《物理化学》复习题(6)

2019-06-11 17:54

3、解:

(1)V1=nRT1/p1=12.39×10-3m3

p2V2=nRT2,p2/T2=nR/V2=335.24,T2=p2/335.24 T1γp11-γ= T2γp21-γ(γ=7/5) p2=75681Pa T2=p2/335.24=226K (2)∵该过程为绝热可逆过程 ∴ΔS=S2-S1=0

S2=S1=Sm?(298)+Rln(p1/p2)=186.4J·K-1·mol-1 ΔA=ΔU-SΔT=11.92kJ 4、解: ΔU=0,H=0

ΔS=nRln(V2/V1)=nRln(p1/p2)=29.8J·K-1? ΔA=ΔU-TΔS=-8940J ΔG=ΔH-TΔS=-8940J

∵ΔS(总)=ΔS(体)+ΔS(环)=29.8J·K-1>0 且环境不对体系做功 ∴该过程是自发过程 5、解: ΔU=0,ΔH=0

ΔS=2nRln(2V/V)=23.05J·K-1? ΔA=ΔU-TΔS=-6915J ΔG=ΔH-TΔS=-6915J

∵Q=0 W=0 是孤立体系 ΔS(孤)>0 ∴该过程是自发过程 6、解:

U=A(T) ΔU=0 H=A(T) ΔH=0 ΔS=Rln(V2/V1)=19.14J·K-1 ΔA=-TΔS=-5708J·mol-1?

ΔG=-TΔS=-5708J·mol-1? 7、解:

W=0 ΔU=0 Q=0 ΔH=0 ΔS=nRln(V2/V1)=5.76J·K-1 ΔG=-TΔS=-1.73×103J 8、解: ΔG-ΔA=pΔV

pΔV=∑n(产)RT-∑n(反)RT=-1.5RT ΔG-ΔA=-3.72kJ·mol-1 9、解:

ΔS(体)=nΔvapHm?/T=109J·K-1 Q(实)=ΔU=ΔH-nRT=37561J ΔS(环)=-Q(实)/T=-101J·K-1 ΔS(总)=ΔS(体)+ΔS(环)=8.0J·K-1 ∵ΔS(总)>0,且环境不对体系做功 ∴该过程为自发过程 10、解: ΔS1=23.48J·K-1 ΔS2=108.87J·K-1? ΔS3=6.08J·K-1?

ΔS4=nRln(p1/p2)=-9.13J·K-1? ΔS=ΔS1+ΔS2+ΔS3+ΔS4=129.3J·K-1? 11、解:

ΔS(体)=nΔvapHm?/T=87.1 J·K-1? Q(实)=ΔU=ΔH-nRT=27797J ΔS(环)=-Q(实)/T=-78.5J·K-1 ΔS(总)=ΔS(体)+ΔS(环)=8.4J·K-1 ∵ΔS(总)>0 且环境不对体系做功 ∴该过程为自发过程

12、解:

ΔS1=nCp,m(l)ln(278.8/268)=4.87J·K-1? ΔS2=-nΔvapHm?/T=-35.61J·K-1? ΔS3=nCp,m(s)ln(268/278.5)=-4.71J·K-1? ΔS(总)=ΔS1+ΔS2+ΔS3=-35.45J·K-1? ΔH(268K)=-9874J

ΔG(268K)=ΔH(268K)-TΔS=-373J 13、解:

设计过程并得出ΔG=ΔG1+ΔG2+ΔG3+ΔG4+ΔG5 ΔG2=0 ΔG4=0

ΔG1、ΔG5很小,ΔG1≈ΔG5,故可忽略 ΔG=ΔG3=nRTln(p2/p1)= -108J ∵ΔGT,p<0 ∴过程自发 14、解:

(1)V1=nRT1/p1=14.024dm3 V2=nRT2/p1=22.4dm3 ΔU=0 ΔH=0 W=Q=p(V2-V1)=1514.6J

ΔS=Qr/T=nRln(p1/p2)=6.74 J·K-1?

