1、1第 1 章 气体的性质习题解1 物质的体膨胀系数 与等温压缩率 的定义如下：VT pTVp试导出理想气体的 ， 与压力、温度的关系。T解：对于理想气体, V = nRT/p, 得2() ,()pTnRVnp所以 11= Vp 21TTVnRp答： ， 。VT2 气柜内贮有121.6 kPa，27的氯乙烯(C 2H3Cl)气体300 m 3，若以每小时90 kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：假设气体能全部送往车间 312.6014.6kol8pVnRT3311 14.ml2.90gml0.6h90kghhMt 答：贮存的气体能用10.16小时。3 0，101.325 k
2、Pa 的条件常称为气体的标准状况，试求甲烷在标准状况下的密度。解：将甲烷（M=16.042g/mol）看成理想气体：pV=nRT=mRT / M3310.3256.4kg0.716kg87mpVRT答：甲烷在标准状况下的密度是 0.716 m4 一抽成真空的球形容器，质量为25.00 g，充以4水之后，总质量为125.00 g。若改充以25，13.33 kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.016 g。试估算该气体的摩尔质量。（水的密度按1 gcm 3 计算）解：球形容器的体积为 33(125.0.)g10ccV将某碳氢化合物看成理想气体，则 1136(.6.)8.429.5gmol29
3、.75gol10mRTMp 2答：该碳氢化合物的摩尔质量为 29.75 。1gmol5 两个容积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况下的空气。若将其中一个球加热到100，另一个球则维持0，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。解：过程如图所示n1p2,VT1(1/2)np1,VT1根据理想气体状态方程： 122112()pVpVnRTRT所以 122112()11222/()ppTT0.35kPa7.K.0kPa76 今有20的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽成真空的200 cm 3 容器中，直至压力达101.325 kPa，测得容器中混合气体的质量为0.389 7 g。
4、试求该混合物气体中两种组分的摩尔分数及分压力。解：将乙烷(M=30gmol -1，y 1),丁烷(M =58gmol-1，y 2)看成是理想气体，则63032508.150mol8.49.pVnRT311().97yy解得 0.39 .3kPap反2260y答：该混合物气体中两种组分的摩尔分数及分压力分别为y(乙烷)=0.398，p( 乙烷)=40.33kPa； y(丁烷)=0.602 ，p(丁烷)=61.00kPa 。7 0时氯甲烷(CH 3Cl)气体的密度 随压力的变化如下。试作/pp图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。p/kPa 101.325 67.550 50.663 33.775
5、25.331/gdm-3 2.3074 1.5263 1.1401 0.75713 0.56660解：对于理想气体(1/2)np1,VT1n1p2,VT23mRTpVM所以 对于真实气体，在一定温度下，压力愈低其行为愈接近理想气体，只有当压力趋近于零时上述关系才成立，可表示为：00lim()li()ppRTM0时不同压力下的/p 列表如下：p/Pa 101.325 67.550 50.663 33.775 25.331131/gd(kPa)22.772 22.595 22.504 22.417 22.368以 对p/Pa 作图得30m截距为22.236 =3110gdm(kPa)0li()p0
6、li()pMRT1 318.34JolK273.5.2610gdm(kPa) 5g故CH 3Cl的相对分子质量为50.50。答：CH 3Cl的相对分子质量为50.50。8 试证明理想气体混合气体中任一组分B的分压力p B 与该组分单独存在于混合气体的温度、体积条件下的压力相等。证明：根据道尔顿分压力定律： Bpy对于理想气体混合物： ，代入道尔顿分压力定律得B nVnRT反Bp010203040506070809010102.2.32.42.52.62.72.8gp-1/0-3g.dm-3.(kPa)-1 p/kPa4所以命题得证。9 氯乙烯、氯化氢及乙烯构成的混合气体中，各组分的摩尔分数分别
