物理化学上册习题解A

物理化学上册习题解解题人诸荣孙1一一一气体PVT性质11物质的体膨胀系数与等温压缩系数的定义如下VT11TPPV试导出理想气体的、与压力、温度的关系VT解对于理想气体，PVNRT11/1TVPNRTNRVPPV12/PTTT12气柜内有1216KPA、27的氯乙烯（C2H3CL）气体300M3，若以每小时90KG的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时解设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为MOLRTPVN614853014862每小时90KG的流量折合P摩尔数为1335146209102HMOLMVCLHN/V（146186231441153）10144小时130、101325KPA的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。解337140521480444KGRTPMVNCHCHC14一抽成真空的球形容器，质量为250000G。充以4水之后，总质量为1250000G。若改用充以25、1333KPA的某碳氢化合物气体，则总质量为250163G。试估算该气体的摩尔质量。解先求容器的容积330101252CMCLOHNM/MPV/RTOLGPVRTMM10356984415两个体积均为V的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。若将其中一个球加热到100，另一个球则维持0，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。解方法一在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为/2,1IIIIRTPN终态（F）时FFFFFFFTRVP,21,2,2,1物理化学上册习题解解题人诸荣孙2KPATPTVRNPFFIFFF017523175230,2,1,12160时氯甲烷（CH3CL）气体的密度随压力的变化如下。试作/PP图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。P/KPA10132567550506633377525331/（GDM3）230741526311401075713056660解将数据处理如下P/KPA10132567550506633377525331/P/（GDM3KPA）002277002260002250002242002237作/P对P图0022200223002240022500226002270022800229020406080100120P/P/P线性/P当P0时，/P002225，则氯甲烷的相对分子质量为1052901734825/MOLGRTMP17今有20的乙烷丁烷混合气体，充入一抽真空的200CM3容器中，直至压力达101325KPA，测得容器中混合气体的质量为03879G。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。解设A为乙烷，B为丁烷。MOLRTPVN08315293148056（1）BAYLGMYM6674（2）1BA联立方程（1）与（2）求解得401,590BBYKPAPBA6903259418如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理想气体。H23DM3PTN21DM3PT物理化学上册习题解解题人诸荣孙3（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。（2）隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积是否相同（3）隔板抽去后，混合气体中H2及N2的分压力之比以及它们的分体积各为若干解（1）抽隔板前两侧压力均为P，温度均为T。（1）DMRNDTNPNH3312222得22而抽去隔板后，体积为4DM3，温度为，所以压力为（2）333142222DRTNDRTNVNRTPNN比较式（1）、（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为P。（2）抽隔板前，H2的摩尔体积为，N2的摩尔体积PVHM/2,RTVNM/2,抽去隔板后222223N/3/H,NPRTPNN总所以有，PRTVM/2,M/2,可见，隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积相同。（3）41,32222NYNYPYPPNH4132222所以有1432PNH3142222DMVYNH19氯乙烯、氯化氢及乙烯构成的混合气体中，各组分的摩尔分数分别为089、009和002。