基础化学电子教案习题解答(第三章)
高一化学鲁科版必修2教学教案：第三章第三节3酯和油脂(5)含解析
第三节羧酸酯第二课时——酯一、教材分析本节课选自人教版高中化学选修5《有机化学基础》第三章中的第三节羧酸酯。
本章教材强调从学生生活实际和已有知识出发，尽力渗透结构分析的观点，使学生在必修2第三章《有机化合物》知识的基础上有所提高。
本节课酯的内容是以学生所学的有机化合物常识为基础的，提倡从学生的生活经验出发，在介绍了有机物——乙酸的基础上引入的。
酯是高中有机化学中的重点内容之一，也是高考重要考点，在有机化学中起着承上启下的作用，酯是烃的含氧衍生物知识体系中不可或缺的部分，它建构于醇、酚和酸的知识体系之上，对学生构建一个完整的知识链条“烃——醇——醛——酸——酯”有着举足轻重的作用；同时酯的合成以及水解方法是教材第五章《进入合成有机高分子化合物的时代》中合成有机高分子材料——聚酯纤维的基础方法，对于学生掌握合成新型高分子材料的学习起到了重要的铺垫和推动作用；酯类物质在自然界中有广泛的存在，日常生活中饮料、糖果以及糕点等都含有部分酯类香料，因此，酯类物质对人类的美好生活起到了重要的影响。
二、学情分析学生通过必修2《有机化合物》以及选修5前两章内容的学习，已经基本了解了研究有机化学的方法及有机化合物结构与性质的关系，初步掌握了有机化学的学习方法。
通过对烃、卤代烃、醇、酚、醛知识的探究学习，学生初步构成了以官能团为线索的有机化合物的知识体系。
因此在本节内容的讲授过程中，基于学生目前的知识水平与认知能力，可以有效的开展探究式的教学，在原有的醇、酸的知识体系上建构羧酸酯的相关知识，利于学生的理解和掌握。
本节课的内容由生活中为什么会有那么多口味各异的饮料，不同气味的清新剂引入，从生活角度来让学生体味化学的魅力，以此来激发学生的学习兴趣，学生对本节课的学习必定有所期待。
三、教学目标依据教改精神、新课程标准和学生的实际情况确定了如下教学目标：（一）知识与技能目标（1）了解酯的概念、命名，同分异构体以及物理性质；（2）根据酯的组成与结构的特点，理解酯的水解反应。
基础化学习题及详细答案
第三章电解质溶液首页难题解析学生自测题学生自测答案章后习题解答难题解析 [TOP]例3-1 (1) NaOH和H3PO4溶液等体积混合，测得溶液pH值为4.66，溶液的渗透浓度为200 mmol·L-1，求混合前NaOH和H3PO4溶液的浓度各为多少？(2)若此 NaOH和H3PO4溶液以2：1的体积混合，溶液pH 和渗透浓度各为多少？ (已知H3PO4：p K a1=2.16；p K a2=7.21；p K a3=12.32)分析 (1) NaOH和H3PO4溶液等体积混合，由pH=4.66知混合后只有NaH2PO4，那么NaOH和H3PO4浓度相等，再由混合溶液渗透浓度求得NaOH和H3PO4溶液的浓度。
(2)NaOH和H3PO4以2：1体积混合，可计算出溶液pH和渗透浓度。
解 (1)因NaOH和H3PO4溶液等体积混合后pH=4.66=(p K a1+p K a2)/2，可判断混合溶液只含有NaH2PO4，因此混合前NaOH和H3PO4浓度相等，又混合溶液的渗透浓度为200 mmol·L-1，即2×c(NaH2PO4)= 200 mmol·L-1c(NaH2PO4)= 0.10 mol·L-1根据c(NaH2PO4)推出混合前c(NaOH)= 0.20 mol·L-1，c(H3PO4)= 0.20 mol·L-1(2) NaOH和H3PO4溶液以2：1的体积混合发生的反应为：2NaOH(aq) + H3PO4(aq)Na2HPO4(aq) + 2H2O(aq)由于混合前c(NaOH)= 0.20 mol·L-1，c(H3PO4)=0.20 mol·L-1，混合后溶液只含有Na2HPO4，浓度为c(Na2HPO4)= (2/3)×0.20 mol·L-1因此溶液的渗透浓度为3×(2/3)×0.20×1000 mmol·L-1=400 mmol·L-1由于混合溶液只含有Na2HPO4两性物质，pH=(p K a2 + p K a3)/2=(7.21+12.32)/2=9.76例3-2在0.100 mol·L-1HA溶液的解离度α为1.32%，(1)计算HA的解离常数。
