【正文】 已知同一溫度，兩反應(yīng)方程及其標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)如下： 求下列反應(yīng)的。解： 由Jp進(jìn)行判斷 1000 K時(shí)，反應(yīng) 的。試判斷在此溫度及下列條件下，反 應(yīng)進(jìn)行的方向。~，此溶液符合稀溶液規(guī)律。已知水的。C下此溶液的密度為。 g蔗糖（C12H22O11）溶于1 kg的水中。 解：首先計(jì)算蔗 糖的質(zhì)量摩爾濃度 ，質(zhì)量摩爾濃度和摩 爾分?jǐn)?shù)有以下關(guān)系 假 設(shè)溶劑服從Raoult定律，則此溶液在25 176。C，計(jì)算此溶液在25 176。 解： 已知0176。C。另外有2 g有機(jī)物質(zhì)溶于100 g乙醇中， 176。（2） 根據(jù)元素分析結(jié)果， %， %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），確定溶質(zhì)的化學(xué)式。求NH3在 水與三氯甲烷中的分配系數(shù) 解：NH3在 水與三氯甲烷中分配達(dá)到平衡時(shí) 而 溶質(zhì)的化學(xué)勢 因 此， 當(dāng) 溶液中的NH3和氣相中的NH3達(dá)平衡時(shí) 由 于 因 此， 20 176。（2）若25 176。 解：理想稀溶液 溶質(zhì)和溶劑的化學(xué)勢表達(dá)式分別為 將以上數(shù)據(jù)代入DG計(jì)算式，得 （1）25 176。（1） 求過程的DG, DS。求過程 的DG, DS。C的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如表所示。 今有一混合物組成為。 2. 凝結(jié)出第 一滴微小液滴時(shí)氣相組 成不變。 A，B兩液體能形成理想液態(tài)混合物。在此假設(shè)下 試用GibbbsDuhem方程 證明在稀溶液中若溶質(zhì)服從Henry定律，則溶劑必服從Raoult定律。已知40 176。C時(shí)處于平衡， kPa。已知20 176。 18 176?，F(xiàn)將 1 kPa空氣所飽和了的水溶液加熱至沸騰，趕出所溶解的O2和N2， 并干燥之， kPa，18 176。若有苯甲苯的氣液平衡混合物，80 176。C時(shí)此混合物的平衡蒸氣組成，以摩爾分?jǐn)?shù)表示。解：根據(jù)定義 當(dāng)時(shí) 60 176。 解：質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義為 在25 176。以MA，MB分別代表溶劑和溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量，若溶液的組成用B的摩爾分?jǐn)?shù)xB表示時(shí)，試導(dǎo)出xB與cB，xB與bB之間的關(guān)系。求兩液體具有相同飽和蒸氣壓時(shí)的溫度。C。C。C，壓力需增大之多少。說明積分常數(shù)如何確定。C時(shí)的；（2） 利用附錄中各物質(zhì)的數(shù)據(jù)，計(jì)算上述反應(yīng)在25 176。假設(shè)，水和冰的密度不隨壓力改變。在5 176。今在100 kPa下，有5 176。設(shè)計(jì)可逆途徑，并按可逆途徑分別求過程的及。已知液態(tài)水和水蒸氣在100 ~ 120 176。今過飽和蒸氣失穩(wěn)，部分凝結(jié)成液態(tài)水達(dá)到熱力學(xué)穩(wěn)定的平衡態(tài)。 kPa，此條件下水的摩爾蒸發(fā)焓。 已知：水在100 176。C的恒溫槽中有一帶有活塞的導(dǎo)熱圓筒，筒中為2 mol N2(g)及裝與小玻璃瓶中的3 mol H2O(l)。C時(shí)的飽和蒸氣壓。C，50 kPa下的摩爾規(guī)定熵值。C和100 176。C時(shí)，系統(tǒng)中是否存在液態(tài) 水。C的平衡態(tài)恒容加熱到100176。