7、为0.89，0.09 及0.02。于恒定压力101.325 kPa下，用水吸收其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为2.670 kPa的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中C 2H3Cl和C 2H4的分压力。解：以A、B 和D分别代表氯乙烯、乙烯和水蒸气。洗涤后总压力p=101.325 kPa，水蒸气的分压p D=2.670 kPa。则有 ABD98.65kPap因分压比等于摩尔比，所以有 BA0. 298.65kPanp解得 6.47aB.1p答：洗涤后的混合气体中C 2H3Cl 和C 2H4的分压力分别为 96.487 kPa和2.168 kPa。10 CO2 气体在40时摩尔体积为0.38
8、1 dm 3mol-1。设CO 2 为范德华气体，试求其压力，并比较与实验值5066.3 kPa的相对误差。解：CO 2(g)的范德华常数 a=0.3640Pam6mol-2，b=0.426710 -3m3mol-12mRTpVb33328.14.50.4 Pa=5187.ka0067(81)相对误差 57=%=.6答：其压力为p=5187.7 kPa，与实验值5066.3 kPa的相对误差为2.4%。11 今有0，40530 kPa的N2 气体，分别用理想气体状态方程及范德华方程计算其摩尔体积。实验值为70.3 cm 3mol-1。解：（1）按理想气体方程计算Vm(理)= 3131318.1
9、47.5mol0.56mol56.0cmol0RTp（2）按范德华气体计算查表知：N 2的a=0.1406Pam 6mol-2，b=3.91310 -6m6mol-1。Vm(范德华 )= 2/TpV1 61362m8.4JKol73.15K3.910ol05.0PalV 用逐步逼近法可求结果。具体步骤是先将实验值V m=7.0310-5 m3mol-1作为初值代入方程右边，解得V m，2 =7.20310-5 m3mol-1.再将此值代入方程右边求解，如此往复，至第七次逼近求解得Vm(范德华)= 7.30810 -5 m3mol-1=73.1cm3mol-1答：用理想气体状态方程及范德华方程计
10、算其摩尔体积分别为Vm( 理)=5.60cm -3mol-1，Vm( 范德5华)=73.1 cm -3mol-1。12 25时饱和了水蒸气的湿乙炔气体（即该混合物气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸汽压）总压力为138.7kPa，于恒定总压下冷却了10，使部分水蒸气凝结为水。试求每摩尔干乙炔气在该冷却过程中凝结出水的物质的量。（已知25及10时水的饱和蒸汽压分别为3.17 kPa及1023 kPa）解：该过程图示如下：设气体为理想气体，则： 22 222(HO)()(HO)C ()CHOpnpnn12222()()() ()pn将 =1mol，p=138.7kPa，p 1(H2O)=3.17
11、 kPa，p 2(H2O)=1.23 kPa 代入计算得2H2(O)0.4moln答：每摩尔干乙炔气在该冷却过程中凝结出水的物质的量为 0.0144 mol。13 把25的氧气充入40 dm3 的氧气钢瓶中，压力达202.710 2 kPa。试用普遍化压缩因子图求钢瓶中氧气的质量。解：氧气的T C=-118.57=154.58K，p C=5.043MPa，则298.15K20.7MPa.3, 4.045r r查普遍化压缩因子图得 Z=0.95所以 232 1. kdm(O) 4.3ol0.9834Jol98.15KpVnZRTm(O2)=M(O2)n(O2)=32.010-3gmol-1344
12、.3mol=11.0kg答：钢瓶中氧气的质量为11.0 kg。14 试由波义尔温度TB 的定义式，证明范德华气体的TB 可表示为：TB=a/(bR)，式中a、b 为范德华常数。证：当T=T B时任一真实气体有 m0()li0BpTV范德华气体方程为 mmRab乙炔 1molT=298.15Kp=138.7kPap1(H2O)=3.17 kPa乙炔 1molT=288.15Kp=138.7kPap2(H2O)=1.23 kPa6上式在T=T B下对p求导得 mmmm22()()()()(BBBBTTTTVRVRVabpbpp)Ba因 ，所以m()0BTpm2m()0(BRTVab解得 2)Ba当
