物理化学第二章-习题课
体积为5dm3，试求终态温度、压力及过程的Q、
W、ΔU、ΔH、ΔS。假设氢气为理想气体，CV，
m=2.5R。
6. 在10g沸水中加入1g、273.15K的冰，求该过程 的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。已知冰的融化热
为6025J· -1，水的热容Cp,m=75.31J· -1· -1。 mol mol K
（３）最后恒压下冷却至25℃。
已知该气体的Cv,m=1.5R, Cp,m=2.5R。计算整个过 程的Q、W、∆U、 ∆ H。
3．100kPa压力下，1mol甲苯在其沸点110℃时蒸 发为蒸汽，再将此气体在外压保持为50kPa下恒 温膨胀至平衡态。已知110℃时甲苯的蒸发热为 33.30kJ· -1。求该过程的Q、W、ΔU、ΔH。 mol
9.理想气体从V1经绝热膨胀到V2的过程中，Q、
W、△U、△H是大于零、等于零、小于零还是无
法判断？ Q( ), W ( ), △U ( ), △H ( )。 ）0， Q
10. 1mol单原子理想气体从p1 V1 T1恒容冷却到p2 V1 T2，该过程中△U（ ( ), W（ ）0，△S（ ）0。（填>、<、或=符号）
பைடு நூலகம்
6. 1mol液态苯在298K时置于密闭量热计中完全 燃烧，生成液态水和CO2，同时放热3264kJ ，则 恒压燃烧热为（ ）。 7.当系统向环境传递热量时，系统的热力学能将 （ ）。 8.已知CO2临界参数tc=30.98℃, pc=7.375MPa。有 一钢瓶中储存着29℃的CO2，则该CO2 以什么状 态存在？（ ）
计算题
1.假设N2为理想气体。在0℃和5105Pa下， 2dm3N2作等温膨胀到压力105Pa 。
(1) 如果是可逆膨胀；
(2)如果是在外压恒定为105Pa的条件下进行。
试计算此两过程的Q、W、ΔU、ΔH。
2．1mol理想气体依次经历以下过程：
（１）恒容下从25℃加热到100℃；
（２）再绝热可逆膨胀至2倍体积；
3. 物质的量为1mol的单原子理想气体，从始态经 绝热可逆过程到末态后，对环境做了1.0kJ的功， 此过程的△H为（ ）。 4.实际气体经节流膨胀后，Q（ ），△H （ ），△P（ ）。（填＜0，=0或＞0）。 5.在一个绝热的恒容容器中，发生一个化学反应， 使系统的温度从T1升高到T2，压力从p1升高到p2， 则 Q（ ），W（ ），△U（ ）。 （填＜0，=0或＞0）。
填空题
1. 理想气体从V1向真空膨胀到V2的过程中，Q、W、 △ U、 △ H是大于零、等于零、小于零还是无法 判断？
Q(
), W(
), △ U(
), △ H(
)。
2. 1mol理想气体，经过等温膨胀、等容加热、等 压冷却三步完成一个循环回到原状态。若已知气 体在此循环过程中吸热4200kJ，则此过程的 Q=（ △ H= ( ）， W=（ ) △S=（ ）， △ U= ( ），△G=（ ), ）。
（甲苯蒸汽可视为理想气体）
4. 1mol水，在373K、101.325kPa的压力下等温向 真空容器蒸发，使终态压力为0.5×101.325kPa， 已知水在101.325kPa下的汽化热为40.66kJ· -1， mol 求该过程的△U、 △H、 △ S、△G、 △F。
5. 1molH2(g)在25℃和0.1MPa下可逆绝热压缩至
物理化学第二章-习题课
（甲苯蒸汽可视为理想气体）
4. 1mol水，在373K、101.325kPa的压力下等温向 真空容器蒸发，使终态压力为0.5×101.325kPa， 已知水在101.325kPa下的汽化热为40.66kJ· mol-1， 求该过程的△U、 △H、 △ S、△G、 △F。
5. 1molH2(g)在25℃和0.1MPa下可逆绝热压缩至
9.理想气体从V1经绝热膨胀到V2的过程中，Q、
W、△U、△H是大于零、等于零、小于零还是无
法判断？ Q( ), W ( ), △U ( ), △H ( )。 ） 0， Q
10. 1mol单原子理想气体从p1 V1 T1恒容冷却到p2 V1 T2，该过程中△U（ ( ), W（ ）0，△S（ ）0。（填>、<、或=符号）
物质的量为1mol的单原子理想气体从始态经绝热可逆过程到末态后对环境做了10kj的功此过程的h为
填空题
1. 理想气体从V1向真空膨胀到V2的过程中，Q、W、 △ U、 △ H是大于零、等于零、小于零还是无法 判断？
Q(
), W(
), △ U(
), △ H(
)。
2. 1mol理想气体，经过等温膨胀、等容加热、等 压冷却三步完成一个循环回到原状态。若已知气 体在此循环过程中吸热4200kJ，则此过程的 Q=（ △ H= ( ）， W=（ ) △S=（ ）， △ U= ( ），△G=（ ), ）。
3. 物质的量为1mol的单原子理想气体，从始态经 绝热可逆过程到末态后，对环境做了1.0kJ的功， 此过程的△H为（ ）。 4.实际气体经节流膨胀后，Q（ ），△H （ ），△P（ ）。（填＜0，=0或＞0）。 5.在一个绝热的恒容容器中，发生一个化学反应， 使系统的温度从T1升高到T2，压力从p1升高到p2， 则 Q（ ），W（ ），△U（ ）。 （填＜0，=0或＞0）。
