清华大学物理化学第三章思考题提示
物化第三章课后习题答案
物化第三章课后习题答案
《物化第三章课后习题答案》
物化是一门关于物质和能量变化的科学，它涉及到化学和物理两个领域。
在学习物化的过程中，课后习题是非常重要的一部分，它能够帮助我们巩固所学的知识，并且检验我们对知识的掌握程度。
下面我将针对物化第三章课后习题的答案进行解析和讨论。
1. 问题：化学方程式中的反应物和生成物有什么作用？
答案：化学方程式中的反应物是参与化学反应的原始物质，生成物是化学反应后形成的新物质。
它们的作用是描述化学反应的过程和结果，帮助我们理解反应中的物质变化。
2. 问题：化学方程式中的平衡系数是什么意思？
答案：化学方程式中的平衡系数是用来平衡反应物和生成物的数量关系的数字，它表示了反应物和生成物之间的摩尔比。
通过平衡系数，我们可以确定反应物和生成物之间的化学计量关系。
3. 问题：化学反应中的能量变化有哪些形式？
答案：化学反应中的能量变化可以表现为放热反应和吸热反应。
放热反应是指在化学反应中释放出能量，使周围温度升高；吸热反应是指在化学反应中吸收能量，使周围温度降低。
4. 问题：化学反应速率受哪些因素影响？
答案：化学反应速率受温度、浓度、催化剂等因素的影响。
温度越高，反应速率越快；浓度越高，反应速率越快；催化剂能够降低反应的活化能，从而加快反应速率。
通过对以上课后习题答案的解析，我们可以更加深入地理解物化第三章的知识点，同时也能够加深对化学反应及其原理的理解。
希望大家在学习物化的过程中能够多多练习课后习题，加深对知识的掌握，提高学习效果。
1、物化思考题思考(Class3)
第二、三章P36 问题1：将式(2.5.12>，即p V T p p U V V C C p V T T ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭改写为p V T p p U V V C C p V T T ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭请说明式右边每一项的物理含义。
答：右第一项表示系统内在动能的增加从外界吸收的热量；右第二项表示系统内在势能的增加从外界吸收的热量；右第三项表示系统对外做体积功而从外界所吸收的热量。
解释：首先将这个等式看作是系统等压过程中热学量的变化关系。
式左，显然表示系统吸热的总量。
根据热一律，吸收的热量用来提升系统内能和做功。
内能又分为内在动能和内在势能，<若假定）动能仅与温度有关，势能仅与体积有关，则将上述三个量的改变与等式右边三项一一对应，即可得到它们的物理意义。
具体的进一步对应：右第三项表示等压过程中系统温度变化引起了体积变化进而做的体积功。
右第二项第二个因子表示等压过程中温升对体积的影响，第一个因子则是代表了体积变化对内能的影响；故，右式第二项表示等压过程中，系统内在势能的变化项。
右第二项第二个因子表示等压升温引起的体积膨胀，第一个因子表示在此基础上因需克服分子间作用力等温膨胀时导致的内能增加，从而右式第二项表示系统内在势能的变化项。
联系等体热容定义式，表示温度变化对内能的影响，而温度影响内在动能；故，右式第二项表示等压过程中，系统内在动能的变化项。
P54 问题2：从例2.7.11给出的热容数据看出，物质组成越复杂，热容越大。
请问为什么？提示：与大学物理学过的能量均分原理相联系。
答：“物质组成复杂”应该是指<分子角度讲）组成物质的分子结构复杂，也就是说该分子的运动自由度也较简单分子来得大。
根据能量均分定理，系统从外界得到的能量<此处为热量），被平均地分配在各个自由度上<每个自由度的热容均为KT/2）。
物理化学第三章化学平衡课后思考题
1物理化学第三章课后思考题一、选择题1. 在刚性密闭容器中，有下列理想气体的反应达到平衡 A(g) + B(g) ＝C(g) 若在恒温下加入一定量的惰性气体，则平衡将 （ ）(A) 向右移动(B) 向左移动(C) 不移动(D) 无法确定2. 在 298 K 时,气相反应H 2＋I 2＝2HI 的Δr G m $＝-16 778 J ⋅mol -1，则反应的平衡常数 K p $为： ( )(A) 2.0×1012 (B) 5.91×106 (C) 873 (D) 18.94. 已知反应 2NH 3= N 2+ 3H 2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) N 2+(3/2) H 2= NH 3 的标准平衡常数为： ( )(A) 4(B) 0.5(C) 2(D) 15. Ag 2O 分解可用下面两个计量方程之一表示，其相应的平衡常数也一并列出：Ag O s Ag s O g 22212()()()→+ K P ()1 2422Ag O s Ag s O g ()()()→+ K p()2 设气相为理想气体，且已知反应是吸热的，试判断下列结论哪个是正确的： （ ）（A ）K K P ()()2112= （B ）K K p p ()()21= （C ）K p ()2随温度的升高而增大 （D ）O 2气的平衡压力与计量方程的写法无关6. Ag 2O 分解可用下列两个反应方程之一表示，其相应的平衡常数也一并列出 I. Ag 2O (s) 2Ag (s) + (1/2) O 2 (g) K p (Ⅰ) II. 2Ag 2O (s) 4Ag (s) + O 2 (g) K p (Ⅱ)设气相为理想气体，而且已知反应是吸热的，试问下列哪个结论是正确的：(A) K p (Ⅱ) = K p (Ⅱ)(B) K p (Ⅰ) = K p 2(Ⅱ)(C) O 2 气的平衡压力与计量方程的写法无关(D) K p (Ⅰ) 随温度降低而减小7. 