13、 mm0, pVbV所以 BaTR命题得证。15 300K时40 dm 3 钢瓶中贮存乙烯的压力为146.910 2 kPa。欲从中提用300 K，101.325kPa的乙烯气体12m 3，试用压缩因子图求钢瓶中剩余乙烯气体的压力。解：乙烯的临界温度及临界压力分别为：TC=282.34K，p C=5.039103kPa对比温度： 0K1.628.4rc对比压力：239 kPa.955.0rcpT查压缩因子图得Z=0.45。钢瓶中乙烯总量为 23146.a40dm2.53ol.83JKolVnZRT提用的乙烯的压力为常压，其物质的量可用理想气体状态方程计算。 311025Pa487.9l.4Jl
14、0p钢瓶中剩余乙烯的物质的量为n2= n- n2=523.53-487.49=36.03mol剩余气体压力的计算： 1 62 2336.0mol8.4JKol0Z.4710PaZRTp ZV 7622, 2.4710Pa.459539rcpZ这是直线方程，可在压缩因子图上画出此直线，它与T r=1.063的等对比温度线的交点对应状态满足上述两条件，该点对应的压缩因子Z 2=0.88。62.4710Pa.817kPap答：钢瓶中剩余乙烯气体的压力为1977 kPa。第 2 章热力学第一定律习题解1. 1mol 水蒸气在100，101.325 kPa 下全部凝结成液态水，求过程的功。（假设：相对于
15、水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计）解：此过程为恒压，由体积功的定义式可得 lg()WpVpV假设水蒸气为理想气体，则 g(18.347.15)J=3.02knRT答：过程的功为 3.102kJ。2. 系统由A态变化到B态，沿途径放热100J ，环境对系统做功 50J ，问：(1) 由A态沿途径到B态，系统做功80J，则过程的热量Q 2 为多少？(2) 如果系统再由B态沿途径回到A态，环境对系统做功50J ，则过程热量Q 3是多少？解：途径：Q= -100J ，W =50J 根据热力学第一定律知 10J50JABU（1）对途径：W 2=-80J 2+8=3AB（2）对途径：W=50J335
16、0JABQU3. 计算1mol 理想气体在下列四个过程中所做的体积功。已知始态体积为 25dm3，末态体积为100dm3，始态及末态温度均为 100。（1）恒温可逆膨胀；（2）向真空膨胀；（3）在外压恒定为气体终态的压力下膨胀；（4）先在外压恒定为体积等于50dm 3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm 3（此时温度仍为100）以后，再在外压等于100dm 3 时气体的平衡压力下膨胀。试比较这四个过程的功。比较的结果说明什么？解：（1） 211lnVWRT811018.34JKmol37.5ln4.3kJ2（2）因为p amb=0，所以W 2=-pambV=0（3） 1212()()VnR
17、T58.34Jol37.K()07k（4） 112 2()()()()VWpVnRTn12508.34Jmol37.0k显然，|W 1| |W| 4|W| 3| W|2。此例的计算表明，虽然系统的始、末状态相同，但因途径不同，体积功的数值不同，表明功与途径有关。在恒温可逆膨胀过程中系统做的功最大（绝对值）。4. 有273.2K、压力为5101325Pa的N 22dm3，在外压为101325Pa下恒温膨胀，直到N 2气的压力也等于101325Pa时为止。求过程中的W、U 、H 和Q。（假定气体是理想气体）解：本题变化过程可用下图表示：理想气体V1=2dm3273.2K5101325Pa理想气体V
18、2273.2K101325Pa恒温恒外压膨胀因是理想气体等温过程，所以U = 0 H = 0222111()()ppQWpVVnRT3211 05()503Pam()380.6J5. 1 mol 双原子分子理想气体，起始态为300K 和1 ，开始经恒温恒外压压缩到平衡状态，p然后再恒容升温到370K，此时体系压力为 10 。求整个过程的W 、Q、U 和H 。解：本题变化过程可用下图表示：9理想气体1mol,300K1 ,V1恒外压膨胀理想气体1mol,300Kp2,V2理想气体1mol,370K10 ,V3恒温 恒容升温因为是理想气体，所以322230, 18.7nRTTVpppV 31315
