物理化学计算题及答案
物理化学计算题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第一章
例4 在100℃，p 下，1mol 水(1)可逆蒸发， (2)向真空蒸发为蒸气。已知 vap H m = 40.7 kJ mol-1, 假设蒸气为理想气体，液体水的体积可忽略不计，求Q, W, U, H 。 解：
(1) H = Qp = 40.7kJ
W = -p V = -p V g =- RT = -3.1kJ U = Q-W =(40.7-3.1)kJ = 37.6kJ
(2) 始终态同(1) 故H = 40.7kJ U = 37.6kJ 向真空蒸发W = 0 Q = U = 37.6kJ
例5 将100g,40℃水和100g, 0℃的冰在杜瓦瓶中(恒压，绝热)混合，求平衡后的状态，及此过程的H 。已知冰的熔化热 =335J g-1 ,Cp (水)= 4.18 J K-1g-1
解：设水和冰为系统。因恒压，绝热 所以H = Qp = 0
又 ?H =?H (水) + ?H (冰) = 0 设终态温度为T ?H =?H (水) + ?H (冰)
=100?4.18?(T – 313)+ 100?335=0 T = 253K 该结果是不可能的！
100g 水全部降温至0℃，放热： ?H (水)= – 100?4.18?40 = –16.7kJ 100g 冰全部融化吸热：?H (冰)=33.5kJ
说明冰不能全部融化，终态应是0℃的冰水混合物。设 m 克冰融化, ?H =?H (冰)+?H (水)= m ?0.335-16.7=0 m = 50g
平衡后的状态为50g 冰和150g 水的0℃的冰水混合物。 例6 已知某气体的状态方程为： pV m = RT + bp （b >0常数）
p
T p T V U V
T -???
????=??? ????p T
T V T V p H ??? ????-=???? ????
请依据推导结果判断
(1)在绝热自由膨胀过程中，该气体的温度如何变化
(2)在绝热节流膨胀过程中，该气体的温度如何变化
解：(1) 绝热自由膨胀过程是等内能过程，?U =0,则 所以本题要解的是μJ 的正负
令U =f (T, V )，根据循环关系式:
现在只要判断［ ］是>0, =0, 还是<0其中的
偏微商 与气体的状态方程有关。
焦耳系数 气体的状态方程可改写为 p (V m –b )= RT
其中 对T 求导得:
代入上式:
故温度不变 分析:
若把气体的状态方程p (V m –b )= RT 与理想气体的状态方程pV m = RT 比较, 有什么结论可看出该方程只修正了气体分子的体积(V m –b )，而分子间作用力这一
()dV
T V V U V T
???=?2
1
1-=??? ??????? ??????? ????T U V U V V T T U T
J V U V C ??? ????=μT V U
J V U C V T ??? ????-=?
??
????=1μ??
???????
????-=V V T p T p C 1V
T p ??? ??????
??????? ????-=???
????=V V U J T p T p C V T 1μb V RT p m -=b
V R T p m V -=
???
????0
1=??
???????? ??--=???
????b V R T p C V T m V U
项没有修正，说明p=p 理气, 故在绝热自由膨胀过程中温度没有变化。若是范德华气体，在绝热自由膨胀过程中温度将如何变化？
范德华气体气态方程
即 对T 求导
所以在绝热自由膨胀过程中，范德华气体的温度下降。
(2) 绝热节流膨胀过程 ?H =0，则 所以本题要解的是μJ-T 是>0, =0,
还是<0。
令H =f (T,p
)
现在只要判断［ ］是>0, =0, 还是<0其中的偏微商 与气体的状态方程有关。
根据气态方程得 对T 求导得
代入上式:
????
????? ????-=???
????=V V U J T p T p C V T 1μ()RT b V V a p m m =-???? ?
?+22
m
m V a
b V RT p --=b
V R T p m V -=
???
????012<-=??
???????? ??--=???
????m V m V U V C a b V R T p C V T ?)(2
1==????dp T p p H p T
1-=???
???????? ??????? ????T H p H p p T T H T p H p H C p T ???? ????-=???? ????1???
?????-??? ????=V T V T C p p 1p
T V ???
??????
?
?????-???
????=???? ????=-V T V T C p T p p H T J 1μb
p
RT
V m +=p
R T V p =?
?? ?????
??
???-????
??=????
????=-V p R T C p T p H T J 1μ0<-
=p
C b
在绝热节流膨胀过程中，该气体的温度上升。
例7 装置如图，始态时绝热理想活塞两侧容器各为20dm3，均充满25℃, pψ的N2。对左侧气室缓慢加热，直至室内压力为2pψ。请分别以右室气体，左室气体和全部气体为系统，求算Q, W, ?U, ?H（N2可视为理想气体）
加热
解： (1)以右室气体为系统因绝热，Q=0；?U=W。左室缓慢加热，所以活塞右移可视为绝热可逆压缩，终态压力也为2pψ
双原子分子理想气体γ = 7/5=1.4
p1V1γ =p2V2γV2 = 12.2 dm3
或p11-γT1γ =p21-γT2γT2 = 363.3K
?U = W = (p2V2 -p1V1)/( γ-1 ) =1.14kJ
或n = p1V1/RT1 = 0.818mol
?U= nCV,m(T2 -T1)=1.14kJ
?H = ?γU = 1.56kJ
(2) 以左室气体为系统
W（左）= –W（右）= -1.14kJ
V2’ = 40 – 12.2 = 27.8 dm3
T2’ = 828K
n = p1V1/RT1 = 0.818mol
?U = nCV,m(T2’ –T1)= 9.01kJ
?H = ?γU = 12.6kJ
Q = ?U - W = 10.1kJ
(3) 以全部气体为系统
W（总）= 0
Q = 10.1kJ
?U(总)= Q = 10.1kJ
?H(总) = ?γU(总)= 14.2kJ
第二章
例5. 苯的沸点为80.1?C，设蒸气为理想气体，
求1mol苯在80.1?C时下列过程的?A, ?G
(1) C6H6(l, p y)→ C6H6(g, p y)
(2) C6H6(l, p y)→ C6H6(g, 0.9p y)
(3) C6H6(l, p y)→ C6H6(g, 1.1p y)
根据所得结果能否判断过程的可能性？
解：（1）此为可逆相变，
(?G)T,p= 0
(?A)T= Wr= –RT= - 2.94 kJ
(2) 该过程可看作：
C6H6(l, p y) → C6H6(g, p y) → C6H6(g, 0.9p y)
可逆相变 + 理想气体的定温变压过程
故?G=?G1+ ?G2 = 0+RT ln(p2 /p1)= - 348 J
?A=?A1+ ?A2 = -2.94?103 - 348= - 3.28 kJ
W=-0.9p y Vm(g)=-RT= -2.94 kJ
(?A)T< W, 不可逆过程
(3) 同理
?G=?G1+ ?G2= 0+RT ln(p2 /p1)= 241 J
?A=?A1+ ?A2 = -2.94?103 +241= - 2 .70 kJ
(?A)T > W, 不可能
例6 在- 5℃时，过冷液态苯的蒸气压为2632 Pa，而固态苯的蒸气压为
2280Pa。已知1mol过冷液态苯在- 5℃凝固时?S m = -35.65 J ?K-1 ?mol-1, 设气体为理想气体，求该凝固过程的?G及?H。
解：设计等温变压可逆过程
?G1 + ?G5 =Vl ( pl – p y )+ Vs ( p y – ps ) ≈0
(- 5℃, p ψ)
?G = ?G1 + ?G2 + ?G3 + ?G4 + ?G5 = ?G3= - 320 J
?H= ?G +T ?S = - 320 + 268?(- 32.65 ) = - 9.88 J
例7 在一个带活塞的容器中（设理想活塞）有氮气0.5mol ，容器底部有一密闭小瓶，瓶中有水1.5mol 。 整个系统恒温恒压 (373K, p y)。 今使小瓶破碎, 在维持压力为 p y 下水蒸发为水蒸气。 已知?vap H my (373K)=40.67 kJ ?mol-1 。 氮气和水蒸气可视为理想气体。求此过程的Q, W, ?U, ?H, ?S, ?A, ?G
先求可逆相变的Q, W, ?U, ?H, ?S, ?A, ?G,
其中?vap G =0, 再求混合过程的?S, ?A, ?G , 其中?mix U =0, ?mix H =0 当H2O(l )→H2O(g)时，体积增大，做体积功： Qp = ?vapH = n ?vapHm y= 1.5?40.67=61.01 kJ W =- p y ?V =-nRT = -4.65 kJ ?vapU =Q + W =56.36 kJ
?vapS = ?H /T = 163.56 J ?K-1 (?vapA)T = Wr = – nRT = – 4.65 kJ ?vapG = 0
