第一章-物理化学C 作业题 参考答案 5-23

过程 2 绝热自由膨胀Q2=0，W2=0，则∆U2=0，则过程 2 温度不变，则T3 始=T1 末。
Q=nCV,m(T1 末 − T1 始)+0+nCp,m(T3 末 − T3 始) ={1×CV,m(373.15 − 298.15)+1×Cp,m(298.15 − 273.15)} J={75×(CV,m − Cp,m)} J =(−75R) J=(−75×8.314) J= − 623.55 J
由 ∆U=W+Q 则 W= − Q=623.55 J
习题 4. 1 mol 乙醇在其沸点时蒸发为蒸气，已知乙醇的蒸发热为 858 J∙g-1,1 g 蒸气的体积 为 607 cm3，忽略液体的体积，试求过程的 Q、W、∆U 及∆H。 解答：乙醇在沸点时蒸发是等温等压可逆过程，
则Qp=(1×46×858) J=39.47 kJ W= − p∆V≈ − pVg=( − 101325×46×607×10-6) J= − 2.89 kJ ∆U=W+Q=(39468 − 2829) J=36.64 kJ ∆H=Qp=39.47 kJ
习题 6. 0.500 g 正庚烷放在氧弹量热计中，燃烧后温度升高 3.26℃，燃烧前后的平均温度为
25℃。已知量热计的热容量为 8176 J∙K-1,计算 25℃时正庚烷的等压摩尔燃烧热。
解答：0.500g 正庚烷燃烧后放出的恒容热效应为
QV= {8176×(−3.26)} J= − 26.65 kJ 1 mol 正庚烷燃烧后放出的等容热效应为
∆cUm=
QV m⁄M
=
(−02.656⁄5130.076)
J∙mol-1= −
5330
kJ∙mol-1
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C7H16(l)+11O2(g)=7CO2(g)+8H2O(l)
正庚烷燃烧热为 ∆cHmy (C7H16,298K)=∆cUm+ ∑ νBRT ={−5330+(7 − 11)×8.314×298} J∙mol-1
= − 5340.67 kJ∙mol-1
习题 8. 试求反应 CH3COOH(g)→CH4(g)+CO2(g)在 727℃的反应焓。已知该反应在 25℃时
反应焓为-36.12 kJ∙mol-1。CH3COOH(g)、CH4(g)与 CO2(g)的平均等压摩尔热容分别为 52.3、 37.7 与 31.4 J∙mol-1∙K-1
解答：∆rCp,m= ∑B νB Cp,m(B)=(31.4+37.7 − 52.3) J∙mol-1∙K-1=16.8 J∙mol-1∙K-1
由基尔霍夫定律：∆rHmy (1000.15K)=∆rHmy (298.15K)+ ∫219080.105.1K5K ∆rCp,mdT ={−36120+16.8×(1000.15-298.15)} J∙mol-1 = − 24.3 kJ∙mol-1
物理化学 C 作业题 参考答案
第一章 热力学第一定律及其应用（共 4 题）
习题 1. 1 mol 理想气体依次经过下列过程：（1）等容下从 25℃升温至 100℃，（2）绝热自 由膨胀至二倍体积，（3）等压下冷却至 25℃。试计算整个过程的 Q、W、∆U 及∆H。 解答：理想气体的热力学能和焓仅与温度有关，U 和 H 为状态函数，则∆U=0；∆H=0。