19、()()UC2.84JKmol03K)3.5031317()()2pHCTRT.84JKol03K)3.0712W因过程2为恒容过程，W 2=0，所以 2111()()ppVnRT18.18.34JKmol30()p1.70344.451J.710J.62810JQUW6. 1 mol 单原子理想气体，始态为2 和11.2 dm 3，经过pT=常数的可逆压缩过程到4 ，求p p此过程的W、Q、U 和H。解：过程图如下：理想气体1mol, 2 p11.2 dm3,T1理想气体1mol, 4 pV2,T2pT=常数，可逆103112035Pa.20m7.K8.4JKolpVTnR由 得121227
20、3.0=16.54pT,m21()VUnCT1ol8.3JKol(36.527.0)K.70k,m21()pHnT15ol8.34Jol(36.527.0).k根据理想气体方程和pT= 常数= C2nRTVp2d()nRVTC22 211 1 21()TV TWdnRTmol8.34JKol(36.57.0)K.kJ70k2.=9kJQU7. 计算在298K 和101.325kPa 时，下列两个化学反应过程的W 、Q、U 和H 。（1）1 mol Zn块溶于过量稀盐酸中，放热151.5 kJ，同时逸出 1 mol H2(g)。（2）在2.2V直流电下，电解1mol水，放热139 kJ。解：（1
21、）由题意知 Q=151.5kJ ,H = Q=-151.5kJ因为生成1mol H2(g)，假设H 2(g)为理想气体，所以21()WppVnRT1mol8.34JKol298.4kJUQ(15.2)kJ153.J（2）由题意知 Q =-139kJ 11因为电解1mol水能生成1mol H2(g)和0.5 mol O 2(g)所以体积功 21()WpVpnRT1.5mol8.34JKol983.72kJ电解1mol水通过的电量为q=26.02310231.610-19C23196.01.60.4.5JVVW+W=(-3.72+423.95)kJ=420.23kJUQ(139.7243.95)k
22、J=281.3JHpVU(8.)J.J8. 在一个装有氧气的气缸中，缸内有一无摩擦的活塞使氧气压力恒定为101.325 kPa，现向缸中放入2mol细铁粉，铁与氧缓慢反应完全生成Fe 2O3(s)，同时从气缸中不断取走热量以维持298K的恒温，计算这一过程的W、 Q和U。（已知共取走831.08 kJ 的热量）解：由题意知Q=-831.08kJ ，2mol细铁粉与氧气反应完全生成 Fe2O3(s)，应消耗1.5molO 2(g)，W =-pV =-nRT =1.58.314298 = 3.716kJU=Q+W =(-831.08+3.716)kJ=-827.364kJ9. 容器中有氮气100g
23、，温度为298.2K ，压力为100 。令该气体反抗外压为10 做恒外压绝p p热膨胀，直至气体的压力和外压相等，试计算：（1）气体终态的温度；（2）膨胀过程气体做的功和焓变。(设氮气为理想气体， )1,m20.7JKolVC解：（1）过程图如下：100gN2(g)100T1=298.2K100gN2(g)10T2恒外压绝热0g3.57mol28ln因Q=0 ， ，即UW2,m2211()()V pCpVnRT12整理得 2,m2,m1()()VVpCRTRT即 ,12,/p将p 1=100 、p 2=10 、T 1=298.2K和 、 1,m20.7JKolVC1,m9.0JKol代入上式解
24、得2.4,m21()VWUnT13.57ol0.Jol(2.498.)K=68,21()pHC1.l9.JKl()7510. 1 mol的氢气在298.2K及101.325 kPa下，经绝热可逆压缩到5dm 3，试计算：（1）氢气的最后温度；（2）这一过程的W、Q、U 和H 。解：（1）过程图如下1molH2(g)p1=T1=298.2KV11molH2(g)p2T2V2=5dm3恒外压绝热323318.3429.()m.479104.79dm0nRVp氢气作为理想气体 ,m.5.2pCR根据理想气体绝热过程方程式 1K12TV1.41279()()8.56.5（2） Q=0,m21()VWU
