第二章物理化学习题及答案.doc

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1、习题1.1molH2于298.2K时、由101.3kPa等温可逆压缩到608.0kPa，求Q、W、△U、△H、△S。2.5mol理想气体，在300K时，分别经历下列两个过程由10L膨胀到100L。（1）等温可逆膨胀；（2）等温向真空膨胀，分别求两过程的△S系统和△S孤立。3.10g0℃的冰加到50g40℃水中，设热量没有其他损失，求上述过程的△S为多少？已知冰的熔化热△mH＝333.5J·g-1，水的比热为Cp＝4.184J·g-1·K-1。4.在298K、100kPa下，1mol过冷水蒸汽变为298K、100kPa的液态水，求此过程的

2、ΔS。已知298K水的饱和蒸气压为3.1674kPa,汽化热为2217kJ·kg-1。5.画出理想气体系统从同一始态A出发的下列各线。（1）等温可逆膨胀（2）绝热可逆膨胀（3）绝热不可逆膨胀（4）等温可逆压缩（5）绝热可逆压缩（6）绝热不可逆压缩6.1mol0℃、0.2MPa的理想气体沿着p/V＝常数的可逆途径到达压力为0.4MPa的终态。已知CV，m＝5R/2，求过程的Q、W、△U、△H、△S。7.2mol单原子理想气体始态为273K、100kPa，分别经历下列可逆变化：（1）恒温下压力加倍；（2）恒压下体积加倍；（3）绝热可逆膨胀至

3、压力减少1倍；（4）绝热不可逆反抗恒外压50kPa膨胀至平衡。试计算上述各过程的Q、W、△U、△H、△S、△F、△G。已知273K、100kPa下该气体的S＝100J·K-1·mol-1。8.体积为25dm3的2mol理想气体从300K加热到600K，其体积为100dm3，求△S。已知Cv，m＝19.37＋3.39×10-3J·K－1·mol－1。9.指出下列各过程中，Q、W、△U、△H、△S、△F、△G等热力学函数哪些为零，哪些绝对值相等。（1）实际气体绝热可逆膨胀。（2）理想气体真空膨胀。（3）理想气体绝热节流膨胀。（4）理想气体等

4、温可逆膨胀。（5）水在273.15K，pθ下凝结成冰。（6）氢气和氧气在绝热钢瓶中发生反应生成水。10.已知下列反应在298.2K时的标准摩尔反应焓为：（1）（2）（3）且O2（g），Fe(s)，Fe2O3(s)的分别为205.0、27.15、90.0J·K-1·mol-1。问,298.2K下的空气（其中O2含量为20%）能否将Fe(s)氧化为Fe2O3(s)？11.,298.2K下，Zn和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行，作电功200kJ，放热6kJ。如设反应前后该系统体积不变，求△U、△H、△S、△F、△G。12.某溶液中化

5、学反应，若在等温等压（,298.2K）下进行，放热4×104J，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4000J。试求：（1）该化学反应的△S。（2）当该反应自发进行（即不作电功）时，求环境的熵变和总熵变。（3）该系统可能作的最大功。13.,298.2K下，金刚石的摩尔燃烧焓为395.3kJ·mol-1，摩尔熵为2.42J·K-1·mol-1。石墨的摩尔燃烧焓为393.4kJ·mol-1，摩尔熵为5.69J·K-1·mol-1。（1）求,298.2K下，石墨变为金刚石的。（2）金刚石和石墨的密度分别为3510kg·m-3和2260kg·m

6、-3，并设温度不随压力而变化，则298.2K下，若使石墨变为金刚石，至少需要多大压力？14.试计算2mol的过冷苯（液态）在，268.2K时凝固过程的△G。（已知268.2K时固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为2280Pa和2675Pa）15.273.2K，3的氧气10L，反抗恒外压进行绝热不可逆膨胀，求该过程的Q、W、△U、△H、△S、△F、△G。（O2在298K时的规定熵为205J·K-1·mol-1）16.下列偏微分哪些是偏摩尔量？哪些是化学势？（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）17.在293.15K时，乙醚的蒸气压为

7、58.95kPa，今在0.10kg乙醚中溶入某非挥发性有机物质0.01kg，乙醚的蒸气压降低到56.79kPa，试求该有机物的摩尔质量。18.对范德华气体，证明19.证明理想气体，20.某实际气体的状态方程为，式中a为大于零的常数，求。21.有一个水和乙醇形成的溶液，水的物质的量分数为0.4，乙醇的偏摩尔体积为57.5cm3·mol-1，溶液的密度为0.8494kg·L-1，求此溶液中水的偏摩尔体积。习题答案1.解：2.解：（1）此为可逆平衡过程。（2）向真空膨胀为不可逆过程，此过程始终态与（1）相同，则，，此为自发不可逆过程。3.解：

8、（1）根据热力学第一定律，求成终态温度T。10×333.5＋10×4.184×（T-0）=50×4.184×(40-T)T=20.05℃=293K(2)分别求成熵变：由此例可知，将温度不同的物体放在一起，高