于恒定压力101325KPA条件下，用水吸收掉其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为2670KPA的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中C2H3CL及C2H4的分压力。解洗涤后的总压为101325KPA，所以有（1）KPAPHCL65987032514232（2）0/9/423242324232HCLHCLLNY联立式（1）与式（2）求解得物理化学上册习题解解题人诸荣孙4KPAPKPAPHCCLH1682496432110室温下一高压釜内有常压的空气。为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下向釜内通氮直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。这种步骤共重复三次。求釜内最后排气至年恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。设空气中氧、氮摩尔分数之比为14。解高压釜内有常压的空气的压力为P常，氧的分压为常O20每次通氮直到4倍于空气的压力，即总压为P4P常，第一次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为常常常常PYPOO05421,1,222第二次置换后釜内氧气的摩尔分数及分压为常常常常PYPOO4052,2,1,22所以第三次置换后釜内氧气的摩尔分数310164/052,3,2常常PYO11125时饱和了水蒸汽的乙炔气体（即该混合气体中水蒸汽分压力为同温度下水的饱和蒸气压）总压力为1387KPA，于恒定总压下泠却到10，使部分水蒸气凝结成水。试求每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出水的物质的量。已知25及10时水的饱和蒸气压分别为317KPA和123KPA。解，故有PYB/BABBABPNY所以，每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为进口处0239173822MOLNHCOHCO进进出口处8422LP出出每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝结出的水的物质的量为0023390008974001444（MOL）112有某温度下的2DM3湿空气，其压力为101325KPA，相对温度为60。设空气中O2与N2的体积分数分别为021与079，求水蒸气、O2与N2的分体积。已知该温度下水的饱和蒸汽压为2055KPA（相对湿度即该温度下水蒸气的分压与水的饱和蒸汽压之比）物理化学上册习题解解题人诸荣孙5解在干空气中，790,210NO在湿空气中相对湿度22HPKPAKPA312653322332222287169060184246908770/1/DMDVNYOYYP空气113一密闭刚性容器中充满了空气，并有少量的水，当容器于300K条件下达到平衡时，器内压力为101325KPA。若把该容器移至37315K的沸水中，试求容器中达到新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在，且可忽略水的体积变化。300K时水的饱和蒸气压为3567KPA。解300K时容器中空气的分压为KPAKPAP7589632510空37315K时容器中空气的分压为41789357P空空37315K时容器中水的分压为101325KPAOH2所以37315K时容器内的总压为P121534101325222859（KPA）空POH2114CO2气体在40时的摩尔体积为0381DM3MOL1。设CO2为范德华气体，试求其压力，并与实验值50663KPA作比较。解查表附录七得CO2气体的范德华常数为A03640PAM6MOL2；B04267104M3MOL15187KPA518762076952010329034483234PAVBRTP相对误差E5187750663/5066324115今有0、40530KPA的氮气体，分别用理想气体状态方程及范德华方程计算其摩尔体积。其实验值为703CM3MOL1。解用理想气体状态方程计算如下13130560564278/MOLCOLMPRTVM将范德华方程整理成A0/2PABVPRTBV查附录七，得A1408101PAM6MOL2，B03913104M3MOL1物理化学上册习题解解题人诸荣孙6这些数据代入式（A），可整理得01/103/956/3132343MOLVLMOLV解此三次方程得VM731CM3MOL1116函数1/（1X）在1X1区间内可用下述幂级数表示1/（1X）1XX2X3先将范德华方程整理成2/1MMVABRTP再用述幂级数展开式来求证范德华气体的第二、第三维里系数分别为B（T）BA（RT）C（T）B2解1/（1B/VM）1B/VM（B/VM）2将上式取前三项代入范德华方程得32221RBAABRTP而维里方程（144）也可以整理成32MMVCB根据左边压力相等，右边对应项也相等，得B（T）BA/（RT）C（T）B2117试由波义尔温度TB的定义式，试证范德华气体的TB可表示为TBA/（BR）式中A、B为范德华常数。