25、nCT11ol.834JKol(56.298.)K=5J,21()pH1l.Jl()13=781J11. 10dm3氧气由273K、1MPa经过(1)绝热可逆膨胀；(2)对抗恒定外压为0.1MPa做绝热不可逆膨胀，使气体最后压力均为0.1MPa。求两种情况下所做的功。(设氧气为理想气体，=29.361J,mpCK-1mol-1)解：（1）绝热可逆膨胀 3110kPadm4.06ol8.34JKol27VnRT11,m(296)JKC,m9.6.0pVC根据理想气体绝热可逆过程方程式 112Tp1.412()()73K=.40pT,m21VWUnC14.6ol.4Jol(.273)K=1k(2)
26、绝热不可逆膨胀，因Q=0 ， ，即W2,m21211()()V pnTpnRT整理得 2, ,m1VCR即 ,212,/()p将p 1=1MPa、p 2=0.1MPa、T 1=273K和 、1,m.047JKolVC,m9.36JKol代入上式解得203.4T,m1()VWUnC14.6ol.7JKol(203.47)K=5k12. 已知水的摩尔恒压热容为 若将300 mol 的水从 373 K冷却到2931,m5.lpK，求系统放出多少热量。解： ,m21()pQnCT130ol7.JKol(2937)K=180.4kJ1413. 已知CH 4(g)的 。试计算1mol CH 4(g)在恒定
27、31,m2.348.10T/KJmolpC压力为100kPa下，从25升温到其体积增加一倍时的U 和H 。解：假设CH 4(g)为理想气体，则恒压下有 ，所以12V21298.5=6.30VT31,m.3.0T/K4JmolC462211 3,d.68.20/dTVTUnT22 1.0(/)+41()(/K)J3=45963-8596.8.50.6k 2211,md20/dTTpHnCT322 1.(/K)+4.1()(/)J 2=34596.0-8.659.8.53.0kJ 14. 将100 g Fe 2O3在恒压条件下从 300K加热到900K时所吸收热是多少？（已知Fe 2O3的C p,
28、m =97.74+72.1310-3T/K12.910-5(T/K)2 JK1mol1）解： 10mol.ln 21 23565974.0/2.910/KdJTpQHTT 31=0()+7()532J54.k315. 已知H 2(g)的摩尔定压热容为 Cp,m=29.07-0.83610-3T/K+ 2.0110-6(T/K)2 JK1mol1。现将1mol H 2(g)从300K 升到1000K ，试求：（1）在恒压下吸收的热；（2）在恒容下吸收的热；（3）在此温度范围内，H 2(g)的平均摩尔定压热容。解：（1） 1 2369.07861/K2.01/dJTpQTT 2=.(3).(3)2
29、632)J.6kJ3（2） JK1mol126,m,0.75.810/K210/VpCRTT21 36.dTQU15321=20.756(130).860(10)263J4.k3（3） 1,m21 29.57JKmol()ol(0)ppQCnT 16. (1)CO2(g)通过一节流孔由 5106 Pa 向105Pa 膨胀，其温度由原来的 25下降到-39 ，试估算其 J-T。(2)已知CO2(g) 的正常沸点为 -78.5，当25的CO2(g) 经过一步节流膨胀欲使其温度下降到正常沸点，试问其起始压力应为若干（末态压力为10 5 Pa）？解：（1） 151J-T5639Pa.30Pa10HTp
30、 （2） 151J- 5178.2K.Kp解得 p=7.80106Pa17、在573K及0610 6 Pa的范围内， N2(g)的焦耳-汤姆逊系数可近似用下式表示：7141J-T1.4.530/Pap假设此式与温度无关。N2(g) 自610 6 Pa作节流膨胀到210 6 Pa，求温度变化。解： 由焦耳-汤姆逊系数定义式 J-THp得 21714.402.530/PadpT 14221 1()2.530()/PaKp 766 1=.402.60 16K18. 试用范德华方程式估算N 2(g)在273 K和101.325 kPa条件下的 J-T。(已知a=0.1368Pam6mol-2,b=0.
