《物理化学》课后习题第一章答案

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1、习题解答第一章1．1mol理想气体依次经过下列过程：(1)恒容下从25℃升温至100℃，(2)绝热自由膨胀至二倍体积，(3)恒压下冷却至25℃。试计算整个过程的、、及。解：将三个过程中、及的变化值列表如下：过程(1)0(2)000（3）则对整个过程:＝+0+＝＝[1×8.314×(-75)]J＝-623.55J＝+0+＝0＝-＝-＝-[1×8.314×(-75)]J＝623.55J因为体系的温度没有改变，所以＝02．0.1mol单原子理想气体，始态为400K、101.325kPa，经下列两途径到达相同

2、的终态：(1)恒温可逆膨胀到10dm3，再恒容升温至610K；(2)绝热自由膨胀到6.56dm3，再恒压加热至610K。分别求两途径的、、及。若只知始态和终态，能否求出两途径的及？解：(1)始态体积＝＝(0.1×8.314×400/101325)dm3＝32.8dm3＝＝8＝(0.1×8.314×400×+0)J＝370.7J＝＝[]J＝261.9J＝+＝632.6J＝＝[]＝436.4J(2)＝＝0+＝463.4J＝＝0+＝261.9J＝＝0+＝463.4J＝-＝174.5J若只知始态和终态也可以求

3、出两途径的及，因为是状态函数，其值只与体系的始终态有关，与变化途径无关。2.已知100℃，101.325kPa下水的＝40.67kJ•mol-1，水蒸气与水的摩尔体积分别为＝30.19dm3•mol-1，＝18.00×10-3dm3•mol-1，试计算下列两过程的、、及。(1)1mol水于100℃，101.325kPa下可逆蒸发为水蒸气；(2)1mol水在100℃恒温下于真空容器中全部蒸发为蒸气，而且蒸气的压力恰好为101.325kPa。解：(1)恒压下的可逆变化＝＝＝40.67kJ＝-＝-＝-[10

4、1325(30.19-18.00×10-3)×10-3]J＝-3.06kJ＝+＝(40.67-3.061)kJ＝37.61kJ(2)向真空中蒸发，所以＝0由于两过程的始终态相同故和与(1)相同＝-＝37.61kJ3.1mol乙醇在其沸点时蒸发为蒸气，已知乙醇的蒸发热为858J•g-1，1g蒸气的体积为607cm38，忽略液体的体积，试求过程的、、及。解：因为是恒压蒸发＝(46×858)J＝17.16kJ＝＝(-1.013×105×670×10-6×46)J＝-3.122kJ＝+＝14.04kJ恒压过程

5、＝＝14.04kJ2.在101.325kPa下，把一块极小冰粒投入100g、-5℃的过冷水中，结果有一定数量的水凝结为冰，体系的温度则变为0℃。过程可看作是绝热的。已知冰的熔化热为333.5J•g-1，在-5～0℃之间水的比热容为4.230J•K-1•g-1。投入极小冰粒的质量可以忽略不计。(1)确定体系的初、终状态，并求过程的。(2)求析出冰的量。解：(1)体系初态：100g、-5℃、过冷水终态：0℃、冰水混合物因为是一个恒压绝热过程，所以＝＝0(2)可以把这个过程理解为一部分水凝结成冰放出的热量用

6、以体系升温至0℃。设析出冰的数量为，则：＝100×4.230×5＝×333.5得＝6.34g3.0.500g正庚烷放在氧弹量热计中，燃烧后温度升高3.26℃，燃烧前后的平均温度为25℃。已知量热计的热容量为8176J•K-1，计算25℃时正庚烷的恒压摩尔燃烧热。解：反应方程式C7H16（l）+11O2(g)→7CO2(g)+8H2O(l)反应前后气体化学计量数之差＝-4＝＝(8176×2.94)J＝24.037kJ＝kJ＝5150.88kJ＝+＝(5150.88-4×8.314×298.15×10-3

7、)kJ＝5141kJ4.B2H6(g)的燃烧反应为：B2H6(g)+3O2(g)→B2O3(s)+3H2O(g8)。在298.15K标准状态下每燃烧1molB2H6(g)放热2020kJ，同样条件下2mol元素硼燃烧生成1molB2O3(s)时放热1264kJ。求298.15K下B2H6(g)的标准摩尔生成焓。已知25℃时(H2O，l)＝-285.83kJ•mol-1，水的＝44.01kJ•mol-1。解：2mol元素硼燃烧生成1molB2O3(s)时放热1264kJ，2B(s)+1.5O2B2O3(

8、s)＝-1264kJ，此反应是B2O3(s)的生成反应，则(B2O3)＝-1264kJ由反应方程式可得：＝(B2O3,s)+3[(H2O,l)+]-(B2H6,g)(B2H6，g)＝(B2O3)+3(（H2O，l）+)-(B2O3)＝-1264kJ,＝-2020kJ可求得(B2H6，g)＝30.54kJ•mol-12.试求反应CH3COOH(g)→CH4(g)+CO2(g)在727℃的反应焓。已知该反应在25℃时的反应焓为-36.12kJ•mol-1。C