物 理 化 學習題答案,（水1214）,習題9 計算lmol理想氣體在下列四個過程中所作的體積功。已知始態(tài)體積為25dm3，終態(tài)體積為lOOdm3，始態(tài)及終態(tài)溫度均為100。 (1)向真空膨脹； (2)在外壓力恒定為氣體終態(tài)的壓力下膨脹； (3)先在外壓力恒定為體積等于50dm3時的氣體的平衡壓力下膨脹，當膨脹到50dm3(此時溫度仍為100)以后，再在外壓力等于lOOdm3時氣體的平衡壓力下膨脹； (4)等溫可逆膨脹。 試比較這四個過程的功，比較的結(jié)果說明了什么問題?,解：（1）由于p(外）= 0，W = 0； （2）由于p(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+W2= =P2(V2-V1)- P3(V3-V2)=-3101 (J) （4）W= -nRTlnV2/V1=-4301 (J) 以上結(jié)果說明，雖然始終態(tài)相同，但所作的功不同，其中以等溫可逆膨脹所作的功最大。,P17,第一章 熱力學第一定律,習題23 P25 試求算2mol 100、4104pa的水蒸氣變成100及p的水時，此過程的U和H。設(shè)水蒸氣為理想氣體，液態(tài)水的體積可忽略不計。已知水的摩爾汽化熱為4067kJmol-1。,解：上述過程可分為下面兩個過程 100, 4104pa, H2O (g) 100, p , H2O (g) 100, p , H2O (l) 第一步是理想氣體等溫過程： U1 = H1 = 0 第二步是等溫等壓下可逆相變： H2 = -n vap H m = - 81.34 kJ U2 = H2 p V = H2 + 2RT = - 75.14 kJ 所以全過程的U和H為： U = U1 + U2 = - 75.14 kJ H = H1 + H2 = - 81.34 kJ, 習題39 P38 已知下列反應(yīng)在25時的熱效應(yīng)為： （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 計算反應(yīng)2 NaCl(s)+ H2SO4(l)= Na2SO4(s)+2HCl(g)在25時的rHm和rUm 。,解： 所求方程 =（3）+ （4） 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, 習題41 P38 已知反應(yīng) （1）C(金剛石)+ O2(g) = CO2(g) rHm（298K）=395.4kJmol1 （2）C(石墨)+ O2(g) = CO2(g) rHm（298K）=393.5kJmol1 求 C(石墨) = C(金剛石) 的 trsHm（298K）,解： 所求方程 =（2）（1） trsHm=rHm（2）rHm（1） =393.5(395.4) = 1.9 kJmol1, 習題43 P40 利用標準mol生成焓數(shù)據(jù)，計算下列反應(yīng)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)=CaC2(s)+ CO(g) (6)Fe2O3(s)+CO(g)=CO2(g)+ 2FeO(s) (7)2H2S(s)+ SO2(g)=3S(s)+ 2H2O(g) (8) Fe2O3(s)+ 3C(石墨)=4Fe(s)+3CO2(g),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 (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 kJmol1,(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) =463.9 kJmol1, 習題45 P42 已知C2H5OH（l）在25時的燃燒熱 為-1367 kJmol1，試用CO2(g)和H2O（l）在25時的生 成熱，計算C2H5OH（l）在25時的生成熱。,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) = 2fHm(CO2 g )+3fHm(H2O，l ) cHm(C2H5OH，l) = 277.6 kJmol1,習題49 P46 試計算在25及標準壓力下，1mol液態(tài)水蒸發(fā)成水蒸氣的氣化熱。已知100及標準壓力下液態(tài)水的氣化熱為2259Jg-1，在此溫度區(qū)間內(nèi)，水和水蒸氣的平均定壓摩爾熱容分別為75.3及33.2JK-1mol-1。,解：evpHm(298K)= evpHm(373K)+298373Cp,m(水)dT +373298Cp,m(水汽)dT = 225918 + 75.37533.275 Jmol1 = 43.8 kJmol1,P61,解: 等溫等壓下不同理想氣體混合: 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) 因為 Q/T=0 所以 S 0 過程自發(fā)進行,第二章 熱力學第二定律,P63,P77,解：,P79,= - 5290J,第三章 化學勢, P93, P93, P98, P98,=, P101, P104,第四章 化學平衡, P115, P119, P126, P129, P134, P138,第五章 相平衡, P147, P150,第七章 電化學, P225, P234, P248, P275,第八章 表面化學與膠體化學, P291, P291, 291, 習題18 P306, P306, P317,21, P320,24, P340,第九章 化學動力學基本原理, P340, P356,