热力学第一定律计算题2-考研试题资料系列

1、热力学第一定律计算题2-考研试题资料系列热力学第一定律计算题2-考研试题资料系列热力学第一定律计算题2-考研试题资料系列热力学第一定律计算题2-考研试题资料系列 卷号： 年 月 日 机密济宁学院206-0学年第二学期01级化学工程与工艺专业物理化学期末考试试卷题目部分,卷面共有2题，100分,各大题标有题量和总分一、计算12小题，共1分1、已知苯在1.3 ka下的熔点为。在时,usHm 9916Jmol-，计算在11。3 kPa,t =下的fusm答案：:解：苯 s 苯 l 27.1 28。1 0. kP101.3 kPaH1 2苯 s 苯 l 268.5 26815 K11.3 ka1013

2、 a2、空气在5左右和 5MP范围内的J-T 2KMPa1,试计算空气从25和5 MPa经节流膨胀到答案：3、某高压容器的容积为2 dm3，其中含有Hg，在29K时，压力为1。2105 P，对该容器加热使压力升高到6105Pa,计算需对2供热多少？最后温度为多少?已知2的，m 2 Jmol1K1，设H2为理想气体。答案：:解:n = p1V1 RT1 = 0。995 molT2 = p2V / nR=1451 K 等容过程W =则： 。9 ml2 Jmol1K-1 45290 K= 23。1 kJ4、一电热丝浸于绝热容器内沸腾的液态苯中，此电热丝的电阻为0,通以134 电流，经5min 37

3、s后，液态苯汽化掉156.1g.试求苯的摩尔汽化焓。答案:：解：Q = 2Rt = .3421 60 5 + 37 J 60.52 kJM苯 78。05 ol1苯 = 51 8.05 l = 2 movapH = 60。512/ 2 Jol1 = 306kJmol-1、1 mol 液态H2O，在37和外压力为1。 kPa时完全蒸发:试求蒸发时所作的功及H和U;2假定液态水的体积略而不计，试求所得功的百分误差；3假定把蒸气看作是理想气体，并且略去液态水的体积，求体系所作的功。已知在373 K和113 kPa下，液态水的质量体积为1。043103 dm3-1,水蒸气的质量体积为1。7dm31， 水

4、的等压汽化焓为4.7 Jmol1.答案:：解：1 =pV =-p V V=-11.31 1。67 .04313 J。056kJ Qp= 42.72 k=Q p W = 42。2 305 k= 9。6 kJ2W=Vg=-1013181.677J=-3.08 kJ3。0583.056 / 3。06 = 0。062 3W =p =-nRT =1.137 J =-311 kJ6、计算以下四种过程中，1 mol理想气体等温膨胀所作的功。已知气体初态体积为2.0 d3,终态体积为100 dm3,温度为1001 等温可逆膨胀， 向真空膨胀，3在外压力恒定为气体终态压力下膨胀， 4 开始膨胀时，外压力恒定为体

5、积等于5.0d3时气体的平衡压力，待气体体积为5. dm3时，将外压力减到体积等于100。0 d3时气体的平衡压力。试比较这四种过程的功.答案:：解： p外 p，1 = -nRTln 2 V = 18347 ln 1000/25 kJ = -4。0 kJ 2 外 = 0，W2 =p外V =03 p外= 83373 / 100.1P = 3。0 ka,3= p外V=。 1002. kJ= -2.3 J 4 p外，2 = 1。0Pa，p外，1 = 8。31433 5.103a = 6。0 Pa4 = -p外，1 5。0-25。0 103p外，2 100。05。003 kJ = 3。10 kJ由计算

6、可知，W1| W4 W3 W2|，说明系统反抗的外压力越大,则作的功也越大。等温可逆膨胀过程，因为p外= pdp，系统始终反抗最大的外压力作功，所以此过程系统作最大功。7、40 ,体积为5dm3的理想气体，作等温膨胀,压力由1.0 MP下降到0 ，计算膨胀过程的最大功。答案：:解： 最大功即=9572 kJ 8、某气体经过如以下图所示的循环过程，过程AB的U= 0，过程BC的p = 0，过程C的Q=0。试求:1循环过程的净功W；2过程C的；3过程C的Q。皆用图形面积来表示答案:解：1循环过程的净功 0,相当于ACBA所围面积的负值。 2循环过程的 =0， = UAB +UC+ UCA 0 +U

7、C + UC = 0UBC = UCA=WCA=WC 0,W 相当于的面积。3QBC= UBCC WBCWAWC + WCA 相当于面积 + 面积，即相当于的面积. 9、0.50 克的正庚烷C7H16，在28 时在氧弹中进行充分燃烧,结果使量热计的温度升高。4 K，若量热计的热容量为8180JK.试计算正庚烷在28 K时的标准摩尔燃烧焓。已知元素的相对原子质量：H为100 9；C为2。01答案:：解:H16l+ 11 g 7C2g 8H QV,m = 8 10 K-12.94 103 -4.8210 Jmol1 Q,m =QV,m +gT kJmol1 118。314 J-1ml-2.15 K

8、3 = 431 Jmol-1 = H 29K 10、在0 MPa,600条件下，有反应 N =2g+Hg1 olN分解时为保持等温,需加热54.4 kJ，各物质的等压摩尔热容Cp， m /JK-1mo分别为：H2，27。20 + .803 T/ ;N，2。20+ 4.10T / K；NH3g,33.6 。9103T / +21-6 K 。试求上述反应的m= T的表达式,并求2时的rHm298 答案：:解：r873 K = 54.4 k Jmo1B C, mBJK-1ml1 20.76 + 。9 103T / 21106T / K2 H H0+B p，B d rT/ Jmol1 0.7T/K +

9、 2。43T/2716 T/K3 +H0/mo 将 T= 873 K,rH873 K= 54 400 Jol1 代入 得 0= 9 06 Jmol- 故 rHT / Jmol13 067276 K.4503T/K216 T/K3 将 T= 298 代入得rH28 = 4529 kJml1 11、25时,氢g,苯g 和环己烷的标准摩尔燃烧焓分别为285.85 kJmo, 169。5Jmol1,-3 688。 kJmol1.计算125时反应 C6H6g 3H2g 6H2g 的rH。已知在9400K 范围内的摩尔等压热容p，mC ， g 11.7 0。4 T/K J - ml1， mC61 ， =1

10、0。9 + 0402 T K J1 ol-,C， m ，g=28. J1mol-1。答案：:解：r298K = cHC6H6 , g + 3cH2 ， g c， g =316。5kJmol-1+ 2885Jol1-3 88。9 kmol- = -3382 kJmol H98 K =r298K +1。9 +0。42T K JK-mol- 1 + 0。27 T K J1ol3289 JK-1ml110-3 d = 338。24 Jm-1 -346 Jmol-。 12、用下述的热容公式试推导对于 C石墨 22g = C4反应的标准摩尔焓与温度 T 的关系式。已知:上述反应的H9 =5.32 kol1；C，m石墨, s = 0.109 + 38。94 10-3 / K Jm-;Cp，m H2 g = 27。20 + 3.03T / JKmol-1Cp, H， 12。+ 95 10-3T K -2006 / K2 J-ml1.答案：解:反应 石墨 2H2g = CH rT = + aT bT2c3 因为a 12527.20.109 JK-1mo- -41.96-1l1 b =5033。71038。910- K-1mo1 2.303Kol c2006 6。7106 JK3ml1 所以 T / Jmo1 = H Jmo-1496T / K + 2.33103T / K2