物理化学(复旦大学药学院) 第一章习题答案_第1页
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文档简介

1、第一章习题解答1. (1) Q=U-W=200-160=40 kJ(2) U=Q+W=260-100=160 kJ2. W= -pV= -R3.(1) W= -pV= -p(VgVl) -pVg= -nRT= -18.314373.15= -3102 J(2) W= -pV= -p(VsVl)4. 在压力p和房间容积V恒定时,提高温度,部分空气溢出室外,因此室内气体量n是温度的函数,。5.(1)恒温可逆膨胀(2)真空膨胀W = 0(3)恒外压膨胀W = -p外(V2V3) = = -2327 J(4)二次膨胀W=W1 + W2 以上结果表明,功与具体过程有关,不是状态函数。6.(1) 理想气体

2、为系统,等压过程, Q=H0(2) 电热丝+理想气体为系统,等压过程,Q=0,U=W0,H=U+(pV)07.H=nHm,汽化=40670 JU=H(pV)=Hp(Vg-Vl)=40670101325(302001880)106 =406703058=37611 J8. 过程QWUH(1)理想气体自由膨胀0000(2)理想气体恒温可逆膨胀+00(3)理想气体节流膨胀0000(4)理想气体绝热恒外压膨胀0(5)水蒸气通过蒸气机对外做功后复原,以水蒸气为系统+00(6)水(1 atm,0C) 冰(1atm,0C)或0(7)刚性容器中石磨燃烧,整体为系统000+9.Cp,m=29.070.83610

3、3T+2.01106T2(1) Qp=H=20349380+625=20.62 kJ(2) QV=U=H(pV)=H(p2V2p1V1) =HnR(T2T1)=20.62R(1000-300)103 =14.80 kJ10(1)等温可逆膨胀U =H = 0Q = -W(2)等温恒外压膨胀U =H =0Q = -W = p2 (V2V1) = p2V2p2V1= p1V1p2V1= (p1p2)V1=(506.6-101.3)1032103 = 810 J11. (1)常压蒸发:Q=H= 40.7 kJW= -p(VgVl) -pVg -RT= -8.314373= -3.1 kJU=Q+W=3

4、7.6 kJ(2) 真空蒸发:H=40.7 kJ W=0U =Q=37.6 kJ12.(1) p1T1=p2T2(2) U=nCV,m(T2T1)= H=nCp,m(T2T1)=(3) 以T为积分变量求算:pT=C(常数)也可以用p或V为积分变量进行求算。13U=nCV,m(T2T1)=20.92(370300)=1464 JH=nCp,m(T2T1)=(20.92+R)(370300)=2046 J始态体积体积变化:压力 W=W1+W2= -p2(V2V1)+0= -821554(0.0030260.0246)= 17724 JQ=U -W=146417724=16260 J14. (1)

5、H=Cp,m(T2T1)T2=373.8 Kp2=0.684105 PaU= CV,m(T2T1) JW=UQ=12551674=419 J(2) 状态函数变化同上 U=1255 JH=2092 JW=W1=8.314273.2ln2=1574 JQ=UW=1255+1574 = 2829 J15.双原子分子W=U=nCV,m(T2T1)16. (1)等温可逆膨胀U =H = 0Q = W(2)绝热可逆膨胀Cp.m=20.79CV.m= Cp.m-R=12.476TV-1=常数Q =0U=W=nCV,m(T2T1)=12.476(160.06273.15)= -1411 JH=nCp,m(T2

6、T1)= 20.79(160.06273.15)= -2351 J17.(1) (2) U=nCV,m(T2T1)=0.1755(28.8R) (224.9298)= -263 JH=nCp,m(T2T1)=0.175528.8 (224.9298)= -369 J18. 设物质量为1mol始态温度: K求终态温度: K JJQ=0W=U= -1779 J若设物质量为n mol,可如下计算:始态温度,终态温度在计算U、H、W时n可消去,得相同的结果。19. 证明U=HpV20.证明(1)H=f(T,p)V不变,对T求导代入(1)21.发酵反应C6H12O6(s) 2C2H5OH(l) + 2C

