?8.314J?mol?K?1.729kJ6分
' （2）同理：?G?[(4?1)?'A?4?B??*A]?(4?A?4?B)
3411****?3(?*?RTln)?4(??RTln)???[4(??RTln)?4(??RTln)]ABAAB77223434?RTln[()3?()4?28]?1mol?8.314J?mol?1?K?1?300K?ln[()3?()4?28]
7777?1.91kJ6分
4. 解：（1）设起始时PCl5的量为n mol，其解离度为α PCl5(g)?PCl3(g)?Cl2(g)
平衡时 n(1-α) nα nα 平衡时总物质的量为n(1+α)
由于 pV?n(1??)RT 而 n?mPCl5M?m混M PCl5PCl5p?m混1VM(1??)RT则
PCl5(1??)RT
??MPCl5 故 ??pMPCl5?RT?1
100?103Pa?208.2?10-3kg?mol-1 ?2.695kg?m?3?8.314J?mol?1?K?1?523K?1 ?0.777
?)2 （2） K?pPCl3pClp(2p?p??1PCl5pp?(1????
1??)当p?p?,??0.777时 K?p?1.52
则 ???rGm??RTlnpK ?1
??8.314J?mol?1?K?523K?ln1.52??1.82kJ?mol?1
2分2分
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