解先将范德华方程整理成2VANBRP将上式两边同乘以V得T求导数2222NBVRTANBVRNANBRTPTT当P0时，于是有0/V022TA2BRVN当P0时V，（VNB）2V2，所以有TBA/（BR）118把25的氧气充入40DM3的氧气钢瓶中，压力达2027102KPA。试用普遍化压缩因子图求解钢瓶中氧气的质量。物理化学上册习题解解题人诸荣孙7解氧气的临界参数为TC15458KPC5043KPA氧气的相对温度和相对压力921584/29/R0370CP由压缩因子图查出Z095MOLLZRTVN415298452钢瓶中氧气的质量KGMMO03322119已知29815K时，乙烷的第二，第三维里系数分别为和136108MOLB，试分别用维里方程和普遍化压缩因子图计算288G乙烷气体在138106OLC29815K、容器中的压力值，并用理想气体方程计算的压力值进行比较。M解乙烷气体的摩尔体积333104107028MMVNM用维里方程计算KPAPAPAVCBRTPMM362383632109740978121044581用普遍化压缩因子图计算查教材附录得MAPKTCC8724,3205所以RRMCRCRPPRTVZT2051529834087965032136由该式在普遍化压缩因子图上作ZPR辅助线如图所示内插法估计线相交的坐标为辅助线与上述的RRRPZPZ02976504,280RPZ物理化学上册习题解解题人诸荣孙8则所求压力KPAMPAPCR3109487240按理想气体状态方程计算VRTM337215120已知甲烷在试用普遍化压缩因子图求其温度。,026184DMOLCPAP下解由教材附录查得甲烷的，则CVMPAPKTCC1594,9085394186487156190026113336CRRRCMRCMCRMPTTKOLPAOLTRVRVPZ从压缩因子图上查得时的Z与的关系如表所示7RRTZ064072086094097TR1314161820将曲线绘在图中关系及RRTZ8741由图可知，两曲线的交点坐标为于是得,671,80RZKKMOLPAMOLZCRPTKCR531831481026900645133或121300K时400DM3钢瓶中贮存乙烯的压力为1469102KPA。欲从中提用300K、101325KPA的乙烯气体12M3，试用压缩因子图求解钢瓶中剩余乙烯气体的压力。解乙烯的临界参数为TC28234KPC5039KPA乙烯的相对温度和相对压力0631428/530/R95916CP由压缩因子图查出Z045352301485962MOLLZRTPVN因为提出后的气体为低压，所提用气体的物质的量，可按理想气体状态方程计算如下LMOL7提物理化学上册习题解解题人诸荣孙9剩余气体的物质的量N1NN提5233MOL4872MOL361MOL剩余气体的压力KPAZVRTNZ余气体的对比压力111459/2/ZPCR上式说明剩余气体的对比压力与压缩因子成直线关系。另一方面，TR1063。要同时满足这两个条件，只有在压缩因子图上作出的直线，并使该直线与TR1063的等温线相交，此交点相140R当于剩余气体的对比状态。此交点处的压缩因子为Z1088所以，剩余气体的压力KPAKPAZP98602511物理化学上册习题解解题人诸荣孙10第二章热力学第一定律211MOL理想气体于恒定压力下升温1，试求过程中气体与环境交换的功W。解JTNRNTPVVPWAMB314812212221MOL水蒸气（H2O，G）在100，101325KPA下全部凝结成液态水。求过程的功。解LABKRAMB0257/23在25及恒定压力下，电解1MOL水（H2O，L），求过程的体积功。12G解1MOL水（H2O，L）完全电解为1MOLH2（G）和050MOLO2（G），即气体混合物的总的物质的量为150MOL，则有2LGAMBVPW/PNRTPGAMBKJ71835931485024系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径A的QA2078KJ，WA4157KJ；而途径B的QB0692KJ。求WB。解因两条途径的始末态相同，故有UAUB，则BAW所以有，KJBAB387169205748225始态为25，200KPA的5MOL某理想气体，经A，B两不同途径到达相同的末态。途径A先经绝热膨胀到2857，100KPA，步骤的功WA557KJ；在恒容加热到压力200KPA的末态，步骤的热QA2542KJ。途径B为恒压加热过程。求途径B的WB及QB。解过程为20,425200,571017825VKPACTMOLVKPACMOLVKPACMOLAAAWKJQQKJW途径B33110612598345/MPNRTV32217KJWAMB8031KJ7QAA4250因两条途径的始末态相同，故有UAUB，则BAWQKJBAB8570264MOL某理想气体，温度升高20，求HU的值。