物化作业课后答案
物化课后复习题答案
物化课后复习题答案一、选择题1. 物质的三种状态是固态、液态和____。
A. 气态B. 液态C. 固态D. 等离子态答案：A. 气态2. 根据热力学第一定律，能量守恒定律的表述是____。
A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量既不能被创造也不能被消灭D. 能量可以在不同形式间转换答案：C. 能量既不能被创造也不能被消灭3. 在理想气体状态方程 PV = nRT 中，P 代表____。
A. 温度B. 体积C. 压力D. 物质的量答案：C. 压力二、填空题1. 理想气体的内能仅与____有关。
答案：温度2. 根据热力学第二定律，自然界中自发过程的方向总是向着____增加的方向进行。
答案：熵3. 热力学温度 T 与气体的绝对温度 t 的关系是T = t × ____。
答案：常数 k（玻尔兹曼常数）三、简答题1. 解释什么是相变，并给出一个例子。
答案：相变是指物质从一种状态（固态、液态或气态）转变为另一种状态的过程。
例如，水在0℃时从液态变为固态，即冰，这个过程称为凝固。
2. 描述热力学第一定律和第二定律的区别。
答案：热力学第一定律是能量守恒定律，表明能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。
而热力学第二定律则指出了能量转换的方向性，即自然界中自发过程的方向总是向着熵增加的方向进行，揭示了能量转换的不可逆性。
四、计算题1. 假设有一个理想气体，其体积为 2 立方米，压力为 1.2 标准大气压，温度为 300 K。
如果将该气体加热到 600 K，保持压力不变，求其新的体积。
答案：根据理想气体状态方程 PV = nRT，初始状态下的体积 V1 = 2 m³，压力 P = 1.2 atm，温度 T1 = 300 K。
加热后温度变为 T2 = 600 K，保持压力不变，新的体积 V2 可以通过以下公式计算得出：V2 = (T2/T1) × V1 = (600/300) × 2 = 4 m³。
(完整版)物理化学课后答案-热力学第一定律
欢迎共阅第二章热力学第一定律【复习题】【1】判断下列说法是否正确。
（1）状态给定后，状态函数就有一定的值，反之亦然。
（2）状态函数改变后，状态一定改变。
（3）状态改变后，状态函数一定都改变。
（4）因为△ U=Q v, △H =Q p，所以Q v，Q p是特定条件下的状态函数。
（5）恒温过程一定是可逆过程。
（6）汽缸内有一定量的理想气体，反抗一定外压做绝热膨胀，则△H= Q p=0。
（7）根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个系统若要对外做功，必须从外界吸收热量。
（8）系统从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，若△T=0 ，则Q=0 ，无热量交换。
（9）在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则△H = Q p = 0。
（10）理想气体绝热变化过程中，W=△U，即W R=△U=C V△T，W IR=△U=C V△T，所以W R=W IR 。
（11）有一个封闭系统，当始态和终态确定后；（a）若经历一个绝热过程，则功有定值；（b）若经历一个等容过程，则Q 有定值（设不做非膨胀力）；（c）若经历一个等温过程，则热力学能有定值；（d）若经历一个多方过程，则热和功的代数和有定值。
（12）某一化学反应在烧杯中进行，放热Q1，焓变为△ H 1，若安排成可逆电池，使终态和终态都相同，这时放热Q2，焓变为△ H2，则△ H1=△H 2。
【答】（1）正确，因为状态函数是体系的单质函数，体系确定后，体系的一系列状态函数就确定。
相反如果体系的一系列状态函数确定后，体系的状态也就被惟一确定。
（2）正确，根据状态函数的单值性，当体系的某一状态函数改变了，则状态函数必定发生改变。
（3）不正确，因为状态改变后，有些状态函数不一定改变，例如理想气体的等温变化，内能就不变。
（4）不正确，ΔH＝Qp，只说明Qp 等于状态函数H 的变化值ΔH，仅是数值上相等，并不意味着Qp 具有状态函数的性质。
ΔH＝Qp 只能说在恒压而不做非体积功的特定条件下，Qp 的数值等于体系状态函数H 的改变，而不能认为Qp 也是状态函数。
物化课后习题答案
第一章 1－2 （1）能；（2）不能。
Q W U +=∆；功和热都是过程量，对于绝热过程，可逆膨胀与不可逆膨胀时热效应均为0，而功必不相等，因此∆U 必不相等。