J p p RT Vdp G s
l p p l
s
g
id 320ln
.3-==??=
然后定温定压下水蒸气与氮气混合，但理想气体混合时无热效应，即
?mixU=?mixH =0。
?mixA = ?mixG = – T ?mixS = – 3.49 kJ
故 ?U = ?vapU = 56.36 kJ
?H = ?vapH = 61.01kJ
?S = ?vapS + ?mixS =172.9 J ?K-1 ?A = ?vapA+ ?mixA = – 8.14 kJ ?G = 0+ ?mixG = – 3.49 kJ
或在已算出?U ， ?H ， ?S (总)的基础上 ?A = ?U – T ?S = – 8.13 kJ ?G = ?H – T ?S = – 3.48 kJ 或：在已算出?U, ?H (总)的基础上 ?G (总) = ?mix G = ?G (N2)+ ?G (H2O) = ∫Vdp (N2)+ ∫Vdp (H2O)
再计算?S (总)= (?H –?G ) / T = 172.9 J ?K-1 ?A (总) = ?U – T ?S = – 8.13 kJ
例8. 1mol 某气体从Vm,1 经绝热自由膨胀过程到Vm,2 , 求?S 。已知：气态方程为： p (Vm-b )=RT 解：绝热自由膨胀： ?U =0
???
?
??+++=?B B A B A B A A
mix V V V n V V V n R S ln ln i
i mix V V R n O H S N S S ln
)()(22∑=?+?=?()1
3435.9ln 5.14ln 5.0314.8-?=+=K
J )
()()()(2
222O H N O H N mix Vdp Vdp G G G ?+?=?+?=?)
()(22O H N mix pdV pdV A ?-?-=?=???? ??+=?**ln ln B A p p n p p n RT G B B A A mix ()
B B A A x n x n RT ln ln +=()kJ
48.3ln
5.1ln 5.0373314.84
3
41-=+??=
绝热不可逆过程： ?S >0。
例9. 某实际气体状态方程为pVm (1 – bp ) = RT , 经节流膨胀后, 压力从p1→ p2,
?S =?
解：dH = TdS + Vdp = 0 （节流膨胀）
例10. 若定容摩尔热容CV,m 与温度无关，试证 (1)1mol 范德华气体从T1,Vm,1→ T2, Vm,2
(2)范德华气体绝热可逆过程方程式为
常数 (3)1mol 范德华气体经绝热自由膨胀过程，从 V1→V2，求终态的温度T 2 提示：先求出焦耳系数的表达式 证：（1）任何单相纯物质的熵变公式为：
根据该气体的状态方程求出
范德华气态方程：
=-=pdV TdS dU m
V V m
m V V dV b V R
dV T p S m m m m ??-==?2,1,2
,1,b
V b
V R S m m --=?1,2
,ln ??--=-=?2121)1(p p p p dp
bp p R dp T V S ?????
??-+-=2111p p dp bp b p R b
V b V R T T C S m m m V --+=?1,2,12
,ln
ln =
-m
V C
R m b V T ,/)(dV T p T dT C dS V V
???
????+=dV T p T dT C S V
V V T T m V m m m ??? ????+=???2,1,21,V
T p ???
????RT b V V a p m m =-???? ?
?+)(22
m
m V a
b V RT p --=
b
V R T p m V -=
???
????
(2)范德华气体绝热可逆过程: ?S =0，即
即 常数
(3) 绝热自由膨胀过程: ?U =0
令 U =f (T , V )
从范德华气态方程 可知： 积分:
例3 60℃时，p A*=0.395p y ， p B*=0.789p y ，
在该温度时A 和B 可形成稳定化合物AB ， p AB*= 0.132p y 。假设任何给定混合物具有理想溶液特性。如今在60℃时，将1mol A 和4mol B 混合成液体体系。求此系统蒸气压和蒸气组成。
??-+=?2,1,2
1,m m V V m
T T m V m b V dV R T dT
C S b
V b V R T T
C m m m V --+=1,2
,12,ln ln 0ln ln
1,2,12
,=--+=?b
V b V R T T C S m m m V m R
m m C b V b V T T m
V ?
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V C
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2
1
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??????? ??????? ????T
U V U V V T T U 2
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m V U J V C a V T ?-=???
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p V U C T
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b V V a p m m =-????
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,m m V U
V C a V T ?-=???
????2,2,1,m m V V V V C adV T m m ?-=??2,2,1,m V V m V V dV C a m m ?-=???? ??-=-1,2,,1211m m m V V V C a T T 11,2,,211T V V C a T m m m V +???? ??-=
解：此时系统为1mol AB和3mol B
x AB=1/4, x B=3/4
p= pAB+pB
= 0.132p y ?1/4+0.789p y ?3/4=0.625p y
yAB= pAB /p=0.053; y B= 1 – 0.053=0.947
例4 在300K时，液态A和液态B的蒸气压分别为p A* =37.33kPa, p B*
=22.66 kPa，当2mol A 和2mol B混合，p总 =50.66 kPa，蒸气相中A的物质的量分数y A(g)=0.60，设蒸气为理想气体
①求溶液中A、B的活度和活度系数
②求?mixG
③若溶液为理想溶液，?mixG
解：①非理想溶液蒸气压与浓度的关系：
pi = pi* ai aA = p?yA /pA* = 0.814
aB = p?y B /pB* = 0.894
γA =aA /xA =1.63
γB =aB /xB =1.79
②?mix G = G – G* = ∑niμi–∑niμi*
= 2RT(ln a A + ln a B ) = – 1585 J
③?mix G = G – G* = ∑niμi–∑niμi*
= 2RT(ln x A + ln x B ) = – 6915 J
结论两种纯物质混合时：
?mix G=RT(nA ln aA+nB ln a B)
?mix G=RT(nA ln xA + nB ln xB )
例5. 298K和p y下，苯(组分1)和甲苯(组分2)混合成x1 =0.8的理想溶液。将1mol苯从x1 =0.8的状态用甲苯稀释到x1 =0.6的状态，求此过程所需最小功解：根据 (?G)T,p = Wr’ 和
(?G)T,p =∑niμi(终) －∑niμi(始)
环境对系统做的最小功W r’=∑niμi(终) -∑niμi(始)
y=2/3 – 1/4 = 5/12 mol
W r’=∑ni μi (终)–∑ni μi (始) 以纯物质为标准态 ∑ni μi (始)=(μ1y+RT ln x 1)+1/4(μ2y+RT ln x 2)+5/12μ2y = μ1y + 2/3μ2y +RT (ln0.8+1/4ln0.2) ∑ ni μi (终)=(μ1y+RT ln x 1)+2/3(μ2y+RT ln x 2) = μ1y + 2/3μ2y + RT (ln 0.6+2/3 ln 0.4) W r’=RT [(ln 0.6+2/3 ln 0.4)–(ln0.8+1/4ln 0.2)]=-1230J ?mixG =RT {∑ni ln xi (终) –∑ni ln xi (始) }= Wr’ 例3 实验测得(1)CO2(g) +C(石墨)
2CO(g)
平衡数据如下：T /K p 总/kPa (x CO2)eq 1073 260.41 0.2645 1173 233.05 0.0692
已知 反应(2) 2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) 在1173K 时K ψ(2) =1.25×10-16, 在该温度时 ?cHm ψ(石墨) = –392.2 kJ/mol 。计算反应(2)在1173K 时的?rHm ψ和
?rSm ψ 。设气体为理想气体。?Cp,m =0.
