物理化学(黑白打印版):第一定律作业

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物理化学第四版-第二章热力学第一定律习题(答案) (1)精选全文

物理化学第四版-第二章热力学第一定律习题(答案) (1)精选全文

2024/8/15
21
例6. 根据下列数据,求乙烯C2H4(g)的标准摩尔生成焓 与标准摩尔燃烧焓:
(1)C2H4(g) + H2(g) == C2H6(g) ,
rHm
,
l
=
-137
kJ·mol1

(2)C2H6(g) + 7/2O2(g) == 2CO2(g) + 3H2O(l) ,
rHm 2 = -1560 kJ·mol1 ;
例5. 已知某些物质的标准摩尔燃烧焓与标准摩尔生成焓的数据列于 下表:
物质
H2(g) C(石墨)
c Hm (298 K) / kJ·mol1 f Hm (298 K) / kJ·mol1
-28584
0
-39351
0
(C3H6环丙烷 , g)
-209168

(C3H6丙烯 , g)

2040
计算由环丙烷(g)异构化制丙烯(g)时在298 K的r Hm 。
A(液体) H2 n = 2mol
T3 = 350K p3 = 101325Pa
H1 = nCp,m( T2-T1 ) = 2 mol 30 J·K1·mol1 ( -50 ) K
=-3.00 kJ
H2 = n VapHm =-2 mol 38 kJ·mol1 =-76 kJ H = H1 + H2 = (-76-3.0 ) kJ =-79 kJ U = H-( pV ) H-(-pVg )
恒容热QV=ΔU 恒压热 Qp=ΔH 绝热功 W= ΔU
这时,恒容热QV ,恒压热 Qp=ΔH ,绝热功 W= ΔU才 能借助于热力学状态函数法进行计算。(最典型的如反 应热效应计算…)

物理化学-第一章-热力学第一定律-习题 (1)精选全文

物理化学-第一章-热力学第一定律-习题 (1)精选全文

3(1)1g水在100℃,101.325kPa下蒸发为蒸 汽(理气),吸收热量为2259J·g-1,问此过 程的Q、W、△U、△H值为多少?
(2)始态同上,外界压强恒为50.66kPa下, 将水等温蒸发后,再将50.66kPa下的气慢慢 加压为终态100℃,101.325kPa的水气,求Q、 W、△U、△H值为多少?
(3)
(3)T’2>T 2, V2’>V2
(4)T2’<T2 , V2’>V2
∵W(可逆) >W(不可逆) p2=p2’
∴T’2>T2 根据pV=nRT V与T成正比 ∴V’2>V2
4.某体系经历一个不可逆循环后,下列关系 式中不能成立的是 (1)△U=0 (2)Q=0
(3)△T=0 (4)△H=0
2.1mol理想气体从始态p1V1T1分别经过 (1)绝热可逆膨胀到p2, (2)经过反抗恒外压 (p环=p2)绝热膨胀至平衡,则两个过程间
有 WⅠ( < )WⅡ,△UⅠ(< ) △UⅡ, △HⅠ( < )△HⅡ。
∵△U=nCvm(T2-T1), ∵△H=nCpm(T2-T1), 绝热可逆过程温度降的更低
(
g
)
6CO2
(
g
)
3H
2O(l
)
∵ △rHmθ= △rUmθ+△nRT , △n=-3/2
8.已知H2O(l)的 △fHmθ(298K)=-285.84kJ·mol-1, 则H2(g)的△cHmθ(298K) =( -285.84 )kJ·mol-1。 9.已知反应C(s)+O2(g)=CO2(g)的 △rHmθ(298K)=-393.51 kJ·mol-1,若此反应 在一绝热钢瓶中进行,则此过程的 △T( > )0;△U( = )0;△H( > )

材料物理化学作业-热力学第一定律

材料物理化学作业-热力学第一定律

材料物理化学作业第一章 热力学第一定律1.某体系在压力101.3kPa 下,恒压可逆膨胀,体积增大5L ,计算所做的功。

2. 在300K 的常压下,2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功为多少?3.2mol H 2在00C ,压力为101.3kPa 下恒压可逆膨胀至100L ,求W 、Q 、ΔU 、ΔH 。

