物化答案,妈妈再也不想担心我的学习了.docxVIP

1.将298K，p下的1dm3的O2(理想气体)绝热不可逆压缩到5p，消耗功502J，求终态的T2、S2及△H、△G。已知：Sm（O2，298K）= 205.14 J·K-1·mol-1 [题解]氧气的物质的量为 由热力学第一定律，△U = Q + W；系统绝热，Q = 0?，△U = W △U = nCV，m（T2－T1）= 0.4mol ×2.5R×（T2－298K）=502J 解得T2 = 896.4K △S2 = △S + S1 = 7.4 J×K-1+205.14J×K-1×mol-1×0.40mol = 89.46 J×K-1 ?△H = nCp，m（T2－T1）= 0.4mol×3.5R×（698.4－298）K = 6965.1J ?△G =△H －△（TS）= △H －（T2S2－T1S1） =6965.1J－（896.4K·89.46 J·K-1－298K×0.4mol·05.14J·K-1·mol-1） =－48.77kJ [剖析]本题考察的知识点为计算理想气体的单纯pVT变化的状态函数变，有两点需注意：（1）题中已知条件给出氧气在298K时的标准摩尔熵，可利用该数据计算其始态熵，再结合过程的熵变计算终态熵；（2）计算△G时，需利用△（TS），它代表的含义是（T2S2－T1S1），而不应理解为T（S2－S1），因为本题属变温过程 2. 3．将1 mol O2由298.15 K，的压强下经恒温可逆压缩增至压强为607950 Pa的末态， 试求、、、、、、体，及隔。如改为恒外压 (607950 Pa) 压缩至同一末态，上述各热力学量又为多少? （答案：① Q = -4.44 kJ，△H =△U = 0，W =△G =△A = 4.44 kJ，△S = 14.9 J·K-1，△S隔= 0， ?② Q = -12.4，W = 12.4 kJ，△S隔= 26.67 J·K-1，其余同①） 解：(1) 将O2视为理想气体，因是恒温可逆压缩，故==0 ? =-T= - Qr =? 4.44 kJ =-T= - Qr =? 4.44 kJ 体= Qr / T= （-4441）÷298.15= -14.9 J·K-1 外= -Qr / T =? 4441÷298.15= 14.9 J·K-1 隔= 体+外= 0 (2)? 因恒外压压缩，则 ? 外= -Q/T=12394÷298.15 = 41.57 J·K-1 隔=体+外= （-14.9） + 41.57 = 26.67 J ，，，及均与(1)同。 4．1 mol理想气体从同一始态( 298.15 K，506625 Pa )分别经历下列过程达到相同末态(298.15 K，)：(1) 绝热可逆膨胀然后恒压可逆膨胀；(2) 恒压可逆膨胀然后经恒容到达末态。试分别计算此二过程的、、及。已知此气体的恒压摩尔热容＝12.47 J·mol-1·Ｋ-1。（答案：△U =△H =0，△S = 13.4 J·K-1，△G = -3995 J） 解：两过程的始末态相同，故其DU，DH，DS及DG均相同，计算时选任一过程皆可：? ? ? 因恒温，故：? DU = DH = 0 ???? 而? 所以：?G = ?H - T′?S = -3995 J 5．在298.15 K及506625 Pa下，1 dm3的氧气经绝热可逆膨胀至，试计算该过程的、、、及。已知氧的(298 K)＝205 J·mol-1·K-1，(O2,g)＝29.1J·mol-1·Ｋ-1，并可将氧视为理想气体。 （答案：△U = -466 J， △H = -652 J，△A = 3831 J，△G = 3645 J，△S = 0） 解：(1) 先求出氧气的量n及终态的温度T2： n=PV/(RT)=506625×1×10-3/(8.314×298.15)=0.204 mol r=Cp,m/Cv,m=7/5 T2=T1(P1/P2)(1-r)/r=298.15(506625/101325)(-2/7)=188.24 K (2) 求，，： =nCv,m(T2-T1)=0.204×(29.1-R)(188.24-298.15)= - 466 J = nCp,m(T2-T1)=0.204×29.1×(188.24-298.15) = -652 J 绝热可逆，所以：=Qr/T=0 (3) 求， =-=-S =-=-S 给出的氧的熵值是298.15K，Pq的熵值（），而本题的始态是298.15 K及506625 Pa，故应把给出的摩尔熵变为本题始态的摩尔熵（Sm）。 因： Sm - = RTln(P1/P2)=8.314ln(101325/506625)= -13.4 J·mol-1·K-1 故本题始、终态的熵值 S= S