解: ?rHm ψ(2)可通过?rHm ψ(1)和石墨的燃烧焓求出(盖斯定律)，其中?rHm ψ(1)可通过K ψ(1)与温度的关系求出。求得?rHm ψ(2)后，?rSm ψ(2)则可通过定义式
?rGm ψ(2) = ?rHm ψ(2) – T ?rSm ψ(2) = –RT ln K ψ(2)求出。故先求反应(1)的?rHm ψ(1),
解： 先求出反应(1)的K ψ(T 1) , K ψ(T 2), 再通过K ψ(T )和温度的关系求出 ?rHm ψ(1)
代入p 总 和(x (CO2))eq,(x (CO))eq 得 K ψ(1073K) = 5.26 K ψ(1173K) = 28.80 因?Cp,m =0, ∴?rHm ψ(1)=常数
θ
θθp x p x p p p K CO CO CO CO
2222)1(==
得 ?rHm ψ(1)=177.9kJ ?mol-1
(2) 再用盖斯定律求反应(2)的?rHm ψ(2) ①CO2(g) +C(石墨)=2CO(g) ?rHm ψ(1) ③ C(石墨) +O2(g)=CO2(g) ?cHm ψ(石墨) ①–③ ：2CO2(g) = 2CO(g)+O2(g) ∴?rHm ψ(2)=?rHm ψ(1) – ?cHm ψ(石墨) = 177.9+392.2 = 570.1 kJ ?mol-1
–RT ln K ψ(2)=?rGm ψ(2)= ?rHm ψ(2)–T ?rSm ψ(2) =357.1 kJ ?mol-1 ?rSm ψ(2)=181.6 J ?K-1 ?mol-1 例4 已知反应
① 2NaHCO3(s)= Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) ?rGm ψ(1)=(129.1-0.3342 T ) kJ ?mol-1 ② NH4HCO3(s)= NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) ?rGm ψ(2)=(171.5-0.4764 T ) kJ ?mol-1
(1)试求298K 时，当NaHCO3, Na2CO3和NH4HCO3平衡共存时，NH3(g)的分压；
(2)当p (NH3)=50kPa 时，欲使NH4HCO3, Na2CO3和NaHCO3平衡共存，试求所需温度。如果温度超过此值，物相将发生何种变化？
(3)有人设想298K 时将NaHCO3和Na2CO3与NH4HCO3共同放在一密闭容器中，能否使NH4HCO3免受更多的分解。
解 (1) 298K 时，三种物质平衡共存，则上述两反应必然在同一系统中同时平衡，即下列两式中用同一个NH3(g)的分压。 ?rGm ψ ① =129.1-0.3342 T=29.51 kJ ?mol-1
26
.580.28ln 1173110731
)1073()
1173(ln =??? ??-?=R H K K K K m r θ
θθ
?rGm ψ ② =171.5-0.4764 T=29.53 kJ ?mol-1
p (NH3)=100kPa
(2) NH4HCO3(s)= NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)
298K 时p (NH3)=100kPa ，当p (NH3)<100kPa ，则NH4HCO3(s)将继续分解。若指定p (NH3)=50kPa ，则必须降低温度才能达到新的平衡。在温度T 时
T =286.4K （13.2℃）
若超过此温度，NH4HCO3将继续分解直至分解完。
(3)若将NH4HCO3单独放于密闭容器中，298K 时，由反应(2)的平衡常数可知，氨的平衡分压为
K ψ ②=6.663?10-6 =(p/p ψ)3
p (NH3)=1.907kPa<<100kPa(平衡共存)
说明三者平衡共存不但不能抑制NH4HCO3的分解，反而使NH4HCO3更多分解。
例5 反应 SO2(g)+?O2(g)=SO3(g) 的标准吉布斯自由能变与温度的关系为 ?rGm ψ /J·mol-1 = –94500+89.50T
若反应起始时系统中含SO2为0.06（物质的量分数，下同），含O2为0.12，则在p ψ下，欲使SO2的平衡转化率达90%，反应温度应控制为多少？
θ
θθp p p p K CO O H 2
2610721.6)1(=
?=-θ
θθθp p p p p p K NH CO O H 32
2
610663.6)2(=?=-9914.0)1()2(3
==θθ
θp p K K NH 4935.0101
50
)1()2(3===θ
θθp p K K NH RT
G G K K m r m r )]1()2([)1()2(ln θθθθ?-?-=7062
.010.1710100.53-=+?-T
解：平衡转化率与平衡常数有关，控制SO2的平衡转化率为90%， 则平衡系统的组成应为：
取100mol 气体为系统, 平衡转化率90% SO2(g) + ? O2(g) = SO3(g) 其它 t =0 6 12 0 82mol 平衡 6?(1-0.9) 12-(3?0.9) 6?0.9 82mol n (总)=0.6+9.3+5.4+82=97.3 mol
平衡分压：
p (SO3)=(5.4/97.3)p ψ = 0.0556p ψ p (SO2)=(0.6/97.3)p ψ = 0.0062p ψ p (O2)=(9.3/97.3)p ψ = 0.0956p ψ
?rGm ψ /J·mol-1 = –94500+89.50T ?rGm ψ = – RT ln K ψ = – 28.0T –94500+89.50T = – 28.0T T = 804K
例6 已知某反应的
?rGm ψ /J ?mol-1= –528858 –22.73T ln T +438.1T （1）计算2000K 时的 K ψ和?r H m ψ （2）导出?rSm ψ与温度T 的关系式 解：(1)
?rGm ψ(T ) = –528858 – 22.73T ln T +438.1T ln K ψ(T )=(528858 /T + 22.73 ln T –438.1)/R K ψ (2000K)=0.897
?r H m ψ(T ) = –528858+ 22.73T
()()
2/1223/)(/)(/)(θ
θθθ
p O p p SO p p SO p K =0.290956
.00062.00556
.02
/1=?=θK 2)(ln RT H T T K m r p
?=????????θ273.22528858RT T
+-=
?r H m ψ(2000K) = – 483.4kJ ?mol-1
(2) ?rGm ψ(T ) = –528858 – 22.73T ln T +438.1T = ?r H m ψ(T )– T ?rSm ψ(T ) ?rSm ψ = (528858 + 22.73T ln T – 438.1T –528858+ 22.73T)/T
?rSm ψ / J ?K-1?mol-1 = 22.73ln T – 415.37 或 = 22.73ln
T +22.73–438.1
= (22.73ln T – 415.37) J ?K-1?mol-1
6．下面是两组分凝聚体系相图，注明每个相图中相态，并指出三相平衡线。
解：
p
m r m r T G S ???? ?????-=?θ
θ
为了便于理解把这道题也看一下
14．指出下列各图中所形成的化合物的经验式，并说明各相区是由哪些相组成的？
(1) 图Ⅰ中设生成的化合物为X ；(2) 没有化合物；
(3) 图Ⅲ中设生成X、Y两种化合物；
解：(1)由图Ⅰ知X为A3B。
1：L + A(s)；2：A(s) + A3B(s)；3：A3B(s) + L；4：A3B(s) + B(s)；5：B(s) + L
(2) 由图Ⅱ知： 1：α；2：L + α；3：L + β；4：β；5：α + β
(3) 由图Ⅲ知X为A2B，Y为AB 。
1：L；2：α；3：L + α；4：L + A2B(s)；5：α + A2B(s)； 6：L + AB(s)；
7：A2B(s) + AB(s)； 8：L+ AB(s)； 9：L+B(s) 10：AB(s) + B(s)
物理化学模拟题
