物化复习押题

物理化学押题

阳光男孩制作

习题3 (1)如果一系统从环境接受了160J的功，热力学能增加了200J，试问系统将吸收或是放出多少热?(2)一系统在膨胀过程中，对环境做了10 540J的功，同时吸收了27 110J的热，试问系统的热力学能变化为若干？ [答案：(1) 吸收40J；(2) 16 570J] P12

解：（1）已知W=-160J,?U=200J,由?U=Q-W，得到Q=40J (2) ?U=Q-W=16570J。

习题4 如右图所示，一系统从状态1沿途径1-a-2变到状态2时，从环境吸收了314.0J的热,同时对环境做了117.0J的功。试问：(1)当系统沿途径1—b—2变化时，系统对环境做了44.0J的功，这时系统将吸收多少热?(2)如果系统沿途径c由状态2回到状态1，环境对系统做了79.5J的功，则系统将吸收或是放出多少热? P12

[答案：(1)241.0 J;(2)放热276.5J]

解:(1)U是状态函数，?U(1?2),?U?Q?W?314.0?117.0?197.0J 则，(1?b?2):?U?Q?W?Q?44.0?197.0，得，Q?241.0J (2)?U(1→2)=- ?U(2→1)，?U(2→1)=Q+W=-197.0J

Q??W?197.0??276.5J，Q?0放热。 P12

习题9 计算1mol理想气体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为25dm3终态体积为100dm3；始态及终态温度均为100℃。 (1)向真空膨胀；

(2)在外压恒定为气体终态的压力下膨胀；

(3)先在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(此时温度仍为100℃)以后，再在外压等于100 dm3时气体的平衡压力下膨胀；

(4)定温可逆膨胀。

试比较这四个过程的功。比较的结果说明了什么问题？P17

[答案：0；-2326J；-310l J；-4299J]

状态A:T?373KV1?25dm3状态B:T?373KV2?100dm3解：(1)向真空膨胀，pe?0，则W?0

(2)pe?p2下，膨胀，先计算p2，pV?nRT,p2?nRT(V2?V1)??2326JV2nRT ，V2W??pe?V??

状态A:T1?373KV1?25dm3状态X:T'?T1V'?50dm3,pe?p'??状态X:T'?T1V'?50dm3,pe?p'??(3)pe?p2下，膨胀，先计算p2，

W???pe.i?Vi??i?12nRTnRT(V'?V1)?(V2?V')??=-3010J V'V2(4)定温可逆膨胀

V2W???pdV??nRTlnV1V2??=-4299J V1说明，始终态相同，途径不同，系统对环境所做功不同；反抗外压越大，做功越大；定温可逆膨胀的功最大。

习题15 一理想气体在保持定压105Pa下，从10dm3膨胀到16dm3，同时吸热1 255J，计算此过程的ΔU和ΔH。[答案：655J；1 255J]p19 解：定压过程，只作体积功，Qp=?H=1255J ?U=?H-p(V2-V1)=[1255-105×(16-10)×10-3]J=655J

习题16 假设N2为理想气体。在0℃和5×105Pa下，用2dm3N2作定温膨胀到压力为105Pa。

(1)如果是可逆膨胀；

(2)如果膨胀是在外压恒定为105Pa的条件下进行。 试计算此两过程的Q、W、ΔU和ΔH。P21

[答案：(1)1 609J；-1609J；0；0；(2)800 J；-800J；0；0] 解：（1）理想气体作等温可逆膨胀，?U=0，?H=0。 p1p1Q=-W=nRTln =p1V1 ln =1609J W=-1609J p2p2(2)理想气体作等温膨胀，?U=0，?H=0。 V2= p1V1/p2=5×105×2×10-3/105m3=10×10-3m3

