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2003 年物理化学试卷(合化工原理一部分内容)
化工类专业
1. 1mol 水在 100℃、101.325kPa 下正常气化, 已知水的正常蒸发焓为 40.64 kJ·mol
-1
，
求此过程的 Q、W、U、H、S、G。 (15 分)
解：Q=H=nVapHm= 1mol×40.64 kJ·mol-1
= 40.64kJ (注：若题目未给出蒸发焓，可以
不算出数值)
S=H/T= 40.64kJ/373.15K= 108.9J·K
-1
（可逆相变过程）
G=0
W= -p[V(g)-V(l)]≈ -pV(g) = -nRT= -1mol×8.3145J·K
-1
·mol
-1
×373.15K=-3103J
U=Q+W= 40.64kJ-3103J = 37.54kJ
2. 已知反应 2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
温度为 50℃、100℃时系统的平衡总压分别为 3950Pa、96300Pa。设反应的rHm
与温度无
关，试求：
(1) 计算 50℃时该反应的 K
、rGm
。
(2) 计算该反应的rHm
。
(3) 计算 NaHCO3(s)的分解温度。(15 分)
解：(1) 设平衡总压为 p，则
2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
平衡 p/2 p/2
K
=p[H2O(g)] p [CO2(g)]/ p
2
= (p / p
)
2
/4 =(3950Pa/100000Pa)
2
/4= 0.0003901
rGm
= -RTln K
= -8.3145J·K
-1
·mol
-1
×323.15K×ln(0.0003901)= 21089 J·mol
-1
(2) T'=373.15K 时，K
‘
= (p' / p
)
2
/4 =(96300Pa/100000Pa)
2
/4=0.2318
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