《物理化学》模拟题(补) 一．单项选择题 1.理想气体化学反应 2A + B = A 2B 的Δr H m ＜0，恒压恒温下向反应体系中充入惰性气体，反应平衡（ B ） A.正向移动 B.逆向移动 C.不移动 D.不确定 2.同温同浓度的HCl 溶液和NaOH 溶液的摩尔电导率相比( A ) A.Λm,HCl 最大 B.Λm,NaOH 最大 C.Λm,HCl 和Λm,NaOH 同样大 D.不确定 3.由于电极的极化，随着电流密度的增大( D ) A.阴极电势升高，阳极电势降低 B.电池的端电压增大 C.电解池耗电能降低 D.以上说法都不对 4.兰缪尔( Langmuir)吸附理论中最重要的基本假设是 ( C ) A.气体处于低压下 B.固体表面的不均匀性 C.吸附是单分子层的 D.吸附是放热的） 5.对于低压混合气体的B 组分，以下哪个表达式不对( A ) A.P B V B =n B R T B.P B V =n B R T C.P B /P =n B /Σn B ； D.P B =Py B 6.CO 2 溶于水形成稀溶液服从亨利定律，一定温度下气相中CO 2 分压增大1倍，必然( C ) A.亨利常数增大1倍 B.亨利常数减小1倍 C.CO 2在水中的浓度增大1倍 D.CO 2在水中的浓度减小1倍 7.以下何者不属于一级反应的特征( A ) A.速率常数无单位 B.速率常数的单位是时间的负一次方 C.半衰期与反应物初始浓度无关 D.ln C A ～ t 是直线关系 8.某反应的活化能E a 较大，该反应( B ) A.反应速率较大 B.反应速率常数受温度的影响较大 C.反应物浓度较大 D.产物浓度较大 二．填空题 1.稀溶液依数性有４个，给出其中两个的名称：沸点升高 和 冰点降低 。稀溶液中溶质B 服从亨利定律，该定律可用式 B x B x k p = 表达。在相同的温度和压力下，亨利常数越大的气体在溶剂中的溶解度越 小 。 2.碳酸钙分解： CaCO 3(S) = CaO(S) + CO 2(g) 构成的平衡体系相数是 3 ；组分数是 2 ；自由度数是 1 。 3.链反应有 链引发 ， 链传递 和 链终止 等步骤构成。 4.链串反应A →B →C ，B 是目的产物，要想多得B 生产上应注意采取的措施是 控制反应时间。 5. 已知Na 2SO 4的质量摩尔浓度为b =0.01mol ·kg -1 ，则溶液的离子强度I 为 0.03mol ·kg -1 。 6. CO 在苯中溶解形成稀溶液，溶剂苯符合拉乌尔定律，定律表达为=苯p 苯苯x p * ；溶 质CO 符合亨利定律，定律表达为=CO p CO x x k 。温度升高的亨利系数怎样改变？ 增大 。 7. 理想气体绝热可逆过程方程式之一是 γ γ 2211V p V p = 。 8. 于101.3KP ａ下，把1摩尔水蒸气（视为理想气体）由110℃加热到150℃，水蒸汽的恒
物理化学计算题1
一、1 mol 理想气体由1013.25 kPa ，5 dm 3，609.4 K 反抗恒外压101.325 kPa 膨胀至40 dm 3 ，压力等于外压，求此过程的W 、Q 、△U 、△H 、△S 、△A 、△G 。已知C V ,m =12.5 J ·mol －1 ·K －1 ；始态熵值S 1=200 J ·K －1 。 解：K K T V p V p T 5.4874.6095 40 101111222=??== ()()()()()()()()3332111,211 1 ,21101.32510405 3.54610 3.546112.5487.5609.4 1.524112.58.314487.5609.4 2.5371.524 3.546 2.022amb V m p m W p V V Pa m J kJ U nC T T mol J mol K K kJ H nC T T mol J mol K K kJ Q U W kJ kJ ----=--=-?-=-?=-?=-=???-=-?=-=?+??-=-=?-=---=kJ ()()1111122,1111 21487.51112.58.314ln 8.314ln 14.67609.41014.67200214.67p m T p S nC ln nRln mol J mol K J mol K J K T p S S S J K J K -------? ??=-=+??-??=???? ?=?+=+?=?()()3 2211 2.53710487.5214.5609.420014.77G H T S T S J kJ ???=?--=-?-?--=?? 二、始态为T 1=300 K ，p 1=200 kPa 的某双原子理想气体1 mol ，经先绝热可逆膨胀使压力降到100 kPa ，再恒压加热到 T 2=300 K ，p 2=100 kPa 的终态，求整个过程的Q ，△U ，△H ，△S ，△G 。 J K J K S T H G K J molRln p p nRln S H U 1729762.53000762.51210;01121-=??-=?-?=??===?=?=?-- ()()()J K R mol T T nC H Q Q K K T p p T m p 15681.2463002 711.246300223,224.14.1111212=-=-=?===?=??? ? ??=--γ γ 四、甲醇（CH 3OH ）在 101.325 kPa 下的沸点（正常沸点）为 64.65℃，在此条件下的摩尔蒸发焓Δvap H m =35.32kJ ·mol-1。求在上述温度压力条件下，1 kg 液态甲醇全部成为甲醇蒸气时的Q 、W 、ΔU 、ΔH ，ΔS 及ΔG 。视甲醇蒸气为理想气体。 解：根据题意可知，此蒸发过程是在相变温度及其平衡压力下进行的可逆相变化过程，若视甲醇蒸气为理想气体，且忽略液态甲醇的体积，则有kJ kJ H M m H n H Q m vap m vap p 30.1102)32.3532 1000 (=?=?= ?=?= kJ J RT g n l V g V p W 65.87)]15.27365.64(3145.832 1000 [)()]()([-=+??-=-=--= kJ kJ W Q U 65.1014)65.8730.1102(=-=+=? 1263.3)15.27365.64/(30.1102/-?=+==?K kJ K kJ T Q S r 0=?G
物理化学习题及答案
物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
物理化学期末复习 一、单项选择题 1. 涉及焓的下列说法中正确的是() (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是：() A.大分子溶胶 B.胶体电解质 C.溶胶 3. 热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 4. 第一类永动机不能制造成功的原因是() (A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功 5. 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有（） (A) W =0，Q <0，U <0 (B). W＞0，Q <0，U >0 (C) W <0，Q <0，U >0
(D). W <0，Q =0，U >0 6. 对于化学平衡, 以下说法中不正确的是（） (A) 化学平衡态就是化学反应的限度 (B) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化 (C) 化学平衡时各物质的化学势相等 (D) 任何化学反应都有化学平衡态 7. 封闭系统内的状态变化：（） A 如果系统的?S >0，则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 ，变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是（） A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 9. 在定压下，NaCl晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C和条件自由度f'：（） A C=3，f'=1 B C=3，f'=2 C C=4，f'=2 D C=4，f'=3 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（） (A) ΔS=0 (B) ΔG=0
