物理化学习题答案学习教案

1、会计学1物理化学习题物理化学习题(xt)答案答案第一页，共46页。习题习题9 9 计算计算lmollmol理想气体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为理想气体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为25dm325dm3，终态体，终态体积为积为lOOdm3lOOdm3，始态及终态温度均为，始态及终态温度均为100100。(1)(1)向真空膨胀；向真空膨胀； (2) (2)在外压力在外压力(yl)(yl)恒定为气体终态的压力恒定为气体终态的压力(yl)(yl)下膨胀；下膨胀；(3)(3)先在外压力先在外压力(yl)(yl)恒定为体积等于恒定为体积等于50dm350dm3时的气体的平衡压

2、力时的气体的平衡压力(yl)(yl)下膨胀，当膨胀到下膨胀，当膨胀到50dm3(50dm3(此时温度仍为此时温度仍为100)100)以后，再在外压力以后，再在外压力(yl)(yl)等于等于lOOdm3lOOdm3时气体的平衡压力时气体的平衡压力(yl)(yl)下下膨胀；膨胀； (4) (4)等温可逆膨胀。等温可逆膨胀。 试比较这四个过程的功，比较的结果说明了什么问题试比较这四个过程的功，比较的结果说明了什么问题? ?解：（解：（1）由于）由于p(外）外）= 0，W = 0； （2）由于）由于p(外）外）= P2 ， PV=nRT, P2 =nRT/V2 W =- P2(V2-V1)=-nRT(

3、V2- V1)/V2=-18.314373.15(100-25)/100=-2327 (J) （3）W=W1+W2= =P2(V2-V1)- P3(V3-V2)=-3101 (J) （4）W= -nRTlnV2/V1=-4301 (J) 以上结果以上结果(ji gu)说明，虽然始终态相同，但所作的功不同，其中以等温可说明，虽然始终态相同，但所作的功不同，其中以等温可逆膨胀所作的功最大。逆膨胀所作的功最大。P17第一第一(dy)章章 热力学第一热力学第一(dy)定律定律第1页/共46页第二页，共46页。习题习题23 P25 试求算试求算2mol 100、4104pa的水蒸气变成的水蒸气变成100

4、及及p的水时，的水时，此过程此过程(guchng)的的U和和H。设水蒸气为理想气体，液态水的体积。设水蒸气为理想气体，液态水的体积可忽略不计。已知水的摩尔汽化热为可忽略不计。已知水的摩尔汽化热为4067kJmol-1。解：上述过程可分为下面两个过程解：上述过程可分为下面两个过程100, 4104pa, H2O (g) 100, p , H2O (g) 100, p , H2O (l) 第一步是理想气体第一步是理想气体(l xin q t)等温过程：等温过程： U1 = H1 = 0第二步是等温等压下可逆相变：第二步是等温等压下可逆相变： H2 = -n vap H m = - 81.34 kJ

5、 U2 = H2 p V = H2 + 2RT = - 75.14 kJ所以全过程的所以全过程的U和和H为：为： U = U1 + U2 = - 75.14 kJ H = H1 + H2 = - 81.34 kJ第2页/共46页第三页，共46页。 习题习题(xt)39 P38 已知下列反应在已知下列反应在25时的热效应为：时的热效应为：（1）Na(s)+1/2Cl2(g)=NaCl(s) rHm=411.0kJmol1（2）H2(g)+S(s)+2O2(g)=H2SO4(l) rHm=800.8kJmol1（3）2Na(s)+ S(s) +2O2(g)= Na2SO4(s) rHm=1382.

6、8kJmol1（4）1/2 H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g) rHm=92.30kJmol1计算反应计算反应2 NaCl(s)+ H2SO4(l)= Na2SO4(s)+2HCl(g)在在25时的时的rHm和和rUm 。 解：解： 所求方程所求方程(fngchng) =（3）+ （4） 2 （1） 2 （2） rHm= rHm（3）+ 2rHm（4） 2rHm（1） rHm（2） = 55.4 kJmol1 rUm=rHm nRT (g) = rHm 2RT = 50.4 kJmol1第3页/共46页第四页，共46页。 习题习题(xt)41 P38 已知反应已知反应（1）C(金刚

7、石金刚石)+ O2(g) = CO2(g) rHm（298K）=395.4kJmol1（2）C(石墨石墨)+ O2(g) = CO2(g) rHm（298K）=393.5kJmol1求求 C(石墨石墨) = C(金刚石金刚石) 的的 trsHm（298K）解：解： 所求方程所求方程(fngchng) =（2）（）（1） trsHm=rHm（2）rHm（1） =393.5(395.4) = 1.9 kJmol1第4页/共46页第五页，共46页。 习题习题43 P40 利用标准利用标准mol生成焓数据，计算生成焓数据，计算(j sun)下列反应的下列反应的rHm (298.15K)。(1)Cl2(

8、g)+2KI(s)=2KCl(s)+I2(s)(2)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)(3)SO2(g)+1/2O2(g)+ H2O(l)=H2SO4(l)(4)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)(5) CaO(s)+3C(石墨石墨)=CaC2(s)+ CO(g)(6)Fe2O3(s)+CO(g)=CO2(g)+ 2FeO(s)(7)2H2S(s)+ SO2(g)=3S(s)+ 2H2O(g)(8) Fe2O3(s)+ 3C(石墨石墨)=4Fe(s)+3CO2(g)解：解：rHm (298.15K) =i f Hi(, 298.15K)(1) Cl2(g)+2KI(s

