天津大学 第五版 物理化学上册习题答案.docx

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1、第一章 气体的pVT关系1-1物质的体膨胀系数与等温压缩系数的定义如下：试导出志向气体的、与压力、温度的关系？解：对于志向气体，pV=nRT1-2 气柜内有121.6kPa、27的氯乙烯（C2H3Cl）气体300m3，若以每小时90kg的流量输往运用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为志向气体，气柜内氯乙烯的物质的量为每小时90kg的流量折合p摩尔数为 n/v=（14618.6231441.153）=10.144小时1-3 0、101.325kPa的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。解：1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g。充以4水之后，总质量为

2、125.0000g。若改用充以25、13.33kPa的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g。试估算该气体的摩尔质量。解：先求容器的容积n=m/M=pV/RT1-5 两个体积均为V的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。若将其中一个球加热到100，另一个球则维持0，忽视连接收中气体体积，试求该容器内空气的压力。解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变更，则始态为 终态（f）时 1-6 0时氯甲烷（CH3Cl）气体的密度随压力的变更如下。试作/pp图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。P/kPa101.32567.55050.66333

3、.77525.331/（gdm-3）2.30741.52631.14010.757130.56660解：将数据处理如下：P/kPa101.32567.55050.66333.77525.331(/p)/（gdm-3kPa）0.022770.022600.022500.022420.02237作(/p)对p图当p0时，(/p)=0.02225，则氯甲烷的相对分子质量为 1-7 今有20的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽真空的200 cm3容器中，直至压力达101.325kPa，测得容器中混合气体的质量为0.3879g。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数与分压力。解：设A为乙烷，B为丁烷。 （1） （

4、2）联立方程（1）与（2）求解得1-8 如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为志向气体。H2 3dm3p TN2 1dm3p T（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽视不计，试求两种气体混合后的压力。（2）隔板抽去前后，H2与N2的摩尔体积是否一样？（3）隔板抽去后，混合气体中H2与N2的分压力之比以与它们的分体积各为若干？解：（1）抽隔板前两侧压力均为p，温度均为T。 （1）得：而抽去隔板后，体积为4dm3，温度为，所以压力为 （2）比拟式（1）、（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为p。（2）抽隔板前，H2的摩尔体积为，N2的摩尔体

5、积抽去隔板后所以有 ，可见，隔板抽去前后，H2与N2的摩尔体积一样。（3）所以有 1-9 氯乙烯、氯化氢与乙烯构成的混合气体中，各组分的摩尔分数分别为0.89、0.09与0.02。于恒定压力101.325kPa条件下，用水汲取掉其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为2.670 kPa的水蒸气。试求洗涤后的混合气体中C2H3Cl与C2H4的分压力。解：洗涤后的总压为101.325kPa，所以有 （1） （2）联立式（1）与式（2）求解得1-10 室温下一高压釜内有常压的空气。为进展试验时确保平安，采纳同样温度的纯氮进展置换，步骤如下向釜内通氮直到4倍于空气的压力，此后将釜内混合气体排出直至复

6、原常压。这种步骤共重复三次。求釜内最终排气至年复原常压时其中气体含氧的摩尔分数。设空气中氧、氮摩尔分数之比为14。解: 高压釜内有常压的空气的压力为p常，氧的分压为 每次通氮直到4倍于空气的压力，即总压为 p=4p常，第一次置换后釜内氧气的摩尔分数与分压为第二次置换后釜内氧气的摩尔分数与分压为所以第三次置换后釜内氧气的摩尔分数1-11 25时饱与了水蒸汽的乙炔气体（即该混合气体中水蒸汽分压力为同温度下水的饱与蒸气压）总压力为138.7kPa，于恒定总压下泠却到10，使局部水蒸气凝合成水。试求每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝合出水的物质的量。已知25与10时水的饱与蒸气压分别为3.17kPa与1.

