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求此反应过程的W,Q,△U,△H.
(2)若上述反应在一绝热密闭容器中进行时,则此反应过程的W,Q,△U,△H.已知:
?? (CO,g,298K)??110.52KJ?mol?1;?fHm(CO2,g,298K)??393.5KJ?mol?1;?fHm二氧化碳的CV,m?46.5KJ?mol(本题8分)
5.有一绝热汽缸,有绝热理想活塞可水平移动,活塞两边装有理想气体,始态时两边气体的状态均为V0?0.02m3,T0?298.2K,P0?101.3KPa。现将汽缸左侧加热,直至活塞右侧的气体压力升到202.6KPa,设CV,m?20.9KJ?mol;?=1.4;试计算:(本题12分) (1)活塞右侧的气体接受多少压缩功?
(2)右侧气体的终态温度? (3)活塞左侧的终态温度? (4)左侧气体所吸收的热?
四、证明题
?1?1??2p???CV?试证???T?2?(本题5分)
??V?T ??T?V
参考答案
一、
填空题(共16分,每小题2分)
??p???2p?1. ???0;?2??0
?V?m?TC??Vm?TC2. A ,B
3.> ;< ;= ;=
4.<, >, >;=, >, >;=,=,=
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5.降低
6.不能确定, >0, >0, <0, <0, <0, >0 7. ?Siso 8.-187J
二、选择题(30×1=30分)
1~5 ACBCB 6~10 CDDBA 11~15 DDAAA 16~20 BBBAD 21~25 BBDBA 26~30 DACDA
三、计算题
1.
(本题6分)解:(1)环丙烷的生成反应为:
? 3C(石)+3H2?C3H6 该反应的热效应即为环丙烷的生成热?fHm
?????fHm??rHm????B?CHm?3?(?393.8)?3?(?285.84)?2092?53.08KJ?mol?1
(2)异构化反应为:C3H6?CH3CH?CH2
?????fHm???rHm??fHm(丙烯)??fHm(丙烷)?20.5?53.08??32.58KJ?mol?1
2. (本题15分)解:(1)恒温可逆: ?U??H?0 W??Q??pdV?nRTln?p2300?1?8.314?298ln?2722J,Q??2722J p1100?S?nRlnp1100?1?8.314?ln??9.13J?K?1 p2300 ?A??U?T?S??T?S??Q?2722J ?G??H?T?S??T?S??Q?2722J (2) 绝热可逆压缩 Q?0,?S?0 (p11??TT1001?1.4)?(2)??()?(2)1.4?T2?408K p2T1300298 ?U?nCV,m(T2?T1)?1?2.5?8.314?(408?298)?2286J W??U?2286J
?H?nCp,m(T2?T1)?1?3.5?8.314?(408?298)?3201J
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?G??H?S?T?3201?205?(408?298)??19.35KJ ?A??U?S?T?2286?205?(408?298)??20.26KJ (3) 绝热不可逆压缩 Q?0,?U?W 即:nCV,m(T2?T1)??pamb(V2?V1)??nR[T2?T1p2] p12.5R(T2?298)??R(T2?298?300)?T2?468.2K
100?U?nCV,m(T2?T1)?1?2.5?8.314?(468.2?298)?3540J
W??U?3540J
?H?nCp,m(T2?T1)?1?3.5?8.314?(468.2?298)?4955J
?S?nRlnp1T100468.2?nCp,mln2?1?8.314ln?1?3.5?8.314ln?4.02J?K?1 p2T1300298?S2?S1??S?205?4.02?209.02J?K?1
?G??H??(TS)??H?(T2S2?T1S1)?4955?(468.2?209.02?298?205)??31.84KJ?A??U??(TS)??U?(T2S2?T1S1)?3540?(468.2?209.02?298?205)??33.24KJ3(本题8分) .解:设计过程如下:
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H2O(L),100KPa 270.2k △G1 H2O(L),489,16Pa 270.2k △G H2O(S) 100KPa 270.2k △G5 H2O(S),475.12Pa 270.2k △G2 △G3 H2O(g),489.16Pa 270.2k △G4 H2O(g),475.12Pa 270.2k
?G??G1??G2??G?3?G4??G5,其中?G1?0;?G5?0;
?G2?0;?G4?0??G??G3?nRTln
p4475.12?1?8.314?270.2ln??65.4J<0 p3489.16??Ssys<0,又
故上述过程为自发过程,此过程系统的有序度是增加的。
?Stotal>0,
?Stotal??Ssys??Samb 4.
(本题8分)
>0;
??Samb>0.
解:(1)因为等温且恒容故
W?0,?U?Q
1QCO?O2?CO2 故其反应热为:
2???rHm??fHm(CO2)??fHm(CO)??393.51?110.52??283KJ
?rUm??rHm??(PV)??rHm??ngRT??283?0.5?8.314?298?10??281.8KJ?Q??rU??281.8KJ
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