物理化学朱传征第一章习题
例1-1 在25℃ 时，2mol 气体的体积为153dm ，在等温下此气体：（1）反抗外压为105 P a ，膨胀到体积为50dm 3；（2）可逆膨胀到体积为50dm 3。试计算各膨胀过程的功。 解（1）等温反抗恒外压的不可逆膨胀过程
{}53e 21()1010(5015)J 3500J W p V V -=--=-??-=-
(2)等温可逆膨胀过程
{}2
1
2
1
d ln
28.314298.2ln(5015)J 5970J V V V W p V nRT V =-=-=-??=-? 【点评】题中虽未作说明，但可将气体视为理想气体。由题意判断得出：（1）为等温不可 逆过程；（2）为等温可逆过程。两种过程需采用不同的计算体积功公式。若知道p 1、p 2，可 逆功2
1
ln p W nRT p =。
例1-2 在等温100℃时，1mol 理想气体分别经历下列四个过程，从始态体积V 1=25dm 3变化到体积V 2=100dm 3：（1）向真空膨胀；（2）在外压恒定为气体终态压力下膨胀至终态；（3）先在外压恒定的气体体积50dm 3时的气体平衡压力下膨胀至中间态，然后再在外压恒定的气体体积等于100dm 3时的气体平衡压力下膨胀至终态；（4）等温可逆膨胀。试计算上述各过程的功。
解 (1) 向真空膨胀 p e =0 ，所以 10W =
(2) 在外压恒定为气体终态压力下膨胀至终态
18.314(100273.15)kPa 31.02kPa 100nRT p V ??+??
=
==????
e {}2e 21()31.02(10025)J 2327J W p V V =--=-?-=-
(3) 分二步膨胀
第一步对抗外压
p ′18.314373.15kPa 62.05kPa 50nRT V ????
=
==????
{}62.05(5025)J 1551J W p V '=-?=-?-=-
第二步对抗外压 p 〞=31.02kPa
{}"31.02(10050)J 1551J W p V ''=-?=-?-=-
所做的总功 33102J W W W '''=+=- (4) 恒温可逆膨胀
{}2
41
ln
18.314373.15ln(10025)J 4301J V W nRT V =-=-???=- 【点评】由题意可知，系统在等温下分别经历四个不同的方式（过程）到达相同的终态。其 中（1）、（2）均为一次不可逆膨胀过程；（3）分二次完成，第一次不可逆膨胀到一个中间 状态，再一次不可逆过程膨胀到终态；（4）为可逆膨胀过程。计算结果表明：各过程所做 的体积功是不同的，验证了功不是状态函数，而是过程量；在相同的始、终态之间，系统所 做的功与与经历的过程有关。
例1-3 10mol 理想气体从压力为2×106P a 、体积为1 dm 3 等容降温使压力降到2×105 P a ，再在等压膨胀到10 dm 3，求整个过程的 W 、Q 、Δ U 和ΔH 。
解由题
先利用已知数据求出T 1, T 2, T 3
63111210101K 24K 108.314p V T nR -??
???===?????
22
2 2.4K p V T nR =
=，33324K p V T nR
== 13T T =，对理想气体U 、H 仅是温度的函数
所以整个过程的00U H ?=?=、
第一步为等容降温过程，所以10,0V W ?== 第二步为等压膨胀过程，
{}53221010(101)J 1800J W p V -=-?=-???-=-
总功为 121800J W W W =+=-
1800J Q W =-=
【点评】正确分析题意，设计系统经历的过程是解本题的关键，整个过程由第一步等容过程 和第二步等压过程组成。先分别计算系统在始态、中间态、终态时的温度，然后使用正确的
公式分别计算各过程的W 、Q 、Δ U 和ΔH ，再分别加合求得整个过程的W 、Q 、Δ U 和ΔH 。
例1-4 将100℃、0.5p 压力的100 dm 3水蒸气等温可逆压缩到p ，此时仍为水蒸气，再继续在p 压力下部分液化到体积为10dm 3为止，此时气液平衡共存。试计算此过程的Q 、W ,、ΔU 和ΔH 。假定凝结水的体积可忽略不计，水蒸气可视作理想气体，已知水的汽化热为2259J?g -1。
解 在100℃时，H 2O （g ）经历如下二个步骤的过程
（1）水蒸气等温可逆压缩到一个中间态
H 2O （g ），0.5p ，100dm 3 → H 2O （g ），p ，V ′→H 2O （l ，g ），p ，10dm 3 求始态时水蒸气物质的量
求中间态时水蒸气的体积
33
1.63308.314373.15dm 50dm 101.325nRT V p ????'=
==????
