《工科大学化学》物理化学部分课后习题参考答案.pdf

文档介绍：第 1 章化学热力学基本定律与函数
习题 
双原子理想气体在 300 K、101 kPa 下,经恒外压恒温压缩至平衡态,并从此状态下
恒容升温至 370 K、压强为 1 010 kPa。求整个过程的∆U 、∆H 、W 及 Q 。 
(答案: △U = 1455 J,△H = 2037 J,W=17727 J,Q = -16272 J)
解: 第一步:恒外压恒温压缩至平衡态,∆U =0, ∆H =0
3 3
V1=×300/(101×10 )= ,
3 3
此平衡态的体积就是末态的体积 V2, V2=×370/(1010×10 )=
此平衡态的压强 P’=×300/(×10-3)=
3 -3
W=-P’(V2-V1)=-×10 ×(-)×10 =17727 J= kJ
-Q=W= kJ Q=- kJ
第一步: 因恒容 W=0
∆U =Qv=Cv,m(T2-T1) =×(370-300)= J= kJ
∆H =(+R)×70= J= kJ
整个过程:W= kJ;Q= -+= - kJ;
∆U = kJ ; ∆H = kJ。
kg N2,温度为 K,压强为 101325 Pa,分别进行下列过程,求∆U 、∆H 、
Q 及W 。 
(1) 恒容加热至压强为 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。 
4 4
(答案: ①△U = QV = ×10 J,△H = ×10 J,W = 0;
②△H = QP = kJ,△U = kJ,W= - kJ;
③ Q = 5622 J ,W = -5622 J,△H = △U = 0 J;
④ Q = 0,W = △U = -4911 J,△H = - 6875 J)
解: 将 N2 气视为双原子理想气体,则
-1 -1
Cp,m= J·mol ·K ;
-1 -1
Cv,m= J·mol ·K
(1) W=0, 末态温度 T2==× K
4
∴∆U =Qv=n Cv(T2-T1) =(100/28)××(×-)=×10 J
4
∆H = n Cp(T2-T1) =(100/28)××(×-)=×10 J
(2) 末态温度 T2=2T1=2×
∆H =Qp= n Cp(T2-T1) =(100/28)××(2×-) =28388 J= kJ
∆U =n Cv(T2-T1) =(100/28)×× = 20201 J= kJ
W= -P ∆V = -101325×(100/28)××= -8110J= -
(3) 理想气体恒温,∆H = ∆U =0,
W= -Q= -(100/28)×××ln2= -5622 J= - kJ

(4) 运用理想气体绝热过程方程:T1V1 = T2V2

T2=(1/2) ×T1=(1/2) × =207 K
Q=0
W= ∆U = n Cv,m ∆T = (100/28)××(207-)= -4911 J= - kJ
∆H = (100/28)××(207-)=-6875 J= - kJ
K、101325 Pa 下,1 mol 水缓慢蒸发。水的蒸发热为 kJ·mol-1,1 kg
水的体积为 dm3,1 kg 水蒸气的体积为 1 677 dm3。求:(1)蒸发过程中体系的∆U 、
W Q W
∆H 、、;(2) 如忽略V液,并设水蒸气为理想气体, 为何值,并与(1)的结果
比较。  (答案:①△U = 37536 J,