物理化学部分答案

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1、3.理想气体绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式计算，那两种过程的功是否一样?答：不一样。过程不同，终态不相同，即ΔT不一样，因此绝热可逆和绝热不可逆两过程所做功不一样。6.在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：（1）氢气在氧气中燃烧；（2）爆鸣反应；（3）氢氧热爆炸；（4）氢氧燃料电池。在所有反应中，保持反应始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?答：应该相同。因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。这就是：异途同归，值变相等。7.理想

2、气体向真空绝热膨胀后，他的温度将（）。（A）升高（B）降低（C）不变（D）不一定答：（C）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。9.公式DH=Qp适用于哪个过程（）。（A）理想气体绝热等外压膨胀（B）H2O（s）H2O（g）（C）Cu2+（aq）+2e-→Cu（s）（D）理想气体等温可逆膨胀答：（B）式适用于不作非膨胀功的等压过程。1.（1）一系统的热力学能增加了100kJ，从环境吸收了40kJ的热，计算系统与环境的功的交换量；（2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20kJ的功，同

3、时吸收了20kJ的热，计算系统热力学能的变化值。解：根据热力学第一定律：ΔU=W＋Q，即有：（1）W=ΔU－Q=100–40=60kJ（2）ΔU=W＋Q=-20＋20=02.在300K时，有10mol理想气体，始态压力为1000kPa。计算在等温下，下列三个过程做膨胀功：（1）在100kPa压力下体积胀大1dm3；（2）在100kPa压力下，气体膨胀到压力也等于100kPa；（3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100kPa。解：根据理想气体状态方程pV=nRT，即有：（1）∵W=-peΔV=-pe(V2－V1)∴W=-100×103×

4、1×10-3=-100J（2）∵W=-peΔV=-pe(V2－V1)=-(－)=-∴W=-10×8.314×300×（1-）=-22.45kJ（3）∵W=-=-=-=-∴W=-10×8.314×300×=-57.43kJ3.在373K恒温条件下，计算1mol理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。已知始、终态体积分别为25dm3和100dm3。（1）向真空膨胀；（2）等温可逆膨胀；（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；（4）先外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3以后，再在外压等于100dm3时气体的平

5、衡压力下膨胀。试比较四个过程的功，这说明了什么问题？解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以（2）等温可逆膨胀（3）恒外压膨胀（4）分两步恒外压膨胀说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的功也越大。5.1mol理想气体在122K等温的情况下，反抗恒定外压10.15kPa，从10dm3膨胀的终态100dm3，试计算Q、W和ΔU、ΔH。解：该过程是理想气体等温过程，故ΔU=ΔH=0∵W=-peΔV=-pe(V2－V1)∴W=-10.15×103×（100.0-10）×10-3=-913.5J根据热力学第一定律：ΔU=W＋Q

6、，即有：Q=ΔU－W=0-（-913.5）=913.5J9.在300K时，4gAr（g）（可视为理想气体，其摩尔质量MAr=39.95g·mol-1），压力为506.6kPa。今在等温下分别按如下两过程：反抗202.6kPa的恒定外压进行膨胀。（1）等温为可逆过程；（2）等温、等外压膨胀，膨胀至终态压力为202.6kPa。试分别计算两种过程的Q，W，ΔU和ΔH。解：（1）理想气体的可逆过程，，4gAr的物质的量为：（2）虽为不可逆过程，但状态函数的变化应与（1）相同，即10.在573K时，将1molNe（可视为理想气体）从1000K

7、Pa经绝热可逆膨胀到100kPa。求Q、W、ΔU和ΔH。解法1：因该过程为绝热可逆过程，故Q=0。∵，，则又∵，则∴==228K解法2：可得：1.自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗？答：前半句是对的，后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程。6.相变过程的熵变可以用公式来计算，这种说法对吗？答：说法不正确，只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件，相变过程的熵变可以用公式来计算。8.1×10-3kg水在373K，101325Pa的条件下汽化为同温同压的水蒸气，热力学函数变量为ΔU

8、1，ΔH1和ΔG1；现把1×10-3kg的H2O（温度、压力同上）放在恒373K的真空箱中，控制体积，使系统终态蒸气压也为101325Pa，这时热力学函数变量为ΔU2，ΔH2和ΔG2。问这两组热力学函数的关系为（）。（A）ΔU1>ΔU