大学物理化学 第一章 作业难题 解答
物理化学习题集(离线必做)
浙江大学远程教育学院 《物理化学》课程作业（必做）姓名：学 号：年级：2014春药学学习中心：杭州学习中心—————————————————————————————第一章 热力学第一定律一、填空题1. △U=Q+W 适用于 宏观上静止且无外力场存在的封闭 系统。
2. △H=Q P 的适用条件是 封闭系统在非体积功为0且等压 。
3. 系统的性质分为广度性质和 强度性质 。
4. 水（101325Pa ，273.15K ）在等温等压下凝结成冰（101325Pa ，273.15K ）过程 的W 小于 零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。
二、简答题1. 什么是系统？什么是环境？答：将一部分物质从其他部分中划分出来，作为研究的对象，这一部分物质就称为系统； 系统之外与系统密切相关的部分称为环境。
2. 什么是热力学第一定律？答：将能量守恒与转化定律应用于宏观的热力学系统即为热力学第一定律。
三、计算题1. 1 mol 单原子理想气体在298K 时，分别按下列三种方式从15.00dm 3膨胀到40.00 dm 3： （1）自由膨胀； （2）等温可逆膨胀；（3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。
分别求上述三种过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。
答：（1）自由膨胀；0)(0)(1212e ＝＝＝V V V V p W -⨯--因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，而理想气体自由膨胀过程温度不变，所以：ΔU =ΔH =f (T )＝0 （2）等温可逆膨胀；因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，所以等温过程ΔU=ΔH=0W=-nRTln(v2/v1)=-1x8.314x298ln(40/15)=-2430J Q=-w=2430J（3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。
ΔU=ΔH=0P=nRT/V=(1×8.314×298)/(40/1000)=61.94KPa W=-61.94 × (40-15) =-1548.5J Q=-w=1548.5J2. 已知298.2K 时，NaCl(s)、H 2SO 4(l)、Na 2SO 4 (s)和HCl(g)的标准摩尔生成焓分别为-411、-811.3、-1383和-92.3 kJ·mol -1，求下列反应2NaCl(s) + H 2SO 4(l) = Na 2SO 4(s) + 2HCl(g)在298.2K 时的△r H m ө。
大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案
热力学第一定律课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“√”，错误的画“⨯”。
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. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。
( )3. 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。
( )4. 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。
( )5. 稳定态单质的∆f H(800 K) = 0。
( )二、选择题选择正确答案的编号，填在各题后的括号内：1. 理想气体定温自由膨胀过程为：（）。
（A）Q > 0；（B）∆U < 0；（C）W <0；（D）∆H = 0。
2. 对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。
( A ) Q；( B ) Q＋W；(C ) W( Q = 0 )；( D ) Q( W = 0 )。
3. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,m)适用的条件是：( )(A)绝热过程；( B)理想气体绝热过程；( C )理想气体绝热可逆过程；(D)绝热可逆过程。
4. 在隔离系统内：( )。
( A ) 热力学能守恒，焓守恒；( B ) 热力学能不一定守恒，焓守恒；(C ) 热力学能守恒，焓不一定守恒；( D) 热力学能、焓均不一定守恒。
5. 从同一始态出发，理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( )。
( A )可以到达同一终态；( B )不可能到达同一终态；( C )可以到达同一终态，但给环境留下不同影响。
6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。
( A )焓总是不变；(B )热力学能总是增加；( C )焓总是增加；(D )热力学能总是减少。
7. 已知反应H2(g) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T)，下列说法中不正确的是：（）。
物理化学课后问题详解
第一章气体的pVT 关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1T T pV p V V T V V⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯==每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H Cn/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时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：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。
充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。
若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。
试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm Vl O H ==-=ρ n=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡密封着标准状况条件下的空气。
大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案
热力学第一定律课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“√”，错误的画“⨯”。
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. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。
( )3. 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。
( )4. 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。
