文档介绍：该【习题选解 】是由【儒林】上传分享，文档一共【14】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【习题选解 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:1mol理想气体,在273K等温可逆地从1000kPa膨胀到100kPa,试计算此过程的Q,W以及气体的ΔU,ΔH,ΔS,ΔG和ΔA。解:理想气体等温可逆过程,ΔU=0,ΔH=0,ΔS,ΔG和ΔA的计算可以多种方法!:有一个绝热的刚性容器,中间用隔板将容器分为两个部分,分别充以不同温度的N2(g)和O2(g),如图所示。N2(g)和O2(g)皆可视为理想气体。(1)设中间隔板是导热的,并能滑动以保持两边的压力相等。计算整个系统达到热平衡时的ΔS。(2)达到热平衡后,将隔板抽去,求系统的混合熵变ΔmixS。解:(1)绝热的刚性容器,,则。解得等压变温过程:(2)等温混合过程:二、相变化(平衡):,将2mol水可逆蒸发为同温、同压的蒸气。计算此过程的Q,W,,和。已知水的摩尔汽化焓。假设水气可作为理想气体,忽略液态水的体积。解::,把1mol水蒸气可逆压缩为液体,计算Q,W,DU,DH,DA,DG和DS。,水的摩尔汽化焓。。气体可以作为理想气体处理,忽略液体的体积。解:等温等压可逆相变,:已知甲苯在正常沸点383K时的摩尔气化焓为,设气体为理想气体,凝聚态的体积与气体体积相比可忽略不计。(1)1mol甲苯在正常沸点383K,可逆蒸发为同温、同压()的气,计算该过程的和。(2)如果是向真空蒸发,变为同温同压的气,求和。(3)请用熵判据,通过计算说明真空蒸发的可逆性和自发性。解:(1)因为是在正常沸点时的两相平衡,所以或(2)因为与(1)的始终态相同,所以,所有的状态函数的变量都与(1)中的相等,只是真空蒸发,,(3)因为,所以真空蒸发是不可逆的过程,也是自发的过程。:在一玻璃球中封入1molH2O(l),,温度为373K。将玻璃球放入一个真空容器中,,373K的H2O(g)。设法将小球击破,,373K的水蒸气。计算Q,W,ΔU,ΔH,ΔS,ΔG,ΔA。根据计算结果说明,这一过程是自发的吗?可以用哪一个热力学性质作为判据?,373K时的摩尔汽化焓。。解:H2O(l)向真空汽化,这是一个与可逆相变始终态相同的过程,所以或该过程是恒温、恒容过程,故可用ΔA作判据,因为ΔA<0,故该过程是自发的不可逆过程。当然,也可以用作为判据,所以,水的真空蒸发过程是自发的不可逆过程。:乙酸(A)与苯(B)的相图如下图所示。已知其低共熔温度为265K,低共熔混合物中含苯的质量分数。(1)指出各相区所存在的相和自由度。(2)说明CE,DE,FEG三条线的含义和自由度。(3)当和的熔液,自298K冷却至250K,指出冷却过程中的相变化,并画出相应的步冷曲线。解:(1)CED线以上,是熔液单相区,根据相律,条件自由度为CFE线之内,乙酸固体与熔液两相共存,条件自由度。EDG线之内,苯固体与熔液两相共存,条件自由度。在FEG线以下,苯的固体与乙酸固体两相共存,条件自由度。(2)CE线,是乙酸固体的饱和溶解度曲线,条件自由度;DE线,是苯固体的饱和溶解度曲线,条件自由度;在FEG线上,苯固体、乙酸固体与组成为E的熔液三相共存,条件自由度。(3):水(A)与NaCl(B)的相图如下。C点表示不稳定化合物,在264K时,不稳定化合物分解为和组成为的水溶液。(1)指出各相区所存在的相和自由度。(2)指出线上平衡共存的相和自由度。(3)如果要用冷却的方法得到纯的,溶液组成应落在哪个浓度范围之内为好?(4)为什么在冰水平衡系统中,加入后可以获得低温?解:(1)在DEF线以上,溶液单相区,根据相律,条件自由度;DIE区,与溶液两相共存,;EFHJ区,与溶液两相共存,;HCBG区,与两相共存,;FHG线以上,与溶液两相共存,;IEJ线以下,与两相共存,。(2)在FG线上,、与组成为F的溶液三相共存,条件自由度。(3)如果要得到纯的,溶液组成应落在与EF所对应的浓度范围之内,并且温度不能低于253K,以防有冰同时析出。如果在FH对应的浓度范围之内,开始有析出,要在冷却过程中再全部转化成,不太容易。(4)在冰与水的平衡系统中加入后,会形成不稳定水合物,冰与有一个低共熔点,温度在253K左右(实验值为252K),所以随着的加入,温度会不断下降,直至252K,形成、和饱和溶液三相共存的系统。:在298K时,蔗糖稀水溶液的蒸气压为,纯水的蒸气压为。试计算:(1)在溶液中,蔗糖的摩尔分数。(2)溶液的渗透压。已知水的密度约为。解:(1)由于是蔗糖的稀水溶液,根据Raoult定律(2):在298K时,将非挥发、不解离的溶质B溶解于纯水中,测得该稀溶液的密度。已知溶质B的摩尔质量,水的沸点升高系数。试计算:(1)该稀溶液的沸点升高值。(2)该稀溶液的渗透压。解:(1)在该稀溶液中,溶质B的质量摩尔浓度为