4.计算1mol 铅由250C 加热到3000C 时所吸收的热。

已知铅的C p =23.55+9.74×10-3T/K J ·K -1·mol -15.1mol 单原子理想气体,温度为250C ,压力为101.3kPa ,经两种过程达到同一末态:Ⅰ、恒压加热,温度上升到12170C ,然后再经恒容降温到250C 。

Ⅱ、恒温可逆膨胀到20.26kPa 。

分别计算两个过程的W 、Q 、ΔU 和ΔH 。

6.已知250C 时下列反应的热效应:2Pb+O 2=2PbO ΔH 1=-438.56kJ ·mol -1 S+O 2=SO 2 ΔH 2=-296.90kJ ·mol -1 2SO 2+ O 2=2SO 3 ΔH 3=-197.72kJ ·mol -1 Pb+S+2O 2=PbSO 4 ΔH 4=-918.39kJ ·mol -1 求反应PbO+SO 3= PbSO 4的热效应。

7.已知250C 时下列反应的热效应:Ag 2O+2HCl (g )=2Agl+H 2O (l ) ΔH 1=-324.71kJ ·mol -12 Ag+21O 2= Ag 2O ΔH 2=-30.57kJ ·mol -1 21H 2+21Cl 2=HCl (g ) ΔH 3=-92.31kJ ·mol -1 H 2+21O 2= H 2O (l ) ΔH 4=-285.84kJ ·mol -1 求AgCl 的生成热。

物理化学 学习资料2 热力学第一定律

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物理化学
学习资料2 热力学第一
定律
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物理化学-课后答案-热力学第一定律

物理化学-课后答案-热力学第一定律

第二章热力学第一定律【复习题】【1】判断下列说法是否正确。

(1)状态给定后,状态函数就有一定的值,反之亦然。

(2)状态函数改变后,状态一定改变。

(3)状态改变后,状态函数一定都改变。

(4)因为△U=Q v, △H =Q p,所以Q v,Q p是特定条件下的状态函数。

(5)恒温过程一定是可逆过程。

(6)汽缸内有一定量的理想气体,反抗一定外压做绝热膨胀,则△H= Q p=0。

(7)根据热力学第一定律,因为能量不能无中生有,所以一个系统若要对外做功,必须从外界吸收热量。

(8)系统从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ,若△T=0,则Q=0,无热量交换。

(9)在等压下,机械搅拌绝热容器中的液体,使其温度上升,则△H = Q p = 0。

(10)理想气体绝热变化过程中,W=△U,即W R=△U=C V△T,W IR=△U=C V△T,所以W R=W IR。

(11)有一个封闭系统,当始态和终态确定后;(a)若经历一个绝热过程,则功有定值;(b)若经历一个等容过程,则Q有定值(设不做非膨胀力);(c)若经历一个等温过程,则热力学能有定值;(d)若经历一个多方过程,则热和功的代数和有定值。

