?U??H?W??H?p?V?6778?25169?6261(J3)
?H67782??181.7(J?K?1) T373可逆相变,所以?G?0
?S?
26、298K时,将液态苯氧化为CO2和液态H2O,其定容热为?3267kJ?mol,求定压反应热。
解:C6H6(l)?7?11O2(g)?6CO2(g)?3H2O(l) 2?1kJ?mol ?rUm?QV??32671?rHm??rUm??vB,gRT??3267?(6?7)?8.314?298?10?3 2??327(1kJ?mol?1)
27、300K2mol理想气体由1dm可逆膨胀至10dm,计算此过程的熵变。 解:?S体?nRln33V210?2?8.314?ln?38.29(J?K?1) V11
28、已知反应及有关数据如下:
??1 ?fHm/(kJ?mol) 52.3 -241.8 -277.6 ?1?1Cp,m/(J?mol?K) 43.6 33.6 111.5
??求(1)298K时反应的?rHm;(2)反应物的温度为288K,产物温度为348K时反应的?rHm。 ?解:(1)?rHm??vB?fHm??277.6?(52.3?241.8)
?1??88.1(kJ?mol)
?(2)将反应过程设计成下列过程: 288KC2H4(g)?H2O(g)
?H2??H1??88.1kJ?mol??1 298KC2H4(g)?H2O(g)
C2H5OH(l)
?H3? 348KC2H5OH(l)
?H1??88.1kJ?mol
??1
??H2??Cp,m(反)?T?(43.6?33.6)?(298?288)?10?3?0.772(kJ?mol)?1
??3?1 ?H3??Cp,m(产)?T?111.5?(348?298)?10?5.575(kJ?mol)
?????1 ?H??H1??H2??H3??88.1?0.772?5.575??81.8(kJ?mol)
29、定容下,理想气体1molN2由300K加热到600K。求过程?S。已知
Cp,m,N2?(27.00?0.006T)J?mol?1?K?1。
nCV,mdTT2n(Cp,m?R)dT ??T1TTdTT2??T11?(27.00?0.006T?8.314)?14.76(J?K?1)T
解:?S??T1T2
30、若上题是在定压下进行,求过程的熵变。 解:理想气体定压过程熵变 ?S??T1T2nCp,mdTT2dT??T11?(27.00?0.006T)?20.51(J?K?1) TT
31、101.325kPa下,2mol甲醇在正常沸点337.2K时汽化,求体系和环境的熵变各位多少?已知甲醇的汽化热?Hm?35.1kJ?mol。 解:101.325kPa、337.2K甲醇汽化,发生可逆相变
?1QRn?Hm2?35.1???0.208(kJ?mol?1) TT337.2n?Hm ?S环????0.208(kJ?K?1)
T ?S体?
?31、在298K及p下,用过量100%的空气燃烧1molCH4,若反应热完全用于加热产物,
求燃烧所能达到的最高温度。所需热力学数据如下所示。 CH4 O2 CO2 H2O N2
??fHm/(kJ?K?1) —74.81 0 —393.51 —241.82
Cp,m/(J?mol?1?K?1) 28.17 26.75 29.16 27.32
解:甲烷燃烧的化学反应如下:
CH4(g)?2O2?CO2(g)?2H2O(g) N2
??fHm/(kJ?K?1) —74.81 0 —393.51 —241.82
Cp,m/(J?mol?1?K?1) 28.17 26.75 29.16 27.32
空气过量100%时,O2量为2?(1?100%)?4mol,甲烷燃烧后剩余各气体的量为: O2(g):2mol CO2(g):1molH2O(g):2mol N2(g):4?0.79/0.21?15.05(mol)
???rHm??vB?fHm
??393.51?2?241.82?(?74.81)??802.34(kJ?mol)T?1
若该反应热完全用于加热产物,则
??rHm??298(nO2Cp,m,O2?nCO2Cp,m,CO2?nH2OCp,m,H2O?nN2Cp,m,H2O)dT?(2?28.17?1?26.75?2?29.16?15.05?27.32)?(T?298)
?802.34?103(kJ?mol?1)解得:T=1747K
32、在110℃、10Pa下使1molH2O(l)蒸发为水蒸气,计算这一过程体系和环境的熵变。
已知H2O(g)和H2O(l)的热容分别为1.866J?g5?15?K?1和4.184J?g?1?K?1,在
?1100℃、10Pa下H2O(l)的汽化热为2255.176J?g(MH2O?18g?mol。) 解:
?1W??pe?V??peVg??nRT??1?8.314?383.15??3.816(kJ)
题给过程可以设计为如下可逆过程,以计算体系熵变:
?S1??mCp,g(l)T1T2TdT373.15?mCp,g(l)In2?18?4.184?In??1.992(J?K?1)TT1383.15m??VHm18?2255.176??108.79(J?K?1)T373.15T2TdT383.15?S3??mCp,g(g)?mCp,g(g)In1?18?1.866?In??0.8883(J?K?1)T1TT2373.15?S2??S??S1??S2??S3?105.90(J?K?1)?H1??mCp,g(l)dT?1?4.184?18?(373.15?383.15)??753.1(J)T1T2?H2?n?VHm?1?2255.176?18?40593(J)?H3??mCp,g(g)dT?1?1.866?18?(383.15?373.15)?335.9(J)T1T2?H??H1??H2??H3?40176(J)?H40176?S环??????104.86(J?K?1)T383.15?S总??S??S环?3.87(J?K?1)?0
33、lmol ideal gas with CV,m?21J?mol?1
?K?1,was heated from 300K to 600K by (1)
reversible isochoric process, (2) reversible isobaric process. Calculate the Q、?U、ΔH、ΔS and ΔG separately.
解:?U1?nCV,m?T?6300J?U2??U1
34.Calculate the heat of vaporization of 1 mol liquid water at 20 ℃, 101.325kPa.
??vapHm(water)?40.67kJ?mol?1,
Cp,m(water)?75.3J?mol?1?K?1,
Cp,m(watervapor)?33.2J?mol?1?K?1 at 100℃, 101.325kPa.
解:由基尔霍夫公式
293?H293K??H373K??373(33.2?75.3)dT
?40.67?(33.2?75.3)?(293?373)?10?3 ?44.04(kJ?mol?1)
0℃,经pT = 常数的可逆压缩过程压缩到终35、1mol单原子理想气体,始态为2?10Pa、态为4?10Pa。计算终态的T和V,过程的W、?U、?H。 解:?U??1703J
?36、298K时,1molCO(g)放在10molO2中充分燃烧。求(1)在298K时的?rHm;(2)该
55W?2271J?H??2839J