《物理化學(復旦大學藥學院） 第一章習題答案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理化學(復旦大學藥學院） 第一章習題答案（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一章習題解答 第 6 頁 共 6 頁 第一章 習題解答 1. (1) Q=DU-W=200-160=40 kJ (2) DU=Q+W=260-100=160 kJ 2. \W= -pDV= -R 3. (1) W= -pDV= -p(Vg–Vl)? -pVg= -nRT= -1′8.314′373.15= -3102 J (2) W= -pDV= -p(Vs–Vl) 4. 在壓力p和房間容積V恒定時，提高溫度，部分空氣溢出室外，因此室內(nèi)氣體量n是溫度的函數(shù)，。 5. (1) 恒溫可逆膨脹 (2) 真空膨脹 W = 0 (3) 恒外壓

2、膨脹 W = -p外(V2–V3) = = -2327 J (4) 二次膨脹 W=W1 + W2 以上結(jié)果表明，功與具體過程有關(guān)，不是狀態(tài)函數(shù)。 6. (1) 理想氣體為系統(tǒng)，等壓過程， Q=DH>0 (2) 電熱絲+理想氣體為系統(tǒng)，等壓過程，Q=0，DU=W￠>0，DH=DU+D(pV)>0 7. DH=n×DHm,汽化=40670 J DU=DH–D(pV)=DH–p(Vg-Vl)=40670–101325(30200–1880)′10-6 =40670–3058=37611 J 8. 過程 Q W DU DH

3、(1)理想氣體自由膨脹 0 0 0 0 (2)理想氣體恒溫可逆膨脹 + – 0 0 (3)理想氣體節(jié)流膨脹 0 0 0 0 (4)理想氣體絕熱恒外壓膨脹 0 – – – (5)水蒸氣通過蒸氣機對外做功后復原，以水蒸氣為系統(tǒng) + – 0 0 (6)水(1 atm，0°C)? 冰(1atm，0°C) – –或?0 – – (7)剛性容器中石磨燃燒，整體為系統(tǒng) 0 0 0 + 9. Cp,m=29.07–0.836′103T+2.01′10-6T2 (1) Qp=DH =20349–380+625=20.62 kJ

4、 (2) QV=DU=DH–D(pV)=DH–(p2V2–p1V1) =DH–nR(T2–T1) =20.62–R(1000-300)′10-3 =14.80 kJ 10．（1）等溫可逆膨脹 DU =DH = 0 Q = -W （2）等溫恒外壓膨脹 DU =DH =0 Q = -W = p2 (V2–V1) = p2V2–p2V1= p1V1–p2V1= (p1–p2)V1 =(506.6-101.3)′103′2′10-3 = 810 J 11. （1）常壓蒸發(fā)：Q=DH= 40.7 kJ W= -p(Vg–Vl)? -pVg? -RT= -

5、8.314′373= -3.1 kJ DU=Q+W=37.6 kJ (2) 真空蒸發(fā)：DH=40.7 kJ W=0 DU =Q=37.6 kJ 12. (1) p1T1=p2T2 (2) DU=nCV,m(T2–T1)= DH=nCp,m(T2–T1)= (3) 以T為積分變量求算： pT=C(常數(shù)) 也可以用p或V為積分變量進行求算。 13．DU=nCV,m(T2–T1)=20.92′(370–300)=1464 J DH=nCp,m(T2–T1)=(20.92+R)′(370–300)=2046 J 始

6、態(tài)體積 體積變化： 壓力 W=W1+W2= -p2(V2–V1)+0= -821554′(0.003026–0.0246)= 17724 J Q=DU -W=1464–17724=–16260 J 14. (1) DH=Cp,m(T2–T1) T2=373.8 K p2=0.684′105 Pa DU= CV,m(T2–T1) J W=DU–Q=1255–1674=–419 J (2) 狀態(tài)函數(shù)變化同上 DU=1255 J DH=2092 J W=W1=–8.314′273.2×ln2=–1574 J Q=DU–W=1255

7、+1574 = 2829 J 15. 雙原子分子 W=DU=nCV,m(T2–T1) 16. （1）等溫可逆膨脹 DU =DH = 0 Q = W （2）絕熱可逆膨脹 Cp.m=20.79 CV.m= Cp.m-R=12.476 TVg-1=常數(shù) Q =0 DU=W=nCV,m(T2–T1)=12.476′(160.06–273.15)= -1411 J DH=nCp,m(T2–T1)= 20.79′(160.06–273.15)= -2351 J 17. (1) (2) DU=n

8、CV,m(T2–T1)=0.1755′(28.8–R) ′(224.9–298)= -263 J DH=nCp,m(T2–T1)=0.1755′28.8 ′(224.9–298))= -369 J 18. 設(shè)物質(zhì)量為1mol 始態(tài)溫度： K 求終態(tài)溫度： K J J Q=0 W=DU= -1779 J 若設(shè)物質(zhì)量為n mol，可如下計算： 始態(tài)溫度， 終態(tài)溫度 在計算DU、DH、W時n可消去，得相同的結(jié)果。 19. 證明 U=H–pV 20. 證明 (1) H=f(T,p) V不變，對T求導 代入(1)