7、23kPa。解：，故有所以，每摩尔干乙炔气含有水蒸气的物质的量为进口处：出口处：每摩尔干乙炔气在该泠却过程中凝合出的水的物质的量为 0.02339-0.008974=0.01444（mol）1-12 有某温度下的2dm3湿空气，其压力为101.325kPa，相对湿度为60。设空气中O2与N2的体积分数分别为0.21与0.79，求水蒸气、O2与N2的分体积。已知该温度下水的饱与蒸气压为20.55kPa（相对湿度即该温度下水蒸气分压与水的饱与蒸气压之比）。解：水蒸气分压水的饱与蒸气压0.6020.55kPa0.6012.33 kPaO2分压（101.325-12.33 ）0.2118.69kPaN

8、2分压（101.325-12.33 ）0.7970.31kPa1-13 一密闭刚性容器中充溢了空气，并有少量的水，当容器于300K条件下到达平衡时，器内压力为101.325kPa。若把该容器移至373.15K的沸水中，试求容器中到达新的平衡时应有的压力。设容器中始终有水存在，且可忽视水的体积变更。300K时水的饱与蒸气压为3.567kPa。解：300K时容器中空气的分压为 373.15K时容器中空气的分压为 373.15K时容器中水的分压为 101.325kPa所以373.15K时容器内的总压为p=+121.534+101.325=222.859（kPa）1-14 CO2气体在40时的摩尔体积

9、为0.381dm3mol-1。设CO2为范德华气体，试求其压力，并与试验值5066.3kPa作比拟。解：查表附录七得CO2气体的范德华常数为a=0.3640Pam6mol-2；b=0.426710-4m3mol-1相对误差E=5187.7-5066.3/5066.3=2.4%1-15今有0、40530kPa的氮气体，分别用志向气体状态方程与范德华方程计算其摩尔体积。其试验值为70.3cm3mol-1。解：用志向气体状态方程计算如下：将范德华方程整理成 (a)查附录七，得a=1.40810-1Pam6mol-2，b=0.391310-4m3mol-1这些数据代入式（a），可整理得解此三次方程得

10、Vm=73.1 cm3mol-11-16 函数1/（1-x）在-1x1区间内可用下述幂级数表示：1/（1-x）=1+x+x2+x3+先将范德华方程整理成 再用述幂级数绽开式来求证范德华气体的第二、第三维里系数分别为B（T）=b-a（RT） C=（T）=b2解：1/（1-b/ Vm）=1+ b/ Vm+（b/ Vm）2+将上式取前三项代入范德华方程得而维里方程（1.4.4）也可以整理成依据左边压力相等，右边对应项也相等，得B（T）=b a/（RT） C（T）=b2*1-17 试由波义尔温度TB的定义式，试证范德华气体的TB可表示为TB=a/（bR）式中a、b为范德华常数。解：先将范德华方程整理成

11、将上式两边同乘以V得 求导数当p0时，于是有 当p0时V，（V-nb）2V2，所以有 TB= a/（bR）1-18 把25的氧气充入40dm3的氧气钢瓶中，压力达202.7102kPa。试用普遍化压缩因子图求解钢瓶中氧气的质量。解：氧气的临界参数为 TC=154.58K pC=5043kPa氧气的相对温度与相对压力由压缩因子图查出：Z=0.95钢瓶中氧气的质量 1-191-201-21 在300k时40dm3钢瓶中贮存乙烯的压力为146.9102kPa。欲从中提用300K、101.325kPa的乙烯气体12m3，试用压缩因子图求解钢瓶中剩余乙烯气体的压力。解：乙烯的临界参数为 TC=282.3

12、4K pC=5039kPa乙烯的相对温度与相对压力由压缩因子图查出：Z=0.45因为提出后的气体为低压，所提用气体的物质的量，可按志向气体状态方程计算如下：剩余气体的物质的量n1=n-n提=523.3mol-487.2mol=36.1mol剩余气体的压力 剩余气体的比照压力 上式说明剩余气体的比照压力与压缩因子成直线关系。另一方面，Tr=1.063。要同时满意这两个条件，只有在压缩因子图上作出的直线，并使该直线与Tr=1.063的等温线相交，此交点相当于剩余气体的比照状态。此交点处的压缩因子为Z1=0.88所以，剩余气体的压力第二章 热力学第肯定律2-1 1mol志向气体于恒定压力下升温1，试

