发布时间 : 星期日 文章物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生版)更新完毕开始阅读3e20d6e2b80d6c85ec3a87c24028915f814d8454
第 二 章 热力学第一定律
物理化学核心教程（第二版）参考答案
二、概念题 题号 选项 题号 选项
1 D 9 B
2 C 10 B
3 B 11 A
4 A 12 B
5 A 13 C
6 D 14 C
7 C 15 D
8 C 16 B
1. 答：（D） 热力学能是状态的单值函数，其绝对值无法测量。 2. 答：（C）气体膨胀对外作功，热力学能下降。 3. 答：（B）大气对系统作功，热力学能升高。
4. 答：（A）过程（ 1）中，系统要对外作功，相变所吸的热较多。 5. 答：（A）对冰箱作的电功全转化为热了。
6. 答：（D） 热力学能是能量的一种，符合能量守衡定律，在孤立系统中热力学能保持不变。而焓虽然有 能量单位，但它不是能量，不符合能量守衡定律。例如，在绝热钢瓶里发生一个放热的气相反应， 能回大于零。
7. 答：（C）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系 温度不变。
8. 答：（C）由气体状态方程 pVm= RT+bp 可知此实际气体的内能只是温度的函数，经真空绝热膨胀后，内 能不变，因此体系温度不变（状态方程中无压力校正项，说明该气体膨胀时，不需克服分子间引力，所以 恒温膨胀时，热力学能不变） 。
9. 答：（B）式适用于不作非膨胀功的等压过程。
ΔH 可
7 5 ，C= V 10. （B）1.40= R
5
2
11. 答：（A）反应进度 ξ=
2
2 mol n v
=
7
Cp= R ，这是双原子分子的特征。
2
=1 mol
12. 答：（B）ΔngRT 一项来源于 Δ（pV）一项，若假定气体是理想气体， 在温度不变时 Δ（pV）就等于 ΔngRT。 13. 答：（C）在标准态下，有稳定单质生成
1mol 物质 B 产生的热效应为该物质
B 的摩尔生成焓；在标准
态下，1mol物质 B 完全燃烧产生的热效应为该物质
B 燃烧焓，故有 f H m (H 2O，l)=
c
H m (H 2，g) 。
14. 答：（C）根据标准摩尔生成焓定义， 规定稳定单质的标准摩尔生成焓为零。碳的稳定单质制定为石墨。
-1，金刚石 15.
答：（D） 石墨（ C）的标准摩尔燃烧焓就是二氧化碳的标准摩尔生成焓，为 -393.4
kJ·mol
的标准摩尔燃烧焓就是金刚石（
C）燃烧为二氧化碳的摩尔反应焓变，等于二氧化碳的标准摩尔生成焓减
-393.4 kJ·mol –(-395.3 kJ·mol )= 1.9
-1
-1
去金刚石的标准摩尔生成焓，所以金刚石的标准摩尔生成焓就等于
第 二 章 热力学第一定律
-1 。
kJ·mol
15. 答：由气体状态方程 pVm= RT+ bp 可知此实际气体的内能与压力和体积无关，则此实际气体的内能只 是温度的函数。 三、习题
1. （1）一系统的热力学能增加了 （2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了 值。
100kJ，从环境吸收了 40kJ 的热，计算系统与环境的功的交换量；
20kJ 的功，同时吸收了 20kJ 的热，计算系统热力学能的变化
解：根据热力学第一定律： ΔU= W ＋ Q，即有： （1）W =ΔU－Q = 100 –40 = 60kJ （2）ΔU= W ＋ Q = -20 ＋ 20 = 0
2. 在 300 K 时，有 10 mol 理想气体，始态压力为 功：
； （1）在 100 kPa 压力下体积胀大 1 dm （2）在 100 kPa 压力下，气体膨胀到压力也等于 （3）等温可逆膨胀到气体的压力等于
100 kPa ；
3
1000 kPa。计算在等温下，下列三个过程做膨胀
100 kPa 。
nRT 解：根据理想气体状态方程 pV= nRT，即有： p
V
（1）∵ W = -peΔV= -pe(V2－V1)
∴ W = -100 ×103×1×10-3 = -100J
2
（2）∵ W = -peΔV= -pe(V2－V1) = -
p (
nRT p
2
nRT
－ ) = -
p
nRT 1 p
p
2 1
1
100
∴ W = -10 ×8.314×300×（1-
）= -22.45 kJ
1000
（3）∵ W = -
pdV
=-
p nRT V 2
nRTln 1 dV 2
V V = - nRTln = - p 1 V
V
2
1
∴ W = - 10 8×.314×300×
1000
ln = -57.43 kJ 100
已知始、 终态体积分
3. 在 373 K 恒温条件下， 计算 1 mol 理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。 别为 25 dm3 和 100 dm3 。
（1）向真空膨胀； （2）等温可逆膨胀；
第 二 章 热力学第一定律
（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；
（4）先外压恒定为体积等于
50 dm 时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到
3
3 以后，再在外压等
50 dm
于 100 dm3 时气体的平衡压力下膨胀。
试比较四个过程的功，这说明了什么问题？ 解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以
W2 0
（2）等温可逆膨胀
W
1
nRT
V
1
1
1
25
1 mol 8.314 J mol
K
373 K ln
100
4299 J
ln V
2
（3）恒外压膨胀
nRT
W
3
p (V
e
2
V )
1
p (V
2
2
V )
1
(V
2
V )
1
V
2
1
1
1 mol 8.314 J mol
3
K
3
373 K
(0.1 0.025)m
2326 J
16. m
（4）分两步恒外压膨胀
nRT
W
4
nRT
(V
2
p (V V ) p (V V )
e,1
2
1
e,2
3
2
V )
1
(V
3
V )
2
V
2
V
3
V
1
V
2
25 50
nRT
nRT (
V
2
1 V
3
1) nRT ( 2)
50 100
1
1
1 mol 8.314 J mol K 373 K 3101 J
说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的功也越大。
4. 在 373K 和 101.325kPa 时，有 1glH2O 经（l）等温、等压可逆气化； （2）在恒温 373K 的真空箱 中突然气化，都变为同温、同压的 化热 2259J·g
-1，可以忽略液态水的体积。
H2O（g）。分别计算两个过程的 Q、W、ΔU 和 ΔH 的值。已知水的气
解：（1）水在同温同压条件下的蒸发
Q p=ΔH = mΔ2259 = 2.26kJ vapHm = 1 ×
W = -pVg = -ngRT =
m M
RT
1
=- ×8.314 ×373 = -172.3J
18
H 2 O
ΔU = Q + W = 2259 －172.3 = 2.09 kJ