物理化学部分标准答案VIP免费

1/243.理想气体绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式VWCT计算，那两种过程的功是否一样?答：不一样。过程不同，终态不相同，即ΔT不一样，因此绝热可逆和绝热不可逆两过程所做功不一样。6.在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：（1）氢气在氧气中燃烧；（2）爆鸣反应；（3）氢氧热爆炸；（4）氢氧燃料电池。在所有反应中，保持反应始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?答：应该相同。因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。这就是：异途同归，值变相等。7.理想气体向真空绝热膨胀后，他的温度将（）。（A）升高（B）降低（C）不变（D）不一定答：（C）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。9.公式H=Qp适用于哪个过程（）。（A）理想气体绝热等外压膨胀（B）H2O（s）273K101.3kPa，H2O（g）（C）Cu2+（aq）+2e-→Cu（s）（D）理想气体等温可逆膨胀答：（B）式适用于不作非膨胀功的等压过程。1.（1）一系统的热力学能增加了100kJ，从环境吸收了40kJ的热，计算系统与环境的功的交换量；（2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20kJ的功，同时吸收了20kJ的热，计算系统热力学能的变化值。解：根据热力学第一定律：ΔU=W＋Q，即有：（1）W=ΔU－Q=100–40=60kJ（2）ΔU=W＋Q=-20＋20=02.在300K时，有10mol理想气体，始态压力为1000kPa。计算在等温下，下列三个过程做膨胀功：（1）在100kPa压力下体积胀大1dm3；（2）在100kPa压力下，气体膨胀到压力也等于100kPa；（3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100kPa。解：根据理想气体状态方程pV=nRT，即有：VnRTp（1） W=-peΔV=-pe(V2－V1)∴W=-100×103×1×10-3=-100J2/24（2） W=-peΔV=-pe(V2－V1)=-2p(2pnRT－1pnRT)=-121ppnRT∴W=-10×8.314×300×（1-1000100）=-22.45kJ（3） W=-dVp=-21VVnRTdVV=-12lnVVnRT=-21lnppnRT∴W=-10×8.314×300×1001000ln=-57.43kJ3.在373K恒温条件下，计算1mol理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。已知始、终态体积分别为25dm3和100dm3。（1）向真空膨胀；（2）等温可逆膨胀；（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；（4）先外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3以后，再在外压等于100dm3时气体的平衡压力下膨胀。试比较四个过程的功，这说明了什么问题？解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以20W（2）等温可逆膨胀1111225ln1mol8.314JmolK373Kln4299J100VWnRTV（3）恒外压膨胀3e21221212()()()nRTWpVVpVVVVV11331mol8.314JmolK373K(0.10.025)m2326J0.1m（4）分两步恒外压膨胀4e,121e,232213223()()()()nRTnRTWpVVpVVVVVVVV12232550(11)(2)50100VVnRTnRTnRTVV3/24111mol8.314JmolK373K3101J说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的功也越大。5.1mol理想气体在122K等温的情况下，反抗恒定外压10.15kPa，从10dm3膨胀的终态100dm3，试计算Q、W和ΔU、ΔH。解：该过程是理想气体等温过程，故ΔU=ΔH=0 W=-peΔV=-pe(V2－V1)∴W=-10.15×103×（100.0-10）×10-3=-913.5J根据热力学第一定律：ΔU=W＋Q，即有：Q=ΔU－W=0-（-913.5）=913.5J11202.60.10mol8.314JmolK300K(1)149.7J506.69.在300K时，4gAr（g）（可视为理想气体，其摩尔质量MAr=39.95g·mol-1），压力为506.6kPa。今在等温下分别按如下两过程：反抗202.6kPa的恒定外压进行膨胀。（1）等温为可逆过程；（2）等温、等外压膨胀，膨胀至终态压力为202.6kPa。试分别计算两种过程的Q，W，ΔU和ΔH。解：（1）理想气体的可逆过程，0UH，4gAr的物质的量为：14g0.10mol39.95gmoln1112506.6ln0.10mol8.314JmolK300Kln228.6J202.6RRpQWnRTp（2）虽为不可逆过程，但状态函数的变化应与（1）相同，即0UH22212211()()(1)RRnRTnRTpQWpVVpnRTppp11202.60.10mol8.314JmolK300K(1)149.7J506.610.在573K时，将1molNe（可视为理想气体）从1000KPa经绝热可逆膨胀到100kPa。求Q、W、ΔU和ΔH。解法1：因该过程为绝热可逆过程，故Q=0。 RCmV23，...