解物理化学上册习题解解题人诸荣孙11651J208342020,20,TKNRDTCNNDTUHKKTMVP27已知水在25的密度99704KGM3。求1MOL水（H2O，L）在25下（1）压力从100KPA增加到200KPA时的H；（2）压力从100KPA增加到1MPA时的H。假设水的密度不随压力改变，在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关。解PVUH因假设水的密度不随压力改变，即V恒定，又因在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关，故，上式变成为01212PMPOH（1）JHO810049783312（2）P261331228某理想气体。今有该气体5MOL在恒容下温度升高50，求过程的W，Q，H和RCMV,U。解恒容W0；KJKNCTNDTMVMVT183503148250,KJKRCNHMVMPTP9650,根据热力学第一定律，W0，故有QU3118KJ29某理想气体。今有该气体5MOL在恒压下温度降低50，求过程的W，Q，HRCMV25,和U。解KJKNCTNDTMVMVT1965503148250,物理化学上册习题解解题人诸荣孙12KJKNCTNDTHMPMPT2755031482750,KJKJQUW919672102MOL某理想气体，。由始态100KPA，50DM3，先恒容加热使压力升高至200RCMP27,KPA，再恒压泠却使体积缩小至25DM3。求整个过程的W，Q，H和U。解整个过程示意如下332031505521DMKPATOLDKATOLDMKPATOLKNRVPT703148201KNRVPT4601821332533KJPW05123132KJWKJ050011H,U73KT5Q,U2111MOL某理想气体于27、101325KPA的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，再恒容升温至970、25000KPA。求过程的W、Q、U、H。已知气体的9201,KMOLJCMV解过程图示如下N1MOLT130015KP1101325KPAV1N1MOLT230015KP2V2DV0N1MOLT337015KP325000KPAV3V2因为KPAKATPT72015370,323232有W20KJPNRNRVPW4972135072134811212物理化学上册习题解解题人诸荣孙13所以KJW49721KJTNCUMV461153003,KJTRCNHMVP0462153703892,1,212已知CO2（G）的CP，M267542258103（T/K）1425106（T/K）2JMOL1K1求（1）300K至800K间CO2（G）的；MP,（2）1KG常压下的CO2（G）从300K恒压加热至800K的Q。解（1）21,TMPDH112658033OL7KJ/10254/0846MOLJKTDKTK113,45/7/LMOLJCMP（2）HNHM（1103）4401227KJ516KJ213已知20液态乙醇（C2H5OH，L）的体膨胀系数，等温压缩系1302KV数，密度07893GCM3，摩尔定压热容。求190PAT1,4MOLJCMP20，液态乙醇的。MV,解1MOL乙醇的质量M为460684G，则/VM460684GMOL1（07893GCM3）5837CM3MOL15837106M3MOL1由公式（2414）可得11119231362,94379301400058/KOLJKMOLJKOLJPATCTVMPMV214容积为27M3的绝热容器中有一小加热器件，器壁上有一小孔与100KPA的大气相通，以维持容器内空气的压力恒定。今利用加热器件使容器内的空气由0加热至20，问需供给容器内的空气多少热量。已知空气的。1,20LJCMV假设空气为理想气体，加热过程中容器内空气的温度均匀。解假设空气为理想气体RTPN物理化学上册习题解解题人诸荣孙14KJJTRPVCTDRPVCDNHQMMTP5968152739LN84103204L2,22121215容积为01M3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0，4MOL的AR（G）及150，2MOL的CU（S）。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度T及过程的H。已知AR（G）和CU（S）的摩尔定压热容CP，M分别为20786及24435，1KOL1KMOLJ且假设均不随温度而变。解用符号A代表AR（G），B代表CU（S）因CU是固体物质，CP，MCV，M；而AR（G）11,47231487620LJKOLJCMV过程恒容、绝热，W0，QVU0。