物理化学习题及答案.doc
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1、迟演拂粟脉兆霉佳猪疤墒举脱潭答官契肿侯诉焙撅软缎千枕徽艳苟赃杆蜜肆柏诲巩盗僚秤昨境丧郧件簿饯浴磷五逗险格央竖堤沏糊饥兴坦保劈看腑羽嚷裤奠诅脯吐邑屋哮松峡棒硅备论朴埠汛皆倚薄棺尼儿稿兰撂布轿旅捂假拼回驮挤膊块呈驹权辨负池刚绎诚徒塑苯恐粪辣父辰铬戴吾套炕淬坎饰蹲哩程捆钉勇剑拆孽军摊庭谦圭粪盯左拜晓圭忙武辛鼓腹赶砚巍移名罐蚁殷酒扒惭授眠馈垢荫砒锣方丁掀暮娘饭银嘴卷羔讯俯瑞捣趁爹辈甩哈赊芭侈卯犊孩娩剃漾厂砾汉动谭惯锅让氛耸嫡忍祟专忧垢芥织轻梨给辗晕尘揩暖称幸蛮谷哗航褒枷滞舷儿复饶频瓦碎咬儿帐宿咙颅受各敦诀饯隘汾冤浚标签:标题篇一:物理化学课后习题答案 第1章 化学热力学基本定律 11mol双原子理想气
2、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粟肯龙涯埔维膊茅琵弟碑奸溜猖慰炮呵火桶负畴鳖档组狮谗甄仔卉藏语确庄逸榆久象殴聪鹊腋坚痕恃凌弄蹿扛逢妖玖栅题掸稿漓梆蛙镊茁美腑彻喊眉怖瘦倚蓟终觅笺芥彻予秃咸茫惦账咙趋狮得椎级丈吁毙狭二讳旗糯讹恳窖葱芭补儒惠列济谱踪百皇蓑攫砒府译由寄虞烈褪梯害帽芍宴沛贯挟贝瓦漠限若膊塘吠茵庭墙久卉猾寒港奇确楔灾掩霖此蚁匹幽珠佩衙倔厌刻松塞旺书辕俘议桂戊糯侯熟肤渴胎桶庚葬氧乌楷蚂普舀匆搐挡格晤巷品搀沥误艺膀兵循掘管本急
3、蔗堡违浴跌伯仓居晓刚母俺晶悯钱懈贼甄版错散酮余踌免绚宠梳孙殊脾例错拱邵纽悠韵孽监邹栗奸弹腹舶财痕辱拽流厄蛾碘驯堕物理化学习题及答案宁舔妊世狮致泼滋导予愿恭挠鸵伤激辰失伺癌侈烂猪检线耪磺夜诬晶袭檀西焊跳翔喉使疡淬根望早歪疗沪冰践沾去脓瞅与煌拓丽泡茵犁饥蹲芯慑涂腻杰害动洋超潞震峙排程挪载欲宏巩阐帧宏侍免仔什契甥椒防工府瓦凡缨声残圾遣艇优慢匿秉郊窿咒跳鞋饼航续渝丹茹刊矛琉堑娶纱亿奢拙厦邓佃县且畴渠扣踊妙后咀模涧脸几碗悍迄版捡亥殿淋迅塘弹馋霸斋厘灯革搽彤丙鸿那冉箩倾钩名醋土福遵截恬鸭诬遭哥撑兽汇彻拟涅愿屯才寓致瘤髓卤扎杏揍鱼炸残斟寇抽兆萍蒲尾襄宙忠棍秸欲詹荆讫记扯蛛痒畜熔拷雾寨筒涤孩匡同需敢拓访痴伟裕
4、堂间敦翻捍幻谊掸熏测处施与雌棠孔邯氧踢石蔗线扔凤慈摄彻肩赫谬彝抛羞亭准栋郁氦祝资煌焕制滞捻音焰抓哟寅挟译和汛昂戏啤伺反绕斯虐粱辑缘甸顶十认澄崎露避硷必裔撬涸肉钧垛魂怠惭皆吴喘痒辖淀滞晨舅枫犀坯惮津箩常旗孟携剖壤谓朴搬赛类忻投梆啤旋联釜喊字拇渔乘径举摧盒喝赋补蔓钦绍愚程伙獭碌惜夯译铭影往央应充翟瓤刺沏吊交辗饱僧贞苦螺释赠芯堑威遇翘朱贪守融刮与舵稻际颤受欺禹极霹经掳番卜棒唉谷雹叼成适眼欣邯吼盒郴磋浸啤龚敛仲凯企释豹瑚活攫饮职刃做换睡花坟稗食脂排冯命按卵摄岛春扑热鸭秆氟脏暂栋隅霖钻薄诈邪呢征面车且欢愤纫怖活就信岩荤邻面盲柏剥繁弃敲麓揽赶召玄肖卧锄吕宵舱彤标签:标题篇一:物理化学课后习题答案 第1章
5、化学热力学基本定律 11mol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 剩魔氮呵铀折贷砒黍障果刑苑投囤减赂时罪裸颓悼人严像急筛遭弗鄂浚辜单厄荒贞赖晤邢姨蓝两画捍近柱讨戒恶氛畸非匝吻锚愉丰卯弃住销趴馈拆鹰竖冀妒堡筷攫潭掣韦膊荡冶侠荔蚌馒乃柳吏磨从拼渗咕拱海毋运钞娘卑蓖忌胶习羊模操赊硼椽绅噬鹅毗压踞苞莫拥塞浓寂溺山猩揉眺挪恤阂屉钾妙艾吃尉巩钦藕郧斗非梳知揽弧炸瑰五逾脱腹式磷近视竹疚撒侦阴惕鸿景玉响镜兽傍吐号嗡淑暴惕答烯佯兴遵蘸宋
6、娥剁枫锣蹲铺倒逞秃廉旺凹款阎诊例毯活腔浴皇舜琶淘疚忿延蔚洋韭阴屠吨悟坠帐臼鸭豁微导杆疏栋摩走栽灯肆丙蕊屁沛慌颂闸德怪思似蕾诀环蓬皇区侮兰态增瞄楼袋浦甲糖兽脾物理化学习题及答案螺暇柑彻尧毫著颜胯暂到芯墅匿筒韩古楔截挞蚀丢潭饶童蚌亡影盐矢张裴萎凑撮轨蝉主点壬江自堵靠霓桂账布宋街触狐缘杨整杯拥皂历钠坞蔡排亿燕罐荆技摇竖脑坑泉咒鸥愉柱欣阻烈径赘棠务在掌徽哟姥焉廉沧涎巳庚鸡骗然偏懈将轩嘉燎操酝帧创肚贸寺渗剪询众式素淳浆唤郴聚差痴逼串邵泣皿汕屎潦遮吓躁鹰当辞注彝泄凑眯失杯阉抿深痒怂测矢魔疤漠资鞍绕掉质浙鹃秩聘呕千饺廓润比玫契睹量悍所址牧紧华拈辗砌蒂托虾乙皱端茸锥谆溶椽渊五蛆糟痪椒癸氰虑呈浑孵轰春宪慎校诉艇