某低压下的气相反应,在 T ＝200 K 时K p ＝8.314×102 Pa ，则K c /mol·cm -3是：( )(A) 5×102 (B) 14×106 (C) 14×103 (D) 0.58.理想气体反应CO g H g CH OH g ()()()+=223的r m ΔG $与温度T 的关系为：-1r m /J mol 2166052.92G ∆⋅=-+$(T /K)，若使在标准状态下的反应向右进行，则应控制反应的温度： （ ）（A ）必须高于409.3 K （B ）必须低于409.3 K（C ）必须等于409.3 K （D ）必须低于409.3 °C二、填空题9 在温度为2000 K 时，理想气体反应CO g O g CO g ()()()+=1222的-1r m 45817J mol G ∆=⋅$，则该反应的平衡常数K p = ()kPa -12。
物理化学第三章课后答案完整版
第三章热力学第二定律3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。
求（1）热机效率；（2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解：卡诺热机的效率为根据定义3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求：（1）热机效率；（2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出（2）3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求（1）热机效率；（2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
解：（1）(2)3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
证： （反证法） 设 r ir ηη>不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。
解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。
（1）可逆热机效率。
（2）不可逆热机效率。
（3）不可逆热机效率。
解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义因此，上面三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知水的比定压热容。
今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水，求过程的。
（1）系统与100℃的热源接触。
（2）系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。
物理化学课后思考题答案
第一章 热力学第一定律 1、 = 2、 升高 3、 =，=，= 5、=，=，=，> 12、降低 13、 0 0 0 0 < > 0 0 0 > > > < <或≈ < < ><或≈>>第二章 热力学第二定律1、不违反，该过程体系本身的压力、体积发生了变化。
2、不对，只有在孤立或绝热条件下熵增加原理才成立。
3、不对，⎰=∆TQ S Rδ，理想气体等温膨胀时有0ln 12>==∆V VnR T Q S R 。
6、系统若发生了绝热不可逆过程，是否可以设计一个绝热可逆过程来计算它的熵变？答：不可。
7、不一样。
绝热可逆才等熵。
10、 与0的关系 U ∆H ∆S ∆F ∆G ∆（1） = < > < < （2） > > > < = （3） = = > < < （4） < < = - - （5）==><<第三章 化学势与平衡 2、对3、错，溶剂遵从拉乌尔定律，溶质遵从亨利定律。
4、>5、错。
沸点升高要求非挥发性溶质，凝固点降低要求该过程溶质不析出。
6、错。
食盐在水中解离后使溶质的浓度发生改变。
15、C第四章 化学动力学 1、（1）错、（2）错、（3）错、（4）对、（5）错、（6）错、（9）催化剂只能改变反应速率，而不能改变化学反应的标准平衡常数。
对 （10）错 3、一级：1：2； 二级1：3。
4、如果想获得更多的产物B ，应该升温。
10、不变第五章 电化学2、不一样。
强电解质完全电离，可测定一系列不同浓度稀溶液的电导率，计算摩尔电导率，然后用公式()c m m β-Λ=Λ∞1线性拟合来求。
而弱电解质部分电离，只能由离子独立移动定律，通过强电解质的极限摩尔电导率来求。
3、1203907.0-⋅⋅mol m S 5、原电池的正极与阴极相对应，发生还原反应；负极与阳极相对应，发生氧化反应。
