物理化学计算题及答案
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 =
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 =
W = -p V = -p V g =- RT = U = Q-W = =
(2) 始终态同(1) 故H = U = 向真空蒸发W = 0 》
Q = U =
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)= 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(T – 313)+ 100335=0 、
T = 253K 该结果是不可能的！
100g 水全部降温至0℃，放热： H (水)= – 10040 = –
100g 冰全部融化吸热：H (冰)=
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 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） 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
p T p T V U V T -??? ????=??? ????p T
T V T V p H ??? ????-=???? ????()dV T V V U V
T ???=?21
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 1p ?? ??
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J-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 1μb V RT
p m -=b V R
T p m V -=??? ????01=??
???????? ??--=??? ????b V R T p C V T m V U ?????
???? ????-=???
????=V V U J T p T p C V T 1μ()RT b V V a p m m =-???? ??+22m 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 1μ
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℃, p 的N2。对左侧气室缓慢加热，直至室内压力为2p 。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2p 双原子分子理想气体 = 7/5= ；
p 1V 1 =p 2V 2 V 2 = dm3 或 p 11- T 1 =p 21- T 2 T 2 = U = W = (p 2V 2 p 1V 1)/( 1 ) = 或 n = p 1V 1/RT 1 =
U= nCV ,m(T 2 T 1)= H = U = (2) 以左室气体为系统
W （左）= – W （右）= ； V 2’ = 40 – = dm3 T 2’ = 828K n = p 1V 1/RT 1 =
U = nCV ,m(T 2’ – T 1)= H = U =
Q = U - W =
(3) 以全部气体为系统 W （总）= 0 `
Q =
U (总)= Q = H (总) = U (总)=
第二章 例5. 苯的沸点为C ，设蒸气为理想气体， 求1mol 苯在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, ;
(3) C6H6(l , p y) C6H6(g,
根据所得结果能否判断过程的可能性
<-=p C b
解：（1）此为可逆相变， (G )T,p = 0
(A )T= Wr= –RT = kJ (2) 该过程可看作：
C6H6(l, p y) C6H6(g, p y) C6H6(g, 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 = 103 348= kJ W =(g)=-RT = 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 = 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 = 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 )
G = G1 + G2 + G3 + G4 + G5
》
= G3= 320 J
H= G +T S = 320 + 268( ) = J
例7 在一个带活塞的容器中（设理想活塞）有氮气，容器底部有一密闭小瓶，瓶中有水。 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)= 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
J p p RT Vdp G s
l
p p l
s
g
id 320ln
.3-==??=
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= = kJ W =- p y V =-nRT = kJ vapU =Q + W = kJ
vapS = H /T = J K-1 (vapA)T = Wr = – nRT = – kJ vapG = 0
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 = – kJ
？
故 U = vapU = kJ H = vapH =
S = vapS + mixS = J K-1 A = vapA+ mixA = – kJ G = 0+ mixG = – kJ
或在已算出U ， H ， S (总)的基础上 A = U – T S = – kJ G = H – T S = – 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)
???
?
??+++=?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 +=
&
再计算S (总)= (H –G ) / T = J K-1
A (总) = U – T S = – 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
。
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 V1V2，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： *
()kJ
48.3ln
5.1ln 5.0373314.84
3
41-=+??=0=-=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 ??? ????+=???
2,1,2
1
,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 -=?
?? ??????
-+=?2,1,2
1,m m V V T T m V m b V dV R T dT
C S
(
(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*= ， p B*= ，
在该温度时A 和B 可形成稳定化合物AB ， p AB*= 。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。 解：此时系统为1mol AB 和3mol B x AB=1/4, x B=3/4 p= pAB+pB
= 1/4+ 3/4=
yAB= pAB /p =; y B= 1 – = 例4 在300K 时，液态A 和液态B 的蒸气压分别为 p A* =, p B* = kPa ，当2mol A 和 2mol B 混合，p 总 = kPa ，蒸气相中A 的物质的量分数y A(g)=，设蒸气为理想气体 *
①求溶液中A 、B 的活度和活度系数
b
V b V R T T C m m m V --+=1,2,12
,ln ln
ln 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 ?
