物理化学习题解析
第二章 热力学第一定律
五．习题解析
1．（1）一个系统的热力学能增加了100 kJ ，从环境吸收了40 kJ 的热，计算系统与环境的功的交换量。
（2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20 kJ 的功，同时吸收了20 kJ 的热，计算系统的热力学能变化值。
解：（1）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ?=+
100 k J 40 k J 6
W U Q =?-=-= 即系统从环境得到了60 kJ 的功。
（2）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ?=+
20 k J 20 k J U Q W ?=+=-=
系统吸收的热等于对环境做的功，保持系统本身的热力学能不变。 2．在300 K 时，有10 mol 理想气体，始态的压力为1 000 kPa 。计算在等温下，下列三个过程所做的膨胀功。
（1）在100 kPa 压力下体积胀大1 dm 3 ；
（2）在100 kPa 压力下，气体膨胀到终态压力也等于100 kPa ； （3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。 解：（1）这是等外压膨胀
33e 100 kPa 10m 100 J W p V -=-?=-?=-
（2）这也是等外压膨胀，只是始终态的体积不知道，要通过理想气体的状态方程得到。
2e 212
2
11()1n R T n R T
p W p V V p n R T p p p ????=--=--=- ? ?
??
??
100108.3143001 J 22.45 kJ 1000
??
??=???-=- ????
??
?
（3）对于理想气体的等温可逆膨胀 122
1
ln
ln
V p W nRT nRT V p ==
100(108.314300) J ln 57.43 kJ
1000
=???=-
3．在373 K 的等温条件下，1 mol 理想气体从始态体积25 dm 3，分别按下列
四个过程膨胀到终态体积为100 dm 3。
（1）向真空膨胀； （2）等温可逆膨胀；
（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；
（4）先外压恒定为体积等于50 dm 3 时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50 dm 3以后，再在外压等于100 dm 3 时气体的平衡压力下膨胀。
分别计算各个过程中所做的膨胀功，这说明了什么问题？ 解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以 10W = （2）理想气体的等温可逆膨胀
122
ln
V W nRT V =
25(18.314 373)J ln 4.30 kJ
100
=???=-
（3）等外压膨胀
3e 2122121
2
()()()n R T
W p V V p V V
V V V =--=--=-- 3
3
(18.314
373) J
(0.1
0.025)m
2.33 k J
0.1 m
??=-
?-=- （4）分两步的等外压膨胀
4e ,121e ,2
3()()W p V V p V V =---- 213223
()()nR T nR T V V V V V V =-
--
-
12
2
3255011250100V V nR T nR T V V ????
=-+
-=+-
? ?????
(18.314373) J 3
n R T =-=-??=- 从计算说明了，功不是状态函数，是与过程有关的量。系统与环境的压力差越小，膨胀的次数越多，所做功的绝对值也越大。理想气体的等温可逆膨胀做功最大（指绝对值）。
4．在一个绝热的保温瓶中，将100 g 处于0°C 的冰，与100 g 处于50°C 的
水混合在一起。试计算：
（1）系统达平衡时的温度；
（2）混合物中含水的质量。已知：冰的熔化热1333.46 J g p Q -=?，水的平均等压比热容114.184 J K g p C --<>=??。
解：（1）首先要确定混合后，冰有没有全部融化。如果100 g 处于0°C 的冰，全部融化需吸收的热量1Q 为
1
1100 g
333.46 J g
33.346 k J
Q -=??= 100 g 处于50°C 的水降低到0°C ，所能提供的热量2Q 为 112100g 4.184 J K g (50K)20.92 kJ Q --=????-=-
显然，水降温所能提供的热量，不足以将所有的冰全部融化，所以最后的混合物还是处于0°C 。
（2）设到达平衡时，有质量为x 的冰融化变为水，所吸的热刚好是100 g 处于50°C 的水冷却到0°C 时所提供的，即
1
333.46 J g
20.92
k J x -??= 解得 62.74 x = 所以混合物中含水的质量为：
(62.74100) g 162.74 g +=
5．1 mol 理想气体在122 K 等温的情况下，反抗恒定外压10.15 kPa ，从10 dm 3膨胀到终态体积100.0 dm 3 ，试计算Q ，W ，ΔU 和ΔH 。
解：理想气体等温过程，0U H ?=?= e 21()W p V V =--
3
3
10.15 kPa (10010)10 m 913.5 J -=-?-?=-
913.5 J
Q W =-=
6．1 mol 单原子分子的理想气体，初始状态为298 K ，100 kPa ，经历了0U ?=的可逆变化过程后，体积为初始状态的2倍。请计算Q ，W 和ΔH 。
解：因为0U ?=，对于理想气体的物理变化过程，热力学能不变，则温度也
不变，所以0H ?=。
12
ln
V W nRT V =1(18.314298) J ln
1.72 kJ
2
=???=-
1.72 k
Q W =-= 7．在以下各个过程中，分别判断Q ，W ，ΔU 和ΔH 是大于零、小于零，还是等于零。
(1) 理想气体的等温可逆膨胀； (2) 理想气体的节流膨胀；
(3) 理想气体的绝热、反抗等外压膨胀； (4) 1mol 实际气体的等容、升温过程；
(5) 在绝热刚性的容器中，H 2(g)与Cl 2(g)生成HCl(g) (设气体都为理想气体)。
解：（1）因为理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数，所以在等温的,,p V T 过程中，0, 0 U H ?=?=。膨胀要对环境做功，所以 <0 W ，要保持温度不变，则必须吸热，所以>0Q 。
（2）节流过程是等焓过程，所以 0H ?=。理想气体的焦-汤系数J-T 0μ=，经过节流膨胀后，气体温度不变，所以0U ?=。节流过程是绝热过程，0Q =。因为0U ?=，0Q =，所以0W =。
（3）因为是绝热过程，0Q =，U W ?=。等外压膨胀，系统对外做功，
e <0W p V =-?，所以<0
U ?。 ()0H U pV U nR T ?=?+?=?+?<。
（4）等容过程，0W =，V U Q ?=。升温过程，热力学能增加，0U ?>，故
>0V Q 。
温度升高，体积不变，则压力也升高， 0H U V p ?=?+?>。
（5）绝热刚性的容器，在不考虑非膨胀功时，相当于一个隔离系统，所以
0Q =，0W =，0U ?=。这是个气体分子数不变的放热反应，系统的温度和压
力升高
()0H U pV U V p ?=?+?=?+?>
或 ()0H U p V
U
n R T ?=?+?=?+?>
8．在300 K 时，1 mol 理想气体作等温可逆膨胀，起始压力为1 500 kPa ，终态体积为10 dm 3。试计算该过程的Q ，W ，?U 和 ?H 。
解： 该过程是理想气体的等温过程，故0U H ?=?=。设气体的始态体积为
V 1，
1
1
3
111
1 m ol 8.314 J m ol
K
300 K
1.66 dm
1 500 kPa
nRT V p --????=
=
=
12
ln V W nRT V =
1.66 (18.314300) J l n 4.48 k J
10
=???=-
4.48 k
Q W =-= 9．在300 K 时，有4 g A r(g)（可视为理想气体，1Ar 39.95 g mol M -=?），压力为506.6 kPa 。今在等温下分别按如下两种过程，膨胀至终态压力为202.6 kPa ，① 等温可逆膨胀；② 等温、等外压膨胀。分别计算这两种过程的Q ，W ，ΔU 和ΔH 。
解：① 理想气体的可逆,,p V T 变化过程，0U H ?=?=。
4 g A r(g)的物质的量为：
1
4 g 0.10 m o l 39.95g
m o l
n -=
=? 12
ln
R R p Q W nR T p =-=
506.6 (0.108.314
300) J l n 228.6 J
202.6
=?