9、)=2KCl(s)+I2(s) fHm(298) kJmol1 0 -327.65 -435.89 0 rHm (298.15K) =2(-435.89)-2(-327.65)=-216.5 kJmol1第5页/共46页第六页，共46页。 (2) CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) fHm(298) kJmol1 110.52 -241.83 -393.51 0 rHm (298.15K) =-41.16 kJmol1 (3) SO2(g)+1/2O2(g)+ H2O(l)=H2SO4(l) fHm(298) kJmol1 296.90 0 -285.84 -800.8 rHm

10、 (298.15K) =-218.06 kJmol1 (4) CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) fHm(298) kJmol1 -1206.87 -635.5 -393.51 rHm (298.15K) =177.86 kJmol1 (5) CaO(s)+3C(石墨石墨(shm)=CaC2(s)+ CO(g) fHm(298) kJmol1 -635.5 0 -62.76 110.52 rHm (298.15K) =462.22 kJmol1第6页/共46页第七页，共46页。(6) Fe2O3(s)+CO(g)=CO2(g)+ 2 FeO(s) fHm(298) kJmol1 -8

11、22.2 110.52 -393.51 -266.5 rHm (298.15K) =6.2 kJmol1(7) 2H2S(s)+ SO2(g)=3S(s)+ 2H2O(g) fHm(298) kJmol1 -20.15 -296.9 0 -241.83 rHm (298.15K) =-146.46 kJmol1(8) 2Fe2O3(s)+ 3C(石墨石墨(shm)=4Fe(s)+3CO2(g) fHm(298) kJmol1 -822.2 0 0 -393.51 rHm (298.15K) =463.9 kJmol1第7页/共46页第八页，共46页。 习题习题45 P42 已知已知C2H5OH

12、（l）在）在25时的燃烧热时的燃烧热为为-1367 kJmol1，试用，试用CO2(g)和和H2O（l）在）在25时的时的生生成热，计算成热，计算(j sun)C2H5OH（l）在）在25时的生成热。时的生成热。解：查表得解：查表得fHm(CO2，g) = - 393.514 kJmol1， fHm(H2O，l ) = -285.84 kJmol1 C2H5OH（l）+3O2(g)=2 CO2(g)+3 H2O（l）cHm(C2H5OH，l) = 2fHm(CO2 g )+3fHm(H2O，l ) fHm(C2H5OH，l )fHm(C2H5OH，l) = 2fHm(CO2 g )+3fHm(

13、H2O，l ) cHm(C2H5OH，l) = 277.6 kJmol1第8页/共46页第九页，共46页。习题习题49 P46 试计算在试计算在25及标准压力下，及标准压力下，1mol液态水蒸发成水蒸液态水蒸发成水蒸气的气化气的气化(q hu)热。已知热。已知100及标准压力下液态水的气化及标准压力下液态水的气化(q hu)热热为为2259Jg-1，在此温度区间内，水和水蒸气的平均定压摩尔热容分别，在此温度区间内，水和水蒸气的平均定压摩尔热容分别为为75.3及及33.2JK-1mol-1。解：解：evpHm(298K)= evpHm(373K)+298373Cp,m(水水)dT +373298

14、Cp,m(水汽水汽(shu q)dT = 225918 + 75.37533.275 Jmol1 = 43.8 kJmol1第9页/共46页第十页，共46页。P61解解: 等温等压下不同等温等压下不同(b tn)理想气体混合理想气体混合:S = SA + SB = -nA R T ln (VA/V) / T + - nBRT ln(VB/V) / T = - R (nAlnXA+ nBlnXB) = 2 R ln2 = 11.52 (J.K-1)因为因为 Q/T=0所以所以 S 0 过程自发进行过程自发进行第二第二(d r)章章 热力学第二热力学第二(d r)定律定律第10页/共46页第十一页

15、，共46页。P63第11页/共46页第十二页，共46页。P770HU 解：解：2212211(1)PnRTnRTWP VVPnRTPPP环（）635102.5 8.314 400()8.31 105 10JJ38.31 10QWJ 第12页/共46页第十三页，共46页。35.76 10AUT ST SJ 35.76 10GAJ 5111625 10ln2.5 8.314ln.14.4 .10PSnRJ KJ KP 第13页/共46页第十四页，共46页。P79=-5290J第14页/共46页第十五页，共46页。第三章第三章 化学势化学势 P93第15页/共46页第十六页，共46页。 P93 第1

16、6页/共46页第十七页，共46页。 P98第17页/共46页第十八页，共46页。 P98=第18页/共46页第十九页，共46页。 P101 第19页/共46页第二十页，共46页。 P104 第20页/共46页第二十一页，共46页。 第四章第四章 化学平衡化学平衡(huxupnghng) P115第21页/共46页第二十二页，共46页。 P119第22页/共46页第二十三页，共46页。 P126 第23页/共46页第二十四页，共46页。 P129第24页/共46页第二十五页，共46页。 P134第25页/共46页第二十六页，共46页。 P138第26页/共46页第二十七页，共46页。 第五章第五章 相平衡相平衡 P147第27页/共46页第二十八页，共46页。第28页/共46页第二十九页，共46页。 P150第29页/共46页第三十页，共46页。第30页/共46页第三十一页，共46页。 第七章第七章 电化学电化学 P225第31页/共46页第三十二页，共46页。 P234第32页/共46页第三十三页，共46页。 P248第33页/共46页第三十四页，共46页。 P275第34页/共46页第三十五页，共46页。第八章第八章 表面表面(biomin)化学与胶体化化学与胶体化学学 P291第35页/共46页第三十六页，共46页。 P291第36页/共46页第三十七页，共4