等温可逆压缩过程的功
{}11
ln
1.63308.314373.15ln(12)J 3512J V W nRT V '
=-=-???= 此为理想气体等温过程，所以 △U 1 = 0, △H 1 = 0
（2）为等压可逆相变过程，有部分水蒸气凝结为同温度的水
求终态时水蒸气物质的量
2g 101.32510mol 0.3266mol 8.314373.15pV n RT ???
=
==?????
则部分水蒸气液化为水的物质的量为
{}l g 1.63300.3266mol 1.3064mol n n n =-=-=
W 2=－p （V 2－V ˊ）=－{101.325×（10－50）}J = 4053J
△H 2 = n l △H g →l =｛1.3064×(－2259)×18×10-3｝｝kJ = －53.12kJ △U 2 = △H 2－p （V 2－V ˊ）= －53.12 kJ + 4.053kJ = －49.07 kJ
总过程的功的W 、△H 、△U 、Q 分别为
127565J W W W =+=
0.5101.325100mol 1.6330mol 8.314373.15pV n RT ????
=
==?????
△H =△H 2 = －53.12kJ △U =△U 2 = －49.07 kJ
Q = △U －W = {－49.07－7.565} kJ = －56.64kJ
【点评】1.分析题意可知，水蒸气在等温下先经可逆压缩至一个中间态，压力是原来的一 倍，可视为理想气体等温可逆过程，系统的热力学能和焓均无变化；然后在等温、等压下压 缩水蒸气至终态，过程中伴随有可逆相变发生，有部分水蒸气凝结为水，系统的热力学能变、 焓变与凝结水的物质的量有关，凝结水的物质的量可以根据物料衡算求得。 2.另需注意的 是，由于正常相变的温度容易查得，因此可逆相变常被设计在一个标准大气压下进行。
例1-6 气体H e 从0℃、5×105P a 、10 dm 3的始态，（1）经过一绝热可逆的过程膨胀至105P a ，试计算终态的温度T 2 ，该过程的W 、Q 、Δ U 和ΔH ；（2）经过一绝热不可逆过程，在恒外压105 P a 下快速膨胀到气体压力为105 P a ，试计算 T 2、W 、Q 、Δ U 和ΔH 。 解 （1）过程可表示为
设气体He 为单原子理想气体，已知
,m 32V C R =
，,m 5
2
p C R = 所以热容比
,m ,m
5
1.67C 3
p V C γ=
=
= 由绝热过程方程式1122pV p V γ
γ
=，得
(
)
{}
15 1.67
1.67
5
1
3311510102102dm 26.2dm p V V p γγ????==
= ???
{}2211
126.2
21510273.2K 143.16K p V p V T T ??=
?=?=
绝热过程，Q ＝0
()(){}3,m 2122.28.314143.16273.2J 3.57kJ
V U W nC T T ?==-=???-=- (),m 215
5.95kJ 3
p H nC T T U ?=-=??=-
(2) 过程可表示为
U ?(),m 21V nC T T =-
(
)
2
1
21
e e e nRT nRT p p W p V p V V p =-?=-=--21
（-） 绝热过程，Q =0，U W ?=，可得
(),m 21V nC T T -=(
)
2
1
1
2
e
nRT nRT p p p -- 代入相关数据，则
()(
)
2
2
2.28.31453210
3
2.28.31427
3.21010102
T T ??-??-=-?
-?
可得 T 2 =186K
(){}32 2.28.314186273.2J 2.39kJ U W ?==???-=- 5
3.98kJ 3
H U ?=
?=- 【点评】1.根据题意可知：（1）为绝热可逆膨胀过程，由理想气体绝热过程方程式和已知 数据，求出终态的温度T 2, 再求得过程的Δ U 和ΔH ；（2）为绝热不可逆一次逆膨胀过程， 此过程Q ＝0，可利用U W ?=的关系，求得终态的温度T 2,，再求的过程的ΔU 和ΔH ； 2. 由计算结果可知：从同一始态出发，理想气体分别经过绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀 过程是不可能达到相同的终态，若终态压力相同时，终态的温度和体积各不相同。
例1-7 1摩尔单原子理想气体，始态为 2p 、11.2 dm 3 ，经 pT = 常量的可逆过程压缩到终态为4 p 。已知C V ,m =1.5R ，求：（1）终态的体积和温度；（2）ΔU 和ΔH ；（3）所需做的功。 解 (1)
已知，p 2T 2=p 1T 1
{}11
210011.2
118.314K 269.4K p V nR
T ???=
==
θ121θ2142
p T T T p ==＝134.7K {}3333218.314134.7
24100
θ
dm 2.8dm 2.810m 4nRT V p -???=
===? (2) ()(){}
,m 2111.58.314134.7269.4J 1680J V U nC T T ?=-=???-=-
(),m 21p H n C T T ?=- (){}1 2.58.314134.726
9.4J =???-2879J 2.799=-=- (3)
()()()22
2
2
2
2
1
111
1
2
d d
d
d 2d V T T T T C nRT C
nRT T
p
T C
V T T T T W p V nR T
nR T =-====??
