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一、计算题

1． 水（A ）与氯苯（B ）互溶度极小，故对氯苯进行蒸汽蒸馏。在沸点为 365K , 这时氯苯的蒸气分压为29 kPa。试求

（1）气相中氯苯的含量（2）欲蒸出

【答案】（1）已知，在

空气中，氯苯的蒸气压为29kPa , 则

（2）氯苯与水的物质量关系为1

，则有

所以需消耗水

2． 已知固态苯的熔点为278.2K ; 在268.2K 时固态苯的蒸气压为2279.8Pa ，液态苯的蒸气压为2679.8Pa ，1和268.2K 时苯的融化焓

体和液体的吉布斯自由能的影响可以忽略。试求lmol 过冷液态苯在268.2K 和的熵变和吉布斯自由能的变化。

【答案】设计可逆过程如下

且假定压力对固’下变成固态苯时

纯氯苯，需消耗多少水蒸气？已知氯苯的摩尔质量为

的空气中，系统的共

在从（1）〜（5）的可逆途径中，（2）和（4）为可逆过程，（1）, （3）和（5）为三个单纯pVT 变化步骤。

液态苯恒湿变压：液-气相平衡：气态苯变压：气-固相平衡：固态苯忸溢变压：

压力对于固体和液体的吉布斯函数自由能的影响可以忽略不计，故可以知道

故该变化过程中的

3． 反应

速率方程为

反应中的酸被用作催化剂。298K 时

，

而当

时

，

求反应级数及活化能。

【答案】因酸被用作催化剂，即反应前后浓度不变。已知反应的半衰期与浓度成反比，假定速率方程对A 为二级反应，即

令

时，

浓度加倍时，

则

两次算得速率常数值相同，所以假设成立，此反应为二级反应，

时，

由

方程可知，

可得

4． 对双原子的转动熵，证明有下列形式当转动惯量I 分别用

或

【答案】转动的配分函数为：

则转动熵为：

式中，B 为常数，并具体指出

作为单位时，B 的数值为多少。

即

当I 单位为当I 单位为

时，时，

5． 1mol 单原子理想气体，从273K ，标准压力（100kPa ）经可逆过程到达终态，现不知该过程的性质，只知终态压力是始态压力的两倍，

（1）终态的温度

Q 和W 值。

【答案】（1）对于单原子理想气体

则有，

（2）因为与（1）的始态与终态相同，所

以

因为

和AH 与（1）中的相同，即

为

第二步是等温可逆压缩过程

所做的总功为

6． 将115V , 5A 的电流通过浸在10CTC ，101325Pa 下装在绝热筒中的水中的电加热器，通了1h 电流。试问：

（1）多少水变成了水蒸气？（2）将做多少功？（3）以水和水蒸气为系统，

试计算：

及W 。

体积和过程的

（2）假设将气体按等压可逆然后是等温可逆这两步到达相同的终态，计算这两步总的

第一步是一个等压升温的膨胀过程，温度升至

为多少？