物理化學(xué)習(xí)題答案學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1物理化學(xué)習(xí)題物理化學(xué)習(xí)題(xt)答案答案第一頁，共46頁。習(xí)題習(xí)題9 9 計(jì)算計(jì)算lmollmol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25dm325dm3，終態(tài)體，終態(tài)體積為積為lOOdm3lOOdm3，始態(tài)及終態(tài)溫度均為，始態(tài)及終態(tài)溫度均為100100。(1)(1)向真空膨脹；向真空膨脹； (2) (2)在外壓力在外壓力(yl)(yl)恒定為氣體終態(tài)的壓力恒定為氣體終態(tài)的壓力(yl)(yl)下膨脹；下膨脹；(3)(3)先在外壓力先在外壓力(yl)(yl)恒定為體積等于恒定為體積等于50dm350dm3時的氣體的平衡壓

2、力時的氣體的平衡壓力(yl)(yl)下膨脹，當(dāng)膨脹到下膨脹，當(dāng)膨脹到50dm3(50dm3(此時溫度仍為此時溫度仍為100)100)以后，再在外壓力以后，再在外壓力(yl)(yl)等于等于lOOdm3lOOdm3時氣體的平衡壓力時氣體的平衡壓力(yl)(yl)下下膨脹；膨脹； (4) (4)等溫可逆膨脹。等溫可逆膨脹。 試比較這四個過程的功，比較的結(jié)果說明了什么問題試比較這四個過程的功，比較的結(jié)果說明了什么問題? ?解：（解：（1）由于）由于p(外）外）= 0，W = 0； （2）由于）由于p(外）外）= P2 ， PV=nRT, P2 =nRT/V2 W =- P2(V2-V1)=-nRT(

3、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)果以上結(jié)果(ji gu)說明，雖然始終態(tài)相同，但所作的功不同，其中以等溫可說明，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。逆膨脹所作的功最大。P17第一第一(dy)章章 熱力學(xué)第一熱力學(xué)第一(dy)定律定律第1頁/共46頁第二頁，共46頁。習(xí)題習(xí)題23 P25 試求算試求算2mol 100、4104pa的水蒸氣變成的水蒸氣變成100

4、及及p的水時，的水時，此過程此過程(guchng)的的U和和H。設(shè)水蒸氣為理想氣體，液態(tài)水的體積。設(shè)水蒸氣為理想氣體，液態(tài)水的體積可忽略不計(jì)。已知水的摩爾汽化熱為可忽略不計(jì)。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) 第一步是理想氣體第一步是理想氣體(l xin q t)等溫過程：等溫過程： U1 = H1 = 0第二步是等溫等壓下可逆相變：第二步是等溫等壓下可逆相變： H2 = -n vap H m = - 81.34 kJ

5、 U2 = H2 p V = H2 + 2RT = - 75.14 kJ所以全過程的所以全過程的U和和H為：為： U = U1 + U2 = - 75.14 kJ H = H1 + H2 = - 81.34 kJ第2頁/共46頁第三頁，共46頁。 習(xí)題習(xí)題(xt)39 P38 已知下列反應(yīng)在已知下列反應(yīng)在25時的熱效應(yīng)為：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.

6、8kJmol1（4）1/2 H2(g)+1/2Cl2(g)= HCl(g) rHm=92.30kJmol1計(jì)算反應(yīng)計(jì)算反應(yīng)2 NaCl(s)+ H2SO4(l)= Na2SO4(s)+2HCl(g)在在25時的時的rHm和和rUm 。 解：解： 所求方程所求方程(fngchng) =（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第3頁/共46頁第四頁，共46頁。 習(xí)題習(xí)題(xt)41 P38 已知反應(yīng)已知反應(yīng)（1）C(金剛

7、石金剛石)+ O2(g) = CO2(g) rHm（298K）=395.4kJmol1（2）C(石墨石墨)+ O2(g) = CO2(g) rHm（298K）=393.5kJmol1求求 C(石墨石墨) = C(金剛石金剛石) 的的 trsHm（298K）解：解： 所求方程所求方程(fngchng) =（2）（）（1） trsHm=rHm（2）rHm（1） =393.5(395.4) = 1.9 kJmol1第4頁/共46頁第五頁，共46頁。 習(xí)題習(xí)題43 P40 利用標(biāo)準(zhǔn)利用標(biāo)準(zhǔn)mol生成焓數(shù)據(jù)，計(jì)算生成焓數(shù)據(jù)，計(jì)算(j sun)下列反應(yīng)的下列反應(yīng)的rHm (298.15K)。(1)Cl2(

8、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(石墨石墨)=4Fe(s)+3CO2(g)解：解：rHm (298.15K) =i f Hi(, 298.15K)(1) Cl2(g)+2KI(s