9、 21. 發(fā)酵反應(yīng) C6H12O6(s) ?? 2C2H5OH(l) + 2CO2(g) Dn=2 DU=DH-DnRT= -67.8 -2R′298′10-3 = -72.76 kJ×mol-1 22． nQV+CDT=0 QV =–4807200 J C7H16(l) + 11O2(g) = 8H2O(l) + 7CO2(g) Dn =–4 DcHm = QV + DnRT =–4807200–4R′298 = –4817100 J×mol–1 =–4817.1 kJ×mol-1 23．(1) 2H2S(g)+SO2(g) = 8H2O(l) + 3

10、S(斜方) Dn =–3 QV =–223.8 kJ DrHm = QV + DnRT = –223.8 + (–3)RT′10-3 = –231.2 kJ (2) 2C(石墨) + O2(g) = 2CO(g) Dn = 1 QV =–231.3 kJ DrHm = QV + DnRT = –231.3 +RT′10–3 = –228.8 kJ (3) H2(g)+Cl2(g) = 2HCl (g) Dn =0 QV =–184 kJ DrHm = QV =–184 kJ 24. (1) x=4 mol (2) x=2 mol (3)

11、x=8 mol 25． 2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g) DfHOm(kJ×mol-1) –411 –811.3 –1383 –92.3 DrHOm=S(nDfHOm)產(chǎn)物–S(nDfHOm)反應(yīng)物 = (–1383–2′92.3)–(–811.3–2′411) = 65.7 kJ×mol-1 DrUOm =DrH°m–DnRT=65.7–2RT′10-3=60.7 kJ×mol-1 26．生成反應(yīng) 7C(s) + 3H2(g) + O2 (g) = C6H5COOH(l) DcHOm(kJ× m

12、ol-1) –394 –286 –3230 DrHOm=S(nDcHOm) 反應(yīng)物–S(nDcHOm) 產(chǎn)物 = [7′(–394) + 3′(–286)] – (–3230)= –386 kJ×mol-1 27. 反應(yīng) C(石墨) ? C(金剛石) DcHOm(kJ×mol-1) –393.5 –395.4 DrHOm=DcHOm，石墨–DcHOm，金剛石 =–393.5–(–395.4)=1.9 kJ×mol-1 28. 3C2H2 (g) = C6H6 (l) DfHOm (kJ×mol-1) 226.73 49.04

13、DcHOm (kJ×mol-1) –1299.6 –3267.5 由生成熱數(shù)據(jù)計算： DrHOm=49.04–3′226.73=–631.15 kJ×mol-1 DrUOm=DrHOm–DnRT=–631.15+3′8.314′298.2′10-3= -623.71 kJ×mol-1 由燃燒熱數(shù)據(jù)計算： DrHOm=3′(–1299.6)–(–3267.5) =–631.3 kJ×mol-1 DrUOm=DrHOm–DnRT=–631.3+3′8.314′298.2′10-3= -623.86 kJ×mol-1 29. 反應(yīng) KCl(s) ? K+(a

14、q, ￥) + Cl-(aq, ￥) DfHOm(kJ×mol-1) –435.87 ? –167.44 DrHOm=17.18 kJ×mol-1 DrHOm=S(nDfHOm)產(chǎn)物–S(nDfHOm)反應(yīng)物 17.18=[DfHOm (K+,aq, ￥)–167.44]–(–435.87) DfHOm (K+,aq, ￥)=–251.25 kJ×mol-1 30. 生成反應(yīng) H2(g) + 0.5O2(g) = H2O(g) DrHOm,298=–285.83 kJ×mol-1 Cp,m(J×K-1×mol-1) 28.824 29.355 75.291

15、 DCp=75.291–(28.824+0.5′29.355)=31.79 J×K-1 =–285.83+31.79′(373–298)′10-3 =–283.45 kJ×mol-1 31. 反應(yīng)N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) DrHOm,298=–92.88 kJ×mol-1 a b′103 c′107 N2(g) 26.98 5.912 –3.376 H2(g) 29.07 –0.837 20.12 NH3(g) 25.89 33.00 –30.46 D –62.41 62.599 –11

16、7.904 =–92880+[–6241+2178–144]= –97086 J×mol-1 H2(g) + I2(s) H2(g) + I2(g) DrHOm,291= 49.455 kJ ×mol-1 2HI(g) 2HI(g) Cp,m=55.64 J×K–1×mol–1 T=386.7K D熔HOm=16736 J×mol-1 Cp,m=62.76 J×K–1×mol–1 Cp,m=7R/2 J×K–1×mol–1 T=457.5K D蒸HOm=42677 J×mol-1 s?l l ?g DrHOm，473=？

17、DHHI Cp.m=7R/2 DHI2 DHH2 Cp.m=7R/2 32. 按圖示過程計算： DHH2=nCp,mDT=3.5R(473–291)=5296 J DHHI=nCp,mDT=2′3.5R(473–291)=10592 J DHI2=DH1(s,291?386.7K) + DH2(s?l) + DH3(l,1386.7?457.5K) + DH4(l?g) + DH5(g,457.5?473K) =55.64′(386.7–291)+16736+62.76′(457.5–386.7)+42677+3.5R′(473–457.5) =69632 J DHH2+DHI2+DrHOm,473=DrHOm,291+DHHI 5296+69632+DrHOm,473=49455+10592 DrHOm,473=–14.881 kJ ×mol-1