13、求过程中气体与环境交换的功W。解：2-2 1mol水蒸气（H2O，g）在100，101.325 kPa下全部凝合成液态水。求过程的功。解： 2-3 在25与恒定压力下，电解1mol水（H2O，l），求过程的体积功。解：1mol水（H2O，l）完全电解为1mol H2（g）与0.50 mol O2（g），即气体混合物的总的物质的量为1.50 mol，则有2-4 系统由一样的始态经过不同途径到达一样的末态。若途径a的Qa=2.078kJ，Wa= -4.157kJ；而途径b的Qb= -0.692kJ。求Wb。解：因两条途径的始末态一样，故有Ua=Ub，则 所以有，2-5 始态为25，200kPa的5

14、 mol 某志向气体，经a，b两不同途径到达一样的末态。途径a先经绝热膨胀到 28.57，100kPa，步骤的功Wa= - 5.57kJ；在恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热Qa= 25.42kJ。途径b为恒压加热过程。求途径b的Wb与Qb。解：过程为： 途径b因两条途径的始末态一样，故有Ua=Ub，则 2-6 4mol 某志向气体，温度上升20，求H -U的值。解：2-7 已知水在25的密度=997.04 kgm-3。求1 mol 水（H2O，l）在25下：（1）压力从100 kPa 增加到200kPa 时的H；（2）压力从100 kPa 增加到1 MPa 时的H。假设水的密度不随

15、压力变更，在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关。解：因假设水的密度不随压力变更，即V恒定，又因在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关，故，上式变成为（1）（2）*2-8 某志向气体。今有该气体5 mol 在恒容下温度上升50，求过程的W，Q，H 与U。解：恒容：W=0；依据热力学第肯定律，：W=0，故有Q=U=3.118kJ2-9 某志向气体。今有该气体5 mol 在恒压下温度降低50，求过程的W，Q，H 与U。解：2-10 2mol 某志向气体，。由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力上升至200 kPa，再恒压泠却使体积缩小至25 dm3。求整个过程的W

16、，Q，H 与U。解：整个过程示意如下：2-11 4 mol 某志向气体，。由始态100 kPa，100 dm3，先恒压加热使体积升增大到150 dm3，再恒容加热使压力增大到150kPa。求过程的W，Q，H 与U。解：过程为2-12 已知CO2（g）的Cp，m =26.75+42.25810-3（T/K）-14.2510-6（T/K）2 Jmol-1K-1求：（1）300K至800K间CO2（g）的；（2）1kg常压下的CO2（g）从300K恒压加热至800K的Q。解： （1）：（2）：H=nHm=（1103）44.0122.7 kJ =516 kJ2-13 已知20 液态乙醇（C2H5OH，

17、l）的体膨胀系数，等温压缩系数，密度=0.7893 gcm-3，摩尔定压热容。求20，液态乙醇的。解：1mol乙醇的质量M为46.0684g，则=46.0684gmol-1（0.7893 gcm-3）=58.37cm3mol-1=58.3710-6m3mol-1由公式（2.4.14）可得：2-14 容积为27m3的绝热容器中有一小加热器件，器壁上有一小孔与100 kPa的大气相通，以维持容器内空气的压力恒定。今利用加热器件使容器内的空气由0加热至20，问需供应容器内的空气多少热量。已知空气的。假设空气为志向气体，加热过程中容器内空气的温度匀称。解：假设空气为志向气体 2-15 容积为0.1m3

18、的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0，4 mol 的Ar（g）与150，2mol 的Cu（s）。现将隔板撤掉，整个系统到达热平衡，求末态温度t与过程的H。 已知：Ar（g）与Cu（s）的摩尔定压热容Cp，m分别为20.786与24.435，且假设均不随温度而变。解：用符号A代表Ar（g），B代表Cu（s）;因Cu是固体物质，Cp，mCv，m；而Ar（g）：过程恒容、绝热，W=0，QV=U=0。明显有得所以，t=347.38-273.15=74.232-16水煤气发生炉出口的水煤气温度是1100，其中CO（g）与H2（g）的体积分数各为0.50。若每小时有300kg水煤气有1100泠却到

19、100，并用所回收的热来加热水，使水温有25上升到75。试求每小时消费热水的质量。CO（g）与H2（g）的摩尔定压热容Cp，m与温度的函数关系查本书附录，水（H2O，l）的比定压热容cp=4.184。解：已知 水煤气的平均摩尔质量 300kg水煤气的物质的量 由附录八查得：273K3800K的温度范围内设水煤气是志向气体混合物，其摩尔热容为故有得 = 26.7085（373.15-1373.15）+6.0151（373.152-1373.152）10-3-0.74925（373.153-1373.153）10-6 = -26708.5-5252.08+633.66=31327=31.32719