Q=-W=p（外）（V2-V1）=105×(10-2)×10-3J=800J W=-800J

习题19 有1mol单原子分子理想气体在0℃，105Pa时经一变化过程，体积增大一倍，△H＝2 092J，Q=1 674J。(1)试求算终态的温度、压力及此过程的△U和W；(2)如果该气体经定温和定容两步可逆过程到达上述终态，试计算Q、W、△U和△H。[答案：(1)373.7K，6.84×104 Pa，1255J，-419J， (2)2828 J，-1573J，1255J,2092J] P23解：（1）由?H=nCp，m?T得：

T2=T1+?H/nCp，m=[2092/(2.5×8.314)+273.2]K=373.8K p2=p1V1T1/(T1V2)=(105×373.8)/(273.2×2)Pa=6.84×104 Pa ?U=nCV，m?T=1.5×8.314×(373.8-273.2)=1255J

W=?U-Q=[1255-1674]=-419J

(2)因始、终态相同，所以?U=1255J，?H=2092J。

① ② P1，V1，T1 P|，V2，T1 P2，V2，T2 V2过程①：W1=-nRT1ln =(-1×8.314×273.2×ln2)J=-1574J

V1

过程②:W2=0 W=W1+W2=-1574J Q=?U+W=(1255+1574)J=2829J

习题23 试求算2mol100℃，4×104Pa的水蒸气变成l00℃及标准压力的水时，此过程的△U和△H 。设水蒸气可视为理想气体，液体水的体积可忽略不计。已知水的摩尔气化热为4 0670J·mol-1。P25 [答案：—75 138J；—81 340J]

解：设计框图为:.定温压缩.可逆相变H2O(g,100?C,4?104Pa)?1????H2O(g,100?C,p?)?2????H2O(l,100?C,p?)

?U、H?f(T),??U1?0,?H1?0

??H2??n?vapHm?Qp??2?40670??81340J

?H2??U2?p?V??U2?p(Vl?Vg) (?Vl??Vg)

??U2?pVg??U2?nRT

?U2??H2?nRT??81340?2?8.314?373??75137J

习题29 某理想气体的Cp,m=35.90J·K-1·mol-1，⑴当2mol此气体在25℃，1.5×106 Pa时，作绝热可逆膨胀到最后压力为5×105 Pa；⑵当此气体在外压恒定为5×105 Pa时作绝热快速膨胀；试分别求算上述两过程终态的T和V及过程的W、△U和△H。[答案：⑴231K；7.68dm3；-3697J；-3697J；-4811J；⑵252K；8.38 dm3；2538J；-2538J；-3303J]P30

5×105T2p2T2解：（1）理想气体绝热可逆膨胀 Cp,mln =Rln 35.9ln =8.314ln

T1p1298K1.5×106nRT22×8.314×2313

解得T2=231K V2= =()m=7.68dm3 CV,m=Cp,m-R=(35.90-5p25×108.314)J·K-1·mol-1=27.59 J·K-1·mol-1 W=-?U=-nCV,m(T2-T1)=3.697kJ ?U=-3.697kJ Cpm?H= ?U=-4.811kJ

CVm

(2)绝热抗恒外力膨胀 ?U=-W

p2p2nRT2nCV,m(T2-T1)=-p(外)（V2-V1）=nR(T1 –T2) T2=(CV,m+R )T1/ Cp,m=252K V2=

p1p1p22×8.314×2523

=()m=8.38dm3 W=-?U=-nCV,m(T2-T1)=2.538kJ ?U=-2.538kJ 5

5×10Cpm?H= ?U=-3.302kJ

CVm

习题33 已知CO2的 μJ—T=1.07×10-5K·Pa-1，Cp,m=36.6J·K-1·mol-1，试求算50gCO2在25℃下由105Pa定温压缩到106Pa时的ΔH。如果实验气体是理想气体，则ΔH又应为何值？[答案：-401J；0]P32

(1)50g,CO2,25?C,105Pa?定温压缩????50g,CO2,25?C,106Pa

??H???H???H???dp?CdT?求该过程的?H?？H?f(T,p),dH???dT??p??p???p??dp ?T??p??T??T??H首先，求???p??? ??？?T由题意及给出的已知数据，有?J?T,Cp;结合节流过程。

