典型例题解答.docVIP

1. 1mol 理想气体始态为27℃、1MPa，令其反抗恒定的外压0.2MPa膨胀到体积为原来的5倍，压力与外压相同。试计算此过程的Q、W、U、H、S及G。已知理想气体的恒容摩尔热容为12.471J·mol-1·K-1。(12分)得 …………2分 此过程为等温过程 …………1分 …………1分 …………1分 …………1分 …………1分 由热力学第一定律 …………1分 …………2分 …………1分 …………1分 1. 在298.15K时，将1molO2从101.325kPa等温可逆压缩到6.0×101.325kPa，求Q，W，U，H，S体系，S隔离。(10分) =0（2分） （3分） （2分） （2分）（1分） 2. 乙醇和甲醇组成理想混合物，在293K时纯乙醇的饱和蒸气压为5933Pa，纯甲醇的饱和蒸气压为11826Pa。已知甲醇和乙醇的相对分子质量为32和46。(1) 计算甲醇和乙醇各100g所组成的混合物中，乙醇的物质的量分数x乙 ；（2分） (2) 求混合物的总蒸气压p总与两物质的分压p甲、p乙 (Pa) ；（4分） (3) 求甲醇在气相中的物质的量分数y甲。（2分） 3.125mol, n乙=100/46=2.17mol, ……………1分 x乙= n乙 /( n甲+ n乙)= 2.17/(3.125+2.17)= 0.41 ……………1分 (2)理想液态混合物，使用拉乌尔定律： …………1分 P甲= p甲*×x甲＝11826×（1－0.41）= 6977Pa; …………1分 p乙= p乙*×x乙＝5933×0.41=2433Pa… ………1分 p总＝p甲＋ p乙＝6977Pa＋2433kPa＝9410Pa …………1分 (3)根据分压定律，可求出气相中甲醇的物质的量分数 y甲＝p甲/p总=6977/9410=0.7414 …………2分 2. 80℃时纯苯的蒸气压为100kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯－甲苯的气－液平衡混合物，80℃时气相中苯的摩尔分数y（苯）=0.300，求液相的组成。(8分) 3. 反应的△rHmθ (298K)＝93.72 k.mol-1 ，设△rHmθ为常数，当置于一真空容器中，在298K下测得容器内得平衡压力为70KPa 。求298K时反应的标准平衡常数和△rSmθ ；(10分) 起始/KPa 0 0 平衡/KPa Pe Pe 298.15K 时，系统平衡总压 P = 2 Pe,1 = 70KPa （1分） ∴ Pe,,1 = 35 Kpa ………………………………………………（1分） K1θ = ( Pe,1/ Pθ)2 = 0.1225……………………………………… （2分） △rGmθ= －RTlnK1θ= 5204.6 j·mol-1 …………………………… （3分） ……………… （3分） a3. 用丁烯脱氢制丁二烯的反应如下：CH3CH2CHCH2→ CH2=CHCH=CH2 + H2（g）。已知298.15K下数据：（分） (A)丁烯（g） (B)丁二烯（g） ΔfHm(（kJ·mol-1） -0.13 110.16 ΔfGm (（kJ·mol-1） 71.29 150.67 计算298.15K时反应的、和Kθ。 …………2分 …………2分 …………3分 = -RTlnKθ Kθ = 1.24×10-14