2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第三章 第一节 合金(含答案)
2019-2020年人教版高中化学选修一教学案：第三章第一节合金(含答案)1．合金的概念合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2．合金的性能合金与其各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械的性能。
(1)合金的硬度较大。
(2)多数合金的熔点比其各成分金属的低。
(3)合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件来调节。
[跟随名师·解疑难](1)加入其他合金元素后，合金元素的原子或大或小，改变了原有金属原子的规则排列，使原子层之间的滑动变得困难，增大了合金的硬度。
(2)加入合金元素后，由于合金元素的原子半径与原金属原子不同，使金属原子的排列变得不规整了，原子间的相互作用力变小，使合金的熔点变低。
(3)合金是混合物，但其组成是均匀的，而且有些合金具有固定的熔点。
(4)使用最早的合金是铜合金。
[剖析典例·探技法][例1]工业生产中，常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。
这是制取合金的常用方法之一。
仅根据下表数据判断，不宜用上述方法制取的合金是()A．Fe-Cu合金B．Cu-Al合金C．Al-Na合金D．Cu-Na合金[名师解析]根据合金的概念可知：铜的熔点为1 083℃，而钠的沸点为883℃，即当铜熔化时，钠已气化。
二者形不成合金。
[答案] D[名师点睛]合金是由不同金属熔合而成的，即熔合时温度要达到两种金属中最高的熔点，但一种金属的熔点不能高于另一种金属的沸点。
如本题中Na-Al能形成合金，但Cu-Na 不能形成合金。
1．铁合金生铁和钢的比较：2．铝合金和铜合金(1)硬铝：合金元素为Cu、Mg、Mn和Si等。
硬铝密度小，强度高、抗腐蚀性强。
适用于制造飞机和航天器。
(2)铜合金：黄铜是Cu-Zn合金，青铜是Cu-Sn合金。
3．新型合金(1)储氢合金：Ti-Fe合金和La-Ni合金等。
高中化学 第三章 第四节 基本营养物质讲义(含解析)新人教版必修2-新人教版高一必修2化学教案
基本营养物质1.了解糖类、油脂、蛋白质的组成。
2.掌握糖类、油脂、蛋白质的主要性质。
3.了解糖类、油脂和蛋白质在日常生活、生产中的应用。
1．基本营养物质(1)种类食物中的营养物质主要包括糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水。
(2)组成元素物质糖类油脂蛋白质组成元素C、H、O C、H、O C、H、O、N、S、P等2.糖类、油脂、蛋白质的性质(1)糖类和蛋白质的特征反应①葡萄糖的特征反应：(填现象)葡萄糖红色沉淀(Cu2O)，葡萄糖光亮的银镜，应用：检验葡萄糖。
②淀粉的特征反应：常温下，淀粉遇碘变蓝。
③蛋白质特征反应：a．颜色反应：浓HNO3变黄，蛋白质――→b ．灼烧反应：灼烧蛋白质，产生烧焦羽毛的气味，应用：鉴别蛋白质。
(2)糖类、油脂、蛋白质的水解反应①双糖、多糖的水解反应a ．蔗糖：C 12H 22O 11＋H 2O ――→催化剂C 6H 12O 6＋C 6H 12O 6，蔗糖 葡萄糖 果糖b ．淀粉：(C 6H 10O 5)n ＋n H 2O ――→催化剂n C 6H 12O 6。
淀粉(或纤维素) 葡萄糖②油脂的水解a ．酸性环境：油脂＋水――→硫酸甘油＋高级脂肪酸，b ．碱性环境：油脂＋水――→NaOH 甘油＋高级脂肪酸盐，油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应，工业生产中，常用此反应来制取肥皂。
③蛋白质的水解反应蛋白质＋水――→酶氨基酸。
3.糖类、油脂和蛋白质在生产、生活中的应用(1)糖类在生产、生活中的应用(2)油脂的应用①油脂是产生能量最高的营养物质，在人体内发生氧化反应释放能量。
②有保持体温和保护内脏器官的作用。
