《物理化学》复习习题 (2)

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1、《物理化学》习题第一章热力学第一定律1.一隔板将一刚性决热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去左、右气体的压力达到平衡。若以全部气体作为体系，则ΔU、Q、W为正？为负？或为零？解：2.试证明1mol理想气体在衡压下升温1K时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R。证明：3.若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。(1)Q、W、Q－W、ΔU是否已经完全确定。(2)若在绝热条件下，使体系从某一始态变化到某一终态，则(1)中的各量是否已完全确定？为什么？解：(1)Q－W与ΔU完全确定。(2)Q、W、Q－W及ΔU均确定

2、。4.1mol理想气体从100oC、0.025m3经过下述四个过程变为100oC、0.1m3：(1)恒温可逆膨胀；(2)向真空膨胀；(3)恒外压为终态压力下膨胀；(4)恒温下先以恒外压等于气体体积为0.05m3时的压力膨胀至0.05m3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1m3。求诸过程体系所做的体积功。解：(1)(2)(3)(4)5.在373K和101.325kPa的条件下，1mol体积为18.80cm3的液态水变为30200cm3。求此过程的ΔH及ΔU。解：6.已知H2(g)的Cp,m=(29.07-0.836×10-3T+2.01

3、×10-6T2)J·K-1·mol-1，现将1mol的H2(g)从300K升至1000K，试求：(1)恒压升温吸收的热及H2的ΔH；(2)恒容升温吸收的热及H2的ΔU。解：(1)=20620.53J（2）=14800J7.(1)在0℃和506.6kPa下，1mol水全部蒸发为水蒸气，求此过程的Q、W、△U、△H。已知水的汽化热为40.7kJ·mol-1.(2)若在373K、101.325kPa下的水向真空蒸发，变成同温同压的水蒸气，上述个量又如何？（假设水蒸汽可视为理想气体）。解：（1）相变在恒温恒压且非体积功为零下进行，故△H＝QP＝

4、40.7KJW＝P0（Vg－V1）(2)该相变相真空进行为不可逆相变，Pe＝0，W＝0。因为（2）的始，终态同（1）所以△H，△U与（1）相同，即△H=40.7KJ,△U=37.6KJ,Q=37.6KJ.8.1mol单原子理想气体，始态压力为202.65kPa，体积为11.2dm3，经过pT为（1）终态的体积与温度（2）体系的△U及△H；（3）该过程体系所作的功。解：（1）（2）△U＝3/2×8.314×（136.5-273）＝-1702J△H=5/2×8.314×（136.5－273）＝-2837J(3)PT=B,P=B/TV=RT/

5、P=RT2/B,Dv=（2RT/B）DtW＝2×8.314×（136.5-273）＝-2270J9.1mol双原子理想气体在0℃和101.325kPa时经绝热可逆膨胀至50.65kPa，求该过程的W和△U。解：双原子理想气体CV,M＝CP,M＝CP,M/CV,M＝1.4TrP1-r＝常数T2=T1()＝273×（）（1－1.4）/1.5=224K△U=2.5×8.314×(224-273)＝-1018.5JW=Q-△U=1674-1255=2829J10．已知下列反应在298K的时热效应。（1）Na（s）＋1/2Cl2（g）＝NaCl（

6、s）△rHm＝-411KJ(2)H2(g)＋S（s）＋2O2（g）＝H2SO4(l)△rHm＝-811.3KJ(3)2Na（s）＋S(s)＋2O2(g)＝NaSO4（s）△rHm＝-1383KJ（4）1/2H2（g）+1/2Cl2（g）=HCl（g）△rHm＝-92.3KJ求反应2NaCl（s）＋H2SO4(l)＝NaSO4(S)+2HCl（g）在298K时的△rHm和△rUm.解：根据赫斯定律，反应＝△rHm=[-1383+(-92.3)×2]-[(-411)×2+（-811.3）]＝65.7KJmol-1△rUm=△rHm-△Nrt

7、=65.7×103-2×8.314×298＝60.74KJ11.已知下述反应298K时的热效应（1）C6H6COOH（l）+O2（g）=7CO2（g）+3H2O(l)△rHm＝-3230KJ（2）C（s）＋O2(g)＝CO2（g）△rHm=-394KJ(3)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△rHm=-286KJ求C6H6COOH（l）的标准生成热。解：7C(s)＋3H2（g）＋O2（g）＝C6H6COOH（g）该反应＝（2）×7＋（3）×3－（1）＝-386KJmol-112.已知下列反应298K时的热效应：（1）C(金刚石)

8、＋O2(g)＝CO2（g）△rHm＝-395.4KJ(2)C（石墨）＋O2（g）＝CO2（g）△rHm＝-393.5KJ求C(石墨)=C（金刚石）在298K时的△rHm0。解：△fHm＝-393.5-（-3