物理化学作业及答案
物理化学
班级：10冶金本姓名：
一、填空
1、物理量Q(热量)、T(热力学温度)、V(系统体积)、W(功)，其中属于状态函数的是__________，与过程有关的量是___________________。（T 、V ， Q 、W ）
2、在T(热力学温度)、V(系统体积)中，属于广度量的是_______，属于强度量的是_______。（V ，T ）
3、物质的体涨系数和压缩系数定义如下：P T V V )(1??=α ；T P
V
V k )(1??-= ，则理
想气体的α=___，k =_____。(
T
1 ,
P
1)
4、系统在可逆过程中的熵增量等于
。（热温商）
5、在隔离系统中进行的可逆过程ΔS______，进行不可逆过程______。(=0， >0)
6、纯物质完美晶体在 时熵值为零。 （0K ）
7、H 2和O 2以2 : 1的比例在绝热钢瓶中反应生成水，则?U __0。（=） 8、熵是系统_________ 的量度。（无序度）
9、在隔离系统中，实际发生的过程的方向总是从_________到________。(有序、无序)
10、若反应开始时无产物存在，两反应物的初始摩尔比等于____________比，则平衡反应进度最大。(化学计量系数)
11、纯物质两相平衡的条件是____________________。
(),,,(),,,(*
***P T B G P T B G m m βα=)
12、对于二组分系统，最多相数为________，最大的自由度数为________。(4, 3) 13、理想气体经恒温可逆膨胀，其?H ____ Q 。（＜)
14、理想气体经一次卡诺循环后回到原来的状态，则此过程?H ___Q 。（＜ ） 15、二元稀溶液，溶剂A 的蒸汽压对Raoult 定律产生正偏差，则溶液凝固点的降低∣?T f '∣ ___ ∣?T f ∣ 。?T f 是按溶剂服从Raoult 定律的计算值。（＜ ） 二、判断正误（正确的画√，错误的画×） 1、隔离系统的热力学能是守恒的。 （√ ） 2、绝热过程都是定熵过程。 （×）
3、对于隔离系统，△S 4、298.15K 时稳定态的单质，其标准摩尔熵0)15.298,(=Θ K B S m 稳定相态， （×） 5、定温定压且不设及非体积功的条件下，一切放热且熵增大的反应均可自动发生。（ √ ） 6、一定量理想气体的熵只是温度的函数。 （×） 7、克-克方程要比克拉佩龙方程的精确度高 （×） 8、克拉佩龙方程适用于纯物质的任何两相平衡。(√) 9、依据相律，恒沸混合物的沸点不随外压的改变而改变。(×) 10、依据相律，纯液体在一定温度下，蒸气压应该是定植。(√) 11、热量是由于温差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热量较少的低温物体。(×) 12、 恒容条件下，一定量的理想气体，温度升高时，内能将增加。(√) 13、封闭系统和环境间没有温度差就无热传递。(√) 14、系统从同一始态出发分别经等温可逆膨胀和绝热可逆膨胀至相同体积时，系统在等温可逆膨胀中做的功小于绝热可逆膨胀。(×) 15、任意体系经一循环过程则其?U ，?H ，?S ，?G ，?F 均为零。(√) 三、单选题 1、某一系统从一始态出发经一循环过程又回到始态，则系统的热力学能的增量为（ A ） A. ΔU=0 B. ΔU>0 C.ΔU<0 2、同一温度、压力下，一定量某纯物质的熵值 ( A ) A. S(气)>S(液)>S(固) B. S(气) C. S(气)=S(液)=S(固) 3、一定条件下，一定量的纯铁与碳钢相比，其熵值是( B) A. S(纯铁)>S(碳钢) B. S(纯铁) C. S(纯铁)=S(碳钢) 4、某一容器被一隔扳从中间隔开，两边分别装有等体积、等温度、等物质的量的氧气和氮气，抽去隔扳后，则系统的熵（ A ） A. 增加 B. 减少 C. 不变 5、β α β α α β μμμμμμβαB A B A B A ===A A A C. B . .) ( 。 时两种物质，达到相平衡 和两相中都含有 、在 （B ） 6 、 2 2122 12 1 2123221322) (K C. )(K B. )()(K A.) ()()(),(K 22SO (2) )(K 2 1 SO )1(Θ Θ Θ Θ ΘΘΘ ΘΘΘ ====+=+K K T K T T K T K T SO O T SO O 。 的关系是与则反应反应（B ） 7 、 不变 减小增大将随温度的升高而 则该反应的的已知反应 . . .) ( )(,0)()(2 1)()(2C B A T G T S g O s Cu s CuO m r m r Θ Θ ?>?+ = (B) 8 、 4 ,2,4 . 3,2,3 . 1,3,2 .)()()()(2),()(),()(223 3 223 3 =========++?f C C f C B f C A g CO g O H s NaCO s NaHCO g CO g O H s NaCO s NaHCO φφφ数和自由度数符合（） ，该系统的组分数、相 ： 处于如下的化学平衡时 和为在真空容器中部分分解 (A) 9 、 * * A * A * * * * *P . P P . .) ( 10)()(B B B A B A B P P C B P P A P P P x P P B A T l B l A <<<><<>。 的相对大小为、与时，则蒸气总压 为，当混合物的组成 的饱和蒸气压 及纯时，纯，温度能形成理想液态混合物与若( C ) 10 、 B B B A x C B x A P P B A l B l A =<>->B B B B * * y . x y . y .) ()()(。 相的组成必有 区，呈平衡的气、液两 组成图的气液两相平衡 气压，则在该二组分的蒸 的饱和蒸气压与纯，若在一定温度下，纯可形成理想液态混合物与(B)四、多选题 1、关于“等压反应热效应”和“等容反应热效应”之间的关系式中不正确的是:( )B 、C 、D A.ΔH m =ΔU m + RT Δn B.ΔH m =ΔU m + p ΔV m C.ΔH =ΔU + p ΔV D.Q p =Q V + ΔnRT 2、对于理想气体自由膨胀过程，下述提法正确的是:( )A 、C A.系统和环境之间没有热和功的过程 B.系统的压力不变 C.系统的温度不变，内能变化值为零 D.系统对外作功 3、在一绝热恒容箱内，将NO(g)和O 2(g)混合，假定气体为理想气体，达平衡后，哪些量不为零。( ) A 、C A.ΔH ,ΔG B.ΔU ,ΔV C.ΔS ,ΔH D.Q ,W 4、关于亨利定律，下面的表述中正确的是： ( )A 、B 、D A . 若溶液中溶剂在某浓度区间遵从拉乌尔定律，则在该浓度区间组分B 必遵从亨利定律。 B . 温度越高、压力越低，亨利定律越正确。 C . 因为亨利定律是稀溶液定律，所以任何溶质在稀溶液范围内都遵守亨利定律。 D . 温度一定时，在一定体积的溶液中溶解的气体体积与该气体的分压力无关。 5、设N 2和O 2皆为理想气体，它们的温度、压力相同，均为298K 、p ? ，则这两种气体的化学势应该： ( )B 、D A . 相等 B . 不一定相等 C . 与物质的量有关 D . 不可比较 6、对于理想溶液，下列偏微商不为零的是： ( )C 、D A . [?(?mix G /T )/ ?T ]p B . [?(?mix S /T )/ ?T ]p C . [?(?mix F /T )/ ?T ]p D . [?