③能增加食物的滋味，保证机体的正常生理功能。
④工业上常用油脂来制取肥皂。
(3)蛋白质的应用①蛋白质是人类必需的营养物质，能保证身体健康。
②动物的毛和蚕丝的主要成分是蛋白质，可应用于工业上。
③酶是一类特殊的蛋白质，是生物体内重要的催化剂。
[新知探究]填写下表：提示：都含有C、H、O三种元素；单糖、双糖具有相同的分子式，多糖由于组成分子的n值不同，故分子式不同。
《基础化学》教材习题答案（第3版）
第一章 习题答案1．答：能量单位J 、质量单位μg 、长度单位nm 、温度单位℃、属于SI 单位；其他不是。
2．答：SI 基本单位：m 、kg 、s 、A 、K 、mol 、cd 。
3．答：一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位。
根据我国的实际情况，在法定计量单位中还明确规定采用了若干可与国际单位制并用的非国际单位制单位。
第二章习题答案1. 解： 根据)()O H ()O H ()O H (222蔗糖n n n x +=0292m o l .0m o l 342g g0.10)( mol 56.5mol 18.0g g 100)O H (1-1-2=⋅==⋅=蔗糖n n 995.00.0292m o lm o l 56.5mol56.5)O H (2=+=xkPa 33.20.995kPa 34.2)O H ()O H (2*2=⨯==x p p2．解：)B ()O H ()()O H (999.00.1molmol 08mol08)O H ()O H ()O H ()O H (899.00.1molmol 04mol 04)O H ()O H ()O H ()(999.00.1molmol 80mol80)()()()O H (999.00.1mol mol 80mol80)O H ()O H ()O H (*2**2*22*22*2*22*23***2*2*22*21答案为苯苯苯苯苯∴>=+⋅===+⋅===+⋅===+⋅==p p p p x p p p p x p p p p x p p p p x p p 3．解：与人体血浆等渗。
11os f 11os f B f B f f 11-1-1-os L mmol 310L mol 31.0C58.0K58.0L mol 31.0mol kg K 86.1L mol 31.0L00.1mol 147g g33.03mol 74.6g g 30.02mol 58.5g g 50.82-----⋅=⋅=︒-==⋅⨯⋅⋅=≈≈=∆⋅=⋅⨯+⋅⨯+⋅⨯=c T c K c iK b iK T c4．解：K 85.1mol kg K 512.00.510Kmol kg K 86.1mol g 1.28mol kg 0281.00.510K 250g g 00.7mol kg K 512.011b b f B f f 111b A B b B =⋅⋅⋅⋅⋅=∆⋅=⋅=∆⋅=⋅=⨯⨯⋅⋅=∆⋅⋅=-----K T K b K T T m m K MT f = -1.85℃ 5. 解：压略高于人体眼液的渗透kPa 869K 310K mol L kPa 314.8L mol 337.0L mmol 337L mol 337.0mL10001.000LmL 1000mol 61.8g g 00.17mol 161.5g g 00.52111-os 1-1-1-1-os =⨯⋅⋅⋅⨯⋅==⋅=⋅=⨯⋅+⋅⨯=--RT c Πc6. 解：11A fB f B 11A b B b B mol kg 61.1100g0.220K g0.19mol kg K 86.1mol kg 62.1100g 0.0600K g 0.19mol kg .512K 0----⋅=⨯⨯⋅⋅=∆=⋅=⨯⨯⋅⋅=∆=m T m K M m T m K M用两种方法计算该物质的相对分子质量基本相同。
基础化学第三版习题解答
述溶液加入一定体积的ωB= 的 H2SO4（相对密度 d = kg·L-1）配制成
1 000 mL 浓度为 mol·L-1 的 H2SO4 溶液？
解：500 mL mol ·L-1H2SO4 中，
n(H2SO4) = c1V1 = 500× = (mmol)