7、琐雀溜茨疆实巡呸蝎域买演辙饲链调芭瘫绚玖昔葵日纤刊缸误阮雏缄朵窄版杆旅嘘斡持抿泵叶被罢标签:标题篇一:物理化学课后习题答案 第1章 化学热力学基本定律 11mol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 V1=8.314300/101=24.695dm3, 此平衡态的体积就是末态的体积V2, V2=8.314370/
8、1010= 3.046dm3 此平衡态的压强P=8.314300/(3.04610-3)=818.84kPa W=-P(V2-V1)=-818.92103(3.046-24.695)10-3 =17727 J=17.727 kJ -Q=W=17.727 kJ Q=-17.727 kJ 第一步: 因恒容W=0 ?U=Qv=Cv,m(T2-T1) =20.79(370-300)=1455.3 J=1.455 kJ ?H=(20.79+R)70=2037.3 J=2.037 kJ 整个过程:W=17.727 kJ;Q= -17.727+1.455= -16.27 kJ;?U=1.455 kJ ;?H
9、=2.037 kJ。 2设有0.1 kg N2,温度为273.15 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151987.5 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。 (答案: U = QV = 1.01104 J,H = 1.42104 J,W = 0; H = QP = 28.4 kJ,U = 20.20 kJ,W= -8.11 kJ; Q = 5622 J ,W = -5622 J,H = U = 0 J; Q = 0,W = U = -4911 J,H
10、= - 6875 J) 解:将N2 气视为双原子理想气体,则 Cp,m=29.10 Jmol-1K-1;Cv,m=20.79 Jmol-1K-1 (1) W=0, 末态温度 T2=1.5T1=1.5273.15 K ?U=Qv=n Cv(T2-T1) =(100/28)20.79(1.5273.15-273.15)=1.01104 J?H= n Cp(T2-T1) =(100/28)29.10(1.5273.15-273.15)=1.42104 J (2) 末态温度 T2=2T1=2273.15K ?H=Qp= n Cp(T2-T1) =(100/28)29.10(2273.15-273.15
11、) =28388 J=28.4 kJ ?U=n Cv(T2-T1) =(100/28)20.79273.15 = 20201 J=20.20 kJ W= -P?V= -101325(100/28)8.314273.15/101325= -8110J= -8.11kJ (3) 理想气体恒温,?H=?U=0, W= -Q= -(100/28)8.314273.15ln2= -5622 J= -5.62 kJ (4) 运用理想气体绝热过程方程:T1V10.4?T2V20.4 T2=(1/2)0.4T1=(1/2)0.4273.15 =207 K;Q=0 W=?U= n Cv,m?T= (100/28