??? ??--=???? ??2,1
,12ln ln ,=-m V C R m
b V T ,/)(dV V T T U
V V ???
????=??21
1-=??? ??????? ??????? ????T
U V U V V T T U 2
,m m V U J V C a
V T ?-=??? ????=μ内
p V U C T J V -=??? ????-=μ2m V a -=RT 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 +???
? ??-=
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* =
aB = p y B /pB* =
A =aA /xA =
B =aB /xB =
@
②mix G = G – G* = ni i–ni i*
= 2RT(ln a A + ln a B ) = – 1585 J
③mix G = G – G* = ni i–ni i*
= 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 =的理想溶液。将1mol苯从x1 =的状态用甲苯稀释到x1 =的状态，求此过程所需最小功
《
解：根据(G)T,p = Wr’ 和
(G)T,p =ni i(终) －ni i(始)
环境对系统做的最小功W r’=ni i(终) -ni i(始)
y=2/3 – 1/4 = 5/12 mol
W r’=ni i(终)–ni i(始) 以纯物质为标准态
ni i(始)=(1y+RT ln x1)+1/4(2y+RT ln x2)+5/122y
= 1y + 2/32y +RT+1/
\
ni i(终)=(1y+RT ln x1)+2/3(2y+RT ln x2)
= 1y + 2/32y + RT(ln +2/3 ln
W r’=RT[(ln +2/3 ln –+1/4ln ]=-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
1173
已知反应(2) 2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) 在1173K时K(2) =×10-16, 在该温度时cHm(石墨) = – kJ/mol。计算反应(2)在1173K时的rHm和rSm。设气体为理想气体。Cp,m=0.
解: rHm(2)可通过rHm(1)和石墨的燃烧焓求出(盖斯定律)，其中rHm(1)可通过K(1)与温度的关系求出。求得rHm(2)后，rSm(2)则可通过定义式rGm(2) =
rHm (2) – T rSm (2) = –RT ln K (2)求出。故先求反应(1)的rHm (1), 解： 先求出反应(1)的K (T 1) , K (T 2), 再通过K (T )和温度的关系求出 rHm (1)
》
代入p 总 和(x (CO2))eq,(x (CO))eq 得 K (1073K) = K (1173K) = 因Cp,m =0, rHm (1)=常数
得 rHm (1)=mol-1 >
(2) 再用盖斯定律求反应(2)的rHm (2) ①CO2(g) +C(石墨)=2CO(g) rHm (1)
③ C(石墨) +O2(g)=CO2(g) cHm (石墨) ①–③ ：2CO2(g) = 2CO(g)+O2(g)
rHm (2)=rHm (1) – cHm (石墨) = + = kJ mol-1
–RT ln K (2)=rGm (2)= rHm (2)–T rSm (2) = kJ mol-1 -
rSm
(2)= J
K-1 mol-1
例4 已知反应
① 2NaHCO3(s)= Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) rGm (1)= T ) kJ mol-1 ② NH4HCO3(s)= NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) rGm (2)= 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 ① = T= kJ mol-1
~ rGm
② = T= 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
θ
θθp x p
x p p p K CO CO CO CO 222
2)1(=
=26.580.28ln 1173110731
)1073()1173(ln =??? ??-?=R H K K K K m r θθθθ
θθp p p p K CO O H 2
2
610721.6)1(=?=-θ
θθθp p
p p p p K NH CO O H 32
2
610663.6)2(=?=-9914.0)1()2(3
==θθθp p K K NH
p (NH3)=50kPa ，则必须降低温度才能达到新的平衡。在温度T 时 、
T = （℃）
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 ②=10-6 =(p/p )3 p (NH3)=<<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 /J·mol-1 = –94500+
若反应起始时系统中含SO2为（物质的量分数，下同），含O2为，则在p 下，欲使SO2的平衡转化率达90%，反应温度应控制为多少 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 12-(3 6 82mol
@
n (总)=+++82= mol
平衡分压： p (SO3)=p = p (SO2)=p = p (O2)=p =
\
