………………………… m(l)=0.3133m(s)，0.3133m(s)+m(s)=1.0，m(s)=0.76kg (2分) 6. (本题10分)合成氨反应为3H2(g)+N2(g)==2NH3(g)，所用反应物氢气和氮气的摩尔比为4:1，在673K和900kPa压力下达成平衡，平衡产物中氨的摩尔分数为0.038，试求：(1) 该反应在该条件下的标准平衡常数K；

(2) 在该温度下，若要使氨的摩尔分数为0.05，应控制总压为多少？ 温度T2；(2) 过程的ΔH，ΔG，ΔS；(3) 计算说明此气体经节流膨胀后，温度如何变化？

解：(1) 自由膨胀：W=0，绝热：Q=0，故ΔU=0 （1分） ? U ? S RT ?pdU?TdS?pdV,()?T()?p?T()?p??p?0 TTV?V?V?TV?b?

栏 即U=U(T) ，故T2=T1 （2分） 号……解：

学…(2) ΔH=ΔU+Δ(pV)= Δ(pV)=(p2V2-p1V1)=(RT2+p2b)-(RT1+p1b)

(1) 3H2(g) + N2(g) == 2NH3(g) … =b(p2-p1)=bRT1/(V2-b)- bRT1/(V1-b) 息 线 起始时kPa： 4x x 0

… … ? G ? ? p 2pVdp ? 1? p 2 ( RT 1 / p ? b ) dp ? RT 1 ln p 2 / p 1 ? b (p2?p1) 平衡时kPa： 4x-3n0 x-n0 2n0 (1.5分) …

p1 ? RT V

1ln(1?b)/(V2?b)?bRT1/(V2?b)?bRT1/(V2?b) … p总=5x-2n0，x氨=p氨/p总= 2n0/900=0.038，n0=17.1kPa (0.5分) … … ΔS=(ΔH-ΔG)/T=-Rln(V1-b)/(V2-b) p总=5x-2n0=5x-2×17.1=900，x=186.84 (0.5分) 信 …名…姓订pH2=4x-3n0=4×186.84 -3×17.1=696.06kPa (0.5分) (3) dH ? TdS ? Vdp , ( ? H ) T ? T ( ? S ) T … ? p ?p? V ? V ? T ( ?? VT ) p ? V ? RT ? b pNH3=2n0=2×17.1=34.2kPa (0.5分) ? H p? H ?T(?H?p) … … pN0=186.84 -17.1=169.74kPa (0.5分)

H ? H ( T ，， ) T ,dH ? ( ? T ) ? p ? p ?TpdT?()Tdp?0,()H ( ?H? T ) p …2=x-n u?(?T( ? H … ?p)?p)TbJ?TH??(?H???0,T2>T1 ?T)pCp …生 …(2分)

…

装 级…(2) 班…

p总=5x-2n0，x氨=p氨/p总= 2n0/p总=0.05，n0=0.025 p总 (0.5分) …）… 5x=1.05 p总，x=0.21 p总 (0.5分)

系… ( 2 ? 0 . 025 p 总 ) 2 2 ? 4

考（…(4?0.21p?100?2.04?10(2分)

院…总?3?0.025p3总)(0.21p总?0.025p总)0.052 … 0 .765 3 ? 0 . 185 p 2 ? 100 ? 2. 04 ? 10?4 , p225?1042 总 ? 04 ? 0 .765 3 ? 0 . 185 ? 1479632总2. … … p总=1216.4kPa （1分）

… … 五、综合题（10分）

… … 已知1mol某气体的状态方程为：p(V-b)=RT（b为大于0的常数）。若该气体

… … …经一绝热自由膨胀过程由始态（T1，V1，）到达终态体积V2，求：(1) 终态的

…物理化学（上）试卷B 共5页 第5页

1.5分）

1.5分）

（1分） (2分) （1分）

（（