物理化学题库
4页1、第1章 化学热力学基本定律与函数习 题2设有0.1 kg N2,温度为273.15 K,压强为101325 Pa,分别进行下列过程,求、及。(1) 恒容加热至压强为151987.5 Pa; (2) 恒压膨胀至原体积的2倍;(3) 恒温可逆膨胀至原体积的2倍; (4) 绝热可逆膨胀至原体积的2倍。(答案: U = QV = 1.01104 J,H = 1.42104 J,W = 0;H = QP = 28.4 kJ,U = 20.20 kJ,W= -8.11 kJ; Q = 5622 J ,W = -5622 J,H = U = 0 J; Q = 0,W = U = -4911 J,H = - 6875 J)解: 将N2 气视为双原子理想气体,则Cp,m=29.10 Jmol-1K-1;Cv,m=20.79 Jmol-1K-1 (1) W=0, 末态温度 T2=1.5T1=1.5273.15 K=Qv=n Cv(T2-T1) =(100/28)20.79(1.5273.15-273.15)=1.01104 J= n Cp(T2-T1) =(100/28)29.10(1.5273.15-2
2、73.15)=1.42104 J(2) 末态温度 T2=2T1=2273.15K=Qp= n Cp(T2-T1) =(100/28)29.10(2273.15-273.15) =28388 J=28.4 kJ=n Cv(T2-T1) =(100/28)20.79273.15 = 20201 J=20.20 kJW= -P= -101325(100/28)8.314273.15/101325= -8110J= -8.11kJ(3) 理想气体恒温,=0, W= -Q= -(100/28)8.314273.15ln2= -5622 J= -5.62 kJ(4) 运用理想气体绝热过程方程:T2=(1/2)0.4T1=(1/2)0.4273.15 =207 KQ=0W= n Cv,m= (100/28)20.79(207-273.15)= -4911 J= - 4.911 kJ = (100/28)29.10(207-273.15)=-6875 J= -6.875 kJ4在298.15K、101325 Pa下,1 mol H2与0.5 mol O2生成1 mol H2O(),放热285.90 k
3、J。设2及2在此条件下均为理想气体,求。若此反应在相同的始、末态的条件下改在原电池中进行,做电功为187.82 kJ,求、及。(答案:U = -282.18 kJ; Q = -98.08 kJ,W= -184.10 kJ,U = -282.18 kJ)解: (1) 反应为: H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) (恒温恒压) H= -285.9 kJ若忽略H2O(l)的体积,则 = H- (Dn)RT, Dn = -1.5 所以:= -282.18 kJ (2) 不变总功:W=电功+体积功= -187.82 +1.5RT = -184.1 kJQ=- W= -282.18+184.1= -98.1 kJ9某礼堂容积为1 000 m3,室温为283 K,压强为101325 Pa,欲使其温度升至293 K,需吸热多少?设空气,如室温由293 K降至283 K,当室外温度为273 K时,问需导出多少热?(答案:Q1 = 12.315103 kJ;Q2 = -11.676103 kJ)解:(1) 将礼堂的墙壁视为绝热,因要维持室内压强为101325Pa,故室内空气的n将会随温度的升高而变
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