(?mix G )/ ?T ]p 7、当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时，若采用不同的浓标，则下列说法中不正确的是： ( )A 、B 、C A.溶质的标准态化学势相同 B.溶质的活度相同 C.溶质的活度系数相同 D.溶质的化学势相同 五、简答 1、可逆过程：设系统按照过程L由始态A变到终态B，环境由始态I变到终态Ⅱ，假如能够设想一过程L’使系统和环境都恢复到原来的状态，则原来的过程L称为可逆过程。 2、热力学第一定律：封闭系统发生状态变化时其热力学能的改变量△U等于变化过程中环境传递给系统的热Q和功W（包括体积功和非体积功）的总和，即△U = Q + W 3、物质的标准态是如何规定的？ 答：气体的标准态：不管是纯气体B或气体混合物中的组分B，都是温度为T，压力为PΘ下并表现出理想气体特性的气体纯物质B的状态。液体（或固体）的标准态：不管是纯液体（或固体）B或是液体（或固体）混合物中的组分B，都是温度为T，压力为PΘ下液体（或固体）纯物质B的状态。 4、热力学第二定律的克劳修斯和开尔文的经典表述？热力学第二定律的实质是什么？ 答：克劳修斯说法：不可能把热从低温物体转移到高温物体，而不留下其他变化。 开尔文说法：不可能从单一热源吸热使之完全变为功，而不留下其他变化。 热力学第二定律的实质是：自然界中一切实际进行的过程都是不可逆的。 5、什么是熵增原理？ 答：系统经绝热过程由一状态达到另一状态熵值不减少。 6、亥姆霍茨函数判据的内容时什么？ 答：在定温、定容且非体积功为0时，过程只能向亥姆霍茨函数减小的方向自发进行，直到吉布斯函数变为0时，系统达到平衡。 7、吉布斯函数判据的内容时什么？ 答：在定温、定压且非体积功为0时，过程只能向吉布斯函数减小的方向自发进行，直到亥姆霍茨函数变为0时，系统达到平衡。 8、拉乌尔定律表明“在定温定压的稀溶液中，溶剂的蒸汽压等于纯溶剂的蒸汽压乘以溶剂的摩尔分数。”这里要求溶液的压力保持不变，同时液面上的溶剂的蒸汽压又随浓度不变化，二者有无矛盾？ 没有矛盾。溶剂的蒸汽压与溶液的压力是两回事。当在气液平衡体系中加入惰性气体或用只许溶剂分子透过的半透膜将蒸汽与溶液隔开时，便可使溶液的压力与蒸气压不同。溶液的蒸汽压取决于溶液中溶剂的化学势，它是温度、压力和浓度的函数。换言之，当温度一定时，溶剂的蒸汽压不仅与溶液的浓度有关，且与溶液压力有关。只有当温度及压力都固定时，溶剂的蒸气压才唯一的由溶液浓度决定，拉乌尔定律所表明的正是稀溶液中的此种关系。 9、理想溶液与理想气体一样，是一种假想的溶液模型，这种观点是否正确？ 不正确。理想气体是真实气体压力趋于0的极限情况，任何真实气体都有不等于0的压力，所以理想气体没有真实性。而理想溶液是以两种组分物理化学性质极其相似为前提的，这是个相对条件，真实溶液是可以满足的。例如水—重水、甲苯—苯等都是理想溶液。因而理想溶液是有真实性的。 10、在实验中常用冰、盐混合物做制冷剂。试解释当把食盐放入0。C 的冰、水平衡体系中时，体系为什麽会自动降温？降温的程度是否有限制？为什麽？ 答案：食盐溶于水后使水的蒸气压降低，促使冰熔解，冰熔解时自周围吸热，从而使体系的温度降低。因盐在水中有一定的溶解度，所以温度下降有一定限制。 11、反证法证明热力学能是状态函数。 证明：假设热力学能不是状态函数，ΔU1＞ΔU2，体系经A →B →A 完成循环，则ΔU1+（-ΔU2）＞0。该式的意义是：体系由A 出发沿途径的正向变化到B ， 又沿途径的反向逆转回来到A ，体系循环变化一周又回到原始状态，但一路上却多出了能量交换给环境，如果不断如此循环变化，就可以利用这个体系制造出第一类永动机，显然违反热力学第一定律，故假定是错误的。 同理可得出ΔU1﹤ΔU2也是错误的。 只能ΔU1=ΔU2，因此可证明热力学能是状态函数。 六、计算题 1 、 H U Q W Pa C Pa C mol ??和、、算以上各过程的 定温可逆膨胀，分别计 膨胀；对抗恒定外压自由膨胀；，设过程为、膨胀到、理想气体从)3(10)2()1(10251025105 5 6 解：①自由膨胀得出W=0 因为理想气体的热力学能和焓只是温度的函数，温度不变，所以△U=△H=0 由 △U=Q+W ,得Q=0 ②对抗恒外压(P SU =105 Pa)膨胀 ∵定温 ∴△U=△H=0 W=- P SU △V=nRT(1-P SU /P 1)=-22.31KJ Q=-W=22.31KJ ③定温可逆膨胀：△U=0 △H=0 W= nRT ㏑(P 1/P 2)=-10mol ×8.3145Jmol -1k -1×298.15k ×㏑ (106/105)=-57.08 KJ Q=-W=57.08 KJ 2、 活度因子。设蒸气可视 混合物中氯仿的活度及 仿为标准态，计算该 ，若以同温同压下纯氯 度下蒸气压为 ，已知纯氯仿在同一温，丙酮在气相的组成为 时的饱和蒸气总压为在混合物，丙酮氯仿Pa y Pa C x B A B A 295648180.02939015.28,713.0)()(==- 254 .0713 .0181.0181 .02956498.534898.534802.240422939002.24042293908180.0* * == = == =∴==-=-=∴+==?==A A A A A A A A A B A B A B B x a f Pa Pa P P a a P P Pa Pa Pa P P P P P P Pa Pa P y P 又解：在蒸气中 3、在一带活塞（设无摩擦无质量）的容器中有氮气 0.5 mol ，容器底部有一密封小瓶，瓶中有液体水 1.5 mol ，整个系统的温度为100℃，压力为101.3 kPa ，今使小瓶破碎，在维持101.3 kPa 下水蒸发为水蒸气，终态温度仍为100℃。已知水在100℃、101.3 kPa 下的蒸发焓为40.67 kJ·mol -1，氮气和水蒸气均按理想气体考虑。求此过程的 Q ，W ，?U ，?H ，?S ，?A ，?G 。 这个过程包括液态水的汽化过程和水蒸气与氮气的定温、定压混合过程： 水汽化后与氮气形成的混合气体中，水汽与氮气的分压分别为 Qp = ?H = 0 + 1.5 ? 40.67 + 0 = 61.01 kJ W =－p 外?V =－nRT =（－1.5 ? 8.314 ? 373 ? 10-3）kJ =－4.65 kJ ?U = Q + W =（61.01－4.65）kJ = 56.36 kJ 4、在330.3 K ，丙酮(A)和甲醇的液态混合物在101325 Pa 下呈气液平衡，平衡组成为液相 x A = 0.400，气相 y A = 0.519。 已知330.3 K 纯组分的蒸气压力 p*A= 104791 Pa ，p*B= 73460 Pa 。 解：py A = (101325 Pa ×0.519) = 52588 Pa p A *x A = 104791 Pa ×0.400 = 41916 Pa py A ≠ px A ， 因此不是理想液态混合物 。 H 2O( l )，1.5mol N 2，0.5mol N 2，0.5mol 过程I kPa 33.2525.03.101kPa 98.752 5 .13.1012 2 N N =?=?==?=?=y p p y p p 水水 502 .0104791Pa 0.519 101325Pa *A A *A A A =?= = = p py p p a 255 .1400 .0502.0A A A == = x a f 663 .073460Pa 0.481 101325Pa *B B *B B B =?= = = p py p p a 1.105 600 .0663.0B B B == = x a f 1.大分子化合物对溶胶稳定性的影响是：（）。 ? A 稳定作用 ? B 破坏作用 ? C 大分子化合物量少时起稳定作用，量多时起破坏作用 ? D 大分子化合物量少时起破坏作用，量多时起稳定作用 正确答案:D ? 单选题 2.乙醇和乙酸乙酯完全互溶，当乙醇的摩尔分数为0.462时，形成恒沸物。若用精馏方法分离乙醇的摩尔分数为0.35的乙醇和乙酸乙酯组成的混合溶液，（）。 ? A 只能得到纯乙醇 ? B 只能得到纯乙酸乙酯 ? C 能够得到纯乙醇和纯乙酸乙酯 ? D 纯乙醇和纯乙酸乙酯都不能得到 正确答案:B ? 单选题 3.1 mol 0℃、101.325kPa 的水在等温等压下变为冰，该过程的（）。 ? A △G=0，△H<0 ? B △G=0，△H=0 ? C △G<0，△H<0 ? D △G<0，△H=0 正确答案:A ? 4.关于基元反应的活化能，下列说法正确的是（）。 ? A 活化分子的最低能量 ? B 活化分子的平均能量 ? C 反应物分子的平均能量 ? D 活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差 正确答案:D ? 单选题 5.晶体物质的溶解度和熔点与粒子大小的关系是（）。 ? A 粒子越小，溶解度越大，熔点越低 ? B 粒子越小，溶解度越大，熔点越高 ? C 粒子越小，溶解度越小，熔点越低 ? D 粒子越小，溶解度越小，熔点越高 正确答案:A ? 单选题 6.下列测定大分子平均摩尔质量的方法中，（）不是独立的测定方法。 ? A 渗透压法 ? B 光散射法 ? C 粘度法 ? D 超离心沉降法 正确答案:C ? 单选题 7.使一定量的某种溶胶聚沉需要1.00mol？dm-3 CaCl2溶液 20mL 或0.002mol？dm-3 Na2SO4 50mL，则该溶胶（）。 ? A 带正电 ? B 带负电 ? C 不带电 ? D 可能带正电，也可能带负电 正确答案:A ? 单选题 8.当电解质的浓度降低时，电导率（）。 ? A 增大 ? B 减小 ? C 不变 ? D 可能增大，也可能减小 正确答案:D ? 单选题 9.化学反应刚产生沉淀时，生成的沉淀颗粒大小不一，当放置一段时间后，会出现的现象是（）。 ? A 小颗粒变大，大颗粒变小，直至颗粒大小相同 ? B 小颗粒变小直至消失，大颗粒变得更大 ? C 小颗粒和大颗粒都变小，颗粒数增加 ? D 小颗粒和大颗粒都不发生变化 正确答案:B ? 单选题 物理化学作业题答案 第六章 相平衡 思考题 5．在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+垐?噲?。指出该系统的独立组分数、 相数和自由度？ 答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。 习题解析 3．3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g)，根据相律解释下述实验事实。 (1) 在一定压力的2CO (g)中，将3CaCO (s)加热，实验证明在加热过程中，在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。(2) 在3CaCO (s)的分解过程中，若保持2CO (g)的压力恒定，实验证明达分解平衡时，温度有定值。 解：(1) 该系统中有两个物种，2CO (g)和3CaCO (s)，所以物种数2S =。在没有发生反应时，组分数2C =。现在是一个固相和一个气相两相共存，2P =。当2CO (g)的压力有定值时，根据相律，条件自由度 *12121f C P =+-=+-=。这个自由度就是温度，即在一定的温度范围内，可维持两相平衡共存不变，所以3CaCO (s)不会分解。 （2）该系统有三个物种，2CO (g)，3CaCO (s)和CaO(s)，所以物种数3S =。有一个化学平衡，1R =。没有浓度限制条件，因为产物不在同一个相，故2C =。现在有三相共存（两个固相和一个气相），3P =。若保持 2CO (g)的压力恒定，条件自由度*12130f C P =+-=+-=。也就是说，在保持2CO (g)的压力恒定时，温度 不能发生变化，即3CaCO (s)的分解温度有定值。 5．结霜后的早晨冷而干燥，在-5℃，当大气中的水蒸气分压降至 Pa 时，霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华，空气中水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点的温度和压力分别为 K 和611 Pa ，水的摩尔气化焓 1vap m 45.05 kJ mol H -?=?，冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -?=?。设相变时的摩尔焓变在这个温度区间内是 常数。 解：冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和， sub m vap m fus m H H H ?=?+?11(45.05 6.01) kJ mol 51.06 kJ mol --=+?=? 用Clausius-Clapeyron 方程，计算 K （-5℃）时冰的饱和蒸气压 (268.15K)51 06011 ln 611 Pa 8.314273.16268.15p = - ? ? ??? 解得 (268.15K)401.4 Pa p = 而 K （-5℃）时，水蒸气的分压为 Pa ，低于霜的水蒸气分压，所以这时霜要升华。当水蒸气分压等于或大于401.4 Pa 时，霜可以存在。 物理化学在线作业答案（2016）1.【第01章】（）的标准摩尔生成焓等于零。 A C（石墨） B C（金刚石） C CO2 D CO 正确答案:A 2.【第01章】理想气体在绝热、恒定外压下膨胀的（）。 A ΔU =0，W<0 B ΔH=0，W>0 C ΔU >0，△H>0 D ΔU <0，ΔH<0 正确答案:D 3.【第01章】（）是状态函数。 A G B △U C W D Q 正确答案:A 4.【第01章】Q=ΔH的适用条件是（）。 A 封闭系统中非体积功为零的等压过程 B 封闭系统中非体积功为零的等容过程 C 封闭系统 D 等温过程 正确答案:A 5.【第01章】（）下列叙述中不属于状态函数特征的是。 A 系统变化时，状态函数的改变值只由系统的始、终态决定。 B 系统状态确定后，状态函数的值也确定。 C 状态函数均有加和性。 D 经循环过程，状态函数的值不变。 正确答案:C 6.【第01章】（）的标准摩尔燃烧焓等于零。 A C（石墨） B C（金刚石） C CO2 D CO 正确答案:C 7.【第01章】（）具有强度性质。 A S B V C G D η（粘度） 正确答案:D 8.【第01章】由于p和V都是状态函数，则（p+V）也是状态函数。（） 正确错误 正确答案: 错 9.【第01章】状态函数改变后，状态一定改变。（） 正确错误 正确答案: 对 10.【第01章】H2和O2在绝热钢瓶中发生反应的△H等于零。（） 正确错误 正确答案: 错 11.【第01章】H2O（l）的标准摩尔燃烧焓等于零。（） 正确错误 正确答案: 对 12.【第01章】C（石墨）的标准摩尔燃烧焓等于零。（） 正确错误 正确答案: 错 13.【第01章】实际气体节流膨胀过程的△H = 0。（） 正确错误 正确答案: 对 14.【第01章】标准状态下，最稳定单质的热力学能等于零。（） 正确错误 正确答案: 错 15.【第01章】理想气体节流膨胀过程的△U = 0。