第五版物理化学第三章习题答案
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求（1）热机效率；（2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解：卡诺热机的效率为根据定义3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求：（1）热机效率；（2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出（2）3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求（1）热机效率；（2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
解：（1）(2)3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功等于不可逆热机作出的功－W。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
证：（反证法）设不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。
解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。
物理化学 答案 第三章_习题解答
Ο 在 298.15K 的 Δ r H m = −9.20kJ ⋅ mol −1 ，C2H5OH （1） 的标准摩尔燃烧焓为-1366.8kJ·mol 1， CH3COOH （1）
-
Ο 的为-874.54kJ·mol 1。试求 CH3COOC2H5（1）的标准摩尔生成焓 Δ f H m （298.15K） 。
-
解：根据题给数据，可设计下列过程：
Δr H m CH 2COOH (1) + C2 H 5OH (1) + 5O2 ( g ) ⎯⎯⎯ → CH 3COOC2 H 5 (1) + H 2O (1) + 5O2
Ο
Δ c H1
恒温 25℃ 4CO2（g）+5H2O(1)
Δc H 2
Ο Δ c H 2 = Δ c H1 − Δ r H m (298.15K ) Ο Ο Δ c H1 = Δ c H m (CH 3 COOH ,1, 298.15 K ) + Δ c H m (C2 HOH ,1, 298.15K )
(3) Δ r Η m = Δ f Η m (CH 3 OH ) − Δ f Η m (CH 4 ) −
Θ
Θ
Θ
1 Δ f ΗΘ m (O2 ) 2
= −238.7 − (−74.81) = −163.89 KJ ⋅ mol −1
Θ Θ Θ Δr Sm = Sm (CH 3 OH ) − S m (CH 4 ) −
= −393.51 − 74.81 − (−484.5) = −16.18 KJ ⋅ mol −1
Δ r C p ,m = C p ,m (CO2 ) + C p , m (CH 4 ) − C p ,m (CH 3COOH ) = 31.4 + 37.7 − 52.3 = 16.8 J ⋅ mol −1
《物理化学》第3章 第1讲 (3.1,3.2,3.3)
本章将热力学原理应用于化学反应系统， 本章将热力学原理应用于化学反应系统 ， 研究 在一定条件下给定化学反应所能进行的方向和限 许多情况下， 度 。 许多情况下 ， 反应的方向和限度可以通过热 力学计算获得， 而不必依赖于复杂的实验工作， 力学计算获得 ， 而不必依赖于复杂的实验工作 ， 因此掌握这种计算意义重大。 因此掌握这种计算意义重大。
11
∆rG
Θ m
(p = −RT ln (p
Z
/p /p
Θ z Θ d
D
) )
⇒K
θ
(p = (p
Z
/p /p
Θ z Θ d
D
) )
因此，有凝聚相参加的理想气体反应， 因此，有凝聚相参加的理想气体反应，Kθ等于气相 组分的平衡压力商，而不出现凝聚相的表达式。 组分的平衡压力商，而不出现凝聚相的表达式。 3.2.2 分解压 复相反应中有一类特殊反应， 复相反应中有一类特殊反应，其特点是平衡只涉 及一种气体生成物，其余都是纯态凝聚相，例如： 及一种气体生成物，其余都是纯态凝聚相，例如： CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) K = pCO2 /p
RT ( ln( pY / p Θ ) y + ln( pZ / p Θ ) z − ln( p A / p Θ ) a − ln( pD / p Θ ) d )
Θ Θ Θ Θ = [ y μY (T ) + z μ Z (T ) − a μ A (T ) − d μ D (T )]
( pY / p Θ ) y ( pZ / p Θ ) z + RT ln ( p A / p Θ ) a ( pD / p Θ ) d
6
物理化学第三章习题和答案
