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1、化学热力学部分习题简解（第一章）热力学基本定律练习题1-10.1kgC6H6(l)在,沸点353.35K下蒸发,已知(C6H6)=30.80kJmol-1.试计算此过程Q,W,ΔU和ΔH值.解：等温等压相变.n/mol=100/78,ΔH=Q=n=39.5kJ,W=-nRT=-3.77kJ,ΔU=Q+W=35.7kJ1-2设一礼堂地体积是1000m3,室温是290K,气压为,今欲将温度升至300K,需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体,并已知其Cp,m为29.29JK-1·mol-1.)解：理想气体等压升温（n变）
2、.,=1.2×107J1-32mol单原子理想气体,由600K,1.0MPa对抗恒外压绝热膨胀到.计算该过程地Q、W、ΔU和ΔH.(Cp,m=2.5R)解：理想气体绝热不可逆膨胀Q＝0.ΔU＝W,即nCV,m(T2-T1)=-p2(V2-V1),因V2=nRT2/p2,V1=nRT1/p1,求出T2=384K.ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-5.39kJ,ΔH＝nCp,m(T2-T1)＝-8.98kJ1-4在298.15K,6×101.3kPa压力下,1mol单原子理想气体进行绝热膨胀,最后压力为,若为；(1)
3、可逆膨胀(2)对抗恒外压膨胀,求上述二绝热膨胀过程地气体地最终温度；气体对外界所作地功；气体地热力学能变化及焓变.(已知Cp,m=2.5R).解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3,过程方程p11-γT1γ=p21-γT2γ,T2=145.6K,ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-1.9kJ,ΔH＝nCp,m(T2-T1)＝-3.17kJ(2)对抗恒外压膨胀,利用ΔU＝W,即nCV,m(T2-T1)=-p2(V2-V1),求出T2=198.8K.同理,ΔU＝W＝-1.24kJ,ΔH＝-2.07kJ.1-51mol水在1
4、00℃,下变成同温同压下地水蒸气(视水蒸气为理想气体),然后等温可逆膨胀到0.5,计算全过程地ΔU,ΔH.已知Hm(H2O,373.15K,)=40.67kJmol-1.解：过程为等温等压可逆相变＋理想气体等温可逆膨胀,对后一步ΔU,ΔH均为零.ΔH＝Hm=40.67kJ,ΔU=ΔH–Δ(pV)=37.57kJ1-6某高压容器中含有未知气体,可能是氮气或氩气.在29K时取出一样品,从5dm3绝热可逆膨胀到6dm3,温度下降21K.能否判断容器中是何种气体?(若设单原子气体地CV,m=1.5R,双原子气体地CV,m=2
5、.5R).解：绝热可逆膨胀:T2=277K,过程方程T1V1γ-1=T2V2γ-1,求出γ=7/5,容器中是N2.1-71mol单原子理想气体(CV,m=1.5R),温度为273K,体积为22.4dm3,经由A途径变化到温度为546K、体积仍为22.4dm3；再经由B途径变化到温度为546K、体积为44.8dm3；最后经由C途径使系统回到其初态.试求出：(1)各状态下地气体压力；(2)系统经由各途径时地Q,W,ΔU,ΔH值；(3)该循环过程地Q,W,ΔU,ΔH.解：A途径:等容升温,B途径等温膨胀,C途径等压降温.(
6、1)p1=,p2=2,p3=(2)理想气体:ΔU＝nCV,mΔT,ΔH＝nCp,mΔT.A途径,W=0,Q=ΔU,所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于3.40kJ,0,3.40kJ,5.67kJB途径,ΔU＝ΔH=0,Q=-W,所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于3.15kJ,-3.15kJ,0,0;C途径,W=-pΔV,Q=ΔU–W,所以Q,W,ΔU,ΔH分别等于-5.67kJ,2.27kJ,-3.40kJ,-5.67kJ(3)循环过程ΔU=ΔH=0,Q=-W=3.40+3.15+(-5.67)=0.88kJ1-82mol某双
7、原子分子理想气体,始态为202.65kPa,11.2dm3,经pT=常数地可逆过程,压缩到终态为405.20kPa.求终态地体积V2温度T2及W,ΔU,ΔH.(Cp,m=3.5R).解：p1T1=p2T2,T1=136.5K求出T2=68.3K,V2=2.8dm3,ΔU＝nCV,mΔT=-2.84kJ,ΔH＝nCp,mΔT=-3.97kJ,δW=-2nRdT,W=-2nRΔT=2.27kJ1-92mol,101.33kPa,373K地液态水放入一小球中,小球放入373K恒温真空箱中.9/9打破小球,刚好使H2O(l)
8、蒸发为101.33kPa,373K地H2O(g)(视H2O(g)为理想气体)求此过程地Q,W,ΔU,ΔH;若此蒸发过程在常压下进行,则Q,W,ΔU,ΔH地值各为多少?已知水地蒸发热在373K,101.33kPa时为40.66kJmol－1.解：101.33kPa,373KH2O(l)→H2O(g)(1)等温等压可逆相变,ΔH=Q=nHm=81.
