（水（水1214）習題習題9 9 計算計算lmollmol理想氣體在下列四個過程中所作的體積功。已知始態(tài)體積理想氣體在下列四個過程中所作的體積功。已知始態(tài)體積為為25dm25dm3 3，終態(tài)體積為，終態(tài)體積為lOOdmlOOdm3 3，始態(tài)及終態(tài)溫度均為，始態(tài)及終態(tài)溫度均為100100。(1)(1)向真空膨脹；向真空膨脹； (2)(2)在外壓力恒定為氣體終態(tài)的壓力下膨脹；在外壓力恒定為氣體終態(tài)的壓力下膨脹；(3)(3)先在外壓力恒定為體積等于先在外壓力恒定為體積等于50dm50dm3 3時的氣體的平衡壓力下膨脹，當膨脹時的氣體的平衡壓力下膨脹，當膨脹到到50dm50dm3 3( (此時溫度仍為此時溫度仍為100)100)以后，再在外壓力等于以后，再在外壓力等于lOOdmlOOdm3 3時氣體的平衡壓時氣體的平衡壓力下膨脹；力下膨脹； (4)(4)等溫可逆膨脹。等溫可逆膨脹。 試比較這四個過程的功，比較的結果說明了什么問題試比較這四個過程的功，比較的結果說明了什么問題? ?解解：（：（1）由于）由于p(外）外）= 0，W = 0； （2）由于）由于p(外）外）= P2 ， PV=nRT, P2 =nRT/V2 W =- P2(V2-V1)=-nRT(V2- V1)/V2=-18.314373.15(100-25)/100=-2327 (J) （3）W=W1+W2= =P2(V2-V1)- P3(V3-V2)=-3101 (J) （4）W= -nRTlnV2/V1=-4301 (J) 以上結果說明，雖然始終態(tài)相同，但所作的功不同，其中以等溫可逆膨脹所以上結果說明，雖然始終態(tài)相同，但所作的功不同，其中以等溫可逆膨脹所作的功最大。作的功最大。P17第一章第一章 熱力學第一定律熱力學第一定律習題習題23 P25 試求算試求算2mol 100、4104pa的水蒸氣變成的水蒸氣變成100及及p的水時，此過程的水時，此過程的的U和和H。設水蒸氣為理想氣體，液態(tài)水的體積可忽略不計。已知水的。設水蒸氣為理想氣體，液態(tài)水的體積可忽略不計。已知水的摩爾汽化熱為摩爾汽化熱為4067kJmol-1。解：上述過程可分為下面兩個過程解：上述過程可分為下面兩個過程100, 4104pa, H2O (g) 100, p , H2O (g) 100, p , H2O (l) 第一步是理想氣體等溫過程：第一步是理想氣體等溫過程： U1 = H1 = 0第二步是等溫等壓下可逆相變：第二步是等溫等壓下可逆相變： H2 = -n vap H m = - 81.34 kJ U2 = H2 p V = H2 + 2RT = - 75.14 kJ所以全過程的所以全過程的U和和H為：為： U = U1 + U2 = - 75.14 kJ H = H1 + H2 = - 81.34 kJ 習題習題39 P38 已知下列反應在已知下列反應在25時的熱效應為：時的熱效應為：（1）Na(s)+1/2Cl2(g)=NaCl(s) rHm=411.0kJmol1（2）H2(g)+S(s)+2O2(g)=H2SO4(l) rHm=800.8kJmol1（3）2Na(s)+ S(s) +2O2(g)= Na2SO4(s) rHm=1382.8kJmol1（4）1/2 H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g) rHm=92.30kJmol1計算反應計算反應2 NaCl(s)+ H2SO4(l)= Na2SO4(s)+2HCl(g)在在25時的時的rHm和和rUm 。 解：解： 所求方程所求方程 =（3）+ （4） 2 （1） 2 （2） rHm= rHm（3）+ 2rHm（4） 2rHm（1） rHm（2） = 55.4 kJmol1 rUm=rHm nRT (g) = rHm 2RT = 50.4 kJmol1 習題習題41 P38 已知反應已知反應（1）C(金剛石金剛石)+ O2(g) = CO2(g) rHm（298K）=395.4kJmol1（2）C(石墨石墨)+ O2(g) = CO2(g) rHm（298K）=393.5kJmol1求求 C(石墨石墨) = C(金剛石金剛石) 的的 trsHm（298K）解：解： 所求方程所求方程 =（2）（）（1） trsHm=rHm（2）rHm（1） =393.5(395.4) = 1.9 kJmol1 習題習題43 P40 利用標準利用標準mol生成焓數(shù)據(jù)，計算下列反應的生成焓數(shù)據(jù)，計算下列反應的rHm (298.15K)。