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1、第一章 气体pVT性质1-1物质的体膨胀系数与等温压缩系数的定义如下：试导出理想气体的、与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT1-7 今有20的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm3容器中，直至压力达101.325kPa，测得容器中混合气体的质量为0.3879g。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。解：设A为乙烷，B为丁烷。 （1） （2）联立方程（1）与（2）求解得1-14 CO2气体在40时的摩尔体积为0.381dm3mol-1。设CO2为范德华气体，试求其压力，并比较与实验值5066.3kPa的相对误差。解：查表附录七得CO2气体的范德华常数为a=0.364
2、0Pam6mol-2；b=0.426710-4m3mol-1相对误差E=5187.7-5066.3/5066.3=2.4%1-18 把25的氧气充入40dm3的氧气钢瓶中，压力达202.7102kPa。试用普遍化压缩因子图求解钢瓶中氧气的质量。解：氧气的临界参数为 TC=154.58K pC=5043kPa氧气的相对温度和相对压力由压缩因子图查出：Z=0.95钢瓶中氧气的质量：第二章 热力学第一定律2-1 1mol理想气体于恒定压力下升温1，试求过程中气体与环境交换的功W。解：2-6 4mol 某理想气体，温度升高20，求H -U的值。解：2-8 某理想气体。今有该气体5 mol 在恒容下温度
3、升高50，求过程的W，Q，H 和U。解：恒容：W=0；根据热力学第一定律，：W=0，故有Q=U=3.118kJ2-9 某理想气体。今有该气体5 mol 在恒压下温度降低50，求过程的W，Q，H 和U。解：2-10 2mol 某理想气体，。由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力升高至200 kPa，再恒压泠却使体积缩小至25 dm3。求整个过程的W，Q，H 和U。解：整个过程示意如下： 2-11 4 mol 某理想气体，。由始态100 kPa，100 dm3，先恒压加热使体积升增大到150 dm3，再恒容加热使压力增大到150kPa。求过程的W，Q，H 和U。解：过程为； 2-25
4、 100kPa 下，冰（H2O，s）的熔点为0，在此条件下冰的摩尔熔化焓。已知在-100范围内过泠水（H2O，l）和冰的摩尔定压热容分别为Cp，m（H2O，l）=76.28和Cp，m（H2O，s）=37.20。求在常压下及 10下过泠水结冰的摩尔凝固焓。解： H1，m H3，m2-29 应用附录中有关物质的热化学数据，计算25时反应 的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25的标准摩尔生成焓数据；。（2）应用25的标准摩尔燃烧焓数据。解：（1） +- =2（-285.830）+（-379.07）-2（-238.66）kJmol-1 = - 473.52 kJmol-1（2）- =2（-726.51
5、）-（-979.5）kJmol-1 = - 473.52 kJmol-12-32 已知CH3COOH（g）、CO2（g）和CH4（g）的平均定压热容分别为52.3 Jmol-1K-1，31.4 Jmol-1K-1，37.1 Jmol-1K-1。试由附录中各化合物的标准摩尔生成焓计算1000K时下列反应的。CH3COOH（g）CH4（g）+CO2（g）解：由附录中各物质的标准摩尔生成焓数据，可得在25时的标准摩尔反应焓题给反应的 =（37.7+31.4-52.3）Jmol-1K-1= 16.8Jmol-1K-1所以，题给反应在1000K时的标准摩尔反应焓=-36.12+16.8（1000-298
6、.15）10-3kJmol-1= -24.3kJmol-12-22 某双原子理想气体1mol 从始态350K，200 kPa经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功W。（1）恒温可逆膨胀到50 kPa；（2）恒温反抗50 kPa恒外压不可逆膨胀；（3）绝热可逆膨胀到50kPA；（4）绝热反抗50 kPa恒外压不可逆膨胀。解：（1）恒温可逆膨胀到50 kPa：（2）恒温反抗50 kPa恒外压不可逆膨胀:（3）绝热可逆膨胀到50kPa: 绝热，Q=0，（4）绝热反抗50 kPa恒外压不可逆膨胀绝热，Q=0， 上式两边消去nR并代入有关数据得3.5T2=2.75350K 故 T2=275K