(12)某一化学反应在烧杯中进行,放热Q1,焓变为△H1,若安排成可逆电池,使终态和终态都相同,这时放热Q2,焓变为△H2,则△H1=△H2。

【答】(1)正确,因为状态函数是体系的单质函数,体系确定后,体系的一系列状态函数就确定。

相反如果体系的一系列状态函数确定后,体系的状态也就被惟一确定。

(2)正确,根据状态函数的单值性,当体系的某一状态函数改变了,则状态函数必定发生改变。

(3)不正确,因为状态改变后,有些状态函数不一定改变,例如理想气体的等温变化,内能就不变。

(4)不正确,ΔH=Qp,只说明Qp 等于状态函数H的变化值ΔH,仅是数值上相等,并不意味着Qp 具有状态函数的性质。

ΔH=Qp 只能说在恒压而不做非体积功的特定条件下,Qp 的数值等于体系状态函数H 的改变,而不能认为Qp 也是状态函数。

第一定律 物理化学习题册

第一定律 物理化学习题册

第一章热力学第一定律练习题一、判断题(说法对否):1.道尔顿分压定律,对理想气体和实际混合气体来说关系式PB=Nb(RT/V)都成立。

2.在两个封闭的容器中,装有同一种理想气体,压力、体积相同,那么温度也相同。

3.物质的温度越高,则热量越多;天气预报:今天很热。

其热的概念与热力学相同。

4.恒压过程也就是恒外压过程,恒外压过程也就是恒过程。

5.实际气体在恒温膨胀时所做的功等于所吸收的热。

6.凡是温度升高的过程体系一定吸热;而恒温过程体系不吸热也不放热。

7.当系统的状态一定时,所有的状态函数都有一定的数值。

当系统的状态发生变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。

8.体积是广度性质的状态函数;在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中,当温度、压力一定时;系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。

9.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统,该系统的状态完全确定。

10.一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,则所有的状态函数也完全确定。

11.系统温度升高则一定从环境吸热,系统温度不变就不与环境换热。

12.从同一始态经不同的过程到达同一终态,则Q和W的值一般不同,Q + W的值一般也不相同。

13.因Q P= ΔH,Q V= ΔU,所以Q P与Q V都是状态函数。

14.封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。

15.对于一定量的理想气体,当温度一定时热力学能与焓的值一定,其差值也一定。

16.在101.325kPa下,1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。

若水蒸气可视为理想气体,那么由于过程等温,所以该过程ΔU = 0。

17.1mol,80.1℃、101.325kPa的液态苯向真空蒸发为80.1℃、101.325kPa的气态苯。

已知该过程的焓变为30.87kJ,所以此过程的Q = 30.87kJ。

18.1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃,其ΔH= ∑C P,m d T。

《物理化学》课程作业(必做).doc

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浙江大学远程教育学院 《物理化学》课程作业(必做)学 号: 学习中心:第一章热力学第一定律一、 填空题1. 系统的性质分为广度性质和 _________2. 热力学第_定律的数学表达式是__________________________ o3. 水从25°C 加热到35°C,水的热力学能 增人 ° (填"增大〃、"减小"或“不变〃)4. 理想气体在恒定外压下绝热膨胀,气体的焙 不变 ° (填“增大"、“减小"或“不变〃)5. AU=Q V 的适用条件是_____________________________ o6. 02(g )的的标准摩尔燃烧焙 等于 零(填“小于〃、"大于〃或"等于〃)。

二、 简答题1. 什么是系统?什么是环境?答:将一部分物质从其他部分中划分出来,作为研究对象,这 一部分物质就称为系统;系统之外与系统密切相关的部分称为环境。

2. 什么是等压过程?什么是可逆过程?答:等压过程是在环境压力恒定下,系统始,终态 压力相同且等于环境压力的过程。

某系统经过一•过程由状态1变为状态2 Z 后,如果能使系 统和环境都完全复原,则该过程称为可逆过程。

3. 什么是热力学第一定律?答:自然界的一切物质都具有能量,能量有多咱不同的形式, 能量可以从一种形式转化为另一种形式,能量的总量在转化过程中保持不变。

4. 什么是标准摩尔生成焰?什么是标准摩尔燃烧焰?答:在标准压力和指定温度下,由最稳定的单质生成lmol 物质的焙变,称为该物质的标准摩尔 生成焙。

在标准压力和指定温度下,lmol 物质完全燃烧的焙变,称为该物质的标准摩尔燃 烧焙。

5. Zn 与稀硫酸发生放热置换反应,请问在开口瓶屮进行还是在闭口瓶屮进行放热更多?为 什么?答:锌与稀硫酸,在开口吋,先接触空气,在与硫酸反应,2Zn+02+2H2S04=2ZnS04+2H20 在闭口时,直接与氢离子反应,Zn+H2S04=ZnS04+H2姓名: 年级:H20生成H2的反应吸热,所以,在闭口吋比在开口吋放出的热量多。