300 mL 0mol ·L-1H2SO4 中，
溶液变稀，乙溶液变浓，直到二者蒸气压相等，两溶液的浓度不再变化。
(3) 设当达到系统蒸气压平衡时，从乙溶液转移到甲溶液的水的质量为 y g，平衡时两
20.0 y)g
18.02g mol-1
18.02g mol-1
(20.0 y)g
1.68g
液的密度为 1.13 kg·L-1，计算此溶液的质量摩尔浓度、物质的量浓度和摩尔分数。
解:
bB
95 / 98 (400 5) 103
2.4（mol
kg -1）
cB
500
95 / 98 10 3 /1.13
2.2（mol L1）
x(H2SO 4 )
(95
95 / 98 / 98 ) (405
1.68g
0.996
18.02g mol-1 342g mol-1
20.0g
18.02g mol-1
xA 20.0g
0.997 2.45g
18.02g mol-1 690g mol-1
乙溶液溶剂的摩尔分数大，所以乙溶液的蒸气压大。
(2) 在同一个恒温密闭的钟罩里，乙溶液的蒸气压大，乙溶液的水会向甲溶液转移，甲
量。
解：两份非电解质的溶液在同一温度下结冰，说明两溶液的质量摩尔浓度相同。设某
非电解质的摩尔质量为 MB g·mol-1，有
基础化学(张欣荣)习题答案
基础化学第二章习题答案1. 将10g NaOH 、CaCl 2、Na 2CO 3分别溶于水中, 然后均配制成500mL 溶液，求溶液的浓度c (NaOH)、c (21CaCl 2)、c (21Na 2CO 3)。
解：NaOH 的摩尔质量M (NaOH)=40.021CaCl 2的摩尔质量M (21CaCl 2)=55.45 21Na 2CO 3的摩尔质量M (21Na 2CO 3)=53.0 则：c (NaOH)=5.010005004010=mol •L -1 c (21CaCl 2)=36.0100050055.4510=mol •L -1 c (21Na 2CO 3)=38.010*********=mol •L -12．正常人血浆中，每100mL 含164.7mg HCO 3-，计算正常人血浆中HCO 3-的浓度。
解：HCO 3-的摩尔质量是61.0g·mol -1，则：L mol 0.0270100164.7/61.0)HCO ()HCO (133---⋅===V n c3．某患者需补0.05mol Na +，求所需NaCl 的质量。
若用质量浓度为9.0g·L -1的生理盐水补Na +，求所需生理盐水的体积。
解：所需NaCl 的质量为0.05×58.5=2.925 g所需生理盐水的体积为2.925/9.0=0.325 L=325 mL4．20℃时，将350 g ZnCl 2溶于650 g 水中，溶液的体积为739.5 mL ，求溶液的浓度、质量浓度和质量分数。
解：c (ZnCl 2)= 47.310005.7393.136350= mol •L -1ρ(ZnCl 2)=47.05.739350= g•mL -1 ω(ZnCl 2)=35.0650350350=+ 5. 现有四种处于相同温度和压力下的理想稀溶液。
(1) 0.1 mol 蔗糖溶于80 mol 水中，水蒸气压为p 1(2) 0.1 mol 萘溶于80 mol 苯中，苯蒸气压为p 2(3) 0.1 mol 葡萄糖溶于40 mol 水中，水蒸气压为p 3(4) 0.1 mol 尿素溶于80 mol 水中，水蒸气压为p 4这四个蒸气压之间的关系为： ( )(A) p 1≠p 2≠p 3≠p 4 (B) p 2≠p 1＝p 4＞p 3(C) p 1＝p 2＝p 4＝(1/2)p 3 (D) p 1＝p 4＜2p 3≠p 2答案：B6. 从植物中分离出一种未知结构的有抗白细胞增多症的生物碱，为了测定其相对分子质量，将19.0g 该物质溶入100g 水中，测得溶液沸点升高为0.060K 、凝固点下降为0.220K 。
基础化学第三章习题解答
