物理化学上册习题解（天津大学第五版）
（2）设0℃冰量为 m，则0℃水量为（500 – m）g，其状态示意如下
800g,H2O(s), 253.15KQp?0(800?m)gH2O(l), mH2O(s), 273.15K ????1000g, H2O(l), 323.15K1000g, H2O(l), 273.15K800 g×2. J·g-1·K-1×（273.15 K –253.15K）+（800-m）g×333.3 J·g-1 + 1000g×4.184 J·g-1·K-1×（273.15K– 323.15K）=0 333.3 m = 89440 g
m=268g =0.268 kg =冰量
水量= {1000+（800-268）}g = 1532 g =1.532 kg 2-30 解：据题意画出下列方框图： H O ， 1kg Qp=△H H2O（g），1kg 2（l） 20℃，1000.3kPa 180℃，1000.3kPa
△H1 △H2 H O ， 1kg △vapHkg（373.15KH，1kg ） 2（l）2O（g）1000 100 ℃， 101.325kPa ?40.668kJ?2259kJ100℃，101.325kPa 18
1000△H1 =mH2O(l)Cp,m(t2?t1)??75.32?(100?20)J?334.76J
18T21000453.15K?H2??nCp,H2O(g)dT?{(29.16?14.49?10?3T/K?T1 18373.15K -2.002?10-6T2/K2)dT/K}kJ?154.54kJ所以每生产1kg饱和蒸气所需的热
Qp=△H=△H1+△vapHkg（373.15K）+△H2= =（334.76+2257+154.54）kJ =2.746×103kJ 2-31解；H2O(l),?100CHm?????H2O(s),?100C
△H1，m △H3，m
H2O(l), 00C2,m????H2O(s), 00C
?H?H2,m???fusHm??6.012kJ?mol?1
?Hm??H1,m??H2,m??H3,m ??273.15K263.15K1Cp,m(H2O,l)dT??H2,m??263.15K273.15KCp,m(H2O,s)dT ?Cp,m(H2O,l)?(273.15K?263.15K) ??H2,m?Cp,m(H2O,s)?(263.15K?273.15K) ?(76.28?10?6012?37.2?10)J?mol?1 ??5621J?mol?1??5.621kJ?mol?1
2-32 解：H2O(l), 25C0Hm?????H2O(g), 250C
△H1，m △H3，m
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物理化学上册习题解（天津大学第五版）
H2O(l), 1000C ??373.15Kvapm????H2O(g), 1000C
?H?Hm??H1,m??vapHm??H3,m298.15K1Cp,m(H2O,l)dT??H2,m??298.15K373.15KCp,m(H2O,s)dT ?Cp,m(H2O,l)?(373.15K?298.15K) ??vapHm?Cp,m(H2O,g)?(298.15K?373.15K) ?(75.75?75?40668?33.76?75)J?mol?1 ??43817J?mol?1??4.3821kJ?mol?1
2-33 解：（1）反应进度：???n/???n/1??n??（2）C10H8（s）的?CUm：M萘=128.173
10?0.078019mol?78.019mmol
128.173每摩尔萘的恒容恒温燃烧热为
??cUm(298.15K)??rUm(298.15K)?128.173?(?401.727)kJ?mol?1 10 ??5149kJ?mol?1 （3）所以本题所给反应的标准摩尔反应焓为
???rHm(298.15K)??rUm(298.15K)???B(g)?RT ?{-5149kJ?(-2)?8.314?298.15?10-3}kJ?mol?1 ?-5154kJ?mol-1???CHm??rHm?-5154kJ?mol-1
2-34 解：计算公式如下：
?????rHm???B??fHm(B,?,T)；?rUm??rHm???B(g)?RT
?（1）?rHm(298.15K)?{4?90.25?6?(?241.818)?4?(?46.11)?kJ?mol?1
??905.468kJ?mol?1??905.47kJ?mol?1
??rUm(298.15K)??905.47?1?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1 ??907.95kJ?mol?1
???（2）?rHm(298.15K)??2?(?174.10)?90.25?(3?33.18?285.83)?kJ?mol?1
= ?71.66kJ?mol?1
??rUm(298.15K)??71.66?(?2)?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1 ??66.70kJ?mol?1
?1?（3）?rHm(298.15K)??3?(?110.525)?(?824.2)?kJ?mol?1= 492.63kJ?mol
????rUm(298.15K)?492.63?3?8.3145?298.15?10?3kJ?mol?1?485.19kJ?mol?1
??2-35 解：（1）2CH3OH(l)?O2(g) HCOOCH3(l)?2H2O(l)
?????rHm?2??fHm(H2O,l)+?fHm(HCOOCH3,l)-2??fHm(CH3OH,l)
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物理化学上册习题解（天津大学第五版）
=｛2×（-285.830）+（-379.07）-2×（-238.66）｝kJ·mol-1 = - 473.52 kJ·mol-1
???（2）?rHm?2??CHm(CH3OH,l)-?CHm(HCOOCH3,l)
=｛2×（-726.51）-（-979.5）｝kJ·mol-1
= - 473.52 kJ·mol-1 2-36 解：（1）CnH2n的物质进行下述反应：
CnH2n?4nO(g)nCO2(g)?nH2O2
??????cHm(CnH2n)??rHm?n?fHm(H2O,l)?n?fHm(CO2g)??fHm(CnH2n)
??故有
?????fHm(CnH2n)??cHm(CnH2n)?n?fHm(H2O,l)??fHm(CO2g)
??（2）常压恒定温度25℃的条件下，环丙烷进行下述反应：
CH2·CH2·CH213CO(g)?3H2O(l) ?O2(g)4???rHm(298.15kK)?3?fHm(CO2,298.15kK)
?? ?3?fHm(H2O,l,298.15kK)??fHm(环丙烷，g,298.15kK)
??? ?fHm(环丙烷，g,298.15kK)?3?fHm(CO2,g,298.15K) ?3?fHm(H2O,l,298.15K)??rHm(298.15K)??
