物化期中试题解答

2.在100kPa下，将1mol单原子分子理想气体从100ºC加热到200ºC，Q＝_______________J。期中练习一.填空题(20分)21d,TTmpTnCQJ5.2078)100200(R251.298K时,SO2(g)＝S(s)＋O2(g)ΔH＝148.4kJ.mol.SO2(g)的标准生成焓为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿.212121m-296.8kJ.mol-120793.工作在600K与400K之间的热机,其热机效率η＿＿＿＿＿＿＿＿＿,若该机器每循环操作一次,从高温热源吸热10kJ,则最多可对外做功＿＿＿＿＿＿＿＿＿kJ.4.300K下，1molH2(可看作理想气体)由100kPa压缩至200kPa终态体积V＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿。333.06004001112TTrkJkJQwQw33.310333.0;11≤33.3%12.5dm33.3332251220030031481dmPnRTV..5.1molN2气(可看作理想气体)由303.9kPa、25℃等温可逆膨胀到24.45dm3，此过程的Q＝＿＿＿＿＿＿＿,ΔU＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿。6.甲苯在正常沸点110℃时的气化焓为362J/g,摩尔质量为92g/mol。1mol甲苯在正常沸点下蒸发为气体,ΔG＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿。12ln;0VVnRTwQU2721J007.在－5℃,101.3kPa条件下,1mol过冷水凝结成同样条件下的冰,则系统及环境熵变应当为ΔS(系)＿＿＿＿＿0,ΔS(环)＿＿＿＿＿0(填,或=).8.2mol单原子分子理想气体,从0℃,1MPa绝热不可逆膨胀到0.1MPa,并对外作功0.1kJ,此过程的ΔU＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿。kJwUQ1.0;0-0.1kJ9.100℃和101.3kPa下的1molH2O(l)与100℃的大热源相接触,并使其向真空器皿中蒸发为100℃、101.3kPa的水蒸气H2O(g).对于这一过程,ΔS(系)、ΔU、ΔG和ΔS(总)四个热力学量中可判断过程方向的热力学量是＿＿＿＿＿＿＿＿.10.1mol理想气体在25℃时恒温可逆地从1dm3膨胀到10dm3,系统的ΔS＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿。11214.1910ln314.81lnKJVVnRS19.14J/KΔS(总)1.(2分)1mol水在100℃,101.3kPa下变成同温同压下的水蒸气(水蒸气视为理想气体),然后等温可逆膨胀到10.13kPa,则全过程的ΔH=___________(已知水的气化焓为40.67kJ/mol).A.0,B.40.67J,C.40.67kJ,D.-40.67JC二.选择题(20分)2.(2分)下列关系式中正确的是:＿＿＿＿＿＿＿＿＿A.ΔCH(石墨,s)=ΔfH(CO2,g),B.ΔCH(H2,g)=ΔfH(H2O,g),C.ΔCH(N2,g)=ΔfH(2NO2,g),D.ΔCH(H2,g)=0mmmmmmmA3.已知CH3COOH(l),CO2(g)及H2O(l)的标准生成焓ΔfHϴm(298K)/(kJmol-1)分别为-484.5,-393.5及-285.8，则CH3COOH(l),的标准燃烧焓ΔcHϴm(l,298K)=kJmol-1A.484.5,B.0C.-874.1D.874.1CH3COOH(l)+2O2=2CO2(g)+2H2O(l)C4.H2的标准燃烧焓等于.A.H2的标准生成焓,B.H2O(l)的标准生成焓,C.O2的标准生成焓,D.零.B5.在0℃,101.3kPa下,1mol水凝结成同样条件下的冰,则系统,环境及总熵变应该是.A.ΔS(系)0,ΔS(环)0,ΔS(总)0;B.ΔS(系)0,ΔS(环)0,ΔS(总)0;C.ΔS(系)0,ΔS(环)0,ΔS(总)=0;D.ΔS(系)0,ΔS(环)0,ΔS(总)0.C6.(2分)在标准压力pϴ下,383K的水变为同温度下的蒸气,吸热Qp.此相变过程中,不能成立的关系式为.A.ΔG0,B.ΔH=Qp,C.ΔS0,D.ΔS0C7.(2分)对一封闭的绝热系统做功后,系统的温度.A.不变,B.升高,C.降低,D.难以确定.8.(2分)100℃,101.3kPa下的1mol水与100℃热源接触,使它向真空容器中蒸发成100℃,101.3kPa的水蒸气,此过程不正确的是.A.ΔH0,B.