20、98331.327=626007kJ 2-17 单原子志向气体A与双原子志向气体B的混合物共5mol，摩尔分数yB=0.4，始态温度T1=400 K，压力p1=200 kPa。今该混合气体绝热抗拒恒外压p=100 kPa膨胀到平衡态。求末态温度T2与过程的W，U，H。解：先求双原子志向气体B的物质的量：n（B）=yBn=0.45 mol=2mol；则单原子志向气体A的物质的量：n（A）=（5-2）mol =3mol单原子志向气体A的，双原子志向气体B的过程绝热，Q=0，则 U=W于是有 14.5T2=12T1=12400K得 T2=331.03K 2-18 在一带活塞的绝热容器中有一绝热隔板，

21、隔板的两侧分别为2mol，0的单原子志向气体A与5mol ，100的双原子志向气体B，两气体的压力均为100 kPa 。活塞外的压力维持 100kPa不变。今将容器内的绝热隔板撤去，使两种气体混合到达平衡态。求末态温度T与过程的W，U。解：单原子志向气体A的，双原子志向气体B的因活塞外的压力维持 100kPa不变，过程绝热恒压，Q=Qp=H=0，于是有于是有 22.5T=7895.875K 得 T=350.93K 2-19在一带活塞的绝热容器中有一固定绝热隔板，隔板活塞一侧为2mol，0的单原子志向气体A，压力与恒定的环境压力相等；隔板的另一侧为6mol ，100的双原子志向气体B，其体积恒定

22、。今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热隔板，求系统达平衡时的T与过程的W，U。解：过程绝热，Q=0，U=W，又因导热隔板是固定的，双原子志向气体B体积始终恒定，所以双原子志向气体B不作膨胀功，仅将热量传给单原子志向气体A，使A气体得热膨胀作体积功，因此，W=WA，故有U=W=WA得得 20T=6963K故 T=348.15K2-20 已知水（H2O，l）在100的饱与蒸气压ps=101.325 kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓。求在100，101.325 kPa 下使1kg水蒸气全部凝合成液体水时的Q，W，U与H。设水蒸气适用志向气体状态方程。解：过程为 2-17今有温度分别为80、40

23、与10的三种不同的固体物质A、B与C。若在与环境绝热条件下，等质量的A与B接触，热平衡后的温度为57；等质量的A与C接触，热平衡后的温度为36。若将等质量的B、C接触，达平衡后系统的温度应为多少？解：设A、B、C的热容各为cA、cB、cC，于是有mcA（57-80）+m cB（57-40）=0 （1）mcA（36-80）+ mcC（36-10）=0 （2）mcB（t-40）+m cC（t-10）=0 （3）得：cA（57-80）= - cB（57-40） （4）cA（36-80）= - cC（36-10） （5）cB（t-40）+ cC（t-10）=0 （6）由式（4）除以式（5），解得 cB

24、 =0.7995cC将上式代入式（6）得0.7995cC（t-40）+ cC（t-10）=0 （7）方程（7）的两边同除以cC，得0.7995（t-40）+ （t-10）=0 （8）解方程（8），得 t=23.33结果说明，若将等质量的B、C接触，达平衡后系统的温度应为23.33。2-21 求1mol N2（g）在300K恒温下从2 dm3 可逆膨胀到40 dm3时的体积功Wr。（1）假设N2（g）为志向气体；（2）假设N2（g）为范德华气体，其范德华常数见附录。解：（1）假设N2（g）为志向气体,则恒温可逆膨胀功为= -18.3145300ln（402）J = - 7472J =7.472

25、kJ（2）查附录七，得其范德华常数为2-22 某双原子志向气体1mol 从始态350K，200 kPa经过如下四个不同过程到达各自的平衡态，求各过程的功W。（1）恒温可逆膨胀到50 kPa；（2）恒温抗拒50 kPa恒外压不行逆膨胀；（3）绝热可逆膨胀到50kPA；（4）绝热抗拒50 kPa恒外压不行逆膨胀。解：（1）恒温可逆膨胀到50 kPa：（2）恒温抗拒50 kPa恒外压不行逆膨胀:（3）绝热可逆膨胀到50kPa: 绝热，Q=0，（4）绝热抗拒50 kPa恒外压不行逆膨胀绝热，Q=0， 上式两边消去nR并代入有关数据得3.5T2=2.75350K 故 T2=275K2-23 5 mol