物理化学-第一章热力学第一定律及其应用练习题-140

物理化学-第一章热力学第一定律及其应用练习题-140

物理化学-第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤练习题-140第⼀章热⼒学第⼀定律及其应⽤练习题⼀、热⼒学第⼀定律基础1、任⼀循环过程,若系统经历的变化有⼏步,则(C)Q+W=0 (D) Q=W>0请选择答案:A B C D2、⼀理想⽓体系统,压⼒由5p?⼀步等温膨胀⾄p?,做功W1,交换热Q1,再由p?⼀步压缩⾄5 p?,做功W2,交换热Q2,则不正确的是:A.Q1+Q2=-W1-W2B.|W1|>|W2|C.|W1|=|W2|D.|Q1|<|Q2|请选择答案:A B C D(提⽰:|? V|相同,反抗的外压不同。

?U1=0,?U2=0)3、?U=Q+W适⽤于:A.各种系统的热⼒学过程。

B.开放系统和封闭系统的热⼒学过程。

C.封闭系统和孤⽴系统的热⼒学过程。

D.孤⽴系统和开放系统的热⼒学过程。

4、第⼀个确定功和热相互转换的定量关系的科学家是:A ⽡特B 卡诺C 焦⽿D 迈尔5、在⼀绝热恒容容器中盛有⽔,⽔中放有电阻丝,由容器外的蓄电池给电阻丝供电,若以⽔为系统,则下⾯的关系中正确的是:(A)W>0,Q>0,?U>0 (B)W=0,Q>0,?U=0(C)W<0,Q>0,?U>0 (D)W=0,Q=0,?U=06、⽤电阻丝加热烧杯中的⽔,若以⽔中的电阻丝为系统,则下⾯的关系中正确的是:(A)W>0,Q<0,?U>0 (B)W=0,Q>0,?U>0(C)W=0,Q<0,?U<0 (D)W<0,Q>0,?U>07、⼀电冰箱的压缩机⼯作时,若冰箱为系统,则下⾯的关系中正确的是:(A)W>0,Q<0,?U>0 (B)W>0,Q<0,?U<0(C)W=0,Q<0,?U<0 (D)W<0,Q>0,?U>08、电解稀H2SO4⽔溶液时,若以此溶液及电解产物为系统则下⾯的关系中正确的是:(A)W>0,Q>0,?U>0 (B)W<0,Q>0,?U>0(C)W<0,Q>0,?U<0 (D)W>0,Q<0,?U>09、2 mol理想⽓体,在温度T时,由压⼒2p?⼀次膨胀到p?,系统所做的功为:A.W=-4RTB.W=-2RTC.W=-1/2(RT)D.W=-RT(提⽰:W=- p?(V2-V1)=- p?V1=- p?*nRT/(2p?) = -0.5nRT = -RT10、4 mol理想⽓体N2(g),由温度T绝热压缩⾄温度1.5T,则环境所做的功为:A.W=4RTB.W=3RTC.W=5RTD.W=10RT请选择答案:11、在温度T和压⼒p?下反应 CH3CH2OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)的反应进度为2mol,若⽓体作理想⽓体处理,则功A. W=2RTB. W=-2RTC. W=RTD. W=-RT请选择答案:12、54g H2O(g)在温度T和压⼒p?下凝结成H2O(l)时,则过程中的功为:A. W=3RTB. W=-3RTC. W=2RTD. W=-2RT请选择答案:13、2mol理想⽓体在温度T,由体积V可逆变⾄2V,则过程中的功为:A.W=nRTln2B.W=-nRTln2C.W=RTD.W=-RT(提⽰:W=-nRTln(V2/V1)=-nRTln2)14、⼀理想⽓体系统,由体积V1变为V2(V1>V2),温度不变,分别经历⼀步,两步,三步和⽆限多步四条途径,相应的功为W1,W2,W3和W n,则下⾯的关系中正确的是:A.W1B. W1=W2=W3=W n,C.W1>W2>W3>W n C. W115、2mol理想⽓体Ar由温度T经⽆限慢且⽆耗散效应的绝热过程达到体积1.5V,温度1.5T,该过程中的功约为:A. W=-3RTB. W=-2RTC. W=-RTD. W=-6RT请选择答案:16、n mol理想⽓体,经绝热过程由温度T1、体积V1和压⼒P1变⾄体积0.8V1,压⼒2.5P1,该⽓体的C p,m与C v,m之⽐为1.4,该过程中的功约为:A. W= nR(T1-T2)B. W= nR(T2-T1)C. W=5nR1 D. W=2.5nRT1请选择答案:17、44g⼲冰在压⼒p?和温度T下,全部变为⽓体,该过程中的功约为:A.W=-RTB.W=-2RTC.W=RTD.W=3RT(提⽰:W=- p?