rGm /J·mol-1 = –94500+ rGm = – RT ln K = – –94500+ = – T = 804K
例6 已知某反应的
4935
.0101
50
)
1()2(3==
=
θ
θ
θp
p K K NH RT
G G K K m r m r )]1()2([)1()2(ln θ
θθθ?-?-=7062
.010.1710100.53-=+?-T ()()
2
/1223/)(/)(/)(θ
θθθ
p O p p SO p p SO p K =
0.290956
.00062.00556
.02
/1=?=
θK
rGm
/J mol-1= –528858 – +
*
（1）计算2000K 时的 K 和r m （2）导出rSm 与温度T 的关系式 解：(1)
rGm (T ) = –528858 – ln T + ln K (T )=(528858 /T + ln T –/R K (2000K)=
…
r m (T ) = –528858+
r m (2000K) = – mol-1
(2) rGm (T ) = –528858 – ln T + = r m (T )– T rSm (T )
rSm = (528858 + ln T –
–528858+ /T rSm / J K-1mol-1 = – % 或 = +–
= – J K-1mol-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。
2)(ln RT H T T K m r p
?=????????θ273.22528858RT T
+-=p m r m
r
T G S ?
???
?????-=?θ
θ
解：
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》学习辅导习题及答案(汇编)
期末复习《物理化学》学习辅导材料之一 热力学 一、判断题： 1、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变， CO2的热力学能和焓也 不变。 ( ) 2、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。（） 3、稳定态单质的Δf H mΘ(800K)=0 。 ( ) 4、d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。 ( ) 5、系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。（） 6、若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。（） 7、隔离系统的热力学能是守恒的。（） 8、隔离系统的熵是守恒的。（） 9、一定量理想气体的熵只是温度的函数。（） 10、绝热过程都是定熵过程。（） 11、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（） 12、系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达 不到此终态。（） 13、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。（） 14、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。（） 15、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W G和G<0， 则此状态变化一定能发生。（） 16、绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。（） 17、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。 ( ) 18、可逆的化学反应就是可逆过程。 ( ) 19、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。 ( ) 20、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。( ) 21、焓的增加量?H等于该过程中体系从环境吸收的热量。 ( ) 22、一个绝热过程Q = 0，但体系的?T不一定为零。 ( ) 23、对于一定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。 ( ) 24、某理想气体从始态经定温和定容两过程达终态，这两过程的Q、W、?U及?H是相等的。 ( ) 25、任何物质的熵值是不可能为负值和零的。 ( ) 26、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。 ( ) 27、不可逆过程的熵变是不可求的。 ( ) 28、某一过程的热效应与温度相除，可以得到该过程的熵变。 ( ) 29、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。 ( ) 30、绝热过程Q = 0，即，所以d S = 0。 ( )
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)
物理化学期末考试习题及答案
