物理化学 第三章课后练习题答案 冶金工业出版社
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第三章热力学第二定律3.1卡诺热机在(1)热机效率;(2)当向环境作功。
解:卡诺热机的效率为时,系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热的高温热源和的低温热源间工作。
求根据定义3.2卡诺热机在(1)热机效率;(2)当从高温热源吸热解:(1)由卡诺循环的热机效率得出时,系统对环境作的功的高温热源和的低温热源间工作,求:及向低温热源放出的热(2)3.3卡诺热机在(1)热机效率;(2)当向低温热源放热解:(1)时,系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
的高温热源和的低温热源间工作,求1(2)3.4试说明:在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时,若令卡诺热机得到的功wr等于不可逆热机作出的功-w。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率证:(反证法)设ηir>ηr不可逆热机从高温热源吸热则,向低温热源放热,对环境作功,其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源,而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
逆向卡诺热机从环境得功则从低温热源吸热向高温热源放热若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等,即总的结果是:得自单一低温热源的热,变成了环境作功,违背了热力学第二定律的开尔文说法,同样也就违背了克劳修斯说法。
23.5高温热源温度低温热源,求此过程。
,低温热源温度,今有120KJ的热直接从高温热源传给解:将热源看作无限大,因此,传热过程对热源来说是可逆过程3.6不同的热机中作于情况下,当热机从高温热源吸热(1)可逆热机效率(2)不可逆热机效率(3)不可逆热机效率解:设热机向低温热源放热。
物理化学第三章课后答案完整版第三章热⼒学第⼆定律3.1 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作。
求(1)热机效率;(2)当向环境作功时,系统从⾼温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解:卡诺热机的效率为根据定义3.2 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作,求:(1)热机效率;(2)当从⾼温热源吸热时,系统对环境作的功及向低温热源放出的热解:(1) 由卡诺循环的热机效率得出(2)3.3 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作,求(1)热机效率;(2)当向低温热源放热时,系统从⾼温热源吸热及对环境所作的功。
解:(1)(2)3.4 试说明:在⾼温热源和低温热源间⼯作的不可逆热机与卡诺机联合操作时,若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功-W 。
假设不可逆热机的热机效率⼤于卡诺热机效率,其结果必然是有热量从低温热源流向⾼温热源,⽽违反势热⼒学第⼆定律的克劳修斯说法。
证:(反证法)设 r ir ηη>不可逆热机从⾼温热源吸热,向低温热源放热,对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向⾼温热源放热则若使逆向卡诺热机向⾼温热源放出的热不可逆热机从⾼温热源吸收的热相等,即总的结果是:得⾃单⼀低温热源的热,变成了环境作功,违背了热⼒学第⼆定律的开尔⽂说法,同样也就违背了克劳修斯说法。
3.5 ⾼温热源温度,低温热源温度,今有120KJ的热直接从⾼温热源传给低温热源,求此过程。
解:将热源看作⽆限⼤,因此,传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的⾼温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下,当热机从⾼温热源吸热时,两热源的总熵变。
(1)可逆热机效率。
(2)不可逆热机效率。
(3)不可逆热机效率。
解:设热机向低温热源放热,根据热机效率的定义因此,上⾯三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知⽔的⽐定压热容。
今有1 kg,10℃的⽔经下列三种不同过程加热成100 ℃的⽔,求过程的。
(1)系统与100℃的热源接触。
第三章 热力学第二定律3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。