(V2-V1)≈ - p?V2=-RT)18、Carnot循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和绝热可逆压缩4个连续的步骤构成,各步的功⽤W1,W2,W3和W4表⽰,则下⾯的关系中正确的是:(A)W1< W2< W3< W4 (B) W1< W2< W4< W3(C)W1> W2> W3> W4 (D)W1> W2> W4 > W319 n mol理想⽓体,由体积V1和压⼒P1⾃由膨胀致体积2V1,压⼒0.5P1,该过程中的功约为:A. W=-0.5nRTB.W=-nRTC. W=0D.W=-2nRT请选择答案:20、⼀理想⽓体,初态压⼒100kpa,体积10dm3,绝热指数为1.4,经绝热可逆膨胀⾄5dm3,终态压⼒为:(A)2.639P1(B)2P1(C)1.319P1(D)0.758P121、⼀理想⽓体,若由同⼀始态A(P1,V1)分别经可逆等温膨胀和绝热可逆膨胀⾄终态B(P2,V2)与C(P2',V2),前⼀过程的功W1,后⼀过程的功W2,再由B态和C态经可逆等温压缩和绝热可逆压缩⾄原态A, 前⼀过程的功W3,后⼀过程的功W4,则: (A)W1> W2> W3> W4 (B) W3< W4< W2< W1(C)W1> W3> W2> W4 (D)W3> W4> W2 > W122、1mol理想⽓体,由温度T和压⼒P1可逆等温膨胀⾄0.25P1,过程中的功为:(A)W=-3RT (B)W=-RTln4(C)W=-RT (D)W=RTln423、n mol理想⽓体,经绝热过程由P1,V1,T1变为P2,V2,T2,若P2=4P1,V2=0.5V1,则A.T1/T2=2B.T1/T2=0.25C.T1/T2=0.5D.T1/T2=4(提⽰:P1V1/T1=P2V2/T2,T1/T2=P1V1/P2V2=P1V1/4*0.5P1V1=0.5) 24、在温度T和压⼒P?下,反应 NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) 的进度为1mol时,过程中的功为:(A)W=- RT (B)W=2RT(C)W= RT (D)W=-2RT25、在373.15K和压⼒p?下,36g H2O(g)变为H2O(l),若已知H2O(l)的⽓化热为40.66kJ/mol,则下⾯的关系中正确的是: (A) H= (81320+2RT)J (B)Q=(81320+2RT)J(C)?U=(-81320+2RT)J (D)?U=(-81320-2RT)J26、若反应H2(g)+(1/2)O2(g)=H2O(g)在孤⽴系统中进⾏,则下⾯的关系中不正确的是:(A)? U=0 (B)W=0(C)? H=0 (D)Q=0(提⽰:?H=?U+?(PV)=?U+V?P,?P≠0)27、2mol理想⽓体N2定容升温,T2=1.25T1,则下⾯关系中正确的是:(A)?U=(3/4)×T1R (B)?H=(5/4)×T1R (C)Q=(7/4)×T1R (D)H=(7/4)×T1R28、4mol理想⽓体K r,等压降温,T2=(4/5)×T1,则下⾯关系中正确的是:(A)? U=-(6/5)×T1R (B)=-2T1R(C)?H=-(14/5)×T1R (D)Q=-(5/6)×T1R29、若某化学反应A(s)+M2N(aq)=AN(aq)+M2(g)在等温等压下于电池中进⾏,做电功150kJ,体积功2.5kJ,放热120kJ,则下⾯关系中正确的是:(A)?r H m=-120kJ (B)W=152.5kJ(C)?U=-272.5kJ (D)Q=?r H m=-120kJ(提⽰:?U=Q+W=-120-152.5=-272.5)30、2mol双原⼦分⼦理想⽓体,在温度T下反抗压⼒p?由体积V1膨胀⾄2V1,下⾯的关系中正确的是:(A)?H m>0 (B)?U>0(C)?U=W (D)Q=RT31、2mol理想⽓体H2(g),经绝热压缩后,体积和压⼒由P1V1变为2P1V1,下⾯的关系中正确的是:(A)?H=5RT1(B)?U=2.5RT1(C)?U=5RT1 (D)?H=7RT132、当⽓体由节流膨胀⽽降温时,下⾯的说法中不正确的是:(A)等焓过程(B)绝热不可逆过程(C)多孔塞两边压⼒恒定不变(D)温度随压⼒的变化率⼩于零33、对节流膨胀,下⾯的说法中正确的是:A.节流系数⼤于零,发⽣加热效应。

