物理化学上册练习题(1)答案
物理化学练习题(1)答案
一、选择（19小题，共38分）
二、计算（5小题，共50分）
1、液态As 的蒸气压与温度的关系为：ln(p /Pa)=-(5665K/T )+20.30，固态As 的蒸气压与温
度的关系为：ln(p /Pa)=-(15 999K/T )+29.76，试求As 的三相点和压力。 答案：在三相点时, 气、液、固三相呈平衡, 其蒸气压相同, 即p l =p s 所以 -5 665 K/T +20.30= -15 999 K/T +29.76 T =1 092 K
将T 值代入任何一个方程, 即可求得p , 即 ln(p /Pa)=-(5 665 K/1 092 K)+20.30 p =3 657 kPa
2、计算 1mol He(理想气体) 在下列状态变化过程中的ΔH 和ΔG 。 He (101.325 kPa,473 K)−−→He (101.325 kPa,673 K) 已知：C p , m [He(g)] = (5/2)R ，473K 时 S m [He(g)] = 135.1 J·K -1·mol -1 。 答案：ΔH = ΔS =
$
⎰
T 2
T 1
n C p ,m dT = 4.157 kJ
⎰
T 2
T 1
K -1 (n C p ,m /T )d T = nC p ,m ln(T 2/T 1) = 7.3 J·
S 2= ΔS + S 1= 142.4 J·K -1 ΔG =ΔH -Δ(TS ) = ΔH - T 2S 2+ T 1S 1= 27.780 kJ
3、1mol 理想气体恒温反抗恒外压，从1.00×10-2 m 3膨胀到10.00×10-2 m 3, 计算该膨胀过程中体系反抗的外压、体系的熵变、环境的熵变、孤立体系的熵变。已知环境的温度为121.9 K 。
答案： p = nRT 环/V 2 = 1 mol×8.314 J·K -1·mol -1×121.9 K/(10.00×10-2 m 3)
= 10.13 kPa ΔS 体= nR ln(V 2/V 1) =1 mol×8.314 J·K -1·mol -1×ln[10.00×10-2 m 3/(1.00×10-2 m 3)] =19.14 J·K -1
Q 环= -p ΔV = -(10.13×103 Pa) (10.00-1.00)×10-2 m 3
= -911.7 J ΔS 环= Q 环/T 环= -911.7 J/121.9 K= -7.48J·K -1 ΔS 孤立=ΔS 体+ΔS 环= 11.66 J·K -1 4、答案：解：理想气体绝热过程Q =0，因此
∆U =⎰nC V , m dT =⎰T 1n (C p , m -R ) dT
=1⨯(29. 36-8. 314) ⨯(203-273) =-1473(J )
T 2
∆H =⎰nC p , m dT =1⨯29. 36⨯(203-273) =-2055(J )
W =∆U =-1473(J ) ∆S =nR ln
T 2100203p 1
+nC p , m ln =1⨯8. 314⨯ln +1⨯29. 36⨯ln =10.44J·K -1
T 110273p 2
p 1∆H m ⎛11⎫ =-⎪ p 2R ⎝T 1T 2⎪⎭
5、答案：代入数据得：
ln
120. 6540. 669⨯103⎛11⎫
⎪l n =- 101. 3258. 314⎝100+273. 15T 2⎪⎭
解方程得： T 2=378.19K=105℃
三、问答题（2小题，共12分）
1、答案：ΔU = 0 , ΔH = 0
2、答案：(1) √ (2) × (3) × (4) √
四、证明题（4分）
一气体的状态方程是 (p + a /V m 2) V m = RT ，式中a 是大于零的常数，试证明在节流膨胀过程中气体的温度将下降。
答案：(∂T /∂p ) H = [T (∂V /∂T ) p - V m ]/C p 而 (∂V /∂T ) p = R /(p - a /V m 2)
得 (∂T /∂p ) H = [RT /(p -a /V m 2)-RT /(p + a /V m 2)]/C p 因为 a /V m 2 > 0 所以 (∂T /∂p ) H > 0