??=
② 虽为不可逆过程，但还是等温过程，所以0U H ?=?=。
221()R R Q W p V V =-=-
222
111nR T nR T p p nR T
p p p ??
??
=-=- ? ????
?
202.6 0.108.314300) 1 J 149.7 J 506.6????=???-=?? ????
?
10． 在573 K 时，将1 mol Ne （可视为理想气体）从1 000 kPa 经绝热可逆
膨胀到100 kPa 。求Q ，W ，ΔU 和ΔH 。
解：因该过程为绝热可逆过程，故0Q =，21()V U W C T T ?==-。首先应计算出终态温度2T 。根据理想气体的绝热可逆过程方程式
22,m 1
1ln
ln
V T V C R T V =-
因为是理想气体，根据状态方程有
2211
12
V T p V T p =?
，代入上式，可得
22
1
,m 1
1
2
ln
ln
ln
V T T p C R R T T p =--
移项得 22,m 1
1
()ln
ln
V T p C R R T p +=
因为惰性气体是单原子分子气体，根据能量均分原理，,m 32V C R
=
所以
,m 52p C R
=
。理想气体的,m ,m p V C C R -=，代入上式，得 22,m 1
1
ln
ln
p T p C R T p =
221
,m
1
100ln
ln ln
2.51000
p T R p R T C p R
=
=
解得 2228 K
T = ,m 21()
V W U nC T T =?=-
1
(11.58.314) J K
(228
573) K
4.30 k J
-=????-=- ,m 21()p H nC T T ?=-
1(12.58.314) J K
(228
573) K
7.17 k J
-=????-=- 11．有31.0 m 的单原子分子的理想气体，始态为273 K ，1 000 kPa 。现分别经①等温可逆膨胀，②绝热可逆膨胀，③绝热等外压膨胀，到达相同的终态压力
100 kPa 。请分别计算终态温度2T 、终态体积2V 和所做的功。
解： ① 等温可逆膨胀， 21273 K T T ==，
3
3
11221000 kPa 1.0 m
10.0 m
100 kPa
p V V p ?=
=
=
3
111
1
1
1000 kPa 1.0 m 440.6 m ol 8.314 J K m ol
273 K
p V n RT --?==
=???
3113
2
1.0m
ln
(440.68.314273ln
) J 2 302.7 kJ
10.0m
V W nRT V ==???=-
② 解法1：根据理想气体的绝热可逆过程方程式 22,m 1
1ln
ln
V T V C R T V =-
因为是理想气体，根据状态方程有
2211
12
V T p V T p =?
，代入上式，可得
22
1
,m 1
1
2
ln
ln
ln
V T T p C R R T T p =--
移项得 22,m 1
1
()ln
ln
V T p C R R T p +=
因为惰性气体是单原子分子气体，根据能量均分原理，,m 32V C R
=
所以
,m 52p C R
=
。理想气体的,m ,m p V C C R -=，代入上式，得 22,m 1
1
ln
ln
p T p C R T p =
221
,m
1
100ln
ln ln
2.51000
p T R p R T C p R
=
=
解得 2108.6K
T = 解法2：运用绝热可逆过程方程式 常数
=γ
pV ，即1122p V p V γγ=，对于单原
子理想气体
,m ,m
/2.5/1.5
5/3
p V
C C R R γ===
135
33
12121000 1.0 m 3.98 m
100p V V p γ
????==?= ?
?
??
??
3
2221
1
100 kPa 3.98 m
108.6 K
440.6 m ol 8.314 J K
m ol
p V T nR
--?=
=
=???
22,m
21()V W U nC T T =?=- 3
[440.68.314(108.6
273)] J
903.3 k J
2
=??
?-=- ③ 对于理想气体的绝热不可逆过程，不能使用绝热可逆过程方程式。但是
2,m 21()V U nC T T W
?=-=这个公式无论对绝热可逆还是绝热不可逆过程都能使
用。所以对于绝热等外压膨胀，用公式,m 21()V nC T T W -=求终态温度。因为
e 2100 kPa
p p ==
,m 21e 2()()V n C T T p V V
-=-- 2122213
(273K )2nR T nR T n R T p p p ??
?
-=-- ???
2122213
100273K (273K )21000p T T T T p ???-=--=-+ ??
?
解得 2174.7K T = 33
222
440.68.314174.7 m 6.40 m 100 000nR T V p ????=
== ???
