材控物理化學(xué)

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第一章氣體的pVT性質(zhì)

1.4兩個容積均為V的玻璃球泡之間用細管連結(jié)，泡內(nèi)密封著標準狀態(tài)下的空氣。若將其中的一個球加熱到100℃，另一個球則維持0℃，忽略連接細管中氣體體積，試求該容器內(nèi)空氣的壓力。解：由題給條件知，（1）系統(tǒng)物質(zhì)總量恒定；（2）兩球中壓力維持一致。標準狀態(tài)：

因此，

其次章熱力學(xué)第一定律

2.2始態(tài)為25℃，200kPa的5mol某理想氣體，經(jīng)途徑a，b兩不同途徑到達一致的末態(tài)。途經(jīng)a先經(jīng)絕熱膨脹到-28.47℃，100kPa，步驟的功的熱

。途徑b為恒壓加熱過程。求途徑b的

；再恒容加熱到壓力200kPa的末態(tài)，步驟及

。

解：先確定系統(tǒng)的始、末態(tài)

對于途徑b，其功為

1

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根據(jù)熱力學(xué)第一定律

2.16應(yīng)用附錄中有關(guān)物資在25℃的標準摩爾生成焓的數(shù)據(jù)，計算以下反應(yīng)在25℃時的

。

及

（1）

（2）

（3）解：查表知NH3(g)-46.11NO2(g)33.18NO(g)90.25HNO3(l)-174.10H2O(g)

H2O(l)-285.830CO(g)-110.525-241.818Fe2O3(s)-824.2（1）

（2）

（3）

2

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2.23某雙原子理想氣體1mol從始態(tài)350K,200kPa經(jīng)過如下五個不同過程達到各自的平衡態(tài)，求各過程的功W。

（1）恒溫下可逆膨脹到50kPa；

（2）恒溫抵擋50kPa恒外壓不可逆膨脹；（3）絕熱可逆膨脹到50kPa；

（4）絕熱抵擋50kPa恒外壓不可逆膨脹。（5）恒溫向真空膨脹到50kPa解:雙原子理想氣體

n=5mol；CV,m=（5/2）R；Cp,m=（7/2）R

5）W=0kJ

第三章熱力學(xué)其次定律

3

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3.61mol理想氣體在T=300K下，從始態(tài)100kPa經(jīng)歷以下過程達到各自的平衡態(tài)。求各過程的Q、△Ｓ、△Ｓiso。（1）可逆膨脹至末態(tài)壓力50kPa；

（2）抵擋恒定外壓50kPa不可逆膨脹至平衡態(tài)；（3）向真空自由膨脹至原體積的2倍。

3.72mol雙原子理想氣體從始態(tài)300K，50dm3，先恒容加熱至400K，再恒壓加熱至體積增大到100dm3，求整個過程的解：過程圖示如下

。

4

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先求出末態(tài)的溫度

因此，

兩個重要公式

對理想氣體

3.24求證：

5

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(2)對理想氣體證明：

對理想氣體，

第四章多組分系統(tǒng)熱力學(xué)

4.360℃時甲醇的飽和蒸氣壓是84.4kPa，乙醇的飽和蒸氣壓是47.0kPa。二者可形成理想液態(tài)混合物。若混合物的組成為二者的質(zhì)量分數(shù)各50%，求60℃時此混合物的平衡蒸氣組成，以摩爾分數(shù)表示。

解：質(zhì)量分數(shù)與摩爾分數(shù)的關(guān)系為

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求得甲醇的摩爾分數(shù)為

根據(jù)Raoult定律

4.480℃是純苯的蒸氣壓為100kPa，純甲苯的蒸氣壓為38.7kPa。兩液體可形成理想液態(tài)混合物。若有苯-甲苯的氣-液平衡混合物，80℃時氣相中苯的摩爾分數(shù)解：根據(jù)Raoult定律

，求液相的組成。

第六章相平衡

6.1指出以下平衡系統(tǒng)中的組分數(shù)C，相數(shù)P及自由度F。（1）I2(s)與其蒸氣成平衡；

（2）MgCO3(s)與其分解產(chǎn)物MgO(s)和CO2(g)成平衡；

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（3）NH4Cl(s)放入一抽空的容器中，并與其分解產(chǎn)物NH3(g)和HCl(g)成平衡；（4）任意量的NH3(g)和H2S(g)與NH4HS(s)成平衡。

（5）過量的NH4HCO3(s)與其分解產(chǎn)物NH3(g)、H2O(g)和CO2(g)成平衡；（6）I2作為溶質(zhì)在兩不互溶液體H2O和CCl4中達到分派平衡（凝聚系統(tǒng)）。解：（1）C=1,P=2,F=C–P+2=1–2+2=1.

（2）C=3–1=2,P=3,F=C–P+2=2–3+2=1.（3）C=3–1–1=1,P=2,F=C–P+2=1–2+2=1.（4）C=3–1=2,P=2,F=C–P+2=2–2+2=2.

（5）C=4–3=1,P=2,F=C–P+2=1–2+2=1.

（6）C=3,P=2,F=C–P+1=3–2+1=2.

第七章電化學(xué)

7.4已知25℃時25℃時測得其電阻為測得電阻為

溶液的電導(dǎo)率為

。在同一電導(dǎo)池中裝入同樣體積的質(zhì)量濃度為

溶液的電導(dǎo)率；（3）

。一電導(dǎo)池中充以此溶液，在

的

溶液，

。計算（1）電導(dǎo)池系數(shù)；（2）溶液的摩爾電導(dǎo)率。

解：（1）電導(dǎo)池系數(shù)為

（2）溶液的電導(dǎo)率

（3）溶液的摩爾電導(dǎo)率

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7.10電池電動勢與溫度的關(guān)系為

（1）寫出電池反應(yīng)；（2）計算25℃時該反應(yīng)的過程的

。

以及電池恒溫可逆放電時該反應(yīng)

解：（1）電池反應(yīng)為（2）25℃時

因此，

7.21將以下反應(yīng)設(shè)計成原電池，并應(yīng)用表7.7.1的數(shù)據(jù)計算25oC時電池