物化热力学第一定律答案

解 在一定温度和一定压力下，各气体的体积比和物质的量之比相同。取1 mol SO2和物质的量为x的空气混合，反应前后的变化情况如下：

SO2?g?反应前：1 mol反应后：0.03 mol15x??12O2?g?152xmol?SO3?g?00.97 mol?N2?g?4545xx

0.97设计变化过程分两步进行，第一步是在653 K时发生反应：

0.97SO2?g??0.972O2?g??0.97SO3?g?

44?H1??0.97???9.20?10??J??8.924?10J

??第二步是系统中余下的气体的温度由653 K升至753 K，反应后系统的总物质的量：

n?0.03 mol?15x?0.972mol?0.97 mol?45x??0.515 mol?x?

系统的总热容：

?3?1Cp???0.515?xmol???27.20?4.18?10TK??J?K

???H2???? T2 T1CpdT 753 K 653 K?0.515?xmol??27.20?4.18?10?3TK?dT x?1??322???0.515????27.2??753?653???4.18?10?753?653??Jmol2??x????1553?3015?Jmol??工业生产中的流动系统反应器均可视为定压反应器，反应器与外界的热交换可略去不

计，所以全过程是定压绝热过程：

?H??H1??H2?0

即 ?8.924?10?1553?3015?xmol??0 解之得： x?29.1 mol

1体积SO2最少需要和29.1体积的空气混合，才能控制反应系统温度升高不超过100 K，并保持反应转化率为97%。

48. 已知298 K，101.3 kPa时，液态丙烯腈(CH2=CH-CN)，石墨和H2(g)的?cHm分别为

?4-1756.9，-392.9，-285.5 kJ·mol-1，气态氰化氢和乙炔的?fHm分别为129.6及226.6

?kJ·mol-1，在101.3 kPa下，液态丙烯腈的沸点为351.7 K。298.2 K时其蒸发热为32.8

kJ·mol-1，求298 K及101.3 kPa下反应C2H2(g) + HCN(g)→CH2=CH-CN(g)的?rHm。

?解： 见例题5。