3
3e 21()100 k P a (6.40
1.0)m
540 k J
W p V V =--=-
?-=-
从计算结果可知，等温可逆膨胀系统做的功最大，绝热可逆膨胀做的功比绝热不可逆膨胀做的功大，所以过程②的终态温度和体积都比过程③的小。到达相同终态压力时，绝热不可逆的22,T V 介于等温可逆与绝热可逆之间。可以推而广之，若到达相同的终态体积，则绝热不可逆的22,T p 也一定介于等温可逆与绝热可逆之间。
12．在373 K 和101.325kPa 压力时，有1 mol H 2O(l) 可逆蒸发成同温、同压的H 2O(g)，已知H 2O(l)的摩尔汽化焓1vap m 40.66 kJ mol H -?=?。
（1）试计算该过程的Q ，W 和vap m U ?，可以忽略液态水的体积。 （2）比较vap m H ?与vap m U ?的大小，并说明原因。
解：（1） v a p
m p Q Q n H ==? 1
1 m o l
40.66 k J
m o l
40.66 k J
-=??= g l g ()W p V V pV nRT =--≈-=-
(18.314373)J
3 =-??
=-
v a p
m
v a
p
m
v a p
m
()//U H p V n H
n R T n
?=?-?=?-? 11(40.66 3.101)kJ mol 37.56 kJ mol --=-?=? 或 1
vap m (40.66 3.101)kJ
37.56 kJ m ol
1 m ol
p Q W U n
-+-?=
=
=?
（2）vap m vap m H U ??>。因为水在等温、等压的蒸发过程中，吸收的热量一部分用于对外做膨胀功，一部分用于克服分子间引力，增加分子间距离，提高热力学能。而vap m U ?仅用于克服分子间引力，增加分子间距离，所以vap m H ?的值要比vap m U ?大。
13．在300 K 时，将1.0 mol 的Zn(s)溶于过量的稀盐酸中。若反应分别在开口的烧杯和密封的容器中进行。哪种情况放热较多?计算两个热效应的差值。
解：反应的方程式为 22Zn(s)2HCl(aq)ZnCl (aq)H (g)+=+
在开口烧杯中进行时，是个等压过程，热效应为p Q ，在密封容器中进行时热效应为V Q 。后者因为不做膨胀功，所以放的热较多。两个热效应的差值为： p V Q Q nR T -=?
1
1
1 m ol 8.314 J m ol
K
300 K 2 494 J
--=????=
14．在373 K 和101.325 kPa 的条件下，将1 g 2H O(l)经：① 等温、等压可
逆汽化；②在恒温373K 的真空箱中突然汽化，都变为同温、同压的2H O(g)。分别计算这两种过程的Q 、W 、U ?和H ?的值。已知水的汽化热为12 259 J g -?，可以忽略液态水的体积。
解：① 1
1 g
2 259 J g
2 259 J
p H Q -?==??= ()1g l g
W p V V p V n R T =--=-=- 1
1
1
1g 8.314J K
m ol
373K 172.3 J
18g m ol
---=-
????=-?
2 087 J
U Q W ?=+=
② 因为与①题中的始、终态相同，所以状态函数的变量也相同，U ?、H
?的值与（1）中的相同。但是Q 和W 不同，由于是真空蒸发，外压为零，所以
2e 0W p V =-?=
真空蒸发的热效应已不是等压热效应，2Q H ≠?，而可以等于等容热效应，所以
22 087 J
Q U =?= 15．在298 K 时，有酯化反应
(COOH)2(s)+2CH 3OH(l)=(COOCH 3)2(s)+2H 2O(l)，计算酯化反应的标准摩尔反应
焓变r m H ?$
。已知：1c m
2((C O O H ),s)120.2 kJ m ol H -?=-?$，1
c m 3(C H O H ,l)726.5 kJ m ol
H -?=-?$，1
c m
32((C O O C H ),s) 1 678 kJ m ol H -?=-?$。 解：利用标准摩尔燃烧焓来计算标准摩尔反应焓变
r m B C
m
B
(298 K )(B )
H H ν?=-?∑
[]1
1
120.22(726.5)1678kJ m ol
104.8 kJ m ol
--=-+?-+?=?
16．在298 K 时，计算反应2C(s)+2H 2(g)+O 2(g)=CH 3COOH(l) 的标准摩尔反
应焓变r m H ?$
。已知下列反应在298 K 时的标准摩尔反应焓变分别为：
(1) CH 3COOH(l)+2O 2(g)=2CO 2(g)+2H 2O(l) 1
r m (1)870.3 kJ mol H -?=-?$，
(2) C(s)+O 2(g)=CO 2(g) 1r m (2)393.5 kJ mol H -?=-?$
(3) H 2(g)+
12
O 2(g)=H 2O(l) 1
r m (3)285.8 kJ mol H -?=-?$
解：所求反应是由2(2)2(3)(1)?+?-组成，根据Hess 定律，
[]1
r m (298 K )2(393.5)2(285.8)(870.3)kJ m ol
H -?=?-+?---?
1
488.3 kJ m ol
-=-?
17．在298 K 时，C 2H 5OH (l) 的标准摩尔燃烧焓为11 367 kJ m ol --?，CO 2(g) 和H 2O(l) 的标准摩尔生成焓分别为1393.5 kJ m ol --?和1285.8 kJ m ol --?，求 298 K 时，C 2H 5OH (l) 的标准摩尔生成焓。
解：C 2H 5OH (l)的燃烧反应为 252
2
2C H O H (l )
3O (g )2C O (g )3H O (l )
+=+ 由于在燃烧反应式中，2O (g)是助燃剂，2CO (g)和2H O(l)是指定的燃烧最终产物，它们的标准摩尔燃烧焓都等于零，所以C 2H 5OH (l) 的标准摩尔燃烧焓，也就是
该反应的标准摩尔反应焓变，即 r m
C m 25(C H O H ,l)H H ?=?
。根据用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变的公式，式中C 2H 5OH (l) 的标准摩尔生成焓是唯一
的未知数，即可求出。
r m f m 2f
m
2
f
m
2
52(C O ,g )3(H O ,l )(C H O H ,l )H H H H ?=?+?-?
f m 25f
m
2f
m 2
(C H O H ,l )2(C O ,g )3(H O ,l )
H H H H ?=?+?-?