9、)=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第5頁/共46頁第六頁，共46頁。 (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

10、 (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(石墨石墨(shm)=CaC2(s)+ CO(g) fHm(298) kJmol1 -635.5 0 -62.76 110.52 rHm (298.15K) =462.22 kJmol1第6頁/共46頁第七頁，共46頁。(6) Fe2O3(s)+CO(g)=CO2(g)+ 2 FeO(s) fHm(298) kJmol1 -8

11、22.2 110.52 -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(石墨石墨(shm)=4Fe(s)+3CO2(g) fHm(298) kJmol1 -822.2 0 0 -393.51 rHm (298.15K) =463.9 kJmol1第7頁/共46頁第八頁，共46頁。 習(xí)題習(xí)題45 P42 已知已知C2H5OH

12、（l）在）在25時的燃燒熱時的燃燒熱為為-1367 kJmol1，試用，試用CO2(g)和和H2O（l）在）在25時的時的生生成熱，計(jì)算成熱，計(jì)算(j sun)C2H5OH（l）在）在25時的生成熱。時的生成熱。解：查表得解：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(

13、H2O，l ) cHm(C2H5OH，l) = 277.6 kJmol1第8頁/共46頁第九頁，共46頁。習(xí)題習(xí)題49 P46 試計(jì)算在試計(jì)算在25及標(biāo)準(zhǔn)壓力下，及標(biāo)準(zhǔn)壓力下，1mol液態(tài)水蒸發(fā)成水蒸液態(tài)水蒸發(fā)成水蒸氣的氣化氣的氣化(q hu)熱。已知熱。已知100及標(biāo)準(zhǔn)壓力下液態(tài)水的氣化及標(biāo)準(zhǔn)壓力下液態(tài)水的氣化(q hu)熱熱為為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，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為75.3及及33.2JK-1mol-1。解：解：evpHm(298K)= evpHm(373K)+298373Cp,m(水水)dT +373298

14、Cp,m(水汽水汽(shu q)dT = 225918 + 75.37533.275 Jmol1 = 43.8 kJmol1第9頁/共46頁第十頁，共46頁。P61解解: 等溫等壓下不同等溫等壓下不同(b tn)理想氣體混合理想氣體混合: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?yàn)橐驗(yàn)?Q/T=0所以所以 S 0 過程自發(fā)進(jìn)行過程自發(fā)進(jìn)行第二第二(d r)章章 熱力學(xué)第二熱力學(xué)第二(d r)定律定律第10頁/共46頁第十一頁

15、，共46頁。P63第11頁/共46頁第十二頁，共46頁。P770HU 解：解：2212211(1)PnRTnRTWP VVPnRTPPP環(huán)（）635102.5 8.314 400()8.31 105 10JJ38.31 10QWJ 第12頁/共46頁第十三頁，共46頁。35.76 10AUT ST SJ 35.76 10GAJ 5111625 10ln2.5 8.314ln.14.4 .10PSnRJ KJ KP 第13頁/共46頁第十四頁，共46頁。P79=-5290J第14頁/共46頁第十五頁，共46頁。第三章第三章 化學(xué)勢化學(xué)勢 P93第15頁/共46頁第十六頁，共46頁。 P93 第1

16、6頁/共46頁第十七頁，共46頁。 P98第17頁/共46頁第十八頁，共46頁。 P98=第18頁/共46頁第十九頁，共46頁。 P101 第19頁/共46頁第二十頁，共46頁。 P104 第20頁/共46頁第二十一頁，共46頁。 第四章第四章 化學(xué)平衡化學(xué)平衡(huxupnghng) P115第21頁/共46頁第二十二頁，共46頁。 P119第22頁/共46頁第二十三頁，共46頁。 P126 第23頁/共46頁第二十四頁，共46頁。 P129第24頁/共46頁第二十五頁，共46頁。 P134第25頁/共46頁第二十六頁，共46頁。 P138第26頁/共46頁第二十七頁，共46頁。 第五章第五章 相平衡相平衡 P147第27頁/共46頁第二十八頁，共46頁。第28頁/共46頁第二十九頁，共46頁。 P150第29頁/共46頁第三十頁，共46頁。第30頁/共46頁第三十一頁，共46頁。 第七章第七章 電化學(xué)電化學(xué) P225第31頁/共46頁第三十二頁，共46頁。 P234第32頁/共46頁第三十三頁，共46頁。 P248第33頁/共46頁第三十四頁，共46頁。 P275第34頁/共46頁第三十五頁，共46頁。第八章第八章 表面表面(biomin)化學(xué)與膠體化化學(xué)與膠體化學(xué)學(xué) P291第35頁/共46頁第三十六頁，共46頁。 P291第36頁/共46頁第三十七頁，共4