物理化学模拟试题及答案
第一章 问答题 气体的 PVT 性质 1. 什么在真实气体的恒温 PV －P 曲线中当温度足够低时会出现 PV 值先随 P 的增加而降低，然后随 P 的增加而上升，即图中 T1 线，当温度足够高时，PV 值总随 P 的增加而增加，即图中 T2 线？ 10 8 6 4 2 T2 T1 RT2 RT1 0 2 4 6 8 10 P 答：理想气体分子本身无体积，分子间无作用力。恒温时 pV=RT ，所以 pV- p 线为一直线。真实气体由于分子有体积且分子间有相互作用力，此两因素在 不同条件下的影响大小不同时，其 pV-p 曲线就会出现极小值。真实气体分子间 存在的吸引力使分子更靠近，因此在一定压力下比理想气体的体积要小，使得 pV ＜RT 。另外随着压力的增加真实气体中分子体积所点气体总体积的比例越来 越大，不可压缩性越来越显著，使气体的体积比理想气体的体积要大，结果 pV ＞RT 。 当温度足够低时，因同样压力下，气体体积较小，分子间距较近，分子间 相互吸引力的影响较显著，而当压力较低时分子的不可压缩性起得作用较小。 所以真实气体都会出现 pV 值先随 p 的增加而降低，当压力增至较高时，不可压 缩性所起的作用显著增长，故 pV 值随压力增高而增大，最终使 pV ＞RT 。如图 中曲线 T1 所示。 当温度足够高时，由于分子动能增加，同样压力下体积较大，分子间距也 较大，分子间的引力大大减弱。而不可压缩性相对说来起主要作用。所以 pV 值 总是大于 RT 。如图中曲线 T2 所示。 2．为什么温度升高时气体的粘度升高而液体的粘度下降？ 答：根据分子运动理论，气体的定向运动可以看成是一层层的，分子本身 无规则的热运动，会使分子在两层之间相互碰撞交换能量。温度升高时，分子 p V m
物理化学计算题答案
物理化学计算题目 1、已知反应 (CH 3)2CHOH(g) == (CH 3)2CO(g) + H 2(g) 的C p ,m = 16.72 11mol K J -?-??，在 457.4 K 时的K =0.36，在298.2 K 时的?r H = 61.5 kJ ·mol -1，求500 K 时反应的标准平衡常数 1、解：?r H (T )= ?r H (298.15 K)+()B m ,298.2K B p T C ? ∑ν = 61.5×10 3 J ·mol -1+16.72 11mol K J --??(T －298.15 K) = 56.5 ×10 3 J ·mol -1+16.72 11mol K J --??×T （2分） d ln K /d T = ?r H / (RT 2 )= 2 1 113mol K J 16.72mol J 015.56RT ---??+?? = 1.445 则 K ( 500 K) = 1.53 2、反应2O 2(g) + S 2(g) == 2SO 2(g) 在298 K 至2 000 K 之间的K 与T 的关系为 ： () 37852 lg 7.57/K K T θ= - 。求 (1)反应在298 ～2 000K 之间的平均反应的标准摩尔焓； (2) 1 000 K 时的K 。 2、解：(1)?r H = －2.303×8.314 11mol K J -?-??×37 852 K = －724.8 kJ ·mol -1 （3分） (2) K (1 000 K) = 3057.7100085237109.110?=??? ??- （6分） 3、几种物质298 K 的?f H (B, T )和S (B, T ) 如下： 物 质 ?f H (B, 298 K) / k J · mol -1 S (B, 298 K) / J - K -1 - mol -1 ,11 p m C J mol K --?? HCl （g ） － 92.307 186.76 29.1 H 2（g ） 0 130.6 28.82 Cl 2（g ） 223.0 33.91 求反应 H 2 (g) + Cl 2 (g) == 2 HCl (g) 的K (500K)。 3、解：?r H (298 K) = νB ∑?f H (B ，298 K)=2×(-92.307)=184.6 k J. mol -1 ?r S (298 K) =∑B νB S (B ，298 K)= 2×186.76-130.6-223=19.921 1 --??K mol J
物化习题(下)
第七章电解质溶液练习题 一、判断题： 1．溶液是电中性的，正、负离子所带电量相等，所以正、负离子离子的迁移数也相等。2．离子迁移数与离子速率成正比，某正离子的运动速率一定时，其迁移数也一定。3．离子的摩尔电导率与其价态有关系。 4．电解质溶液中各离子迁移数之和为1。5．电解池通过l F电量时，可以使1mol物质电解。 6．因离子在电场作用下可以定向移动，所以测定电解质溶液的电导率时要用直流电桥。7．无限稀电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正、负离子无限稀摩尔电导率之和，这一规律只适用于强电解质。 8．电解质的无限稀摩尔电导率Λ可以由Λm作图外推到c1/2 = 0得到。 9．德拜—休克尔公式适用于强电解质。 10．若a(CaF2) = 0.5，则a(Ca2+) = 0.5，a(F-) = 1。 二、单选题： 1．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。 2．对于混合电解质溶液，下列表征导电性的量中哪个不具有加和性：（） (A) 电导； (B) 电导率；(C) 摩尔电导率； (D) 极限摩尔电导。 3．在一定温度和较小的浓度情况下，增大强电解质溶液的浓度，则溶液的电导率κ与摩尔电导Λm变化为：（） (A) κ增大，Λm增大； (B) κ增大，Λm减少； (C) κ减少，Λm增大； (D) κ减少，Λm减少。 4．在一定的温度下，当电解质溶液被冲稀时，其摩尔电导变化为：（） (A) 强电解质溶液与弱电解质溶液都增大； (B) 强电解质溶液与弱电解质溶液都减少； (C) 强电解质溶液增大，弱电解质溶液减少； (D) 强弱电解质溶液都不变。 5．分别将CuSO4、H2SO4、HCl、NaCl从0.1mol·dm-3 降低到0.01mol·dm-3，则Λm变化最大的是：（） (A) CuSO4 ； (B) H2SO4 ； (C) NaCl ； (D) HCl 。 6．影响离子极限摩尔电导率λ的是：①浓度、②溶剂、③温度、④电极间距、⑤离子电荷。（） (A) （1）（2）； (B) （2）（3）；(C) （3）（4）； (D) （2）（3）（5）。7．科尔劳施的电解质当量电导经验公式Λ = Λ∞ - Ac1/2，这规律适用于：（）(A)弱电解质溶液；(B)强电解质稀溶液 (C)无限稀溶液 (D)浓度为1mol·dm-3的溶液。8．已知298K，?CuSO4、CuCl2、NaCl的极限摩尔电导率λ∞分别为a、b、c(单位为S·m2·mol-1)，那么Λ∞(Na2SO4)是：（） (A) c + a - b； (B) 2a - b + 2c；(C) 2c - 2a + b； (D) 2a - b + c。9．相同温度下，无限稀时HCl、KCl、CdCl2三种溶液，下列说法中不正确的是：（） (A) Cl-离子的淌度相同； (B) Cl-离子的迁移数都相同；
物理化学模拟题及答案
模拟题及答案 一．名词解释(20分) 1．封闭系统 2. 内能 3. 标准摩尔生成焓 4. 电解池 5. 表面张力 6. 零级反应 7. 催化剂 8. 乳状液 9. 熵判据 10. 拉乌尔定律 二. 选择题（在A，B，C，D中选择最正确的答案，10分) 1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于 (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 2. 关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的 （A）热不能自动从低温流向高温 （B）不可能从单一热源吸热作功而无其它变化 （C）第二类永动机是造不成的 （D）热不可能全部转化为功 3．关于克劳修斯-克拉佩龙方程下列说法错误的是 （A）该方程仅适用于液-气平衡 （B）该方程既适用于液-气平衡又适用于固-气平衡 （C）该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积 （D）该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体 4．二元恒沸混合物的组成 （A）固定 (B) 随温度而变 (C) 随压力而变 (D) 无法判断 5. 采用对消法(或称补偿法)测定电池电动势时，需要选用一个标准电池。这种标准