[]1
f m
25(C H O H ,l )2(393.5)3(
285.8)(1367)k J
m o l
H -?=?-+?---? 1
277.4 k J m o l
-=-? 18． 已知 298 K 时，CH 4(g)，CO 2(g)，H 2O(l) 的标准摩尔生成焓分别为
1
74.8 kJ m ol
--?，1393.5 kJ m ol --?和1285.8 kJ m ol --?，请计算298 K 时CH 4(g)的
标准摩尔燃烧焓。
解：CH 4(g)的燃烧反应为4222CH (g)2O (g)2H O(l)CO (g)+→+，CH 4(g)的标准摩尔燃烧焓，就等于该燃烧反应的标准摩尔反应焓变。根据用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变的公式，
c m 4r m
(C H ,g )H H ?=?
f m 2f m 2f m 42(H O,l)(CO ,g)(CH ,g)H H H =?+?-?
[]1
2(285.8)(393.5)(74.8)kJ m ol
-=?-+---?
1
890.3 kJ m ol
-=-?
19． 使用弹式量热计，测定正庚烷的标准摩尔燃烧焓。准确称取正庚烷样品0.50 g ，放入平均温度为298 K 的弹式量热计中，充入氧气，并用电阻丝引
燃。由于正庚烷的燃烧，使温度上升2.94 K ，已知弹式量热计的本身及附件的平均热容为18.177 kJ K V C -<>=?。试计算在298 K 时，正庚烷的标准摩尔燃烧焓。已知正庚烷的摩尔质量为 100.2 1g m ol -?。
解：在弹式量热计中测定的热是等容热，0.5 g 正庚烷燃烧后放出的等容热为：
V V Q C T =-<>?1
8.177 kJ K
2.94 K 24.04 kJ
-=-??=-
正庚烷的燃烧反应为： 71622
2C H (l )
11O (g )7C O (g )8H O (l )
+=+ 1 mol 正庚烷的等容燃烧热，就等于摩尔热力学能的变化，
1
c m 1
24.04 kJ
4 818 kJ m ol
0.50 g/100.2 g m ol
U --?=-
=-??
c m c m B
B
H U RT
ν
?=?+
∑
114 818 kJ mol [(711)8.314298] J mol --=-?+-???
1
4 828 k J m o l
-=-? 20．在标准压力和298 K 时，2H (g)与2O (g)的反应为
2221H (g )O (g )H O (g )2
+
=。设参与反应的物质均可以作为理想气体处理，已知
1
f m 2(H O,g)241.82 kJ mol
H -?=-?
，它们的标准等压摩尔热容（设与温度无关）
分别为：11,m 2(H ,g)28.82 J K mol p C --=?? ，11
,m 2
(O ,g)29.36 J K mol p C --=?? ，1
1
,m 2(H O,g)33.58 J K
mol p C --=?? 。试计算：
（1）在298 K 时，标准摩尔反应焓变r m (298K )H ?
，和热力学能变化
r m (298K )U ?
；
（2）在498 K 时的标准摩尔反应焓变r m (498K )H ? 。
解：（1）根据反应方程式，用已知的标准摩尔生成焓计算反应的标准摩尔反应焓变。因为稳定单质的标准摩尔生成焓都等于零，所以
r m B f
m
B
(298K )(298K )
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物理化学上册考试题库精编Word版
第一章气体的PVT性质 选择题 1. 理想气体模型的基本特征是 (A) 分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中 (B) 各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等 (C) 所有分子都可看作一个质点, 并且它们具有相等的能量 (D) 分子间无作用力, 分子本身无体积 答案：D 2. 关于物质临界状态的下列描述中, 不正确的是 (A) 在临界状态, 液体和蒸气的密度相同, 液体与气体无区别 (B) 每种气体物质都有一组特定的临界参数 C）在以ｐ、Ｖ为坐标的等温线上, 临界点对应的压力就是临界压力 (D) 临界温度越低的物质, 其气体越易液化 答案：D 3. 对于实际气体, 下面的陈述中正确的是 (A) 不是任何实际气体都能在一定条件下液化 (B) 处于相同对比状态的各种气体,不一定有相同的压缩因子 (C) 对于实际气体, 范德华方程应用最广, 并不是因为它比其它状态方程更精确 (D) 临界温度越高的实际气体越不易液化 答案：C 4. 理想气体状态方程pV=nRT表明了气体的p、V、T、n、这几个参数之间的定量关系，与气体种类无关。该方程实际上包括了三个气体定律，这三个气体定律是 (A) 波义尔定律、盖－吕萨克定律和分压定律 (B) 波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律 (C) 阿伏加德罗定律、盖－吕萨克定律和波义尔定律 (D) 分压定律、分体积定律和波义尔定律 答案：C 问答题 1. 什么在真实气体的恒温PV－P曲线中当温度足够低时会出现PV值先随P 的增加而降低，然后随P的增加而上升，即图中T1线，当温度足够高时，PV值总随P的增加而增加，即图中T2线？
物理化学习题及答案
物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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ΔU=Q+W 只适用于() (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 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 >0 6. 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 >0，则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 ，变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分 4 数、相数及自由度分别是（） A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 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 C C=4，f'=2 D C=4，f'=3 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（） (A) ΔS=0 (B) ΔG=0
物理化学上册习题分解
第二章热力学第一定律 1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于 (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化 答案：D 2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是 (A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义 (C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量 (D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消 答案：B 3．关于焓的性质, 下列说法中正确的是 (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D。因焓是状态函数。 4．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 答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0 则ΔH＜ΔU。 5．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数 (A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体 答案：D 6．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是 (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 7．dU=CvdT 及dUm=Cv,mdT 适用的条件完整地说应当是 (A) 等容过程 (B)无化学反应和相变的等容过程 (C) 组成不变的均相系统的等容过程 (D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能 只与温度有关的非等容过程 答案：D 8．下列过程中, 系统内能变化不为零的是 (A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程 (C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程 答案：D。因液体分子与气体分子之间的相互作用力是不同的故内能不同。另外，向真 空蒸发是不做功的，W＝0，故由热力学第一定律ΔU＝Q＋W 得ΔU＝Q，蒸发过程需吸热Q＞0，
