《物 理 化 学典型习题解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物 理 化 学典型习题解析（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 物物 理理 化化 学学典型习题解析典型习题解析习题习题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。已知始态体积为为25dm25dm3 3，终态体积为终态体积为lOOdmlOOdm3 3，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)在外压力恒定为气体终态的压力下膨胀；在外压力恒定为气体终态的压力下膨胀；(3)(3)先在外压力恒定为体积等于先在外压力恒定为体积等于50dm50dm3 3时的气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到时的气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm50d
2、m3 3( (此时温度仍为此时温度仍为100)100)以后，再在外压力等于以后，再在外压力等于lOOdmlOOdm3 3时气体的平衡压力时气体的平衡压力下膨胀；下膨胀； (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(V2- V1)/V2=-18.314373.15(100-25)/100=-2327 (J) （3）W=W1+W
3、2= =P2(V2-V1)- P3(V3-V2)=-3101 (J) （4）W= -nRTlnV2/V1=-4301 (J) 以上结果说明，虽然始终态相同，但所作的功不同，其中以等温可逆膨胀所以上结果说明，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。作的功最大。P17第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律习题习题23 P25 试试求求算算2mol 100、4104pa的的水水蒸蒸气气变变成成100及及p的的水水时时，此此过过程程的的U和和H。设设水水蒸蒸气气为为理理想想气气体体，液液态态水水的的体体积积可可忽忽略略不不计计。已已知知水水的的摩尔汽化热为摩尔汽化热为406
4、7kJmol-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)第一步是理想气体等温过程：第一步是理想气体等温过程： 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 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 习题习题39 P38 已知
5、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=1382.8kJmol1（4）1/2 H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g) rHm=92.30kJmol1计计算算反反应应2 NaCl(s)+ H2SO4(l)= Na2SO4(s)+2HCl(g)在在25时时的的rHm和和rUm 。 解：解： 所求方程所求方程 =（3）+ （4）
6、 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 习题习题41 P38 已知反应已知反应（1）C(金刚石金刚石)+ 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 =（2）（）（1） trsHm=rHm（2）rHm（1）
7、=393.5(395.4) = 1.9 kJmol1 习题习题43 P40 利用标准利用标准mol生成焓数据，计算下列反应的生成焓数据，计算下列反应的rHm (298.15K)。(1)Cl2(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)+
8、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)=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 (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 (
9、3) SO2(g)+1/2O2(g)+ H2O(l)=H2SO4(l) fHm(298) kJmol1 296.90 0 -285.84 -800.8 rHm (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)=CaC2(s)+ CO(g) fHm(298) kJmol1 -635.5 0 -62.76 110.52 rHm (298.15K) =462.22 kJmo
10、l1(6) Fe2O3(s)+CO(g)=CO2(g)+ 2 FeO(s) fHm(298) kJmol1 -822.2 110.52 -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)=4Fe(s)+3CO2(g) fHm(298) kJmol1 -822.2 0 0 -393.51 rHm (298.15K) =4
11、63.9 kJmol1 习题习题45 P42 已知已知C2H5OH（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时的生时的生成热，计算成热，计算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
12、) = 2fHm(CO2 g )+3fHm(H2O，l ) cHm(C2H5OH，l) = 277.6 kJmol1习习题题49 P46 试试计计算算在在25及及标标准准压压力力下下，1mol液液态态水水蒸蒸发发成成水水蒸蒸气气的的气气化化热热。已已知知100及及标标准准压压力力下下液液态态水水的的气气化化热热为为2259Jg-1，在在此此温温度度区区间间内内，水水和和水水蒸蒸气气的的平平均均定定压压摩尔热容分别为摩尔热容分别为75.3及及33.2JK-1mol-1。解：解：evpHm(298K)= evpHm(373K)+298373Cp,m(水水)dT +373298Cp,m(水汽水汽)d
13、T = 225918 + 75.37533.275 Jmol1 = 43.8 kJmol1第二章第二章 热力学第二定律热力学第二定律P56分析分析: 卡诺热机逆转，便可得理想化的致冷机，其冷冻系数：卡诺热机逆转，便可得理想化的致冷机，其冷冻系数：解：解：P61解解: 等温等压下不同理想气体混合等温等压下不同理想气体混合: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P6
14、3P77解：解：P79=-5290J第三章第三章 化学势化学势 P93 P93 P98 P98= P101 P104 第四章第四章 化学平衡化学平衡 P115 P119 P126 P129 P134 P138 第五章第五章 相平衡相平衡 P147 P150P171P171解：解：P176 第七章第七章 电化学电化学 P225 P230 正负离子平均活度系数正负离子平均活度系数 （+ -）1/正负离子的平均浓度正负离子的平均浓度 m （+ -）1/ m P234 P248 P275第八章第八章 表面化学与胶体化学表面化学与胶体化学 P291 P291 291 P300 习题习题16 删掉删掉 习题习题18 P306 P306 P31721 P32024第九章第九章 化学动力学基础化学动力学基础 P334 P340 P340 P356
