物理化学上册习题解（天津大学第五版）
水量= {1000+（800-268）}g = 1532 g =1.532 kg
2-30 蒸气锅炉中连续不断地注入20℃的水，将其加热并蒸发成180℃，饱和蒸气压为1.003Mpa的水蒸气。求每生产1kg饱和水蒸气所需的热。
已知：水（H2O，l）在100℃的摩尔相变焓?vapHm(373.15K)?40.668kJ?mol?1，水的平均摩尔定压热容为Cp,m(H2O,l)?75.32J?mol?1，水蒸气（H2O，g）的摩
尔定压热容与温度的关系见附录。
解：据题意画出下列方框图：
H2O（l），1kg H2O（g），1kg Qp=△H 20℃，1000.3kPa 180℃，1000.3kPa
△H1 △H2
H2O（l），1kg 1000100℃，101.325kPa 18H，1kg 2O（g）△vapHkg（373.15K）
?40.668kJ?2259kJ100℃，101.325kPa
△H1 =mHO(l)Cp,m(t2?t1)?1000?75.32?(100?20)J?334.76J
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物理化学上册习题解（天津大学第五版）
T21000453.15K?3?H2??nCp,H2O(g)dT?{(29.16?14.49?10T/KT1 18?373.15K -2.002?10-6T2/K2)dT/K}kJ?154.54kJ所以每生产1kg饱和蒸气所需的热 Qp=△H=△H1+△vapHkg（373.15K）+△H2= =（334.76+2257+154.54）kJ =2.746×103kJ
2-31 100kPa 下，冰（H2O，s）的熔点为0℃，在此条件下冰的摩尔熔化焓?fusHm?6.012kJ?mol?1。已知在-10℃～0℃范围内过泠水（H2O，l）和冰的摩尔定压热容分别为Cp，m（H2O，l）=76.28J?mol?1?K?1和Cp，
m
（H2O，s）=37.20J?mol?1?K?1。求在常压下及 – 10℃下过泠水结冰
的摩尔凝固焓。 解：
H2O(l),?100CHm?????H2O(s),?100C
△H1，m △H3，m
H2O(l), 00C2,m????H2O(s), 00C
?H?H2,m???fusHm??6.012kJ?mol?1
?Hm??H1,m??H2,m??H3,m ??273.15K263.15K1Cp,m(H2O,l)dT??H2,m??263.15K273.15KCp,m(H2O,s)dT ?Cp,m(H2O,l)?(273.15K?263.15K) ??H2,m?Cp,m(H2O,s)?(263.15K?273.15K) ?(76.28?10?6012?37.2?10)J?mol?1 ??5621J?mol?1??5.621kJ?mol?1
2-32 已知水（H2O，l）在100℃的摩尔蒸发焓?vapHm?40.668kJ?mol?1，水和水蒸气在25～100℃的平均摩尔定压热容分别为求在Cp,m(H2O,l)?75.75J?mol?1?K?1和Cp,m(H2O,g)?33.76J?mol?1?K?1。的摩尔蒸发焓。
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25℃时水
物理化学上册习题解（天津大学第五版）
H???H2O(g), 250C 解：H2O(l), 250C??m △H1，m △H3，m
H2O(l), 1000C373.15Kvapm????H2O(g), 1000C
?H?Hm??H1,m??vapHm??H3,m ??298.15K1Cp,m(H2O,l)dT??H2,m??298.15K373.15KCp,m(H2O,s)dT ?Cp,m(H2O,l)?(373.15K?298.15K) ??vapHm?Cp,m(H2O,g)?(298.15K?373.15K) ?(75.75?75?40668?33.76?75)J?mol?1 ??43817J?mol?1??4.3821kJ?mol?1
2-33 25℃下，密闭恒容的容器中有10g 固体萘C10H8（s）在过量的O2（g）中完全燃烧成CO2（g）和H2O（l）。过程放热401.727 kJ。求
（1）
C10H8(s)?12O2(g)?10CO2(g)?4H2O(l)的反应进度；
??（2）C10H8（s）的?CUm； （3）C10H8（s）的?CHm。
解：（1）反应进度：???n/???n/1??n?10?0.078019mol?78.019mmol 128.173?（2）C10H8（s）的?CUm：M萘=128.173
每摩尔萘的恒容恒温燃烧热为
??cUm(298.15K)??rUm(298.15K)?128.173?(?401.727)kJ?mol?1 10 ??5149kJ?mol?1 （3）所以本题所给反应的标准摩尔反应焓为
???rHm(298.15K)??rUm(298.15K)???B(g)?RT ?{-5149kJ?(-2)?8.314?298.15?10-3}kJ?mol?1 ?-5154kJ?mol-1???CHm??rHm?-5154kJ?mol-1
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
??算下列反应的?rHm(298.15K)?rUm(298.15K)。
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物理化学上册习题解（天津大学第五版）
（1） 4NH3（g）+5O2（g）（2） 3NO2（g）+ H2O（l）
4NO（g）+6H2O（g） 2HNO3（l）+NO（g） 2Fe（s）+3CO（g）
（3） Fe2O3（s）+3C（石墨）解：计算公式如下：
?????rHm???B??fHm(B,?,T)；?rUm??rHm???B(g)?RT ?（1）?rHm(298.15K)?{4?90.25?6?(?241.818)?4?(?46.11)?kJ?mol?1
??905.468kJ?mol?1??905.47kJ?mol?1
??rUm(298.15K)??905.47?1?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1 ??907.95kJ?mol?1
???（2）?rHm(298.15K)??2?(?174.10)?90.25?(3?33.18?285.83)?kJ?mol?1
= ?71.66kJ?mol?1
??rUm(298.15K)??71.66?(?2)?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1 ??66.70kJ?mol?1
???（3）?rHm(298.15K)??3?(?110.525)?(?824.2)?kJ?mol?1= 492.63kJ?mol?1 ??rUm(298.15K)?492.63?3?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1?485.19kJ?mol?1
??2-35 应用附录中有关物质的热化学数据，计算25℃时反应
2CH3OH(l)?O2(g) HCOOCH3(l)?2H2O(l) 的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25℃的标准摩尔生成焓数据；
?（2）应用?fHm(HCOOCH3,l)??379.07kJ?mol?1。
25℃的标准摩尔燃烧焓数据。
解：（1）2CH3OH(l)?O2(g) HCOOCH3(l)?2H2O(l)
?????rHm?2??fHm(H2O,l)+?fHm(HCOOCH3,l)-2??fHm(CH3OH,l)
=｛2×（-285.830）+（-379.07）-2×（-238.66）｝kJ·mol-1 = - 473.52 kJ·mol-1
????2??CHm（2）?rHm(CH3OH,l)-?CHm(HCOOCH3,l)
=｛2×（-726.51）-（-979.5）｝kJ·mol-1
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