（） 正确错误 正确答案: 对 物理化学A(I) (教材第一至第九章) 第一章： Problem 1: a) Use the fact that to show that the radiant energy emitted per second by unit area of a blackbody is. b) The sun’s diameter is m and its effective surface temperature is 5800 K. Assume the sun is a blackbody and estimate the rate of energy loss by radiation from the sun. c) Use to calculate the relativistic mass of the photons lose by radiation from the sun in a year. Problem 2: The work function of K is 2.2eV and that of Ni is 5.0eV. a) Calculate the threshold frequencies and wavelengths for these two metals. b) Will violet light of wavelength 4000A cause the photoelectric effect in K? In Ni? c) Calculate the maximum kinetic energy of the electron emitted in b). Problem 3: On the basis of the Bohr theory, calculate the ionization energy of the hydrogen atom and the linear velocity of an electron in the ground state of the hydrogen atom. Problem 4: What is the de Broglie wavelength of an oxygen molecule at room emperature? Compare this to the average distance between oxygen molecules in a gas at 1 bar at room temperature. What is the de Broglie wavelength of an electron that has been accelerated through a potential difference of 100V. （0129）《物理化学》网上作业题答案 1：第一次 2：第二次 3：第三次 4：第四次 5：第五次 6：第六次 7：第七次 1：[单选题] 已知下列反应的平衡常数：H 2(g) + S(s) = H 2 S(s) (1) K1 ； S(s)+O 2 (g)=SO 2 (2) K2 则反应：H 2(g)+SO 2 (g)=O 2 (g)+H 2 S(g) 的平衡常数为（） A:K1 + K2 ； B:K1 - K2 ； C:K1·K2 ； D:K1/K2 。 参考答案：D 2：[单选题]恒温下，在反应2NO2(g) = N2O4(g) 达到平衡后的体系中加入惰性气体，则A: 平衡向右移动； B:平衡向左移动； C: 条件不充分，无法判断； D: 平衡不移动。 参考答案：C 3：[单选题]某反应速率常数k = 2.31 ×10-2mol-1?dm3?s-1，反应起始浓度为1.0 mol?dm-3，则其反应半衰期为： A: 43.29 s ； B:15 s ； C: 30 s ； D:21.65 s 。 参考答案：A 4：[单选题]下列叙述中错误的是： A:水的三相点的温度是273.15K，压力是610.62 Pa ； B:三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变； C:水的冰点温度是0℃(273.15K)，压力是101325 Pa ； D: 水的三相点f = 0，而冰点f = 1 。 参考答案：A 5：[单选题]盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是： A:天气太热； B:很少下雨； C:肥料不足； D:水分倒流。 参考答案：D 6：[单选题]下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大： A: 0.1M KCl水溶液； B:0.001M HCl水溶液； C:0.001M KOH水溶液； D: 0.001M KCl水溶液。 参考答案：B 7：[单选题]在某温度下，一密闭的刚性容器中的PCl5(g) 达到分解平衡，若往此容器中充入N2(g) 使体系压力增大二倍(此时体系仍可按理想气体处理)，则PCl5(g) 的离解度将：A:增大； B:减小； 单选题 1.（）不是状态函数。 ? A H ? B U ? C S ? D △G 正确答案:D 单选题 2.下列说法正确的是（）。 ? A 熵不会减小 ? B 熵总是增大 ? C 孤立系统中熵不会减小 ? D 孤立系统中熵总是增大 正确答案:C 单选题 3.关于克-克方程，下列说法正确的是（）。 ? A 适用于任何两相平衡 ? B 适用于气-液平衡和气-固平衡 ? C 适用于固-液平衡和气-固平衡 ? D 适用于气-液平衡和液-固平衡 正确答案:B 单选题 4.1 mol 100℃、101.325kPa 的水在等温等压下变为水蒸气，该过程的（）。 ? A △G=0，△H<0 ? B △G=0，△H>0 ? C △G<0，△H<0 ? D △G<0，△H>0 正确答案:B 单选题 5.（）的标准摩尔燃烧焓等于零。 ? A C（石墨） ? B C（金刚石） ? C CO2 ? D CO 正确答案:C 单选题 6.在等温等压不做非体积功的情况下，下列哪个过程肯定能自发进行？（） ? A △H>0，△S>0 ? B △H>0，△S<0 ? C △H<0，△S>0 ? D △H<0，△S<0 正确答案:C 单选题 7.乙醇和乙酸乙酯完全互溶，当乙醇的摩尔分数为0.462时，形成恒沸物。若用精馏方法分离乙醇的摩尔分数为0.35的乙醇和乙酸乙酯组成的混合溶液，（）。 ? A 只能得到纯乙醇 ? B 只能得到纯乙酸乙酯 ? C 能够得到纯乙醇和纯乙酸乙酯 ? D 纯乙醇和纯乙酸乙酯都不能得到 正确答案:B 单选题 8.1 mol 0℃、101.325kPa 的水在等温等压下变为冰，该过程的（）。 ? A △G=0，△H<0 ? B △G=0，△H=0 ? C △G<0，△H<0 ? D △G<0，△H=0 正确答案:A 单选题 9.（）的标准摩尔生成焓等于零。 ? A C（石墨） ? B C（金刚石） ? C CO2 第一章测试题 一.填空题 1: 封闭系统热力学第一定律的数学表达式为______(微分式)。 答案 2: —定量理想气体的热力学能和焓只是_______的函数。 答案 温度 3: 热力学平衡状态必须同时满足_______、_______、_______、_______。 答案 热平衡。力平衡。相平衡。化学平衡 4: 可逆过程的一个显著特征是体系在内、外_______性质只相差无限小的情况下发生的。答案 强度 5: 理想气体向真空急速膨胀过程的W_______0，_______0。（>，<，= ) 答案 =。= 二.判断题 1: 如果说一个化学反应在标准态下发生，则反应式中各物质分别都处于各自所选定的标准态。 答案 是 三.