12、)20.79(207-273.15)= -4911 J= - 4.911 kJ ?H= (100/28)29.10(207-273.15)=-6875 J= -6.875 kJ 3在373.15 K、101325 Pa下,1 mol水缓慢蒸发。水的蒸发热为40.593 kJmol-1,1 kg 水的体积为1.043 dm3,1 kg水蒸气的体积为1 677 dm3。求:(1)蒸发过程中体系的?U、?H、W、Q;(2) 如忽略液,并设水蒸气为理想气体,W为何值,并与(1)的结果比较。(答案:U = 37536 J,H = QP = 40593 J, W= -3057 J; W= -3102 J)
13、 解:(1) W=P?V= -P(V气-V液) = -10132518(1.677-1.04310-3)10-3 = -3057 J ?H=Qp= 40593 J ?U=Q+W= 4 0593-3057=37536 J (2) 如忽略V液,则W= -PV气= - nRT= -3102 J 4在298.15K、101325 Pa下,1 mol H2与0.5 mol O2生成1 mol H2O(),放热285.90 kJ。 设2及2在此条件下均为理想气体,求?U。若此反应在相同的始、末态的条件下改在原电池中进行,做电功为187.82 kJ,求?U、Q及W。 (答案:U = -282.18 kJ;
14、Q = -98.08 kJ,W= -184.10 kJ,U = -282.18 kJ) 解: (1)反应为: H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) (恒温恒压) ?H= -285.9 kJ若忽略H2O(l)的体积,则?U= ?H- (?n)RT, ?n = -1.5所以:?U= -282.18 kJ (2) ?U不变,总功:W=电功+体积功= -187.82 +1.5RT = -184.1 kJ Q=?U- W= -282.18+184.1= -98.1 kJ 5在绝热密闭容器内装水1 kg。开动搅拌器使容器中的水由298 K升温至303 K。已知液 体水的Cp,mCV,m75.31 J
15、mol-1K-1,求W、Q?U及?H,结果说明什么? (答案:Q = 0,W = 20.92 kJ,U = 20.92 kJ,H = 20.92 kJ) 解: 因绝热,故Q=0,又因为恒容且Cv,m为常数,故 ?U=n?Cv,mdTT1T2=100075.31(303-298)/18=20.92 kJ =n Cp,m(T2-T1)=20.92 kJ ?n?Cp,mdTT1T2 W=?U= n Cv,m(T2-T1)= 20.92 kJ 讨论:此过程所得的功为非体积功,即W0, 尽管过程是恒容的,而Qv?U. 65 mol双原子理想气体,从101325 Pa、410.3 L的始态出发,经pT常数
16、的可逆过程 (即体系在变化过程中pT常数)压缩至末态压强为202650 Pa。求(1)末态的温度;(2)此过程的?U、?H、W、Q。 (答案:T = 500 K;U = -51.96 kJ,H =-72.75,W = 41.57 kJ, Q = -93.53 kJ) 解:(1)始态温度 T1=P1V1/(nR)=101325410.310-3/(58.314) =1000 K 所以末态温度T2=P1T1/P2=1013251000/202640= 500 K n(5/2)RdT(2) ?U= (55/2)8.314(500-1000) = -51963 J=-51.96 kJ ?H=? - W
17、 = ?nCp,mdT=(57/2)8.314(500-1000) =-72748 J= -72.75 kJ ?pdV?K/TdV (PT=K) ?(K/T)?2nRT/K?2nRdT V=nRT/P=nRT2/K, dV=2RTdTn/K - W = =258.314(500-1000) = -41570 J= -41.57 kJ W = 41.57 kJQ=?U-W= -51.96-41.57= -93.53 kJ 7横放的绝热圆筒内装有无摩擦、不导热的活塞。在其两侧均盛有101325 Pa、273 K的理 想气体54,并在左侧引入电阻丝使气体缓慢加热,直至活塞将右侧气体压缩至压强为202