26、双原子志向气体1mol 从始态300K，200 kPa，先恒温可逆膨胀到压力为50kPa，再绝热可逆压缩末态压力200 kPa。求末态温度T与整个过程的Q，W，U与H。解：整个过程如下恒温可逆膨胀过程：因是志向气体，恒温，U恒温=H恒温=0绝热可逆压缩：Q=0，故故整个过程：W=Wr+W绝= （-17.29+15.15）kJ=2.14 kJU=Ur+U绝=（0+15.15）=15.15kJH=Hr+H绝=（0+21.21）=21.21kJ2-24 求证在志向气体pV图上任一点处，绝热可逆线的斜率的肯定值大于恒温可逆线的斜率的肯定值。解：志向气体绝热可逆方程为：常数=K （1）志向气体恒温可逆方

27、程为：常数=C （2）对方程（1）与方程（2）求导，得 （3） （4）因1，故在志向气体pV图上任一点处，绝热可逆线的斜率的肯定值大于恒温可逆线的斜率的肯定值。2-25一程度放置的绝热圆筒中装有无磨檫的绝热志向活塞，左、右两侧分别为50dm3的单原子志向气体A与50dm3的双原子志向气体B。两气体均为0、100kPa。A气体内部有一体积与热容均可忽视的电热丝.如今经通电无限缓慢加热左侧气体A，推动活塞压缩右侧气体B使压力最终到达200kPa。求：（1）气体B的最终温度；（2）气体B得到的功；（3）气体A的最终温度；（4）气体A从电热丝得到的热。解：（1）右侧气体B进展可逆绝热过程(2) 因绝热

28、，QB=0，（3）气体A的末态温度：VA=（250-30.48）dm3=69.52dm3（4）气体A从电热丝得到的热：2-26 在带活塞的绝热容器中有4.25 mol 的某固态物质A与5 mol某单原子志向气体B，物质A的。始态温度T1=400 K，压力p1=200 。今以气体B为系统，求经可逆膨胀到p2=100 kPa时，系统的T2与过程的Q，W，U与H。(留意：以p2=50kPa解题，得不到与答案一样的结果，可能是p2=100 kPa。估计是打印错误所致)解：今以气体B为系统：2-28 已知100kPa 下冰的熔点为0，此时冰的比熔化焓。水的均比定压热容。求绝热容器内向1kg 50的水中投

29、入0.1 kg 0的冰后，系统末态的温度。计算时不考虑容器的热容。解：变更过程示意如下 （ 0.1kg，0冰）（ 0.1kg，0，水）（ 0.1kg，t，水）（ 1kg，50，水）（ 1kg，t，水）过程恒压绝热：，即， 故 t=38.212-29 已知100kPa 下冰的熔点为0，此时冰的比熔化焓。水与冰的均比定压热容分别为与。今在绝热容器内向1kg 50的水中投入0.8 kg 温度-20的冰。求：（1）末态的温度；（2）末态水与冰的质量。解：过程恒压绝热：，即这个结果明显不合理，只有高温水放出的热量使局部冰熔化为水，而维持在 0，所以末态的温度为 0。（2）设0冰量为 m，则0水量为（50

30、0 m）g，其状态示意如下800 g2. Jg-1K-1（273.15 K 253.15K）+（800-m）g333.3 Jg-1 + 1000g4.184 Jg-1K-1（273.15K 323.15K）=0333.3 m = 89440 gm=268g =0.268 kg =冰量水量= 1000+（800-268）g = 1532 g =1.532 kg2-30 蒸气锅炉中连绵不断地注入20的水，将其加热并蒸发成180，饱与蒸气压为1.003Mpa的水蒸气。求每消费1kg饱与水蒸气所需的热。已知：水（H2O，l）在100的摩尔相变焓，水的平均摩尔定压热容为，水蒸气（H2O，g）的摩尔定压热