??H???H???H?dT??H??节流过程：dH??dp?0除以dp,得，???dT??????p???p???0 ?T?Tdp??p??p??T??T??H???H???H??H???T???????改写为，??0则为，C???0, ???pJ?T??p???p???p???p?T??p??H??T??T???H??dH?CpdT????p??dp?CpdT?Cp?J?Tdp??T?J?T和Cp均为常数，并?T?0,积分得，?H??Cp?J?T(p2?p1)

?????Cp?J?T ?T??nCp,m?J?T(p2?p1)??50?36.6?1.07?10?5(106?105)??400.52J 44若为理想气体，?J?T?0，?H?0。

??298K?。P40 习题43 利用生成热数据，计算下列反应的?rHm

解：(1) Kθ=

p(C2H4)p(H2)p(C2H4)p(H2)x(C2H4)x(H2)

Kp= Kx=(2),(3),(4)的方法同(1)

p(C2H6)pθ p(C2H6) x(C2H6)

习题13 实验测知Ag2O（s）在445oC时的分解压力为2.10×107Pa，试求算该温度时Ag2O（s）的标准生成吉布斯自由能?rGθm。 [答案:1.59×104 J·mol-1]P126 解：Ag2O(s)=2Ag（s）+1/2O2(g) Kθ=[p(O2)/pθ]1/2=14.4 ?fGθm(Ag2O ，s)=-?rGθm=RTlnKθ=1.59×104 J·mol-1

习题14 试求298K时，固体CaCO3的分解压为多少？ [答案：1.51×10-18Pa]P126 解：CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(g) 查的298K时?fGθm(CaCO3，s)=-1128.76 kJ·mol-1 ?fGθm(CaO，s)=-604.2 kJ·mol-1 ?fGθm(CO2，g)=-394.384kJ·mol-1 ?rGθm=?fGθm(CaO，s)+ ?fGθm(CO2，g)- ?fGθm(CaCO3，s)=130.18 kJ·mol-1=-RTlnKθ Kθ=p(CO2)/pθ 得p(CO2)= 1.51×10-18Pa

习题21 若将NH4I固体迅速加热到3750C，则按下式分解：NH4I(s)=NH3(g)+HI(g)分解压力为3.67×104Pa。若将反应混合物在3750C时维持一段时间，则HI进一步按下式解离：2HI(g)=H2(g)+I2(g)该反应的Kθ为0.0150。试求算习题的最终压力为多少?

P130[答案：4.10×104Pa]

解：设NH4I起始为nmol，反应系统达到平衡时，含xmolNH3和ymolHI，则平衡组成为：

(1)

NH4I(s)=NH3(g)+HI(g)n-x x y

(2)

2HI(g)=H2(g)+I2(g)

y 1 (x-y) 2

1 (x-y) 21

平衡系统中气相总物质的量：n总=x+y+ (x-y)×2=2xmol

2

3.67×104

由分压可知：K1θ=( )2=0.0328 θ2×p

设平衡时反应系统的最终压力为p，则p=4.10×104Pa

1

[ (x-y)]2

2pxyp(x-y)2

K1θ=Kx(θ )?ν=( )·（ ）·(θ )2=0.0328 K2θ=Kn= = =0.0150 p2x2xpy24y2两式联立，解得：p=4.10×104Pa

习题22 反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的?rHθm=-4.602×104 J·mol-1，?Cp=0，?rGθ

m（298K）=-8.196×10

3 J·mol-1 (1)导出此反应的?Gθ=f(T)及rm

Kθ=f(T)的关系；(2)计

算此反应在500K时的Kθ和?rGθm。 P134[答案：(2)1.51×10-2；1.74×104 J·mol-1]