C下水的飽和蒸氣壓分別為及，25 176。求（1） 乙醚蒸氣的壓力；（2） 過程的。 176。現(xiàn)將兩容器接觸，去掉兩容器間的絕熱層，使兩容器達(dá)到新的平衡態(tài)。液態(tài)水和固態(tài)苯的摩爾定壓熱容分別為及。C的水降溫至0 176。C的病，這是系統(tǒng)的始態(tài)。 常壓下冰的熔點(diǎn)為0 176。一側(cè)容積50 dm3，內(nèi)有200 K的N2(g) 2 mol；另一側(cè)容積為75 dm3, 內(nèi)有500 K的N2(g) 4 mol；N2(g)可認(rèn)為理想氣體。求過程的。C的水在絕熱容器中混合，求最終水溫t及過程的熵變。今絕熱反抗恒定外壓不可逆膨脹至末態(tài)體積的平衡態(tài)。解： （1） 對理想氣體恒溫可逆膨脹，DU = 0，因此 （2） 先計(jì)算恒容冷卻至使壓力降至100 kPa，系統(tǒng)的溫度T: （3） 同理，先絕熱可逆膨脹到使壓力降至100 kPa時(shí)系統(tǒng)的溫度T: 根據(jù)理想氣體絕熱過程狀態(tài)方程， 各熱力學(xué)量計(jì)算如下 2 mol雙原子理想氣體從 始態(tài)300 K，50 dm3，先恒容加熱至400 K，再恒壓加熱至體積增大到100 dm3，求整個(gè)過程的。解： 熵為狀態(tài)函數(shù)，在三種情況下系統(tǒng)的熵變相同 在過程中系統(tǒng)所得到的熱為熱源所放出的熱，因此 已知氮（N2, g）的摩爾定壓熱容與溫度的函數(shù)關(guān)系為 將始態(tài)為300 K，100 kPa下1 mol的N2(g)置于1000 K的熱源中，求下列過 程（1）經(jīng)恒壓過程；（2）經(jīng)恒容過程達(dá)到平衡態(tài)時(shí) 的。（3） 系統(tǒng)先與40 176。C的熱源接觸。今有1 kg，10 176。（2） 不可逆熱機(jī)效率。今有120 kJ的熱直接從高溫?zé)嵩磦鹘o低溫?zé)嵩?，龜此過程的。 解：燃燒為恒壓絕熱過程。C，求燃燒前混合氣體應(yīng)預(yù)熱 到多少攝氏度。 解：顯然要求出甲酸甲脂（HCOOCH3, l）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 對于化學(xué)反應(yīng) 應(yīng)用附錄中4種物資在25 176。解： 查表知Compound000因 此，由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓由標(biāo) 準(zhǔn)摩爾燃燒焓 已知25 176。 （1） （2） （3） 解：查表知 NH3(g)NO(g)H2O(g)H2O(l) NO2(g)HNO3(l)Fe2O3(s)CO(g) （1） （2） （3） 應(yīng)用附錄中有關(guān)物資的熱化學(xué)數(shù)據(jù)，計(jì)算 25 176。 （2）。 解：過程圖示如下 平衡相變點(diǎn)，因此 25 176。C ~ 0 176。插入平衡相變點(diǎn) ，并將蒸汽看作理想氣體，則過程的焓變?yōu)? （注：壓力對凝聚相焓變的影響可忽略，而理想氣體的焓變與壓力無關(guān)） 查表知 因此， 100 kPa下，冰（H2O, s）的熔點(diǎn)為0 176。求生產(chǎn) 1 kg 水蒸氣所需要的熱量。C。C 時(shí)放熱 kg 20 176。求： （1）末態(tài)的溫度。g1. 水和冰的平均定壓熱容分別為及。計(jì)算時(shí)不考慮容器的熱容。g1. 水的平均定壓熱容 。C， kPa下使1 kg水蒸氣全部凝結(jié)成液體水時(shí)的。 解：過程圖示如下 將A和B共同看作系統(tǒng)，則該過程為絕熱可逆過程。 （4）氣體A從電熱絲得到的熱?，F(xiàn)在經(jīng)過通電緩慢加熱左側(cè)氣體A，使推動活塞壓縮右側(cè)氣體B到最終壓力增至200 kPa。 一水平放置的絕熱恒容的圓筒中裝有無摩擦的絕熱理想活塞，活塞左、右兩側(cè)分別為50 dm3的單原子理想氣體A和50 dm3的雙原子理想氣體B。