求(1) 热机效率;(2) 当向环境作功时,系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解:卡诺热机的效率为根据定义3.2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作,求:(1) 热机效率;(2) 当从高温热源吸热时,系统对环境作的功及向低温热源放出的热解:(1) 由卡诺循环的热机效率得出(2)3.3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作,求(1)热机效率;(2)当向低温热源放热时,系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
解: (1)(2)3.4 试说明:在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时,若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功-W 。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率,其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源,而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
证: (反证法) 设 r ir ηη>不可逆热机从高温热源吸热,向低温热源放热,对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等,即总的结果是:得自单一低温热源的热,变成了环境作功,违背了热力学第二定律的开尔文说法,同样也就违背了克劳修斯说法。
3.5 高温热源温度,低温热源温度,今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源,求此过程。
解:将热源看作无限大,因此,传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下,当热机从高温热源吸热时,两热源的总熵变。
(1)可逆热机效率。
(2)不可逆热机效率。
(3)不可逆热机效率。
解:设热机向低温热源放热,根据热机效率的定义因此,上面三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知水的比定压热容。
今有1 kg,10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水,求过程的。
(1)系统与100℃的热源接触。
第三章 习题解答1. 在298 K 和标准压力下,含甲醇(B)的摩尔分数x B 为0.458的水溶液的密度为0.89463kg dm -⋅,甲醇的偏摩尔体积313(CH OH)39.80 cm mol V -=⋅,试求该水溶液中水的偏摩尔体积2(H O)V 。
解:3322(CH OH)(CH OH)(H O)(H O)V n V n V =+3330.45832(10.458)18()dm 0.02729 dm 0.894610mV ρ⨯+-⨯===⨯ 3313120.027290.45839.8010(H O)() cm mol 16.72 cm mol 10.458V ----⨯⨯=⋅=⋅-2. 298 K 和标准压力下,有一甲醇物质的量分数为0.4的甲醇-水混合物。
如果往大量的此混合物中加入1 mol 水,混合物的体积增加17.35 cm 3;如果往大量的此混合物中加1 mol 甲醇,混合物的体积增加39.01 cm 3。
试计算将0.4 mol 的甲醇和0.6 mol 的水混合时,此混合物的体积为若干?此混合过程中体积的变化为若干?已知298 K 和标准压力下甲醇的密度为0.79113g cm -⋅,水的密度为0.99713g cm -⋅。
解:312(H O)17.35cm mol V -=⋅313(CH OH)39.01 cm mol V -=⋅33322(CH OH)(CH OH)(H O)(H O)26.01 cm V n V n V =+=混合前的体积为:33[(18/0.9971)0.6(32/0.7911)0.4] cm 27.01 cm ⨯+⨯=31.00 cm V ∆=3. 298 K 时,K 2SO 4在水溶液中的偏摩尔体积V B 与其质量摩尔浓度的关系式为:1/2B 32.28018.220.222V m m =++,巳知纯水的摩尔体积V A , m = 17.96 cm 3·mol -1,试求在该溶液中水的偏摩体积与K 2SO 4浓度m 的关系式。
3.31. 02(g )的摩尔定压热容与温度的函数关系为—=(28.17 + $297 x 1『(T/K )- 0.7494 x 1沪 g 酹卜 mol _l K'1已知25 C 下O 2(g )的标准摩尔爛匸•f 匚‘。
求02(g )在 100C, 50 kPa 下的摩尔规定熵值 — 解:由公式T p严叫气门风=瞪+ 二呵—肪爼J 盹 15K T100=205,138+ 28.17hi+ 6.297xW 3 x75298 15 曲廿*卄壯巴2 100 = 217.6751 mol -1 K -13.33. 已知25C 时液态水的标准摩尔生成吉布斯函 I 八:三匸」=:「勺 匚二…|,水在25C 时的饱和蒸气压/■ " ■' lfl ; '「」。
求25C 时水蒸气的标准 摩尔生成吉布斯函数。
解:AG ;AG =厲笙 邑O.g) -亠盅(比00 = AG 1 + AG 2 + AG 3恒温下dG = -pd^f =AO对凝聚相恒温过程A。