1－3（1） 对（2） 错，H 是状态函数，∆H 只是一个变化值 （3） 错，p ∆V （4） 错，dT C du v = （5） 错，等压过程才成立（6） 错，∆U ＝∆H ＝0，但其他两个不一定 （7） 错，存在相变潜热（8）错，任意状态变化过程都可能有焓变，只是在等压、不做非体积功时的热效应在数值上等于焓的变化（9） 错，后者仅适用于绝热可逆过程 （10） 错，水必须是液态 1－4a ） 查表可得C p =75.291 J/K.mol KJ T nCp Q 828.41100*291.75*18100==∆=b ） 已知∆fus H=334.7 KJ/Kg－1mol KJ H M Q fus/47.337.334*1.0*-=-=∆-=c ） 查表可得∆vap H=2257KJ/ Kg －1 m o l KJ H M Q vap /7.2252257*1.0*==∆= 1-8KJ H H Q Q vap p 67.40=∆=∆==KJ V p W 06.31000/)0188.02.30(*101325-=--=∆-= KJ W Q U 61.37=+=∆1－11双原子分子，C v,m ＝5R/2；C p,m ＝7R/2；因此，5/7=γ345.241013251000*15.298*31.8*1/1dm P nRT V === K T V V T 5.56212121=⎪⎭⎫ ⎝⎛=-γ 0226.9222p V nRT P ==JT C H J T R T C W U p V m v 768754905.2,.=∆=∆=∆=∆==∆1-17(1) K J TVIt TQ C /2.641=∆=∆=(2) 由其燃烧反应方程式，可知该等容过程也是等压过程mol KJ nT C H m C /2.28001000180/3212.0793.7*2.6410-=÷-=∆-=∆J T C U 9.4996-=∆=∆由)(6)(6)(6)(2226126l O H g CO g O s O H C +=+ molKJ H H H H m C OH f CO f m f /6.12752.28008.285*65.393*60*6*600022-=+--=-∆-∆+∆=∆第二章：2－1 思考与判断（1） 错，孤立系统自发过程中的熵变大于零。
物理化学课后答案
第一章气体一、思考题1. 如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状？采用了什么原理？答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复球状。
采用的是气体热胀冷缩的原理。
2. 在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。
试问，这两容器中气体的温度是否相等？答：不一定相等。
根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。
3. 两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气体分开。
当左球的温度为273 K，右球的温度为293 K时，汞滴处在中间达成平衡。
试问：（1）若将左球温度升高10 K，中间汞滴向哪边移动？（2）若两球温度同时都升高10 K, 中间汞滴向哪边移动？答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。
（2）两球温度同时都升高10 K，汞滴仍向右边移动。
因为左边起始温度低，升高10 K所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边比右边大。
4. 在大气压力下，将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中，达保温瓶容积的0.7左右，迅速盖上软木塞，防止保温瓶漏气，并迅速放开手。
请估计会发生什么现象？答：软木塞会崩出。
这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀，当与迅速蒸发的水汽的压力加在一起，大于外面压力时，就会使软木塞崩出。
如果软木塞盖得太紧，甚至会使保温瓶爆炸。
防止的方法是灌开水时不要太快，且要将保温瓶灌满。
5. 当某个纯物质的气、液两相处于平衡时，不断升高平衡温度，这时处于平衡状态的气-液两相的摩尔体积将如何变化？答：升高平衡温度，纯物的饱和蒸汽压也升高。
但由于液体的可压缩性较小，热膨胀仍占主要地位，所以液体的摩尔体积会随着温度的升高而升高。
而蒸汽易被压缩，当饱和蒸汽压变大时，气体的摩尔体积会变小。
随着平衡温度的不断升高，气体与液体的摩尔体积逐渐接近。
当气体的摩尔体积与液体的摩尔体积相等时，这时的温度就是临界温度。
物化作业答案
气体的pVT 关系1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解:1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接, 泡内密封着标准状况条件下的空气。
若将其中一个球加热到100℃, 另一个球则维持0℃, 忽略连接管中气体体积, 试求该容器内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下, 气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而变化, 则始态为终态（f ）时 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=f f ff f f f f f f T T T T R Vp T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 kPaT T T T T p T T T T VR n p f f f f i i ff ff f 00.117)15.27315.373(15.27315.27315.373325.1012 2,2,1,2,1,2,1,2,1=+⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=1-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体, 充入一抽真空的200 cm3容器中, 直至压力达101.325kPa, 测得容器中混合气体的质量为0.3879g 。