物理化学考试题库完整
一 化学热力学基础 1-1 判断题 1、可逆的化学反应就是可逆过程。（×） 2、Q 和W 不是体系的性质，与过程有关，所以Q+W 也由过程决定。（×） 3、焓的定义式H=U+pV 是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。（×） 4、焓的增加量ΔH 等于该过程中体系从环境吸收的热量。（×） 5、一个绝热过程Q=0，但体系的ΔT 不一定为零。（√） 6、对于一个定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。（√） 7、某理想气体从始态经定温和定容两个过程达终态，这两个过程Q 、W 、ΔU 及ΔH 是相等 的。（×） 8、任何物质的熵值是不可能为负值或零的。（×） 9、功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。（×） 10、不可逆过程的熵变是不可求的。（×） 11、任意过程中的热效应与温度相除，可以得到该过程的熵变。（×） 12、在孤立体系中，一自发过程由A B,但体系永远回不到原来状态。（√） 13、绝热过程Q=0，而T Q dS δ=,所以dS=0。（×） 14、可以用一过程的熵变与热温商的大小关系判断其自发性。（√） 15、绝热过程Q=0，而ΔH=Q ，因此ΔH=0。（×） 16、按克劳修斯不等式，热是不可能从低温热源传给高温热源的。（×） 17、在一绝热体系中，水向真空蒸发为水蒸气（以水和水蒸气为体系），该过程W>0，ΔU>0。 （×） 18、体系经过一不可逆循环过程，其体S ?>0。（×） 19、对于气态物质，C p -C V =nR 。（×） 20、在一绝热体系中有一隔板，两边分别是空气和真空，抽去隔板，空气向真空膨胀，此时 Q=0，所以ΔS=0。（×） 21、高温物体所含的热量比低温物体的多，因此热从高温物体自动流向低温物体。（×） 22、处于两相平衡的1molH 2O （l ）和1molH 2O （g ），由于两相物质的温度和压力相等，因此 在相变过程中ΔU=0，ΔH=0。（×） 23、在标准压力下加热某物质，温度由T 1上升到T 2，则该物质吸收的热量为?=2 1T T p dT C Q ， 在此条件下应存在ΔH=Q 的关系。（√） 24、带有绝热活塞（无摩擦、无质量）的一个绝热气缸装有理想气体，壁有电炉丝，将电阻 丝通电后，气体慢慢膨胀。因为是一个恒压过程Q p =ΔH ，又因为是绝热体系Q p =0，所以ΔH=0。 （×） 25、体系从状态I 变化到状态Ⅱ，若ΔT=0，则Q=0，无热量交换。（×） 26、公式Vdp SdT dG +-=只适用于可逆过程。 （ × ） 27、某一体系达到平衡时，熵最大，自由能最小。 （ × ）
物理化学期末考试大题及答案
三、计算 1、测得300C时某蔗糖水溶液的渗透压为252KPa。求 （1）该溶液中蔗糖的质量摩尔浓度； （2）该溶液的凝固点降低值； （3）在大气压力下，该溶液的沸点升高值已知Kf =1.86K mol–1Kg–1 , Kb =0.513K mol–1Kg–1 ，△vapH0m=40662J mol–1 2、有理想气体反应2H2(g)+O2(g)=H2O(g)，在2000K时，已知K0=1.55×107
1、计算H2 和O2分压各为1.00×10 4 Pa, 水蒸气分压为1.00×105 Pa的混合气体中，进行上述反应的△rGm，并判断反应自发进 行的方向。 2、当H2和O2分压仍然分别为1.00×10 4 Pa 时。欲使反应不能正向自发进行，水蒸气分 压最少需多大？ △rGm=-1.6﹡105Jmol–1；正向自发；P （H2O）=1.24﹡107Pa。 装 订 线
在真空的容器中放入固态的NH4HS，于250C 下分解为NH3（g）与H2S（g）， 平衡时容器内的压力为66.6kPa 。 （1）当放入NH4HS时容器中已有39.99kPa 的 H2S（g），求平衡时容器内的压力；（2）容器中已有6.666kPa的NH3（g），问需加多大压力的H2S（g），才能形成NH4HS 固体。 1）77.7kPa 2）P（H2S）大于166kPa。
4、已知250C时φ0(Fe3+/ Fe) =-0.036V，φ0(Fe3+/ Fe2+) =-0.770V 求250C时电极Fe2+|Fe的标准电极电势φ0(Fe2+/ Fe)。 答案: φ0(Fe2+/ Fe)= -0.439V 5、0.01mol dm-3醋酸水溶液在250C时的摩尔电导率为1.62×10-3S m2 mol–1，无限稀释时的摩尔电导率为39.07×10-3S m2 mol–1 计算（1）醋酸水溶液在250C，0.01mol dm-3
物理化学课后习题答案
四．概念题参考答案 1．在温度、容积恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压 和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ，问A p 和A V 的 变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变，A V 变小 (D) A p 变小，A V 不变 答：(C)。这种情况符合Dalton 分压定律，而不符合Amagat 分体积定律。 2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的 物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p 。试 判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答：(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所 以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3． 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。 有一氢气钢瓶，在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?，这时氢气的状态为 （ ） (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定 答：(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界 区域，这时仍为气相，或称为超临界流体。在这样高的温度下，无论加多大压力， 都不能使氢气液化。 4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水，不留一点 空隙，这时水的饱和蒸汽压 （ ） （A ）等于零 （B ）大于 kPa （C ）小于 kPa （D ）等于 kPa 答：（D ）。饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关，只要温度定了， 其饱和蒸气压就有定值，查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。
物理化学期末考试试题(1)
物理化学期末考试试题(1)
《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第1页 《物理化学》上册期末试卷本卷共 8 页第2页 化学专业《物理化学》上册期末考试试卷（1）（时间120分钟） 一、单 项选择题（每小题2分，共30分） 1、对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是（ ） A 体系处于一定的状态，具有一定的内能 B 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值 C 状态发生变化，内能也一定跟着变化 D 对应于一个内能值，可以有多个状态 2、在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（ ） A Q > 0，W > 0，?U > 0 B Q = 0，W = 0，?U < 0 C Q = 0，W = 0，?U = 0 D Q < 0，W > 0，?U < 0 3、一种实际气体，其状态方程为PVm=RT+αP （α<0），该气体经节流膨胀后，温度将（ ） A 、升高 B 、下降 C 、不变 D 、不能确定 4、在隔离体系中发生一个自发过程，则ΔG 应为( ) A. ΔG < 0 B. ΔG > 0 C. ΔG =0 D. 