电池所具备的最基本条件是 (A) 电极反应的交换电流密度很大，可逆性大 (B) 高度可逆，电动势温度系数小，稳定 (C) 电池可逆，电势具有热力学意义 (D) 电动势精确已知，与测量温度无关 6. 法拉弟于1834年根据大量实验事实总结出了著名的法拉弟电解定律。它说明的问题是 (A) 通过电解池的电流与电势之间的关系 (B) 通过电解池的电流与超电势之间的关系 (C) 通过电解池的电量与发生电极反应的物质的量之间的关系 (D) 电解时电极上析出物质的量与电极面积的关系 7. 对于理想的水平液面，其值为零的表面物理量是 (A) 表面能 (B) 比表面吉布斯函数 (C) 表面张力 (D) 附加压力 8. 表面活性剂是 (A) 能降低溶液表面张力的物质 (B) 能增加溶液表面张力的物质 (C) 溶入少量就能显著降低溶液表面张力的物质 (D) 溶入少量就能显著增加溶液表面张力的物质 9. 用物理方法测定化学反应速率的主要优点在于 (A) 不要控制反应温度 (B) 不要准确记录时间 (C) 不需要很多玻璃仪器和药品
物理化学练习题及答案
《 物理化学 》练习题4 注意事项：1. 考前请将密封线内容(特别是姓名和班内编号)填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷； 4. 本试卷共 三 大题，满分100分， 考试时间120分钟。 一、选择题(10题，每题2分，共20分) 1. 下述说法哪一种不正确： （ ） （A ）一定量理想气体自由膨胀后，其?U = 0 （B ）非理想气体经绝热自由膨胀后，其?U ≠0 （C ）非理想气体经一不可逆循环，其?U = 0 （D ）非理想气体自由膨胀，气体温度略有变化 2. 水在 100℃、101325Pa 下沸腾时，下列各量何者增加？ (A) 系统熵 (B) 汽化焓 (C) Gibbs 函数 (D) 蒸气压 3. 不挥发的溶质溶于溶剂中形成稀溶液之后，将会引起( ) (A) 凝固点升高 (B) 沸点升高 (C) 蒸汽压升高 (D) 总是放出热量 4. 对于理想气体之间的任意一个化学反应，影响标准平衡常数K 的因素是( ) (A) 浓度 (B) 压力 (C) 温度 (D) 催化剂 5. 固体Fe ，FeO ，Fe 3O 4与气体CO ，CO 2达到平衡时其组分数C 和自由度数F 分别为( )。 (A) C = 2, F = 0 (B) C = 1, F = 0 (C) C = 3, F = 1 (D) C = 4, F = 2 6.科尔劳施从实验中总结出电解质溶液的摩尔电导率与其浓度成线性关系 m m ΛΛ∞ =-，这一规律适用于( )
(A) 弱电解质(B) 强电解质的稀溶液 (C) 无限稀溶液(D) 浓度在一定范围的溶液 7. 反应的标准平衡常数与温度T的关系为dln K /d T = ?r H m /RT2，则( ) (A) K 必随温度升高而加大(B) K 必随温度升高而减小 (C) K 必随温度升高而改变(D) 随温度升高，K 可增大、减少或不变 8. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，在同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的有( ) (A) 表面能(B) 表面张力(C) 比表面(D) 液面下的附加压力 9．某零级反应A = B+ C开始时反应物浓度为0.2 mol·dm-3，其速率常数k为1.25×10?5 mol·dm-3·s-1，则其反应完成所耗时间t为 (A) 8000 s (B) 12000 s (C) 16000 s (D) 18000 s 10．在一个绝热的刚性容器中发生一个化学反应，使系统的温度升高和压力增大，则有 (A) Q>0，W<0，?U < 0 (B) Q=0，W=0，?U = 0 (C) Q=0，W<0，?U < 0 (D) Q>0，W=0，?U > 0 二、计算题(6题，共60分) 1. 298 K，101.3 kPa下，Zn 和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行，做出电功200 kJ，放热6 kJ，求该反应的Δr U，Δr H，Δr S，Δr A，Δr G（设反应前后的体积变化可忽略不计）。(10分)
大学物理化学模拟试卷(2)及答案
物理化学模拟试卷（2）答案 一、名词解释（每题2分，共16分） 1、可逆过程：体系经过某一过程从初态变到终态后，体系和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化，称为热力学可逆过程。 2、第二类电极：将一种金属及其相应的难溶性盐浸入含有该难溶性盐的负离子的溶液中，达成平衡后，所构成的电极。 3、标准摩尔生成自由能：在标准压力下，由稳定单质生成1 mol化合物时吉布斯自由能的变化值，称为该化合物的标准生成吉布斯自由能。 4、自由度：确定平衡体系的状态所必须的压力、温度和浓度等独立强度性质的数目称为自由度。 5、电导率：相距为1m, 面积为1m2的两个平行板电极之间充满电介质溶液时的电导，即相当于单位体积电解质溶液所表现出来的电导。 6、理论分解电压：使某电解质溶液能连续不断发生电解反应时所必须外加的最小电压称为理论分解电压。 7、理想溶液：任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律和亨利定律的溶液叫做理想溶液。 8、反应的速率系数：速率方程中的比例系数k称为反应的速率常数。它的物理意义是各反应物的浓度等于1时的反应速率，其值大小与浓度无关，而与反应温度、反应本性、催化剂、溶剂等因素有关。 二、判断题（共10题，每题1分，共10分）： （×）1、升高温度，使吸热反应的反应速率增大，放热反应的反应速率减小。 （√）2、电流密度越大超电势越大，阴极电势越小 （√）3、电池反应中，ΔG > 0的反应不能自发进行。 （×）4、液体在等温蒸发过程中的内能变化为零。 （×）5、熵增加的过程一定是自发过程 （×）6、根据相律，单组分体系相图只能有唯一的一个三相共存点。 （√）7、在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的 方向进行。 （√）8、非缔合电解质一定是强电解质。
物理化学复习题目(含答案)
物 理 化 学 总 复 习 第一章 热力学第一定律 1． 热力学第一定律U Q W ?=+只适用于:答案:D (A)单纯状态变化 (B)相变化 (C)化学变化 (D)封闭体系的任何变化 2． 1mol 单原子理想气体,在300K 时绝热压缩到500K,则其焓变H ?约为: 4157J 3． 关于热与功,下面说法中,不正确的就是:答案:B (A)功与热只出现在体系状态变化的过程中,只存在于体系与环境的界面上 (B)只有封闭体系发生的过程中,功与热才有明确的意义 (C)功与热不就是能量,而就是能量传递的两种形式,可称为被交换的能量 (D)在封闭体系中发生的过程,如果内能不变,则功与热对体系的影响必互相抵消 4． 涉及焓的下列说法中正确的就是:答案:D (A)单质的焓值均为零 (B)在等温过程中焓变为零 (C)在绝热可逆过程中焓变为零 (D)化学反应中体系的焓变不一定大于内能变化 5． 下列过程中,体系内能变化不为零的就是:答案:D (A)不可逆循环过程 (B)可逆循环过程 (C)两种理想气体的混合过程 (D)纯液体的真空蒸发过程 6． 对于理想气体,下列关系中那个就是不正确的？答案:A (A)0)T U (V =?? (B) 0)V U (T =?? (C) 0)P U (T =?? (D) 0)P H (T =??
