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1、物理化学押题物理化学押题阳光男孩制作阳光男孩制作习题 3 (1)如果一系统从环境接受了 160J 的功，热力学能增加了 200J，试问系统将吸收或是放出多少热?(2)一系统在膨胀过程中，对环境做了 10 540J 的功，同时吸收了 27 110J 的热，试问系统的热力学能变化为若干？ 答案：(1)(1) 吸收 40J40J；(2)(2) 16 570J P12解：（1）已知 W=-160J,U=200J,由U=Q-W，得到 Q=40J(2) U=Q-W=16570J。习题 4 如右图所示，一系统从状态 1 沿途径 1-a-2 变到状态 2 时，从环境吸收了314.0J 的热,同时对环境做了 1
2、17.0J 的功。试问：(1)当系统沿途径 1b2 变化时，系统对环境做了 44.0J 的功，这时系统将吸收多少热?(2)如果系统沿途径 c 由状态 2 回到状态 1，环境对系统做了 79.5J 的功，则系统将吸收或是放出多少热? P12答案：(1)241.0 J;(2)放热 276.5JJWQUUU0 .1970 .1170 .314),21 () 1 ( :是状态函数，解JQQWQUb0 .2410 .1970 .44: )21 (，得，则，(2)U(12)=- U(21)，U(21)=Q+W=-197.0J，放热。 P12JWQ5 .2760 .1970Q习题 9 计算 1mol 理想气
3、体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为25dm3终态体积为 100dm3；始态及终态温度均为 100。(1)向真空膨胀；(2)在外压恒定为气体终态的压力下膨胀；(3)先在外压恒定为体积等于 50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3(此时温度仍为 100)以后，再在外压等于 100 dm3时气体的平衡压力下膨胀；(4)定温可逆膨胀。试比较这四个过程的功。比较的结果说明了什么问题？P17答案：0；-2326J；-310l J；-4299J 00) 1 (Wpe，则向真空膨胀，解：，下，膨胀，先计算22)2(pppe，22,VnRTpnRTpVJVVVnRTVpWe2326)(1
4、2 2，下，膨胀，先计算22)3(pppe=-3010J?) ()(2 2121. VVVnRTVVVnRTVpWiiie定温可逆膨胀)4(=-4299J?ln1221VVnRTpdVWVV3 2100373:dmVKTB状态3 125373:dmVKTA状态3 11 25373:dmVKTA状态?,50:31ppdmVTTXe状态?,50:31ppdmVTTXe状态说明，始终态相同，途径不同，系统对环境所做功不同；反抗外压越大，做功越大；定温可逆膨胀的功最大。习题 15 一理想气体在保持定压 105Pa 下，从 10dm3膨胀到 16dm3，同时吸热 1 255J，计算此过程的 U和 H。答
5、案：655J；1 255Jp19解：定压过程，只作体积功，Qp=H=1255JU=H-p(V2-V1)=1255-105(16-10)10-3J=655J习题 16 假设 N2为理想气体。在 0和 5105Pa 下，用 2dm3N2作定温膨胀到压力为 105Pa。(1)如果是可逆膨胀；(2)如果膨胀是在外压恒定为 105Pa 的条件下进行。试计算此两过程的Q、W、U和 H。P21答案：(1)1 609J；-1609J；0；0；(2)800 J；-800J；0；0解：（1）理想气体作等温可逆膨胀，U=0，H=0。Q=-W=nRTln=p1V1 ln=1609J W=-1609Jp1p2p1p2(
6、2)理想气体作等温膨胀，U=0，H=0。V2= p1V1/p2=5105210-3/105m3=1010-3m3Q=-W=p（外）（V2-V1）=105(10-2)10-3J=800J W=-800J习题 19 有 1mol 单原子分子理想气体在 0，105Pa 时经一变化过程，体积增大一倍，H2 092J，Q=1 674J。(1)试求算终态的温度、压力及此过程的U和W；(2)如果该气体经定温和定容两步可逆过程到达上述终态，试计算Q、W、U和H。答案：(1)373.7K，6.84104 Pa，1255J，-419J， (2)2828 J，-1573J，1255J,2092JP23 解：（1）由
7、H=nCp，mT 得：T2=T1+H/nCp，m=2092/(2.58.314)+273.2K=373.8Kp2=p1V1T1/(T1V2)=(105373.8)/(273.22)Pa=6.84104 PaU=nCV，mT=1.58.314(373.8-273.2)=1255JW=U-Q=1255-1674=-419J(2)因始、终态相同，所以U=1255J，H=2092J。过程：W1=-nRT1ln=(-18.314273.2ln2)J=-1574JV2V1过程:W2=0 W=W1+W2=-1574J Q=U+W=(1255+1574)J=2829J习题 23 试求算 2mol100，4 4