佟0 , 可逆相变AG3= 0因此2:(H a O,g)= g(HQJ)- J;\松=3:(HQJ)- RTh旦' Pi=-237.129XW3- 298.152?In 丄竺100=-228.57 lkJ mol3.36已知在101.325 kPa下,水的沸点为100C,其比蒸发焓一--几已知液态水和水蒸气在100〜120C范围内的平均比定压热容分别为:■..J-.',' - ■ ■■-及」丁…:。
今有101.325 kPa下120°C的1 kg过热水变成同样温度、压力下的水蒸气。
设计可逆途径,并按可逆途径分别求过程的丄J及」」。
解:设计可逆途径如下A J¥=A//]+A//2 +A禺=叫0比- £) +沁Q +咖越)低-驾)=廉后)-讥血一爲)+沁卅= lx(2 033-4,224)X20+1X 2257.4= 2213.6kJ十』)ln J泌小+心九爲d卅373.15 1x2257.4 “ ° 心“ 393.15= 1x4.224In ---------- F ------------- +1x2.0331n ----------393.15 373.15 373.15=5.935 kJ K-1AG = AH-7hS= 2213.6 - 393.15 x 5.935= -119 77 kJ3.40化学反应如下:CH』g) + CO 血卜=2CO(g)+H2(g)(1)利用附录中各物质的S°m, △ f G °m数据,求上述反应在25 C时的△r S°m,△ r G m ;(2)利用附录中各物质的Af G em数据,计算上述反应在25C时的':'-L ;(3)25C,若始态CH4(g)和H2(g)的分压均为150 kPa,末态CO(g)和H2(g)的分压均为50 kPa,求反应的人r丄一解(1) 25 Q时题给反应的、瓷=S^H^B) = 2A f H^(C0J g)-^(044,8)^^(002^) B=|2x( - 110.525)- (-74.81)-(-393.509)}kJ-moP l= 247.269 kJ-mol-1irS® = S V B S S(B^)=2 S®(C0.g) + 2 S®(H3>g) - S软CH^g)-熏(COzQ=(2 X (197-674+130.684)-186.264 - 213.741 J*n»r u K_1= 256.712 J^mor^K-1=(247 ・ 269 - 298 ・ 15 x 256 ・ 712 x KT?)町・ mol -1 = 170.730 kJ ・moL所以 AS =AS(N 2) + ^S(H 2O) = (15.237+335.479 )J-K^ = 350.716 J-K^1TAS = 373.15 Kx350.716 J ・KT = 130.87 kJ dA = AU-TZ\S = (112.696-130.8刀 kJ=-18.174 kJAG - AZZ - TAS = (122.004 - 130.87)kJ - -8.866 kJ (2) 25t 时,=为"QG^(B,p )B= 2A f G2(CO,g)-A f G®(CH 4,g)-A f G®(CQ 2,g) =-(2 x 137.168 - 50.72 - 394.359)kJ • mol'1 =170.743 kJ-moP 1(3)由于参加反应的各物质皆不处于标准状态,所以,需要设计岀一条途 径,利用标准状态下反应的热力学函数变,计算在指定条件下的有关的函数变。
第三章 化学反应系统热力学 (习题答案) 2007-6-6§3.1 标准热化学数据 练习1 所有单质的 Om f G ∆ (T )皆为零?为什么?试举例说明?答:所有处于标准状态的稳定单质的O m f G ∆ (T )(因为生成稳定单质,稳定单质的状态未发生改变);如单质碳有石墨和金刚石两种,O m f G ∆ (298.15K ,石墨,)=0kJmol -1.而O m f G ∆ (298.15K ,金刚石,)=2.9kJmol -1, (课本522页),石墨到金刚石状态要发生改变,即要发生相变,所以O m f G ∆ (298.15K ,金刚石,)=2.9kJmol -1,不等于零。
2 化合物的标准生成热(焓)定义成:“由稳定单质在298.15K 和100KPaPa 下反应生成1mol 化合物的反应热”是否准确?为什么?答:单独处于各自标准态下,温度为T 的稳定单质生成单独处于标准态下、温度为T 的1mol 化合物B 过程的焓变。
此定义中(1)强调压力为一个标准大气压,而不强调温度;(2)变化前后都单独处于标准态。
所以题中的定义不准确,3 一定温度、压力下,发生单位化学反应过程中系统与环境交换的热Q p 与化学反应摩尔焓变n r H ∆是否相同?为什么?答: 等压不作其他功时(W ’=0),数值上Q p =n r H ∆; Q p 是过程量,与具体的过程有关,而n r H ∆是状态函数与过程无关,对一定的化学反应有固定的数值;如将一个化学反应至于一个绝热系统中Q p 为零,但n r H ∆有确定的数值。
§3.2 化学反应热力学函数改变值的计算. 练习1 O m r G ∆(T ),m r G ∆(T ),Om f G ∆(B ,相态,T )各自的含义是什么?答:Om r G ∆(T ): 温度为T ,压力为P θ,发生单位反应的ΔG;m r G ∆(T ): 温度为T ,压力为P ,发生单位反应的ΔG;Omf G ∆(B ,相态,T ): 温度为T ,压力为P θ,由各自处于标准状态下的稳定单质,生成处于标准态1mol 化合物反应的ΔG;2 25℃时,H 2O(l)及H 2O(g)的标准摩尔生成焓分别为-285.838及-241.825kJ mol -1 。