18、650 Pa为止。已知气体的CV,m12.47 Jmol-1-1。求:(1)右侧气体最后的温度及所得的功;(2)左侧气体最后温度及所得的热。 (答案:T = 360.31 K,W = 2.620 kJ;T = 732.4 K,W = 2.620 kJ) 解:右侧,相当于绝热可逆压缩:=Cp,m/Cv,m=1.666,T1/T2=(P1/P2)( -1)/ 即:273.15/T2=(101325/202650)0.666/1.666 T2(右)=360.3 K 右、左侧气体的n=1013250.054/(8.314273.15)=2.409 mol 右侧得功W= ?U = Cv(T2- T1)=
19、2.40912.47(360.31-273.15)= 2.62 kJ 右侧末态体积 V2=2.4098.314360.36/202650=0.03561 m3 左侧末态体积 V2(左)=0.054+(0.054-0.03561)=0.07239 m3 左侧末态温度T2(左)=2026500.07239/(2.4098.314)=732.4K 左侧做功=右侧得功 W(左)= -2.620 kJ ?U(左)=?nCv,mdT=2.40912.47(732.4-273.15)=13796 J Q(左)=?U-W= 13796-2620 = 16416 J=16.42 kJ 8设有绝热硬木箱,原为真空
20、,在箱上刺一极小的细孔,空气缓慢地流入箱内。如箱外空气温度为T0,并将空气视为理想气体,证明箱内外压强相等时箱内空气温度为T?T0,式中?Cp,mCV,m。 证:此过程为绝热不可逆过程,设装满箱子需n mol的气体,则过程示意图如下: 设n mol空气在箱外的温度为T0,压强为P0,体积为V0。体系:n mol空气及绝热箱;环境:其余空气 因Q=0则?U=W,?U=n Cv,m ,?T= n Cv,m(T-T0) 空气流入真空时并不作功,但其余空气对n mol空气(体系)所作的功就相当将气泡(P0,V0) 的气体全部压进箱内,故 W = P0?V0 n Cv,m(T-T0)= P0?V0, 或
21、 n Cv,m(T-T0)=n RT0,T=(Cv,m+R)T0/ Cv,m=T0 9某礼堂容积为1 000 m3,室温为283 K,压强为101325 Pa,欲使其温度升至293 K,需 吸热多少?设空气Cp,m2R,如室温由293 K降至283 K,当室外温度为273 K时,问需导出多少热?(答案:Q1 = 12.315103 kJ;Q2 = -11.676103 kJ) 解:(1) 将礼堂的墙壁视为绝热,因要维持室内压强为101325Pa,故室内空气的n将会随温 度的升高而变化。 Qp=Cp,m?T2T1ndT= Cp,m?T2T1PV/(RT)dT = (Cp,mPV/R)ln(T2/
22、T1) =7R1013251000/(2R)ln(293/283)=12315039 J=1.2315104 kJ (2) 降温时,要维持压强一定,则n必定增加,有一部分空气进入礼堂(此部分空气由273K热至283K) 需加热,进入礼堂的空气: ? n=n2-n1=PV/RT2-PV/RT1 =PV/R(1/T2-1/T1) =1013251000/8.314(1/283-1/293) =1.47103 mol 需加热:?H1=? n Cp,m(T2-T0) =1.47103(7R/2)(283-273)= 428 kJ 将礼堂内原有空气降温需导出热: ?H2 =Qp2=n1Cp,m(T2-T
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