大学物理化学课外习题
第二章 热力学第一定律一、选择题1. 某系统恒压时功的表示式是:A. – RT ❒nB. –nRTln (V 2/V 1)C. – p (V 2 –V 1)D. –np (V 2 –V 1) 2、焓的定义式H =U +pV 中的p 代表：A. 系统的总压力B.系统中各组分的分压C. 外压D. 100kPa 3. 某理想气体的C p/C v = 1.40, 它是：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. 非理想气体在绝热条件下向真空膨胀，下述中正确的是：A. Q = 0B. W = 0C. ❒U = 0D. ❒H = 0 5. 某系统经不可逆循环，下列描述错误的是：A. Q = 0B. ❒Cp = 0C. ❒U = 0D. ❒H = 06. 两种理想气体在绝热钢性容器中经化学反应后系统温度升高、压力增大，则： A. ❒U = 0，❒H = 0 B. ❒U > 0，❒H > 0 C. ❒U = 0，❒H ≠ 0 D. ❒U < 0，❒H < 07. 恒容下，一定量的理想气体，当温度下降时热力学能将：A. 增加B. 不变C. 降低D. 不能确定8. 在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱，将冰箱门打开，并接通电源使其工作，过一段时间之后，室内的平均气温将：A. 降低B. 升高C. 不变D. 不一定 9. van der Waals 气体经Joule 实验(绝热真空膨胀)后温度将：A. 不变B. 上升C. 下降D. 不能确定10. 某化学反应在烧杯进行时放热2000J. 若设计在电池中进行，该系统作电功500J ，若两过程的始终态相同且不做体积功，则反应在电池中进行时的Q 为：A. 2500JB. –2500JC. 1500JD. –1500J11. 将一真空钢筒阀门打开时，大气（视为理想气体）冲入，此时钢筒内的气体温度将： A. 上升 B. 不变 C. 下降 D. 不能确定 12. 公式❒H = Q p 适用下列的过程为：A. 理想气体绝热等外压膨胀B. 273K,101.3kPa22H O(s)H O(l)−−−−−→ C. 2Cu (aq)2e Cu(s)+-+→ D. 理想气体等温可逆膨胀13. 反应的计量方程为H 2(g)+Cl 2(g)＝2HCl(g)，5mol H 2(g)与4molCl 2(g)混合发生反应，最后生成2mol HCl(g)，则该反应进度ξ为：A. 1molB. 2molC. 4molD. 5mol 14. 在298K 时，石墨的标准生成焓f m (C )H ∆，石墨的值：A. 大于零B. 等于零C. 小于零D. 无法确定15. 某气体的状态方程为pV m =RT +bp (b 是大于零的常数)，则下列结论正确的是： A. 其焓H 只是温度T 的函数B. 其热力学能U 只是温度T 的函数C. 其热力学能和焓都是温度T 的函数D. 其热力学能和焓不仅与温度T 有关，还与气体的体积V m 或压力p 有关 二、填空题1. 1mol 双原子理想气体的(∂H /∂T )p = J· K -1。
陈启元版物化第二章 课后习题解答
G H - TS -T R ln
p1 p RT ln 2 1573J p2 p1
A nRT ln
p2 8.314 273 ln 2 1573J p1
p1 p RT ln 2 1573J p2 p1
或
A U - TS -T R ln
Q W p 外V p 外 V 2 V1 ) p 外( （
607950 8.314 298 .159 （
RT RT ) p2 p1
1 1 ） -12394 J 607950 101325
S 环
-Q
T
12394 41.57J K 1 298 .15
解（1）设O2为理想气体，因为恒温可逆压缩，所以 U H 0
Q r W p1 101325 p 外dV nRT ln 1 298 .15 ln 4441J p2 607950
V
V2
1
G H TS TS Q r 4441J A U TS TS Q r 4441J
S S 终 S 始 S m S m
RT ln p 1 p 2 p RLn 1 13.4J mol 1 K T p2
S 终 0.204 (205 13.4) 39.1J K 1
S m S S m 13.4 205
U H 0
p1 8.314 273 ln 0.5 1573 25J . p2
Q W nRT ln
S nR ln
或
p1 8.314 ln 0.5 5.76J p2 p2 G nRT ln 8.314 273 ln 2 1573J p1
物理化学第二章作业及答案
