物理化学练习题

计算、分析与证明题

*1. 设有300K的1mol理想气体做等温膨胀，起始压力为1500kPa，终态体积为10 dm3。试计算该过程的Q,W及气体的ΔU，ΔH。

2、在水的正常沸点（373.15K，101.325Kpa）,有1molH2O(l)变为同温同压的H2O(g)，已知水的

△Vap H=40.69kJ·mol-1，请计算该变化的Q、W、△U、△H各为多少？

3、已知下列反应在标准压力和298K时的反应焓为：

（1）CH3COOH(l)+2O2==2CO2+2H2O(l) Δr H m(l)=-870.3 kJ·mol-1

（2）C(s)+O2(g) == CO2Δr H m(l)=-393.5 kJ·mol-1

（3）H2+ 1

O2(g) ==H2O(l)

2

Δr H m(l)=-285.8 kJ·mol-1

试计算反应：（4）2C(s)+2H2(g)+O2== CH3COOH(l)的Δr H mθ（298K）。

4、在P及298K下，反应：

(1) CuSO 4 (s) + 800H2O (l) ─→ CuSO4.800H2O，Δr H

(1)=-68.74kJ.mol-1

(2) CuSO 4.5H2O (s) + 795H2O (l) —→ CuSO4.800H2O，Δr H (2)=10.13 kJ.mol-1

求反应：

(3) CuSO 4(s) + 5H2O (l) ─→ CuSO4.5H2O的热效应Δr H（3）

*5、1mol单原子理想气体在298K、1×106Pa下，绝热可逆膨胀到1×105Pa。计算系统在此过程中的W、Q、△U、△H。

6、在P下，把25g、273K 的冰加到200g、323K 的水中，假设系统与环境无能量交换，计算系统熵的增加。已知水的比热为 4.18 kJ·kg-1.K-1，冰的熔化焓为333 kJ.kg-1，设它们为常数。

7、某化学反应在等温、等压下（298K,Pθ）进行，放热40.00kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.00kJ。

（1）计算该化学反应的Δr S m；

（2）当该反应自发进行时（即不做电功时），求环境的熵变及总熵变（即Δr S m，体+Δr S m，环）；

（3）计算系统可能做的最大电功为多少？

8、请计算1mol苯的过冷液体在-5℃，pθ下凝固的ΔS和ΔG。（已知：-5℃时，固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为2.25kPa和2.64kPa；-5℃，pθ时，苯的摩尔熔化焓为9.860 kJ·mol-1）

*9、苯的正常沸点为353K，摩尔气化焓是Δvap H m＝30.77 kJ·mol-1，今在353K ，pθ下，将1mol液态苯向真空等温气化为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。

（1）计算该过程中苯吸收的热量Q和做的功W；

（2）求苯的摩尔气化自由能Δvap G m和摩尔气化熵Δvap S m；

（3）求环境的熵变；

（4）可以使用哪种判据判别上述过程可逆与否？并判别之。

10、已知298K 下，CO 2(g)、CH 3COOH(l)、H 2O （l ）的标准生成焓H

f ∆分别为-393.5、-487.02、-285.8 KJ.mol -1，试求：（1）反应

)(2)(2)(2)(2223l O H g CO g O l COOH CH +→+的恒压反应热H r ∆（298）

；（2）若设反应的P r C ∆=18.0J.K -1 mol -1且不随温度的变化而变化，求反应在

353K 下进行时的H r ∆（353）。

11、把0.450g 的某非电解质化合物溶于 30.0g 的水中，凝固点降低 0.150K ，此化合物的摩尔质量等于多少? （已知水的凝固点降低常数k f 为1.86 K.kg.mol -1）

*12、293K 时，苯（1）的蒸气压是13.332kPa ，辛烷（2）的蒸气压是

2.6664kPa ，现将1mol 辛烷溶于4mol 苯中，形成理想液态混合物，试计算：

（1）系统的总蒸气压

（2）系统的气相组成

（3）将气相完全冷凝至气液平衡时，气相组成如何？

13．298 K 时，以A 、B 两组分等摩尔组成理想溶液0.5mol 与纯组分 A 0.5mol 混合, 试求此过程的ΔV(混)、ΔH(混)、ΔS(混)、ΔG(混).

14、在298K 下，将2g 某化合物溶于1kg 水中，其渗透压与在298K 下0.8g 将葡萄糖（C 6H 12O 6）和1.2g 蔗糖（C 12H 22O 11）溶于1kg 水中的渗透压相同。已知水的冰点下降常数k f =1.86K·kg·mol -1，298K 时水的饱和蒸气压为3167.7Pa ，稀溶液密度可视为与水相同。

（1）求此化合物的摩尔质量 （2）求化合物溶液的凝固点降低多少？

（3）求此化合物溶液的蒸气压降低多少？

*15、PCl 5的分解反应为PCl5(g) ==== PCl3(g) + Cl2(g)，在523.2K、P下反应达平衡后，系统的密度为2.695Kg.m-3。试计算

（1）平衡时PCl5的解离度α；

（2）523.2K下PCl5解离反应标准平衡常数K。

16、反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的标准平衡常数与温度的关系为lgK Pθ=2150K/T-2.216，当CO，H2O，H2，CO2的起始组成的摩尔分数分别为0.3 ,0.3 ,0.2,0.2，总压为101.3kPa时，问在什么温度以下（或以上）反应才能向生成产物的方向进行？

17、甲烷转化反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g),在900K下的标准平衡常数为1.28,若取等物质的量的甲烷与蒸气反应,求在900K及标准压力下，达平衡时物系的组成.

*18、水煤气变换反应为：

CO(g) + H2O(g) == CO2(g) + H2(g)

已知有关数据如下：

物质Δf G(298)/KJ.mol-1 Δf H(298)/ KJ.mol-1C p/J.K-1.mol-1 CO(g) -137.27 -110.52 26.54

H2O(g) -228.60 -241.83 30.00

CO2(g) -394.38 -393.51 28.66

H2(g) _ _ 29.07

（若视为理想气体反应，且n0(CO) : n0(H2O) = 1 : 1, 起始无产物。）（1）计算298K时反应的Δr G、K及平衡转化率α；

（2）求该反应的K与温度的关系式；