物理化学第一章习题讲解学习.ppt

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1、物理化学第一章习题所以，-nB1.5R(T2–T1)-nBR(T2-T1p2/p1)nA1.5R(T2–T1)=T2=(3+p2/p1)T1/4=(3+100kPa/500kPa)400K/4=320Kp46，12：1mol理想气体由298K、1.0MPa分别经过(1)恒温可逆膨胀，(2)反抗0.1MPa外压快速膨胀，(3)自由膨胀，三个过程终压为0.1MPa，分别计算各过程中的W，Q，U，H。已知理想气体的Cp,m=29.10J·K-1·mol-1解：1mol1.0MPa400K1mol0.1MPaT2恒温可逆膨胀自由膨胀恒外压膨胀W=-nR

2、Tln(V2/V1)=-nRTlnp2/p1=[18.315298ln(0.1/1.0)]J=-5706JQ=–W=5706JDU=0，理想气体恒温，DU=0，DH=0(1)恒温可逆过程，T2=T1Q=0DU=W(2)恒外压快速膨胀过程，近似认为绝热过程，对于理想气体，所以，Q=0理想气体恒温，DU=0，DH=0(3)自由膨胀即向真空膨胀，T2=T1pe=0，W=0p47，17：300K、16g的氧气经绝热可逆过程从10dm3压缩到6dm3，然后再经恒温可逆膨胀使气体复原，求该过程的W，Q，U，H。已知氧气视为理想气体，Cp,m=3.5R解：1

3、6g10dm3300K绝热可逆压缩恒温可逆膨胀16g6dm3T216g10dm3T3=T2191mol25℃的水在101325Pa下变成200℃的水蒸气,求过程的W、Q、U、H。已知：水的Cp,m(l)=75.29J·K-1·mol-1,水蒸气的Cp,m(g)=33.58J·K-1·mol-1,vapHm(100℃)=40.637KJ·mol-1,水蒸气可看作理想气体。解：据题意知，在101325Pa下，1mol水的状态变化框图如下：t1=25℃H2O(l)t2=100℃H2O(l)t2=100℃H2O(g)t3=200℃H2O(g)(1)(2)(

4、3)1)为液态水的恒压升温过程H1=Q1=nCp,m(l)(T2-T1)=1mol×75.29J/Kmol×(373K-298K)=5.647kJ由于液体水在升温过程中体积变化不大，故W1=0对由固态或液态物质组成的凝聚系统（әVm/әT）p≈0,所以Cp,m-Cv,m≈0，U1=nCv,m(l)(T2-T1)≈5.647kJ(2)为水的平衡相变过程：Q2=H2＝nvapHm≈nvapHm=40.637kJW2=-Pe(Vg-Vl)≈-pvg=-nRT=1mol×8.315J/Kmol×373K=-3.101kJU2=Q2+W2=40.637

5、kJ-3.101kJ=37.54kJ(3)为水蒸气的恒压升温过程：Q3=H3=nCp,m(g)(T3-T2)=1mol×33.58J·K-1mol-1×(473K-373K)=3.358kJW3=-Pe(V3-V2)=-nR(T3-T2)=-1mol×8.315J/Kmol×(473K-373K)=-831JU3=Q3+W3=3358J-831J=2527J对于整个过程而言：W=W1+W2+W3=0KJ-3.101KJ-0.831KJ=-3.932KJQ=Q1+Q2+Q3=5.647KJ+40.637KJ+3.358KJ=49.642KJH=Qp=

6、49.642KJU=Q+W=49.642KJ-3.932KJ=45.710KJp47，21298.15K时，使4.6g的乙醇(摩尔质量为46g·mol-1)在弹式热量计中恒容燃烧，放出136.68kJ的热量，忽略压力对焓的影响。（1）计算乙醇的标准摩尔燃烧焓cHm（2）乙醇恒压燃烧的反应焓（3）已知298.15K时H2O(l)和CO2(g)的标准摩尔生成焓分别为-285.83kJ·mol-1，-393.51kJ·mol-1，计算C2H5OH(l)的fHm过程1，理想气体绝热可逆压缩，可以利用绝热过程方程：过程2为理想气体恒温，DU2=0DH2=0D

7、U=DU1DH=DH1过程1绝热，Q1=0W1=DU1=DU=706.7JDU2=0W2=-Q2=-nRT2ln(V3/V2)=-16/328.315368ln(10/6)=-781.5JW=W1+W2=706.7-781.5=-74.8JQ=Q1+Q2=781.5Jx=Dn乙醇/v乙醇=[(0-4.6)/46]mol/(-1)=0.1mol解:SvB(g)=2-3=-1C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)cU=Qv=-136.68kJ恒容反应，=+SvB(g)RTcHmcUm（1）=[-136.68/0.1+(-1

8、)8.315298.15/1000]kJ·mol-1=-1369.28kJ·