?
?
?
{28.314(134.7269.4)}J
=??-= 【点评】（1）单原子理想气体、（2）pT = 常量、（3）可逆压缩过程是解本题的核心信息。 信息（1）表明气体服从理想气体方程式，且可让我们推知其摩尔等压、等容热容；信息（2） 提示可利用始态时的数据求得终态温度T 2，它是计算过程Δ U 、ΔH 必须的数据；由T 2利用 理想气体方程式求得V 2，按信息（3）计算过程的可逆压缩功。
例1-13 已知冰、水、水蒸气的平均等压比热容分别为C p,m (H 2O,s) = 1.975J?K －
1?g －
1、C p,m (H 2O,l)
= 4.185J?K －
1?g －
1、C p,m (H 2O,g) = 1.860J?K －
1?g －
1，冰在0℃、p 时的融化焓为333.5 J?K －
1，水
在100℃、p 时的汽化焓为2255.2 J?K －
1。由上述数据，计算冰在－50℃、p 时的摩尔升华
焓。 解 设计可逆变化过程
－50℃, H 2O (s)
θ
s u b
m
H ????→ －50℃, H 2
O (g)
1H ↓? 5H ?↑
0℃, H 2O (s)??→??2
H 0℃, H 2O(l)??→??3
H 100℃, H 2O(l)??→??4
H
100℃, H 2O(g) {}2
1
-1
1m
d 1 1.9751850J 1777.5J mol T p T H nC T ?==???=??，（s ） {}θ
-1-12s-l 18333.5J mol 6003J mol H H ?=?=??=?
-1-13,m mol mol p H nC T T ?=?????32（l）(-)={4.18518100}J =7533J
{}θ-1-14l-g 2255.218J mol 40593.6J mol H H ?=?=??=?
-1-1
5,m 1.86018(223.2373.2)mol 5022J mol p H nC T T ?=???-?-?13（g）(-)={}J = 所以冰的摩尔升华焓为
θ-1-1sub m 1234550885J mol =50.885kJ mol H H H H H H ?=?+?+?+?+?=??
【点评】 如题解所示，根据题意正确设计求冰在﹣50℃、p 时的摩尔升华焓的可逆过程， 过程均设计在标准大气压下进行，温度取水的正常冰点、沸点。应用相关公式很容易求出各
过程的焓变，冰的摩尔升华焓为各过程焓变的加和。
例1-14 将一极小的冰块投入到盛有﹣5℃、100g 水的绝热容器中，使过冷水有一部分凝结为水，同时使水的温度回升到0℃，此可近似作为绝热过程。已知冰的融化焓为333.5 J?K 1，水在0℃～﹣5℃之间的等压比热容为4.238 J?K －
1?g －
1。
（1）写出系统物态的变化，并求出过程的ΔH ；
（2）求析出的冰有多少克？
解 投入的一极小块的冰只是起到晶种的作用，其量可以忽略。由于是绝热过程，因此，凝结成冰的那部分水所放出的热量用于将全部的水从-5℃升至0℃ 。
设析出的冰为x 克，则
(333.5)(100) 4.238x x x -+-+??=
解得， 6.354g x =
设计求系统发生的物相状态变化过程，求过程的焓变
-5℃,100g,H 2O (l)???H
0℃,6.354g H 2O (s) +93.646g H 2O (l) ↓?1H 2H ?↑ 0℃，100g ， H 2O (l)
{}2
1
1d 100 4.2385J 2119J T p
T H mC T ?==??=?（l） {}212333.5 6.354J=2119J 0
H H H H ?=-?-?=?+?=
【点评】 1. 题意指出该过程可近似作为绝热过程，需按照热量衡算Q （吸）=﹣Q （放）的
关系，求析出冰的质量。2. 在相同的始终态之间，设计系统发生可逆状态变化的途径。对 过冷水的相变，常选择水的正常冰点为中间状态。根据设计的可逆途径，很容易求各过程的 焓变和总焓变。
例1-21 在25℃，p 时，丙烯腈（CH 2=CHCN ，l ）、石墨和氢气的燃烧焓分别为﹣1761 kJ?mol
－1
、﹣393.5 kJ?mol
－1
和﹣285.9 kJ?mol －
1，在相同条件下，从元素生成气态的氰化氢及乙炔
得ΔH 分别为129.7和226.7kJ?mol －
1。在p 时，丙烯腈的凝固点为﹣82℃，沸点为78.5℃，25℃时其蒸发焓为32.84 kJ?mol －
1，试计算25℃、p 时，从HCN （g ）及C 2H 2（g ）生成
CH 2=CHCN （g ）的标准摩尔反应焓Δr H m 。 解 CH 2=CHCN （l ）的完全燃烧反应为
22222153CH =CHCN(l)O (g)3CO (g)H O(l)N (g)22
H
?+
??→++ 石墨、氢气的标准摩尔燃烧焓即为CO 2(g)、H 2O(l)的标准摩尔生成焓，所以
θθθ
f m 2f m 2f m 233(CO ,g)(H O,l)(CH =CHCN,l)2
H H H H ?=?+?-?