8、104Pa 的水蒸气变成 l00及标准压力的水时，此过程的U和H 。设水蒸气可视为理想气体，液体水的体积可忽略不计。已知水的摩尔气化热为 4 0670Jmol-1。P25 答案：75 138J；81 340J),100,(),100,()104 ,100,(:2. 22. 14 2pClOHpCgOHPaCgOH可逆相变定温压缩解：设计框图为0, 0),(11HUTfHU、JQHnHpmvap813404067022)(222glVVpUVpUH)(glVV nRTUpVUg22nRTHU22J75137373314. 8281340习题 29 某理想气体的 Cp,m=35.90JK-1mol
9、-1，当 2mol 此气体在 25，1.5106 Pa 时，作绝热可逆膨胀到最后压力为 5105 Pa；当此气体在外压恒定为5105 Pa 时作绝热快速膨胀；试分别求算上述两过程终态的 T 和 V 及过程的 W、U 和H。答案：231K；7.68dm3；-3697J；-3697J；-4811J；252K；8.38 dm3；2538J；-2538J；-3303JP30解：（1）理想气体绝热可逆膨胀 Cp,mln=Rln 35.9ln=8.314ln T2T1p2p1T2298K5 1051.5 106解得 T2=231K V2=()m3=7.68dm3 CV,m=Cp,m-R=(35.90-nR
10、T2p22 8.314 2315 1058.314)JK-1mol-1=27.59 JK-1mol-1 W=-U=-nCV,m(T2-T1)=3.697kJ U=-3.697kJP1，V1，T1P|，V2，T1P2，V2，T2H=U=-4.811kJ CpmCVm(2)绝热抗恒外力膨胀 U=-WnCV,m(T2-T1)=-p(外)（V2-V1）=nR(T1T2) T2=(CV,m+R)T1/ Cp,m=252K p2p1p2p1V2=()m3=8.38dm3 W=-U=-nCV,m(T2-T1)=2.538kJ U=-nRT2p22 8.314 2525 1052.538kJH=U=-3.30
11、2kJCpmCVm习题 33 已知 CO2的 JT=1.0710-5KPa-1，Cp,m=36.6JK-1mol-1，试求算50gCO2在 25下由 105Pa 定温压缩到 106Pa 时的 H。如果实验气体是理想气体，则 H 又应为何值？答案：-401J；0P32PaCCOgPaCCOg6 25 210,25,5010,25,50) 1 (定温压缩？求该过程的H),(pTfH dppHdTCdppHdTTHdHTp Tp ？首先，求 TpH结合节流过程。据，有由题意及给出的已知数;,pTJC0 dppHdTTHdHTp节流过程：0, TppH dpdT THdp 得，除以0 THppH pT
12、 TH改写为，, 0 TTJppHC则为，TJpTCpH dpCdTCdppHdTCdHTJppTp 积分得，均为常数，并和, 0TCpTJ)(12ppCHTJp)1010(1007. 16 .364450)(565 12, ppnCTJmpJ52.400若为理想气体， 。，00HTJ习题习题 43 利用生成热数据，计算下列反应的利用生成热数据，计算下列反应的。P40298KHrm(2)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)(4)CaCO3(s)=CaO(s)+CO(g)(6)Fe2O3(s)+CO(g)=CO2(g)+2FeO(s)解：查附录表中的标准摩尔生成焓fHm。答案：-2
13、16.5；-41.2；-218.0；177.8； 462.3; 6.1；-146.5；463.7kJmol-1习题习题 45 已知已知 C2H5OH(l)在在 25时的燃烧热为时的燃烧热为1367kJmol-1，试用，试用 CO2(g)和和 H2O(l) 在在 25时的生成焓，计算时的生成焓，计算 C2H5OH（l）在）在 25时的生成焓时的生成焓。P42答案：277.4kJmol-1 解：设计计算框图为如下，)(3)(2)(3)(22252lOHgCOgOlOHHCmcH )(),(),(22gHgOsC单质),(52lOHHCHmf),(3),(222lOHHgCOHmfmf已知，1 52
14、1367)298,(molkJKlOHHCHmc查表，得 298K 时，1 251.393),(molkJgCOHmf1 284.285),(molkJlOHHmf由 Hess 定律，得),(),(),(3),(2525222lOHHCHlOHHCHlOHHgCOHmcmfmfmf所以，),(),(3),(2),(522252lOHHCHlOHHgCOHlOHHCHmcmfmfmf)1367()84.285(3)51.393(214 .275molkJ习题 46 已知 PbO(s)在 18的生成热为-219.5-219.5kJmol-1，在 18至 200200之间，Pb(s)，O2(g)及 PbO(s)的平均热容各为 0.134、0.900 和 0.218JK-1g-1。试计算 PbO(s)在 200时的生成热。P45