计算题 1: 有2 mol理想气体，从到经下列三种不同过程，分别求出其相应过程中所做的功。 (1)在298K时恒温可逆膨胀； (2)在298K时，保持外压为100 kPa,做恒外压膨胀； (3)始终保持气体的压力和外压不变，将气体从加热到使体积膨胀到。 答案 2: (1)1 mol水在373 K,101. 325 kPa恒压下蒸发为同温同压下的蒸汽（假设为理想气体），吸热 (2)1 mol水在101. 325kPa恒压下在373K的恒温真空箱中全部蒸发为蒸汽(假设为理想气体）。 求过程的比较结果，说明什么问题。 答案 (2)过程2的始终态与过程1相同，故状态函数的改变量与过程1相同 该过程为向真空蒸发，故 比较过程1和2，结果表明，两种变化过程的相同，因为U,H是状态函数，其改 变量与过程无关，只决定于系统的始终态。而两过程的Q和W不同，因为它们不是系统的状态函数，是与过程有关的物理量,所以尽管两变化过程的始终态相同，但所经历的途径不同，Q和W也不相同。 第二章测试题 一.填空题 1: 设高低温热源的温度分别是，则卡诺热机的效率为_______。 答案 2: 热力学第二定律的数学表达式(Clausius不等式)的微分式是_______。 答案 3: 隔离系统中熵值减小的过程是_______的过程。 答案 不可能实现(进行)的过程 4: 使用吉布斯函数作为过程方向和限度的判据，其适用条件是_______，_______，_______，_______。 答案 恒温。恒压。不做非体积功。封闭系统 5: 均相封闭系统热力学函数之间的4个基本系式为_______，_______，_______，_______。答案 。。。 二.判断题 1: 熵值不可能为负值。 答案 是 三.计算题 1: 1 mol理想气体在恒温下通过①可逆膨胀，②真空膨胀，体积增加到原来的10倍，分别求其系统和环境的熵变，并判断过程的可逆性。 答案 （1）可逆膨胀 根据熵判据，过程(1)是可逆过程 (2)真空膨胀 熵是状态函数，真空膨胀与过程1中可逆过程的始终态柑同，熵变也相同，因此 根据熵判据，过程(2)是不可逆过程。 2: 在标准压力100 kPa和373 K时，把1.0 mol可逆压缩为液体，计算该过程的。已知该条件下水的蒸发热为，=,水蒸气可视为理想气体。 答案 第三章测试题 一.填空题 1: 设分别是二组分系统中组分1和2的偏摩尔吉布斯函数，二种组分的物质的量分别是，则体系的吉布斯函数G为_______。 物理化学习题作业答案 第一章热力学第一定律 一、问答题 1. 被划定的研究对象称为系统，不属于系统但与系统密切相关的部分称为环境。 2. 状态函数是描述平衡系统宏观性质的物理量。 3. 在环境压力恒定下，系统始、终态压力相同且等于环境压力的过程。 4. 系统中物质的所有能量的总和。 5. 第一类永动机是不可能造成的。 6. 因系统的体积变化而引起的系统与环境之间交换的功。 7. 可逆过程有三个特点：(1) 系统从始态到终态，过程是以无限接近平衡状态下进行的； (2) 在可逆过程中，系统做最大功，环境做最小功；(3) 沿与过程原来途径相反方向进 行，可使系统和环境完全恢复原来状态。 8. 可以忽略分子间的作用力和分子本身体积的气体。 9. 在标准压力和指定温度下，由最稳定的单质生成一摩尔物质的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓。 10.不能。该情况相当于一个绝热系统中作电功，电机发热只能使室温升高。 二、判断题（正确打√，错误打×） 1. √ 2. √ 3. √ 4. × 5. × 6. × 7. × 8. √ 9. √10. √ 三、选择题（选1个答案） 1. A 2. D 3. B 4. D 5. A 6. C 7. A 8. D 9. C 10. A 四、填空题 1. 封闭 2. 封闭系统中不做非体积功的等压过程 3. 等于 4. 等于 5. 大于 6. 在标准压力和指定温度下，一摩尔物质完全燃烧的焓变 7. 小于 8. 小于 9. 强度性质 10.小于 五、计算题 1. -8.314J 2. （1）Q=0，W=0，△U=0，△H=0 （2）Q=2430J，W=-2430J，△U=0，△H=0 （3）Q=1548J，W=-1548J，△U=0，△H=0 3.Q=40.7kJ，W=-3.10kJ，△U=37.6kJ，△H=40.7kJ 4. 6 5.7kJ 5. 260.7 kJ·mol-1 第二章热力学第二定律 一、问答题 1.第二类永动机是不可能造成的。 2.由理想气体的等温可逆膨胀→绝热可逆膨胀→等温可逆压缩→绝热可逆压缩所组成的循环过程。 3.熵是系统混乱度的量度. 4.在孤立系统中的任何过程，或封闭系统中 的绝热过程: △S＞0 表示自发过程 △S=0 表示可逆过程 △S＜0 表示不可能发生的过程 5.在封闭系统中的等温等压非体积功 为零的过程: △G＜0 表示自发过程 △G=0 表示可逆过程 △G＞0 表示不可能发生的过程 6.在封闭系统中的等温等容非体积功 为零的过程: 东北大学16春《物理化学》在线作业123（标准答案） 一、单选题： 1.反应 2NO(g) + O2(g) == 2NO2(g) 是放热的, 当反应在某温度、压力下达平衡时，若使平衡向右移动。则应采取的措施是( )。 A. 降低温度和减小压力； B. 降低温度和增大压力； C. 升高温度和减小压力； D. 升高温度和增大压力。 2.影响任意一个化学反应的标准平衡常数值的因素为 ( )。 A. 催化剂； B. 温度； C. 压力； D. 惰性组分 3.设有理想气体反应A(g)+B(g)==C(g)，在温度T，体积V的容器中，三个组分的分压分别为pA、pB、pC时达到平衡，如果在T、V恒定时，注入物质的量为nD的惰性组分，则平衡将( )。 A. 向右移动； B. 向左移动； C. 不移动； D. 不能确定 4.气体被固体吸附的过程其DS、DＨ的变化 ( )。 A. DS<0 DＨ>0； B. DS<0 DＨ<0； C. DS>0 DＨ<0； D. DS>0 DＨ>0 5.已知反应(1)和(2)具有相同的指前因子，测得在相同的温度下升高20K时，反应(1)和(2)的反应速率分别提高2倍和3倍，说明反应(1)的活化能Ea,1( )反应(2)的活化能Ea,2。 A. 大于； B. 小于； C. 等于； D. 以上都不正确 6.已知某反应的反应物无论初始浓度cA,0为多少，反应掉cA,0的1/2时所需时间均相同，该反应为( )。 A. 零级； B. 一级； C. 二级； D. 以上都不正确 7.温度升高时，固体氧化物的分解压力（分解反应是吸热反应） ( )。 A. 降低； B. 增大； C. 恒定； D. 无法确定。 8.固体六氟化铀的蒸气压p与T的关系为lg(p/Pa)=10.65-2560/(T/K)，则其平均升华热为( )kJ·mol-1。 A. 2.128； B. 49.02； C. 9.242； D. 10.33 9.人工降雨是将AgI微细晶粒喷撒在积雨云层中，目的是为降雨提供 ( )。 A. 冷量； B. 湿度； C. 晶核； D. 温度 10.在下列电池中，其电池的电动势与氯离子的活度a(Cl?)无关的是 ( )。 A. Zn(s) | ZnCl2(aq) | Cl2(p) | Pt； B. Zn(s) | ZnCl2(aq)( ) KCl(aq) | AgCl(s) | Ag(s)； C. Pt | H2(p1) | HCl(aq) | Cl2(p2) | Pt； D. Ag(s) | AgCl(s) | KCl(aq) | Cl2(p) | Pt 三、判断题： 1.任何一个化学反应都可以用ΔrGmq?来判断反应的方向。 A. 错误 B. 正确 2.隔离系统的熵是守恒的。 