浙大远程物理化学习题

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1、第一章热力学第一定律五、计算题1.1mol理想气体在等压下升高1℃，求系统所做的功。解：p1V1=nRT1p2V2=nRT2等压过程W=PdV=nR(T2-T1)=1×R×1=8.314J2.1mol单原子理想气体在298K时，分别按下列三种方式从15.00dm3膨胀到40.00dm3：（1）自由膨胀；（2）等温可逆膨胀；（3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。分别求上述三种过程的Q、W、ΔU和ΔH。解：（1）自由膨胀过程，因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，而理想气体自由膨胀过程温度不变，所以：ΔU=ΔH=f(T)＝0（2）等温可逆膨胀；解：因为理想气体的热力学能

2、和焓都只是温度的函数，所以等温过程ΔU=ΔH=0W=-nRTln(v2/v1)=-1x8.314x298ln(40/15)=-2430JQ=-w=2430J（3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。ΔU=ΔH=0P=nRT/V=(1×8.314×298)/(40/1000)=61.94KPaW=-61.94×(40-15)=-1548.5JQ=-w=1548.5J3.1mol水在100℃、101.325kPa下蒸发为水蒸气，吸热40.7kJ，求该过程的Q、W、△U和△H。解：因为在正常相变温度、压力下的相变为可逆相变过程，所以：ΔH=Qp=Q=40.7KJW=-Pe(Vg-V

3、l)=-PVg=-NRT=-1*8.314*373=-3.101KJ(因为Vg>>Vl)ΔU=Q+W=40.7-3.101=37.56KJ4.已知298.2K时，NaCl(s)、H2SO4(l)、Na2SO4(s)和HCl(g)的标准摩尔生成焓分别为-411、-811.3、-1383和-92.3kJ·mol-1，求下列反应2NaCl(s)+H2SO4(l)=Na2SO4(s)+2HCl(g)在298.2K时的△rHmө。解：2NaCl(s)+H2SO4(l)=Na2SO4(s)+2HCl(g)△rHmө=（∑H）产物-（∑H）反应物=（-1383-92.3*2）-（-41

4、1*2-811.3）=65.7KJ/mol5.已知在289.2K时的△rHmө。Zn(s)+½O2(g)=ZnO(s)△rHmө=351.5kJ·mol-1Hg(s)+½O2(g)=HgO(s)△rHmө=90.8kJ·mol-1求Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(s)的△rHmө解：设Zn(s)+½O2(g)=ZnO(s)为反应（1）；Hg(s)+½O2(g)=HgO(s)为反应（2）；Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(s)为反应（3）因为反应（1）-反应（2）=反应（3）所以△rHmө（3）=△rHmө（1）-△rHmө（2）=351.5-90

5、.8=260.7KJ/mol第二章热力学第二定律计算题2、1mol甲苯在其沸点383.2K时蒸发为气，已知该温度下甲苯的汽化热为362kJ·kg-1，求该过程的Q、W、△H和△G。解：Q=362*0.092=33.304KJW=-P(Vg-VI)=-PVg=-RT=-8.314*383.2=-3185.9248J△H=Q=33.304KJ△G=05、计算下列等温（25℃）反应的熵变：2C（石墨）+3H2（g）→C2H6（g）已知25℃时C（石墨）、H2（g）和C2H6（g）的标准摩尔熵分别为：5.74J·mol-1·K-1、130.6J·mol-1·K-1和229.5J·

6、mol-1·K-1。解：ΔrSmθ=Smθ，C2H6,g-3Smθ，H2,g-2Smθ，C,s=229.5-3*130.6-2*5.74=-173.78J·mol-1·K-16、有一大恒温槽，其温度为96.9℃，室温为26.9℃，经过相当时间后，有4184J的热因恒温槽绝热不良而传给室内空气，试求：(1)恒温槽的熵变；(2)空气的熵变；(3)试问此过程是否可逆。解：（1）ΔS槽=-Q/T槽=-4184/（96.9+273）=-11.3J·K-1（2）ΔS空=Q/T空=4184/（26.9+273）=13.95J·K-1（3）因为ΔS总=ΔS槽+ΔS空=-11.3+13.9

7、5=2.65J·K-1＞0所以不可逆。7、在25℃和标准状态下，已知金刚石的标准摩尔生成焓为1.90kJ·mol-1，金刚石和石墨的标准摩尔熵分别为2.44J·mol-1·K-1和5.69J·mol-1·K-1，求石墨→金刚石的ΔrGθm，并说明在此条件下，哪种晶型更加稳定？解：ΔrSmθ=Sθ，金刚石,s-Sθ，石墨,s=2.44-5.69=-3.25J·mol-1·K-1ΔrGθm=ΔrHθ-TΔrSmθ=1.90*1000-（25+273）*（-3.25）=2868J/mol=2.87KJ/mol石墨更稳定8、在25℃和