显然有0NN12M,12,BTTU得KCBATVMV38472435174,1,2所以，T34738273157423NBCN12MP,12MP,TATHKJJJH4726937061543878216水煤气发生炉出口的水煤气温度是1100，其中CO（G）及H2（G）的体积分数各为050。若每小时有300KG水煤气有1100泠却到100，并用所回收的热来加热水，使水温有25升高到75。试求每小时生产热水的质量。CO（G）和H2（G）的摩尔定压热容CP，M与温度的函数关系查本书附录，水（H2O，L）的比定压热容CP4184。1KJ解已知50Y,0128M,0622HCOCOH水煤气的平均摩尔质量01328162HY300KG水煤气的物质的量MOLLN930153由附录八查得273K3800K的温度范围内231621312,054786TKOLJTKLJKMOLJHCMP,7068537OO设水煤气是理想气体混合物，其摩尔热容为物理化学上册习题解解题人诸荣孙15231631,0172365084TKMOLJLBCYMPMIXP故有2316211,7492856TOLJLKLMIXP得DCHQKMIXPMP5371,DTKMOLJTOLJLKP2316213153707495068267085（37315137315）60151（3731521373152）103211L074925（3731531373153）1063OJ267085525208633661MOLJ1LJ1ML3132731327OK1998331327626007KJKGKGGCQKGP35,1092387927184062T水217单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5MOL，摩尔分数YB04，始态温度T1400K，压力P1200KPA。今该混合气体绝热反抗恒外压P100KPA膨胀到平衡态。求末态温度T2及过程的W，U，H。解先求双原子理想气体B的物质的量N（B）YBN045MOL2MOL；则单原子理想气体A的物质的量N（A）（52）MOL3MOL单原子理想气体A的，双原子理想气体B的RCMV23,RCMV25,过程绝热，Q0，则UW1212,12,PTBNTCANABVMV1212121250/543TPNRRAMB于是有145T212T112400K得T233103K3327603485/MPNRVABM物理化学上册习题解解题人诸荣孙1633110814240385/MPNRTVKJVWUAMB7576112KJJPH3488675432218在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，隔板的两侧分别为2MOL，0的单原子理想气体A及5MOL，100的双原子理想气体B，两气体的压力均为100KPA。活塞外的压力维持100KPA不变。今将容器内的绝热隔板撤去，使两种气体混合达到平衡态。求末态温度T及过程的W，U。解单原子理想气体A的，双原子理想气体B的RCMP25,RCMP27,因活塞外的压力维持100KPA不变，过程绝热恒压，QQPH0，于是有01537152730137,KTKTRBNCANPMP于是有225T7895875K得T35093KW369J20419J15379023145828,JKTBCNANUMVMV219在一带活塞的绝热容器中有一固定绝热隔板，隔板活塞一侧为2MOL，0的单原子理想气体A，压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为6MOL，100的双原子理想气体B，其体积恒定。今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热隔板，求系统达平衡时的T及过程的W，U。解过程绝热，Q0，UW，又因导热隔板是固定的，双原子理想气体B体积始终恒定，所以双原子理想气体B不作膨胀功，仅将热量传给单原子理想气体A，使A气体得热膨胀作体积功，因此，WWA，故有UWWA得KTKTKTPRPRRVBCNCNAMBAMBABAABVMV15273153715273/261,2,得20T6963K故T34815K332,208948/PNRVABMA1,145215273MTJVWUAAMB1770,1,2物理化学上册习题解解题人诸荣孙17220已知水（H2O，L）在100的饱和蒸气压PS101325KPA，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓。求在100，101325KPA下使1KG水蒸气全部凝结成液体水时的Q，W，16840MOKJMVAPU及H。设水蒸气适用理想气体状态方程。解过程为KPACG3250,2KPACLOGH32510,12OLN54018/KJQMVAPP86KJRTNVWGGLAMB351723140U528317258221已知水在100、101325KPA下的摩尔蒸发焓，试分别计算下列16840MOLHMVAP两过程的W、Q、U、H（水蒸气可按理想气体处理）（1）在100、101325KPA条件下，1KG水蒸发为水蒸气（2）在恒定100的真空容器中，1KG水全部蒸发为水蒸气，并且水蒸气的压力恰好为101325KPA解（1）此过程为可逆变相过程，因此KJWQURTMMNVPKJPGGVAPMVAP820417253480125710684015383123（2）VPAMB该变化过程中系统的始末态与（1）相同，由于U、H均为状态函数，因此U、H仅与始末态有关。