不能确定 5、理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变（ ） A 、ΔS 体＞0 ΔS 环＞0 B 、ΔS 体＜0 ΔS 环＜0 C 、ΔS 体＞0 ΔS 环＜0 D 、ΔS 体＞0 ΔS 环=0 6、下面哪组热力学性质的配分函数表达式与体系中粒子的可别与否 无关（ ） (A ). S 、G 、F 、C V (B) U 、H 、P 、C V (C) G 、F 、H 、U (D) S 、U 、H 、G 7、在N 个独立可别粒子组成体系中，最可几分布的微观状态数t m 与配分函数q 之间的关系为 （ ） (A) t m = 1/N ! ·q N (B) t m = 1/N ! ·q N ·e U /kT (C) t m = q N ·e U /kT (D) t m = N ! q N ·e U /kT 8、挥发性溶质溶于溶剂形成的稀溶液，溶液的沸点会（ ） A 、降低 B 、升高 C 、不变 D 、可能升高或降低 9、盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是（ ） A 、天气太热 B 、很少下雨 C 、水分倒流 D 、肥料不足 10、在恒温密封容器中有A 、B 两杯稀盐水溶液，盐的浓度分别为c A 和c B (c A > c B )，放置足够长的时间后（ ） (A) A 杯盐的浓度降低，B 杯盐的浓度增加 ； (B) A 杯液体量减少，B 杯液体量增加 ； (C) A 杯盐的浓度增加，B 杯盐的浓度降低 ； (D) A 、B 两杯中盐的浓度会同时增大 。 11、298K 、101.325kPa 下，将50ml 与100ml 浓度均为1mol·dm -3 萘的苯溶液混合，混合液的化学势μ为：（ ） (A) μ = μ1 + μ2 ； (B) μ = μ1 + 2μ2 ； (C) μ = μ1 = μ2 ； (D) μ = ?μ1 + ?μ2 。 12、硫酸与水可组成三种化合物：H 2SO 4·H 2O （s ）、H 2SO 4·2H 2O （s ）、H 2SO 4·4H 2O （s ），在P θ 下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种（ ） A 、1种 B 、2种 C 、3种 D 、4种 13、A 与B 可以构成2种稳定化合物与1种不稳定化合物，那么A 与B 的体系 可以形成几种低共熔混合物（ ） A 、5种 B 、4种 C 、3种 D 、2种 14、对反应CO(g)+H 2O(g)=H 2(g)+CO 2(g) ( ) (A) K p $=1 (B) K p $=K c (C) K p $＞K c (D) K p $ ＜K c 15、 一定温度下，一定量的 PCl 5(g)在某种条件下的解离度为α，改变下列条件， 何者可使α增大？( ) 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 得 分 得分 得分 评卷人 复核人 学院： 年级/班级： 姓名： 学号： 装 订 线 内 不 要 答 题
物理化学上册习题答案
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 p V 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=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有、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，气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（÷）=小时 1-3 0℃、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：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为。充以4℃水之后，总质量为。若改用充以25℃、的某碳氢化合物气体，则总质量为。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 V l O H ==-=ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 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
物理化学题库
同济医科大学药学院物理化学题库 一、热力学 (三) 填空题 1. 1. (dH/dV)T=0, 说明焓只能是温度的函数，与_______________________ 无关。 2. 2. 热力学第二定律可表达为：“功可全部变为热，但热不能全部变为功 而_________________________ 。 3. 在一定的温度及压力下，溶液中任一组分在任意浓度范围均遵守拉乌尔定律的溶液称为___________________________________________________ 。 4. 用ΔG≤0判断过程的方向和限度的条件是 ______________________________ 。 5. 当某气体的压缩因子z<1时,说明理想气体比此真实气体__难于___压缩(易于,难于) 6. 试写出范德华方程________ 7. 临界温度使气体可以液化的_最高____温度(最高,最低) 8. 理想气体经过节流膨胀后,热力学能_不变___(升高,降低,不变) 9. 热力学第三定律的表述为____. 0K时纯物质完美晶体的熵等于零______ 10. 写出热力学基本方程dG=________.–SdT+VdP __
11. G判据:ΔG≤0的适用条件__________ 12. 吉布斯-杜亥姆方程的表达式为___________ 13. 1mol H2(g)的燃烧焓等于1mol_______的生成焓 14. 理想气体绝热向真空膨胀,体积由V1变到V2,其ΔS=______ nRln(V2/V1) ____ 15. 恒温恒压可逆相变,哪一个状态函数为0___ΔG _____ 16. 卡诺热机在T1=600K的高温热源和T2=300K的低温热源间工作,其热机效率η=________ 17. 高温热源温度T1=600K,低温热源温度T2=300K.今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源,此过程ΔS=_____ 200 J·K-1___ 18. 25°C时,10g某溶质溶于1dm3溶剂中,测出该溶液的渗透压Π=0.4000kpa.该溶质的相对分子质量为________ 19. 1 mol理想气体由298K,100kpa作等温可逆膨胀,若过程ΔG= -2983J,则终态压力为___ kpa ___ 20. 25°C时,0.5mol A与0.5molB形成理想液态混合物,则混合过程的ΔS=________ 21. 在某一温度下,将碘溶于CCl4中,当碘的摩尔分数x(I2)在0.01~0.04范围内时,此溶液符合稀溶液规律.今测得平衡时气相中碘的蒸气压与液相中碘的摩尔分数之间的两组数据如下:
物理化学教程课后习题答案
第一章 化学热力学基础 姓名：刘绍成 学号 ：120103208026 金材10-1-16-34 P 82(1-1) 10 mol 理想气体由25℃，1.00MPa 。设过程为：（i ）向真空膨胀；（ii ）对抗恒外压0.100MPa 膨胀。分别计算以上各过程的 (i) 外(ii) （ii ）P 1V 11=24.777m 3; 因为是恒温过程，故 V 2=21 P P V 1=6 6 101.0101777.24???=247.77m 3 W=-?2 1 v v Pdv =-P(V 2-V 1)=-22.2995J 小结：此题考查真空膨胀的特点及恒外压做功的求法，所用公式有：PV=nRT; T PV =常数；W=-?2 1 v v Pdv 等公式。 P 82(1-3) 473k, 0.2MPa ，1dm 3的双原子分子理想气体，连续经过下列变化：（I ）定温膨胀到3 dm 3；（II ）定容升温使压力升到0.2MPa ；（III ）保持0.2MPa 降温到初始温度473K 。（i ）在p-v 图上表示出该循环全过程；（ii ）计算各步及整个循环过程的Wv 、Q ，ΔU ，及ΔH 。已知双原子分子理想气体C p,m =27R 。 解：
dT=0 dV=0 dP=0 P 1V 1=nRT 1 n=1 11RT V P = 473 3145.8101102.03 6????-mol=0.0509mol, P 1V 1=P 2V 2 ∴P 2=21V V P 1=3 1×0.2×106=0.067MPa, T 2= 2 1 P P T 1= 63 1 6102.0102.0???×473K=1419K. (i) 恒温膨胀A B △U i =0，△H i =0. W i =-?2 1 v v Pdv =-nRTln 12 v v =-0.0509×8.3145×473×ln3=-219.92J. ∴Q i =-W=219.92J. (ii) 等体过程 B C 因为是等体积过程所以W ii =0, Q ii =△U ii =nC V,m △T=n(C p,m -R)(T 2-T 1)=0.0509×(2 7 -1)×8.3145× (1419-473)=1000.89J; △ H ii =nC p,m △T=0.0509×3.5×8.3145×(1419-473)=1401.2J. T 1=473k P 1=0.2MPa V 1=1dm 3 A T 1=473k P 2= V 2=3dm 3 B T 2= P 1=0.2MPa V 2=3dm 3 C T 1=473k P 1=0.2MPa V 1=1dm 3 A
《物理化学》期末考试试题及答案(上册)
