物理化学上学期期末复习_物理化学上期末复习

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上册复习题

一、计算题(共 5题45分)

1.10 分(0877)

298 K,101.325 kPa下，双原子理想气体的体积V1= 48.9 dm3,试求下列过程气体的S：

(1)等温自由膨胀到2V1；

(2)反抗101.325 kPa的外压,等温自由膨胀到2V1；

(3)等温可逆膨胀到2V1；

(4)绝热自由膨胀到2V1；

(5)绝热可逆膨胀到2V1；

(6)在101.325 kPa下加热到2V1。

2.10 分(0790)

苯的正常沸点为 353K，摩尔汽化焓是 ΔvapHm= 30.77 kJmol-1,今在 353K,p下，将1mol 液态苯向真空等温汽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和作的功W ；

(2)求苯的摩尔汽化自由能ΔvapGm和摩尔汽化熵ΔvapSm ；

(3)求环境的熵变；

(4)使用哪种判据，可以判别上述过程可逆与否？并判别之。

3.10 分(0470)

在298.15 K时，使5.27 g的甲醇在弹式量热计中燃烧，放出119.50 kJ 的热量。已知：相对原子量：C12.01,H1.008,O16

ΔfH$

m(H2O,l)=-285.84 kJ·mol-1，ΔfH$

m(CO2,g)=-393.51 kJ·mol-1

(1)计算燃烧甲醇的ΔcH$

m；

(2)用H2O(l)和CO2(g)的标准摩尔生成热的数据计算CH3OH(l)的ΔfH$

m；

(3)如果甲醇的汽化焓为 35.27 kJ·mol-1，计算 CH3OH(g)的ΔfH$

m。

4.10 分(3365)

对于反应MgCO3(菱镁矿)＝MgO(方镁石)＋CO2(g)，$$(1)计算298 K时的 ΔrH$，ΔS和ΔGrrmmm值；

(2)

(3)计算298 K时 MgCO3的分解压力；

用相律解释为指定温度下，只有一个分解压力 ；

(4)设在25℃时地表 CO2的分解压力为p(CO2)＝32.04 Pa，问此时的MgCO3能否自动分解为MgO 和CO2；

(5)从热力学上说明当温度升高时，MgCO3稳定性的变化趋势（变大或变

小）。

已知298 K时的数据如下:MgCO3(s)MgO(s)CO2(g)

-1ΔH$/kJmol-1112.9-601.83-393.5m

-1-1S$

m/JKmol65.727213.6

5.5 分(0969)

已知反应在 298 K 时标准摩尔反应焓为：

(1)Fe2O3(s)+ 3C(石墨 2Fe(s)+ 3CO(g)，ΔrH$

m,1= 489

kJ·mol-1

-1(2)2CO(g)+ O2 2CO(g)，ΔrH$=-564 kJ·molm,2

(3)C(石墨)+ O2(g)CO2(g)，ΔrH$mol-1m,3=-393 kJ·

且 O2(g)，Fe(s)，Fe2O3(s)的S $

m(298 K)分别为：

205.03，27.15，90.0 J·K-1·mol-1。问：298 K , p下的空气能否使 Fe(s)氧化为

Fe2O3(s)?（空气中含氧量为 20%）。

物理化学上册复习答案

一、计算题(共 5题45分)

1.10 分(0877)

[答]初态: p1= 101.325 kPa, V1= 48.9 dm3, T1= 298 K

终态:(1)T2= 298 K, V2= 2V1ΔS1= nRln(V2/V1)= 11.53 J·K-1(2分)

终态:(2)=(3)=(4)所以 ΔS2=ΔS3=ΔS4=ΔS1= 11.53J·K-1(3分)

(5)ΔS5= 0(1分)

(6)由-ΔU = W,得 T2= 286.3 K所以ΔS6=nRln(V2/V1)+nCV,mln(T2/T1)=9.84 J·K-1(2分)

(7)ΔS7= nCp,m ln(T2/T1)= 40.34 J·K-1(2分)

2.10 分(0790)

[答](1)W实际 = p外ΔV = 0(1分)

设等温可逆汽化： Qp= nΔvapHm= 30.77 kJ(1分)WR= pVg = nRT = 2.935 kJ(1

分)

ΔvapUm= Qp-WR= 27.835 kJ(1分)

Q实际 =ΔvapUm+ W实际 = 27.835 kJ(1分)

(2)ΔvapSm= nΔvapHm/T = 87.2 J·K-1(1分)

ΔvapGm= 0(1分)

(3)ΔS环=(1)-(3/2)×(2)可得(4)式(1分)

$$$所以 ΔrH $

m,4= 3ΔrHm,3-ΔrH m,1-ΔrH m,2

=-822 kJ·mol-1(1分)

同理 ΔrS $K-1·mol-1(1m,4=-271.8 J·

分)

ΔrG $$$

m,4=ΔrH m,4-TΔrS m,4=-740 kJ·mol-1

分)

ΔrGm,4= ΔrG $

m,4+ RTln1/(pO2/ p)3/2

=-734 kJ·mol-1

故可以氧化。

(1(1

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