U20848KJH2257KJQUW20848020848KJ222在一绝热良好放有15212G金属块的量热计中，于101325KPA下通过一定量100的水蒸气，最后金属块温度达到976，并有391G水凝结在其表面上。求该金属块的平均质量定压热容。已PC知水在100，101325KPA下的摩尔蒸发焓，水的平均摩尔定压热容16840MOLKJHMVAP1,327KMOLJCMP解以A表示水及水蒸气，以B表示金属块0QP物理化学上册习题解解题人诸荣孙18KTGMNBBAA1528,1379KTGMLNBBAA7530,2192量热计中系统发生绝热恒压过程，0BAPHQ11,231,2,350650635287873507064193KKGJKGJBCCTMHJTCMNHNPBPBPAAMPVAPA则223已知100KPA下冰的熔点为0，此时冰的比熔化焓。水和冰的均比定压热13GJHFUS容分别为及。今在绝热容器内向1KG50的水中投入08KG温度PC184GJ12GJ20的冰。求（1）末态的温度；（2）末态水和冰的质量。解过程恒压绝热，即0HQP021H2617KT75312T1096948032887311KGJTJGGJ这个结果显然不合理，只有高温水放出的热量使部分冰熔化为水，而维持在0，所以末态的温度为0。（2）设0冰量为M，则0水量为（500M）G，其状态示意如下KLOHSMLOHGSPQ15273,1081532,18202800G2JG1K1（27315K25315K）（800M）G3333JG11000G4184JG1K1（27315K32315K）03333M89440GM268G0268KG冰量水量1000（800268）G1532G1532KG224蒸气锅炉中连续不断地注入20的水，将其加热并蒸发成180，饱和蒸气压为1003MPA的水蒸气。求每生产1KG饱和水蒸气所需的热。已知水（H2O，L）在100的摩尔相变焓，水的平均摩尔定压168401537MOLKJKHMVAP物理化学上册习题解解题人诸荣孙19热容为，水蒸气（H2O，G）的摩尔定压热容与温度的关系见附录。12,375MOLJLOHCMP解据题意画出下列方框图QPHH1H2VAPHKG（37315K）H1JTCMPLO76342013758102,2KJKDTKTNTGH4/0/962641,12所以每生产1KG饱和蒸气所需的热QPHH1VAPHKG（37315K）H2（33476225715454）KJ2746103KJ225100KPA下，冰（H2O，S）的熔点为0，在此条件下冰的摩尔熔化焓。1026MOLKJHMFUS已知在100范围内过泠水（H2O，L）和冰的摩尔定压热容分别为CP，M（H2O，L）7628和CP，M（H2O，S）3720。求在常压下及10下过泠水结冰的摩尔凝固焓。1KOLJ1KOJ解CSLM0202,H1，MH3，MOCLOMH0202,21,6OLKJFUSM112,22152637,152736,3,2,65560308MOLKJOLJKSOHCKLDTSOHCDTMPPMPMKMM226已知水（H2O，L）在100的摩尔蒸发焓，水和水蒸气在25100的平184LVAPH2O（L），1KG20，10003KPAH2O（G），1KG180，10003KPAH2O（L），1KG100，101325KPAH2O（G），1KG100，101325KPAKJ964物理化学上册习题解解题人诸荣孙20均摩尔定压热容分别为和。求在75,2,LOHCMP1KOLJ763,2,GOHCMP1KMOLJ25时水的摩尔蒸发焓。解GLM0202,5,H1，MH3，MCOCLOVAP02021,112,2,2598137,2153798,3,384438760,5,MOLKJOLJKGHKLDTSDTMPVAPMPMKVAP22725下，密闭恒容的容器中有10G固体萘C10H8（S）在过量的O2（G）中完全燃烧成CO2（G）和H2O（L）。过程放热401727KJ。求（1）的反应进度；022280LOGCSC（2）C10H8（S）的；（3）C10H8（S）的。MUMC解（1）反应进度MOLLNN0197801732/（2）C10H8（S）的M萘128173MC每摩尔萘的恒容恒温燃烧热为1154972401821OLKJOLKJKURMC（3）所以本题所给反应的标准摩尔反应焓为113MOL54KJ0298153488MOLKJRTGHBRMRMRC228应用附录中有关物质在25的标准摩尔生成焓的数据，计算下列反应的15298KHMR。