丙烯腈的标准摩尔生成焓
θ
-1f m 23(CH =CHCN,l){3(393.5)(285.9)(1761)}kJ mol 2
H ?=?-+?---?1151.65kJ mol -=?
设计过程
12
2222HCN(g)+C H (g)CH =CHCN(l)CH =CHCN(g)H H ?????→???→
θθθ
1f m 2f
m
f m
2
2(C H =C H C N ,l )(H C N ,g )(C H ,g )
H H H H ?=?-?-? {}11151.65129.7226.7kJ mol 204.75kJ mol --=--?=-?
θ
r m 212(CH =CHCN,g)H H H ?=?+?{}11204.7532.84kJ mol 171.91kJ mol --=-+?=-?
【点评】1. 求从HCN （g ）及C 2H 2（g ）生成CH 2=CHCN （g ）的标准摩尔反应焓Δr H m ，
需先求出θf m
2(CH =CHCN,l)H ?。 2. θ
f m 2(CH =CHCN,l)H ?与2CH =CHCN(l)的蒸发焓之和等 θf m 2(CH =CHCN,g)H ?。3. θ
f m 2(CH =CHCN,l)H ?可根据标准态下，2CH =CHCN(l)完全燃烧反
应式求得。因为该燃烧反应的产物为CO 2(g)、H 2O(l)和N 2(g)，而石墨、氢气的标准摩尔燃 烧焓即为CO 2(g)、H 2O(l)的标准摩尔生成焓
例1-22 已知CO 2（g ），CH 3COOH （l ）和H 2O （g ）在25℃时的标准摩尔生成焓分别为﹣393.5、﹣487.0和﹣241.8kJ?mol －
1；反应CH 4（g ）+2O 2（g ）= CO 2（g ）
+2H 2O （g ）的Δr H θm (298.15K)为﹣806.3 kJ?mol －
1；水在100℃时的汽化焓为39.33 kJ?mol －
1；CH 3COOH （g ）、CO 2（g ）、
H 2O （g ）、CH 4（g ）和H 2O （l ）的C p,m 分别为62.8、29.14、33.58、35.71和75.31 J?K －
1?mol
－1
。试利用上述数据，计算：
（1）H 2O(l)在25℃的Δf H m (298.15K)；
（2）反应CH 3COOH(l)= CH 4(g)+CO 2(g)在25℃的Δr H m (298.15K)；
（3）反应CH 3COOH(g)=CH 4(g)+CO 2(g)的Δr H m 等于0时的温度，假定该反应在25℃
的Δr H m (298.15K)=16.7 kJ?mol －
1。
解（1）设计下列过程，其中T 1=298.2K ，T 2=373.2K
= -39.33 + (33.58-75.31) × 75 ×10-3
= -42.46 kJ?mol －
1
{}11241.842.46kJ mol 284.26kJ mol --=--?=-?
（2）CH 4(g)的燃烧反应
4222CH (g)+2O (g) = CO (g)+2H O(g)
θθθθ
r m f m 2f m 2f m 4(CO ,g)2(H O,g)(CH ,g)H H H H ?=?+?-?
{}θ11
f m 4(CH ,g)393.52(241.8)(806.3)kJ mol 70.8kJ mol H --?=--?---?=-? 所以25℃时，反应342CH COOH(l) = CH (g)CO (g)+的θ
f m H ?为
θθθθ
r m f m 4f m 2f m 3(CH ,g)(CO ,g)(CH COOH,l)H H H H ?=?+?-?
{}170.8393.5(487.02)kJ mol -=----?123.02kJ mol -=?
（3）设计下列过程，已知1
11298.2K,16.7kJ mol T H -=?=-?
↓?2H 3H ?↑
22
,342CH COOH(g)CH (g)CO (g)T T H
?????→+
设T 2时，0)(2=?T H , 则
2
1
12312d ()T p p T H H H C T C T T ?=?+?=-?=?-?