期末练习题 1. 当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时,若采用不同的标准浓度, 则下列说法中正确的是： ( ) (A) 溶质的标准态化学势相同 (B) 溶质的化学势相同 (C) 溶质的活度系数相同 (D) 溶质的活度相同 2. 在298K 时，设液体A 和B 能形成理想的液态混合物，它们的蒸气形成理 想的气态混合物。 已知纯A 和纯B 的饱和蒸汽压分别为kPa p A 50=*，kPa p B 60=*， 如液相中40.0=A x ，则平衡的气相中B 的摩尔分数B y 的值为 （ ） （A ）0.25 (B) 0.40 (C) 0.50 (D) 0.64 3. 在一定温度和压力下,设纯的A(l)的化学势为*μ，其标准态化学势为θμ。 如在A 中加入另一液相B(l),形成理想的液态混合物，这时A(l)的化学势为 A μ，标准态化学势为θμA ， 则两种化学势之间的关系为 （ ） （A ）*μ=A μ，θμ=θ μA （B ）*μ＞A μ，θμ＜θμA （C ）*μ=A μ θμ＞θμA （D ）*μ＞A μ，θμ＝θμA 4. 在298K 时，已知①H 2(g)和②O 2(g)在水中的Henry 系数分别为 91,1012.7?=x k Pa, 92,1044.4?=x k Pa. 在相同的温度和压力下， 两者在水中的饱和溶解的量用摩尔分数表示分别为x 1和x 2，两者的关系为 （ ） （A ）x 1＞x 2 (B) 无法比较 (C) x 1=x 2 （D ）x 1＜x 2 5. 在恒温抽空的玻璃罩中，封入两杯液面相同的糖水（A ）和纯水（B ）。经 历若干时间后，两杯液面的高度将是： （ ） （A ）A 杯高于B 杯 （B ）A 杯等于B 杯
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
《物理化学》复习题.doc
《物理化学》复习题 一、填空题（每空0.5分，共10分） 1. 理想气体自由膨胀过程中W _______0，Q_______0，?U_______0，?H_______0 (填“＞”、“＜”、“=” )。 2.对非理想气体的循环过程，下列函数W、Q、?S等于零的为。 3.在通常情况下，对于单组分系统能平衡共存的最多相数为___________ 。 4.理想液体混合物的混合性质为?mix H______0、Δmix S_______0、Δmix V________0 Δmix G________0。(填“＞”、“＜”、“=” ) 5.有一个化学反应，在低温下可自发进行，随温度的升高，自发倾向降低，该反应?S ______ 0，?H ______0。(填“＞”、“＜”、“=” ) t。 6.一级反应的半衰期的表达式为= 2/1 7. 写出单组分热力学基本关系式d G= 、 d H= 、d F= 。 8.某温度时，连串反应R → M → P 的k1和k2分别为0.012和0.004 min-1，M浓度达到 最大值的时间t max为。 9.在测量电池电动势时，使用盐桥的目的是为了。 10. 物理量Q、W、U、H、V、T、P属于状态函数的为，状态函数中属于强度性质的有。 二、选择题（每小题1分，共10分） 1.工作在100℃和50℃的两大热源间的卡诺热机，其效率为（）。 A.13 % B.25 % C. 75% D.50 % 2.0.1 mol.kg-1 Na Cl水溶液的离子强度是（）mol.kg-1 A. 0.1 B. 0.2 C. 0.3 D. 1.2 3.封闭系统中任意绝热可逆过程的熵变?S（）。 A. >0 B. < 0 C. = 0； D.无法确定 4.若反应速率常数k的量纲为mol ·dm-3 ·h-1，则该反应为（） A. 三级反应 B. 二级反应 C. 一级反应 D. 零级反应
物理化学习题及答案
一、单选题（每题2分，共30分） 1. 在298K及101.325KPa下的1.00dm3氢气，等温可逆膨胀到 2.00 dm3，所做功的绝对值为C A、0.418 J B、0.0418 J C、70.3J D、7.11J 2. 对于孤立体系的实际过程，下列关系式不正确的是D A、W=0 B、Q=0 C、△U=0 D、△H=0 3. 一封闭系统进行可逆循环，其热温商之和D A、总是正值 B、总是负值 C、是温度的函数 D、总为零 4. 液体A和B混合成实际溶液时，当A和B之间的作用力大于相同分子之间的作用力时，该溶液对拉乌尔定律将 B A、产生正偏差 B、产生负偏差 C、不产生偏差 D、无法确定 5. 关于偏摩尔量，下面的叙述不正确的是B A、偏摩尔量是状态函数，其值与物质的量无关 B、偏摩尔量的值不能小于零 C、体系的强度性质无偏摩尔量 D、纯物质的偏摩尔量等于摩尔量 6.克拉贝龙方程dP/dT=△H m(相变)/T△Vm(相变)，其应用条件是D A、只适用于纯物质的气液、气固平衡 B、只适用于服从理想气体行为的为气液、气固平衡 C、任何纯物质的相变热不随温度而变的两相平衡 D、任何纯物质两相平衡体系 7.含KNO3和NaCl的水溶液与纯水达到渗透平衡，其自由度数f为D A、1 B、2 C、3 D、4 8.分解反应A(s)=B(g)+2C(g) 该反应的平衡常数Kp与分解压力P的数值之间为 C A、Kp=P3 B、Kp>P3 C、Kp
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？
物理化学自测题
物理化学上自测题及参考答案 一、选择题( 共15题30分) 1. 0090 下述说法中, 哪一个错误? ( ) (A) 体系放出的热量一定等于环境吸收的热量 (B) 体系温度的降低值一定等于环境温度的升高值 (C) 热力学平衡时体系的温度与环境的温度相等 (D) 若体系1与体系2分别与环境达成热平衡，则此两体系的温度相同 2. 0119 下述说法哪一个错误? ( ) (A) 封闭体系的状态与其状态图上的点一一对应 (B) 封闭体系的状态即是其平衡态 (C) 封闭体系的任一变化与其状态图上的实线一一对应 (D) 封闭体系的任一可逆变化途径都可在其状态图上表示为实线 3. 0304 某理想气体的γ =C p/C V =1.40, 则该气体为几原子分子气体? ( ) (A) 单原子分子气体(B) 双原子分子气体 (C) 三原子分子气体(D) 四原子分子气体 4. 0459 石墨(C)和金刚石(C)在25℃, 101 325 Pa下的标准燃烧焓分别为-393.4 kJ·mol-1和-395.3 kJ·mol-1，则$(金刚石, 298 K)为：( ) 金刚石的标准生成焓Δf H m (A) -393.4 kJ·mol-1(B) -395.3 kJ·mol-1 (C) -1.9 kJ·mol-1(D) 1.9 kJ·mol-1 5. 0757 理想气体的atto 循环由下面四个可逆步骤构成： (A) 气体绝热可逆压缩(B) 恒容升温，气体从环境吸热 (C) 气体经绝热膨胀作功(D) 恒容降温回到原态 该循环过程的T－S图为：( )