?rGθm(T)?rGθm(T1)11

θ-= ?rHm( - )得; m可视为常数。根据：

TT1TT1

?rGθmRT

5535T

解：(1)?Cp=0，所以?r

Hθ

?rGθm(T)=(126.93T-4.602×104) J·mol-1 lnKθ=-=-15.27+ (2) ?rGθm(500K)=(126.93×500-4.602×104) J·mol-1=1.74×104 J·mol-1

5535

)=1.51×10-2 500

Kθ(500K)=exp(-15.27+

习题31 已知298K时的下列数据：

?fHθm/( kJ·mol-CaCO3(s) -1219

CaO(s) -558

CO2(g) -393

1)

Sθm/( J·K-1·mol-1)

112.1 70.3 213.6

试计算：(1)298K时BaCO3分解反应的?rGθm、?rHθm及?rSθm；(2)298K时的BaCO3分解压力；(3)假设分解反应的?Cp=0求BaCO3的分解温度；(4)若已知分解反应的Cp=4.0 J·K-1·mol-1，求1000K时BaCO3的分解压力。P135[答案：(1)216.8 ,268 kJ·mol-1,172.8 J·K-1·mol-1;(2)1.0×10-33Pa;(3)12870C;(4)1.2Pa]

???解：（1）计算298K时BaCO3(s)分解反应的?rGm、?rHm及?rSm；

???rHm???B?fHm(B)?268kJ?mol?1

B???rSm???BSm(B)?171.8J?K?1?mol?1

B????rGm??rHm?T?rSm?216.8kJ?mol?1

（2）298K时的分解压力：

pCO2p???rGm??RTlnK???RTln，（p??105Pa，T=298K，R=8.314 J·K-

1

·mol-1）

解得，pCO2?9.918?10?34Pa,K?(298K)?9.918?10?39 （3）设?Cp?0，求BaCO3(s)的分解温度；

????Cp?0，即?rHm、?rSm不随温度而变化，常数。

?(T??)?0，该反应仅产生CO2，则pCO2?p?，（处于标准态） 要求，?rGm????rGm(T)??rHm?T?rSm?0

??rHm??1560K T? ，(1287C) ??rSm（4）1000K时，BaCO3(s)的分解压力；?Cp?4.0J?K?1?mol?1

T?rH(T)??rH(298K)??m?m298K??CpdT

???rHm(298K)?4.0(T?298)

???rHmdlnK??rHm??dT ，dlnK?dTRT2RT2??rHm(T)lnK(2)?lnK(1)??dT 2RTT1??T2??rHm(298K)?4.0(T?298)lnK(1000K)?lnK(298K)??dT2RT298K??1000K ??11.3261

?K??pCO2p?

则，计算得，pCO2(1000K)?K??p??1.205Pa

习题38 反应N2O4(g)=2NO2(g)在600C时Kθ=1.33。试计算在600C及标准压力时(1)纯N2O4气体的解离度；(2)1mol N2O4在2mol惰性气体中，N2O4的解离度；(3)当反应系统的总压力为106Pa时，纯N2O4的解离度又为若干？

P138[答案：(1)0.500;(2)0.652;(3)0.181]

解：(1) N2O4(g)=2NO2(g) 1-α 2α n总=1+α ?ν=1 Kθ=Kx(p/pθ)?ν=Kx=[2ɑ/(1+ɑ)]2/[(1-ɑ)(1+ɑ)]=4ɑ2/(1-ɑ2)=1.33 得ɑ=0.50 (2)n总=3+ɑ Kθ=Kx(p/pθ)?ν=Kx=[2ɑ/(3+ɑ)]2/[(1-ɑ)(3+ɑ)]=4ɑ2/[(1-ɑ)(3+α)]=1.33

得5.33α2+2.66α-3.99=0 解得α=0.651

(3) Kθ=Kx(p/pθ)?ν=4ɑ2/(1-ɑ2)=1.33此时P=106Pa 解得α=0.181

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cd0g.html