物理化學課后答案解析-熱力學第一定律(參考版)
2024-08-16 09:41本頁面
【正文】 已知298K時的熱力學數(shù)據(jù)如下：物質(zhì)CO2（g）H2O(g)C2H2(g)N2(g)0，以1mol乙炔為基準，所用氧氣的量正好為理論用量，設計如下過程：由上循環(huán)知： 即：得：T=3445K=3172℃ 專業(yè)技術參考資料 ?！窘狻浚?）經(jīng)典理論將分子看作剛體，無振動能，每個分子的平均自由度為3，非線性分子的轉(zhuǎn)動自由度為3，每個自由度對能量的貢獻為?！?4】將H2O看作剛體非線性分子，用經(jīng)典理論來估計其氣體的值。（1） 單原子氣體，（2） 雙原子氣體，N2(g)為雙原子氣體，Ar(g)為單原子氣體，又因為上述過程是絕熱過程，根據(jù)過程方程TVr1=K可以求得r的數(shù)值，（其中r=/）以此確定容器中氣體Ar(g)還是N2(g)。已知H2O（l）在373K和標準壓力下的摩爾蒸發(fā)焓為解 設計如下過程：以上設計的原則是使溫度變化和化學反應分開，遇到相變點要單獨計算，再由基爾霍夫定律得：【33】某高壓容器中含有未知氣體，可能時氮氣或氬氣。mol1【32】反應，在298K和標準壓力下的摩爾反應焓變?yōu)?。C（g）+4H（g）=CH4（g）已知：石墨升華為碳原子的焓變估計為：H2（g）=2H（g）【解】 乙酸乙酯的生成反應為：4C(s)+O2(g)+4H2(g)→CH3COOC2H5（l） 由題知① CH3COOH(l)+2O2(g)→2CO2(g)+2H2O(l) ② CH3CH2OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+3H2O(l) ③ C(s)+O2(g)→2CO2(g) ④ H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l) ⑤ CH3COOH（l）+C2H5OH（l）→CH3COOC2H5（l）+H2O(l)由于4③+4④+⑤①②=4C(s)+O2(g)+4H2(g)→CH3COOC2H5（l）所以=4+4+=4()+4()+()()(1366)= kJmol1和1366kJmol1=mol1(2)C3H6(g)CH3CH=CH2(g)=【解】 (1)環(huán)丙烷的生成反應為:3C(s)+3H2(g)→C3H6(g)==[3()+3()(2092)]kJmol1。molK1，計算298K時正庚烷的摩爾燃燒焓（量熱計的平均溫度為298K）。【27】?！窘狻浚?）C12H22O11（蔗糖）完全燃燒；C12H22O11（蔗糖）+12O2(g)→11H2O(g)+12CO2(g)（2）C10H8（萘，s）完全氧化為苯二甲酸C6H4（COOH）2（s）；（3）乙醇的完全燃燒；（4）PbS(s)完全氧化為PbO(s)和SO2（g）。解: =【26】 有如下反應，設都在298K和大氣壓力下進行，請比較各個反應的ΔU與ΔH的大小，并說明這差別主要是什么因素造成的。試分別計算熱機的理論轉(zhuǎn)換系數(shù).【解】（1）高溫熱源為373K時（1） 高溫熱源為538K時【25】某電冰箱內(nèi)的溫度為273K，室溫為298K，今欲使1kg273K的水變成冰，問最少需做多少功？已知273K時冰的融化熱為335kJ【解】 (1)由等溫知:P1V1=P2V2 得P2= P1V1/V2=200kPa/2=100kPa=又因為溫度不變則 ΔU=0,而Q=W=(2)絕熱可逆膨脹, Q=0,由于體系是單原子理想氣體,則 根據(jù)pVr=常數(shù) 得 那么 =1376J（3）沿著p/Pa=104Vm/(dm3（1）等溫可逆膨脹；（2）絕熱可逆膨脹；（3）沿著p/Pa=104Vm/(dm3試在pT圖中化畫出三種膨脹功的示意圖，并比較三種功的大小?！窘狻?(1)由于pV2=C,則p=c/V2=1mol?K1?mol1(473K573K)=（2）對于理想氣體, Q=ΔUW=2090J()=【22】 在298K時，有一定量的單原子理想氣體（），從始態(tài)2000kPa及20dm3經(jīng)下列不同過程，膨脹到終態(tài)壓力為100kPa，求各過程的ΔU，ΔH，Q及W。【解】 (1)1molH2經(jīng)過絕熱可逆過程（設為理想氣體），則 根據(jù) 得 (2) 根據(jù)得（3）由于是絕熱反應 Q=O=【21】 理想氣體經(jīng)可逆多方過程膨脹，過程方程為，式中C， n均為常數(shù)，n1?！窘狻浚?）這是一個絕熱并等壓過程因過程進行的很快，忽略熱量向環(huán)境的散失，且在恒壓環(huán)境中，所以ΔH＝Qp=0（2）寫出體系狀態(tài)變化過程：在標準壓力下ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=0ΔH1=?K1?kg1()kg(273268)KΔH2=?K1?kg1x?kg(273268)KΔH3=?kg1x?kg所以有?K1?kg1(273268)?kg1x?kg＝0得 x＝10－3kg10－3kg【20】 1molN2（g），在298K和100kPa壓力下，經(jīng)可逆絕熱過程壓縮到5dm3。kg1。kg1，由于過程進行的很快，可以看作是絕熱的?！咀C明】 1. ,兩邊對T求微商,得由于 。設氣體為理想氣體。解 始態(tài) 終態(tài)p V 3dm3 ?T 293K 353K利用查理定律，壓力不變時：P不變時：由理想氣體狀態(tài)方程的: 所以:【16】在1200K、100kPa壓力下，有1molCaCO3(s)完全分解為CaO(s)和CO2（g），吸熱180kJ。計算過程中W，ΔU，ΔH和Q?！?4】 1mol單原子理想氣體，始態(tài)為200kPa、經(jīng)pT=常數(shù)的可逆過程（即過程中pT=常數(shù)），壓縮到終態(tài)400kPa，已知氣體的，試求（1）終態(tài)的體積和溫度；（2）ΔU和ΔH；（3）所做的功。kg1。（1）在373K，100kPa壓力下H2O（l）變?yōu)橥瑴亍?
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