物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生版).doc

物理化学核心教程〔第二版〕参考答案

二、概念题

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

选项

D

C

B

A

A

D

C

C

题号

9

10

11

12

13

14

15

16

选项

B

B

A

B

C

C

D

B

1.答：〔D〕热力学能是状态的单值函数，其绝对值无法测量。

2.答：〔C〕气体膨胀对外作功，热力学能下降。

3.答：〔B〕大气对系统作功，热力学能升高。

4.答：〔A〕过程〔1〕中，系统要对外作功，相变所吸的热较多。

5.答：〔A〕对冰箱作的电功全转化为热了。

6.答：〔D〕热力学能是能量的一种，符合能量守衡定律，在孤立系统中热力学能保持不变。而焓虽然有能量单位，但它不是能量，不符合能量守衡定律。例如，在绝热钢瓶里发生一个放热的气相反响，ΔH可能回大于零。

7.答：〔C〕对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。

8.答：〔C〕由气体状态方程pVm=RT+bp可知此实际气体的内能只是温度的函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变〔状态方程中无压力校正项，说明该气体膨胀时，不需克服分子间引力，所以恒温膨胀时，热力学能不变〕。

9.答：〔B〕式适用于不作非膨胀功的等压过程。

10.〔B〕1.40=，CV=RCp=R，这是双原子分子的特征。

11.答：〔A〕反响进度ξ===1mol

12.答：〔B〕ΔngRT一项来源于Δ〔pV〕一项，假设假定气体是理想气体，在温度不变时Δ〔pV〕就等于ΔngRT。

13.答：〔C〕在标准态下，有稳定单质生成1mol物质B产生的热效应为该物质B的摩尔生成焓；在标准态下，1mol物质B完全燃烧产生的热效应为该物质B燃烧焓，故有。

14.答：〔C〕根据标准摩尔生成焓定义，规定稳定单质的标准摩尔生成焓为零。碳的稳定单质制定为石墨。

15.答：〔D〕石墨〔C〕的标准摩尔燃烧焓就是二氧化碳的标准摩尔生成焓，为-393.4kJ·mol-1，金刚石的标准摩尔燃烧焓就是金刚石〔C〕燃烧为二氧化碳的摩尔反响焓变，等于二氧化碳的标准摩尔生成焓减去金刚石的标准摩尔生成焓，所以金刚石的标准摩尔生成焓就等于-393.4kJ·mol-1–(-395.3kJ·mol-1)=1.9kJ·mol-1。

16.答：由气体状态方程pVm=RT+bp可知此实际气体的内能与压力和体积无关，那么此实际气体的内能只是温度的函数。

三、习题

1.〔1〕一系统的热力学能增加了100kJ，从环境吸收了40kJ的热，计算系统与环境的功的交换量；〔2〕如果该系统在膨胀过程中对环境做了20kJ的功，同时吸收了20kJ的热，计算系统热力学能的变化值。

解：根据热力学第一定律：ΔU=W＋Q，即有：

〔1〕W=ΔU－Q=100–40=60kJ

〔2〕ΔU=W＋Q=-20＋20=0

2.在300K时，有10mol理想气体，始态压力为1000kPa。计算在等温下，以下三个过程做膨胀功：

〔1〕在100kPa压力下体积胀大1dm3；

〔2〕在100kPa压力下，气体膨胀到压力也等于100kPa；

〔3〕等温可逆膨胀到气体的压力等于100kPa。

解：根据理想气体状态方程pV=nRT，即有：

〔1〕∵W=-peΔV=-pe(V2－V1)

∴W=-100×103×1×10-3=-100J

〔2〕∵W=-peΔV=-pe(V2－V1)=-(－)=-

∴W=-10×8.314×300×〔1-〕=-22.45kJ

〔3〕∵W=-=-=-=-

∴W=-10×8.314×300×=-57.43kJ

3.在373K恒温条件下，计算1mol理想气体在以下四个过程中所做的膨胀功。始、终态体积分别为25dm3和100dm3。

〔1〕向真空膨胀；

〔2〕等温可逆膨胀；

〔3〕在外压恒定为气体终态压力下膨胀；

〔4〕先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以后，再在外压等于100dm3时气体的平衡压力下膨胀。

试比拟四个过程的功，这说明了什么问题？

解：〔1〕向真空膨胀，外压为零，所以

〔2〕等温可逆膨胀

〔3〕恒外压膨胀

〔4〕分两步恒外压膨胀

说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的功也越大。

14.在373K和101.325kPa时，有1glH2O经〔l〕等温、等压可逆气化；〔2〕在恒温373K的真空箱中突然气化，都变为同温、同压的H2O〔g〕。分别计算两个过程的Q、W、ΔU和ΔH的值。水的气化热2259J·