基化第三章习题解答1．指出下列各酸的共轭碱：H 2O 、H 3O +、H 2CO 3、HCO 3-、NH 4+、NH 3+CH 2COO -、H 2S 、HS -解：其共轭碱分别为OH -、H 2O 、HCO 3-、CO 32-、NH 3、NH 2CH 2COO -、HS -、S 2-2．指出下列各碱的共轭酸：H 2O 、NH 3、HPO 42-、NH 2-、[Al(H 2O)5OH]2+、CO 32-、NH 3+CH 2COO - 解：其共轭酸分别为H 3O +、NH 4+、H 2PO 4-、NH 3、[Al(H 2O)6]3+、HCO 3-、NH 3+CH 2COOH4．解释BaSO 4在生理盐水中的溶解度大于在纯水中的，而AgCl 的溶解度在生理盐水中却小于在纯水中的。
解：生理盐水是9.0 g·L –1 NaCl 水溶液。
BaSO 4在生理盐水中，由于盐效应导致Ba 2+、SO 42-的有效浓度有所降低，沉淀溶解平衡向溶解方向移动，故BaSO 4在生理盐水中的溶解度大于在纯水中的；而AgCl 在生理盐水中，由于同离子效应，Cl -浓度增大，沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动，所以，AgCl 的溶解度在生理盐水中会小于在纯水中的。
5．在含有固体氯化银的饱和溶液中，加入下列物质，对AgCl 的溶解度有什么影响？ ⑴ 盐酸； ⑵ AgNO 3； ⑶ KNO 3； ⑷ 氨水解：其影响分别为⑴ 溶解度降低（同离子效应，∵ Cl -浓度增大）；⑵ 溶解度降低（同离子效应，∵ Ag + -浓度增大）；⑶ 溶解度略增大（盐效应）；⑷ 溶解度增大（银氨配离子的生成，Ag + -浓度降低）6．计算0.10 mol·L –1 H 2S 溶液中[H 3O +]、[HS -]及[S 2-]。
已知氢硫酸的K a1 = 8.9×10-8，K a2 = 1.2×10-13。
解：[H 3O +] = [H +] = 10.0109.8)S H (82a1⨯⨯=⋅-c K = 9.4×10-5 mol·L –1 ≈[HS -] ][HS ]][S [H 22--+=a K [S 2-]≈K a2 = 1.2×10-13 mol·L –17．解痛药吗啡（C 17H 19NO 3）是一种弱碱，主要由未成熟的罂粟籽提取得到，其K b = 7.9×10-7。
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习题解答（第三章）一、选择题1．与环境只有能量交换，而没有物质交换的系统称为（ C ）。
（A ）敞开系统 （B ）隔离系统 （C ）封闭系统 （D ）孤立系统2．某系统由状态A 变化到状态B ，经历了两条不同的途径，与环境交换的热和功分别为Q 1、W 1和Q 2、W 2。
则下列表示正确的是（ B ）。
（A ）Q 1＝Q 2，W 1＝W 2 （B ）Q 1＋W 1＝Q 2＋W 2（C ）Q 1＞Q 2，W 1＞W 2 （D ）Q 1＜Q 2，W 1＜W 23．当系统状态发生变化后，其热力学能差值一定为零是（ A ）。
（A ）循环过程 （B ）绝热过程 （C ）恒容过程 （D ）恒压过程4．某理想气体恒温压缩时，正确的说法是（ B ）。
（A ）ΔU ＞0，ΔH ＜0 （B ）ΔU ＝0， ΔH ＝0（C ）ΔU ＜0，ΔH ＜0 （D ）ΔU ＜0， ΔH ＞05．1mol 单原子理想气体，从300K 压缩到500K ，则其ΔH 为（ B ）。
（A ）300R （B ）500R （C ）－300R （D ）－500R6．298K 时，下列物质中θm f H ∆＝0的是（ B ）。
（A ）CO 2（g ） （B ）I 2(g) （C ）Br 2（l ） （D ）C （s ，金刚石）7．下列热力学第二定律的数学表达式正确的是（ A ）。
（A ）环T Q ds δ≥ （B ）环T dQ ds ≥ （C ）T Q ds R δ≥ （D ）TdQ ds = 8．理想气体经不可逆循环，其熵变为（ C ）。
（A ）0>∆S （B ）0<∆S （C ）0=∆S （D ）0=∆总S二、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”）1．在热力学中，将研究的对象称为系统，而与系统密切相关的部分称为环境。
（ √ ）2．1mol H 2O （l ）由373.15K ，101.325kPa 下，变成同温同压下的水蒸气，则该过程的△U ＝0。
