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第二章
2. 2.0mol H2（设为理想气体）在恒温（298K）下，经过下列三种途径，从始态0.015m膨胀到终态0.04 m，求各途径中气体所做的功。
（1） 自始态反抗100Kpa的外压到终态。
（2） 自始态反抗200Kpa的外压到中间平衡态，然后再反抗
100Kpa的外压到终态。 （3） 自始态可逆地膨胀到终态。
解：（1）W=-P△V=-100Kpa×（0.04-0.015）m=-2.5 KJ （2）由题意知 PV=nRT ∴ 又
∴ W=W1+W2=-200KPa×(0.025-0.015)m-100KPa×(0.04-0.025)m=-3.5 KJ
（2）第二解法：由题意知 PV=nRT
V2(中间态)=(nRT)÷P2=(2.0mol×8.315kpa·L·mol·K×298K)÷200kP
=24.78 L≈25 L≈0.025 m
W=W1+W2=-200KPa
×
(0.025-0.015)m-100KPa
3
3
-1
-1
3
33
3
3
nRT2mol×8.314×10-3KJ mol-1K-1×298K== 330KPaP1=0.015m3V1∵
V2=P1V1330KPa×0.015m3==0.025m3200KPaP2P1V1=P2V2 ∴
×
(0.04-0.025)m=-3.5 KJ
3. 在P和885℃下，分解1.0molCaCO3需耗热量165KJ。试计算此过程的W、△U和△H。CaCO3的分解反应方程式为：
CaCO3（s）=CaO(s)+CO2(g)
解：∵等压过程 ∴△H=Qp=165 kJ
W=-P△V=-△ngRT=-1.0mol×8.315J molK×（885＋273）K=-9600J=-9628.8 J≈-9.6kJ △U=Q+W=165 KJ-9.6 KJ=155.4 KJ
答：此过程的W为-9.6kJ；△U为155.4 KJ；△H为165 kJ。
5. 利用附录二的数据，计算下列反应在298 K的△rHm:
PbS(s)+3O(g)=PbO(s)+SO2223
W=-nRTlnV2V1=-2×8.314J mol-1K-1×298K×ln0.04m30.015m3= -4.9KJ(3)
Θ
-1-1
Θ
(1)
(2) 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)
解：(1) △rHm=△fHm(PbO,s)+ △fHm(SO2,g)- △fHm(PbS,s)- △fHm(O2,g)
=-215 KJ mol-296.8 KJ mol+100 KJ mol-0 =-412 KJ mol
(2) △rHm=4△fHm(NO,g)+6△fHm(H2O，l)-4△fHm(NH3，
Θ
Θ
Θ
Θ
-1-1
-1
-1
ΘΘ
Θ
Θ
Θ
g)-5△fHm(O2，g)
=4×90.4 KJ mol+6×(-285.8 KJ mol)-4×(-46.11 KJ mol)-0 =-1169 KJ mol
10. 不查表，预测下列反应的熵值是增加还是减小？ (1) 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) (2) 2O3(g)=3O2
(3) 2NH3(g)=N2(g)+3H2(g) (4)2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s) (5)H2(g)+I2(g)=2HI(g)
解：（1）熵值减小。反应后，气体的量减小。 （2）熵值增加。反应后，气体的量增加。 （3）熵值增加。反应后，气体的量增加。 （4） 熵值减小。反应后，气体的量减小。
（5） 熵值增加。虽然反应前后气态物质的量均为2mol，
但HI的对称性比H2和I2差，∴S是增加的，△S＞0。
13. 1mol水在其沸点100℃下汽化，求该过程的W、Q、△U、
△H、△S、和△G。已知水汽化热为2.26 KJ g. 解：W=-P△V=-△ngRT=-1mol×8.315 J molK×（100＋273）
K=3101.5J≈-3.1 (KJ)
∵在等压状态下，△H=Qp=2.26 KJ g×1mol×18 g mol
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Θ
≈40.7 KJ
△U=Q+W=40.7 KJ-3.1 KJ=37.6 KJ
△S= QpT=40.7×103373=109 J K-1mol-1
△G=△H-T△S=0
答：该过程的W为-3.1KJ；Q为40.7 KJ；△U为37.6 KJ；△H为40.7 KJ；△S为109 J molK；△G为0 。 14. 利用附录二的数据，判断下列反应在25℃和标准态下能否自发进行。
(1)Ca(OH)2(s)+CO2(g)=CaCO3(s)+H2O(l) (2)CaSO4·2H2O(s)=CaSO4(s)+2H2O(l) (3)PbO(s，黄色)+CO(g)=Pb(s)+CO2(g)
解：(1) △rGm=△fGm(CaCO3,s)+△fGm(H2O,l)- △fGm(Ca(OH)2,s)- △fGm(CO2,g)
=-1128.8-237.2+896.8+394.4 =-74.8(KJ mol)＜0 ∴反应可以自发进行
（2）△rGm=△fGm(CaSO4,s)+2△fGm(H2O,l)- △fGm(CaSO4·2H2O,s)
=-1321.9-2×237.2+1797 =0.7(KJ mol)＞0
-1
Θ
Θ
Θ
Θ
-1
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Θ
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