7、第三章 热力学第二定律3-3 卡诺热机在T1=900K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作，求：（1）热机的效率；（2）当向低温热源放出的 Q2=100kJ时，从高温热源吸热Q1及对环境作的功 -W。解：（1）（2） （a） （b）联立求解得：Q1=300 kJ；-W=200kJ3-10 1 mol 理想气体T=300K下，从始态100 kPa 经下列各过程，求Q，S及S i so。（1）可逆膨胀到末态压力为50 kPa；（2）反抗恒定外压50 kPa 不可逆膨胀至平衡态；（3）向真空自由膨胀至原体积的两倍。解：（1）恒温可逆膨胀，dT =0，U = 0，根据热力学第一定律，得= - 1
8、8.314300ln（50/100） J = 1729 J=1.729 kJ= - 18.314ln（50/100） JK-1 = 5.764 JK-1= （17290/300）JK-1= - 5.764 JK-1故 S i so = 0（1） U = 0，Q2= -W = pamb（V2 V1）= pamb （nRT / pamb）-（nRT / p1） = nRT 1-（ pamb / p1）= -18.314300（1-0.5） J = 1247 J = 1.247 kJ= - 18.314ln（50/100） JK-1 = 5.764 JK-1= （-1247300）JK-1= - 4
9、.157 JK-1S iso= Ssys + Samb = 5.764 +（- 4.157） JK-1 = 1.607 JK-1（3）U = 0，W = 0，Q=0 = 0因熵是状态函数，故有= 18.314ln2 JK-1 = 5.764 JK-1S iso= Ssys + Samb = 5.764 JK-1 3-13 4 mol 单原子理想气体从始态750 K，150 kPa，先恒容冷却使压力降至 50 kPa，再恒温可逆压缩至 100 kPa。求整个过程的Q，W，U，H，S。解：过程为 ， ，Q = U W = （-24.944 5.763）kJ = - 30.707 kJ 30.71
10、kJ= JK-1 = - 77.86 JK-13-24 常压下冰的熔点为 0，比熔化焓fush = 333.3 Jg-1，水比定压热容cp = 4.184 Jg-1K-1。在一绝热容器中有1kg，25的水，现向容器中加入0.5 kg，0的冰，这是系统的始态。求系统达到平衡态后，过程的S。解：常压绝热混合，Qp = 0，设末态温度为T2（T2273.15K），于是有500333.3 + 5004.184（T2 273.15K）+ 10004.184（T2 298315K）=0解得 T2= 263 K 显然，- 10这个结果不合理。因此，只是高温水放出热量使部分冰熔化，温度仍是0。设0冰量为 m，
11、则0水量为（500 m）g，其状态示意如下（500-m）g333.3 Jg-1+ 1000g4.184 Jg-1K-1（273.15K 298.15K）=0333.3 m = 62050 gm = 186.17 g 0熔化的水量 = （500 186.17）g = 313.83 g3-40 化学反应如下： （1）利用附录中各物质的，数据，求上述反应在25时的，；（2）利用附录中各物质的数据，计算上述反应在25时的；（3）25，若始态和的分压均为150kPa，末态和的分压均为50kPa，求反应的，。解：列表如下物质/kJmol-1/kJmol-1/ Jmol-1K-100130.684-110.
12、525-137.168197.674-74.81-50.72186.264-393.509-394.359213.74（1）=2130.684+2197.674 186.264 213.74 Jmol-1K-1 = 256.712 Jmol-1K-1=20 +2（-110.525）- （-393.509）-（-74.81） kJmol-1 = 247.269 kJmol-1= 247269 298.15256.712= 170730 Jmol-1= 170.730 kJmol-1（2） = 20 +2（-137.168）-（-394.359）-（-50.72） kJmol-1 = 170.74
13、3 kJmol-1（3）设计如下途径 G1 G2 = 2010.27 Jmol-1= 6873.16 Jmol-1=（170743-2010-6873）kJmol-1 =161860 Jmol-1 = 161.860 kJmol-1 =256.712 +6.742+23.053Jmol-1K-1=286.507 Jmol-1K-13-42 求证：（1）； （2）对理想气体。解：（1）证明如下 （a）所以 (b)引用 麦克斯韦关系式 ，代入上式，得 （c）将式（c）代入式（a）得 （2）对理想气体3-45 求证： （1）解：（1）求证如下引用麦克斯韦关系式=，将上式整理得3-47 汞Hg在100 kPa下的熔点为 38.87，此时比熔化焓= 9.75Jg-1；液态汞和固态汞的密度分别为=13.690 gcm-3和=14.193 gcm-3。求