（ × ）3．系统经历一个循环过程时，n 、p 、V 、T ，W 、Q 的改变量均为零。
（ × ）4．系统发生恒压变化过程时，焓变等于系统与环境交换的热。
（ × ）5．体积功的定义式是⎰-=21V V pdV W 。
（ × ） 6．在一定温度下，反应CO （g ）＋1/2O 2（g ）——→CO 2（g ）的标准摩尔反应焓就是该温度下CO （g ）的标准摩尔燃烧焓，也是CO 2（g ）的标准摩尔生成焓。
（ × ）7．公式ΔU ＝n m V c ⋅(T 2–T 1)只适用于理想气体无化学变化及相变化、且非体积功为零的条件下的恒容变化过程。
（ × ）8．当温度为T ，混合气体总压为p θ时，反应H 2（g ）+1/2O 2(g)—→H 2O(g)的热效应称为标准摩尔反应焓。
（ × ）9．熵是系统混乱度的量度，因此在一定的温度、压力下，一定量某物质的熵值S （g ）＞S （l ）＞S （s ）。
（ √ ）10．隔离系统的熵是守恒的。
（ × ）11．热力学第三定律的表述为：在0K 时，纯物质完美晶体的熵值等于零。
（ √ ）12．熵增加的过程，一定是自发过程。
（ × ）13．当封闭系统进行恒温、恒压且非体积功为零的条件下，发生自发过程时，吉布斯函数减小；当系统达到平衡时，吉布斯函数不变。
（ √ ）14．298K 时，液态水的标准摩尔生成吉布斯变θB m f G .∆=0。
（ √ ）三、填空题1．应用热力学基本原理研究化学变化及其与之有关的物理变化中能量转化规律的科学，称为 化学热力学 。
2．热力学系统性质就是它一系列宏观性质的总和，而这些描述系统状态的性质又称 状态函数 ；在n 、V 、T 、x B 中，属于广延性质的是 V 、n ，属于强度性质的是 T 、x B 。
3．热力学平衡态包含 热平衡 、 力平衡 、 相平衡 和 化学平衡 等四种平衡。
4． 可逆过程 是在无限接近平衡，且没有摩擦力条件下进行的理想过程。
5．热力学标准态又称热化学标准态，对气体而言，是指在压力为 标准压力 下，处于 理想气体 状态的气体纯物质。
6．隔离系统中发生的自发过程总是向熵增大的方向进行， 平衡 时达到最大值，这就是 熵增 原理，又称为 熵 判据。
7．应用吉布斯函数判据判断过程的方向和限度的条件是， 恒温 、 恒压 且非体积功为零的 封闭 系统。
8．热力学中规定：标准状态下，稳定相态 单质 的标准摩尔生成吉布斯函数为零。
四、简答题1．简述Q P ＝ΔH 的适用条件。
答：适用于封闭系统的没有非体积功的恒压过程中。
2．举例说明，什么是自发过程；自发过程的共同特征是什么？答：如水往低处流，溶液由高浓度自动向低浓度扩散等。
这些在一定条件下，不需借助外力就能自动进行的过程，均称为自发过程。
自发过程的共同特征是具有热力学意义上的不可逆性。
3．试总结理想气体分别进行恒容过程、恒压过程、恒温恒外压过程和自由膨胀过程时，ΔU 、ΔH 、Q 和W 的取值或计算公式。
答：封闭系统中，理想气体各过程ΔU 、ΔH 、Q 和W 的取值或计算公式列表如下ΔU ΔH Q W 恒容过程n m V c ⋅ (T 2 – T 1) n m p c ⋅ (T 2 – T 1) n m V c ⋅ (T 2 – T 1) 0 恒压过程n m V c ⋅ (T 2 – T 1) n m p c ⋅ (T 2 – T 1) n m p c ⋅ (T 2 – T 1) －nR （T 2－T 1） 恒温恒外压过程0 0 nRT p 环⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-1211p p －nRT p 环⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-1211p p 自由膨胀过程 0 0 0 0 4．简述熵增原理，并说明如何将该原理应用于封闭系统中。
答：隔离系统中发生的自发过程总是向熵增大的方向进行，平衡时达到最大值，这就是熵增原理，又称为熵判据。
若将封闭系统中环境和系统包括在一起，构成一个大隔离系统，其总熵的变化（△S 总）就是大隔离系统的熵变（△S 隔），因此可以应用熵增原理判断过程的自发进行方向性。
