陈启元版物理化学第1章 习题解答陈启元版物理化学第1章 习题解答.ppt

恒容加热至压强为151987.5 Pa； 恒压膨胀至原体积的2倍； 恒温可逆膨胀至原体积的2倍； 绝热可逆膨胀至原体积的2倍。 2. 设有0.1 kg N2，温度为273.15 K，压强为101325 Pa， 分别进行下列过程，求 、 、 及 。 解： 将N2 气视为双原子理想气体，则 (1) W=0, 等容有： 末态温度 (2) 恒压有： 末态温度T2=2T1=2×273.15K (3) 理想气体可逆恒温， (4) 运用理想气体绝热过程方程： 4．在298.15K、101325 Pa下，1 mol H2与0.5 mol O2 生成1 mol H2O（ｌ），放热285.90 kJ。设Ｈ2及Ｏ2 在此条件下均为理想气体，求△U。若此反应在相同 的始、末态的条件下改在原电池中进行，做电功为 187.82 kJ，求 △U 、Q 及W 。 4.解： （1）H2（g）+ 1/2 O2（g）= H2O（l）（恒温恒压） 设 H2O（l）的体积可忽略，则： ∴ （2）U为状态函数，在相同的始、末状态下，?U相同， ∴ 总功=电功+体积功=-187.82+3.7182 =-184.102（kJ）  5．在绝热密闭容器内装水1 kg。开动搅拌器使容器中的水由298 K升温至303 K。已知液体水的 ≈ ＝75.31 J·mol-1·K-1，求 Q 、 W 、 △U 及△H ，结果说明什么? 5.解： 因为绝热，所以 ； 又因为恒容并且 为常数，故 结果说明：由于非体积功不等于零，即使过程恒 容， 。 6．5 mol双原子理想气体，从101325 Pa、410.3 L的始 态出发，经pT＝常数的可逆过程 (即体系在变化过程中 pT ＝常数)压缩至末态压强为202650 Pa。求(1)末态的温度；(2)此过程的△U 、△H 、W 、 Q。 6.解： （1）初始温度： 末态温度： （2） 虽然不是等容和等压过程，但是理想气体，故： 故： ∵ PT = K，则 可逆 ∴ 10．求298.15K、 下的 。已知373.15 K、 下，水的蒸发热为 ，在 此温度范围内水和水蒸气的平均恒压热容分别为 75.31J·mol-1·K-1及33.18 J·mol-1·K-1。 H2O(l) 298.15K, P° H2O(g) 298.15K, P° H2O(g) 373.15K, P° H2O(l) 373.15K, P° ΔH(298.15K) T2 ΔH3 恒压可逆降温 ΔH1 ΔH2(373.15K) 恒压可逆升温 解：可设计如下过程，其中的ΔH(298.15K)即为所求： 解: (1) 因为理想气体等温过程△UT=0 （2）若改为恒温自由膨胀， ∵始、末态相同 ∴ ?S 也为 5.76（J·K-1) 13．1 mol理想气体，温度为298.15 K，压强为 ， 经恒温可逆膨胀至体积增加1倍，求 。如改为恒温 自由膨胀，其 又为多少? 14．1 mol双原子理想气体，温度为298.15 K，压强为 ，分别进行：①绝热可逆膨胀至体积增加1倍； ②绝热自由膨胀至体积增加1倍。求这些过程的 。 (2) 绝热自由膨胀为不可逆过程，但因Q=0,W=0，从而 ΔU=0，说明温度不变，故可以按恒温过程计算体系 的熵变： 解：（1） 15．1 mol液体在0.1 MPa的压强下，由298.15 K升温至 323.15 K。已知 (H2O，l)＝75.3１ J·mol-1·Ｋ-1，求 过程的 。如热源温度为373.15 K，判断此过程的可 逆性。 √ 15.解： （1）设恒压可逆，∴ （2）因环境温度为373.15 K，过程的热温熵为 故 ，此过程是不可逆过程。 或者 故，过程自发，即不可逆。 16．设有两种气体，其 ＝28 J·mol-1·Ｋ-1，用隔板分开(如右图所示)，两侧的体积相等，容器是绝热的。试求抽去隔板后的 。 1 mol A