物理化学第五版上册复习题及答案

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第二章 热力学第一定律

一、选择题 题号 答案 题号 答案 1 × 1题11111111120 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 答D C A C D B C C D A C C C A D C D C C 案 22222 1 2 3 4 5 1 2 3 5 6 7 8 9 A D B D C 二、判断题

2 × 3 √ 4 √ 5 × 6 √ 7 √ 8 × 9 × 10 √ 三、计算题

1、解:

(1)绝热可逆膨胀 γ=Cp/CV=1.39 T2=143K n=4.41 mol Q=0

W=-ΔU=-nCV,m(T2-T1)=12070J (2)绝热不可逆膨胀

nCV,m(T2-T1)=-p外(V2-V1)=-p2R(T2/p2-T1/p1) T2=203.5K

W=-ΔU=-nCV,m(T2-T1)=6452J 2、解:

(a)∵理想气体 dT=0 可逆过程 ΔU=Q-W=0 ∴ Q=-W

W=nRTln(p1/p2) =nRTln(V2/V1)=16kJ (b)∵dT=0 ΔU=0 ∴ Q=W

5

W=p(V2-V1)=1.2kJ 3、解:

(1)等压过程 Δp=0 ΔH=Qp=-7.155×104J W=pΔV=1239.5J ΔU=Q-W=-7.28×104J (2)等容过程 ΔV=0 W=0 ΔU=-7.28×104J QV=ΔU=-7.28×104J ΔH=-7.155×104J

1kg 1kg水+4、解: 水  冰

??H?  p=101325Pa p =101325Pa   ?? T2=273K T 1 =268K  

    ΔH1 1kg  ΔH2 水     p=101325Pa

T2=273K

该过程由于速度快,可以看作绝热过程 ΔH=0,设最终有xg水结成冰,则

ΔH=ΔH1+ΔH2=0 0=1000×4.238×〔0-(-5)〕+(333.5x) 333.5x=21190 x=63.54g 5、解:

沸点时p=101325Pa ∴W=pΔV=∑νB(g)·RT=5166J Qp=ΔH=67780J ΔU=Q-W =626414J 6、解:

CV,m=12.47J·K-1·mol-1 Cp,m=20.79J·K-1·mol-1 (1)W1=nRΔT=624J Q1=nCp,mΔT=1559J (2)W2=Q2=nRTln2=2150J (3)W3=-nCV,m(T4-T3)=811J Q3=0

全过程:W=∑Wi=3585J Q=∑Q=3709J ΔU=CV,mΔT=125J ΔH=Cp,mΔT=208J 7、解:

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由题意视O2为理想气体,则 W=p(V2-VT1)=-R(T2-T1)=5.82kJ·mol-1 Q2△p=△H=U=Q-W=16.87kJ ?nCTp,mdT=22.69kJ

18、解:

(1)CΔHp,m=nC=5/2R CV,m=3/2R p,m(T2-T1) 2078.5=1×5/2×8.314×(T2-300) T2=400K

VΔU2=nRT=nC2/p2=1×8.314×400/(200.0×103)=16.63dm3 V,m(T2-TW=ΔU-Q=1247.1-1000.0=247.1J

1)=1×3/2×8.314×100=1247.1J (2) 300K 400K 400K 100kPa 100kPa 200kPa 气态始终态与(1)相同

ΔU=1247.1J ΔH=2078.5J WⅠ=-p(V2-V(V1)=-nR(T2-T1)

WW=WⅡ=-nRT㏑3/V2)=-nRT2㏑(P2/P3) =-1×Ⅰ+W8.314-1×Ⅱ 8.314×400×㏑100/200=1474J Q=ΔU-W=1247.1-1474=-226.6J 9(1)Δ、解:

rHm?=-283.05kJ·mol-1 Q=Δ

rHm?=-283.05kJ·mol-1

W=∑ν B(g)RT=-1.239kJ Δ

rUm?=Q-W=-281.8kJ

(2)∵ΔU=Δ

rUm?+ΔU 2=0 ∴-281.8+38.49×10-3ΔT=0

ΔT=7321.7K

T2=7619.7K 10、

解: (2)?(4),C(s)?1O

22(g)?CO(g)得ΔfH$m(298 K,CO(g))=-110.5 kJ·mol-1

(2)?2?(3)?(1),C(s)?2H1 2(g)?O2(g)?CH3OH(g)

2ΔfH$m(298 K,CH3OH(g))=-201.2 kJ·

mol-1 7

反应 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔrH$m(298 K)=-90.

第三章 热力学第二定律

一、选择题

1、如图,可表示理想气体卡诺循环的示意图是: ( )

(A) 图⑴ (B)图⑵ (C)图⑶ (D) 图⑷

2、工作在393K和293K的两个大热源间的卡诺热机,其效率约为( )

(A) 83% (B) 25% (C) 100% (D) 20% 3、不可逆循环过程中,体系的熵变值( )(A) 大于零 (B) 小于零 (C)等于零 (D)不能确

4、将 1 mol 甲苯在 101.325 kPa,110 ℃(正常沸点)下与 110 ℃的热源接触,使它向真空容器中汽化,完全变成 101.325 kPa 下的蒸气。该过程的: ( )

(A) ΔvapSm= 0 (B) ΔvapGm= 0 (C) ΔvapHm= 0 (D) ΔvapUm= 0 5、1mol理想气体从300K,1×106Pa绝热向真空膨胀至1×105Pa,则该过程( )

(A)ΔS>0、ΔG>ΔA (B)ΔS<0、ΔG<ΔA (C)ΔS=0、ΔG=ΔA (D)ΔA<0、ΔG=ΔA

6、对理想气体自由膨胀的绝热过程,下列关系中正确的是( )(A)ΔT>0、ΔU>0、ΔS>0 (B)ΔT<0、ΔU<0、ΔS<0 (C)ΔT=0、ΔU=0、ΔS=0 (D)ΔT=0、ΔU=0、ΔS>0

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