( )5. 稳定态单质的∆f H(800 K) = 0。
( )二、选择题选择正确答案的编号，填在各题后的括号内：1. 理想气体定温自由膨胀过程为：（）。
（A）Q > 0；（B）∆U < 0；（C）W <0；（D）∆H = 0。
2. 对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。
( A ) Q；( B ) Q＋W；(C ) W( Q = 0 )；( D ) Q( W = 0 )。
3. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,m)适用的条件是：( )(A)绝热过程；( B)理想气体绝热过程；( C )理想气体绝热可逆过程；(D)绝热可逆过程。
4. 在隔离系统内：( )。
( A ) 热力学能守恒，焓守恒；( B ) 热力学能不一定守恒，焓守恒；(C ) 热力学能守恒，焓不一定守恒；( D) 热力学能、焓均不一定守恒。
5. 从同一始态出发，理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( )。
( A )可以到达同一终态；( B )不可能到达同一终态；( C )可以到达同一终态，但给环境留下不同影响。
6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。
( A )焓总是不变；(B )热力学能总是增加；( C )焓总是增加；(D )热力学能总是减少。
7. 已知反应H2(g) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T)，下列说法中不正确的是：（）。
人卫版物理化学(第六版)课后习题答案详解
《物理化学》作业习题物理化学教研组解2009，7第一章 热力学第一定律与热化学1. 一隔板将一刚性决热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。
现将隔板抽去左、右气体的压力达到平衡。
若以全部气体作为体系，则ΔU 、Q 、W 为正？为负？或为零？解：0===∆W Q U2. 试证明1mol 理想气体在衡压下升温1K 时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R 。
证明：R T nR V V p W =∆=-=)(123. 已知冰和水的密度分别为：0.92×103kg ·m -3，现有1mol 的水发生如下变化：(1) 在100oC ，101.325kPa 下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体；(2) 在0 oC 、101.325kPa 下变为冰。
试求上述过程体系所作的体积功。
解：(1) )(m 1096.11092.010183633--⨯⨯⨯＝＝冰V )(m 1096.1100.110183633--⨯⨯⨯＝＝水V )(10101.3373314.81)(3J nRT V V p W e ⨯=⨯⨯===冰水－ (2) )(16.0)108.11096.1(101325)(55J V V p W e =⨯-⨯⨯=-=--水冰4. 若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。
(1) Q 、W 、Q －W 、ΔU 是否已经完全确定。
(2) 若在绝热条件下，使体系从某一始态变化到某一终态，则(1)中的各量是否已完全确定？为什么？解：(1) Q －W 与ΔU 完全确定。
(2) Q 、W 、Q －W 及ΔU 均确定。
5. 1mol 理想气体从100o C 、0.025m 3 经过下述四个过程变为100o C 、0.1m 3： (1) 恒温可逆膨胀； (2) 向真空膨胀； (3) 恒外压为终态压力下膨胀；(4) 恒温下先以恒外压等于气体体积为0.05m 3时的压力膨胀至0.05 m 3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1m 3。
物理化学(第一章)作业及答案
每次物理化学作业及答案§1.1 热力学基本概念第一周(1) 练习1“任何系统无体积变化的过程就一定不对环境作功。
”这话对吗?为什么?答：不对，应该是无体积变化的过程,系统就一定不对环境作体积功。
系统和环境之间交换能量的方式,除体积功外,还有非体积功,如电功,表面功等.2“凡是系统的温度下降就一定放热给环境，而温度不变时则系统既不吸热也不放热。
”这结论正确吗?举例说明之。
答:不正确。
系统的温度下降，内能降低,可以不放热给环境.例如: (13页例1-4) 绝热容器中的理想气体的膨胀过程,温度下降释放的能量,没有传给环境,而转换为对外做的体积功.而温度不变时则系统既不吸热也不放热。
不对, 等温等压相变过程，温度不变,但需要吸热(或放热), 如一个大气压下，373.15K 下，水变成同温同压的水蒸汽的汽化过程，温度不变，但需要吸热。
3在一绝热容器中盛有水，其中浸有电热丝，通电加热。
将不同对象看作系统，则上述加热过程的Q或W大于、小于还是等于零?⑴以电热丝为系统Q<0; W>0；⑵以水为系统; Q>0;W=0；⑶以容器内所有物质为系统Q=0; W>0；⑷将容器内物质以及电源和其它一切有影响的物质看作整个系统。
Q=0;W=0.4在等压的条件下，将1mol理想气体加热使其温度升高1K，试证明所作功的数值为R。
证明：∵等压过程则P1=P2=P e∴W=-p(V2-V1)=-p[ nR(T+1)/p- nRT/p]= -p×(nR/p)= -R51mol理想气体，初态体积为25dm3，温度为373.2K，试计算分别通过下列四个不同过程，等温膨胀到终态体积100dm3时，系统对环境作的体积功。
(1)向真空膨胀。
(2)可逆膨胀。
(3)先在外压等于体积50dm3时气体的平衡压力下，使气体膨胀到50dm3，然后再在外压等于体积为100dm3时气体的平衡压力下使气体膨胀到终态。
(4)在外压等于气体终态压力下进行膨胀。
浙大远程《物理化学》课程作业（选做）及答案
浙⼤远程《物理化学》课程作业（选做）及答案浙江⼤学远程教育学院《物理化学》课程作业（选做）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 A ．G B ．△U C ．W D ．Q2. 具有⼴度性质。
BA ．TB 、UC ．PD ．ρ（密度）3. 具有强度性质。
BA ．SB ．VC ．GD ．η（粘度） 4. 101.325kPa 和273.15K 的⽔等温等压变为冰，该过程的。
DA ．Q>0B ．△U =0C ．△H>0D ．△H<05. 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。
AA ．W=0B ．W>0C ．W<0D ．12lnV 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.规定在标准压⼒p(100kpa)和指定温度T时，1摩尔的物质完全燃烧的等压热效应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？答：由系统状态确定的系统的各种热⼒学性质，称为系统的状态函数。
东大14秋学期《物理化学》在线作业1答案
14秋学期《自动控制原理Ⅰ》在线作业1
一,单选题
1. 频率特性的相位为-180°时所对应的频率称为相位截止频率，用表示。
（）
A. 是
B. 否
正确答案：B
2. 最大超调量越小，说明系统过渡过程越平稳。
A. 是
B. 否
正确答案：A
3. 典型二阶系统，阻尼比越小，振荡越（）。
A. 弱
B. 强
正确答案：B
4. 在典型二阶系统中，（）时为无阻尼状态。
A.