15298KUMR一1一4NH3（G）5O2（G）4NO（G）6H2O（G）一2一3NO2（G）H2O（L）2HNO3（L）NO（G）一3一FE2O3（S）3C（石墨）2FE（S）3CO（G）解计算公式如下物理化学上册习题解解题人诸荣孙21；,TBHMFMRRTGHUBMRR（1）1468126590428OLKJKR7905OLKJ113950737MOLKJLUMR（2）8221421598HR6MOLKJ113706059837OLKJMOLKJKMR（3）245105298R49211385641LKJLKJUMR229应用附录中有关物质的热化学数据，计算25时反应223GOLHC23LOHLC的标准摩尔反应焓，要求（1）应用25的标准摩尔生成焓数据；。（2）应用25的标准摩尔燃烧焓数据。13079,MOLKJLHCOMF解（1）22G23LL,LMFR,HCOMF,3OHCMF2（285830）（37907）2（23866）KJMOL147352KJMOL1（2）MRH,3LMC,3LMC2（72651）（9795）KJMOL147352KJMOL1230（1）写出同一温度下下，一定聚集状态分子式为CNH2N的物质的与其之间的关MFCH系。（2）若25下环丙烷（G）的，求该温度下环丙烷的。CH2CH2CH215209OLKJMCMF解（1）CNH2N的物质进行下述反应42NON22ONHG,2NMFMFMFRNMCCL故有,2222GLNHCHFFCNF（2）常压恒定温度25的条件下，环丙烷进行下述反应物理化学上册习题解解题人诸荣孙22CH2CH2CH241GO32LOH598,315298KKKKHMFMR1598,12KKGLMFF环丙烷，2598,3,2HLOHGCKGRMFMF环丙烷，11430825139OLKJOLKJ231已知25甲酸乙酯（HCOOCH3，L）的标准摩尔摩尔燃烧焓为9795，甲MC1OLKJ酸乙酯（HCOOCH3，L）、甲醇（CH3OH，L）、水（H2O，L）及二氧化碳（CO2，G）的标准摩尔生成焓数据分别为42472，23866，28583及393509。应用MFH1OLKJ1MOKJ1OLKJ1L这些数据求25时下列反应的标准摩尔反应焓。3LOCL23LLC解（1）先求,3HMF23GLH22LOG2MR,COMF,LMF,3LHCMFR,3LH所以有2,3LHMF,22GMF,2LOMF,3LMC2（393509）2（28583）（9795）KJMOL1379178KJMOL1（2）3LOHCL23LHLMRH,F,2MFLMF3LOCF（379178）（28583）（42472）（23866）KJMOL11628KJMOL1232已知CH3COOH（G）、CO2（G）和CH4（G）的平均定压热容分别为523JMOL1K1，314MPC,JMOL1K1，371JMOL1K1。试由附录中各化合物的标准摩尔生成焓计算1000K时下列反应的。MRH物理化学上册习题解解题人诸荣孙23CH3COOH（G）CH4（G）CO2（G）解由附录中各物质的标准摩尔生成焓数据，可得在25时的标准摩尔反应焓1162451398745982MOLKJOLKJKHKHMFBMR题给反应的（377314523）JMOL1K1168JMOL1K1BPPRC,所以，题给反应在1000K时的标准摩尔反应焓KPRMRMRDTHK102985103612168（100029815）103KJMOL1243KJMOL1233对于化学反应24GOHC32GHC应用附录中各物质在25时标准摩尔生成焓数据及摩尔定压热容与温度的函数关系式（1）将表示成温度的函数关系式；THMR（2）求该反应在1000K时的。MR解为求的温度函数关系式，查各物质的定压摩尔热容为MRH22688JMOL1K14374103JMOL1K203265106JMOL1K3PC,CO26537JMOL1K176831103JMOL1K21172106JMOL1K3M,H2O（L）2916JMOL1K11449103JMOL1K22022106JMOL1K3P,CH4（G）1415JMOL1K175496103JMOL1K21799106JMOL1K3MC,63867JMOL1K1BA692619JMOL1K1B69262JMOL1K1BC再查29815K时的各物质的标准摩尔生成焓，求1529KHMR1529KHMR,GCOHMF,GF,4GCF（110525）（7481）（241818）KJMOL1206103KJMOL1根据基希霍夫公式TMRMRTKMPRD15298,HRTCBA2物理化学上册习题解解题人诸荣孙24CH4（G）2O2（G）O21793NTCH4（G）2O2（G）O21793N251529KHMR15298TA152982TB1529833TB将，的数据代入上式，并整理，可得RBT/K）TMR346310103（T/K）259535106（T/K）3JMOL1（2）将1000K代入上式计算得22517KJMOL1HMR234甲烷与过量50的空气混合，为使恒压燃烧的最高温度能达2000，求燃烧前混合气体应预热到多少摄氏度计算中N2、O2、H2O（G）、CH4（G）、CO2平均定压摩尔热容分别为MPC,3347、3347、4184、7531、5439JMOL1K1，所需其他数据见附录。