试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。
解：设A 为乙烷, B 为丁烷。
mol RT pV n 008315.015.293314.8102001013256=⨯⨯⨯==-B A B B A A y y mol g M y M y n m M 123.580694.30 867.46008315.03897.01+=⋅==+==- （1） 1=+B A y y （2）联立方程（1）与（2）求解得401.0,599.0==B B y ykPap y p kPa p y p B B A A 69.60325.101599.063.40325.101401.0=⨯===⨯==1-11 25℃时饱和了水蒸汽的乙炔气体（即该混合气体中水蒸汽分压力为同温度下水的饱和蒸气压）总压力为138.7kPa, 于恒定总压下泠却到10℃, 使部分水蒸气凝结成水。
物理化学课后解答
思考题解答1. 判断下列说法是否正确，为什么？(1) 在一给定的系统中，独立组分数是一个确定的数。
(2) 单组分系统的物种数一定等于1。
(3) 相律适用于任何相平衡系统。
(4) 在相平衡系统中，如果每一相中的物种数不相等，则相律不成立。
解答：(1) 对。
(2) 错。
组份数等于1。
(3) 错。
在有电场、重力场、磁场或渗透质存在时，不适用，必须加以修正。
(4) 错。
由相律得出的结论与每一相中的物种数无关。
2. 指出下列平衡系统中的组分数，相数，及自由度数。
(1) I2(S)与其蒸气成平衡；(2) CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；(3) NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；(4) 取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡；(5) I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。
解答：(1) C = 1；Φ= 2；f = 1 – 2 + 2 = 1(2) C = 2；(∵S = 3；R = 1，∴C = 3－1 = 2)；Φ= 3；f = 2 – 3 + 2 = 1(3) C = S－R－R' = 3－1－1=1(浓度限制条件，产物NH3(g):H2S(g) = 1:1)；Φ= 2；f = 1(4) C = 3－1 = 2；Φ= 2；f = 2(5) C = 3；Φ= 2；f = C－Φ+ 1=3 – 2 + 1 = 2(凝聚相可以不考虑压力的影响)3. 证明：(1) 在一定温度下，某浓度的NaCl水溶液只有一个确定的蒸气压；(2) 在一定温度下，草酸钙分解为碳酸钙和一氧化碳时只能有一个确定的CO压力。
解答：(1) Φ= 2，浓度一定，C = 1，温度一定，则f = 1 – 2 + 1 = 0。
(2) Φ= 3，C = 2，当T一定时，f = 2 – 3 + 1 = 0。
4. Na2CO3与水可形成三种水合物Na2CO3·H2O(s)，Na2CO3·7H2O(s)和Na2CO3·10H2O(s)。
物理化学课后习题答案（全）
第1章 物质的pVT 关系和热性质习 题 解 答1. 两只容积相等的烧瓶装有氮气，烧瓶之间有细管相通。
若两只烧瓶都浸在100℃的沸水中，瓶内气体的压力为0.06MPa 。
若一只烧瓶浸在0℃的冰水混合物中，另一只仍然浸在沸水中，试求瓶内气体的压力。
解： 21n n n +=2212112RT V p RT V p RT V p +=⋅2111121222112p T p T T p T T T T =+⎛⎝⎜⎞⎠⎟=+ ∴112222p T T T p ⋅+=MPa0.0507=MPa 06.02)15.273100()15.2730(15.2730⎥⎦⎤⎢⎣⎡××++++=2. 测定大气压力的气压计，其简单构造为：一根一端封闭的玻璃管插入水银槽内，玻璃管中未被水银充满的空间是真空，水银槽通大气，则水银柱的压力即等于大气压力。
有一气压计，因为空气漏入玻璃管内，所以不能正确读出大气压力：在实际压力为102.00kPa 时，读出的压力为100.66kPa ，此时气压计玻璃管中未被水银充满的部分的长度为25mm 。
如果气压计读数为99.32kPa ，则未被水银充满部分的长度为35mm ，试求此时实际压力是多少。
设两次测定时温度相同，且玻璃管截面积相同。
解：对玻璃管中的空气，p V p V 2211=kPa 0.96=kPa )66.10000.102(35251212−×==p V V p ∴ 大气压力 = kPa 28.100kPa )96.032.99(=+·28· 思考题和习题解答3. 让20℃、20 dm 3的空气在101325 Pa 下缓慢通过盛有30℃溴苯液体的饱和器，经测定从饱和器中带出0.950 g 溴苯，试计算30℃时溴苯的饱和蒸气压。
