物理化学课后习题答案.docx

1、物理化学课后习题答案- 第一章 1.5两个容积均为V 的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空 气。若将其中的一个球加热到100 C，另一个球则维持 0C，忽略连接细管中 气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：由题给条件知，（ 1）系统物质总量恒定；（ 2）两球中压力维持相 同。 标准状态： 因此， 1.8 如图所示，一带隔板的容器中， 两侧分别有同温、 不同压的 H 与 N，P(H 2）22 =20kpa ，P(N )=10kpa, 二者均可视为理想气体。2 - - 23NH1dm 2 33dm P(N ) T2 P(H ）T2 （1）保持容器内温度恒定 ,抽去隔板，且隔板本身的

2、体积可忽略不计，试求两 种气体混合后的压力； （2）计算混合气体中 H 和 N 的分压力；22 （3）计算混合气体中 H 和 N 的分体积。22 第二章 2.2 1mol 水蒸气（ H2O,g）在 100，101.325kpa 下全部凝结成液态水，求过程的功。 假设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 2.11 1mol 某理想气体与 27， 101.325kpa的始态下，先受某恒定外压恒温压 - - 缩至平衡态，在恒容升温至 97.0，250.00kpa。求过程的 W,Q, U, H。已知气体的-1-1体积 Cv,m=20.92J*mol *K 。 ， 3 0C 4 mol 的 A

3、r(g) 及 150 C，2 mol 的 Cu(s) 。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求 Ar(g)和 Cu(s) 的摩尔定压热容分别为末态温度。已知： 及过程的t 及，且假设均不随温度而变。 解：图示如下 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随 温度的变化可忽略不计 - - 则该过程可看作恒容过程，因 此 假设气体可看作理想气体， ，则 2.25 冰 （ H2O,S） 在 100kpa 下的熔点 为0 ， 此条 件下 的摩 尔熔 化焓 -1-1fusHm=6.012KJ*mol *K 。已知在 -100范围内过冷水（ H2O,l ）和冰的摩尔-1-1-1定压热容分别为 Cpm（H2O

4、,l ）=76.28J*mol *K 和 Cpm（H2O,S）=37.20J*mol -1*K 。求在常压及 -10下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 2.26）在 100 C的摩尔蒸发焓O, l 已知水（H。水和 2 *K和Cpm水蒸气在=75.75J*mol）Cpm（ H2O,l 间的平均摩尔定压热容分别为25100 -1-1 -1-1时水的摩尔蒸发焓。C *K ）（H2O,g =33.76J*mol 25 。求在 - - 2.29应用附录中有关物资的热化学数据，计算25 C时反应 的标准摩尔反应焓，要求： （ 1） 应用 25 C的标准摩尔生成焓数据； （ 2） 应用 25 C的标准摩尔燃烧焓数

5、据。 解：查表知 Compound 00 0 因此，由标准摩尔生成焓 由标准摩尔燃烧焓 - - C甲酸甲脂（ HCOOCH已知 25,l2.31 ）的标准摩尔燃烧焓为 3OH, l）、水（HO, l）及二氧）、甲醇（，甲酸（ 2 3HCOOH, lCH 化碳（ CO, g）的标准摩尔生成焓分别为、 2 25。应用这些数据求及、 C时下列反应的标准摩尔反应焓。 解：显然要求出甲酸甲脂（ HCOOCH,l ）的标准摩尔生成焓 3- - 2.38某双原子理想气体1mol 从始态 350K， 200kpa 经过如下五个不同过程达到 各自的平衡态，求各过程的功W。 (1) 恒温可逆膨胀到 50kpa；

6、(2) 恒温反抗 50kpa 恒外压不可逆膨胀； (3) 恒温向真空膨胀到 50kpa； (4) 绝热可逆膨胀到 50kpa； (5) 绝热反抗 50kpa 恒外压不可逆膨胀。 第三章 3.9始态为，的某双原子理想气体1 mol ，经下列不同 的末态。求各步骤及途径的。，途径变化到 （ 1）恒温可逆膨胀； （ 2）先恒容冷却至使压力降至100 kPa ，再恒压加热至； - - （ 3）先绝热可逆膨胀到使压力降至100 kPa ，再恒压加热至。 解：（ 1）对理想气体恒温可逆膨胀，U = 0 ，因此 （ 2）先计算恒容冷却至使压力降至100 kPa ，系统的温度 T: （ 3）同理，先绝热可逆膨

7、胀到使压力降至100 kPa 时系统的温度 T: 根据理想气体绝热过程状态方程， 各热力学量计算如下 - - 3.15 5mol 单原子理想气体从始态 300K，50kpa，先绝热可逆压缩至100kpa，再 3及U, H 。求整个过程的 W,Q, 85dm 恒压冷却使体积小至 。S 33.21 绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔板一侧为2 mol 的 200 K ，50 dm 3 的双原子理想气体 100 dm的 400 K， 3 mol A的单原子理想气体 ，另一侧为B。 今将容器中的绝热隔板撤去，气体混合达到平衡。求过程的A 与气体 B 。 解：过程图示如下 - - 系统的末态温度 T 可