而第一步為恒溫可逆 求證在理想氣體pV 圖上任 一點(diǎn)處，絕熱可逆線的斜率的絕對值大于恒溫可逆線的絕對值。今將絕熱隔板的絕熱層去掉使之變成導(dǎo)熱板，求系統(tǒng)達(dá)平衡時(shí)的T及過程的。 解：過程圖示如下 假定將絕熱隔板換為導(dǎo)熱隔板，達(dá)熱平衡后，再移去隔板使其混合，則 由于外壓恒定，求功是方便的 由于汽缸為絕熱，因此 在一帶活塞的絕熱容器中有一固定的絕熱隔板。C的雙原子理想氣體B，兩氣體的壓力均為100 kPa。求末態(tài)溫度及過程的。 解：300 kg的水煤氣中CO(g)和H2(g)的物質(zhì)量分別為 300 kg的水煤氣由1100 176。C升高到75 176。C，其中CO(g)和H2(g)。C，2 mol的Cu(s)。這是因?yàn)?，? 小孔中排出去的空氣要對環(huán)境作功。C，問需供給容器內(nèi)的空氣多少熱量。C，液態(tài)乙醇的。求整個(gè)過程的 。 解：先確定系統(tǒng)的始、末態(tài) 對于途徑b，其功為 根據(jù)熱力學(xué)第一定律 4 mol的某理想氣體，溫度升高20 176。途經(jīng)a先經(jīng)絕熱膨脹到 176。設(shè)容器中始終有水存在，且可忽略水的任何體積變化。 kPa。C，使部分水蒸氣凝結(jié)為水。C， kPa的N2氣 體，分別用理想氣體狀態(tài)方程及van der Waals方程計(jì)算其摩爾體積。 解：分析：每次通氮?dú)夂笾僚艢饣謴?fù)至常壓p，混合氣體的摩爾分?jǐn)?shù)不變。（2） 隔板抽取前后，H2及N2的 摩爾體積是否相同？（3） 隔板抽取后，混合氣體中H2及N2的 分壓立之比以及它們的分體積各為若干？解： （1）等溫混合后 即在上述條件下混合，系統(tǒng)的壓力認(rèn)為。C，忽略連接細(xì)管中氣體體積，試求該容器內(nèi)空氣的壓力。天津大學(xué)《物理化學(xué)》第四版 習(xí)題及解答目錄第一章 氣體的pVT性質(zhì) 2第二章 熱力學(xué)第一定律 6第三章 熱力學(xué)第二定律 24第四章 多組分系統(tǒng)熱力學(xué) 52第五章 化學(xué)平衡 67第六章 相平衡 78第七章 電化學(xué) 87第八章 量子力學(xué)基礎(chǔ) 110第九章 統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)初步 113第十一章 化學(xué)動力學(xué) 120146第一章 氣體的pVT性質(zhì) 物質(zhì)的體膨脹系數(shù) 與等溫壓縮率的定義如下 試推出理想氣體的，與壓力、溫度的關(guān)系。C，另一個(gè)球則維持 0 176。 （1） 保持容器內(nèi)溫度恒定時(shí)抽去隔板，且隔板本 身的體積可忽略不計(jì)，試 求兩種氣體混合后的壓力。求釜內(nèi)最后排氣至恢復(fù)常壓時(shí)其中氣體含氧的摩爾分?jǐn)?shù)。 今有0 176。C時(shí)飽和了水蒸氣的濕乙炔氣體（即該混合氣體中水蒸氣分壓力為同溫度下水的飽和蒸氣 壓） kPa，于恒定總壓下冷卻到10 176。C及10 176。若 K的沸水中，試求容器中到達(dá)新的平衡時(shí)應(yīng)有的壓力。C，200 kPa的5 mol某理想氣體，經(jīng)途徑a，b兩不同途徑到達(dá)相同的末態(tài)。求途徑b的及。由始態(tài)100 kPa，50 dm3，先恒容加熱使壓力體積增大到150 dm3，再恒壓冷卻使體積縮小至25 dm3。求20 176。C加熱至20 176。 解：在該問題中，容器內(nèi)的空氣的壓力恒定，但物質(zhì)量隨溫度而改變 注：在上述問題中不能應(yīng)用，雖然容器的體積恒定。C，4 mol的Ar(g)及150 176。 解：圖示如下 假設(shè)：絕熱壁與銅塊緊密接觸，且銅塊的體積隨溫度的變化可忽略不計(jì) 則該過程可看作恒容過程，因此 假設(shè)氣體可看作理想氣體，則 水煤氣發(fā)生爐出口的水煤氣的溫度是1100 176。C，并用所收回的熱來加熱水，是