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物理化学(天大第五版全册)课后习题答案

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过程恒压绝热:Qp??H?0,即?H??H1??H2?0

100g?333.3J?g?1?K?1?100g?4.184J?g?1?K?1?(T?273.15K) ?1000?4.184J?g?1?K?1?(T?323.15K)?0 4602.4T?1433015.56K

T?311.363K, 故 t=℃

2-31 100kPa 下,冰(H2O,s)的熔点为0℃,在此条件下冰的摩尔熔化焓?fusHm?6.012kJ?mol?1。已知在-10℃~0℃范围内过泠水(H2O,l)和冰的摩尔定压热容分别为Cp,m(H2O,l)=J?mol?1?K?1和Cp,m(H2O,s)=J?mol?1?K?1。求在常压下及 – 10℃下过泠水结冰的摩尔凝固焓。 解:

H2O(l),?100CHm?????H2O(s),?100C

△H1,m △H3,m

H2O(l), 00C2,m????H2O(s), 00C

?H?H2,m???fusHm??6.012kJ?mol?1

?Hm??H1,m??H2,m??H3,m ??273.15K263.15K1Cp,m(H2O,l)dT??H2,m??263.15K273.15KCp,m(H2O,s)dT ?Cp,m(H2O,l)?(273.15K?263.15K) ??H2,m?Cp,m(H2O,s)?(263.15K?273.15K) ?(76.28?10?6012?37.2?10)J?mol?1 ??5621J?mol?1??5.621kJ?mol?1

2-32 已知水(H2O,l)在100℃的摩尔蒸发焓?vapHm?40.668kJ?mol?1,水和水蒸气在25~100℃的平均摩尔定压热容分别为

求在Cp,m(H2O,l)?75.75J?mol?1?K?1和Cp,m(H2O,g)?33.76J?mol?1?K?1。的摩尔蒸发焓。

H???H2O(g), 250C 解:H2O(l), 250C??m25℃时水

△H1,m △H3,m

H2O(l), 1000C373.15Kvapm????H2O(g), 1000C

?H?Hm??H1,m??vapHm??H3,m ??298.15K1Cp,m(H2O,l)dT??H2,m??298.15K373.15KCp,m(H2O,s)dT ?Cp,m(H2O,l)?(373.15K?298.15K) ??vapHm?Cp,m(H2O,g)?(298.15K?373.15K) ?(75.75?75?40668?33.76?75)J?mol?1 ??43817J?mol?1??4.3821kJ?mol?1

2-33 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 kJ。求

(1)

C10H8(s)?12O2(g)?10CO2(g)?4H2O(l)的反应进度;

??(2)C10H8(s)的?CUm; (3)C10H8(s)的?CHm。

解:(1)反应进度:???n/???n/1??n??(2)C10H8(s)的?CUm:M萘=

10?0.078019mol?78.019mmol

128.173每摩尔萘的恒容恒温燃烧热为

??cUm(298.15K)??rUm(298.15K)?128.173?(?401.727)kJ?mol?1 10 ??5149kJ?mol?1 (3)所以本题所给反应的标准摩尔反应焓为

???rHm(298.15K)??rUm(298.15K)???B(g)?RT ?{-5149kJ?(-2)?8.314?298.15?10-3}kJ?mol?1 ?-5154kJ?mol-1???CHm??rHm?-5154kJ?mol-1

2-34 应用附录中有关物质在25℃的标准摩尔生成焓的数据,计

??算下列反应的?rHm(298.15K)?rUm(298.15K)。

(1)

4NH3(g)+5O2(g)3NO2(g)+ H2O(l)

4NO(g)+6H2O(g) 2HNO3(l)+NO(g) 2Fe(s)+3CO(g)

(2)

(3)

Fe2O3(s)+3C(石墨)

解:计算公式如下:

?????rHm???B??fHm(B,?,T);?rUm??rHm???B(g)?RT

?(1)?rHm(298.15K)?{4?90.25?6?(?241.818)?4?(?46.11)?kJ?mol?1

??905.468kJ?mol?1??905.47kJ?mol?1

??rUm(298.15K)??905.47?1?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1 ??907.95kJ?mol?1

???(2)?rHm(298.15K)??2?(?174.10)?90.25?(3?33.18?285.83)?kJ?mol?1

= ?71.66kJ?mol?1

??rUm(298.15K)??71.66?(?2)?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1 ??66.70kJ?mol?1

???(3)?rHm(298.15K)??3?(?110.525)?(?824.2)?kJ?mol?1= 492.63kJ?mol?1

??rUm(298.15K)?492.63?3?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1?485.19kJ?mol?1

??2-38 已知CH3COOH(g)、CO2(g)和CH4(g)的平均定压热容Cp,m分别为 J·mol-1·K-1, J·mol-1·K-1, J·mol-1·K-1。试由附录中各化合物的标准摩尔生成焓计算1000K时下列反应的?CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g)

解:由附录中各物质的标准摩尔生成焓数据,可得在25℃时的标准摩尔反应焓

???rHm(298.15K)???B??fHm(298.15K)r?。 Hm

?1?{?74.81?393.51?(?432.2)}kJ?mol?1??36.12kJ?mol题给反应的 ?rCp,m???BCp,m,B=(+)J·mol-1·K-1= ·mol-1·K-1 所以,题给反应在1000K时的标准摩尔反应焓

???rHm(1000K)??rHm(298.15K)??1000K298K?rCpdT

={+×()×10-3}kJ·mol-1= ·mol-1

2-39 对于化学反应

CH4(g)?H2O(g) CO(g)?3H2(g)

应用附录中各物质在25℃时标准摩尔生成焓数据及摩尔定压热

容与温度的函数关系式:

?(T)表示成温度的函数关系式; (1)将?rHm?(2)求该反应在1000K时的?rHm。

?(T)的温度函数关系式,查各物质的定压摩尔热容解:为求?rHm为

-1-1-3-1-6-1-3

H2:C?p,m=·mol·K+×10J·mol·×10J·mol·K

-1-1-3-1-6-1-3CO:C?p,m=·mol·K+×10J·mol·×10J·mol·K

-1-1-3-1-6-1-3H2O(l):C?p,m=·mol·K+×10J·mol·×10J·mol·K

-1-1-3-1-6-1-3CH4(g):C?=·mol·K+×10J·mol·×10J·mol·K p,m?a???BaB= J·mol·K;

B-1-1

?b???BbB= - J·mol·K

B-1-1

?c???BcB= - 69262 J·mol·K

B-1-1

?(295.15K): 再查时的各物质的标准摩尔生成焓,求?rHm?????rHm(295.15K)=?fHm(CO,g)-?fHm(H2O,g)-?fHm(CH4,g)

={()-()-()}kJ·mol-1 = kJ·mol-1 根据基希霍夫公式

物理化学(天大第五版全册)课后习题答案

过程恒压绝热:Qp??H?0,即?H??H1??H2?0100g?333.3J?g?1?K?1?100g?4.184J?g?1?K?1?(T?273.15K)?1000?4.184J?g?1?K?1?(T?323.15K)?04602.4T?1433015.56KT?311.363K,故
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