31、38610-4 m3mol-1，C p,m=28.72JK-1mol-1)解： 由循环关系式 mHTp得 m,J-T,TCp即 mJ-,1pTC16由Maxwell关系式可证得 mmpTHVp所以 J-,m1ppCT因 mVVT所以 mJ-T,m1pTp（1）m, mVpTTVpC将范德华方程改写为 2Rab（2）mVpT（3）23m()TRabV将上两式代入（1）式得 J-T 2,mmm1)(pTRTCVb（4）22,()pTVab在压力较低时可忽略a，根据（3）式得 2m()TR又因在压力较低时 很大， ，则VmbV2mTVpR（4）式简化为(5)J-T,m12()paCR代入有关数据得
32、62431J-T1120.38Pamol( 0.86mol)28.7JKol4JK7317612.910KPa19. CO2(g)通过一节流孔由 50 向 膨胀，其温度由原来的 25下降到-39，已知CO2(g) 的p 范德华系数a=0.359Pam 6 mol2，b = 4.310 5 m3 mol1。(1) 计算 ；J-T(2) 估算CO 2(g)的反转温度；(3) 计算CO 2从 25经过一步节流膨胀使其温度下降到正常沸点-78.5 时的起始压力；(4) 设CO 2(g)的 为常数， Cp,m=36.6JK-1mol-1。试求算50gCO2(g)在25下由 等温压J-T p缩到10 时的
33、H。如果实验气体是理想气体，则H 又应为何值？p解：（1） 151J-T 395KPa.30KPa00Hp （2）所谓反转温度是指 =0是的温度由18题结果知，在低压下 。欲J-T J-T,m2()pbCR使 =0，只要使 即可。J-T2()0abR即 621531.359Pamol= =08K8.4JKl4.0l 反（3） 51J-T 178Pa.PaHTpp解得 617.0Pa（4）根据题意可设计如下过程因是节流膨胀，所以 H1=0。根据焦耳-汤姆逊系数定义式 J-T(/)Hp211J-dTp积分得 J-()51298.5K+.30Pa(010)Pa286.3K,m2pHnC11g6.Jo
34、l(298.56.3)=49.J4ol50gCO2(g)T1=298.15Kp1=10 50gCO2(g)T2=298.15Kp2=50gCO2(g)T=?p=p2=节流膨胀 H1 H2 恒压升温 恒温膨胀 H18490.JH20恒压101.3kPa下，使2 mol、50液态水成为150的水蒸气，求过程的热。 (设水蒸气为理想气体，已知Cp,m(l)=75.31JK -1mol-1，C p,m(g)=33.47 JK-1mol-1，水在100、101.3 kPa时的摩尔蒸发焓为40.67kJmol -1 )解：设计过程图如下：2molH2O(l)50101.3kPa2molH2O(l)1001
35、01.3kPa2molH2O(g)100101.3kPa2molH2O(g)150101.3kPaH 1可逆相变H 2H 3H123pQ,mvapm,32()+()pnClTnCgT1 31=2o754)JKol504.670Jmol 9.8kJ21. 已知水在100的饱和蒸汽压p = 101.325kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓为40.67kJ mol-1 。求在 100，101.325 kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液态水时的 W、Q、U 和H。（设水蒸气适用理想气体状态方程）解：过程图如下：1kgH2O(g)100101.3kPa1kgH2O(l)100101.3kPa可逆相变
36、vapmQHn110ol(40.67)kJol259.4kJ8lgWVRT1.3JKl37.=.3J1UQ259.4k72.508.9kJ22. 已知水在100、101.325 kPa下的摩尔蒸发焓为40.67kJmol 1，试分别计算下列两过程的W、Q、U 和H。（水蒸气可按理想气体处理）（1）在100，101.325kPa条件下，1kg水蒸发为水蒸气；（2） 在恒定100的真空容器中，1kg 水蒸发为水蒸气，并且水蒸气的压力恰好为101.325kPa。19解：设计过程如下：1kgH2O(g)100101.3kPa1kgH2O(l)100101.3kPa(1)可逆蒸发(2)向真空蒸发(1)
37、可逆蒸发 vapmQHn110ol4.67kJol259.4kJ8glg()WVnRT1.3JKl37.=12.35kJ1UQ259.4k-72.508.9kJ(2)向真空蒸发因过程（2）与过程（1）的始终态相同，所以过程（2）H、U 与过程（1）的相同，即.J7.U因p amp=0，所以 W=02087.19kQ23. 试求10mol过热水在383.15K 、101.325kPa下蒸发为水蒸气过程的焓变。已知水在正常沸点(373.15K，101.325 kPa)的摩尔蒸发焓 40.67kJmol1。水和水蒸气在此温度范围内的摩尔恒压热容分别为Cp,m(l)=75.31JK -1mol-1，C
