物理化学上册习题解（天津大学第五版）
kg 温度-20℃的冰。求：（1）末态的温度；（2）末态水和冰的质量。 解
：
过
程
恒
压
绝
热
：
Qp??H?0，即
?H??H1??H2?0
800g?2.0?J?g?1?K?1(273.15K?253.15K)?800g?333.33J?g?1?K?1?800g?4.184J?g?1?K?1?(T?273.15K) ?1000?4.184J?g?1?K?1?(T?323.15K)?0 32000?266640-914287.68-1352059.6?7531.2T T?261.27K这个结果显然不合理，只有高温水放出的热量使部分冰熔化为水，而维持在 0℃，所以末态的温度为 0℃。
（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), 253.15K1000g, H2O(l), 323.15K????Qp?0(800?m)gH2O(l), mH2O(s), 273.15K1000g, H2O(l), 273.15K
800 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
2-31 100kPa 下，冰（H2O，s）的熔点为0℃，在此条件下冰的摩尔熔化焓
?fusHm?6.012kJ?mol?1。已知在-10℃～0℃范围内过泠水（H2O，l）和冰的摩尔定压热容分别
为Cp，m（H2O，l）=76.28J?mol?1?K?1和Cp，m（H2O，s）=37.20J?mol?1?K?1。求在常压下及 – 10℃下过泠水结冰的摩尔凝固焓。 解：
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物理化学上册习题解（天津大学第五版）
H2O(l),?10CH2O(l), 0C00????H2O(s),?10C
????H2O(s), 0C
?1
?H2,m0?Hm0 △H1，m △H3，m
?H2,m???fusHm??6.012kJ?mol?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 ??5621J?mol?1?1
??5.621kJ?mol?12-35 应用附录中有关物质的热化学数据，计算25℃时反应
2CH3OH(l)?O2(g) HCOOCH3(l)?2H2O(l)
的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25℃的标准摩尔生成焓数据；
?fHm(HCOOCH3,l)??379.07kJ?mol烧焓数据。
解1）
??1。（2）应用25℃的标准摩尔燃
2CH3OH(l)?O2(g)
?? HCOOCH3(l)?2H2O(l)
??fHm(HCOOCH3,l)?rHm?2??fHm(H2O,l)+-
2??fHm(CH3OH,l)
=｛2×（-285.830）+（-379.07）-2×（-238.66）｝kJ·mol-1
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?物理化学上册习题解（天津大学第五版）
= - 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
2-32 已知CH3COOH（g）、CO（和CH（的平均定压热容Cp,m分别为52.3 J·mol-1·K-1，2g）4g）31.4 J·mol-1·K-1，37.1 J·mol-1·K-1。试由附录中各化合物的标准摩尔生成焓计算1000K
?时下列反应的?rHm。
CH3COOH（g）CH4（g）+CO2（g）
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
?rH(298.15K)???B??fH(298.15K)?m?m?{?74.81?393.51?(?432.2)}kJ?mol?1??36.12kJ?mol?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
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物理化学上册习题解（天津大学第五版）
第三章热力学第二定律
3-7 已知水的比定压热容cp = 4.184 J·K-1·g-1。今有1kg，10℃的水经下述三种不同过程加热成100℃的水。求各过程的△Ssys，△Samb及△Siso。
（1）系统与100℃热源接触；
（2）系统先与55℃热源接触至热平衡，再与100℃热源接触； （3）系统先与40℃、70℃热源接触至热平衡，再与100℃热源接触； 解：（1）以水为系统，环境是热源
?Ssys??T2mcpTT1dT?mcpln(T2/T1)
={1000×4.184×ln（373.15/283.15）}J·K-1=1154.8 J·K-1=1155 J·K-1
?Samb???mcpdTT1T2Tamb??mcp(T2?T1)Tamb
??1000?4.184(373.15?283.15??1J?K? =?= - 1009 J·K
373.15???Siso??Ssys??Samb= {1155+（-1009）} J·K-1= 146 J·K-1
（2）整个过程系统的△Ssys
-1
?Ssys??T12mcpTT1dT??T2mcpTT12dT??T2mcpTT1dT?mcpln(T2/T1)
={1000×4.184×ln（328.15/283.15）}J·K-1=1154.8 J·K-1=1155 J·K-1 系统先与55℃热源接触至热平衡时?Samb,1
?Samb,1???mcpdTT1T2Tamb,1??mcp(T2?T1)Tamb,119
物理化学上册习题解（天津大学第五版）
??1000?4.184(328.15?283.15??1J?K? =?= - 573.76 J·K-1
328.15??与100℃热源接触至热平衡时?Samb,2
T2?Samb,2???mcpdTT1Tamb,1??mcp(T2?T1)Tamb,2
??1000?4.184(373.15?328.15??1J?K? =?= - 504.57 J·K-1
373.15??整个过程的△Samb
?Samb=?Samb,1+?Samb,2= {- 573.76+（- 504.57）}= -1078 J·K
所以，?Siso-1
??Ssys??Samb= {1155+（-1078）} J·K
mcpTmcpTmcpT-1
= 77J·K-1
（3）整个过程系统的△Ssys
?Ssys??T12mcpTT1dT??T1,3T12dT??T2T1,3dT??T2T1dT?mcpln(T2/T1)
={1000×4.184×ln（328.15/283.15）} J·K-1=1154.8 J·K-1=1155 J·K-1 系统先与40℃热源接触至热平衡时?Samb,1
?Samb,1???mcpdTT1T2Tamb,1??mcp(T2?T1)Tamb,1
??1000?4.184(313.15?283.15??1J?K? =?= - 400.83 J·K313.15??再与70℃热源接触至热平衡时?Samb,2
-1
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