第二章多相多组分系统热力学2007-4-24§2.1 均相多组分系统热力学 练习1 水溶液(1代表溶剂水，２代表溶质)的体积V 是质量摩尔浓度b 2的函数，若 V = A +B b 2+C (b 2)2(1)试列式表示V 1和V 2与b 的关系；答： b2: 1kg 溶剂中含溶质的物质的量， b 2=n 2, 112222,,,,2T P n T P n V V V B cb n b ⎛⎫⎛⎫∂∂===+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ ∵ V=n 1V 1+n 2V 2( 偏摩尔量的集合公式)∴ V 1=(1/n 1)(V-n 2V 2)= (1/n 1)( V-b 2V 2)= (1/n 1)(A+Bb 2+c(b 2)2-Bb 2-2cb 2)= (1/n 1)[A-c(b 2)2] (2)说明A ,B , A/n 1 的物理意义；由V = A +B b 2+C (b 2)2 ， V=A;A: b 2→0, 纯溶剂的体积，即1kg 溶剂的体积B; V 2=B+2cb 2, b 2→0, 无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积A/n 1：V 1= (1/n 1)[A-c(b 2)2]，∵b 2→0，V = A +B b 2+C (b 2)2, 纯溶剂的体积为A, ∴A/n 1 为溶剂的摩尔体积。
(3)溶液浓度增大时V 1和V 2将如何变化?由V 1，V 2 的表达式可知， b 2 增大，V 2 也增加，V 1降低。
2哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量? 答： 偏摩尔量定义为,,c B B T P n Z Z n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭所以,,c B B T P n G G n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,c B B T P n H H n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cBB T P n F F n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cB B T P n U U n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 化学势定义为：,,c B B T P n G n μ⎛⎫∂=⎪∂⎝⎭= ,,c B T V n F n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,c B S V n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,cB S P n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 可见，偏摩尔Gibbs 自由能既是偏摩尔量又是化学势。
物理化学上册习题及答案
第二章热力学第一定律一、单选题1) 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 <0B. W <0，Q <0，U >0C. W <0，Q <0，U >0D. W <0，Q =0，U >02) 如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已知p右> p左，将隔板抽去后: ( )A. Q＝0, W ＝0, U ＝0B. Q＝0, W <0, U >0C. Q >0, W <0, U >0D. U＝0, Q＝W03）对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：( )A. (U/T)V＝0B. (U/V)T＝0C. (H/p)T＝0D. (U/p)T＝04）凡是在孤立孤体系中进行的变化，其U 和H 的值一定是：( )A. U >0, H >0B. U ＝0, H＝0C. U <0, H <0D. U ＝0，H 大于、小于或等于零不能确定。
5）在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: ( )A. Q >0, H＝0, p < 0B. Q＝0, H <0, p >0C. Q＝0, H ＝0, p <0D. Q <0, H ＝0, p <06）如图，叙述不正确的是：( )A.曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小B.H1表示无限稀释积分溶解热C.H2表示两浓度n1和n2之间的积分稀释热D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时HCl的微分溶解热7）H＝Q p此式适用于哪一个过程: ( )A.理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5sPaB.在0℃、101325Pa下，冰融化成水的水溶液C.电解CuSO4D.气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa )8) 一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2。
材料物理化学第2章习题课.ppt
面也对环境散热；2)系统内能不变，输入的电功全
部用于向环境散热。
2.5A 补充题