第三章 化学平衡测试练习题选择题:1、化学反应若严格遵循体系的“摩尔吉布斯函数—反应进度”曲线进行,则该反应在( A )[A].曲线的最低点[B].最低点与起点或终点之间的某一侧[C].曲线上的每一点[D].曲线以外某点进行着热力学可逆过程.2、有一理想气体反应A+B=2C ,在某一定温度下进行,按下列条件之一可以用θm r G ∆直接判断反应方向和限度:( C )[A].任意压力和组成[B].总压101.325kPa ,物质的量分数31===C B A x x x [C].总压303.975kPa ,31===C B A x x x [D].总压405.300kPa ,41==B A x x ,21=C x 3、298K 的理想气体化学反应AB=A+B ,当温度不变,降低总压时,反应的转化率( A )[A].增大 [B].减小 [C].不变 [D].不能确定4、已知气相反应)()(3)(126266g H C g H g H C =+在373K 时的143.192-⋅-=∆mol kJ H mr θ,当反应达平衡时,可采用下列哪组条件,使平衡向右移动( C )[A].升温与加压 [B].升温与减压[C].降温与加压 [D].降温与减压5、化学反应的平衡状态随下列因素当中的哪一个面改变? ( A )[A].体系组成 [B].标准态 [C].浓度标度[D].化学反应式中的计量系数νB6、在相同条件下有反应式(1)C B A 2=+,(θ1,m r G ∆);(2) C B A =+2121,(θ2,m r G ∆)则对应于(1),(2)两式的标准摩尔吉不斯函数变化以及平衡常数之间的关系为:( B )[A].θθ2,1,2m r m r G G ∆=∆,θθ21K K =[B].θθ2,1,2m r m r G G ∆=∆,221)(θθK K =[C].θθ2,1,m r m r G G ∆=∆,221)(θθK K =[D].θθ2,1,m r m r G G ∆=∆,θθ21K K = 7、反应)()()()(222g H g CO g O H g CO +=+,在600℃、100 kPa 下达到平衡后,将压力增大到5000kPa ,这时各气体的逸度系数为09.12=CO γ,10.12=H γ,23.1=CO γ,77.02=O H γ。
物理化学答案第三章热⼒学第⼆定律第三章热⼒学第⼆定律3.1 卡诺热机在的⾼温热源和的低温热源间⼯作。
求(1)热机效率;(2)当向环境作功时,系统从⾼温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解:卡诺热机的效率为根据定义3.5 ⾼温热源温度,低温热源。
今有120 kJ的热直接从⾼温热源传给低温热源,龟此过程的。
解:将热源看作⽆限⼤,因此,传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的⾼温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下,当热机从⾼温热源吸热时,两热源的总熵变。
(1)可逆热机效率。
(2)不可逆热机效率。
(3)不可逆热机效率。
解:设热机向低温热源放热,根据热机效率的定义因此,上⾯三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知⽔的⽐定压热容。
今有1 kg,10 °C的⽔经下列三种不同过程加热成100 °C的⽔,求过程的。
(1)系统与100 °C的热源接触。
(2)系统先与55 °C的热源接触⾄热平衡,再与100 °C的热源接触。
(3)系统先与40 °C,70 °C的热源接触⾄热平衡,再与100 °C的热源接触。
解:熵为状态函数,在三种情况下系统的熵变相同在过程中系统所得到的热为热源所放出的热,因此3.8 已知氮(N2, g)的摩尔定压热容与温度的函数关系为将始态为300 K,100 kPa下1 mol的N2(g)置于1000 K的热源中,求下列过程(1)经恒压过程;(2)经恒容过程达到平衡态时的。
解:在恒压的情况下在恒容情况下,将氮(N2, g)看作理想⽓体将代替上⾯各式中的,即可求得所需各量3.9 始态为,的某双原⼦理想⽓体1 mol,经下列不同途径变化到,的末态。
求各步骤及途径的。
(1)恒温可逆膨胀;(2)先恒容冷却⾄使压⼒降⾄100 kPa,再恒压加热⾄;(3)先绝热可逆膨胀到使压⼒降⾄100 kPa,再恒压加热⾄。
解:(1)对理想⽓体恒温可逆膨胀,D U = 0,因此(2)先计算恒容冷却⾄使压⼒降⾄100 kPa,系统的温度T:(3)同理,先绝热可逆膨胀到使压⼒降⾄100 kPa时系统的温度T:根据理想⽓体绝热过程状态⽅程,各热⼒学量计算如下2.12 2 mol双原⼦理想⽓体从始态300 K,50 dm3,先恒容加热⾄400 K,再恒压加热⾄体积增⼤到100 dm3,求整个过程的。
第三章 化学平衡(Chemical Equilibrium )*2.在457K ,100kPa 时,二氧化氮按下式离解5%:2222NO NO O =+ 求此温度下反应的K p 和K c 。
