应化化工环境高分子物理化学练习题
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物理化学练习题
一、计算题
2 mol 理想气体在300 K 下,恒温可逆膨胀体积由5m 3增至10m
3 ,试计算该过程系统的W ,Q ,∆U ,∆H ,∆S ,∆A 及∆G 。 二、计算题
5mol 理想气体始态为27C ︒、1013.25kPa ,经恒温可逆膨胀压力降为101.325kPa 。求该过程系统的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 和ΔG 。 三、计算题
在25℃时1mol 氧气(设为理想气体)从101.325kPa 的始态自始至终用6×101.325kPa 的外压恒温压缩到6×101.325kPa ,求此过程的Q 、W 、△U 、△H 、△S 、△A 和△G 。 四、计算题
试分别计算以下三过程各个热力学量:
(1)1g 水在100℃、101.325kPa 下恒温恒压蒸发为水蒸汽,吸热2259J ,求此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 和ΔG 。
(2)始态同上,当外压恒为50.6625kPa 时将水等温蒸发为水蒸汽,然后将此50.6625kPa 、100℃的1g 水蒸汽缓慢可逆加压变为100℃,101.325kPa 的水蒸汽,求此过程总的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 和ΔG 。
(3)始态同上,将水恒温真空蒸发成100℃、101.325kPa 的水蒸汽,求此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 和ΔG 。 五、计算题
60C ︒时,纯甲醇和纯乙醇的饱和蒸气压分别为83.39kPa 和47.01kPa ,两者可形成理想液态混合物。恒温60C ︒下,甲醇与乙醇混合物气液两相达到平衡时,液相组成x (甲醇)=0.5898。试求平衡蒸气的总压及气相的组成y (甲醇)。 六、计算题
35.17℃时,丙酮(A )与氯仿(B )完全互溶,05880.x B =时,测得溶液的蒸气总压为44.32kPa 。试求:(1)12320.x B =时的p p ,p B A 及;(2)12320.x B =时的气相组成A y 及B y 。假定该溶液为理想稀溶液。已知35.17℃时kPa 08.39,kPa 93.45*
*
==B A p p 。
七、计算题
乙醇气相脱水可制备乙烯,其反应为:C 2H 5OH (g) == C 2H 4(g) + H 2O(g)
各物质298 K 时的∆f H 及S 如下:
H
试计算298 K 时该反应的∆r H (298 K)、 ∆r S
(298 K) 、∆r G
(298 K)和K (298 K)。
八、计算题
求反应
)()()(2232g CO s O Ag s CO Ag +==在100℃时的标准平衡常数K 。已知298.15K 、
100kPa 下:
1-⋅∆mol
kJ H m
f θ
11--⋅⋅K
mol J S m
θ
1
1,--⋅⋅K mol J C m
p
Ag 2CO 3(s) -501.7 167.4 109.6 Ag 2O(s) -31.05 121.3 65.86 CO 2(g) -393.51 213.74 37.11 九、计算题
反应C (石墨)+2H 2
(g )=CH 4
(g)在600℃时θm r H ∆= -88.051-⋅mol kJ ,各物质的标
准摩尔熵值分别为:
C (石墨) H 2(g ) CH 4(g)
11--⋅⋅K mol J S m
θ
14.9 161.6 225.9
(1)计算600℃时的标准平衡常数K 。
(2)若要获得其它温度下的平衡常数,还需要什么数据?进行什么近似处理,试计算750℃时的标准平衡常数K 。
(3)为了获得更大CH 4(g )的平衡产率,温度和压力应如何控制? 十、计算题
对于反应MgCO 3(菱镁矿)=MgO (方镁石)+CO 2(g)
(1)计算298K 时,θm r H ∆,θ
θm
r m r G S ∆∆和的值。 (2)计算在298K 时MgCO 3的分解压力。 (3)设在298K 时空气中CO 2(g)的分压力为2
CO p =32.04Pa ,问此时MgCO 3能否自动
分解为MgO 和CO 2(g)?
(4)当温度升高时MgCO 3(s)的稳定性如何(假设反应的p C ∆为常数)? 十一、证明题
试证明下列关系式:
(1)p V
U
V H p p +∂∂=∂∂)()( (2)p T T
V T V p H )()(
∂∂-=∂∂ (3)dp T
V
dT T C dS p p )(
∂∂-=
十二、计算题
在边长为a 的立方形容器中,质量为m 的粒子作三维平动子运动,其中kT ma h 1.082
2
=,
试计算状态(1,2,3)与状态(1,1,1)的粒子数之比。 十三、计算题
某分子的振动能级间隔
J 20
v 1043.0-⨯=∆ε,试计算: (1)分别在298K 、900K 时,某一能级和其较低一级能级上分布的分子数之比。所得结果说明了什么?
(2)若振动能级间隔为J 20v 1086.0-⨯=∆ε,情况又将如何?所得结果说明了什么?
(已知玻耳兹曼常数-123
K J 10
38.1⋅⨯=-k )。