解得 T 2＝ -7848 K
【点评】1.已知25℃时H 2O(g)的标准生成焓，求H 2O(l)的标准生成焓，需利用题给水的蒸
发焓数据，并正确设计热力学过程。2. 解题（2），可根据CH4(g)完全燃烧反应及其标准摩尔燃烧热，先求出CH4(g)的标准摩尔生成焓；再用相关物质的标准摩尔生成焓数据，计算所求反应的标准摩尔焓变。3. 题（3）需求反应的Δr H m=0时的温度，是指反应在绝热条件下进行，反应产生的热量全部用于系统自身升温所能达到的最高温度。解题需设计过程。
物理化学单元测试
物理化学单元测试(第四﹑五﹑六章) 一、选择题 1.二元溶液，B组分的Henry系数等于同温度纯B的蒸汽压。按Raoult定律定义活度系数（ ） (A)g A > g B(B)g A = g B = 1 (C)g B > g A(D)g A1g B1 1 2.两液体的饱和蒸汽压分别为p*A，p*B ，它们混合形成理想溶液，液相组成为x，气相组成为y，若 p*A > p*B ， 则：（ ） (A) y A > x A(B) y A > y B(C) x A > y A(D) y B > y A 4.已知373K时液体A的饱和蒸气压为133.24kPa，液体B的饱和蒸气压为66.62kPa。设A和B形成理想溶液，当溶液中A的物质的量分数为0.5时，在气相中A的物质的分数为：( ) (A) 1 (B) 1/2 (C) 2/3 (D) 1/3 5.298K时，HCl(g,Mr=3 6.5)溶解在甲苯中的亨利常数为245kPa·kg·mol-1,当HCl(g)在甲苯溶液中的浓度达2%时，HCl(g)的平衡压力为： ( ) (A) 138kPa (B) 11.99kPa (C) 4.9kPa (D) 49kPa 11. 298K，p? 下，苯和甲苯形成理想液体混合物，第一份溶液体积为2dm3，苯的物质的量为0.25，苯的化学势为μ1，第二份溶液的体积为1dm3，苯的物质的量为0.5，化学势为μ2,则 ( ) (A)μ1 > μ2 (B)μ1 < μ2(C)μ1 = μ2 (D) 不确定 15.已知水在正常冰点时的摩尔熔化热D fus H m? =6025J·mol-1，某水溶液的凝固点为258.15K, 该溶液的浓度x B为： ( ) (A) 0.8571 (B) 0.1429 (C) 0.9353 (D) 0.0647 16.已知H2O(l)在正常沸点时的气化热为40.67kJ·mol-1，某挥发性物质B溶于H2O(l)后，其沸点升高10K，则该物质B在溶液中的物质的量为：( ) (A) 0.290 (B) 0.710 (C) 0.530 (D) 0.467
物理化学朱传征第一章习题
例1-1 在25℃ 时，2mol 气体的体积为153dm ，在等温下此气体：（1）反抗外压为105 P a ，膨胀到体积为50dm 3；（2）可逆膨胀到体积为50dm 3。试计算各膨胀过程的功。 解（1）等温反抗恒外压的不可逆膨胀过程 {}53e 21()1010(5015)J 3500J W p V V -=--=-??-=- (2)等温可逆膨胀过程 {}2 1 2 1 d ln 28.314298.2ln(5015)J 5970J V V V W p V nRT V =-=-=-??=-? 【点评】题中虽未作说明，但可将气体视为理想气体。由题意判断得出：（1）为等温不可 逆过程；（2）为等温可逆过程。两种过程需采用不同的计算体积功公式。若知道p 1、p 2，可 逆功2 1 ln p W nRT p =。 例1-2 在等温100℃时，1mol 理想气体分别经历下列四个过程，从始态体积V 1=25dm 3变化到体积V 2=100dm 3：（1）向真空膨胀；（2）在外压恒定为气体终态压力下膨胀至终态；（3）先在外压恒定的气体体积50dm 3时的气体平衡压力下膨胀至中间态，然后再在外压恒定的气体体积等于100dm 3时的气体平衡压力下膨胀至终态；（4）等温可逆膨胀。试计算上述各过程的功。 解 (1) 向真空膨胀 p e =0 ，所以 10W = (2) 在外压恒定为气体终态压力下膨胀至终态 18.314(100273.15)kPa 31.02kPa 100nRT p V ??+?? = ==???? e {}2e 21()31.02(10025)J 2327J W p V V =--=-?-=- (3) 分二步膨胀 第一步对抗外压 p ′18.314373.15kPa 62.05kPa 50nRT V ???? = ==???? {}62.05(5025)J 1551J W p V '=-?=-?-=- 第二步对抗外压 p 〞=31.02kPa {}"31.02(10050)J 1551J W p V ''=-?=-?-=-
物理化学习题第四章化学平衡
物理化学习题第四章 化学平衡 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第四章 化学平衡 一．基本要求 1．掌握化学反应定温式的各种形式，并会用来判断反应的方向和限度。 2．了解标准平衡常数的定义，掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。 3．掌握标准平衡常数K 与r m G ?在数值上的联系，熟练用热力学方法计算r m G ?，从而获得标准平衡常数的数值。 4．了解标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?的定义和它的应用。 5．掌握温度对化学平衡的影响，记住van ’t Hoff 公式及其应用。 6．