水的膨胀系数为2.1×10-4/K。如果0.2 dm3水在 恒压1atm下升温25K，计算内能、功、热与焓。已 知C p , m
=75J/mol·K。膨胀系数是恒压下，升高
解1答K的体 积H 膨 胀Q 率p 。2 1 0 8 0752520.8kJ
2.3A 补充题 气 缸 内 pg(perfect gas) 反 抗 恒 外 压 绝 热 膨 胀 时 ， 成立吗？为什么？
解答 H Qp
不成立。
反抗“恒定的外压”指过程中环境压力不变，而对过程中 系统的压力没有约定，因此与恒压过程不是一个概念。而 仅在恒压过程中成立。
提示：恒压、恒外压与等压是三个有差别的概念。 H Qp
H U p V U n R T 7 0 . 9 J
2.15A 续 讨论题
1为什么下式不成立？
U C V d T H C p d T
2从数据上看，下式成立，这个关系能够证明吗？
H Q p W 2 9 .1 4 1 .8 7 0 .9 J
2.18A 补充题(高等数学的一道习题)
2.1
1原题：1摩尔pg在恒压下升温1K，求W。
2对
的非理想气体，功的表达式有变化
吗？为p什Vm么？b请R 用T文字回答。
解答
1恒压指：外压不变，且始终等于内压。
2没有。对
气体，考虑了自身
体 膨
积的 胀中
影，响这p，V 种m 因修b此正R 有并T修不正影项响b体。积但的是变，化在，升即温Δ体V积是
不变的，因此原结论成立。
是气瓶的10倍，即100升。气体为25℃、1atm，因
第五版物理化学第二章习题集规范标准答案
第二章热力学第一定律2.1 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。
解：理想气体n = 1mol对于理想气体恒压过程,应用式（2.2.3）W =－p ambΔV =－p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－8.314J2.2 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,101.325kPa下全部凝结成液态水。
求过程的功。
假设：相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。
解: n = 1mol恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式（2.2.3）W =－pambΔV =－p(Vl-Vg) ≈ pVg = nRT = 3.102kJ2.3 在25℃及恒定压力下，电解1mol水(H2O,l)，求过程的体积功。
H2O(l) ＝H2(g) + 1/2O2(g)解: n = 1mol恒温恒压化学变化过程, 应用式（2.2.3）W=－pambΔV =－(p2V2-p1V1)≈－p2V2=－n2RT=－3.718kJ2.4 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。
若途径a的Q a=2.078kJ,Wa=－4.157kJ；而途径b的Q b=－0.692kJ。
求W b.解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b由热力学第一定律可得 Qa + Wa = Q b + W b∴ W b = Q a + W a－Q b = －1.387kJ2.5 始态为25℃，200 kPa 的5 mol 某理想气体，经途径a ，b 两不同途径到达相同的末态。
途经a 先经绝热膨胀到 -28.47℃，100 kPa ，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa 的末态，步骤的热。
途径b 为恒压加热过程。
求途径b 的及。
解：先确定系统的始、末态3111061902000001529831485m ...P nRT V =××==32101601000005824431485m ...P nRT V V =××=== kJ .kJ )..(Q W U Δa a 85194225575=+=+=－对于途径b ，其功为kJ .J ..V Δp W b 932706190101602000001－）－（－－===根据热力学第一定律2.6 4mol 某理想气体，温度升高20℃, 求ΔH －ΔU 的值。
物理化学第二章-习题及答案
物理化学第二章-习题及答案物理化学第二章-习题及答案第一章热力学第一定律填空题1、一定温度、压力下，在容器中进行如下反应：Zn(s)+2HCl(aq)= ZnCl 2(aq)+H 2(g)若按质量守恒定律，则反应系统为系统；若将系统与环境的分界面设在容器中液体的表面上，则反应系统为系统。
2、所谓状态是指系统所有性质的。
而平衡态则是指系统的状态的情况。
系统处于平衡态的四个条件分别是系统内必须达到平衡、平衡、平衡和平衡。
3、下列各公式的适用条件分别为：U=f(T)和H=f(T)适用于；Q v =△U 适用于；Q p =△H 适用于；△U=dT nC 12T T m ,v ?适用于；△H=dT nC 21T T m ,P ?适用于；Qp =QV+△ngRT适用于；PV r=常数适用于。