《物理化学》练习题 一、填空题 1. 理想气体经过节流膨胀后，焓____（升高，降低，不变）。 2. ()0T dH dV =，说明焓只能是温度的函数，与_____无关。 3. 1molH 2（g ）的燃烧焓等于1mol_______的生成焓。 4. 物理量Q 、T 、V 、W ，其中属于状态函数的是 ；与过程有关的量是 ；状态函数中属于广度量 的是 ；属于强度量的是 。 5. 焦耳汤姆逊系数J-T μ= ，J-T 0μ>表示节流膨胀后温度 节流膨胀前温度。 6. V Q U =?的应用条件是 。 7. 热力学第二定律可表达为：“功可全部变为热，但热不能全部变为功而 。 8. 用ΔG ≤0判断过程的方向和限度的条件是_________。 9. 热力学第三定律的表述为 。 10. 写出热力学基本方程d G = 。 11. 卡诺热机在T 1=600K 的高温热源和T 2=300K 的低温热源间工作，其热机效率η=___。 12. 高温热源温度T 1=600K ，低温热源温度T 2=300K 。今有120KJ 的热直接从高温热源传给低温热源，此 过程ΔS =________。 13. 1mol 理想气体由298K ，100kpa 作等温可逆膨胀，若过程ΔG =-2983J ，则终态压力为 。 14. 25°C 时，0.5molA 与0.5molB 形成理想液态混合物，则混合过程的ΔS= 。 15. 一定量的理想气体经历某种过程变化到终态，若变化过程中 pV γ不变，则状态函数（ΔS 、ΔH 、ΔU 、ΔG 、ΔA ）中， 不变。 16. 在一定的温度及压力下，溶液中任一组分在任意浓度范围均遵守拉乌尔定律的溶液称为___________。 17. 25°C 时，10g 某溶质溶于1dm 3溶剂中，测出该溶液的渗透压Π=0.4000kpa ，该溶质的相对分子质量 为________ 18. 氧气和乙炔气溶于水中的享利系数分别是717.2010Pa kg mol -???和 811.3310Pa kg mol -???，由享利定律系数可知，在相同条件下， 在水中的溶解度大 于 在水中的溶解度。 19. 28.15℃时，摩尔分数0.287x =丙酮 的氯仿-丙酮溶液的蒸气压为29.40kPa ，饱和蒸气中氯仿的摩尔分数为0.287x =氯仿。已知纯氯仿在该温度时的蒸气压为29.57kPa 。以同温度下纯氯仿为标准态， 氯仿在该溶液中的活度因子为 ；活度为 。 20. 混合理想气体中组分B 的化学势B μ与温度T 及组分B 的分压p B 的关系是B μ= ，其标准态选为 。 21. 吉布斯-杜亥姆方程的表达式为 。 22. 液体饱和蒸气压的定义是 。 23. 苯的标准沸点是80.1℃，则在80.1℃时苯的饱和蒸气压是为 Pa 。 24. 纯物质两相平衡的条件是 。
物理化学习题与答案
热力学第一定律练习题 一、判断题：1．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。4．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。5．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。7．因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。10．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。12．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。13．因焓是温度、压力的函数，即H= f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。16．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。18．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。20．气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。28．对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，W R= ΔU= n C V,mΔT，W Ir= ΔU= n C V,mΔT，所以W R= W Ir。 1．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH= 0。4．错，理想气体的U = f(T)，U与T不是独立变量。5．错，绝热压缩温度升高；理想气体恒温可逆膨胀，吸热。7．错，Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。8．错，(1)未说明该过程的W'是否为零；(2)若W' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变。10．错，这不是理想气体的单纯pVT 变化。12．错，在升温过程中有相变化。13．错，H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。16．错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。18．对。 20．错，一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。28．错，两个过程的ΔT不同。 二、单选题：2．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：(A) T，p，V，Q ； (B) m，V m，C p，?V；(C) T，p，V，n； (D) T，p，U，W。 8．下述说法中，哪一种不正确： (A)焓是体系能与环境进行交换的能量；(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；(C) 焓是体系状态函数；(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。 12．下述说法中，哪一种正确：(A)热容C不是状态函数； (B)热容C与途径无关； (C)恒压热容C p不是状态函数； (D) 恒容热容C V不是状态函数。 18．1 mol H2(为理气)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3，那么终态温度T2 与内能变化?U分别是：(A)562K，0 kJ ； (B)275K，-5.49 kJ ；(C)275K，5.49kJ ；(D) 562K，5.49 kJ 。 21．理想气体从同一始态（p1,V1,T1）出发分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时，环境对体系所做功的绝对值比较：(A) W T > W i；(B)W T < W i；(C) W T = W i； (D) 无确定关系。 热力学第二定律练习题 一、判断题：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0。5．为计算绝热不可逆过程的熵变，可在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。24．指出下列各过程中，物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零？⑴理想气体自由膨胀过程；⑵实际气体节流膨胀过程；⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态；⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；⑸ 0℃、p 时，水结成冰的相变过程；⑹理想气体卡诺循环。1．对。 4 正确。5．错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6 错，环境的熵变应加在一起考虑。 8．错。14．错。未计算环境的熵变；15．错，条件 16．错，必须在等温等压，W’= 0的条件下才有此结论。24．(1) ΔU = ΔH = 0；(2) ΔH = 0； (3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0；(5) ΔG = 0；6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。 二、单选题： 2．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车： (A) 跑的最快；(B)跑的最慢； (C) 夏天跑的快； (D) 冬天跑的快。 12．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其?S(J·K-1)为： (A) -5.76 ； (B) 331 ； (C) 5.76 ； (D) 11.52 。 13．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是： (A) 图⑴； (B) 图⑵；(C)图⑶； (D) 图⑷。
物理化学第五版课后习题答案