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U1 Q1 nCvm (T2 T1) 8.314 (546 273) 3405J
(2) 等温过程:
U2 0
W2
Q2
nRT
ln V2 V1
8.314 ln
44.8 22.4
3147J
(3) 等压过程:
Q3
nC pm T
5 2
8.314 (273 546)
5674J
W3 p(V2 V1) 101.3(V1 V3) 101.3(0.2240.448) 2269J
T2
T1
( V1 V2
) 1
562.8K
2.
p2
nRT2 V2
936kPa
3. U W CvmT 5500J
28.根据下列反应在298K的焓变值,计算
AgCl(s)的标准摩尔生成焓
H f m, AgCl
(1)Ag2O(s) 2HCl(g) 2AgCl(s) H2O(l)
r
H
m,(1)
324 2
O2
(g)
Ag2O(s)
(3)
1 2
H2
(
g)
1 2
Cl2
(
g)
HCl(g
)
(4) H 2
(g
)
1 2
O2
(
g)
H 2O(l )
r
H m,(2)
30.57kJ
mol1
r
H
m,(3)
92.31kJ
mol1
r
H m,(
4)
285.84kJ
mol1
解:(1) 1 (2) 1 (3) (4) 1
2
2
2
得:
Ag ( s)
1 2
Cl2 (g)
AgCl(s)
f Hm 127.14kJ
U3 Q3 W3 3405J
12.0.02kg乙醇在其沸点蒸发为气体,已知蒸发 热为858kJ﹒kg-1,蒸汽的比容为0.607m3﹒kg-1, 试求过程的 U , H ,Q,W(.计算时忽略液体的 体积).
解:H Qp 0.02858 17.16kJ
W p(Vg Vl ) pVg 101.30.607 1.230kJ
第一定律作业题
3.1mol单原子理想气体
Cvm
3 2
,R 始态(A)
的温度为273K,体积为22.4dm3,经历如下三
步又回到始态,请计算每个状态的压力,
Q,W , U.
(1) 等容可逆升温由始态(A)
到546K的状态(B)
(2) 等温(546K)可逆膨胀由状
态(B)到44.8 dm3的状态(C).
(3) 等压过程由状态(C).回到
始态(A)
解:(1) 状态A
V1 0.0224m3 T1 273K
p1 101.3kPa
;
, (2) 状态B
V2 0.0224m3
(3) 状态C
V3 0.0448m3
T2 546K T2 546K
p2 202.6kPa p3 101.3kPa
解:(1)等容过程: W1 0
U Q W 15.93kJ
20.1molN2(g),在298K和100kPa压力下,经可逆绝热 过程压缩到5 dm3,计算:
(1) N2(g)的最后温度
(2) N2(g)的最后压力
(3) 需做多少功
解: 1.
V1
nRT1 p1
0.0248m3
Cpm 7 1.4
Cvm 5
根据
T1V1 1 T2V2 1
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