4、按标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓的定义，在C（石墨）、CO（g）和CO2(g)之间，的标准摩尔生成焓正好等于的标准摩尔燃烧焓。
标准摩尔生成焓为零的是，因为它是。
标准摩尔燃烧焓为零的是，因为它是。
5、在节流膨胀过程中，系统的各状态函数中，只有的值不改变。
理想气体经节流膨胀后，它的不改变，即它的节流膨胀系数μ= 。
这是因为它的焓。
6、化学反应热会随反应温度改变而改变的原因是；基尔霍夫公式可直接使用的条件是。
7、在、不做非体积功的条件下，系统焓的增加值系统吸收的热量。
8、由标准状态下元素的完全反应生成1mol 纯物质的焓变叫做物质的。
9、某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行, 系统温度由T 1升高到T 2，则此过程的焓变零；若此反应在恒温（T 1）、恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其焓变零。
10、实际气体的μ=0P T H,经节流膨胀后该气体的温度将。
11、公式Q P =ΔH 的适用条件是。
12、若某化学反应，只做体积功且满足等容或等压条件，则反应的热效应只由决定，而与无关。
13、常温下，氢气经节流膨胀ΔT 0；W 0；Q 0；ΔU 0；ΔH 0。
物理化学习题课精讲附答案完整版
化学反应热效应与温度的关：
2
r H m ( 2 ) r H m ( 1 )
1
B
B
C p , m ( B ) dT
二、思考题和例题
1. 指出下列公式使用的条件 (1) dU Q pdV (2) (3)
H U pV
H Q p
封闭系统，非膨胀功
1 ，纯固体和纯液体的标准态是指温 J mol
，
度为T，压力为100KPa的状态，纯气体的标准态是 指温度为T，压力为100KPa，且具有理想气体性质 的状态。
化学反应等容过程或等压过程不管是一步完成还
是分几步完成，该反应的热效应相同，这一规律在
1840年由Hess（赫斯）发现，称为Hess定律。自 热力学第一定律产生后，上述结论就成为必然结果 了。利用Hess定律可以通过已知的反应热效应求算 难以直接测量的反应热效应。热效应的种类有生成
p外 V p外 V
C V (T1 T 2 )
( p 1V 1 p 2V 2 )
C C
p
dT dT
Q p pV
Qp
p
C C
V
dT
C C C
p
dT
0
V
dT
p
dT
1
-
n R (T1 T 2 )
1
p外 V
U W
C
V
dT
p
dT
某热力学系统的状态是系统的物理性质和化学性质
的综合表现，可以用系统的性质来描述。在热力学中
把仅决定于现在所处状态而与其过去的历史无关的系
统的性质叫做状态函数，状态函数具有全微分的性质。
天大版物理化学第二章课后习题
第二章热力学第一定律2.5 始态为25 ︒C，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。
途经a先经绝热膨胀到 -28.47 ︒C，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。
途径b为恒压加热过程。
求途径b的及。
解：先确定系统的始、末态对于途径b，其功为根据热力学第一定律2.6 4 mol的某理想气体，温度升高20 ︒C，求的值。
解：根据焓的定义2.10 2 mol某理想气体，。
由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力体积增大到150 dm3，再恒压冷却使体积缩小至25 dm3。
求整个过程的。
解：过程图示如下由于，则，对有理想气体和只是温度的函数该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的根据热力学第一定律2.13 已知20 ︒C液态乙醇(C2H5OH，l)的体膨胀系数，等温压缩率，密度，摩尔定压热容。
求20 ︒C，液态乙醇的。
解：由热力学第二定律可以证明，定压摩尔热容和定容摩尔热容有以下关系2.14 容积为27 m3的绝热容器中有一小加热器件，器壁上有一小孔与100 kPa的大气相通，以维持容器内空气的压力恒定。
今利用加热器件使器内的空气由0 ︒C加热至20 ︒C，问需供给容器内的空气多少热量。
已知空气的。
假设空气为理想气体，加热过程中容器内空气的温度均匀。
解：在该问题中，容器内的空气的压力恒定，但物质量随温度而改变注：在上述问题中不能应用，虽然容器的体积恒定。
这是因为，从小孔中排出去的空气要对环境作功。
所作功计算如下：在温度T时，升高系统温度 d T，排出容器的空气的物质量为所作功这正等于用和所计算热量之差。
2.15 容积为0.1 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 ︒C，4 mol 的Ar(g)及150 ︒C，2 mol的Cu(s)。
现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的。
已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为及，且假设均不随温度而变。