习题
mol。0.1kg液体苯在其标准沸点2.1 已知苯的标准沸点为353.35K，气化焓?lHm?30.80kJ?气化，试计算过程的Q，W，?U，?H。
（答：Q?39.5kJ，W??3.77kJ，?U?35.72kJ，?H?39.5kJ）
2.2 2mol理想气体始态体积为V1，进行等温可逆膨胀终态体积为10 V1，作功W?41.85kJ。
?23试求温度T和V1。 （答：T?1093K，V1?8.97?10m） 2.3 一块巧克力在人体内可产生500kJ的能量，一个体重为60kg的人把这块巧克力的能量全部转化为垂直位移所需的功，这些能量可支持他爬多高？ （答：850.34m）
2.4 单原子理想气体2mol，始态为600K，1.0Mpa，对抗恒定外压p绝热膨胀到平衡。求过程的Q，W，?U，?H。 （答：Q?0，W??U??5.39kJ，?H??8.98kJ）
2.5在373K的恒温条件下，1mol理想气体进行膨胀，始态体积为25dm3，终态体积为100dm3,假如膨胀分别按以下四种方式进行
（1）等温可逆膨胀；
（2）在恒定外压下膨胀至平衡； （3）自由膨胀；
（4）先把外压恒定为系统体积等于50dm3时的压力，膨胀至平衡；再把外压恒定为系统体积等于100dm3时的压力，膨胀至平衡。
分别计算以上四个过程的功。这些功绝对值的大小说明了什么？
[答：（1）-4299J；（2）-2326J；（3）0；（4）-3101J] 2.6 1mol单原子理想气体始态为298.15K，6×101.3kPa，绝热膨胀至系统压力为p，假定绝热
膨胀的方式为
（1）绝热可逆膨胀。
（2）对抗恒定外压p绝热膨胀。
分别求两种过程气体的最终温度T2，W，?U，?H。
???g-1T2=145.6K，W??U??1.91kJ，?H??3.17kJ；[答：（1）
（2）T2?198.8K，W??U??1.24kJ，?H??2.07kJ]
2.7 反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)，已知生成28gFe，求反应进度。
(答：??0.25mol) 2.8 用附录中298.15K的标准摩尔生成焓?fHm数据，计算下列反应在298.15K时的?rHm和
??rUm。
??（1）4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)
（2）3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(l)+NO(g) （3）Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)
mol，?rUm??907.95kJ?mol； [答：（1）?rHm??905.47kJ??-1?-1mol，?rUm??66.70kJ?mol； （2）?rHm??71.66kJ?mol，?rUm?485.19kJ?mol] （3）?rHm?492.63kJ?mol，2.9 已知298.15K时乙醇的标准摩尔燃烧焓?cHm(C2H5OH,l)??1366.8kJ?CO2和H2Omol，?fHm(H2O,l)??285.83kJ?mol，的标准摩尔生成焓分别为?fHm(CO2,g)??393.51kJ?求乙醇在298.15K时的标准摩尔生成焓?fHm(C2H5OH,l)。 (答：-277.71kJ·mol-1)
???-1?-1-1?-1?-1?-1?-1mol，2.10 已知反应B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(g)在298.15K时?rHm??2020kJ?又已知
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?-1
??298.15K时?fHm(B2O3,s)??1264kJ?mol-1，?fHm(H2O,g)??241.825kJ?mol-1，试计算
298.15K时B2H6(g)的摩尔生成焓。 (答：30.5kJ·mol-1)
2.11 如图所示，某系统由状态1按过程1→a→2，到状态2时吸热Q=200kJ，同时对外作功W??50kJ。
（1）系统按照过程1→b→2变化时，W??30kJ，Q是多少？系统是吸热还是放热？
（2）系统按照c由2返回1时，W?80kJ，Q是多少？系统是吸热还是放热？ [答：（1）Q?180kJ，吸热；（2）Q??230kJ，放热]
2.12 已知100℃，p下，液体水的摩尔蒸发焓
?液体水和气体水?gmol-1，lHm(373.15K)?40.67kJ??K?mol，的摩尔定压热容分别为Cp,m(l)?75.3J?Cp,m(g)?33.2J?K?mol，求水在25℃，p的摩
-1-1-1-1 习题2.11附图 ??尔蒸发焓?gmol-1） lHm(298.15K)。 （答：43.83kJ·
2.13 在弹式量热计中，0.4362g萘完全燃烧，使温度升高1.707K，量热计和水的总热容为10293J·K-1，实验平均温度为298.15K，不计燃烧丝产生的热量，计算1mol萘燃烧的?U，?H。
（答：?U??5164kJ，?H??5169kJ）
2.14 已知有关物质的C CH4(g) CO2(g) H2O(g) O2(g)
p,m和
??fHm(298.15K)的数据如下表：
Cp,m/J?K-1?mol-1 ??fHm(298.15K)/kJ?mol-1 38.40 38.40 33.90 29.70
?-76.00 -394.132 -241.500
0
求反应CH4(g) +2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)的?fHm(398.15K)。 （答：-800.42kJ·mol-1） 甲醇脱氢反应CH3OH(g)→HCHO(g)+H2(g)，25℃时该反应的
??rHm(298.15K)?85.27kJ?mol-1，已知各物质的Cp,m分别为
2.15