38、 p,m(g)=33.6JK-1mol-1。解：设计过程如下10molH2O(l)383.15K101.325kPa10molH2O(l)373.15K101.3kPa10molH2O(g)373.15K101.325kPa10molH2O(g)383.15K101.325kPaH 1可逆相变H 2H 3H因为焓H是状态函数，所以 123,m21vapm,12(l)+(g)p pHnCTnCTvapm, 2g)pn11=0ol4.670Jol3.675JKol38.57.)K.5kJ24. 已知100、101.325 kPa下，H 2O(l)的摩尔蒸发焓 = 40.67kJmol1，100至v
39、apmH142.9之间水蒸气的摩尔定压热容：C p,m(g)=19.16+14.4910-3(T/K)-2.02210-6(T/K)2 JK-201mol1, 水的平均摩尔定压热容 =75.56 JK-1mol1, 试计算水（H2O, l）在 ,m(l)pC142.9平衡条件下的摩尔蒸发焓 (142.9)。vaH解：设可逆相变温度为T 0。设计过程如下1molH2O(l)T=142.9101.325kPa1molH2O(l)T0=100101.325kPa1molH2O(g)T0=100101.325kPa1molH2O(g)T=142.9101.325kPaH 1可逆蒸发H 2H 3Hvap
40、m123()HT0 0,mvapm,m(l)d+()(g)dTp pCTC0va,gl416.5K 23 361740. .14.9/K2.01T/KdJmol1(692)Jol38.kJol25. 25下，密闭恒容的容器中有10g 固体萘C10H8(s)，在过量的 O2(g)中完全燃烧成CO2(g)和H2O(l)。过程放热 401.727kJ。求：(1) 的反应进度；108222C(s)O(g)10()+4O(l)(2) 的 cmU(3) 的108解：由题意知： .7kJVQ（1） 108()/128()ol=0.7mlnCH（2） 1cm4.J5.3J7lU（3） cBg()RT 3151
41、0.3128.49.50kJolkJol26. 应用附录中有关物质在25的标准摩尔生成焓的数据，计算下列反应在25时的 和 rmH。rmU（1） 3224NH(g)5O()4N(g)+6HO()（2） 23+l=l（3） FesCFesC反21解：根据公式 和 和附录数据rmBfm()(,)HTT rmrBg()UHRT （1） 1r298.15490.25641.846.kJolK 7kJol 3rm(.)329.50U 1（2） 1r98.150.2(4.).8(2.)kJmolH 76kJmol 31rm(.).8.329.510lK 1（3） r298.153 (0.5)(4.)kJo
42、 42.6kJol 31rm(.)8.329.50mlU 1.9m27. B2H6按下式进行燃烧反应： 。25及常压下，每燃262232BH(g)+OB(s)HO(g)烧1molB 2H6(g)放热2020 kJ，同样条件下2 mol硼单质燃烧生成 1mol ，放热1264kJ。求3s25时B 2H6(g)的标准摩尔生成焓。解：由题意知1fm23(O,s98.15)264kJolK对反应 632(g+BO(s)H(g)1rf23fm2fm26,),B,0kJmol 1fm26f23f(BH,l 114.80kJol3.5428. 已知298.15K 时，下列反应的热效应：（1） 22CO(g)
43、+()=g 1rm28kJolH（2） 2l r5.（1） 5222H(l)3CO()+3H(l) 1rm370Jl计算反应 的 。5g+4)=r(298.1K)解：反应(1)2+(2)4-(3)得反应 2252()(l)(l)根据盖斯定律 rmrmrmr(98.15K)(1)4()(3)HHH 128325.8170kJmol19.kJol2229. 计算反应 在 727时的标准摩尔反应焓。已知3242CHO(g)+=CH(g)+O该反应在25时的标准摩尔反应焓为-36kJmol -1，CH 3COOH(g)、CH 4(g)、CO 2(g)的平均摩尔定压热容分别为66.5JK -1mol-1
44、、35.309JK -1mol-1与37.11JK -1mol-1。解： ,m,m,mr, 24(,g)(,g)(CH,g)ppp37.5.096.JKol1Jol 10.5rmrmr,m298(10.)(.)dpHKHT 1 3klJl(0.5298.1)K0 13.84J30. 25时乙苯(l)的标准摩尔生成焓 =-12.47kJmol-1 ，苯乙烯(l)的标准摩尔燃烧焓fm=-4278.92kJmol-1，C(石墨) 和H 2(g)的标准摩尔燃烧焓分别为393.5kJmol 1和cmH-285.8kJmol1。计算 25、100kPa时乙苯脱氢反应：65265232(l)=(l)+g的标准摩尔反应焓。解：乙苯(l)的生成反应为 26528C(+H(g)C(l)反rmf652cmcm2cm652=,l=8,+H,g)(CH,l)H反 所以 c f 1(39.)(8.(1.47kJol