A. 错误 B. 正确 3.不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的。 A. 错误 浙江大学远程教育学院 《物理化学》课程作业(必做) 姓名：金泽学号：717123224001 年级：2017春学习中心：温州学习中心（龙湾）————————————————————————————— 第一章热力学第一定律 一、填空题 1. 系统的性质分为广度性质和__强度性质__。 2. 。 3. “增大”、“减小”或“不变” ） 4. 理想气体在恒定外压下绝热膨胀，气体的焓。（填“增大”、“减小”或“不变” ） 5. ΔU=Q v的适用条件是封闭系统中等容非体积功为零。。 6. O2(g)的的标准摩尔燃烧焓等于零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。 二、简答题 1. 什么是系统？什么是环境？ 答：将一部分物质从其他部分中划分出来，作为研究对象，这一部分物质就称为系统；系统之外与系统密切相关的部分称为环境。 2. 什么是等压过程？什么是可逆过程？ 3. 什么是热力学第一定律？ 4. 什么是标准摩尔生成焓？什么是标准摩尔燃烧焓？ 5. Zn与稀硫酸发生放热置换反应，请问在开口瓶中进行还是在闭口瓶中进行放热更多？为什么？ 6. 石墨在充满氧气的定容绝热反应器中燃烧，若以反应器和其中所有物质为系统，请问燃烧前后热力学能和焓如何变化？ 三、计算题 1. 1 mol单原子理想气体在298K时，在恒定外压为终态压力下从15.00 dm3等温膨胀到40.00 dm 3，求该过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。 2. 1 mol 水在100℃、101.3kPa 下蒸发为水蒸气，吸热40.7kJ ，求该过程的Q 、W 、△U 和△H 。 3. 已知298.2K 时，NaCl(s)、H 2SO 4(l)、Na 2SO 4 (s)和HCl(g)的标准摩尔生成焓分别为-411、-811.3、 -1383和-92.3 kJ·mol -1，求下列反应的θm r H ?和θm r U ? 2NaCl(s) + H 2SO 4(l) = Na 2SO 4(s) + 2HCl(g) 4. 已知298.2K 时，C （石墨）、H 2（g ）和C 2H 6（g ）的标准摩尔燃烧焓分别为-393.5 kJ·mol -1、 -285.8 kJ·mol -1和-1559.8 kJ·mol -1。计算下列反应的θm r H ?和θm r U ?： 2C （石墨） + 3H 2（g ）→ C 2H 6（g ） 第二章 热力学第二定律 一、填空题 1. 理想气体的卡诺循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和 所组成。 2. 卡诺循环中等温可逆膨胀过程的温度 等温可逆压缩过程的温度。（填“小于”、“大于”或“等于” ） 3. 工作在高温热源373K 与低温热源298K 之间的卡诺热机的效率为 。 4. H 2气和O 2气在绝热钢瓶中发生反应的ΔS 零。（填“小于”、“大于”或“等于” ） 5. 1 mol 373.2K 、101.3kPa 水蒸发为373.2K 、101.3kPa 水蒸气的ΔS J/K （知水的蒸发热为40.64 kJ/mol ）。 6. 系统经过不可逆循环过程ΔS 环 零。（填“小于”、“大于”或“等于” ） 7. 1mol 100℃，100kPa 气态水的吉布斯能 1mol 100℃，100kPa 液态水的吉布斯能。（填“小于”、“大于”或“等于” ） 8. 吉布斯能判据的适用条件是 。 二、简答题 1. 什么是自发过程？什么是热力学第二定律？ 2. 空调可以把热从低温热源传递到高温热源，这是否与热力学第二定律矛盾？为什么？ 3. 熵的物理意义是什么？ 如何用熵判据判断过程的方向？ 4. 从同一始态出发，绝热可逆过程和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态，为什么？ 5. 什么是热力学第三定律？什么是标准摩尔熵？ 三、计算题 1.（）的标准摩尔燃烧焓等于零。 ? A C（石墨） ? B C（金刚石） ? C CO2 ? D CO 2.（）是溶胶的光学性质。 ? A 沉降平衡 ? B 布朗运动 ? C 电泳 ? D 丁达尔现象 3.分散相粒子半径在（）的分散系统称为胶体分散系统。 ? A 1～10nm ? B 10～100nm ? C 1～100nm ? D 1～1000nm 4.关于活化分子，下列说法错误的是（）。 ? A 能量大于反应物分子的平均能量的分子是活化分子 ? B 只有活化分子的碰撞才可能发生化学反应 ? C 活化分子数与反应温度有关 ? D 活化分子数与反应物浓度有关 5. 在电导滴定中，用强酸滴定强碱时，终点以后溶液的电导（）。 ? A 不变 ? B 减小 ? C 不规则改变 ? D 增加 6.1 mol 0℃、101.325kPa 的水在等温等压下变为冰，该过程的（）。 ? A △G=0，△H<0 ? B △G=0，△H=0 ? C △G<0，△H<0 ? D △G<0，△H=0 7.在等温等压不做非体积功的情况下，下列哪个过程肯定能自发进行？ （） ? A △H>0，△S>0 ? B △H>0，△S<0 ? C △H<0，△S>0 ? D △H<0，△S<0 8.化学反应刚产生沉淀时，生成的沉淀颗粒大小不一，当放置一段时间 后，会出现的现象是（）。 ? A 小颗粒变大，大颗粒变小，直至颗粒大小相同 ? B 小颗粒变小直至消失，大颗粒变得更大 ? C 小颗粒和大颗粒都变小，颗粒数增加 ? D 小颗粒和大颗粒都不发生变化 9.（）是物理吸附的特点。 ? A 吸附热大 ? B 稳定性高 ? C 多分子层吸附 您的本次作业分数为：100分单选题 1.【第01章】Q=ΔH的适用条件是（）。 A 封闭系统中非体积功为零的等压过程 B 封闭系统中非体积功为零的等容过程 C 封闭系统 D 等温过程 正确答案:A 单选题 2.【第01章】（）的标准摩尔生成焓等于零。 A C（石墨） B C（金刚石） C CO2 D CO 正确答案:A 单选题 3.【第01章】（）具有强度性质。 A S B V C G D η（粘度） 正确答案:D 单选题 4.【第01章】（）的标准摩尔燃烧焓等于零。 A C（石墨） B C（金刚石） C CO2 D CO 正确答案:C 单选题 5.【第01章】（）是状态函数。 A G B △U C W D Q 正确答案:A 单选题 6.【第01章】（）下列叙述中不属于状态函数特征的是。 A 系统变化时，状态函数的改变值只由系统的始、终态决定。 B 系统状态确定后，状态函数的值也确定。 C 状态函数均有加和性。 D 经循环过程，状态函数的值不变。 正确答案:C 单选题 7.【第01章】理想气体在绝热、恒定外压下膨胀的（）。 A ΔU =0，W<0 B ΔH=0，W>0 C ΔU >0，△H>0 D ΔU <0，ΔH<0 正确答案:D 判断题 8.【第01章】H2和O2在绝热钢瓶中发生反应的△H等于零。（） 正确错误 正确答案: 错 判断题 9.【第01章】理想气体节流膨胀过程的△U = 0。（） 正确错误 正确答案: 对 判断题 10.【第01章】标准状态下，最稳定单质的热力学能等于零。（） 正确错误 正确答案: 错 判断题 11.【第01章】实际气体节流膨胀过程的△H = 0。（） 正确错误 正确答案: 对 判断题 12.【第01章】C（石墨）的标准摩尔燃烧焓等于零。（） 正确错误 正确答案: 错 判断题 13.