?{3?(?393.51)?3?(?285.83)?(?2091.5)}kJ?mol?1?53.48kJ?mol?1
?2-37 解：（1）先求?fHm(HCOOCH3,l)
HCOOCH3(l)?2O2(g) 2CO2(g)?2H2O(l)
?????rHm?2??fHm(HCOOCH3,l) (CO2,g) + 2×?fHm(H2O,l)-?fHm?? ?rHm=?CHm(HCOOCH3,l)
所以有
????(HCOOCH3,l) (H2O,l)-?CHm?fHm(HCOOCH3,l)=2??fHm(CO2,g) + 2×?fHm =｛2×（-393.509）+2×（-285.83）-（-979.5）｝kJ·mol-1
= - 379.178 kJ·mol-1 （2）HCOOH(l)?CH3OH(l) HCOOCH3(l)?H2O(l)
????rHm??fHm(HCOOCH3,l)+?fHm(HO2,l)
??-?fHm(HCOOH,l)-?fHm(CH3OH,l)
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物理化学上册习题解（天津大学第五版）
=｛（-379.178）+（-285.83）-（-424.72）-（-238.66）｝kJ·mol-1 = - 1.628 kJ·mol-1
2-38 解：由附录中各物质的标准摩尔生成焓数据，可得在25℃时的标准摩尔反应焓
???rHm(298.15K)???B??fHm(298.15K)?{?74.81?393.51?(?432.2)}kJ?mol??36.12kJ?mol?1?1
题给反应的 ?rCp,m???BCp,m,B=（37.7+31.4-52.3）J·mol-1·K-1= 16.8J·mol-1·K-1 所以，题给反应在1000K时的标准摩尔反应焓
???rHm(1000K)??rHm(298.15K)??1000K298K?rCpdT
={-36.12+16.8×（1000-298.15）×10-3}kJ·mol-1= -24.3kJ·mol-1
?2-39 解：为求?rHm(T)的温度函数关系式，查各物质的定压摩尔热容为
H2：C?mol-1·K-1+4.374×10-3J·mol-1·K-2-0.3265×10-6J·mol-1·K-3 p,m=26.88J·CO：C?mol-1·K-1+7.6831×10-3J·mol-1·K-2-1.172×10-6J·mol-1·K-3 p,m=26.537J·
-1-1-3-1-2-6-1-3
H2O（l）：C?=29.16J·mol·K+14.49×10J·mol·K-2.022×10J·mol·K p,mCH4（g）：C?mol-1·K-1+75.496×10-3J·mol-1·K-2-17.99×10-6J·mol-1·K-3 p,m=14.15J·mol-1·K-1; ?a???BaB=63.867 J·
Bmol-1·K-1 ?b???BbB= - 69.2619 J·
Bmol-1·K-1 ?c???BcB= - 69262 J·
B?再查298.15K时的各物质的标准摩尔生成焓，求?rHm(295.15K)：
?????rHm(295.15K)=?fHm(CO,g)-?fHm(H2O,g)-?fHm(CH4,g)
=｛（-110.525）-（-74.81）-（-241.818）｝kJ·mol-1 = 206.103 kJ·mol-1 根据基希霍夫公式
???rHm(T)=?rHm(295.15K)+?T298.15KT?rC?p,mdT
(?a??bT??cT2)dT
11?b{T2?(298.15)2}+?b{T3?(298.15)3} 23? =?rHm(295.15K)+
?298.15K? =?rHm(295.15K)+?a(T?298.15)+
?将?rHm(295.15K)，?a，?b，?c的数据代入上式，并整理，可得 ??rHm(T)={189982+63.867（T/K）
-34.6310×10-3（T/K）2 +5.9535×10-6（T/K）3} J·mol-1
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物理化学上册习题解（天津大学第五版）
（2）将1000K代入上式计算得
?mol-1 ?rHm(T)= 225.17 k J·
2-40 解：根据题意画出如下方框图：
据题意可画出下列方框图： 7979N2 绝热、恒压 CH（+2O（+O2+3N2 CO（+2 H2O（g）+O2+34g）2g）2g）2121△H =0 t 2000℃ △H1 △H2 7979N2 CH（+2O（+O2+3N2 CO（+2 H（g）+O4g）2g）2g）2O2+3 2121△rHmθ25℃ 25℃ ???rHm(298.15K)???B??fHm(B,?,298.15K)（298K）
?{?393.51?2(?241.82)?(?74.81)}kJ?mol??802.34kJ?mol?1?1
?H1?(Cp,m,CH4?3Cp,m,O2?379Cp,m,N2)?(298.15-T/K)2179 ?{(75.31?3?33.47?3?33.47)(298.15?T/K)}J?mol?1
21 ?553.45(298.15K?T/K)J?mol?1?H2?(Cp,m,CO2?2Cp,m,H2O(g)?Cp,m,O2?3 ?{(54.39?2?41.84?33.47?379Cp,m,N2)?(2273.15-298.15) 2179?33.47)?(2273.15-298.15)}J?mol?121 ?1084.81kJ?mol?1
?? ?H??H1??rHm(298.15K)??H2?0
即 553.45（298.15-T/K）×10-3+（-802.34）+1084.81=0 所以 T=808.15K或t=535℃。
2-41解：据题意可画出下列方框图： △U =0 7979H（+0.5O（+0.25O2+0.752H2O（g）+0.25O2+0.75N2 2g）2g）N2 绝热、 2121恒容 25℃，101.325kPa t，p △rUm（298K） △U1 20