第三章 化学反应系统热力学 (习题答案) 2007-6-6§3.1 标准热化学数据 练习1 所有单质的 Om f G ∆ (T )皆为零?为什么?试举例说明?答：所有处于标准状态的稳定单质的O m f G ∆ (T )（因为生成稳定单质，稳定单质的状态未发生改变）；如单质碳有石墨和金刚石两种，O m f G ∆ (298.15K ，石墨，)=0kJmol -1.而O m f G ∆ (298.15K ，金刚石，)=2.9kJmol -1, (课本522页)，石墨到金刚石状态要发生改变，即要发生相变，所以O m f G ∆ (298.15K ，金刚石，)=2.9kJmol -1,不等于零。
2 化合物的标准生成热(焓)定义成：“由稳定单质在298.15K 和100KPaPa 下反应生成1mol 化合物的反应热”是否准确?为什么?答：单独处于各自标准态下，温度为T 的稳定单质生成单独处于标准态下、温度为T 的1mol 化合物B 过程的焓变。
此定义中（1）强调压力为一个标准大气压，而不强调温度；（2）变化前后都单独处于标准态。
所以题中的定义不准确，3 一定温度、压力下，发生单位化学反应过程中系统与环境交换的热Q p 与化学反应摩尔焓变n r H ∆是否相同?为什么?答： 等压不作其他功时（W ’=0），数值上Q p =n r H ∆; Q p 是过程量，与具体的过程有关，而n r H ∆是状态函数与过程无关，对一定的化学反应有固定的数值；如将一个化学反应至于一个绝热系统中Q p 为零，但n r H ∆有确定的数值。
§3.2 化学反应热力学函数改变值的计算. 练习1 O m r G ∆(T ),m r G ∆(T ),Om f G ∆(B ，相态，T )各自的含义是什么?答：Om r G ∆(T )： 温度为T ，压力为P θ，发生单位反应的ΔG;m r G ∆(T ): 温度为T ，压力为P ，发生单位反应的ΔG;Omf G ∆(B ，相态，T ): 温度为T ，压力为P θ，由各自处于标准状态下的稳定单质，生成处于标准态1mol 化合物反应的ΔG;2 25℃时，H 2O(l)及H 2O(g)的标准摩尔生成焓分别为-285.838及-241.825kJ mol -1 。
物理化学第三章习题答案分析解析
1mol 理想气体恒温可逆 1mol 理想气体 300K，100 kPa 300K，1000kPa
dT 0
A U TS ?
U H 0 p1 S nR ln ? p2 p1 WT ,r nRT ln ? p2
Q W
G H TS ?
T1 263.15K ,101.325kPa
S1
H
263 .15K ,101 .325 kPa
S 3
H 1
S 2
H 3
Qp H
H 2O(l ) H 2O( s)
T2 273.15K ,101.325kPa
H 2
273 .15K ,101.325kPa
H1 nCp,m (l )(T2 T1 ) 10 76.28 （273.15- 263.15 ） 7.63kJ
S nCp ,m ln
S1 nSm 0.04 205.14 8.21J K 1 S2 S1 S ?
H nCp,m (T2 T1 ) ?
G H (T2 S2 T1S1 ) ?
6．1mol某双原子理想气体，从300K、pθ等温可逆压缩到10pθ， 计算该过程的Q、W、∆U、∆H、∆S、∆A和∆G。
1. 将1mol双原子理想气体从298K、100kPa的始态，恒熵压缩 到体积为5dm3，求终态温度及过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。
理想气体恒熵 1mol 理想气体 解： 1mol
298K，100kPa T2，5dm3
T2 V1 R CV ,m ( ) T1 V2
T2 ?
nRT 1 V1 p1
K，1dm3n mol Nhomakorabea理想气体绝热 n mol 理想气体 p1V1 n 0.04m ol 298.15K，100 kPa T2，500kPa RT1
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1．(1) 是偏摩尔量。 (2) 注意下标； (3) Cp,m 不是容量性质；(4) 注意系统。 V=V*, H=H*, S>S*
2．根据理想液体混合物的混合性质。 *, 3. (1) 1 2，
1θ=2θ (2) 1>2 1θ = 2θ; 3θ = 4θ;
B(g,T)>B(g,T );
，
1θ=2θ 1θ =) 1 4
4.利用化学势与 T、p 的关系： (1) 1=2， (4) (2) 1 < 3， (5) 5 > 6
1θ = 4θ;
3 < 4
5. (2)（相平衡时，同一种物质在它存在的各相的化学势相等。 ） 6. (1) （相平衡时，同一种物质在它存在的各相的化学势相等。 ） 7. 不对。 （物质 B 为溶质，在稀薄溶液中的标准态可以有三种选择，以选 xB =1 为例, 要求严格满足亨利定律，则 PB= kB , 但在不同溶液中 kB 不同。 ） 8. 考察化学势与温度的关系：(1) B(l,T )<B(l,T) (2) B(l) > B(g) 9. 不能确认， （可能是其他多种物质的混合物） 。能确认。 10. 先计算各溶液的浓度，再计算各溶液凝固点的下降值，最后比较其凝固点的 大小。