A
B.
B
C.
C
D.
D
正确答案：D
5. 典型二阶系统，阻尼比越大，振荡越（）
A. 弱
B. 强
C.
D.
正确答案：A
6. 在自动控制系统中，妨碍控制量对被控量进行正常控制的所有因素称为给定量。
A. 是
B. 否
正确答案：B
7. 对于最小相位系统，相位裕度小于零的时候表示闭环系统是稳定的。
（）。
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1. 将1mol单原子理想气体，CV,m=1.5R，在1.013×105Pa下从298K加热到373K，再等温可逆膨
胀至体积增加一倍，最后绝热可逆膨胀至温度为308K，求全过程的W，Q，ΔU，ΔH。
解：1→等压升温→2→等温可逆膨胀→3→绝热可逆膨胀→4
3
111212,432()ln()vm
V
WWWWnRTTnRTnCTTV
8.31(373298)8.31373ln21.58.31(308373)3581J
,41()1.58.31(308298)125Jvm
UnCTT
3706JQUW
,41()2.58.31(308298)208Jpm
HnCTT
2. 等温373.15 K时，将2 mol 100 kPa的液态水按不同途径蒸发为100 kPa的水蒸气，设水蒸气
为理想气体，计算下列各过程的Q、W、ΔU、ΔH。比较计算结果，从中可得什么结论?（1）在373.15
K、100 kPa下蒸发，吸热2259 Jg
-1
。（2）恒定外压50 kPa，先将水全部蒸发为水蒸气，再等温可逆
压缩至373.15 K、100 kPa。（3）向真空中蒸发。
解：（1）等温等压下的可逆相变：
Q = ΔH =2259 Jg-12 mol 18 gmol-1 = 81324 J
W = -pV = -nRT = -2mol 8.314 JK
-1mol-1
373.15K = -6205 J
ΔU = Q + W = 81324 J +( -6205) = 75119J
（2）先等温等外压不可逆相变至水蒸气，水蒸气再等温可逆压缩：
373.15 K时，2mol理想气体在50 kPa、100 kPa下的体积分别为
11350kPa2mol8.314JKmol373.15K0.1241m50000PanRTVp
113100kPa2mol8.314JKmol373.15K0.06205m100000PanRTVp
W = -pV + 21lnVnRTV = -50000Pa 0.1241m3 + 2mol8.314 JK
-1mol-1
373.15K ln2 = -1904J
与（1）始态终态相同，因此c
ΔU = 75119J ΔH = 81324 J Q =ΔU - W = 75119J - ( -1904J) = 77023J
（3）向真空中蒸发，与（1）始态终态相同，因此
W =0 ΔU = 75119J ΔH = 81324 J Q =ΔU - W = 75119J - 0 =ΔU = 75119J
结论：Q、W为过程量，系统变化过程不同，则两者数值不同；ΔU、ΔH为状态函数的变化量，
只与始终态有关，与过程无关。
3 已知CH4(g)在298K的生成热为-74.85kJ·mol-1，在298K到473K之间，C(s)，H2(g)及CH4(g)的
平均等压热容各为8.64，28.84和35.71J·K-1·mol-1，计算CH
4
(g)在473K时的标准摩尔生成焓。
解：C(s) + 2H
2(g)CH4
(g)
r2r1r213()74.85(35.718.64228.84)(473298)1080.21kJmmp
HHCTT