Cp,m(CH3OH,g)?(20.42?103.68?10?3T?24.64?10?6T2)kJ?K-1?mol-1 Cp,m(H2,g)?(29.07?0.8264?10?3T?2.013?10?6T2)kJ?K-1?mol-1 Cp,m(HCHO,g)?(18.82?53.38?10?3T?15.61?10?6T2)kJ?K-1?mol-1
?(87315K)。 （答：944.01kJ·求该反应600℃时的摩尔反应焓?rHmmol-1）
2.16 已知有关物质的C A(g) B(g) C(g)
p,m和
??fHm(298.15K)的数据如下表：
Cp,m/J?K-1?mol-1 ??fHm(298.15K)/kJ?mol-1
13.70+6.40×10-3T-3.12×105T-2 11.40+1.70×10-3T-2.00×105T-2 7.80+0.80×10-3T-2.24×105T-2
?-400.0 -300.0 0
求反应2A(g)→2B(g)+C(g)的?rHm(1000K)。 （答：204.4kJ·mol-1） 2.17 3mol单原子理想气体A与2mol双原子理想气体B组成混合物，该混合物初始状态为：
T1?400K，p1?200kPa。混合气体反抗恒定外压psu?100kPa，作绝热膨胀至内压与外压相等。计算过程的W，?U，?H。 （答：W??U??5.448kJ，?H??8.315kJ）
2.18 已知有关反应在298.15K时的摩尔反应焓如下：
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?Ag2O(s)+2HCl=2AgCl(s)+H2O(l) ?rHm??324.9kJ?mol-1
1???30.57kJ?mol-1 2Ag(s)+O2(g)=Ag2O(s) ?rHm211???92.31kJ?mol-1 H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) ?rHm221???285.841kJ?mol-1 H2(g)+O2(g)=H2O(l) ?rHm2?试计算AgCl(s)在298.15K时的摩尔生成焓?fHm(AgCl,s)。
（答：?127.14kJ? mol-1）
2.19 取0.5g正庚烷（相对分子质量为100.2）在弹式量热计中完全燃烧，量热计的平均温度为298K，从贝克曼温度计上读出，温度上升2.94K，量热计和水的总热容为8.177kJ·K-1。不计燃烧丝
?产生的热量，试计算298K时正庚烷的摩尔燃烧焓。 （答：） ?cHm??4828kJ?mol-1。
自测题
2.1 单项选择
（1）关于一定量理想气体的热力学能有以下四种说法 a.状态一定，热力学能也一定；
b.系统某一状态的热力学能，可以通过实验测出； c.系统的状态确定以后，热力学能只能有一个数值； d.状态改变，热力学能一定改变。 以上四种说法正确的是( )。
A. a，c B. c, d C. a，b D. b，d （2）某理想气体的热容比??Cp,mCV,m?5，该理想气体为（ ）原子理想气体。 3A.单 B.双 C.三 D.四
（3）热力学第一定律表达式为：?U?Q?W，其只适用于（ ）。 A.单纯的pVT变化 B.相变化 C.化学变化 D.封闭系统的任何变化
（4）一定量的理想气体，从同一始态的压力p1可逆膨胀到p2，若将等温可逆膨胀后的体积与绝热可逆膨胀后的体积相比，则（ ）。
A.前者大于后者 B.前者小于后者 C.二者相等 D.无法判断
（5） 298K时下列反应中，（ ）的摩尔反应焓?rHm既是H2(g)的摩尔燃烧焓?cHm，又是H2O(l)的摩尔生成焓?fHm。
???11A. H2(g)+O2(g)=H2O(g) B. H2(g)+O2(g)=H2O(l)
22C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) D. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
（6）对于某一化学反应，若
???BBCp,m(B)?0，则（ ）。
??A. ?rHm随温度升高而减小； B. ?rHm不温度变化； C. ?rHm随温度升高而增大； D. ?rHm随温度无规律变化。 （7）某化合物的标准摩尔生成焓的定义是（ ）。
A.在298K和100kPa下由稳定单质生成1mol化合物时焓变；
? 38
B.在温度T和1atm下由稳定单质生成1mol化合物时焓变； C.在1atm下由单质生成1mol化合物时的焓变；
D.在温度T和各处于100kPa下的纯的稳定单质生成1mol处于温度T和100kPa下指定状态的化合物时的焓变
（8）298.15K时石墨的标准摩尔生成焓?fHm（ ）。
A.小于零 B.大于零 C.等于零 D.无法确定 （9）控制节流膨胀的操作条件，使?J-T（ ），可以达到制冷的目的。 A. 等于零 B.大于零 C. 小于零 D.为任意值
（10）温度一定时，反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)的?rHm与?rUm的关系是，?rHm( )
??rUm。
????A.大于 B.小于 C.等于 D.可能大于也可能小于
2.2 如图，绝热箱中有水，水中有一电阻丝R，由电池E供电，根据下列情况，按系统W、Q、ΔU的值大于零、等于零、小于零，在表中填―+、0、-‖。
系统 E H2O H2O+R R+E 环境 H2O+R R+E E H2O
W Q ΔU
2.3 证明在理想气体的p-V图中，曲线斜率的绝对值相比，总是绝热可逆过程大于等温可逆过程。
2.4 5mol理想气体始态为300K，7500kPa，等温可逆膨胀到终态，体积为0.05m3，计算过程的?U，?H，W，Q。
2.5 1mol单原子理想气体，始态为2×101323Pa，11.2×10-3m3，经过一个pT=常数的可逆过程，压缩到终态，终态压力为4×101323Pa。计算?U，?H，W。
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