8、求解如下 系统的熵变 注：对理想气体，一种组分的存在不影响另外组分。即 A和 B的末态体 积均为容器的体积。 3.22绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板，隔板两侧均为N(g) 。一侧容积 50 2 33内有 500 K 的 N(g) 4 mol；的 75 dm,(g) 2 mol；另一侧容积为dm，内有2 2 N200 K - - N(g) 可认为理想气体。今将容器中的绝热隔板撤去，使系统达到平衡态。求过 2 程的。 解：过程图示如下 同上题，末态温度T 确定如下 经过第一步变化，两部分的体积和为 即，除了隔板外，状态2 与末态相同，因此 - - 注意 21 与 22 题的比较。 -1。液体苯的摩

9、 vapHm=30.878KJ*mol 80.1 C，已知苯（3.29 C6H6）的正常沸点为-1-1， 1 mol的苯蒸气 40.53kpa，80.1 C 。今将尔定压热容 Cp,m=142.7J*mol *K 先恒温可逆压缩至60 C.101.325kpa,并凝结成液态苯，再在恒压下将其冷却至 U, W,Q, 求整个过程的及H 。S - - 3.36已知在 101.325 kPa 下，水的沸点为 100 C，其比蒸发焓 。已知液态水和水蒸气在100 120 C范围内的平均比定压热容分别为 101.325。今有及 过热水变成同样温度、压力下的水蒸气。设计可逆途径， 1 kg 的 120 kP

10、a 下C 。并按可逆途径分别求过程的及 解：设计可逆途径如下 - - 3.40化学反应如下： （ 1） 利用附录中各物质的数据，求上述反应在 25 C时的； （ 2）利用附录中各物质的数据，计算上述反应在25 C 时的； （ 3） 25 C，若始态 CH(g) 和 H (g) 的分压均为 150 kPa ，末态 CO(g)和 H(g) 242 的分压均为 50 kPa ，求反应的。 解：（ 1） - - ）2（ ）设立以下途径3（ - - 3.48已知水在 77C 是的饱和蒸气压为 41.891 kPa 。水在 101.325 kPa 下的 正常沸点为 100C。求 （1）下面表示水的蒸气压与

11、温度关系的方程式中 的 A和 B值。 （2）在此温度范围内水的摩尔蒸发焓。 （3）在多大压力下水的沸点为 105C。 解：（ 1）将两个点带入方程得 - - Clausius-Clapeyron 方程2（ ）根据 ）（3 第四章 4.3），当醋酸的质量摩尔浓度 在25 A ）中溶有醋酸（ B水（，C1 kg bB 和介于之间时，溶液的总体积 。求： ）的偏摩尔体积分别表示成把水（ ）（ 1 B）和醋酸（ A的函数关系。bB ）（ 2时水和醋酸的偏摩尔体积。 解：根据定义 - - 当时 4.5 80 C 是纯苯的蒸气压为 100 kPa，纯甲苯的蒸气压为 38.7 kPa。两液体可形成理想液态混

12、合物。若有苯 -甲苯的气 -液平衡混合物， 80 C 时气相中苯的 摩尔分数，求液相的组成。 解：根据 Raoult 定律 4.7 20 C 下 HCl 溶于苯中达平衡，气相中 HCl 的分压为 101.325 kPa 时，溶液中 HCl 的摩尔分数为 0.0425。已知 20 C 时苯的饱和蒸气压为 10.0 kPa， 若 20 C 时 HCl 和苯蒸气总压为 101.325 kPa，求 100 g 笨中溶解多少克 HCl 。 解：设 HCl 在苯中的溶解符合 Henry 定律 - - 4.21在 100 g 苯中加入 13.76 g 联苯（ C6H5C6H5），所形成溶液的沸点为 82.4

13、 C。已知纯苯的沸点为 80.1 C。 求：（1）苯的沸点升高系数；（ 2）苯的摩尔蒸发焓。 解： 4.24现有蔗糖（C12H22O11）溶于水形成某一浓度的稀溶液， 其凝固点为 -0.200 25C C，计算此溶液在时的蒸气压。已知水的，纯水 25C 时的蒸气压为。在 解：首先计算蔗糖的质量摩尔浓度 由 4.6 知，质量摩尔浓度和摩尔分数有以下关系 假设溶剂服从 Raoult 定律，则此溶液在 25C 时的蒸气压 4.27人的血液（可视为水溶液）在101.325 kPa下于 -0.56C 凝固。已知水的 。求： （ 1） 血液在 37 C 时的渗透压； （ 2） 在同温度下， 1 dm3 蔗糖（ C12H22O11）水溶液中需含有多少克蔗糖才 专业资料可修改可编辑 范文范例 可行性研究报告指导范文 （ -