《物理化学》习题答案PPT课件

-,1,物理化学习题答案,（水1214）,-,2,习题9计算lmol理想气体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为25dm3，终态体积为lOOdm3，始态及终态温度均为100。(1)向真空膨胀；(2)在外压力恒定为气体终态的压力下膨胀；(3)先在外压力恒定为体积等于50dm3时的气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3(此时温度仍为100)以后，再在外压力等于lOOdm3时气体的平衡压力下膨胀；(4)等温可逆膨胀。试比较这四个过程的功，比较的结果说明了什么问题?,解：（1）由于p(外）=0，W=0；（2）由于p(外）=P2，PV=nRT,P2=nRT/V2W=-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)以上结果说明，虽然始终态相同，但所作的功不同，其中以等温可逆膨胀所作的功最大。,P17,第一章热力学第一定律,-,3,习题23P25试求算2mol100、4104pa的水蒸气变成100及p的水时，此过程的U和H。设水蒸气为理想气体，液态水的体积可忽略不计。已知水的摩尔汽化热为4067kJmol-1。,解：上述过程可分为下面两个过程100,4104pa,H2O(g)100,p,H2O(g)100,p,H2O(l)第一步是理想气体等温过程：U1=H1=0第二步是等温等压下可逆相变：H2=-nvapHm=-81.34kJU2=H2pV=H2+2RT=-75.14kJ所以全过程的U和H为：U=U1+U2=-75.14kJH=H1+H2=-81.34kJ,-,4,习题39P38已知下列反应在25时的热效应为：（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）1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)rHm=92.30kJmol1计算反应2NaCl(s)+H2SO4(l)=Na2SO4(s)+2HCl(g)在25时的rHm和rUm。,解：所求方程=（3）+（4）2（1）2（2）rHm=rHm（3）+2rHm（4）2rHm（1）rHm（2）=55.4kJmol1rUm=rHmnRT(g)=rHm2RT=50.4kJmol1,-,5,习题41P38已知反应（1）C(金刚石)+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(金刚石)的trsHm（298K）,解：所求方程=（2）（1）trsHm=rHm（2）rHm（1）=393.5(395.4)=1.9kJmol1,-,6,习题43P40利用标准mol生成焓数据，计算下列反应的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)=ifHi(,298.15K)(1)Cl2(g)+2KI(s)=2KCl(s)+I2(s)fHm(298)kJmol10-327.65-435.890rHm(298.15K)=2(-435.89)-2(-327.65)=-216.5kJmol1,-,7,(2)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)fHm(298)kJmol1110.52-241.83-393.510rHm(298.15K)=-41.16kJmol1(3)SO2(g)+1/2O2(g)+H2O(l)=H2SO4(l)fHm(298)kJmol1296.900-285.84-800.8rHm(298.15K)=-218.06kJmol1(4)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)fHm(298)kJmol1-1206.87-635.5-393.51rHm(298.15K)=177.86kJmol1(5)CaO(s)+3C(石墨)=CaC2(s)+CO(g)fHm(298)kJmol1-635.50-62.76110.52rHm(298.15K)=462.22kJmol1,-,8,(6)Fe2O3(s)+CO(g)=CO2(g)+2FeO(s)fHm(298)kJmol1-822.2110.52-393.51-266.5rHm(298.15K)=6.2kJmol1(7)2H2S(s)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(g)fHm(298)kJmol1-20.15-296.90-241.83rHm(298.15K)=-146.46kJmol1(8)2Fe2O3(s)+3C(石墨)=4Fe(s)+3CO2(g)fHm(298)kJmol1-822.200-393.51rHm(298.15K)=463.9kJmol1,-,9,习题45P42已知C2H5OH（l）在25时的燃烧热为-1367kJmol1，试用CO2(g)和H2O（l）在25时的生成热，计算C2H5OH（l）在25时的生成热。,解：查表得fHm(CO2，g)=-393.514kJmol1，fHm(H2O，l)=-285.84kJmol1C2H5OH（l）+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O（l）cHm(C2H5OH，l)=2fHm(CO2g)+3fHm(H2O，l)fHm(C2H5OH，l)fHm(C2H5OH，l)=2fHm(CO2g)+3fHm(H2O，l)cHm(C2H5OH，l)=277.6kJmol1,-,10,习题49P46试计算在25及标准压力下，1mol液态水蒸发成水蒸气的气化热。已知100及标准压力下液态水的气化热为2259Jg-1，在此温度区间内，水和水蒸气的平均定压摩尔热容分别为75.3及33.2JK-1mol-1。,解：evpHm(298K)=evpHm(373K)+298373Cp,m(水)dT+373298Cp,m(水汽)dT=225918+75.37533.275Jmol1=43.8kJmol1,-,11,P61,解:等温等压下不同理想气体混合:S=SA+SB=-nARTln(VA/V)/T+-nBRTln(VB/V)/T=-R(nAlnXA+nBlnXB)=2Rln2=11.52(J.K-1)因为Q/T=0所以S0过程自发进行,第二章热力学第二定律,-,12,P63,-,13,P77,解：,-,14,-,15,P79,=-5290J,-,16,第三章化学势,P93,-,17,P93,-,18,P98,-,19,P98,=,-,20,P101,-,21,P104,-,22,第四章化学平衡,P115,-,23,P119,-,24,P126,-,25,P129,-,26,P134,-,27,P138,-,28,第五章相平衡,P147,-,29,-,30,P150,-,31,-,32,第七章电化学,P225,-,3