(1)Cl2(g)+2KI(s)=2KCl(s)+I2(s)(2)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)(3)SO2(g)+1/2O2(g)+ H2O(l)=H2SO4(l)(4)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)(5) CaO(s)+3C(石墨石墨)=CaC2(s)+ CO(g)(6)Fe2O3(s)+CO(g)=CO2(g)+ 2FeO(s)(7)2H2S(s)+ SO2(g)=3S(s)+ 2H2O(g)(8) Fe2O3(s)+ 3C(石墨石墨)=4Fe(s)+3CO2(g)解：解：rHm (298.15K) =i f Hi(, 298.15K) (1) Cl2(g)+2KI(s)=2KCl(s)+I2(s) fHm(298) kJmol1 0 -327.65 -435.89 0 rHm (298.15K) =2(-435.89)-2(-327.65)=-216.5 kJmol1 (2) CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) fHm(298) kJmol1 110.52 -241.83 -393.51 0 rHm (298.15K) =-41.16 kJmol1 (3) SO2(g)+1/2O2(g)+ H2O(l)=H2SO4(l) fHm(298) kJmol1 296.90 0 -285.84 -800.8 rHm (298.15K) =-218.06 kJmol1 (4) CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) fHm(298) kJmol1 -1206.87 -635.5 -393.51 rHm (298.15K) =177.86 kJmol1 (5) CaO(s)+3C(石墨)=CaC2(s)+ CO(g) fHm(298) kJmol1 -635.5 0 -62.76 110.52 rHm (298.15K) =462.22 kJmol1(6) Fe2O3(s)+CO(g)=CO2(g)+ 2 FeO(s) fHm(298) kJmol1 -822.2 110.52 -393.51 -266.5 rHm (298.15K) =6.2 kJmol1(7) 2H2S(s)+ SO2(g)=3S(s)+ 2H2O(g) fHm(298) kJmol1 -20.15 -296.9 0 -241.83 rHm (298.15K) =-146.46 kJmol1(8) 2Fe2O3(s)+ 3C(石墨)=4Fe(s)+3CO2(g) fHm(298) kJmol1 -822.2 0 0 -393.51 rHm (298.15K) =463.9 kJmol1 習題習題45 P42 已知已知C2H5OH（l）在）在25時的燃燒熱時的燃燒熱為為-1367 kJmol1，試用，試用CO2(g)和和H2O（l）在）在25時的生時的生成熱，計算成熱，計算C2H5OH（l）在）在25時的生成熱。時的生成熱。解：查表得解：查表得fHm(CO2，g) = - 393.514 kJmol1， fHm(H2O，l ) = -285.84 kJmol1 C2H5OH（l）+3O2(g)=2 CO2(g)+3 H2O（l）cHm(C2H5OH，l) = 2fHm(CO2 g )+3fHm(H2O，l ) fHm(C2H5OH，l )fHm(C2H5OH，l) = 2fHm(CO2 g )+3fHm(H2O，l ) cHm(C2H5OH，l) = 277.6 kJmol1習題習題49 P46 試計算在試計算在25及標準壓力下，及標準壓力下，1mol液態(tài)水蒸液態(tài)水蒸發(fā)成水蒸氣的氣化熱。已知發(fā)成水蒸氣的氣化熱。已知100及標準壓力下液態(tài)水的氣及標準壓力下液態(tài)水的氣化熱為化熱為2259Jg-1，在此溫度區(qū)間內(nèi)，水和水蒸氣的平均定壓，在此溫度區(qū)間內(nèi)，水和水蒸氣的平均定壓摩爾熱容分別為摩爾熱容分別為75.3及及33.2JK-1mol-1。解：解：evpHm(298K)= evpHm(373K)+298373Cp,m(水水)dT +373298Cp,m(水汽水汽)dT = 225918 + 75.37533.275 Jmol1 = 43.8 kJmol1P61解解: 等溫等壓下不同理想氣體混合等溫等壓下不同理想氣體混合:S = SA + SB = -nA R T ln (VA/V) / T + - nBRT ln(VB/V) / T = - R (nAlnXA+ nBlnXB) = 2 R ln2 = 11.52 (J.K-1)因為因為 Q/T=0所以所以 S 0 過程自發(fā)進行過程自發(fā)進行第二章第二章 熱力學第二定律熱力學第二定律P63P770HU 解：解：2212211(1)PnRTnRTWP VVPnRTPPP環(huán)（）635102.5 8.314 400()8.31 105 10JJ38.31 10QWJ 35.76 10AUT ST SJ 35.76 10GAJ 5111625 10ln2.5 8.314ln.14.4 .10PSnRJ KJ KP P79= - 5290J第三章第三章 化學勢化學勢 P93 P93 P98 P98 = P101 P104 第四章第四章 化學平衡化學平衡 P115 P119 P126 P129 P134 P138 第五章第五章 相平衡相平衡 P147 P150 第七章第七章 電化學電化學 P225 P234 P248 P275第八章第八章 表面化學與膠體化學表面化學與膠體化學 P291 P291 291 習題習題18 P306 P306 P31721 P32024 P340 第九章第九章 化學動力學基本原理化學動力學基本原理 P340 P356