ΔA=??pdV=-nRTln(V2/V1)=-1840.59J

V1V2 ΔG=?Vdp=nRTln(p2/p1)=-1840.59J

p1p2(2)ΔU=ΔH=0

Q=W=nRTln(p1/p2)=1840.59J ΔS=Qr/T=nRln(p1/p2)=6.74 J·K-1? ΔA=ΔU-TΔS=-1840.59J ΔG=ΔH-TΔS=-1840.59J

15、解:ΔH(273K)=-6030JΔH(263K)=ΔH(273K)+??CpdT=-5639J

273263ΔS(273)=ΔH(273K)/T=-22.1J·K-1?

ΔS(263K)=ΔS(273K)+??Cp?T/dT=-19.1J·K-1

273263ΔS(环)=-ΔH(263K)/T=21.4J·K-1 ΔS(总)=ΔS(体)+ΔS(环)=2.3J·K-1) ∵ΔS(总)>0

∴该过程是不可逆过程 16、解:设C6H6(g)为理气 W=RT=2.94kJ·mol-1 Q=ΔH=34.7kJ·mol-1 ΔU=Q-W=31.8kJ·mol-1 ΔS=ΔH/T=98.3J·K-1·mol-1 ΔG=0

ΔA=ΔG-pΔV=-2.94kJ·mol-1

17、解:ΔS=nCp,m(H2O,l)ln(373.2/298.2)+nΔvapHm?/373.2+ nCp,m(H2O,g)ln(473.2/373.2)

=126.84J·K-1?

Sm? (473K,H2O,g)=ΔS+Sm? (298K,H2O,l)=315.5J·K-1·mol-1 ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4=48.81kJ ΔG=ΔH-(T2S2-T1S1)=-44.21kJ

18、解:ΔS1=23.5J·K-1?ΔS2=108.8J·K-1?ΔS3=-10.6J·K-1?ΔS4=57.4J·K-1? ΔS=ΔS1+ΔS2+ΔS3+ΔS4=179.5J·K-1? ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4=44.47kJ ΔG=ΔH-TΔS=-4.27kJ

19、解:ΔS=nRln(V2/V1)=11.53J·K-1 能用熵判据判断该过程的性质 ΔS(环)=-Q/T=0

ΔS(总)=ΔS(环)+ΔS(体)=11.53J·K-1 ∵ΔS(总)>0 且环境不对体系做功 ∴该过程为自发过程

20、解:先求出终态的共同温度TK:

5000×0.502×(700-T)=14000×2.51×(T-294) T=321.07K

(1)ΔS(钢)=5000×0.502ln(321.07/700) =-1956.35J·K-1 (2)ΔS(油)=14000×2.51ln(321.07/294) =3095.11J·K-1

(3)ΔS(总)=ΔS(钢)+ΔS(油)=1138.76J·K-1?

21、解:NH2CH2CONHCH2COOH+H2O—→2NH2CH2COOH ΔrSm?=-82.84J·K-1·mol-1 ΔrHm?=-43.30kJ·mol-1

ΔrGm?=ΔrHm?-TΔrSm?=-26927.56J·mol-1 22、解:ΔG=8584J

ΔA=ΔG-Δ(pV)=ΔG-nRT=6106J ∵ΔGT,p>0 ∴液态水稳定

23、解:W(体)=0 W(电)=91838.8J ΔU=Q-W=121796J ΔS=Qr/T=7196J·K-1? ΔA=-W(电)=-91838.8J ΔG=-W(电)=-91838.8J

24、解:1000K时,ΔrGm?=3456.9J 又∵(?ΔG/?T)p=-ΔS?

=-7.57-7.57lnT+1.9×10-2×2T-3×2.84×10-6T2-2.26 ∴ΔSm?=7.57+7.57lnT-3.8×10-2T+8.52×10-6T2+2.26 将T=1000K代入上式即得: ΔSm?=33.39J·K-1·mol-1

ΔHm?=ΔGm?+TΔSm?=36855.06J·mol-1

25、解:(1)由T2=T1(V1/V2)γ-1??得T2=270K ΔS=Cp,mln(T2/T1)+Rln(V2/V1)=0 (2)T2=340K


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