应化化工环境高分子物理化学练习题

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 ）。