解根据题意画出如下方框图据题意可画出下列方框图绝热、恒压H0H1H2RHM（298K）113480287425959,8MOLKJOLKJKBKHFMR11,1/K1529843/59327T224MOLJTLJCCNPOMPP29857372222,2NPOPGHMPCOPH143195MOLJ18104OLKJ05282KMR即55345（29815T/K）103（80234）1084810CO2（G）2H2O（G）O21793N2000CO2（G）2H2O（G）O27N25物理化学上册习题解解题人诸荣孙25H2（G）05O2（G）025O2217950N25，101325KPA所以T80815K或T535。2351MOLH2与过量50空气的混合物的始态为25、101325KPA。若该混合气体于容器中发生爆炸，试求所能达到的最高温度和压力。设所有气体均可按理想气体处理，H2O（G）、O2及N2的分别为3766、251及251JMOL1K1。MVC,解据题意可画出下列方框图U0绝热、恒容RUM（298K）U11124058529834,129MOLJMOLJRTGKGOHKUBRBMR11,12985/75342985/276222OLJKTOLJKTCCNVOVGOHMV01U1UMR即24058111753（T/K29815）解得T239465K所以MOLLNG7427,）（末态5119501,）（始态T始态29815K，P始态101325KPA末态，末态始态，始态始态RTNVGPKPAPNG5724310529874601始态始态，始态，末态236已知某气体燃料的组成为30H2（G）、20CO（G）、40CH4（G）和10N2（G），试计算在29815K，常压条件下，燃烧1M3的该燃料所放出的热量。解上述燃料的燃烧反应为2H2O（G）025O27950NT，P2H2O（G）025O217950N25物理化学上册习题解解题人诸荣孙26（1）222LOHGH（2）24LCC（3）22O由教材附录查得反应中各物质在29815K时的相关数据为12835,MOLKJLHMR490GCC121,LKJOMF253MOHF由此得三反应的标准摩尔反应焓分别为121,83,LKJLMFMR42,90OGCFR11223,928/50,/,MOLKJMLKJGOHGCOHHMFFF1M3该燃料的物质的量为OLLRTPVN84052843恒压燃料过程中所放出的热为3,2,41,2MRMRMRPHCONCHNHQ,RRRYYNYJJMRMRMR73,2,41,2038928031890354237求1MOLN2（G）在300K恒温下从2DM3可逆膨胀到40DM3时的体积功WR。（1）假设N2（G）为理想气体；（2）假设N2（G）为范德华气体，其范德华常数见附录。解（1）假设N2（G）为理想气体,则恒温可逆膨胀功为183145300LN（402）J7472J7472KJ/LN1VRTWR（2）查附录七，得其范德华常数为；263084MOLPAA136019MOLB物理化学上册习题解解题人诸荣孙277452KJ1020183943LN1VNRTL26321222121JVANBDVABRTPDVWR238某双原子理想气体1MOL从始态350K，200KPA经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功W。（1）恒温可逆膨胀到50KPA；（2）恒温反抗50KPA恒外压不可逆膨胀；（3）绝热可逆膨胀到50KPA；（4）绝热反抗50KPA恒外压不可逆膨胀。解（1）恒温可逆膨胀到50KPAKJJPNRTWR0341025LN3148/L312（2）恒温反抗50KPA恒外压不可逆膨胀KJJPRTVPAMBABAMB1832/5/1（3）绝热可逆膨胀到50KPAKPRCRMP53201202/731/12,绝热，Q0，KJJTNDTCUWMVMV379235028314512,2（4）绝热反抗50KPA恒外压不可逆膨胀绝热，Q0，U2/5/1122,1TRNPRTNPVAMBAMB上式两边消去NR并代入有关数据得KKT303502235T2275350K故T2275KKJJCNDUWTMVMV59135078145,22395MOL双原子理想气体1MOL从始态300K，200KPA，先恒温可逆膨胀到压力为50KPA，再绝热可逆压缩末态压力200KPA。求末态温度T及整个过程的Q，W，U及H。解整个过程如下物理化学上册习题解解题人诸荣孙28MOLPKPATMOLPKPAKMOLKPAK520503520321绝热可逆压缩恒温可逆膨胀KTPTRCRMP8422/731/12,恒温可逆膨胀过程KJJNWR29171025LN485/L312因是理想气体，恒温，U恒温H恒温0绝热可逆压缩Q0，故KJJTRTNCMV1530845312521,绝绝KJJHMP24711,绝故整个过程