第十章界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答：(1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”，根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG＜0，而ΔS＜0，由ΔG=ΔH－TΔS，得 ΔH＜0，即反应为放热反应。
10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N×3243r π N ＝3 132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ?＝ (A 2－A 1)＝4·( N 2 2 r －21 r )＝4 ·(3 12 r r －21r ) ＝4× ×(339 (110)110 --??－10－6) ＝5.9062 J 10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为58.91×10－3 N ·m －1 (1) 水中存在的半径为0.1μm 的小气泡；kPa (2) 空气中存在的半径为0.1μm 的小液滴； (3) 空气中存在的半径为0.1μm 的小气泡； 解：(1) Δp ＝2r γ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (2) Δp ＝2r γ ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (3) Δp ＝4r γ＝36 458.91100.110--???＝2.356×103 kPa 10－4 在293.15K 时，将直径为0.1nm 的玻璃毛细管插入乙醇中。问需要在管内加多大的压力才能防止液面上升？若不加压力，平衡后毛细管内液面的高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10－3 N ·m －1，密度为789.4 kg ·m －3，重力加速度为9.8 m ·s －2。设乙醇能很好地润湿玻璃。
物理化学期末考试试题库
物理化学期末考试试题库 第一章热力学第一定律选择题、热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于（） (A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D 2、关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是 (A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义 (C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量 (D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B 、关于焓的性质, 下列说法中正确的是（） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。因焓是状态函数。、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答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。、下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数（） (A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体答案：D 、与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。、dU=CvdT 及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是（） (A) 等容过程 (B)无化学反应和相变的等容过程 (C) 组成不变的均相系统的等容过程 (D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D 、下列过程中, 系统内能变化不为零的是（） (A)
物理化学第五版课后习题答案
第七章 电化学 7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ？ (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解：(1) m Cu ＝ 201560635462.F ???＝5.527 g n Cu ＝201560 2F ??＝0.09328 mol (2) 2Cl n ＝2015602F ??＝0.09328 mol 2Cl V ＝00932830015 100 .R .??＝2.328 dm 3 7－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10－2g 。通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098 考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝262501151166103312098(..)..--??－11513312098..＋01658 21078682 ..? ＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+ )＝4 4 36823107685310..--??＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前 ＝1151 3312098 ..－262501151166103312098(..)..--??＝4.0030×10－3 mol t －(3 NO -)＝4 4 40030107658310..--??＝0.5209 7－3．用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为23.376g ，其中含AgNO 3 0.236 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。 解： 考虑Ag +： n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝3233760236739101698731(..)..--??－023********..＋00781078682 .. ＝1.007×10－ 3－1.3893×10－ 3＋7.231×10－ 4
物理化学上册练习题
练 习 题 第一章 《热力学第一定律》 一. 选择题 1。 等压过程是指：（ )。 A.系统的始态和终态压力相同的过程； B.系统对抗外压力恒定的过程; C.外压力时刻与系统压力相等的过程； D.外压力时刻与系统压力相等且等于常数的过程。 2。 系统经某过程后,其焓变H = Q p ，则该过程是 ( ） . A.理想气体任何过程； B.理想气体等压过程； C 。真实气体等压过程; D 。封闭系统不作非体积功的等压过程. 3。 下列说法中（ )是正确的。 A 。只有等压过程才有焓的概念; B 。系统的焓等于系统所含的热量； C.系统的焓等于系统在等压过程中吸收的热量; D 。在等压且不作非体积功的条件下，系统吸收的热在数值上等于焓的增量。 4。 2 1,m d T p T H nC T ?=?公式可用于计算：（ ）。 A 。真实气体的变温过程; B 。任意系统的可逆过程； C 。理想气体的绝热过程； D 。等压进行的化学反应。 5. 物质的量为n 的单原子理想气体等压升高温度，从T 1至T 2,U 等于：( )。 A 。 nC p ，m T ； B. nC V ，m T ； C 。 nR T ； D. nR ln （T 2 / T 1）。 U 可能不为零的过程为：（ ）。 A 。隔离系统中的各类变化； B 。等温等容过程； C 。理想气体等温过程； D.理想气体自由膨胀过程。 7. 理想气体等温自由膨胀过程为:（ ）。 A.Q 〉 0； B. 0U ?<； C. W 〈 0； D. 0H ?=。 8. 对于理想气体自由膨胀过程，下述提法正确的是： （ ）. A.系统和环境之间没有热和功的过程； B.系统的温度改变，内能变化值不为零； C 。系统的压力不变; D 。系统对外作功。 9。 热力学能及焓同时守恒的过程为:( )。 A 。隔离系统中的各类变化; B 。等温等压过程; C.节流过程； D.理想气体自由膨胀过程 10.凡是在孤立体系中进行的变化，其U ?和H ? 的值一定是:（ ）。 A. 0U ?>, 0H ?>; B. 0U ?=, 0H ?=； C 。 0U ?<， 0H ?<； D. 0U ?=，H ?大于、小于或等于零不能确定。 11。 已知反应H 2(g ） +12O 2 (g) == H 2O （g ）的标准摩尔反应焓为r m ()H T ?，下列说法中不正确的是：（ ）。 A 。r m ()H T ?是H 2O(g ）的标准摩尔生成焓； B.r m ()H T ?是H 2（g)的标准摩尔燃烧焓； C 。 r m ()H T ?是负值； D. r m ()H T ?与反应的r m ()U T ?数值不等。