6. 0939 在300℃时，2 mol某理想气体的吉布斯自由能G与赫姆霍兹自由能A的差值为：( ) (A) G –A = 1.247 kJ (B) G –A = 2.494 kJ (C) G –A = 4.988 kJ (D) G –A = 9.977 kJ 7. 1027 某气体的状态方程为pV m = RT +αp，其中α为大于零的常数，该气体经恒温膨胀，其内能： (A) 不变(B) 增大 (C) 减少(D) 不能确定 8. 1218 在下列五个物理量中： (1) (?V/?n B)T,p n c b≠(2) (?μB/?n B)T,p n c b≠ (3) (?H/?n B)s,p, n c b≠ (4) (?A/?n B)T,p, n c b≠ (5) (?G/?n B)T,p, n c b≠ (A) (1)、(4)、(5) 是偏摩尔量；(1)、(3) 是化学势 (B) (1)、(4)、(5) 是偏摩尔量；(3)、(5) 是化学势 (C) (1)、(4)、(5) 是偏摩尔量；(2)、(3) 是化学势 (D) (1)、(2)、(4) 是偏摩尔量；(3)、(5) 是化学势 上述结论正确的是( ) 9. 1223恒温下，单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势：( ) (A) 高(B) 低(C) 相等(D) 不可比较 10. 2396 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物，问在101 325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( ) (A) 3 种(B) 2 种 (C) 1 种(D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 11. 2394 FeCl3和H2O 能形成FeCl3·6H2O，2FeCl3·7H2O，2FeCl3·5H2O，FeCl3·2H2O 四种水合物，则该体系的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存的相数Φ分别为: ( ) (A) C= 3，Φ = 4 (B) C= 2，Φ = 4 (C) C= 2，Φ = 3 (D) C= 3，Φ = 5 12. 2484 下列四个图中, 可作为水的示意相图的是：( )
物理化学第四章化学平衡练习题及答案
第四章 化学平衡练习题 一、判断与问答题： 1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的?r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的 化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 3．因为m r G ?= -RT ln K ，所以m r G ?是平衡状态时的吉布斯函数变化。 4．m r G ?是反应进度的函数。 5．在等温等压条件下，?r G m > 0的反应一定不能进行。 6．?r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。 7．任何一个化学反应都可以用m r G ?来判断其反应进行的方向。 8．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。若某化 学反应在给定条件下?r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的? r G m < 0时，若值越小，自发进行反应 的趋势也越强，反应进行得越快。 10．某化学反应的? r G m 若大于零，则K 一定小于1。 11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，m r G ?的大小就决定了反应进行方向。 12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可 以求知平衡常数了。 14．因 K = f (T )，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。 15．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的m r G ?。 16．温度T 时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。 17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。 18．因K = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。 19．有供电能力(W f ≠ 0)的可逆电池反应体系的状态，在“G ～ξ”曲线上可存在的位置？ 20．“纯是相对的，绝对纯的物质是没有”，试从反应的亲合能A 上分析这句话的道理？ 21．化学反应亲合势愈大，则自发反应趋势越强，反应进行得愈快，对否？ 22．标准平衡常数与标准反应自由能的关系：K RT G ln m r -=?，那么，为什么反应的 平衡态与标准态是不相同的？ 23．欲使反应产物的平衡浓度最大，反应物的投料比一般为多大？ 24．对于计量系数?ν = 0的理想气体化学反应，哪些因素变化不改变平衡点？ 25．平衡常数 K = 1的反应，在标准态下反应，反应朝什么方向进行？ 26．在空气中金属不被氧化的条件是什么？ 27．反应PCl 5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g) 在212℃、p 容器中达到平衡，PCl 5 离解度为0.5， 反应的m r H ?= 88 kJ·mol -1，以下情况下，PCl 5的离解度如何变化： (A) 通过减小容器体积来增加压力； (B) 容器体积不变，通入N 2气来增加总压力； (B) 升高温度； (D) 加入催化剂。 28．对于复分解反应，如有沉淀、气体或水生成，则容易进行到底，试以化学平衡理论 分析其道理？ 29．2HgO(s) = 2Hg(g) + O 2(g)，在反应温度下及p = 101.325kPa 时，K = 4×10-3，试问 HgO(s) 的分解压力多大？当达到分解温度时，与HgO(s) 平衡的p Hg 有多大？若在标 准状态下反应，体系的总压力是多少？ 30．反应CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g)，在600℃、100kPa 下达到平衡(各物质的逸度 系数均为1)，当压力增大到500kPa 时，各物质的逸度系数分别为：γ (CO 2) = 1.09， γ (H 2) = 1.10，γ (CO) = 1.23，γ (H 2O) = 0.77，问这时平衡点向何方移动？ 31．反应CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 在常温常压下的分解压力并不等于零，那么古代大 理石建筑物何以能够保留至今而不倒？
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:
物理化学复习题
物理化学复习题 一、判断题 1、一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。× 2、根据道尔顿分压定律，P=∑P B，可见压力具有加和性，应属于广度性质。× 3、因Q p=△H, Q v=△U,所以Q p与Q v都是状态函数。× 4、自发过程一定是不可逆过程。√ 5、熵增加的过程一定是自发过程。× 6、物质B在两相之间进行宏观转移的方向总是从浓度高的相迁至浓度低的相。× 7、吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。× 8、在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的△rG m<0时，若值越小，自发进行反映的趋势也越强，反应进行得越快。× 9、三组分系统最多同时存在5相。√ 10、单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉佩龙方程定量描述。√⑴电解质溶液中各离子迁移数之和为1。√ 11、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。× 12、电解质的无限稀摩尔电导率Λm∞可以由Λm对√c作图外推至√c =0得到。× 13、恒温、恒压下ΔG>0的反应不能自发进行。× 14、只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象，所以系统表面增大是表面张力产生的原因。× 15、单分子层吸附只能是化学吸附，多分子层吸附只能是物理吸附。× 16、由于溶质在溶液的表面产生吸附，所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。× 17、在同一反应中各物质的变化速率相同。× 18、零级反应的反应速率不随反应物质的浓度变化而变化。√ 19、一个化学反应进行是级数越大，其反应速率也越大。× 二、填空题 1、理想气体分子的最基本的特征是和，当温度越 ，压力越时，一切实际气体的行为就越接近理想气体。 2、1mol理想气体从300k,200Kpa绝热向真空膨胀至100Kpa,则此过程的△U 0,△H 0,△T 0,△V 0. 3、实际气体经节流膨胀，Q 0,△H 0,△P 0. 4、在绝对零度时纯物质完美晶体的熵值= 。 5、在298K时，当糖水和食盐水的浓度相同时，其渗透压π（糖水）π（食盐水） 6、在石灰窑中，分解反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)已达平衡，则该系统的组分数C= ,相数P= ，自由度数= 。 7、已知CO2的临界温度为30.98℃，临界压力为7.375Mpa。当该气体的对比参数T r=1.1，P r=0.75时，从压缩因子图上查的此对应状态下的Z=0.77，则此气体的V m= m3/mol. 8、1mol理想气体体积由V变到2V，若经等温自由膨胀，△S1= J/K；若经等温可逆膨胀，△S2= J/K；若经绝热自由膨胀，△S3= J/K;若经绝热可逆膨胀△S4= J/K。 9、1mol理想气体（C v,m=20.87J?K-1?mol-1）从300K,200Kpa经PT=常数的途径压缩至压力
物理化学习题集及答案2
相平衡 一、选择题： 1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ） (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=4 2. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确 （ ） A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶，则系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为 （ ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 7. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （ ） (A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =1 8. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 （ ） (A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： （ ） (A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差 (C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定 10. 苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5 mol 苯与5 mol 甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是： （ ）
大学物理化学试题及答案
物理化学 试卷一 一、选择题 ( 共15题 30分 ) 1. 下列诸过程可应用公式 dU = (Cp- nR)dT进行计算的是： ( C ) (A) 实际气体等压可逆冷却 (B) 恒容搅拌某液体以升高温度 (C) 理想气体绝热可逆膨胀 (D) 量热弹中的燃烧过程 2. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程： ( B ) (A) 可以从同一始态出发达到同一终态因为绝热可逆ΔS = 0 (B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态绝热不可逆S > 0 (C) 不能断定 (A)、(B) 中哪一种正确所以状态函数 S 不同 (D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定故终态不能相同 3. 理想气体等温过程的ΔF。 ( C ) (A)>ΔG (B) <ΔG (C) =ΔG (D) 不能确定 4. 下列函数中为强度性质的是： ( C ) (A) S (B) (G/p)T (C) (U/V)T 容量性质除以容量性质为强度性质 (D) CV 5. 273 K，10p下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为μ(l) 和μ(s)，两者的关系为：( C ) (A) μ(l) >μ(s) (B) μ(l) = μ(s) (C) μ(l) < μ(s) (D) 不能确定
6. 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。经历若干
时间后，两杯液面的高度将是(μ(纯水)>μ(糖水中水) ,水从(B) 杯向(A) 杯转移 ) ( A ) (A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯 (C) A 杯低于 B 杯 (D) 视温度而定 7. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为： ( D ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 * Φ=C+2-f=2+2-0=4 8. 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( C ) (A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 * S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2 f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。 9. 已知 A 和 B 可构成固溶体，在 A 中，若加入 B 可使 A 的熔点提高，则B 在此固溶体中的含量必 _______ B 在液相中的含量。 ( A ) (A) 大于 (B) 小于 (C) 等于 (D)不能确定 10. 已知反应 2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为 0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应 (1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为： ( C ) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 K (D) 1 * $p(2) = [K $p(1)]= (0.25)= 2 11. 若 298 K 时，反应 N2O4(g) ＝ 2NO2(g) 的 K $p= 0.1132，则： (1) 当 p (N2O4) = p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 _____( B )_____； (2) 当 p (N2O4) = 10 kPa，p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 ____( A )____ 。