2mol乙醇在正常沸点(784℃)下,变为蒸汽,其摩尔汽化焓为41.50kJ·mol, 乙醇蒸汽可视为理想气体。 1)试求该相变过程的Q,W,△U,△S,△A,△G。 (2)若乙醇摩尔汽化焓可认为与温度无关时,那么50℃时乙醇的饱和蒸汽压应为多少? (3)当2mol乙醇蒸汽在101325Pa下,从784℃升温至100℃时,△H,△S各为多少? (已知Cp.m(C2HOH,g)=6544J·mol·K1)。(本题15分) 解:(1)Q=△H=n△ ap Hm=2mol×41.50kJ·mol=83.00kJ W=pAV=pg=-mR7=-[2×8.315×(273.15+784)J=5846J △U=O+W=83.00kJ+5846kJ=8885kJ △S=QT=83000J/(273.15+784)K=2361J·K △G=0(可逆相变) △A=△U-T△S==5846J (2)已知7=3515K,p=101.325kPa,蒸发焓△wHm=41.50kJ·mol,利用克一克方程可求 7=323.15K时的蒸气压p n(p/l01.325kPa)=(415008.315)(1/323.15)-(l/351.55) (3)乙醇蒸汽Cp,m与温度无关 △H=mCpm△T=(2×6544×21.6)J △S=mCp,mn(T2/T)=[2×6544×n(373.15/351.55小J·K1=7804J·K1 已知在298K,100kPa下,反应 C2H4(g)+HO(==C2HSOH(D) 数据如下:(C2H4(g)视为理想气体) C2H4(g) H2O() C2HSOH ( D) △Hmn0/kJ·mol1 52.26 -285.83 -277.7 Sn/J·mo1·K 219.6 6991 61 43.56 75.29 试求在298K下,反应的标准平衡常数K°。 (2)在298K时,当乙烯的压力为200kPa,能否生成C2H5OH(1)? (3)在500K,100kPa下,反应的△Hm0和△Sm各为多少?升高温度对C2H5OH(1)生成 是否有利? (本题20分) 解:(1)△Hm°=∑vB△m,B°=(-277.7-52.26+28583)kJ·mol=-44.13kJ·mol △Sm=∑mBSm,B9=(161-2196-6991)J· mol-.K-=-128.51J·mol·K1 △Gm°=△Hm0-T△Sm=[-44130-298×(-12851)]J·mol1=-5834J·mol k=exp(-△ gm/rT=exp-(-5834)(8315×298)=10.53 (2)J=p(C2H4yp2=200kPa/100kPa=2<A°,反应正向进行,可以生成C2HOH(1) (3)△ACP=EBCp,m,B=(1543.6-75.291)J·molK=-7.351J·mol·K △Hm(500K)=△Hm(298K)△Cp△7=(-44130-7.351×202)J·mol =-456l5J·mol △Sm(500K)=△Sm(298K)+△Cpln(72/T)=[-12851-7351×ln(500/298)J·mol1·K1 =-132.3lJ·mo1·K1 △Gm=△H°-T△Sm=[-45615-500×(-132.31)J·mol=20540J·mol1>0 可见500K时反应无法正向进行,即升温对反应不利一. 2 mol 乙醇在正常沸点（78.4℃）下，变为蒸汽，其摩尔汽化焓为 41.50kJ·mol-1， 乙醇蒸汽可视为理想气体。 (1) 试求该相变过程的 Q，W，△U，△S，△A，△G。 (2) 若乙醇摩尔汽化焓可认为与温度无关时，那么 50℃时乙醇的饱和蒸汽压应为多少？ (3) 当 2mol 乙醇蒸汽在 101325Pa 下，从 78.4℃升温至 100℃时，△H，△S 各为多少？ （已知 Cp， m(C2H5OH，g)=65.44 J·mol-1·K-1）。 (本题 15 分) 解：(1) Qp=H=n vapHm= 2mol×41.50kJ·mol-1= 83.00 kJ W= -pV= -pVg= -nRT= -[2×8.315×(273.15+78.4)] J =5846J U=Q+W= 83.00kJ+5.846kJ=88.85kJ S=Q/T= 83000J/(273.15+78.4)K=236.1J·K-1 G=0 (可逆相变) A=U－TS=W= 5846J (2) 已知 T=351.55K，p=101.325kPa， 蒸发焓vapHm= 41.50kJ·mol-1，利用克－克方程可求 T’=323.15K 时的蒸气压 p’： ln(p’/101.325kPa)=-(41500/8.315)[(1/323.15)-(1/351.55)] p’=28.10kPa (3) 乙醇蒸汽 Cp， m与温度无关， △H＝nCp，m△T＝(2×65.44×21.6)J = 2827J △S = nCp，mln(T2/T1)＝[2×65.44×ln(373.15/351.55)]J·K-1 = 7.804J·K-1 二. 已知在 298K，100 kPa 下，反应： C2H4 (g)+H2O (l)==C2H5OH (l) 数据如下：（C2H4(g)视为理想气体） C2H4 (g) H2O (l) C2H5OH (l) △fHm  /kJ·mol-1 52.26 -285.83 -277.7 Sm  /J·mol-1·K-1 219.6 69.91 161 Cp，m/J·mol-1·K-1 43.56 75.291 111.5 (1) 试求在 298K 下，反应的标准平衡常数 K 。 (2) 在 298K 时，当乙烯的压力为 200kPa，能否生成 C2H5OH (l)？ (3) 在 500K，100kPa 下，反应的△rHm 和△rSm 各为多少？升高温度对 C2H5OH (l)生成 是否有利？ (本题 20 分) 解：(1) △rHm =vB△fHm，B =(-277.7-52.26+285.83) kJ·mol-1= -44.13 kJ·mol-1 △rSm =vBSm，B =(161-219.6-69.91) J·mol-1·K-1= -128.51 J·mol-1·K-1 △rGm =△rHm −T△rSm = [-44130－298×(-128.51)] J·mol-1= -5834 J·mol-1 K =exp(-△rGm  /RT)=exp[-(-5834)/(8.315×298)]＝10.53 (2) Jp=p(C2H4)/p =200kPa/100kPa=2< K ，反应正向进行，可以生成 C2H5OH (l)。 (3) △rCp=vBCp，m，B=(111.5-43.56-75.291) J·mol-1·K-1= -7.351 J·mol-1·K-1 △rHm  (500K)= △rHm  (298K)+△rCp△T=(-44130-7.351×202) J·mol-1 = -45615J·mol-1 △rSm  (500K)= △rSm  (298K)+△rCpln(T2/T1)=[-128.51-7.351×ln(500/298)] J·mol-1·K-1 = -132.31J·mol-1·K-1 △rGm =△rHm −T△rSm = [-45615－500×(-132.31)] J·mol-1= 20540 J·mol-1 >0 可见 500K 时反应无法正向进行，即升温对反应不利