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1、杜凤沛 简明物理化学第二版课后答案(杜凤沛高丕英沈明著)高等教育出版社 习题解答第一章11mol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Q、W、U及H。解：将三个过程中Q、U及W的变化值列表如下：过程QUW00(1)CV,m(T1末T1初) CV,m(T1末T1初) (2)（3）则对整个过程:Cp,m(T3末T3初)Cv,m(T3末T3初)p(V3末V3初)T1初=T3末298.15KQnCv,m(T1末T1初)+0+nCp,m(T3末T3初)nR(T3末T3初）18.314(-75)J-623.55JUn
2、Cv,m(T1末T1初)+0+nCv,m(T3末T3初)0W-p(V3末V3初)-nR(T3末T3初）-18.314(-75)J623.55J因为体系的温度没有改变，所以H020.1mol单原子理想气体，始态为400K、101.325kPa，经下列两途径到达相同的终态：(2)绝热自由膨胀到6.56dm3，再恒压加热至610K。H？kh1若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！ da解：(1)始态体积V1nRT1/p1(0.18.314400/101325)dm332.8dm3w.c分别求两途径的Q、W、U及H。若只知始态和终态，能否求出两途径的U及om(1)恒温可逆膨胀到10dm3，再恒容升温至6
3、10K；ww后w.答ha案ck网sh T1末=T3初=373.15K课.comWW恒温+W恒容nRTlnV2+0V110+0)J32.8(0.18.314400ln370.7Jkhaw(2)3UnCV,m(T2T1)0.18.314(610400)J261.9J2QU+W632.6J5HnCp,m(T2T1)0.18.314(610400)436.4J2QQ绝热+Q恒压0+nCp,m(T2T1)463.4JUU绝热+U恒压0+nCV,m(T2T1)261.9JHH绝热+H恒压0+Q绝热463.4JWU-Q174.5J若只知始态和终态也可以求出两途径的U及H，因为U和H是状态函数，其值只与体系的
4、始终态有关，与变化途径无关。3.已知100，101.325kPa下水的vapHm40.67kJmol1，水蒸气与水的摩尔体积分别为-及H。(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。ww课试计算下列两过程的Q、W、UVm(g)30.19dm3mol-1，Vm(l)18.0010-3dm3mol-1，W-p外V-p外(V气V液)-101325(30.19-18.0010-3)10-3J-3.06kJkh(2)向真空中蒸发，所以W0由于两过程的始终态相同故H和U与(1)相同da
5、UQ+W(40.67-3.061)kJ37.61kJw.c2若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！ om解：(1)恒压下的可逆变化QHnvapHm40.67kJ后w.答ha案ck网sh QU-W37.61kJ4.1mol乙醇在其沸点时蒸发为蒸气，已知乙醇的蒸发热为858Jg-1，1g蒸气的体积为607cm3，忽略液体的体积，试求过程的Q、W、U及H。解：因为是恒压蒸发khaw6.Qp(46858)J17.16kJ恒压过程5.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333.5Jg-1，
6、在-50之间水的比热容为4.230JK-1g-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H。(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(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以体系升温至0。设析出冰的数量为m，则：1004.2305m333.5得m6.34g已知量热计的热容量为8176JK-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n-4rUmkh3Qv24.307kJ5150.88kJ=n100若侵犯了您的版权
7、利益，敬请来信告知！ daQVC量热计t(81762.94)J24.037kJ0.500g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。ww课因为是一个恒压绝热过程，所以HQ0m水CptmfusH后w.答ha案ck网sh Wp外（V2V1)(-1.01310567010-646)J-3.122kJUQ+W14.04kJHQp14.04kJrHmrUm+nRT(5150.88-48.314298.1510-3)kJ5141kJ7.B2H6(g)的燃烧反应为：B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(g)。在298.15K标准状态下每燃烧1molB2H6(g
8、)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fHm(H2O，l)-285.83kJmol-1，khaw8.水的vapHm44.01kJmol1。-解：2mol元素硼燃烧生成1molB2O3(s)时放热1264kJ，2B(s)+1.5OB2O3(s)-1264kJ，此反应是B2O3(s)的生成反应，则fHm(B2O3)-1264kJrHm由反应方程式可得：fHm(B2O3,s)+3fHm(H2O,l)+vapHm-fHm(B2H6,g)rHm(B2H6，g)fHm(B2O3)+3(fHm
9、（H2O，l）+vapHm)-rHmfHm(B2O3)-1264kJ,rHm-2020kJfHm可求得fHm(B2H6，g)30.54kJmol-1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-36.12kJmol-1。CH3COOH(g)、CH4(g)与CO2(g)的平均恒压摩尔热容分别为52.3、37.7与31.4Jmol-1K-1。解：反应的rCp37.7+31.4-52.316.8Jmol-1K-1rHm(1000K)rHm(298K)+Cpt(-36.12+16.870210-3)kJmol-1-24.3kJmol-19.反应H
10、2(g)+Cp,m(H2)29.07-0.8410-3T/KCp,m(O2)36.16+0.8510-3T/KCp,m(H2O,l)75.26kh4若侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！ daw.c的热效应rHm(800K)。已知：H2O(l)在373K、p时的蒸发热为40.65kJmol-1；om1O2(g)H2O(l)，在298K时，反应热为-285.84kJmol-1。试计算反应在800K2ww由基尔霍夫方程可得：后w.答ha案ck网sh 课.comCp,m(H2O,g)30.0+10.7110-3T/KCp,m单位均为JKmol-1，等式左边均除以该量纲。解：设计如下的过程：298KH2
11、(g).com+khaw1O2(g)H22H3（1）H373.15KHHvapHH2373.15K800K由此可得：rHm(800K).rHm(298K)+H3+vapH+H4-H1-H210.1mol、20、101.325kPa的空气，分别经恒温可逆和绝热可逆压缩到终态压力506.625kPa，求这两过程的功。空气的Cp,m29.1JKmol1。空气可假设为理想气体。-WnRTln(p1/p2)8.314293.15ln(101325/506625)Jmol-13.922kJmol-1绝热可逆过程,设终态温度为T2则rT2p11=(rT1p2其中r=CV,m=可以求得T2464.3Kkh5若
12、侵犯了您的版权利益，敬请来信告知！ daCp,m29.1=解：恒温可逆过程ww后w.答hackshpcnH4H2(g)+2(g)H2O(g)2（2）-285.84+75.26(373.15-298)10-3+40.65+课800373.15(30.0+10.71103t)dt-(29.07+0.84103t）dt29880018003-(36.16+0.8510t)dtJ/mol2298-247.4kJmol-1则WUnCV,m(T2T1)11.在一带理想活塞的绝热气缸中，放有2mol、298.15K、1519.00kPa的理想气体，分别经(1)绝热可逆膨胀到最终体积为7.59dm3；(2)将
13、环境压力突降至506.625kPa时，气体作快速khaw膨胀到终态体积为7.59dm3。求上述两过程的终态T2、p2及过程的H、W。已知该气体Cp,m35.90JKmol1。-解：(1)nRT1=p1V1所以V1=nRT1/p1=(28.314298.15/1519.00)m=3.26dm对绝热可逆过程有p2=1(29.1-8.314)(464.3-293.15)J3.56kJ可求得T2231.5KWUnCV,m(T2T1)n(Cp,mR)(T2T1)-3694JHnCp,m(T2T1)235.90(231.5-298.15)J-4808J(2)W-p外V-506.625(7.39-3.26)J-2194JUW-2194J则p2=wwUnCV,m(T2T1)所以T2258.42K后w.答ha案ck
