物理化学重点题目

2-5 始态为25℃，200kPa的5 mol 某理想气体，经a，b两不同途径到达相同的末态。途径a先经绝热膨胀到 – 28.57℃，100kPa，步骤的功Wa= - 5.57kJ；在恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热Qa= 25.42kJ。途径b为恒压加热过程。求途径b的Wb及Qb。

解：过程为：

途径b

因两条途径的始末态相同，故有△Ua=△Ub，则

2-8 某理想气体。今有该气体5 mol 在恒容下温度升高50℃，求过程的W，Q，△H 和△U。

解：恒容：W=0；

根据热力学第一定律，：W=0，故有Q=△U=3.118kJ

2-10 2mol 某理想气体，。由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力升高至200 kPa，再恒压泠却使体积缩小至25 dm3。求整个过程的W，Q，△H 和△U。

解：整个过程示意如下：

2-26 已知水（H2O，l）在100℃的摩尔蒸发焓，水和水蒸气在25～100℃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：

△H1，m △H3，m

3-11 2 mol双原子理想气体从始态300K，50 dm3 ，先恒容加热至 400 K，再恒压加热至体积增大至 100m3，求整个过程的Q，W，△U，△H及△S。

解：过程为

W1=0； W2= -pamb（V2-V0）= {-133032×（100-50）×10-3} J= - 6651.6 J

所以，W = W2 = - 6.652 kJ

Q = △U – W = （27.79 + 6.65）kJ≈ 27.44 kJ

= {} J·K-1 = 52.30 J·K-1

3-16 始态 300 K，1Mpa 的单原子理想气体 2 mol，反抗 0.2 Mpa的恒定外压绝热不可逆膨胀平衡态。求整个过程的W，△U，△H，△S。

解：Q = 0，W = △U

代入数据整理得 5T2 = 3.4 T1 = 3.4×300K；故 T2 = 204 K

3-38 已知在 -5℃，水和冰的密度分别为=999.2 kg·m-3和=916.7 kg·m-3 。在在 -5℃，水和冰的相平衡压力为59.8 Mpa。

今有-5℃的 1kg水在 100kPa 下凝固成同样温度、压力下的冰，求过程的△G。假设水和冰的密度不随压力改变。

解：途径设计如下

△G1 △G3

因相平衡，△G2 = 0

3-40 化学反应如下：

（1）利用附录中各物质的，数据，求上述反应在25℃时的，；

（2）利用附录中各物质的数据，计算上述反应在25℃时的；

（3）25℃，若始态和的分压均为150kPa，末态和的分压均为50kPa，求反应的，。

解：列表如下

（1）={2×130.684+2×197.674 – 186.264 – 213.74} J·mol-1·K-1

= 256.712 J·mol-1·K-1

={2×0 +2×（-110.525）- （-393.509）-（-74.81）} kJ·mol-1

= 247.269 kJ·mol-1

= {247269 – 298.15×256.712}= 170730 J·mol-1= 170.730 kJ·mol-1

（2） = {2×0 +2×（-137.168）-（-394.359）-（-50.72）} kJ·mol-1

= 170.743 kJ·mol-1

（3）设计如下途径

△G1 △G2

= 2010.27 J·mol-1

= 6873.16 J·mol-1

=（170743-2010-6873）kJ·mol-1

=161860 J·mol-1 = 161.860 kJ·mol-1

={256.712 +6.742+23.053}J·mol-1·K-1=286.507 J·mol-1·K-1

4-5 80℃时纯苯的蒸气压为100kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80℃时气相中苯的摩尔分数y苯=0.300，求液相的组成。

解：

；

4-20 10g葡萄糖（C6H12O6）溶于400g中，溶液的沸点较纯乙醇的上升0.1428℃，另外有2g有机物溶于100g乙醇中，此溶液的沸点上升0.1250℃，求此有机物的相对摩尔质量。

解：

又有

4-25 在25℃时，10g某溶质溶于1dm3溶剂中，测出该溶液的渗透压∏=0.400kPa，确定该溶质的相对摩尔质量。

解：

4-27 人的血液（可视为水溶液）在101.325kPa下于-0.56℃凝固。已知水的Kf=1.86K·mol-1·kg。求：（1）血液在37℃时的渗透压；（2）在同温度下，1dm3蔗糖（C12H22O11）水溶液中需含多少克蔗糖时才有能与血液有相同的渗透压。

解：（1）

对于稀溶液，;

（2）m糖=Mc=342.299×0.3011g·dm-3=103 g·dm-3

5-4 已知同一温度，两反应方程及标准平衡阐述如下：

求下列反应的。

解：已知如下三个反应：

（1）

（2）

（3）

显然 （3）= （2）-（1）

因而有

故得 =/

5-7 五氯化磷分解反应在200℃时的Kθ=0.312，计算：（1）200℃、200kPa下PCl5的离解度；（2）组成1∶5的PCl5与Cl2的混合物，在200℃、101.325kPa下PCl5的离解度。

解：平衡时各物质的设为

， p总=200kPa

（2）平衡时各物质的量设为，

，p总=101.325kPa

6-1 指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度数F：

(1)I2（s）与其蒸气成平衡；

(2)CaCO3（s）与其分解产物CaO（s）和CO2（g）成平衡；

(3)NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；

(4)取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡；

(5) I2作为溶质在两不相互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡（凝聚系统）。

解：（1） S-R-=1-0-0=1；P=2；F=C-P+2=1

（2） S-R-=3-1-0=2；P=3；F=C-P+2=1

（3） S-R-=3-1-1=1；P=2；F=C-P+2=1

（4） S-R-=3-1-0=2；P=2；F=C-P+2=2

（5） S-R-=3-0-0=3；P=2；F=C-P+1=2

6-12 固态完全互溶、具有最高熔点的A-B二组分凝聚系统相图如附图（见教材p297）。指出各相区的相平衡关系、各条线的意义，并绘出状态点为a、b的样品的泠却曲线。

解：各相区的相平衡关系及状态点为a、b的样品的泠却曲线如图所标注。HN那条线为液相线（液态熔体与固态熔体平衡线），而下方那条线为固相线（固熔体与液体熔体平衡线）。同理，NO那条线为液相线（液态熔体与固态熔体平衡线），而下方那条线为固相线（固熔体与液体熔体平衡线）。

（完整版）物理化学