解:此反应为恒温恒压反应:2222NO NO O =+设2NO 起始时的物质的量为2NO n ,则0.052NO n 分解生成的NO 和2O 的物质的量分别为20.05 NO NO n n =,220.025O NO n n =,平衡时体系的物质总量为1.0252NO n各组分的分压分别为:20.950.9271.025NO p p p θθ==,0.050.04881.025NO p p p θθ==,2(10.9270.0488)0.0242O p p p θθ=--=故25320.04880.0242 6.70610101.310 6.794()0.927i v p K p Pa -⨯∑==⨯⨯⨯=,56.70610x K -=⨯, 3316(10) 6.794(108.314457) 1.78810(/)iv c P K K RT mol L ---∑==⨯⨯⨯=⨯3..由甲烷制氢的反应为:()()2243g g CH H O CO H +=+已知1000K 时K=25.56。
若总压为400kPa ,反应前体系存在甲烷和水蒸气,其摩尔比为1:1,求甲烷的转化率。
解:设反应前甲烷的摩尔数为4CH n ,转化率为α。
则反应前体系总摩尔数42CH n n =前,反应后体系的总摩尔数为444421321CH CH CH CH n n n n n αααα后=(-)++=(+) 且4CH ,2H O ,CO ,2H 的物质的量分别为:4(1)CH n α-,4(1)CH n α-,4CH n α,43CH n α 四种气体的摩尔分数分别为:412(1)CH x αα-=+,212(1)H O x αα-=+,2(1)CO x αα=+,232(1)H x αα=+选取体系压力平衡常数P K242324222274(1)CO Hp CH H Ox x p K p x x αα==-总又232)103.101(56.25)()(⨯⨯===ΘΘ∑ΘΘp K p K K i v p所以23322410400103.10179.2)1(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=-αα220.51αα=- 解得0.577α=, 即转化率为57.7%4.将含有50%CO ,25%CO 2,25%H 2的混合气体通入900℃的炉子中,总压为200kPa 。
试计算平衡气相的组成。
已知反应()222g CO H H O CO +=+ 1173 1.22K K = 解:解:CO 2 + H 2 = H 2O(g) + CO0.25 0.25 0 0.500.25-x 0.25-x x 0.50+x (0.25-x)P 总 (0.25-x)P 总 x ×P 总 (0.50+x)P 总()()2220.500.501.220.06250.500.25x x x x K x x x +⨯+===-+- x=0.07H 2O(g) 7% CO 57%H 2 18% CO 2 18%6. 1500K 时,含10%CO ,90%CO 2的气体混合物能否将Ni 氧化成NiO ?已知此温度下:212Ni O NiO += 11112050G J mol ϑ-∆=-212C O CO += 12242150G J mol ϑ-∆=- 22C O CO += 13395390G J mol ϑ-∆=- 解:Ni 氧化成NiO 的反应方程式为 2i i N CO N O CO +=+ 4G ϑ∆于是412341190G G G G J mol ϑϑϑϑ-∆=∆+∆-∆==3599703J/mol根据 >=⨯⨯+=∆357230191ln 1500314.83599703G 0 ∴不能氧化7.在1000℃时加热钢材,用H 2作保护气氛时,H 2/ H 2O 不得低于1.34,否则Fe 要氧化成FeO 。
如在同样条件下改用CO 作保护气氛,则CO/ CO 2应超过多少才能起到保护作用?已知此温度下反应:()222g CO H O CO H +=+ 0.647K =解:()22e e g F H O F O H +=+,1 1.34T P x K K K ===()222g CO H O CO H +=+,20.647T K =上面两式相减,得2e e F CO F O CO +=+,3T K312132ln ln ln 1.342.070.647T T T T T T K K K K K K =-=== 22.07COCO >才能起到保护作用。
8.求1000K 时Fe 3O 4分解成FeO 的分解压。
已知此温度下两个反应:①34223()Fe O H FeO H O g +=+ 的平衡气相中含H 2O60.3%;②2221()2H O H O g +=, 910007.9510k K =⨯。
解:求反应34223Fe O H FeO H O +=+的平衡常数,10.6031.5190.397K ==已知22212H O H O +=,927.9510K =⨯上面两式子相减③=①-②,得Fe 3O 4的分解反应342132Fe O FeO O =+, 10132 1.91110K K K -==⨯()21025152(1.91110) 1.0110 3.68810O P K P Pa θ--==⨯⨯⨯=⨯12.反应22322SO O SO +=在727℃时的K = 3.45。
求此反应在827℃时的K 。