7． 实际气体的节流膨胀过程中,哪一组的描述就是正确的？答案:A (A) Q = 0 ;H ? ＝0;P ?< 0 (B) Q = 0 ;H ? ＝ 0;P ?> 0 (C) Q > 0 ;H ? ＝0;P ?< 0 (D) Q < 0 ;H ? ＝ 0;P ?< 0 8． 3mol 的单原子理想气体,从初态T 1＝300 K 、p 1＝100kPa 反抗恒定的外压50kPa 作不可逆 膨胀至终态T 2＝300 K 、p 2＝50kPa,对于这一过程的Q= 3741J 、W= －3741 J 、U ?= 0 、H ?= 0 。 9． 在一个绝热的刚壁容器中,发生一个化学反应,使物系的温度从T 1升高到T 2,压力从p 1升 高到p 2,则:Q ＝ 0 ;W ＝ 0 :U ? ＝ 0。 10． 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时,则:答案:D (A) 焓总就是不变 (B) 内能总就是增加 (C) 总就是增加 (D) 内能总就是减少 11． 若要通过节流膨胀达到致冷的目的,则节流操作应控制的条件就是:答案:B (A)H )P T (??=μ <0 (B)H )P T (??=μ>0 (C)H )P T (??=μ=0 (D)不必考虑μ的数值 12． 一定量的理想气体,从同一初态压力p 1可逆膨胀到压力为p 2,则等温膨胀的终态体积与绝 热膨胀的终态体积之间的关系就是:答案:A (A)前者大于后者 (B) 前者小于后者 (C) 二者没有关系 (D)二者相等 13． 1mol 单原子理想气体,从273K 及 200kPa 的初态,经pT ＝C(常数)的可逆途径压缩到 400kPa 的终态,则该过程的U ?= －1702J 。 14． 1mol 单原子理想气体从温度为300K 绝热压缩到500K 时,其焓变H ?为 4157J 。 15． 从定义 U H pV ＝－出发,推断下列关系中的不正确者:答案:C (A) p p U H ( )()p V V ??=-?? (B) p p p U T ()C ()p V V ??=-?? (C) p p p U H T ()()()T V T V ???=-??? (D) p p p U H T ()()()p V T V ???=-??? 16． 盖斯定律包含了两个重要问题,即:答案:D (A)热力学第一定律与热力学第三定律 (B)热力学第一定律与热的基本性质 (C)热力学第三定律与热的基本性质 (D)热力学第一定律与状态函数的基本特性 17． 当某化学反应的0C m .P r π?时,则该过程的)T (H m r ?随温度的升高而 答案:A (A)下降 (B)升高 (C)不变 (D) 无一定规律 18． 氢气与氧气以2:1的比例在绝热的钢瓶中反应生成水,在该过程中 答案:D
物化复习题及部分答案
一、判断题（正确打“√”，错误打“×”） 1、处于临界状态的物质气液不分，这时Vm（g）=Vm（l）。对 2、在正常沸点时，液相苯和气相苯的化学势相等。对 3、绝热过程都是等熵过程。错 4、等温等压下的聚合反应若能自发进行，则一定是放热反应。对 5、气体的标准态是在标准压力下具有理想气体性质的纯气体。对 6、液体水在等温等压下可逆变为水蒸气，因温度不变，所以U也不变。错 7、当△H=Qp时，Qp就是状态函数。错 8、P1V1r =P2V2r只适用于理想气体可逆过程。错 9、绝热恒容过程，系统的△H=0。错 10、拉乌尔定律对理想液态混合物中任一组分都适用。对 11、理想气体分子之间无相互作用力，分子本身不占有体积。对 12、在正常沸点时，液相苯和气相苯的摩尔自由能相等。对 13、绝热过程是等温过程。错 19、功可全部转化为热，但热不能全部转化功。错
22、凡自发过程都要对外做功。错 24、理想液态混合物中各组分的分子间相互作用力完全相等。对 28、体系温度越高，其热能越大。错 29、1mol液态水在等温等压下可逆变为冰，过程的△G为零。对 30、绝热过程是等温过程。错 35、体系某状态函数变化决不会影响其它状态函数。错 37、恒温恒压下化学反应的熵变 T G H S ?- ? = ?。错 52、纯组分的偏摩尔量等于其摩尔量。对 53、纯物质的化学势即为其摩尔吉布斯函数。对 54、物质总是从其化学势高的相向化学势低的相迁移，这一过程将持续至物质迁移达平衡时为止，此时系统中每个组分在其所处的相中的化学势相等。对 55、在高、低温热源间工作的所有可逆热机,其热机效率必然相等,与工作物质及其变化的类型无关。对 56、任意可逆循环的热温商之和为零。对 57、同分异构体，对称性越高，熵值越小。对 58、在恒温、恒容的条件下，增加反应物的量，无论是单独增加一种还是同时增
物理化学期末考试题库(上下册)
一 化学热力学基础 1-1 判断题 1、可逆的化学反应就是可逆过程。（×） 2、Q 和W 不是体系的性质，与过程有关，所以Q+W 也由过程决定。（×） 3、焓的定义式H=U+pV 是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。（×） 4、焓的增加量ΔH 等于该过程中体系从环境吸收的热量。（×） 5、一个绝热过程Q=0，但体系的ΔT 不一定为零。（√） 6、对于一个定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。（√） 7、某理想气体从始态经定温和定容两个过程达终态，这两个过程Q 、W 、ΔU 及ΔH 是相等的。（×） 8、任何物质的熵值是不可能为负值或零的。（×） 9、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。（×） 10、不可逆过程的熵变是不可求的。（×） 11、任意过程中的热效应与温度相除，可以得到该过程的熵变。（×） 12、在孤立体系中，一自发过程由A B,但体系永远回不到原来状态。（√） 13、绝热过程Q=0，而T Q dS δ= ,所以dS=0。（×） 14、可以用一过程的熵变与热温商的大小关系判断其自发性。（√）
15、绝热过程Q=0，而ΔH=Q ，因此ΔH=0。（×） 16、按克劳修斯不等式，热是不可能从低温热源传给高温热源的。（×） 17、在一绝热体系中，水向真空蒸发为水蒸气（以水和水蒸气为体系），该过程W>0，ΔU>0。（×） 18、体系经过一不可逆循环过程，其体S ?>0。（×） 19、对于气态物质，C p -C V =nR 。（×） 20、在一绝热体系中有一隔板，两边分别是空气和真空，抽去隔板，空气向真空膨胀，此时Q=0，所以ΔS=0。（×） 21、高温物体所含的热量比低温物体的多，因此热从高温物体自动流向低温物体。（×） 22、处于两相平衡的1molH 2O （l ）和1molH 2O （g ），由于两相物质的温度和压力相等，因此在相变过程中ΔU=0，ΔH=0。（×） 23、在标准压力下加热某物质，温度由T 1上升到T 2，则该物质吸收的 热量为?=21 T T p dT C Q ，在此条件下应存在ΔH=Q 的关系。 （√） 24、带有绝热活塞（无摩擦、无质量）的一个绝热气缸装有理想气体，内壁有电炉丝，将电阻丝通电后，气体慢慢膨胀。因为是一个恒压过程Q p =ΔH ，又因为是绝热体系Q p =0，所以ΔH=0。（×） 25、体系从状态I 变化到状态Ⅱ，若ΔT=0，则Q=0，无热量交换。（×） 26、公式Vdp SdT dG +-=只适用于可逆过程。 （ × ） 27、某一体系达到平衡时，熵最大，自由能最小。
714200222069物理化学习题集(离线选做).
