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华南理工大学

2002年攻读硕士学位研究生入学考试试卷

(请在答题纸上做答，试后本卷与答题纸一同交回)

科目名称：物理化学(含物理化学实验)

适用专业：化学工程、化学工艺、工业催化、环境工程

1. 在绝热的条件下，将0.4mol 某理想气体从200kPa 压缩到1000kPa 时，温度从300K 上升到900K ，求该过程的W 、△H 、△S 、△U 、△G ，判断过程的性质并指出判据，已知：该理想气体在300K 和200kPa 时的摩尔熵为S m ＝205J ·K -1·mol -1，定压摩尔热容为C p ，m ＝3.5R (12分)

解：分析过程：(p 1=200kPa,V 1, T 1=300K) → (p 2=1000kPa,, V 2, T 2=900K)

绝热 Q =0

理想气体 △U = nC V ,m △T = n(C p ,m －R ) △T

△H = nC p ,m △T

故 W =△U －Q

过程熵

△S = nC p ,m ln(T 2/ T1)+nR ln(p 1/ p2)

△G =△(H －TS ) ＝△H －(T 2S 2－T 1S 1) =△H －(T 2△S －S 1△T )

过程绝热，所以只能用△S 判断过程的方向。

注意：本题非恒外压，功一般由热力学第一定律式计算W =△U －Q 。

2. 298K时，反应N 2O 4(g)＝2NO 2(g) 的平衡常数K θ＝0.155，标准摩尔焓为57.24kJ ·mol -1(假定温度对反应焓的影响可以忽略不计) 。(共10分)

求 (1) 373K 时反应的平衡常数K θ 。