设空气通过溴苯之后即被溴苯蒸气所饱和；又设饱和器前后的压力差可以略去不计。
（溴苯Br H C 56的摩尔质量为1mol g 0.157−⋅）解：n pV RT 131013252010831452027315==×××+⎡⎣⎢⎤⎦⎥−().(.) mol =0.832 mol n m M 209501570==..mol =0.00605mol p py p n n n 22212101325732==+=×= Pa 0.006050.832+0.00605 Pa4. 试用范德华方程计算1000 g CH 4在0℃、40.5 MPa 时的体积(可用p 对V 作图求解)。
物化作业课后答案
第一章 化学热力学基础1-1 气体体积功的计算式 dV P W e ⎰-= 中，为什么要用环境的压力e P ？在什么情况下可用体系的压力体P ？ 答：在体系发生定压变化过程时，气体体积功的计算式 dV P W e ⎰-= 中，可用体系的压力体P 代替e P 。
1-2 298K 时，5mol 的理想气体，在（1）定温可逆膨胀为原体积的 2 倍； ( 2 )定压下加热到373K ；（3）定容下加热到373K 。
已知 C v,m = 28.28J·mol -1·K -1。
计算三过程的Q 、W 、△U 、△H 和△S 。
解 （1） △U = △H = 0 kJ V V nRT W Q 587.82ln 298314.85ln12=⨯⨯==-= 11282.282ln 314.85ln-⋅=⨯==∆K J V V nR S （2） kJ nC Q H m P P 72.13)298373(,=-==∆ kJ nC U m V 61.10)298373(,=-=∆ W = △U – Q P = － 3.12 kJ112,07.41298373ln )314.828.28(5ln-⋅=+⨯==∆K J T T nC S m P （3） kJ nC Q U m V V 61.10)298373(,=-==∆ kJ nC H m P 72.13)298373(,=-=∆ W = 0112,74.31298373ln 28.285ln-⋅=⨯==∆K J T T nC S m V 1-3 容器内有理想气体，n=2mol , P=10P θ，T=300K 。
求 (1) 在空气中膨胀了1dm 3，做功多少？ (2) 膨胀到容器内压力为 lP θ，做了多少功？(3）膨胀时外压总比气体的压力小 dP , 问容器内气体压力降到 lP θ时，气体做多少功？dVp dl A p dl f W ⋅=⋅⋅=⋅=外外外δ解：（1）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且Pa P e 510=J V P W e 1001011035-=⨯⨯-=∆-=- （2）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且Pa P e 510=n R T P n R T P n R T P V V P V P W e 109)10()(12-=--=--=∆-=θθ J 6.4489300314.82109-=⨯⨯⨯-= （3） Vn R TP dP P P e =≈-=1221ln ln 12121P P nRT V V nRT dV V nRT dV P W V V V V e ==-=-=⎰⎰ kJ PP 486.11101ln 300314.82-=⨯⨯⨯=θ1-4 1mol 理想气体在300K 下，1dm 3定温可逆地膨胀至10dm 3，求此过程的 Q 、W 、△U 及△H 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（2）288KC2H4(g) + H2O (g)→C2H5OH (l)348K
↓△H1↓△H2↑△H3
298K C2H4(g) + H2O (g)→C2H5OH (l)298K
△rHmӨ=△rHmӨ( 298K ) +△H1+△H2+△H3
△rHmӨ( 298K ) = 2×(-241.82) + (-393.51) – (-74.81) = - 802.34 kJ
反应后产物的含量为：
O2CO2H2O (g) N2
n / mol 2 1 2 15
- 802.34×103+ ( 2×28.17+ 15×27.32 + 26.75 + 2×29.16 )(T-298) = 0
解：
1-14绝热瓶中有373K的热水，因绝热瓶绝热稍差，有4000J的热量流人温度为298K的空气中，求（1）绝热瓶的△S体；(2）环境的△S环；(3）总熵变△S总。
解：近似认为传热过程是可逆过程
△S总=△S体+△S环= 2.70J·K-1
1-15在298K及标准压力下，用过量100%的空气燃烧1mol CH4,若反应热完全用于加热产物，求燃烧所能达到的最高温度。
T = 1754K
1-16298K , P下，金刚石、石墨的有关数据如下
cHm/kJ·mol-1Sm/J·K-1·mol-1/kg·m-3
金刚石395.40 2.377 3513
石墨393.51 5.740 2260
讨论：(1) 298K , P下，石墨能否转变为金刚石？
(2)用加热或加压的方法能否使石墨转变为金刚石,并计算转变条件.