31、容与温度的关系见附录。解：据题意画出下列方框图：H2O（g），1kg180，1000.3kPaH2O（l），1kg20，1000.3kPa Qp=H H1 H2H2O（g），1kg100，101.325kPaH2O（l），1kg100，101.325kPa vapHkg（373.15K）H1 =所以每消费1kg饱与蒸气所需的热Qp=H=H1+vapHkg（373.15K）+H2= =（334.76+2257+154.54）kJ =2.746103kJ2-31 100kPa 下，冰（H2O，s）的熔点为0，在此条件下冰的摩尔熔化焓。已知在-100范围内过泠水（H2O，l）与冰的摩尔定压热容分别为

32、Cp，m（H2O，l）=76.28与Cp，m（H2O，s）=37.20。求在常压下与 10下过泠水结冰的摩尔凝固焓。解： H1，m H3，m2-32 已知水（H2O，l）在100的摩尔蒸发焓，水与水蒸气在25100的平均摩尔定压热容分别为与。求在25时水的摩尔蒸发焓。解： H1，m H3，m2-33 25下，密闭恒容的容器中有10g 固体萘C10H8（s）在过量的O2（g）中完全燃烧成CO2（g）与H2O（l）。过程放热401.727 kJ。求（1）的反响进度；（2）C10H8（s）的； （3）C10H8（s）的。解：（1）反响进度：（2）C10H8（s）的：M萘=128.173每摩尔萘的恒容

33、恒温燃烧热为 （3）所以本题所给反响的标准摩尔反响焓为2-34 应用附录中有关物质在25的标准摩尔生成焓的数据，计算下列反响的。（1） 4NH3（g）+5O2（g） 4NO（g）+6H2O（g）（2） 3NO2（g）+ H2O（l） 2HNO3（l）+NO（g）（3） Fe2O3（s）+3C（石墨）2Fe（s）+3CO（g）解：计算公式如下：（1）（2）（3）= 2-35 应用附录中有关物质的热化学数据，计算25时反响的标准摩尔反响焓，要求：（1）应用25的标准摩尔生成焓数据；。（2）应用25的标准摩尔燃烧焓数据。解：（1） =2（-285.830）+（-379.07）-2（-238.66）k

34、Jmol-1 = - 473.52 kJmol-1（2）- =2（-726.51）-（-979.5）kJmol-1 = - 473.52 kJmol-12-36 （1）写出同一温度下下，肯定聚集状态分子式为CnH2n的物质的与其之间的关系。（2）若25下环丙烷（g）的，求该温度下环丙烷的。解：（1）CnH2n的物质进展下述反响：故有（2）常压恒定温度25的条件下，环丙烷进展下述反响：2-37 已知25甲酸乙酯（HCOOCH3，l）的标准摩尔摩尔燃烧焓为-979.5 ，甲酸乙酯（HCOOCH3，l）、甲醇（CH3OH，l）、水（H2O，l）与二氧化碳（CO2，g）的标准摩尔生成焓数据分别为-42

35、4.72，-238.66，-285.83与-393.509。应用这些数据求25时下列反响的标准摩尔反响焓。解：（1）先求 + 2-所以有= + 2- =2（-393.509）+2（-285.83）-（-979.5）kJmol-1 = - 379.178 kJmol-1（2） =（-379.178）+（-285.83）-（-424.72）-（-238.66）kJmol-1 = - 1.628 kJmol-12-38 已知CH3COOH（g）、CO2（g）与CH4（g）的平均定压热容分别为52.3 Jmol-1K-1，31.4 Jmol-1K-1，37.1 Jmol-1K-1。试由附录中各化合物的

36、标准摩尔生成焓计算1000K时下列反响的。CH3COOH（g）CH4（g）+CO2（g）解：由附录中各物质的标准摩尔生成焓数据，可得在25时的标准摩尔反响焓题给反响的 =（37.7+31.4-52.3）Jmol-1K-1= 16.8Jmol-1K-1所以，题给反响在1000K时的标准摩尔反响焓=-36.12+16.8（1000-298.15）10-3kJmol-1= -24.3kJmol-12-39 对于化学反响应用附录中各物质在25时标准摩尔生成焓数据与摩尔定压热容与温度的函数关系式：（1）将表示成温度的函数关系式；（2）求该反响在1000K时的。解：为求的温度函数关系式，查各物质的定压摩尔

