物理化学计算分析与证明题编辑

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 dm 3。试计算该过程的Q,W 及气体的ΔU ，ΔH 。

2、在水的正常沸点（，）,有1molH 2O(l)变为同温同压的H 2O(g)，已知水的

△Vap H =·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）CH 3COOH(l)+2O 2==2CO 2+2H 2O(l) Δr H m (l)= kJ·mol -1

（2）C(s)+O 2(g) == CO 2 Δr H m (l)= kJ·mol -1

（3）H 2+ 12

O2(g) ==H 2O(l) Δr H m (l)= kJ·mol -1

试计算反应：（4）2C(s)+2H 2(g)+O 2 == CH 3COOH(l)的 Δr H m θ（298K ）。

4、在P 及298K 下，反应：

(1) CuSO 4 (s) + 800H 2O (l) ─→ ，Δr H (1)= (2) (s) + 795H 2O (l) —→ ，Δr H (2)= 求反应：

(3) CuSO 4(s) + 5H 2O (l) ─→ 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 kJ·，冰的熔化焓为 333 ，设它们为常数。

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

（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℃，p θ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和；-5℃，p θ时，苯的摩尔熔化焓为 kJ·mol -1）

*9、苯的正常沸点为353K ，摩尔气化焓是Δvap H m ＝ kJ·mol -1，今在353K ，p θ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、、 ，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 ∆= 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 ，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 ）

*12、293K 时，苯（1）的蒸气压是，辛烷（2）的蒸气压是，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与纯组分A 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（C6H12O6）和1.2g蔗糖（C12H22O11）溶于1kg水中的渗透压相同。已知水的冰点下降常数k f=·kg·mol-1，298K时水的饱和蒸气压为，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、PCl5的分解反应为PCl5(g) ==== PCl3(g) + Cl2(g)，在、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）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/，当CO，H2O，H2，CO2的起始组成的摩尔分数分别为, ,,，总压为时，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,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)/Δf H(298)/ C p/

H2O(g)

CO2(g)

H2(g) _ _

（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；

（3）由关系式计算400K时反应的K及Δr G。

*19、已知298K 时反应：

①C(s)＋O2(g)CO2(g)，Δr H(298)＝－kJ·mol

②H2(g)＋O2(g)H2O(l)，Δr H(298)＝－kJ·mol

③C2H4(g)＋3O2(g)2CO2(g)＋2H2O(l)，Δr H(298)＝－1394 kJ·mol

且298K 时C(s)、H2（g）、C2H4(g)的S分别为、、、(单位为。

（1）计算298K反应2C(s)＋2H2(g) ＝C2H4(g)的Δr G(298)和平衡常数Kθ

（2）求该反应的平衡常数与温度的关系式（假设此温度下各物质不发生分解，反应热看作常数）。

（3）通过计算说明：在P（H2）= 10 Pθ、P（C2H4）= Pθ条件下，反应

2C(s)＋2H2(g) ＝C2H4(g) 能够正向进行时的温度。

20、CO2的固态和液态蒸气压，分别由以下两个方程给出：

ln(p s/Pa)= ln(p1/Pa)= K/T

计算：

(1) 二氧化碳三相点的温度和压力

(2) 二氧化碳在三相点的气化焓和气化熵

*21、乙酸(A)与苯(B)的相图如下面图所示。已知低共熔温度为265K，低共熔混合物中含苯