ΔU0,C.ΔG0,D.ΔS0BC9.(2分)101.3kPa下,110℃的水变为110℃的蒸气,吸热Q.此过程环境的熵变ΔS(环).A.=0,B.0,C.0,D.=Q/T.10.(2分)某系统内初态A经几种不同的可逆途径到达相同的终态B,经各途径的系统熵变ΔS.A.均相同,B.各不相同,C.不一定相同,D.都不等于经不可逆途径到达相同终态的熵变.CA选择题答案：1、C2、A3、C4、B5、C6、C7、B8、C9、C10、A三.（15分）10dm3He（可看作理想气体）从20℃，1MPa经下列不同过程膨胀到终态压力为100kPa：（1）等温可逆膨胀；（2）绝热可逆膨胀。分别计算各过程的W,Q,ΔU和ΔH。三.RTpVn)(11.4293314.8101010136mol（1）ΔU1=ΔH1=0（理想气体恒温过程）W1=nRTln(p2/p1)=4.11×8.314×293×ln(105/106)=-23.1kJQ1=-W1=23.1kJ67.135,,mVmpCC(2)Q2=0（绝热）KTppT5.11611212W2=ΔU2=nCv,m(T2-T1)=4.11×1.5×8.314×(116.5-293)=-9047JΔH2=nCp,m(T2-T1)=4.11×2.5×8.314×(116.5-293)=-15078J四.（15分）298K时草酸(H2C2O4)的标准燃烧焓为-251kJ/mol：（1）计算298K时草酸的标准生成焓；（2）计算398K时草酸的标准生成焓；（3）计算298K时草酸（固体）燃烧时的ΔU。已知298K时H2O(l)及CO2(g)的标准生成焓分别为-285.9kJ/mol和-393.5kJ/mol,C(石墨)和草酸(固)的Cpm分别为8.79J/(K.mol)和97.91J/(K.mol)。气体的Cpm均按29.0J/(K.mol)计。解：有关化学反应的题目先写出反应方程式)(21)(2422gOsOCHH2O(l)+2CO2(g)298K：ΔrH=ΔCH(H2C2O4,s)=-251kJ/molΔrH=ΔCH(H2C2O4,s)=2ΔfH(CO2,g)+ΔfH(H2O,l)-ΔfH(H2C2O4,s)ΔfH(H2C2O4,s)＝2ΔfH(CO2g)+ΔfH(H2O,l)–ΔCH(H2C2O4,s)=2×(-393.5)-285.9+251=-821.9kJ/mol(2)398K2C(s)＋H2(g)＋2O2(g)──→H2C2O4(s)ΔrH=ΔfH(H2C2O4)ΣνBCp（B）=Cp(草酸)-2Cp(石墨)-Cp(H2,g)-2Cp(O2,g)=97.91-2×8.79-3×29.0=-6.67J.K-1.mol-1ΔrH(398K)=ΔrH(298K)+ΣνBCp（B）(T2－T1)=-821.9+(-6.67)×(398-298)×10-3=-822.6kJ/mol2422OOCHH2O+CO2221(s)(g)(l)(g)molkJHmr/251RTvHUgBmrmr)/(7.25410298314.85.12513molkJU（3）398K：五.（15分）1mol单原子分子理想气体恒定在101.3kPa下从200℃加热到400℃。已知200℃时该气体的标准熵为135.1J.K-1.mol-1。计算此过程的Q,W,ΔU,ΔH,ΔS及ΔG。五.解W=Vp=)(pV=nRT分清反抗恒外压和恒压过程的区别J1663)200400(314.8121TTm,pTdnCH21TTm,VTdnCUJ2494)200400(314.8231J4157)200400(314.8251KJTTnCSp/33.715.47315.673ln314.825ln12m,Q=ΔH=4157JS(673K)=S(473K)+ΔS=135.1+7.33=142.4J.K-1ΔG=ΔH-(T2S2-T1S1)=4157-(673×142.4-473×135.1)=-27776J≈-27.8kJΔA=ΔU-(T2S2-T1S1)=2492-(673×142.4-473×135.1)=-29441J≈-29.4kJ六.（15分）在25℃将1mol101.3kPa的O2(理想气体)在恒定外压607.8kPa的条件下压缩到达平衡，求此过程的Q,W,ΔU,ΔH,ΔG,ΔS(系)及ΔS(总)。六.解此过程为恒温压缩过程,ΔU=0ΔH=0-W=Q=p(外)(V2-V1)=p(外)(RT/p2-RT/p1)=607.8×8.314×298(1/607.8-1/101.3)=-12388J≈-12.39kJΔS(系)=nRln(p2/p1)=1×8.314ln(101.3/607.8)=-14.90J/KΔS(环)=-Q/T=12388/298=41.57J/KΔS(总)=ΔS(系)+ΔS(环)=-14.90+41.57=26.67J/KΔG=ΔH-TΔS=0-298×(-14.90)=4440J