了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。 二．把握学习要点的建议 把本章放在多组分系统之后的目的，就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式，来导出化学反应定温式，从而用来判断化学反应的方向与限度。 本章又用到了反应进度的概念，不过其值处在0 1 mol -的区间之内。因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs 自由能的变化值时，是将化学势看作为一个定值，也就是在有限的反应系统中，化学进度为d ξ，如果在一个很大的系统中， 1 mol ξ=。 严格讲，标准平衡常数应该用绝对活度来定义，由于本教材没有介绍绝对活度的概念，所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义，其含义是一样的。从标准平衡常数的定义式可知，标准平衡常数与标准化学势一样，都仅是温度的函数，因为压力已指定为标准压力。对于液相反应系统，标准平衡常数有其相应的形式。对于复相化学反应，因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态，它的化学势就是标准态化学势，已经归入r m G ?中，所以在计算标准平衡常数时，只与气体物质的压力有关。 学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度，知道如何计算平衡常数，了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响，能找到一个经济合理的反应条件，为科研和工业生产服务。而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算，否则会把自己搞糊涂了，反而没抓住主要内容。 由于标准平衡常数与r m G ?在数值上有联系，r m ln p G RT K ?=-，所以有了r m G ?的值，就可以计算p K 的值。定义了标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ?，
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
物理化学各章测试体
表面及胶体化学 1．水的表面张力与温度的关系为：γ / 10 -3 N·m -1 = 75.64 - 0.14(t / ℃）今将10 kg 纯水在303 K 及101325 Pa 条件下定温定压可逆分散成半径r = 10-8 m 的球形雾滴，计算: （1）环境所消耗的非体积功； （2）小雾滴的饱和蒸气压； （3）该雾滴所受的附加压力。 （已知303 K ，101325 Pa 时，水的体积质量为995 kg·m -3 ，不考虑分散度对水的表面张力的影响。） 2．25 ℃时，水的表面张力为γ = 71.97×10 -3 N·m -1 ， 113K m N 10150---???-=??? ???γ?.T A ,p ，试计算在25℃，101 325 Pa 下可逆地增大2 cm 2 表面时的表面功W r ’ 及△G ，△H ，△S 和Q r 。 3. NaNO 3, Mg(NO 3)2, Al(NO 3)3 对AgI 水溶胶的聚沉值分别为140mol·5dm -3，2.60 mol · dm -3，0.067mol·dm －３，试判断该溶胶是正溶胶还是负溶胶? 4. 在三支各盛有2×１０－2mol·dm －３Fe(OH) 3溶胶的试管中，分别加入4.2×10－2dm ３ 的0.50mol·dm －３NaCl 溶液；12.5×10－2dm ３的0.005mol·dm －３Na 2SO 4溶液；7.5×10－2dm ３的 0.0003mol·dm －３Na 3PO 4溶液。溶胶开始发生聚结，试计算各电解质的聚沉值，比较它们的 聚沉能力。制备上述Fe(OH)3溶胶时，是用稍过量的FeCl 3与H ２O 作用制成的，写出其胶团的结构式。
物化,第1章 热力学第一定律---补充练习题
第二章 热力学第一定律 (一) 填空题 1. 在一绝热容器中盛有水，将一电阻丝浸入其中，接上电源一段时间（见下左图）当选择 不同系统时,讨论Q 和W 的值大于零、小于零还是等于零。 系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q W U 参考答案 2. 298K 时，反应CH 3CHO(g) = CH 4(g) + CO(g)的反应热 r H m 0 = mol -1，若反应恒压的热容r C p,m = Jmol -1K -1，则在温度为 时，反应热将为零。（设：r C p,m 与温度无关）。 3. 对理想气体的纯PVT 变化，公式dU=nC V,m dT 适用于 过程；而真实气体 的纯PVT 变化，公式dU=nC V,m dT 适用于 过程。 4. 物理量Q 、W 、U 、H 、V 、T 、p 属于状态函数的有 ；属于途 径函数的有 。状态函数中属于强度性质 的 ；属于容量性质的有 。 5. 已知反应 C(S)+O 2CO 2 r H m 0＜0 若该反应在恒容、绝热条件下进行，则ΔU 于 零、ΔT 于零、ΔH 于零；若该反应在恒容、恒温条件下进行,则ΔU 于零、 ΔT 于零、ΔH 于零。（O 2、CO 2可按理想气体处理） 6. 理想气体绝热向真空膨胀过程，下列变量ΔT 、ΔV 、ΔP 、W 、Q 、ΔU 、ΔH 中等于零的 有： 。 7. 