簡明物理化學(xué)第二版習(xí)題解答杜鳳沛

1、第一章熱力學(xué)第一定律習(xí)題解答11mol理想氣體依次經(jīng)過下列過程：(1)恒容下從25℃升溫至100℃，(2)絕熱自由膨脹至二倍體積，(3)恒壓下冷卻至25℃。試計算整個過程的Q、W、?U及?H。解：將三個過程中Q、?U及W的變化值列表如下：過程Q?UW(1)CVm(T1末?T1初)CVm(T1末?T1初)0(2)000（3）Cpm(T3末?T3初)Cvm(T3末?T3初)p(V3末?V3初)則對整個過程:T=T＝298.15KT=T=37

2、3.15K1初3末1末3初Q＝nCvm(T1末－T1初)0nCpm(T3末－T3初)＝nR(T3末?T3初）＝[18.314(75)]J＝623.55J?U＝nCvm(T1末－T1初)0nCvm(T3末－T3初)＝0W＝p(V3末?V3初)＝nR(T3末?T3初）＝[18.314(75)]J＝623.55J因為體系的溫度沒有改變，所以?H＝020.1mol單原子理想氣體，始態(tài)為400K、101.325kPa，經(jīng)下列兩途徑到達(dá)相同的終態(tài)：

3、(1)恒溫可逆膨脹到10dm3，再恒容升溫至610K；(2)絕熱自由膨脹到6.56dm3，再恒壓加熱至610K。分別求兩途徑的Q、W、?U及?H。若只知始態(tài)和終態(tài)，能否求出兩途徑的?U及?H？解：(1)始態(tài)體積V1＝nRT1p1＝(0.18.314400101325)dm3＝32.8dm3W＝W恒溫W恒容＝nRTlnVV201＝(0.18.314400ln3210.80)J＝370.7J?U＝nCVm(T2?T1)＝[0.1328.31

4、4(610?400)]J＝261.9J1恒壓過程?H＝Qp＝14.04kJ5.在101.325kPa下，把一塊極小冰粒投入100g、5℃的過冷水中，結(jié)果有一定數(shù)量的水凝結(jié)為冰，體系的溫度則變?yōu)?℃。過程可看作是絕熱的。已知冰的熔化熱為333.5J?g1，在5～0℃之間水的比熱容為4.230J?K1?g1。投入極小冰粒的質(zhì)量可以忽略不計。(1)確定體系的初、終狀態(tài)，并求過程的?H。(2)求析出冰的量。解：(1)體系初態(tài)：100g、5℃、過

5、冷水終態(tài)：0℃、冰水混合物因為是一個恒壓絕熱過程，所以?H＝Q＝0(2)可以把這個過程理解為一部分水凝結(jié)成冰放出的熱量用以體系升溫至0℃。設(shè)析出冰的數(shù)量為m，則：m水Cp?t＝m?fusH1004.2305＝m333.5得m＝6.34g6.0.500g正庚烷放在氧彈量熱計中，燃燒后溫度升高3.26℃，燃燒前后的平均溫度為25℃。已知量熱計的熱容量為8176J?K1，計算25℃時正庚烷的恒壓摩爾燃燒熱。解：反應(yīng)方程式C7H16（l）11O

6、2(g)→7CO2(g)8H2O(l)反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù)之差?n＝4QV＝C量熱計?t＝(81762.94)J＝24.037kJ?rUm＝Qnv=240..500307kJ＝5150.88kJ100?rHm＝?rUm?nRT＝(5150.8848.314298.15103)kJ＝5141kJ7.B2H6(g)的燃燒反應(yīng)為：B2H6(g)3O2(g)→B2O3(s)3H2O(g)。在298.15K標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下每燃燒1molB2H6(g)

7、放熱2020kJ，同樣條件下2mol元素硼燃燒生成1molB2O3(s)時放熱1264kJ。求298.15K下B2H6(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。已知25℃時?fHmθ(H2O，l)＝285.83kJ?mol1，水的?vapHm＝44.01kJ?mol1。解：2mol元素硼燃燒生成1molB2O3(s)時放熱1264kJ，2B(s)1.5O2B2O3(s)?rHmθ＝1264kJ，此反應(yīng)是B2O3(s)的生成反應(yīng)，則?fHmθ(B2O3)＝