【第01章】H2O（l）的标准摩尔燃烧焓等于零。（） 正确错误 正确答案: 对 判断题 14.【第01章】由于p和V都是状态函数，则（p+V）也是状态函数。（） 正确错误 正确答案: 错 判断题 15.【第01章】状态函数改变后，状态一定改变。（） 正确错误 正确答案: 对 单选题 16.【第02章】1mol 100℃、101.3kPa的液态水向真空膨胀成100℃、101.3kPa的水蒸气，该过程的（）。 A Q=0，△H=0 B △U =0，△H=0 C △S=0，△F =0 D W=0，△G=0 正确答案:D 单选题 17.【第02章】1 mol 90℃、101.3kPa 的过冷水蒸气在等温等压下变为水，该过程的（）。 A △G >0，△S >0 物理化学（作业） 2月25日 1、气柜内贮有121.6kPa，27℃的氯乙烯（C2H3Cl）气体300m3，若以每小时90kg的流量输往使用 车间，试问贮存的气体能用多少小时？【t=10.15h】 2、今有20℃的乙烷-丁烷混合气体，充入一抽成真空的200cm3容器中，直至压力达101.325kPa， 测得容器中混合气体的质量为0.3897g。试求该混合气体中两组分的摩尔分数及分压力。 【y A=0.397 P A=40.24kPa y B=0.603 P B=61.09kPa】 3、把25℃的氧气充入40 dm3的氧气钢瓶中，压力达202.7×102kPa。试用普遍化压缩因子图求钢瓶 中氧气的质量。【m=10.89kg】 2月26日 1、始态为25℃，200kPa的5mol某理想气体，经a，b两不同途径到达相同的末态。途径a先经绝 热膨胀到－28.57℃，100kPa，步骤a的功W a=－5.57kJ；再恒容加热到压力200kPa的末态，步骤的热Q a=25.42kJ。途径b为恒压加热过程。求途径b的W b及Q b。【W b=－7.94kJ Q b=27.79kJ】 2、在25℃及恒定压力下，电解1mol水（H2O，l），求过程的体积功。【W体=－3.718kJ】 1、2mol某理想气体，C p.m=7 2 R。由始态100kPa，50 dm3，先恒容加热使压力升高至200kPa，再恒 压冷却使体积缩小至25 dm3。求整个过程的W，Q， U和 H。【W=5kJQ=－5kJ U=0 H=0】 2、4mol某理想气体，C p.m =5 2 R。由始态100kPa，100dm3，先恒压加热使体积增大到150dm3， 再恒容加热使压力增大到150kPa。求过程中的W，Q， U和 H。【W=－5kJ Q=23.75kJ U=18.75kJ H=31.25kJ】 3月5日 1、某双原子理想气体1mol从始态350K，200kPa经过如下四个不同过程达到各自的平衡态，求各 自的功W。 （1）恒温可逆膨胀到50kPa。【W=－4.034kJ】 （2）恒温反抗50kPa恒外压不可逆膨胀。【W=－2.183kJ】 （3）绝热可逆膨胀到50kPa。【W=－2.379kJ】 （4）绝热反抗50kPa恒外压不可逆膨胀。【W=－1.559kJ】 2、5mol双原子理想气体从始态300K，200kPa，先恒温可逆膨胀到压力为50kPa，再绝热可逆压缩 到末态压力为200kPa，求末态温度T及整个过程的Q，W， U及 H。【T=445.80K Q=17.29kJ W= －2.136kJ U=15.15kJ H=21.21kJ】 西安交通大学17 年3 月课程考试《物理化学》作业考核试题 试卷总分：100? ? ? ? 测试时间：-- 一、单选题（共?30?道试题，共?60?分。） 1. 凸面液体的饱和蒸汽压pr 与平面液体的饱和蒸汽压p0 相比较（）。 A. pr =p0 B. pr ＜p0 C. pr ＞p0 D. 难以确定 答案:C 满分：2 分 2. 物理吸附与化学吸附的根本区别在于：（） A. 吸附力不同 B. 吸附速度不同 C. 吸附热不同 D. 吸附层不同 答案:A 满分：2 分 3. 101 ℃时，水在多大外压下沸腾？() A. 101.3kP B. 1013kP C. 略高于101.3kP D. 略低于101.3kPa 答案:C 满分：2 分 4. 液体在毛细管中上升还是下降，主要与（）因素有关。 A. 表面张力 B. 附加压力 C. 液体是否润湿毛细管 D. 毛细管半径 答案:C 满分：2 分 5. 一级反应的半衰期与反应物的初始浓度（）。 A. 无关 B. 呈正比 C. 呈反比 D. 平方根呈正比 答案:A 满分：2 分 6. 离子独立运动定律适用于：（） A. 强电解质溶液 B. 弱电解质溶液 C. 无限稀电解质溶液 D. 理想稀溶液 答案:C 满分：2 分 7. 下述说法何者正确：() A. 水的生成热即是氧气的燃烧热 B. 水蒸汽的生成热即是氧气的燃烧热 C. 水的生成热即是氢气的燃烧热 D. 水蒸汽的生成热即是氢气的燃烧热 答案:C 满分：2 分 8. 下列定义式中，表达正确的是（）。 A. G=H＋TS B. G=A＋PV C. A=U＋TS D. H=U—PV 答案:B 满分：2 分 9. 对弯曲液面所产生的附加压力（） A. 一定等于零 B. 一定不等于零 C. 一定大于零 D. 一定小于零 答案:B 满分：2 分 10. 某反应, 无论反应物初始浓度为多少, 在相同时间和温度时, 反应物消耗的浓度为定值, 此反应是：（） A. 负级数反应 B. 一级反应 C. 零级反应 D. 二级反应 答案:C 满分：2 分 11. 关于物质临界状态的下列描述中, 不正确的是() A. 在临界状态, 液体和蒸气的密度相同, 液体与气体无区别 B. 每种气体物质都有一组特定的临界参数 C. 在以ｐ、Ｖ为坐标的等温线上, 临界点对应的压力就是临界压力 物理化学作业题答案 第六章 相平衡 思考题 5．在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+垐?噲?。指出该系统的独立组分数、 相数和自由度？ 答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。 习题解析 3．3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g)，根据相律解释下述实验事实。 (1) 在一定压力的2CO (g)中，将3CaCO (s)加热，实验证明在加热过程中，在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。(2) 在3CaCO (s)的分解过程中，若保持2CO (g)的压力恒定，实验证明达分解平衡时，温度有定值。 解：(1) 该系统中有两个物种，2CO (g)和3CaCO (s)，所以物种数2S =。在没有发生反应时，组分数2C =。现在是一个固相和一个气相两相共存，2P =。当2CO (g)的压力有定值时，根据相律，条件自由度*12121f C P =+-=+-=。这个自由度就是温度，即在一定的温度范围内，可维持两相平衡共存不变，所以3CaCO (s)不会分解。 （2）该系统有三个物种，2CO (g)，3CaCO (s)和CaO(s)，所以物种数3S =。有一个化学平衡，1R =。没有浓度限制条件，因为产物不在同一个相，故2C =。现在有三相共存（两个固相和一个气相），3P =。若保持2CO (g)的压力恒定，条件自由度*12130f C P =+-=+-=。也就是说，在保持2CO (g)的压力恒定时，温度不能发生变化，即3CaCO (s)的分解温度有定值。 5．