已知:水(H2O,l)在100℃的摩尔蒸发焓压热容附录。
解: 题给过程如下
,水的平均摩尔定
,水蒸气(H2O,g)的摩尔定压热容与温度的函数关系见
ΔH
1kg H2O(l) H2O(g)
恒压
t1=20℃,p=100kPa t3=180℃,ps=1.003MPa
ΔH2
H2O(l) H2O(g)
可逆相变
t2=100℃,p=100kPa t2 =100℃,p=100kPa
设水蒸气为理想气体,则
水蒸气所需的热量为
所以每生产1kg
ΔH =ΔH1 +ΔH2 +ΔH3 =2746.46kJ
2.31 100kPa下冰(H2O,s)的熔点为0℃.在此条件下冰的摩尔熔化焓
。
已知在-10~0℃范围内过冷水(H2O,l)和冰的摩尔定压热容分别为
和
求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。
。
解: 在100kPa、273.15K下,水和冰互相平衡,所以在100kPa、263.15K的过冷水凝
固为冰就偏离了平衡条件,因此该过程为不可逆相变化,设计途径如下:
1mol H2O(l) H2O(s)
不可逆相变
263.15K,
压 263.15K,常压
常
ΔH2
H2O(l) H2O(s)
可逆相变
273.15K,100kPa 273.15K,100kPa
又解:压力的改变对凝聚态物质摩尔焓很小可直接应用p68公式(2.7.4)
2.32已知水
(H2O,l)在100℃的摩尔蒸发焓
,水和水蒸气在25~100℃范围间的平均摩尔定压热容分别为
和
求在25℃时水的摩尔蒸发焓。
解:由已知温度的相变焓求未知温度的相变焓,常压下对气体摩尔焓的影响通常可以忽略,可直接应用p68公式(2.7.4)
2.34 应用附录中有关物质在25℃的标准摩尔生成焓的数据,计算下列反应在25℃时的
和
。
解:应用p79公式(2.10.1)和p85公式(2.10.8)
题给各反应的
和
分别计算如下:
(1)
(2)
(3)
25℃时反
2.35 应用附录中有关物质的热化学数据,计算
应
的标准摩尔反应焓,要求:
(1)应用附录中25℃的标准摩尔生成焓的数据;
(2)应用附录中25℃的标准摩尔燃烧焓的数据.
解: (1) 应用p79公式(2.10.1)
得:
(2) 先分别求出CH3OH(l)、HCOOCH3(l)的标准摩尔燃烧焓. 应用附录查出在25℃时
CH3OH(l)、HCOOCH3(l)的燃烧反应分别为: