北京师范大学物理化学习题答案

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物理化学习题课答案(一)

物理化学习题课答案〔一〕_________________ _________________ _________________一. 选择题1. 对于理想气体的内能有下述四种理解：<1> 状态一定,内能也一定<2> 对应于某一状态的内能是可以直接测定的<3> 对应于某一状态,内能只有一个数值,不可能有两个或两个以上的数值<4> 状态改变时,内能一定跟着改变其中正确的是：< D ><A>〔1〕〔2〕〔B〕〔3〕〔4〕<C>〔2〕〔4〕〔D〕〔1〕〔3〕2. 下列宏观过程：<1> p ,273 K 下冰融化为水<2> 电流通过金属发热<3> 往车胎内打气<4> 水在101 325 Pa, 373 K 下蒸发可看作可逆过程的是：< A ><A>〔1〕〔4〕〔B〕〔2〕〔3〕<C>〔1〕〔3〕〔D〕〔2〕〔4〕3. 一定量的理想气体从同一始态出发,分别经<1> 等温压缩,<2> 绝热压缩到具有相同压力的终态,以H1,H2分别表示两个终态的焓值,则有：< C ><A> H1> H2 H1= H2<C> H1< H2<D> 不能确定4. 对于下列的四种表述：<1> 因为ΔH=Q p,所以只有等压过程才有ΔH<2> 因为ΔH=Q p,所以Q p也具有状态函数的性质<3> 公式ΔH=Q p只适用于封闭体系<4> 对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程,其热量只决定于体系的始态和终态上述诸结论中正确的是：<A>〔1〕〔4〕〔B〕〔3〕〔4〕<C>〔2〕〔3〕〔D〕〔1〕〔2〕5. ΔH = Q p适用于下列哪个过程？<A> 理想气体从1×107Pa反抗恒定的外压1×105Pa膨胀到1×105Pa 0℃、101325Pa下冰融化成水<C> 101325Pa下电解CuSO4水溶液<D> 气体从298K,101325Pa可逆变化到373K、10132.5Pa6. 在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间：< CD><A> 一定产生热交换 一定不产生热交换<C> 不一定产生热交换<D> 温度恒定与热交换无关7. 在一个刚性的绝热容器中燃C6H6<l> + <15/2>O2<g> 6CO2〔g〕+ 3H2O<g><A> ΔU = 0 ,ΔH < 0 ,Q = 0 ΔU = 0 ,ΔH > 0 ,W = 0 <C> ΔU = 0 ,ΔH = 0 ,Q = 0 <D> ΔU ≠0 ,ΔH ≠0 ,Q = 08. 体系的压力p<体系>与环境的压力p<环境>有何关系? < D ><A> 相等 无关系<C>p<体系>> p<环境> <D> 可逆变化途径中p<体系>=p<环境>9. 如图,在绝热盛水容器中,浸有电阻丝,通以电流一段时间,如以电阻丝为体系,则上述过程的Q 、W 和体系的ΔU 值的符号为： <A> W = 0,Q < 0, ΔU <0 W> 0,Q < 0, ΔU >0 <C> W = 0,Q > 0, ΔU > 0 <D>W < 0,Q = 0, ΔU > 010. 理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? < BC > 11. 测定有机物燃烧热Q p ,一般使反应在氧弹中进行,实测得热效应为Q V .由公式得： Q p =Q V +ΔnRT=Q V +p ΔV,式中p 应为何值 < D ><A> 氧弹中氧气压力 钢瓶中氧气压力 <C> p <D> 实验室大气压力12. 系经历一个正的卡诺循环后,试判断下列哪一种说法是错误的？ < D ><A> 体系本身没有任何变化 再沿反方向经历一个可逆的卡诺循环,最后体系和环境都没有任何变化 <C> 体系复原了,但环境并未复原 <D> 体系和环境都没有任何变化13. 在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机,其最大效率为 < D ><A> 100 % 75 % <C> 25 % <D> 20 %14. 在理想气体的S-T 图中,通过某点可以分别作出等容线和等压线,其斜率分别为则在该点两曲线的关系为：〔A 〕〔A 〕 x < y 〔C 〕 x = y 〔D 〕无确定关系15. 某气体状态方程为仅表示体积的函数,问在恒温下该气体的熵是随体积的增加而： < A> 〔A 〕增加〔B 〕减少〔C 〕不变〔D 〕不确定16. 室温25℃下, 1 mol 理想气体进行焦耳实验〔自由膨胀〕,求得 ΔS = 19.16 J·K -1,则体系的吉布斯自由能变化为： < AB ><A> ΔG = -5614 J ΔG < 19.16 J <C> ΔG = -479 J <D> ΔG = 017. 2 mol H 2和 2 mol Cl 2在绝热钢筒内反应生成HCl 气体,起始时为常温常压.则< C ><A> Δr U = 0,Δr H = 0,Δr S > 0,Δr G < 0 Δr U < 0,Δr H < 0,Δr S > 0,Δr G < 0 <C> Δr U = 0,Δr H > 0,Δr S > 0,Δr G < 0 <D> Δr U > 0,Δr H > 0,Δr S = 0,Δr G > 018. 理想气体与温度为T 的大热源接触作等温膨胀,吸热Q,所作的功是变到相同终态的最大功的20％,则体系的熵变为 < C >ӘS ӘT V x , y ,〔A 〕 Q/T 〔B 〕0 〔C 〕5 Q/T 〔D 〕－Q/T19. 单原子理想气体的温度由T 1变到T 2时,等压过程体系的熵变<ΔS>p 与等容过程的熵变<ΔS>v 之比为 < D > 〔A 〕 1:1 〔B 〕2:1 〔C 〕3:5 〔D 〕5:320. 在恒温恒压下不作非体积功的情况下,下列哪个过程肯定能自发进行？ < C ><A> ΔH > 0,ΔS > 0 ΔH > 0,ΔS < 0 <C> ΔH < 0,ΔS > 0 <D> ΔH < 0,ΔS < 0二. 空题1. 公式Δmix S = － R ∑B n B lnx B 的应用条件是：封闭体系平衡态、理想气体、等温混合,混合前每种气体单独存在时的压力都相等,且等于混合后的总压力.2. 对一封闭体系,W f = 0 时,下列过程中体系的ΔU ,ΔS ,ΔG 何者必为零？<1> 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 ΔU ； <2> 某物质的恒温恒压可逆相变过程 ΔG ；<3> 某物质经一循环恢复原状态 ΔU ,ΔS ,ΔG. 3. 理想气体等温 <T = 300 K> 膨胀过程中从热源吸热 600 J,所做的功仅是变到相同终态时最大功的 1/10,则体系的熵变ΔS = 20 J·K -1. 因为 W R = Q R = 600 J×10 = 6.000 kJ 所以 ΔS = Q R /T = 6000 J/300 K = 20 J·K -14. 理想气体向真空膨胀,体积由V 1变到V 2,其ΔU=0 ,ΔS>0 .5. 1 mol 单原子分子理想气体,从p 1=202 650 Pa,T 1= 273 K 在p/T=常数的条件下加热,使压力增加到p 2=405 300 Pa,则体系做的体积功W = 0J. 因为p/T=常数,当p 2 = 2p 1时,T 2 = 2T 1,即V 2 = V 1 所以W=06. 当一个化学反应的ΔCp 等于零时,该反应的热效应就不受温度影响. Kirchhoff 定律7. 对熵产生d i S 而言,当体系内经历可逆变化时其值=0, 而当体系内经历不可逆变化时其值>0.8. 对于任何宏观物质,其焓H 一定＞内能U <填上＞、＜、＝> ,因为H=U+pV ；对于等温理想气体反应,分子数增多的ΔH 一定＞ΔU,因为Δn>0 .9. 在恒熵恒容只做体积功的封闭体系里, 当热力学函数 U 到达最小值时,体系处于平衡状态.因为10. 300 K 时,将2 mol Zn 片溶于过量的稀硫酸中,若反应在敞口容器中进行时放热Q p ,在封闭刚性容器中进行时放热Q V ,则Q V －Q p = - 4988 J.11. 在自发过程中,体系的热力学概率和体系的熵的变化方向相同 ,同时它们又都是状态函数,两者之间的具体函数关系是S = kln Ω,该式称为玻耳兹曼公式,它是联系宏观量和微观量的重要桥梁.12. 如图.两条等温线的温度分别为T a ,T b .1mol 理想气体经过路径1231的W I 与经过路径4564的W II 大小关系是W I =W II .13. 在绝热封闭条件下,体系的∆S 的数值可以直接用作过程方向性的判据, ∆S = 0表示可逆过程；∆S > 0 表示不可逆过程；∆S < 0 表示不可能发生的过程. 14. 在横线上填上＞、＜、＝或？〔？代表不能确定〕. 水在 373.15 K 和 101.325 kPa 下通过强烈搅拌而蒸发,则 <A> ΔS____>__Q/TQ 为该过程体系吸收的热量()()()()反应物生成物∑∑-=∆C C Cmp B m p B p ,,νν ΔF____<__ -W<C> ΔF____<__ -W f <忽略体积变化> <D> ΔG____<__ -W f15. 公式ΔS = nRln<V 2/V 1> + C V ln<T 2/T 1>的适用X 围是封闭体系,理想气体从始态P 1,V 1,T 1经历任何过程到态终态P 2,V 2,T 2 .三. 指出下列公式的适用条件〔1〕dU=δQ–PdV〔2〕ΔH=Q P ； ΔU=Q V 〔3〕2211;T T P V T T C dT U C dT ∆H =∆=⎰⎰〔4〕21ln V W nRT V = 〔5〕W= －PΔV 〔6〕PV γ＝常数〔7〕1221V Vln nR P P lnnR S ==∆〔8〕⎰=∆21P P Vdp G〔9〕ln mix BB S RnX ∆=-∑〔10〕12222111lnln ln ln p v p T V TS nR C nR C p T V T ∆=+=+ 答案： 1. 封闭体系非膨胀功为02. ΔH=Q P , 封闭体系、平衡态,不作非膨胀功,等压过程 ΔU=Q V , 封闭体系、平衡态,不作非膨胀功,等容过程3. 21T P T C dT ∆H =⎰,封闭体系、平衡态,状态连续变化的等压过程21T V T U C dT ∆=⎰,封闭体系、平衡态,状态连续变化的等容过程对于理想气体,适用于一切过程.4. 封闭体系、平衡态,不作非膨胀功,理想气体等温可逆过程.5. 封闭体系、平衡态,不作非膨胀功,等外压膨胀过程6. 封闭体系、平衡态,不作非膨胀功,理想气体绝热可逆过程.7. 封闭体系、平衡态,理想气体,等温过程,不作其他功.8. 封闭体系、平衡态,状态连续变化的等温过程,不作其他功. 9．封闭体系、平衡态,理想气体等温等压混合. 10．理想气体从始态经历任何过程到终态四. 计算题1. 1mol 单原子理想气体,始态为P 1＝202650Pa,T 1＝273K,沿可逆途径P/T ＝常数至终态,压力增加一倍.计算V 1,V 2,T 2,Q,W,V 1,ΔH,,ΔU.解答：3111m 0112.0Pa 202650K 273K mol J 314.8mol 1P nRT V 11=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⋅⋅⨯==-- 因为P/V=常数,所以：ΔU ＝nC V ,m 〔T 2 －T 1〕＝10.21kJΔH ＝nC P,m 〔T 2 －T 1〕＝17.02kJ Q ＝ΔU －W ＝13.61kJ2. 在p θ和373.15 K 下,把1mol 水蒸气可逆压缩为液体,计算Q,W,∆U m ,∆H m ,∆F m ,∆G m 和∆S m .已知在373.15 K 和p θ下,水的摩尔汽化热为40.691 kJ·mol -1.解答：当外压恒定时：W = —p ΔV m = p[V m <l>－V m <g>] ≈pV m <g> = RT ＝3.101 kJ·mol -1 此时：Q p = ΔH m = －Δvap H m = - 40.691 kJ·mol -1 <2分> ΔU m =ΔH m －p ΔV m = -37.588 kJ·mol -1 <2分> ΔG m = 0ΔF m = W R = 3.103 kJ·mol -1 ΔS m = Q R /T = -109.0 J·K-1·mol -13. 今有 A,B,C 三种液体,其温度分别为 303 K,293 K,283 K.在恒压下,若将等质量的 A 与 B 混合,混合后终态温度为 299 K ；若将A 与C 等质量混合,则终态温度为 298 K.试求 B 与C 等质量混合的终态温度.<设所有混合过程均无热的损失> 解答： A 、B 混合：m<T A -T 1>C p,A =m<T 1-T B >C p,B带入数据得：C p,B =<2/3>C p,AA 、C 混合：m<T A -T 2 >C p,A =m<T 2-T C >C p, C 得：C p,C =<1/3>C p,AB 、C 混合：m<T B -T>C p,B =m<T-T C >C p,C得BC 等质量混合得终态温度为：T=289.7K4. 试根据封闭体系热力学基本方程证明：p 22p )T G(T C ∂∂-= 证明：由dG=-SdT+Vdp 可得故p 22p p p p )TG (T T ))T G(T ()TG ()T H (C ∂∂-=∂∂∂∂-∂∂=∂∂=5. 经历下述可逆等压过程：此体系的 C p = 20 J·K -1,始态熵 S 1= 30 J·K -1.计算过程的Q,W 与体系的ΔU ,ΔH ,ΔS ,ΔF ,ΔG 的值.解答：封闭体系可逆等压过程中,Q p = ΔH =⎰21T T p C dT = 6.000 kJ体积功：W = －p<V 2－V 1> = －228.0 J ΔU = Q + W = 5.772 kJ ΔS =⎰21T T p C dln<T/K> = C p ln<T 2/T 1> = 11.2 J·K -1 S 2=ΔS +ΔS 1= 41.2 J·K -1ΔF =ΔU －Δ<TS> = -11.06 kJ ΔG =ΔH －Δ<TS> = -10.84 kJ6. 请分别根据条件<a>和条件计算说明以下两种状态的的水哪一个更稳定.〔1〕H 2O 〔l,298.2K,p θ〕<2> H 2O <g,298.2K,p θ>.已知如下数据： <a> 水在298.2K 时的饱和蒸汽压是3167.7Pa H 2O 〔l,298.2K,p θ〕→ H 2O <g,298.2K,p θ> 的1m r mol .kJ 01.44H -θ=∆,C p,m <H 2O,g>=30.12+11.3×10-3TJ·K -1·mol -1,C p,m <H 2O,l>=75.30J·K -1·mol -1解答：由Gibbs 判据P43,计算状态〔1〕到〔2〕的Gibbs 自有能变化就能判断哪种状态更稳定.设计如下过程：H 2O 〔l,298.2K, p θ〕→H 2O <l, 298.2K, 3167.7Pa>→ H 2O <g, 298.2K, 3167.7Pa>→H 2O <g, 298.2K, p θ>对于液体0G 1≈∆〔P47〕,02=∆G3G ∆＝nRTlnp 2/p 1 P47G ∆=8591J>0,所以：液态水更稳定.7. 根据熵增加原理,请论证一个封闭体系由始态A 到同温的状态B,在等温过程中,可逆过程吸热最多,对外做功最大.且在该体系中所有恒温可逆过程中吸的热和做的功都相等. 证明：a. 设体系由状态A 经任一等温不可逆过程〔I 〕到达状态B,吸热Q iR ,做功W iR , 另外状态A 经等温可逆过程〔II 〕到达状态B,吸热Q R ,做功W R ,用此两过程可以构成一个循环,A 经过程I 到B,然后经II 的逆过程回到A 此时,系统复原,0＝体S ∆,由于是等温过程,环境一定是温度为T 的热源,TQ Q S RiR +-∆＝环,由于整个循环过程是不可逆的0〉∆+∆环体S S ,所以Q R >Q iR由热力学第一定律 iR iR R R W Q W Q U +=+=∆W R ＜W iR所以：|W R |>|W iR |b. 同理用以上的思路设计包含两个恒温可逆过程的循环过程,而此过程是可逆的.所以得出两个过程的Q 和W 都相等.8. 一个绝热容器原处于真空状态,用针在容器上刺一微孔,使298.2K,Pθ的空气缓慢进入,直至压力达平衡.求此时容器内空气的温度.〔设空气为理想的双原子分子〕解答：设终态时绝热容器内所含的空气为体系,始终态与环境间有一设想的界面,始终态如下图所示在绝热相上刺一小孔后,n mol 空气进入箱内,在此过程中环境对体系做功为 P θV 0.体系对真空箱内做功为0.体系做的净功为Pθ V 0 ,绝热过程Q ＝0, ΔU ＝W ＝ P θV 0＝nRT 1 又理想气体任何过程： ΔU ＝ C v 〔T 2－T 1〕联立上式：nRT 1＝C v 〔T 2－T 1〕对于双原子理想气体 C v,m ＝2.5R 则 T 2＝1.4T 1＝417.5K9. 有一个礼堂容积为1000m 3,气压为Pθ,室温为293K,在一次大会结束后,室温升高了5K,问与会者们对礼堂内空气贡献了多少热量？P=0 V 1 P=P θ V 1, T 2 P=P θ, n mol V 0 T 1=298K解答：若选取礼堂内温度为293K的空气为体系,则随着的温度升高,室内空气不断向外排出,体系已经不在封闭了,实际上这是一个敞开体系,室内空气随着温度的升高逐渐减少,现选取某一时刻礼堂内的空气为体系,在压力和体积维持恒定时,n＝PV/ RT.等压过程中的热量计算：会议过程中的总热量：可以近似认为空气为双原子分子,C P,m=7/2R,P,V,R,T1均已知,T2＝T1＋5＝298K代入得Q P＝6000.8J。

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（完整版）物理化学习题及答案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Δ U=Q+W只适用)(A) 单纯状态变化(B) 相变化(C) 化学变化(D) 封闭物系的任何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 >06.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 sys>0，则该变化过程自发B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发C 仅从系统的 S sys ，变化过程是否自发无法判断8. 固态的 NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是( )A. 1 ，1，1，2B. 1 ，1，3，0C. 3 ，1，2，1D. 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 CC =4， f=2DC =4 ， f=310. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中( )(A) Δ S=0 (B) ΔG=0 (C) Δ H=0 (D) ΔU=012. 下面的说法符合热力学第一定律的是( )(A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时 , 其内能一定变化 (B) 在无功过程中 , 内能变化等于过程热 , 这表明内能增量不一定与热力学过程无关(C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时 , 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中 , 其内能的变化值与过程完成的方式无关13. 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14. 实验测得浓度为0.200mol ·dm -3的 HAc 溶液的电导率为0.07138S ·m -1，该溶液的摩尔电导率Λ m (HAc) 为( )2 -1 2 -1A. 0.3569S · m 2· mol -1B. 0.0003569S ·m 2·mol -12 -1 2 -1C. 356.9S · m 2· mol -1D. 0.01428S ·m 2· mol -115. 某化学反应其反应物消耗7/8 所需的时间是它消耗掉3/4 所需的时间的 1.5 倍，则反应的级数为( )A. 零级反应B. 一级反应C. 二级反应D. 三级反应11. 以看作封闭体系的是( A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 C. 蓄电池和铜电极 D. CuSO 4 水溶液如图，将 C uSO 4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可)。

大学物化习题及答案

19. 理想气体经历绝热不可逆过程从状态 1 (P1,V1,T1) 变化到状态 2
(P2,V2,T2)，所做的功为
()
(A) P2V2-P1V1
(B) P2(V2-V1)
(C) [P2V2γ/(1-γ)](1/V2γ-1)- (1/ V1γ-1) (D) (P2V2-P1V1)/(1-γ)
(B) Q = 0 W < 0 △U > 0
(C) Q > 0 W < 0 △U > 0
(D) △U = 0 , Q ＝ W ≠ 0
3. 有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入锌块和
盐酸，发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以锌和盐酸为体系则( )
(A ) Q < 0 , W = 0 , △rU < 0 (B) Q = 0 , W > 0 , △rU < 0
基本单元，则反应进度ξ应是： H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)
(A) 1 mol
(B) 2 mol
(C) 4 mol
(D) 5 mol
二 . 填空题：
1. 对于任何宏观物质，其焓 H 一定 _______ 内能 U，(填上＞、＜、＝) 因
为_________；对于等温理想气体反应，分子数增多的△H 一定 _________ △
13. 理想气体从同一始态 (P1,V1) 出发，经等温可逆压缩或绝热可逆压缩，使
其终态均达到体积为 V2，此二过程做的功的绝对值应是： (
)
(A ) 恒温功大于绝热功
(B) 恒温功等于绝热功
(C) 恒温功小于绝热功
(D) 无法确定关系

北京师范大学物理化学习题答案

物理化学练习题(上册)北京师范大学化学学院第一章热力学第一定律及热化学一．判断题：正确划(√)，错误划(×)( × ) 1．凡是体系的温度升高时，就一定吸热，而温度不变时，则体系既不吸热，也不放热。

( × ) 2．对于一定量的气体，温度一定，内能就一定。

( √ ) 3．状态一定，焓值就一定，状态变化了，焓也一定变。

( × ) 4．W = (P 1V 1 – P 2V 2)/(γ- 1)，此公式是在绝热可逆条件下推出的，所以此公式只能在绝热条件下使用。

( √ ) 5．ΔH = ΔU + Δ(PV)适用于封闭体系中任何过程的ΔH 的计算。

( × ) 6．1摩尔乙醇在恒温下变为蒸气，假定为理想气体，因该过程温度未变，故ΔU = 0，ΔH = 0。

( × ) 7．因为恒压热容大于恒容热容，所以化学反应的等压热效应必定大于化学反应的等容热效应。

( × ) 8．标准状态下，反应：CH 2OH(g)＋O 2 (g) CO 2(g)＋2H 2O(g)φm r H ∆ =-393kJ ·mol -1，此φm r H ∆值就是甲醇的燃烧热。

( × ) 9．标准状况下，C(金刚石)＋O 2→CO 2(g)的反应热，既是金刚石的燃烧热，也是的CO 2生成热。

( × ) 10．在标准压力和298K 下，某电池反应放出的热量为350kJ ·mol -1，则该反应的ΔH （298）=-350 kJ ·mol -1。

(√ ) 11．化学反应的反应进度的单位是mol ，其值与反应方程式的写法有关。

(× ) 12．对于某化学反应，若已知反应的ΔC p >0，则反应的ΔH 随温度升高而减少。

(√ ) 13．对含有放射性物质蜕变反应的热效应，不能用下列公式计算：φm r H ∆=[(Συφm f H ∆)p －(Συφm f H ∆)r ]，(下角标p 表示产物，r 表示反应物)。

物理化学习题答案(1-5章)

第一章热力学定律思考题1. 设有一电炉丝浸入水槽中(见下图)，接上电源，通以电流一段时间。

分别按下列几种情况作为体系，试问ΔU 、Q 、W 为正、为负，还是为零？①以水和电阻丝为体系； ②以水为体系； ③以电阻丝为体系； ④以电池为体系；⑤以电池、电阻丝为体系； ⑥以电池、电阻丝和水为体系。

答：该题答案列表如下。

2. 任一气体从同一始态出发分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀达到体积相同的终态，终态压力相同吗?答：不同。

膨胀到相同体积时，绝热可逆与绝热不可逆的终态温度和压力不同。

3. 熵是量度体系无序程度大小的物理量。

下列情况哪一种物质的摩尔熵值更大？(1)室温下纯铁与碳钢； (2)100℃的液态水与100℃的水蒸气； (3)同一温度下结晶完整的金属与有缺陷的金属；(4)1000℃的铁块与1600℃铁水。

答：温度相同的同一种物质，气、液、固态相比（例如水蒸气、液态水和冰相比），气态的微观状态数最大，固态的微观状态数最小，液态居中，因此，摩尔熵气态最大，液态次之，固态最小；同类物质，例如，氟、氯、溴、碘，分子量越大摩尔熵越大；分子结构越复杂熵越大；分子构象越丰富熵越大；同素异形体或同分异构体的摩尔熵也不相同。

（1）、（2）、（3）和（4）均是后者摩尔熵值大。

4. 小分子电解质的渗透压与非电解质的渗透压哪个大？为什么？电解质的稀溶液是否有依数性？其渗透压公式是怎样的？答：非电解质的渗透压大。

因为非电解质不能电离，通过半透膜的几率就小，这样就造成膜两侧的浓差增大，使渗透压增大。

小分子电解质的稀溶液有依数性，但不显著。

稀溶液以浓度代替活度，()RT RT 212c 1c 1c 2c +=∆=π，若c 1>>c 2，RT 1c 2=π；若c 2>>c 1，RT 1c =π，c 1、c 2分别为溶液一侧和溶剂一侧的浓度。

5. 下列物理量中，哪一组是广度性质的状态函数？(1). C p ，C v ，S ，H m (2). U m ，T ，P ，V m (3). V m ，H m ，μ，U (4). H ，V ，U ，G答：（4）组，即H ，V ，U ，G 是广度性质的状态函数。

物理化学习题解答(四)【精选文档】

物理化学习题解答（四）习题 p266～2701、在298K 时，有0。

10kg 质量分数为0。

0947的硫酸H 2SO 4水溶液,试分别用（1)质量摩尔浓度m B ；（2)物质的量浓度c B 和(3）摩尔分数x B 来表示硫酸的含量。

已知在该条件下，硫酸溶液的密度为 1.0603×103kg 。

m —3,纯水的密度为997。

1kg .m -3.解：m （B ）= w B × = 0.0947×0。

10kg =0。

00947kg=9。

47g n B = m (B ）/M B =9。

47/98。

079=0。

09655molm （A ）=— m (B)= 0。

10×(1-0.0947)=0.09153kg=91。

53g n A = m （A ）/M A =91.53/18.015=5。

080766mol(1) m B =n B /m (A)= 0。

09655/0。

09153=1。

055mol.kg -1(2） V 溶液= /ρ=0。

10/（1。

0603×103)=0.0943×10—3 m 3=0.0943dm 3 c B =n B /V=0。

09655/0.0943=1.024mol 。

L -1（3） x B = n B / =0。

09655/（0.09655+5。

08076）=0.01864 2、在298K 和大气压力下，含甲醇（B)的摩尔分数x B 为0.458的水溶液的密度为0.8946kg .dm -3，甲醇的偏摩尔体积V B =39.80cm 3。

mol -1，试求该水溶液中水的偏摩尔体积V A 。

解:设n B =1.0mol ，则n 总=n B /x B =1/0.458=2.183mol ，n A =1.183 molm (B)=n B M B =1.0×32。

042=32。

042g ，m （A)= n A M A =1.183×18.015=21.312g V ={m （A)+m （B)｝/ρ=(21.312+32.042)/0.8946= 59.64cm 3V =n A V A +n B V B ，V A =（V —n B V B ）/n A =（59。

北京师范大学物理化知识学习题集规范标准答案

( × ) 2．对于一定量的气体，温度一定，内能就一定。

( √ ) 3．状态一定，焓值就一定，状态变化了，焓也一定变。

( × ) 4．W = (P 1V 1 – P 2V 2)/(γ- 1)，此公式是在绝热可逆条件下推出的，所以此公式只能在绝热条件下使用。

( √ ) 5．ΔH = ΔU + Δ(PV)适用于封闭体系中任何过程的ΔH 的计算。

( × ) 6．1摩尔乙醇在恒温下变为蒸气，假定为理想气体，因该过程温度未变，故ΔU = 0，ΔH = 0。

( × ) 7．因为恒压热容大于恒容热容，所以化学反应的等压热效应必定大于化学反应的等容热效应。

( × ) 8．标准状态下，反应：CH 2OH(g)＋O 2 (g) CO 2(g)＋2H 2O(g)φm r H ∆ =-393kJ ·mol -1，此φm r H ∆值就是甲醇的燃烧热。

( × ) 9．标准状况下，C(金刚石)＋O 2→CO 2(g)的反应热，既是金刚石的燃烧热，也是的CO 2生成热。

( × ) 10．在标准压力和298K 下，某电池反应放出的热量为350kJ ·mol -1，则该反应的ΔH （298）=-350 kJ ·mol -1。

(√ ) 11．化学反应的反应进度的单位是mol ，其值与反应方程式的写法有关。

(× ) 12．对于某化学反应，若已知反应的ΔC p >0，则反应的ΔH 随温度升高而减少。

(√ ) 13．对含有放射性物质蜕变反应的热效应，不能用下列公式计算：φm r H ∆=[(Συφm f H ∆)p －(Συφm f H ∆)r ]，(下角标p 表示产物，r 表示反应物)。

物理化学课后习题答案(全)

−
300)
+
0.263 × (5002 2
− 3002
)
−
84 ×10 −6 3
× (5003
−
300
3
⎤ )⎥
⎦
J
= 37.6×103 J = 37.6 kJ
11. 将 101325 Pa 下的 100 g 气态氨在正常沸点 (-33.4℃) 凝结为液体，计算 Q 、 W 、 ΔU 、 ΔH 。已知氨在正常沸点时的蒸发焓为 1368 J ⋅ g −1 ，气态氨可作为理想气体，液体的体积可忽略不计。
⎝ 16.04
⎠
5. 计算 1000 g CO2 在 100℃、5.07MPa 下的体积：(1) 用理想气体状态方程；(2) 用压缩因子图。
第 1 章物质的 pVT 关系和热性质
·29·
解：(1) V = nRT p
=
⎡ ⎢⎣
(1000
/
44.01)
× 8.3145 × 5.07 ×106
(100
及 101325Pa 时 1g 水的体积为 1.044cm3，1 g 水蒸气的体积为 1673cm3。
(1) 试求此过程的功； (2) 假定略去液态水的体积，试求结果的百分误
差； (3) 假定把水蒸气当作理想气体，试求结果的百分误差； (4) 根
据(2)、(3)的假定，证明恒温下若外压等于液体的饱和蒸气压，则物质
Pa
=
32.3
MPa
(2) 由表 1–6 查得， a = 0.141 Pa ⋅ m6 ⋅ mol−2 ，
b = 0.0391 × 10−3 m3 ⋅ mol −1 ，则
p = RT − a Vm − b Vm2

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北京师范大学物理化学习题答案物理化学练习题(上册)北京师范大学化学学院第一章热力学第一定律及热化学一．判断题：正确划(√)，错误划(×)( × ) 1．凡是体系的温度升高时，就一定吸热，而温度不变时，则体系既不吸热，也不放热。

( × ) 2．对于一定量的气体，温度一定，内能就一定。

( √ ) 3．状态一定，焓值就一定，状态变化了，焓也一定变。

( × ) 4．W = (P 1V 1 – P 2V 2)/(γ- 1)，此公式是在绝热可逆条件下推出的，所以此公式只能在绝热条件下使用。

( √ ) 5．ΔH = ΔU + Δ(PV)适用于封闭体系中任何过程的ΔH 的计算。

( × ) 6．1摩尔乙醇在恒温下变为蒸气，假定为理想气体，因该过程温度未变，故ΔU = 0，ΔH = 0。

( × ) 7．因为恒压热容大于恒容热容，所以化学反应的等压热效应必定大于化学反应的等容热效应。

( × ) 8．标准状态下，反应：CH 2OH(g)＋O 2 (g) CO 2(g)＋2H 2O(g)φmr H ∆ =-393kJ ·mol -1，此φm r H ∆值就是甲醇的燃烧热。

( × ) 9．标准状况下，C(金刚石)＋O 2→CO 2(g)的反应热，既是金刚石的燃烧热，也是的CO 2生成热。

( × ) 10．在标准压力和298K 下，某电池反应放出的热量为350kJ ·mol -1，则该反应的ΔH （298）=-350 kJ ·mol -1。

(√ ) 11．化学反应的反应进度的单位是mol ，其值与反应方程式的写法有关。

(× ) 12．对于某化学反应，若已知反应的ΔC p >0，则反应的ΔH 随温度升高而减少。

(√ ) 13．对含有放射性物质蜕变反应的热效应，不能用下列公式计算：φmr H ∆=[(Συφm f H ∆)p －(Συφm f H ∆)r ]，(下角标p 表示产物，r 表示反应物)。

(√ ) 14．1mol 单原子理想气体(C v ·m = 3R/2)，温度从300K 绝热压缩到500K ，则其焓变ΔH 为500R 。

(√)15．对于反应3H2(g)＋N2(g) →2NH3(g)，当其中N2因反应消耗了0.3mol时，反应进度ξ(mol)为0.3。

二、选择题：( C ) 1．H2和Cl2在绝热刚性容器中生成HCl(g)，则状态函数改变值为零的是：(A)ΔT (B)ΔC(C)ΔU (D)ΔH( A ) 2．在25℃、101325Pa时，下列反应分别于烧杯中和在原电池中对外放电来实现，并分别称为途径a和b，过程的热及焓变分别用Q和ΔH表示则以下结论能成立的是(A) ΔH a =ΔH b(B) Q a = Q b(C) ΔH b = Q b(D)ΔH a〈Q a( B) 3．理想气体由压力为101325Pa受恒外压102325Pa绝热压缩至平衡终态，则(A) Q = 0，W = 0，ΔU 〉0，ΔH 〉0(B) Q = 0，W 〉0，ΔU 〉0，ΔH〈0(C) Q = 0，W〈0，ΔU 〉0，ΔH 〉0(D) Q = 0，W〈0，ΔU〈0，ΔH〈0( B) 4．已知反应B→A和B→C所对应的等压反应热分别为ΔH2和ΔH3，则反应A→C的ΔH1为(A) ΔH1 = ΔH2 + ΔH3(B) ΔH1 = ΔH2 - ΔH3(C) ΔH1 = ΔH3 –ΔH2(D) ΔH1 = -ΔH2 - ΔH3( A) 5．有一真空绝热瓶子，通过阀门和大气相隔，当阀门打开时，大气(视为理想气体)进入瓶内，此时瓶内气体温度将(A)升高(B)降低(C)不变(D)不确定( B ) 6．公式ΔH = Q p适用于下列过程中的(B) 273K、101.325Kpa下，冰融化成水(C) 298K、101.325Kpa下，电解CuSO4水溶液(D) 气体从状态Ⅰ等温可逆变化到状态Ⅱ( D ) 7．实际气体经节流膨胀后(A) Q = 0，ΔH= 0，ΔP>0(B) Q = 0，ΔH= 0，ΔT<0(C) Q = 0，ΔH<0，ΔP<0(D) Q = 0，ΔH= 0，ΔP<0( B) 8．范氏气体经Joule实验后(绝热向真空膨胀)气体的温度将(A)上升(B)下降(C)不变(D)不确定( A ) 9．1mol, 373 K, θp下的水经下列两个不同过程，到373 K, θp下的水汽(1)等温可逆蒸发(2)真空蒸发。

这两个过程中功和热的关系为(A) W1 >W2Q1 >Q2(B) W1< W2Q1<Q2(C) W1 = W2 Q1 = Q2(D) W1>W2 Q1< Q2(D ) 10．1mol液态苯在298K时置于弹式量热计中完全燃烧，生成水和CO2气体，同时放热3264kJ·mol-1，则其等压燃烧焓为(A) 3268kJ·mol-1(B) -3265kJ·mol-1(C) 3264kJ·mol-1(D) -3268kJ·mol-1三、简答题：1．1mol单原子理想气体始态为273 K、φP，经下列过程(a) 恒容升温1K (b) 恒温压缩至体积缩减一半(c) 恒压升温10K (d) 绝热可逆压缩至体积减一半上述四个过程哪一个终态压力最大？哪一个终态压力最小？哪一个终态温度最高？哪一个最低？答：d ,c ,d ,b2．理想气体从相同始态分别绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的终态压力，则两者终态温度、体积及过程的焓变相同吗？答：不相同。

T 可逆< T 不可逆, V 可逆 < V 不可逆, ΔH 可逆 <ΔH 不可逆3．请证明对于理想气体RC P V U m v p ⋅⋅=∂∂)(。

4．1mol 单原子理想气体，从273 K 、2×φP 经PT=常数的可逆途径压缩至压力增加1倍的终态，则该过程的ΔU 为多少？答：-1072J5．298K 、φP 条件下的化学反应Zn(s) + H 2SO 4(ag)→ ZnSO 4(ag) + H 2(g)放热177.9kJ ，则过程的ΔH 、ΔU 、W 、Q 为多少？6．请简单说明热力学中标准态对纯气体、纯固体、纯液体都是指什么状态？7．对于理想气体，δQ 可写成下式 δQ = C V dT + )(V nRT dV ，其中C V 只是T 的函数，试证明δQ 不是全微分，而TQ δ是全微分。

四．计算题1．用搅拌器对1mol 理想气体作搅拌功为41.84J ，并使温度在恒压下升高1K ，若气体的C p ·m = 29.28J ·K -1·mol -1，求该过程的Q 、W 以及体系的ΔU 、ΔH 。

2．1mol 单原子理想气体，从始态273 K 、202.65KPa ，延着P/V = 常数的可逆过程，变化到压力加倍的终态，试求：(a) 通过该过程后体系的ΔU 、ΔH 和过程的Q 、W ，(b) 该途径的C 热容为多少。

3．已知在298K 时，C 6H 6(l)的φm f H ∆(298)= 49.03kJ ·mol -1C 6H 6(g)的φm f H ∆ (298)= 82.93kJ ·mol -1，C 6H 6(l)的C p ·m = -50.8 + 2.55×10-3T(J ·mol -1)，C 6H 6(g)的C p ·m = -33.0+ 4.71×10-3T(J ·mol -1)，求苯在正常沸点时1mol 液态苯气化为苯蒸气时的ΔU 及ΔH 。

4．气相丙烯加氢反应的φm r H ∆(298)= -123.35kJ ，298K 时碳和丙烷的燃烧热分别为-393.51 kJ ·mol -1和-2220.03 kJ ·mol -1，水的生成热为-285.84 kJ ·mol -1 。

计算丙烯的燃烧热和标准生成热，又查得290K 到400K 范围内，丙烯、氢气、丙烷的C P 分别为63.9，28.8，73.5 J ·K -1·mol -1，求373K 时丙烯加氢反应的φm r H ∆是多少？5．298.15K 时，草酸的标准摩尔燃烧焓为-251.9 kJ ·mol -1，根据下面的表值数据，计算(a) 298.15K 时，草酸的标准摩尔生成焓(b) 318.15K 时，草酸的标准摩尔生成焓(c) 298.15K 时，草酸的燃烧内能变化Δc U mH 2(g) O 2(g) C(石墨) H 2O(l) CO 2(g) (COOH)2 φm r H ∆(298.15)/ kJ ·mol -1 00 0 -285.9 -393.5 ? C P (298.15)/J ·K -1·mol -128.87 29.29 8.79 75.31 37.24 97.91 6．已知298K,101.3KPa 时，液态丙烯腈(CH 2=CH-CN)，石墨和H 2(g)的φm c H ∆分别为-1756.9，-392.9，-285.5 kJ ·mol -1，气态氰化氢和乙炔的φmf H ∆·mol -1·mol -1，求298K 及101.3KPa 下反应C 2H 2(g) + HCN(g) →CH 2=CH-CN(g)的r m H φ∆。

第二章热力学第二定律一．判断题：正确划(√)，错误划(×)( × ) 1．某化学反应的熵变可用反应热效应Δr H m 被反应温度除求得，即TH S m r ∆=∆ 。

( × ) 2．在压力为101.325KPa 下，110℃的水变成水蒸气，所吸收的热为Q ，则此过程的熵变为TQ S =∆。

( × ) 3．①若ΔS 〈 0，则此过程不能进行。

( × ) ②若ΔS 〉0，则此过程一定能进行。

( √ ) ③若ΔS = 0，则此过程为可逆过程。

( × ) 4．苯的熔点为278.7K ，则在φP 下，苯(l, 278.7K) → 苯(s, 278.7K)的ΔG 〈 0。

( × ) 5．1mol 理想气体在300K ，由10φP 等温膨胀到φP ，其ΔG = -5.7kJ ，则该过程一定为不可逆过程。

(√ ) 6．①根据熵增加原理，当系统达到平衡时，其熵值最大。