现代化学基础第五章热力学第一定律习题课.ppt

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1、热力学第一定律 习题课,2.一容器中装有某气体1.2 L，在97.272 kPa下，气体从环境吸热800 J后，体积膨胀到1.5 L，计算系统的热力学能改变量。,分析：U=？已知Q，P，VW,解：,3.理想气体等温可逆膨账，体积从V1膨胀至10V1，对外作了41.85kJ的功，若气体的量为2mol，始态压力为202.65kPa。试求系统的温度、体积。,分析：V，T=？已知：P，W，n,解：,4.在100 kPa 下，某气体从10 L膨胀至16 L，吸热125.52 J，求W，U 及 H。,分析：W，U，H=？已知：Q，V，P,解：,5.2 mol理想气体在300 K由0.5 L等温可逆膨胀至5

2、 L，求W，Q 及 U。,分析：W，U，Q=？已知：n，V，T,解：,7.已知100 oC，101.325 kPa时水的蒸发热为40.66 kJ.mol-1，求1 mol100 oC,101.325 kPa 水变成同温度、101.325 kPa 的水蒸气时的 U 和 H。,解：,H=Qp=40.66 kJ/mol,8.将1000 g水经下列不同过程气化成 100 oC，101.325 kPa下的水蒸气，求各过程的Q，W，U，H。已知水的蒸发热为40.66 kJ.mol-1。（1）在100 oC，101.325 kPa下气化；（2）在恒外压力p=50662.5 Pa下将水等温气化，然后再将水蒸气

3、可逆加压变为100 oC，101.325 kPa下的水蒸气；（3）等温向真空气化。,解：,（1）在100 oC，101.325 kPa下气化；,解：,（2）在恒外压力p=50662.5 Pa下将水等温气化，然后再将水蒸气可逆加压变为100 oC，101.325 kPa下的水蒸气；,解：,（3）等温向真空气化。,9.25时，一个带有活塞的桶中装有100 g N2，当外压力为3000 kPa时处于平衡，若压力骤减到1000 kPa，气体可视作绝热膨胀。计算系统最后的温度和 U,H。（假定N2是理想气体，Cv,m=20.71 J.K-1.mol-1。）,解：,10.一摩尔单原子理想气体，始态为202

4、.650 kPa，11.2 L，经pT=常数的可逆过程（即过程中pT=常数）压缩到终态为405.300 kPa，已知Cv,m=3R/2，求:（1）终态的体积和温度；（2）U 及 H；（3）所做的功。,解：,11.将浓度c(C2O42-)=0.16 mol/L的酸性草酸溶液25 mL和浓度 c(MnO4-)=0.08 mol/L 的高锰酸钾溶液20 mL在100 kPa和 298 K混合使之反应，用量热计测得的热量为-1200 J。该反应的计量方程可用下面二种写法表示，分别求出相应的和 rHm（298 K）。,解：,解：,12.计算25 oC时下列反应的等压反应热与等容反应热之差。,解：,13.

5、已知下列两个反应：求298 K时水的标准摩尔汽化热。,解：,14.已知反应,计算下列反应的,解：,15.已知-10 oC的1 mol过冷水，在标准压力下凝固成-10 oC的冰，求-10 oC的凝固热。已知水在0 oC 的凝固热为-6.02 kJ.mol-1。假定水与冰的热容不随温度而变，分别为75.3 J.K-1.mol-1 和37.6 J.K-1.mol-1。,解：,17.利用标准摩尔生成焓数据计算下列反应的rHm及 rUm。假定反应中的各气体都可视作理想气体。,解：,解：,18.25 oC时，C（石墨）、甲烷及氢的标准摩尔燃烧焓分别为-393.5 kJ.mol-1，-890.3 kJ.mo

6、l-1和-285.8 kJ.mol-1。求25 oC时在（1）等压；（2）等容情况下反应的热效应。,解：,19.已知反应 在300 K及等容条件下进行时，Qv=-1.192106 J，请计算反应的Qp和fHm(WC,s,300 K)。已知C和W在300 K时的标准摩尔燃烧焓分别为-393.5 kJ.mol-1和-285.8 kJ.mol-1.,解：,22.计算298 K时，反应 的摩尔反应焓变。,思考题1.指出下列公式适用的条件,HUPV封闭系统HQp;U=Qv H 和U,WnRTln(V2/V1)理想气体恒T可逆体积功，W=0W=-PV 恒外压、恒压 W=0PV=常数理想气体绝热可逆W（p1V1p2V2）/(-1)理想气体绝热可逆，W=0,