即△S 总＝△S 隔＝△S ＋△S 环≥05．说明热力学中，分别规定了哪些物质的θm f H ∆、θm c H ∆、θm f G ∆为零？ 答：热力学规定：在标准状态下，最稳定单质的标准摩尔生成焓（θm f H ∆）和标准摩尔生成吉布斯函数（θm f G ∆）为零；而在标准状态下，完全燃烧生成的稳定氧化物其标准摩尔燃烧焓（θm c H ∆）为零。
五、计算题1．在100kPa 下，10mol 某理想气体由300K 升温到400K ，求此过程的功。
解： 该过程是理想气体恒压过程，由W ＝－nR （T 2－T 1）得 W ＝－10mol ×8.314J/(mol ·K)（400K －300K ）＝－8314J/(mol ·K)2．10mol 某理想气体由298K ，106Pa ，通过几种不同途径膨胀到298K ，105Pa ，试计算下列各过程的W 、Q 、△U 和ΔH 。
①自由膨胀；②恒温反抗恒外压105Pa 膨胀；③恒温可逆膨胀。
解： ①理想气体自由膨胀 △T ，p 环＝0 故 W 1＝0，Q 1＝0，△U 1＝0，△H 1＝0②根据状态函数的特点 △U 2＝0，△H 2＝0由 W 2＝－nRT p 环（1/p 2－1/p 1）得 W 2＝－10mol ×8.314 J/(mol ·K) ×298K ×105Pa （1/105Pa －1/106Pa ）＝－22.31kJW 2＝22298 J ＝－22.3kJQ 2＝－W 2＝22.3kJ③根据状态函数的特点 △U 3＝0，△H 3＝0213ln p p nRT W -=＝－10 mol ×8.314J/(mol ·K)×298K ×561010ln W 2＝－57048J ＝－57kJQ 3＝－W 3＝57kJ3．已知某理想气体的摩尔定压热容为30J/(K ·mol)，若5mol 该理想气体从27℃恒压加热到327℃，求此过程的W 、Q 、△U 和ΔH 。
解： 由于是恒压过程，所以Q=Q p =ΔH =n m p c ⋅(T 2–T 1)=5mol ×30J/(K ·mol)×（600.15K-300.15K ）Q ＝ΔH ＝45000J ＝45kJΔU ＝n m V c ⋅(T 2–T 1)=n （m p c ⋅–R ）(T 2–T 1)ΔU ＝5mol ×[30J/(K ·mol)–8.314J/(K ·mol)]×（600.15K-300.15K ）ΔU ＝32529J ＝32.5kJW ＝ΔU –Q p ＝32.529kJ –45kJ ＝–12.5kJ计算的最后结果数字：Q ＝45kJ ，ΔH ＝45kJ ，△U ＝32.5kJ ，W ＝–12.5kJ 。
4．已知水的摩尔定压热容为75.3J/(K ·mol)，若将10kg 水从298K 冷却到288K ，试求系统与环境之间传递的热量。
解： n ＝molg g M m /18104=＝555.6mol Q p ＝n m p c ⋅(T 2–T 1)＝555.6mol ×75.3J/(K ·mol)（288K –298K ）Q p ＝–418333.3J ≈–418.3kJ计算的最后结果数字：n ＝555.6mol ，Q p ＝–418.3kJ 。
5．10摩尔某双原子分子理想气体，从298K ，100kPa 恒压加热到308K ，求此过程的W 、Q 、△U 和ΔH 。
解： 因为是双原子分子理想气体，所以m p c ⋅＝3.5R m V c ⋅＝2.5R则恒压过程 Q ＝Q p ＝ΔH ＝n m p c ⋅(T 2–T 1)Q ＝10mol ×3.5×8.314J/(K ·mol)（308K –298K ）＝2909.9J△U ＝n m V c ⋅(T 2–T 1)＝10mol ×2.5×8.314J/(K ·mol)（308K –298K ）△U ＝2078.5JW ＝△U –Q ＝2078.5J –2909.9J ＝–831.4J计算的最后结果数字：Q ＝2909.9J ，△U ＝2078.5J ，W ＝–831.4J 。
6．已知每小时从乙苯蒸馏塔顶冷凝为液体的乙苯有1000kg ，冷凝放热376kJ/kg ，若冷却水进出口温度分别为293K 、313K ，试求每小时所需冷却水量。