1mol 理想气体从相同的始态(p 1、T 1、V 1)，分别经过绝热可逆膨胀至终态(p 2、T 2、V 2)和经绝 热不可逆膨胀至终态('2'22V T p 、、)则’‘，2222 V V T T (填大于、小于或等 于)。 8. 某化学在恒压、绝热只做膨胀功的条件下进行，系统温度由T 1升高至T 2，则此过程ΔH 零，如果这一反应在恒温（T 1）恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其ΔH 于零。 9．范德华气体在压力不太大时，有b RT a V T V T m p m -=-??2)(且定压摩尔热容为C P,m 、则此气体的焦——汤系数μJ-T = ，此气体节流膨胀后ΔH 0。 10． 1mol 单原子理想气体（C V,m =）经一不可逆变化，ΔH =，则温度变化为ΔT = ，内能变化为ΔU = 。 11. 已知298K 时H 20(l)、H 20(g)和C02(g)的标准摩尔生成焓分别为、 –和mol -1，那么C(石墨)、H 2 (g)、02(g)、H 20(l)、H 20(g)和C02(g)的标准摩尔燃烧焓分别 为 。 系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q = < > < = = W < > = = > = U < > > < > =
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
物理化学经典例题
一、选择题 1. 下面有关统计热力学的描述，正确的是：( ) A. 统计热力学研究的是大量分子的微观平衡体系 B. 统计热力学研究的是大量分子的宏观平衡体系 C. 统计热力学是热力学的理论基础 D. 统计热力学和热力学是相互独立互不相关的两门学科B 2.在研究N、V、U有确定值的粒子体系的统计分布时，令∑ni = N，∑niεi = U， 这是因为所研究的体系是：( ) A. 体系是封闭的，粒子是独立的 B 体系是孤立的，粒子是相依的 C. 体系是孤立的，粒子是独立的 D. 体系是封闭的，粒子是相依的C 3.假定某种分子的许可能级是0、ε、2ε和3ε，简并度分别为1、1、2、3 四个这样的分子构成的定域体系，其总能量为3ε时，体系的微观状态数为：( ) A. 40 B. 24 C. 20 D. 28 A 4. 使用麦克斯韦-波尔兹曼分布定律，要求粒子数N 很大，这是因为在推出该定律时：( ). ! A、假定粒子是可别的 B. 应用了斯特林近似公式C.忽略了粒子之间的相互作用 D. 应用拉氏待定乘因子法A 5.对于玻尔兹曼分布定律ni =(N/q)·gi·exp( -εi/kT)的说法：(1) n i是第i 能级上的粒子分布数; (2) 随着能级升高，εi 增大，ni 总是减少的; (3) 它只适用于可区分的独立粒子体系; (4) 它适用于任何的大量粒子体系其中正确的是：( ) A. (1)(3) B. (3)(4) C. (1)(2) D. (2)(4) C 6.对于分布在某一能级εi上的粒子数ni，下列说法中正确是：( ) A. n i与能级的简并度无关 B.εi 值越小，ni 值就越大 C. n i称为一种分布 D.任何分布的ni 都可以用波尔兹曼分布公式求出B 7. 15．在已知温度T时，某种粒子的能级εj = 2εi，简并度gi = 2gj，则εj 和εi 上分布的粒子数之比为：( ) A. 0.5exp(εj/2kT) B. 2exp(- εj/2kT) C. ( -εj/kT) D. 2exp( 2εj/kT) C 8. I2的振动特征温度Θv= 307K，相邻两振动能级上粒子数之n(v + 1)/n(v) = 1/2的温度是：( ) A. 306 K B. 443 K C. 760 K D. 556 K B 9.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、Cv B. U、H、P、C v C. G、F、H、U D. S、U、H、G B 10. 分子运动的振动特征温度Θv 是物质的重要性质之一，下列正确的说法是：( C ) A.Θv 越高，表示温度越高 B.Θv 越高，表示分子振动能越小 C. Θv越高，表示分子处于激发态的百分数越小 D. Θv越高，表示分子处于基态的百分数越小 11.下列几种运动中哪些运动对热力学函数G与A贡献是不同的：( ) A. 转动运动 B. 电子运动 C. 振动运动 D. 平动运动D 12.三维平动子的平动能为εt = 7h2 /(4mV2/3 )，能级的简并度为：( ) A. 1 B. 3 C. 6 D. 2 C 的转动惯量J = ×10 -47 kg·m2 ，则O2 的转动特征温度是：( ) A. 10 K B. 5 K C. K D. 8 K C ; 14. 对于单原子分子理想气体，当温度升高时，小于分子平均能量的能级上分布的粒子数：( ) A. 不变 B. 增多 C. 减少 D. 不能确定C 15.在相同条件下，对于He 与Ne 单原子分子，近似认为它们的电子配分函数 相同且等于1，则He 与Ne 单原子分子的摩尔熵是：( ) A. Sm(He) > Sm (Ne) B. Sm (He) = Sm (Ne) C. Sm (He) < S m(Ne) D. 以上答案均不成立C 二、判断题 1．玻耳兹曼熵定理一般不适用于单个粒子。（√） 2．玻耳兹曼分布是最概然分布，但不是平衡分布。（×） 3．并不是所有配分函数都无量纲。（×） 4．在分子运动的各配分函数中平均配分函数与压力有关。（√） - 5．粒子的配分函数q 是粒子的简并度和玻耳兹曼因子的乘积取和。（×） 6．对热力学性质(U、V、N)确定的体系，体系中粒子在各能级上的分布数一定。（×） 7．理想气体的混合物属于独立粒子体系。（√）