结霜后的早晨冷而干燥，在-5℃，当大气中的水蒸气分压降至 Pa 时，霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华，空气中水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点的温度和压力分别为 K 和611 Pa ，水的摩尔气化焓1vap m 45.05 kJ mol H -?=?，冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -?=?。设相变时的摩尔焓变在这个温度区间内是常数。 解：冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和， sub m vap m fus m H H H ?=?+?11(45.05 6.01) kJ mol 51.06 kJ mol --=+?=? 用Clausius-Clapeyron 方程，计算 K （-5℃）时冰的饱和蒸气压 (268.15K) 51 06011 ln 611 Pa 8.314273.16268.15p =-?? ??? 解得 (268.15K)401.4 Pa p = 而 K （-5℃）时，水蒸气的分压为 Pa ，低于霜的水蒸气分压，所以这时霜要升华。当水蒸气分压等于或大于401.4 Pa 时，霜可以存在。 浙江大学远程教育学院 《物理化学》课程作业（必做） 第一章 热力学第一定律 一、填空题 1. △U=Q+W 适用于 宏观上静止且无外力场存在的封闭 系统。 2. △H=Q P 的适用条件是 封闭系统在非体积功为0且等压 。 3. 系统的性质分为广度性质和 强度性质 。 4. 水（101325Pa ，273.15K ）在等温等压下凝结成冰（101325Pa ，273.15K ）过程 的W 小于 零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。 二、简答题 1. 什么是系统？什么是环境？ 答：将一部分物质从其他部分中划分出来，作为研究的对象，这一部分物质就称为系统； 系统之外与系统密切相关的部分称为环境。 2. 什么是热力学第一定律？ 答：将能量守恒与转化定律应用于宏观的热力学系统即为热力学第一定律。 三、计算题 1. 1 mol 单原子理想气体在298K 时，分别按下列三种方式从15.00dm 3膨胀到40.00 dm 3： （1）自由膨胀； （2）等温可逆膨胀； （3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。 分别求上述三种过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。 答：（1）自由膨胀； 0)(0)(1212e ＝＝＝V V V V p W -?-- 因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，而理想气体自由膨胀过程温度不变，所以： ΔU =ΔH =f (T )＝0 （2）等温可逆膨胀； 因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，所以等温过程 ΔU=ΔH=0 W=-nRTln(v2/v1)=-1x8.314x298ln(40/15)=-2430J Q=-w=2430J （3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。 ΔU=ΔH=0 P=nRT/V=(1×8.314×298)/(40/1000)=61.94KPa W=-61.94 × (40-15) =-1548.5J Q=-w=1548.5J 2. 已知298.2K 时，NaCl(s)、H 2SO 4(l)、Na 2SO 4 (s)和HCl(g)的标准摩尔生成焓分别为-411、 -811.3、-1383和-92.3 kJ·mol -1，求下列反应 2NaCl(s) + H 2SO 4(l) = Na 2SO 4(s) + 2HCl(g) 在298.2K 时的△r H m ? 。 答：2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g) △r H m ?=（∑H ）产物-（∑H ）反应物=（-1383-92.3*2）-（-411*2-811.3）=65.7KJ/mol 第二章 热力学第二定律 一、单选题 1. 反应 NH 4Cl (s) = NH 3(g) + HCl (g)的△r S m ? A 。 A ．大于零 B ．小于零 C ．等于零 D ．不确定 二、填空题 1. 热力学第二定律主要是解决了 过程方向限度 问题。 2. 水和乙醇混合过程的ΔS 大于 零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。 3. 理想气体的卡诺循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和 绝热可逆压缩 所组成。 4. 吉布斯能判据的适用条件是 封闭系统等温等压和非体积功为零 。 《物理化学》作业习题 物理化学教研组解 2009，7 第一章 热力学第一定律与热化学 1. 一隔板将一刚性决热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。现将隔板抽去左、右气体的压力达到平衡。若以全部气体作为体系，则ΔU 、Q 、W 为正？为负？或为零？ 解：0===?W Q U 2. 试证明1mol 理想气体在衡压下升温1K 时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R 。 证明：R T nR V V p W =?=-=)(12 3. 已知冰和水的密度分别为：0.92×103kg·m -3，现有1mol 的水发生如下变化： (1) 在100o C ，101.325kPa 下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体； (2) 在0 o C 、101.325kPa 下变为冰。 试求上述过程体系所作的体积功。 解：(1) )(m 1096.110 92.01018363 3 --???＝＝冰V )(m 1096.110 0.110183 63 3--???＝＝水V )(10101.3373314.81)(3J nRT V V p W e ?=??===冰水－ (2) )(16.0)108.11096.1(101325)(55J V V p W e =?-??=-=--水冰 4. 若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。 (1) Q 、W 、Q －W 、ΔU 是否已经完全确定。 (2) 若在绝热条件下，使体系从某一始态变化到某一终态，则(1)中的各量是否已完全确定？为什么？ 解：(1) Q －W 与ΔU 完全确定。 (2) Q 、W 、Q －W 及ΔU 均确定。 5. 1mol 理想气体从100o C 、0.025m 3 经过下述四个过程变为100o C 、0.1m 3： (1) 恒温可逆膨胀； (2) 向真空膨胀； (3) 恒外压为终态压力下膨胀； (4) 恒温下先以恒外压等于气体体积为0.05m 3时的压力膨胀至0.05 m 3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1m 3。 求诸过程体系所做的体积功。 解：(1))(4299025 .01.0ln 314.81ln 12J V V nRT W =??==物理化学在线作业答案
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