在此温度范围内,反应热效应可视为常数:1189100m H J mol -∆=-解:727℃时,(),727,727,727727273m m m G H S ϑϑϑ∆=∆-+∆设m H ϑ∆与m S ϑ∆都为常数(在727℃~827℃范围内)()1727ln 8.3141000ln3.4510.296G RT K KJ mol ϑ-∆=-=-⨯⨯=-已知1727189100H J mol ϑ-∆=-所以()1727189.10010.2960.1791000S KJ mol ϑ--+∆==-827℃时吉布斯自由能变:()()1827727727827273189.10011000.1797.8G H S KJ mol ϑϑϑ-∆=∆-+∆=-+⨯=38278277.810ln 0.8538.3141100G K RT ϑ-∆-⨯===-⨯, 最后得8270.426K =13. 641K 时反应MgCO 3 = MgO + CO 2的K 为1,298K 时反应的1116520m H J mol θ-∆=。
若113.05p C J K mol --∆=-,求该反应lgK 与T 的关系式以及300℃时MgCO 3的分解压。
解:其意思是考虑到,m T H θ∆是温度的函数,并且依据公式,2ln m TH d k dT RTθ∆=进行解题。
利用基尔戈夫定律可知,,,298298117428.9 3.05Tm T m p H H C dT T θθ∆=∆+∆=-⎰,带入上式(等压方程),得到:,298,298222ln 117428.9 3.05Tm p m TH C dT H d k TdT RTRTRTθθ∆+∆∆-===⎰上式变形,然后进行积分(既可以选择不定积分,也可以选择定积分,这里采用定积分)6412614641117428.9 3.05ln 117428.911 3.05ln ln ()(ln ln 641)641KTK Td K dT RTK K T R T R-=-=----⎰⎰由已知条件可知,641K 时平衡常数6411K =,代入上式:14124.24ln ln122.0350.36685ln 2.37114124.24ln 0.36685ln 24.4066132.97lg 0.15929ln 10.60K T TK T T K T T --=+-+-=-+-=-+当T = 573K 时:6132.97lg 0.15929ln 57310.60 1.115573K -=-+=-故 22/0.07670.0767101.37.77()CO CO K p p p kPa θ===⨯=,14.参见例题3-14CaCO 3=CaO+CO 2Cp(CaCO 3)=104.5+21.92*10-3T-25.94*105T -2; Cp(CaO)=49.62+4.52*10-3T-6.95*105T -2; Cp(CO 2)=44.14+9.04*10-3T-8.54*105T -2; ∴⊿C=-10.74-8.36*10-3T+10.45*105T -2⊿H=H(CaO)+H(CO 2)-H(CaCO 3)=-634.29-393.52+1206.87=179.06kJ=179060J ⊿H-⊿H 0=-10.74T-4.18*10-3T 2-10.45*105T -1 带入数值179060-⊿H 0=-10.74*298-4.18*10-3(298)2-10.45*105(298)-1 ∴⊿H 0=186138.43J ∴I T T T T I T R c T R b T R a RT H K ++⨯---=+∆+∆+∆+∆-=---242080.628451003.5ln 29.155.2238822ln ln θ43.52298314.8129900ln -=⨯-=θK∴5.2971.015.013.7543.5229880.628452981003.5298ln 29.129855.2238843.5224=-++-=⨯+⨯⨯+++-=--I 当T=1000K 时;Θ---=-=+⨯+⨯⨯---=+∆+∆+∆+∆-=P PCO I T R c T R b T R a RT H K 22420ln24.2.29100080.6284510001003.51000ln 29.1100055.2238822ln ln θ∴PCO 2=10.78KPa 15.竖炉炼锌的总反应为:()()s g ZnO C CO Zn +=+设体系中没有其它气体,求总压为101.3kPa 时反应的开始温度。
已知:()()222g s Zn O ZnO += ()11921740395/G T K J mol ϑ-∆=-+222C O CO += ()12232600167.8/G T K J mol ϑ-∆=--解:3()()Zn s C CO Zn g G θ+=+∆反应(3)=1/2反应(2)-1/2反应(1)3211122G G G θθθ∆=∆-∆=344570-281.4T ,且p=p θ,代入下式中 233/2ln p G G RT p θθ⎡⎤∆=∆+⎢⎥⎣⎦得,231344570281.4ln 2G T RT ⎡⎤∆=-+⎢⎥⎣⎦=344570-292.93T=0所以,T =344570/292.93=1176.28K ,即温度t =903℃17.已知C 2H 4,C 2H 6和H 2在25℃时的燃烧热分别为-1387.4,-1541.4和-241.8kJ·mol-1。