7、O2(g)n=2U=H-nRT= -67.8 -2R298103 = -72.76 kJmol122nQV+CT=0QV =4807200 JC7H16(l) + 11O2(g) = 8H2O(l) + 7CO2(g)n =4cHm = QV + nRT =48072004R298 = 4817100 Jmol1 =4817.1 kJmol123(1)2H2S(g)+SO2(g) = 8H2O(l) + 3S(斜方)n =3QV =223.8 kJrHm = QV + nRT = 223.8 + (3)RT103 = 231.2 kJ (2)2C(石墨) + O2(g) = 2CO(g)n =

8、 1QV =231.3 kJrHm = QV + nRT = 231.3 +RT103 = 228.8 kJ(3)H2(g)+Cl2(g) = 2HCl (g)n =0QV =184 kJrHm = QV =184 kJ24.(1) =4 mol(2) =2 mol(3) =8 mol252NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g)fHOm(kJmol1)411811.3138392.3rHOm=(nfHOm)产物(nfHOm)反应物= (1383292.3)(811.32411) = 65.7 kJmol1rUOm =rHmnRT=65.72RT103=

9、60.7 kJmol126生成反应7C(s) + 3H2(g) + O2 (g) = C6H5COOH(l)cHOm(kJ mol1)3942863230rHOm=(ncHOm) 反应物(ncHOm) 产物= 7(394) + 3(286) (3230)= 386 kJmol127.反应C(石墨) C(金刚石)cHOm(kJmol1)393.5395.4rHOm=cHOm,石墨cHOm,金刚石 =393.5(395.4)=1.9 kJmol128. 3C2H2 (g) = C6H6 (l)fHOm (kJmol1)226.7349.04cHOm (kJmol1)1299.63267.5由生成热

10、数据计算:rHOm=49.043226.73=631.15 kJmol1rUOm=rHOmnRT=631.15+38.314298.2103= -623.71 kJmol1由燃烧热数据计算:rHOm=3(1299.6)(3267.5) =631.3 kJmol1rUOm=rHOmnRT=631.3+38.314298.2103= -623.86 kJmol129.反应KCl(s) K+(aq, ) + Cl(aq, )fHOm(kJmol1)435.87?167.44rHOm=17.18 kJmol1rHOm=(nfHOm)产物(nfHOm)反应物17.18=fHOm (K+,aq, )167

11、.44(435.87)fHOm (K+,aq, )=251.25 kJmol130.生成反应H2(g) + 0.5O2(g) = H2O(g)rHOm,298=285.83 kJmol1Cp,m(JK1mol1)28.82429.35575.291Cp=75.291(28.824+0.529.355)=31.79 JK1=285.83+31.79(373298)103 =283.45 kJmol1 31.反应N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)rHOm,298=92.88 kJmol1ab103c107N2(g)26.985.9123.376H2(g)29.070.83720.12

12、NH3(g)25.8933.0030.4662.4162.599117.904=92880+6241+2178144= 97086 Jmol1H2(g) + I2(s)H2(g) + I2(g)rHOm,291= 49.455 kJ mol12HI(g)2HI(g)Cp,m=55.64 JK1mol1T=386.7K 熔HOm=16736 Jmol1Cp,m=62.76 JK1mol1Cp,m=7R/2 JK1mol1T=457.5K 蒸HOm=42677 Jmol1sll grHOm,473=?HHICp.m=7R/2HI2HH2Cp.m=7R/232.按图示过程计算:HH2=nCp,mT=3.5R(473291)=5296 JHHI=nCp,mT=23.5R(473291)=10592 JHI2=H1(s,291386.7K) + H2(sl) + H3(

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