第一章化学热力学基础
1-1气体体积功的计算式 中，为什么要用环境的压力 ？在什么情况下可用体系的压力 ？
答：
在体系发生定压变化过程时，气体体积功的计算式 中，
可用体系的压力 代替 。
1-2298K时，5mol的理想气体，在（1）定温可逆膨胀为原体积的2倍；( 2)定压下加热到373K；（3）定容下加热到373K。已知Cv,m= 28.28J·mol-1·K-1。
CH4O2CO2H2O (g)N2
△fHmӨ/kJ·mol-1－74.81 0－393.51 - 241.82
CP,m/J·K-1·mol-128.17 26.75 29.16 27.32
解;空气中n (O2) = 4mol ,n (N2) = n (O2) ×(79%÷21%)= 15mol
CH4(g) +2O2→CO2(g) +2H2O (g)
1-10．已知反应在298K时的有关数据如下
C2H4(g) + H2O (g)→C2H5OH (l)
△fHmӨ/kJ·mol-152.3－241.8－277.6
CP , m/ J·K-1·mol-143.6 33.6 111.5
计算（1）298K时反应的△rHmӨ。
（2）反应物的温度为288K，产物的温度为348K时反应的△rHmӨ。
计算三过程的Q、W、△ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、△H和△S。
解（1）△U =△H = 0
（2）
W =△U – QP=－3.12 kJ
（3）
W = 0
1-3容器内有理想气体，n=2mol , P=10P，T=300K。求(1)在空气中膨胀了1dm3，做功多少？(2)膨胀到容器内压力为lP，做了多少功？(3）膨胀时外压总比气体的压力小dP,问容器内气体压力降到lP时，气体做多少功？
解：（1）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且
（2）此变化过程为恒外压的膨胀过程，且
（3）
1-4 1mol理想气体在300K下，1dm3定温可逆地膨胀至10dm3，求此过程的Q、W、△U及△H。
解：△U =△H = 0
1-5 1molH2由始态25℃及P可逆绝热压缩至5dm-3,求（1）最后温度；(2）最后压力；( 3 )过程做功。
解：(1)rSm（体系）= 2.377 –5.740 =3.363 J·K-1
rHm=393.51－(395.40) = 1.89 kJ
S（环境）=－1.89×103 / 298 =－6.342 J·K-1
S =rSm(体系)+S(环境)=－9.705 J·K-1<0
因此在298K , P下，石墨不能转变为金刚石.
(2)由于rSm< 0 ,rHm> 0 ,则rGm在任意温度下都大于零，因此，不能通过升温的方法使石墨转变为金刚石。
因为
且，当压力增大时，可以使
P = 1.5×109Pa
计算说明, 298K下,当压力大于1.5×109时,石墨可以转变为金刚石
1-17 1mol ideal gas withCv,m= 21J·K-1·mol-1,was heated from 300K to 600K by (1) reversible isochoric process; (2)reversible isobaric process. Calculate the△Useparately.
=－88.1 + ( 43.6 + 33.6 ) ×(298-288) + 111.5×( 348-298)
= - 81.75 kJ·mol-1
1-11定容下，理想气体lmolN2由300K加热到600K，求过程的△S。
已知
解：
1-12若上题是在定压下进行，求过程的嫡变。
解：
1-13101.3kPa下，2mol甲醇在正常沸点337.2K时气化，求体系和环境的嫡变各为多少？已知甲醇的气化热△Hm= 35.1kJ·mol-1
解：（1）
（2）
（3）
1-640g氦在3P下从25℃加热到50℃，试求该过程的△H、△U、Q和W。设氦是理想
气体。（He的M=4g·mol-1)
解：
W =△U – QP=-2078.5J
1-7已知水在100℃时蒸发热为2259.4 J·g-1，则100℃时蒸发30g水，过程的△U、△H、Q和W为多少？（计算时可忽略液态水的体积）
解：
1-8 298K时将1mol液态苯氧化为CO2和H2O (l)，其定容热为－3267 kJ·mol-1,求定压反应热为多少？
解：C6H6(l) + 7.5O2(g) → 6CO2(g) +3 H2O (l)
1-9 300K时2mol理想气体由ldm-3可逆膨胀至10dm-3，计算此过程的嫡变。
解：