第一章习题答案科学出版社.doc

第一章 习题答案1.在288.2K及99.99kPa下，将100g Zn放入过量的稀盐酸中，试计算产生的氢气逸出大气时所做的体积功？解：反应式：Zn + 2HCl ZnCl2 + H2,生成H2的物质的量为：2、在25时，2mol He的体积为15L，在恒温下，此气体（1）反抗外压为105Pa时，膨胀到体积为50L；（2）可逆膨胀到体积为50L。试计算此两种膨胀过程的功。3、（1）不可逆；（2）可逆；（3）不可逆；（4）不可逆；（5）可逆；（6）不可逆。4、已知H2的Cp,m (29.07-0.83610-3T 2.0110-3 T2)JK-1mol-1,现将1mol的H2 (g)从300K升至1000K，试求：(1) 恒压升温吸收的热及H2 (g)的H;(2) 恒容升温吸收的热及H2 (g)的U。 5、在0和506.6 kPa条件下，2 dm3的双原子理想气体体系以下述二个过程恒温膨胀至压力为101.325 kPa，求Q、W、U和H。(1)可逆膨胀；(2)对抗恒外压101.325 kPa膨胀。解：恒温膨胀，所以UH0 6、 某理想气体的Cv, m = 20.92 J/K, 现将1mol的该理想气体于27 ，101.325kPa时受某恒外压恒温压缩至平衡态，再将此平衡态恒容升温至97 ，此时压力为1013.25kPa.求整个过程的Q、W、U和H。7、1摩尔单原子分子理想气体，在273.2K，1.0105 Pa时发生一变化过程，体积增大一倍，Q1674J，H2092J。(1)计算终态的温度、压力和此过程的W、U;(2)若该气体经恒温和恒容两步可逆过程到达上述终态，试计算Q、W、U和H。(2)U和H为状态函数，始态和终态不变，则其值也不变，所以：U 1255 J, H = 2092 J8、在温度为273.15K下，1mol氩气从体积为22.41L膨胀至50.00L，试求下列两种过程的Q、W、U、H。已知氩气的定压摩尔热容Cp,m20.79 Jmol-1K-1，（氩气视为理想气体）。（1）等温可逆过程；（2）绝热可逆过程。 9、气体He从0，5.0105 Pa，10L的始态，（1）经一绝热可逆膨胀至105 Pa，试计算终态的温度T2，此过程的Q、W、U和H。（2）经一绝热不可逆过程，在恒定外压105 Pa下快速膨胀到气体压力为105 Pa，试计算T2、Q、W、U和H。 10、今有10 dm3 O2从2.0105 Pa 经绝热可逆膨胀到30 dm3, 试计算此过程的Q、W、U和H。（假设O2可视为理想气体）11. 1mol N2，始态压力为202.65kPa，体积为11.2dm3,经TV为一常数的可逆过程膨胀至22.4dm3，计算系统所做的功及U和H。12. 分别判断下列个过程中的Q、W、U和H为正、负还是为零？（1）因为pe = 0，所以W = 0，又因为Q = 0，所以U = H = 0（2）U = H = 0，Q =W 0（3）因为T = 0，所以U = H = 0，又因为绝热Q = 0，所以W = 0（4）因为绝热，Q = 0；反抗恒外压膨胀，W 0；U = Q + W = CVT 0，T 0, H = CpT 0（5）系统对外做功，W 0。（6）V 0，W 0; 水凝固放热，Qp = H 0; U = Q + W 0，而体积不变，则：H = U + (pV) =U + Vp 0。13、证明：14、葡萄糖发酵反应如下：C6H12O6 (s) 2C2H5OH(l) + 2CO2(g)已知葡萄糖在100kPa、298K下产生-67.8kJ的等压反应热，试求该反应的热力学能变化U为多少？15. 25时，将0.1265g蔗糖放在弹式量热计中燃烧，反应完成后温度升高1.743。若用电热丝加热该系统，在电压为5.0V，电流强度为0.50A的情况下加热12分15秒，温度升高1.538。试计算（1）量热计的总热容是多少？（2）蔗糖的燃烧热是多少？（3）试从蔗糖的燃烧热及其它有关数据计算蔗糖的标准生成焓。解：（1）所做的电功全部转化为热，体系的热容（2）蔗糖燃烧反应式：C12H22O11(S) + 12O2(g) 12CO2(g) + 11H2O(l) M蔗糖 = 342g/mol, n = 0.1265/342 = 3.69910-4mol(3)-5630 = 12 (-393.5) + 11 (-285.9) - fH蔗糖fH蔗糖 = -2237.3kJmol-116、试求下列反应在298K，101.325kPa时的恒压热效应。（1）2H2S (g) SO2 (g) = 2H2O (l) + 3s (斜方) QV 223.8 kJn = 3, Qp = QV +nRT = 22380038.314298=231.2 kJ(2) 2C (石墨) O2 (g) = 2CO (g) QV 231.3 kJn = 1, Qp = QV +nRT = 231300+18.314298=228.8 kJ(3) H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) QV 184 kJn = 0, Qp = QV = 184 kJ17、已知下述反应298K时的热效应：(1) C6H5COOH (l) + 7.5O2 (g) = 7CO2 (g) + 3H2O (l) rHm，1 = 3230 kJ(2) C (s) + O2 (g) = CO2 (g) rHm，2 = 394 kJ(3) H2 (g) + 0.5O2 (g) = H2O(l) rHm，3 = 286 kJ求C6H5COOH (l)的标准生成热fHm。解：7 C (s) + 3 H2 (g) + O2 (g) = C6H5COOH (l)fHmC6H5COOH (l) = 7 rHm，2 + 3 rHm，3 rHm，1= 7 (394) + 3 (286) (3230) = 386 kJmol-118. 已知CO2(g)，CH3COOH(l)和H2O(g)在25时的标准生成焓分别为-393.5，-487.02和-241.8 kJmol-1，反应CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g)的rHm = -806.3 kJmol-1；水在100时的汽化热为39.33 kJmol-1，CH3COOH(l)，CO2(g), H2O(g), CH4(g)和H2O(l)的Cp,m值分别为62.8，29.14，33.58，35.71，75.31 JK-1mol-1。利用上述数据，计算：（1）H2O(l)在25时的fH;（2）反应CH3COOH(l) CH4(g) + CO2(g)在25时的rHm;（3）反应CH3COOH(gl) CH4(g) + CO2(g)的rHm = 0时的温度。假设该反应在25时的rHm= -16.7 kJmol-1。19、在298K时H2O (l) 的标准摩尔生成焓为-285.8 kJmol-1，已知在25至100的温度范围内H2 (g)、O2 (g)及H2O (l)的Cp,m分别为28.83 JK-1mol-1, 29.16 JK-1mol-1及75.31 JK-1mol-1。求100时H2O (l)的标准生成焓。