第一章习题答案(科学).doc

第一章 习题答案 1.在288.2K及99.99kPa下，将100g Zn放入过量的稀盐酸中，试计算产生的氢气逸出大气时所做的体积功？ 解：反应式：Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2,生成H2的物质的量为： 2、在25℃时，2mol He的体积为15L，在恒温下，此气体（1）反抗外压为105Pa时，膨胀到体积为50L；（2）可逆膨胀到体积为50L。试计算此两种膨胀过程的功。 3、（1）不可逆；（2）可逆；（3）不可逆；（4）不可逆；（5）可逆；（6）不可逆。 4、已知H2的Cp,m ＝ (29.07-0.836×10-3T ＋ 2.01×10-3 T2)J·K-1·mol-1,现将1mol的H2 (g)从300K升至1000K，试求： (1) 恒压升温吸收的热及H2 (g)的ΔH; (2) 恒容升温吸收的热及H2 (g)的ΔU。 5、在0℃和506.6 kPa条件下，2 dm3的双原子理想气体体系以下述二个过程恒温膨胀至压力为101.325 kPa，求Q、W、ΔU和ΔH。 (1)可逆膨胀； (2)对抗恒外压101.325 kPa膨胀。 解：恒温膨胀，所以ΔU＝ΔH＝0 6、 某理想气体的Cv, m = 20.92 J/K, 现将1mol的该理想气体于27 ℃，101.325kPa时受某恒外压恒温压缩至平衡态，再将此平衡态恒容升温至97 ℃，此时压力为1013.25kPa.求整个过程的Q、W、ΔU和ΔH。 7、1摩尔单原子分子理想气体，在273.2K，1.0×105 Pa时发生一变化过程，体积增大一倍，Q＝1674J，ΔH＝2092J。 (1)计算终态的温度、压力和此过程的W、ΔU; (2)若该气体经恒温和恒容两步可逆过程到达上述终态，试计算Q、W、ΔU和ΔH。 (2)ΔU和ΔH为状态函数，始态和终态不变，则其值也不变，所以： ΔU ＝ 1255 J, ΔH = 2092 J 8、在温度为273.15K下，1mol氩气从体积为22.41L膨胀至50.00L，试求下列两种过程的Q、W、ΔU、ΔH。已知氩气的定压摩尔热容Cp,m＝20.79 J·mol-1·K-1，（氩气视为理想气体）。（1）等温可逆过程；（2）绝热可逆过程。 9、气体He从0℃，5.0×105 Pa，10L的始态，（1）经一绝热可逆膨胀至105 Pa，试计算终态的温度T2，此过程的Q、W、ΔU和ΔH。（2）经一绝热不可逆过程，在恒定外压105 Pa下快速膨胀到气体压力为105 Pa，试计算T2、Q、W、ΔU和ΔH。 10、今有10 dm3 O2从2.0×105 Pa 经绝热可逆膨胀到30 dm3, 试计算此过程的Q、W、ΔU和ΔH。（假设O2可视为理想气体） 11. 1mol N2，始态压力为202.65kPa，体积为11.2dm3,经TV为一常数的可逆过程膨胀至22.4dm3，计算系统所做的功及ΔU和ΔH。 12. 分别判断下列个过程中的Q、W、ΔU和ΔH为正、负还是为零？ （1）因为pe = 0，所以W = 0，又因为Q = 0，所以ΔU = ΔH = 0 （2）ΔU = ΔH = 0，Q =W 0 （3）因为ΔT = 0，所以ΔU = ΔH = 0，又因为绝热Q = 0，所以W = 0 （4）因为绝热，Q = 0；反抗恒外压膨胀，W 0；ΔU = Q + W = CVΔT 0，ΔT 0, ΔH = CpΔT 0 （5）系统对外做功，W 0；系统经以循环后恢复原态，ΔU =ΔH = 0；Q =ΔU- W 0。 （6）ΔV 0，W 0; 水凝固放热，Qp = ΔH 0; ΔU = Q + W 0 （7）定容绝热, Q = 0, W = 0, ΔU = 0；系统内发生化学反应：C（S）+ O2(g) → CO2(g), Δν = 0, 单随着反应的绝热进行，系统的温度升高，压力增大，Δp 0，而体积不变，则：ΔH = ΔU + Δ(pV) =ΔU + VΔp 0。 13、证明： 14、葡萄糖发酵反应如下：C6H12O6 (s) → 2C2H5OH(l) + 2CO2(g) 已知葡萄糖在100kPa、298K下产生-67.8kJ的等压反应热，试求该反应的热力学能变化ΔU为多少？ 15. 25℃时，将0.1265g蔗糖放在弹式量热计中燃烧，反应完成后温度升高1.743℃。若用电热丝加热该系统，在电压为5.0V，电流强度为0.50A的情况下加热12分15秒，温度升高1.538℃。试计算 （1）量热计的总热容是多少？ （2）蔗糖的燃烧热是多少？ （3）试从蔗糖的燃烧热及其它有关数据计算蔗糖的标准生成焓。 解：（1）