37、热容为H2：=26.88Jmol-1K-1+4.37410-3Jmol-1K-2-0.326510-6Jmol-1K-3CO：=26.537Jmol-1K-1+7.683110-3Jmol-1K-2-1.17210-6Jmol-1K-3H2O（l）：=29.16Jmol-1K-1+14.4910-3Jmol-1K-2-2.02210-6Jmol-1K-3CH4（g）：=14.15Jmol-1K-1+75.49610-3Jmol-1K-2-17.9910-6Jmol-1K-3=63.867 Jmol-1K-1;= - 69.2619 Jmol-1K-1= - 69262 Jmol-1K-1再查2

38、98.15K时的各物质的标准摩尔生成焓，求： =（-110.525）-（-74.81）-（-241.818）kJmol-1 = 206.103 kJmol-1依据基希霍夫公式将，的数据代入上式，并整理，可得=189982+63.867（T/K）-34.631010-3（T/K）2 +5.953510-6（T/K）3 Jmol-1（2）将1000K代入上式计算得= 225.17 k Jmol-12-40 甲烷与过量50%的空气混合，为使恒压燃烧的最高温度能达2000，求燃烧前混合气体应预热到多少摄氏度？计算中N2、O2、H2O（g）、CH4（g）、CO2平均定压摩尔热容分别为33.47、33.4

39、7、41.84、75.31、54.39Jmol-1K-1，所需其他数据见附录。解：依据题意画出如下方框图：CH4（g）+2O2（g）+O2+t据题意可画出下列方框图：CO2（g）+2 H2O（g）+O2+ 2000绝热、恒压H =0H1 H2CH4（g）+2O2（g）+O2+25CO2（g）+2 H2O（g）+O2+ 25rHm（298K）即 553.45（298.15-T/K）10-3+（-802.34）+1084.81=0所以 T=808.15K或t=535。2-411molH2与过量50%空气的混合物的始态为25、101.325kPa。若该混合气体于容器中发生爆炸，试求所能到达的最高温度

40、与压力。设全部气体均可按志向气体处理，H2O（g）、O2与N2的分别为37.66、25.1与25.1Jmol-1K-1。H2（g）+0.5O2（g）+0.25O2+ 25，101.325kPa解：据题意可画出下列方框图：2H2O（g）+0.25O2+ t，pU =0绝热、恒容rUm（298K） U12H2O（g）+0.25O2+ 25即 -240581=11.753（T/K-298.15） 解得：T=2394.65K所以 T始态=298.15K，p始态=101.325kPa2-42 容积恒定的带有二通活塞的真空容器置于压力恒定、温度T0的大气中。现将二通活塞翻开，使大气快速进入并充溢容器，到达

41、容器内外压力相等。求证进入容器后大气的温度T=T0。为大气的热容比。推导时不考虑容器的热容，大气按一种气体对待。提示：全部进入容器的气体为系统，系统得到流淌功。解：真空容器终态温度为T，终态时进入容器内的空气原来在容器外时所占的体积为V0。（1）选取最终进入容器内的全部气体为系统，物质的量为 n。终态时的界面包括了此容器内壁所包围的空间V；始态时的体积为V+V0（始态时界面内包括了一局部真空空间V）。（2）事实上大气流入真空容器时并不作功，但大气进入容器内是由于其余的外界大气对其压缩作功的结果，这种功叫流淌功。压缩过程中，环境以恒外压p0将界面内的体积压缩了V=V-（V+V0）= -V0所以，

42、环境所作的功为 W = - p0V = p0V0= nRT0 （a）由于大气流入真空容器的过程进展得很快，可以看作是绝热过程，由热力学第肯定律可得 （b）（4） 把大气当作志向气体，就有 联立求解得 （c）将式（c）代入（b）得所以 第三章 热力学第二定律3-1 卡诺热机在T1=600K的高温热源与T2=300K的低温热源间工作，求：（1） 热机的效率；（2）当环境作功 W=100kJ时，系统从高温热源Q1与向低温热源放出的 Q2。解：（1）（2），得 3-2卡诺热机在T1=795K的高温热源与T2=300K的低温热源间工作，求：（1）热机的效率；（2）当从高温热源吸热Q1=250 kJ时，系统对环境