浙江大学远程教育学院 《物理化学》课程作业（选做） 姓名： 孔小柯 学 号： 714200222069 年级： 14秋 学习中心： 华家池医学中心 ————————————————————————————— 第一章 热力学第一定律 一、判断题 1. 状态函数改变后，状态一定改变。 2. 不做非体积功是指系统的始态和终态的体积相同。 3. O 2（g ）的标准摩尔燃烧焓等于零。 4. H 2O （l ）的标准摩尔燃烧焓等于零。 5. H 2和O 2在绝热钢瓶中发生反应的△U 等于零。 二、单选题 1. 是状态函数。 A ．G B ．△U C ．W D ．Q 2. 具有广度性质。 A ．T B 、U C ．P D ．ρ（密度） 3. 具有强度性质。 A ．S B ．V C ．G D ．η（粘度） 4. 101.325kPa 和273.15K 的水等温等压变为冰，该过程的 。 A ．Q>0 B ．△U =0 C ．△H>0 D ．△H<0 5. 理想气体向真空膨胀，其体积从V 1增大到V 2，则系统做功为 。 A ．W=0 B ．W>0 C ．W<0 D ．1 2 ln V V nRT W ＝
三、填空题 1.最稳定单质的标准摩尔生成焓零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。 2.完全燃烧产物的标准摩尔燃烧焓零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。 3.在充满氧气的定容绝热反应器中，石墨剧烈燃烧。若以反应器以及其中所有物质为系 统，则该过程的△H 零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。 4.称为该物质的标准摩尔燃烧焓。 5.C（石墨）的标准摩尔燃烧焓CO（g）的标准摩尔生成焓（填“小于”、“大于” 或“等于” ）。 6.H2（g）的标准摩尔燃烧焓H2O（g）的标准摩尔生成焓（填“小于”、“大于” 或“等于” ）。 四、简答题 1.什么是状态函数？ 2.什么是等压过程？ 3.什么是热力学能？ 4.什么是体积功？ 5.可逆过程有哪些特点？ 6.什么是理想气体？
物化期末判断题
第7章 1.在一定温度下稀释电解质溶液，摩尔电导率Λm肯定增大，而电导率κ的变化不一定。 2. 摩尔电导率Λm=κ/c，对弱电解质溶液，式中c 表示已解离部分的浓度。 3. 在一定温度下，1-1 价强电解质（如KCl）稀溶液的摩尔电导率Λm 的数值反映溶液浓度的大小和离子迁移速率的大小。 4. 工业电解槽可通过104A 以上的电流，可见正、负离子在电场作用下的迁移速率是很大的。 5. 一定温度下，给定离子B 在一定溶剂的无限稀溶液中的摩尔电导率Λm和离子的淌度UB是常数。 6. 电解时在电极上首先发生反应的离子总是承担了大部分的电量转移任务。 7. 电池电路闭合时，电子由正极通过电解质溶液到达负极。 8. 一定的温度和浓度时，在所有钠盐的溶液中，Na+的迁移数是相同的。 9. 离子独立运动定律只适用于弱电解质，而不适用于强电解质。 10. 298.15K 时，相同质量摩尔浓度(0.01mol·Kg-1)的KCl、CaCl2和LaCl3三种电解质水溶液，离子的平均活度因子最大的是LaCl3。（错） 11. 电极Pt｜H2(P=100 kPa)｜OH—(a=1)是标准氢电极，其EΘ=0。 12. 对于电池Ag｜AgNO3(b1)｜AgNO3(b2)｜Ag，b 较小的一端为负极。 第10章 1.液体表面张力的方向总是与液面垂直。 2. 液体表面张力的存在力图扩大液体的表面积。 3. 表面张力在数值上等于等温等压条件下系统增加单位表面积时环境对系统 所做的可逆非体积功。 4. 弯曲液面产生的附加压力与表面张力成反比。 5. 弯曲液面产生的附加压力的方向总是指向曲面的曲心。 6. 弯曲液面的饱和蒸汽压总大于同温下平面液体的蒸气压。 7. 同温度下，小液滴的饱和蒸气压总大于平面液体的蒸气压。 8. 吉布斯所定义的“表面过剩物质的量” σn 只能是正值。 9. 吉布斯溶液表面等温吸附理论认为，两不互溶的液体之间的实际界面是一个 十分分明的几何面。 10. 朗格缪尔等温吸附理论只适用于单分子层吸附，而不适用于多分子层吸附。 11. 化学吸附无选择性。 12. 朗格缪尔等温吸附理论也适用于固体自溶液中的吸附。
物理化学作业答案文档
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:
物理化学习题与答案
热力学第一定律练习题 一、判断题：1．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。4．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。5．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。7．因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。10．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。12．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。13．因焓是温度、压力的函数，即H= f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。16．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。18．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。20．气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。28．对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，W R= ΔU= n C V,mΔT，W Ir= ΔU= n C V,mΔT，所以W R= W Ir。 1．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH= 0。4．错，理想气体的U = f(T)，U与T不是独立变量。5．错，绝热压缩温度升高；理想气体恒温可逆膨胀，吸热。7．错，Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。8．错，(1)未说明该过程的W'是否为零；(2)若W' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变。10．错，这不是理想气体的单纯pVT 变化。12．错，在升温过程中有相变化。13．错，H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。16．错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。18．对。 20．错，一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。28．错，两个过程的ΔT不同。 二、单选题：2．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：(A) T，p，V，Q ； (B) m，V m，C p，?V；(C) T，p，V，n； (D) T，p，U，W。 8．下述说法中，哪一种不正确： (A)焓是体系能与环境进行交换的能量；(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；(C) 焓是体系状态函数；(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。 12．下述说法中，哪一种正确：(A)热容C不是状态函数； (B)热容C与途径无关； (C)恒压热容C p不是状态函数； (D) 恒容热容C V不是状态函数。 18．1 mol H2(为理气)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3，那么终态温度T2 与内能变化?U分别是：(A)562K，0 kJ ； (B)275K，-5.49 kJ ；(C)275K，5.49kJ ；(D) 562K，5.49 kJ 。 21．理想气体从同一始态（p1,V1,T1）出发分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时，环境对体系所做功的绝对值比较：(A) W T > W i；(B)W T < W i；(C) W T = W i； (D) 无确定关系。 热力学第二定律练习题 一、判断题：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0。5．为计算绝热不可逆过程的熵变，可在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。24．指出下列各过程中，物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零？⑴理想气体自由膨胀过程；⑵实际气体节流膨胀过程；⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态；⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；⑸ 0℃、p 时，水结成冰的相变过程；⑹理想气体卡诺循环。1．对。 4 正确。5．错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6 错，环境的熵变应加在一起考虑。 8．错。14．错。未计算环境的熵变；15．错，条件 16．错，必须在等温等压，W’= 0的条件下才有此结论。24．(1) ΔU = ΔH = 0；(2) ΔH = 0； (3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0；(5) ΔG = 0；6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。 二、单选题： 2．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车： (A) 跑的最快；(B)跑的最慢； (C) 夏天跑的快； (D) 冬天跑的快。 12．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其?S(J·K-1)为： (A) -5.76 ； (B) 331 ； (C) 5.76 ； (D) 11.52 。 13．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是： (A) 图⑴； (B) 图⑵；(C)图⑶； (D) 图⑷。