智慧树知到《简明物理化学》章节测试答案
智慧树知到《简明物理化学》章节测试答案 绪论 1、下述内容不属于物理化学研究的范畴的是 A:电动汽车电池的充电量和充电时间研究 B:冬季燃烧天然气取暖 C:新型洗涤用品的研究 D:核反应堆发电 答案:核反应堆发电 2、下述研究思路不属于物理化学的研究方法的是 A:从简单问题开始研究到研究复杂问题 B:从定性研究到定量研究 C:从特殊到一般再到特殊的研究过程 D:直接从最难的问题开始研究 答案:直接从最难的问题开始研究 第一章 1、下列说法中正确是：()。 A:理想气体等温过程，DT=0，故Q=0 B:理想气体氧气和氢气等容条件下发生化学反应ΔU= C:理想气体等容过程，ΔH= D:理想气体绝热过程，pVγ=常数 答案:理想气体等容过程，ΔH= 2、H2和O2以2：1的摩尔比在绝热钢瓶中反应生成H2O，此过程中下面哪个表示式是正确的（）
A:DH=0 B:DH<0 C:Q<0 D:DU=0 答案:DU=0 3、理想气体从同一始态(P1，V1)出发，经绝热可逆压缩和恒温可逆压缩，使其终态都达到体积V2，则两过程作的功的绝对值应有() A:绝热可逆压缩功大于恒温可逆压缩功 B:绝热可逆压缩功等于恒温可逆压缩功 C:绝热可逆压缩功小于恒温可逆压缩功 D:无确定关系 答案:绝热可逆压缩功大于恒温可逆压缩功 4、理想气体向真空容器中膨胀，以所有的气体作为研究体系，一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功() A:W>0 B:W=0 C:W<0 D:无法计算 答案:W=0 5、化学反应A→B，A→C的焓变分别为ΔrH1和ΔrH2，那么化学反应B→C的焓变ΔrH3为（） A:ΔrH3=ΔrH1+ΔrH2 B:ΔrH3=ΔrH1-ΔrH2
物理化学第四章化学平衡练习题及答案
第四章 化学平衡练习题 一、判断与问答题： 1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的?r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的 化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。 3．因为m r G ?= -RT ln K ，所以m r G ?是平衡状态时的吉布斯函数变化。 4．m r G ?是反应进度的函数。 5．在等温等压条件下，?r G m > 0的反应一定不能进行。 6．?r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。 7．任何一个化学反应都可以用m r G ?来判断其反应进行的方向。 8．在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化 学反应在给定条件下?r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。 9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的? r G m < 0时，若值越小，自发进行反应 的趋势也越强，反应进行得越快。 10．某化学反应的? r G m 若大于零，则K 一定小于1。 11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，m r G ?的大小就决定了反应进行方向。 12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。 13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可 以求知平衡常数了。 14．因 K = f (T )，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。 15．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的m r G ?。 16．温度T 时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。 17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。 18．因K = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。 19．有供电能力(W f ≠ 0)的可逆电池反应体系的状态，在“G ～ξ”曲线上可存在的位置？ 20．“纯是相对的，绝对纯的物质是没有”，试从反应的亲合能A 上分析这句话的道理？ 21．化学反应亲合势愈大，则自发反应趋势越强，反应进行得愈快，对否？ 22．标准平衡常数与标准反应自由能的关系：K RT G ln m r -=?，那么，为什么反应的 平衡态与标准态是不相同的？ 23．欲使反应产物的平衡浓度最大，反应物的投料比一般为多大？ 24．对于计量系数?ν = 0的理想气体化学反应，哪些因素变化不改变平衡点？ 25．平衡常数 K = 1的反应，在标准态下反应，反应朝什么方向进行？ 26．在空气中金属不被氧化的条件是什么？ 27．反应PCl 5(g) = PCl 3(g) + Cl 2(g) 在212℃、p 容器中达到平衡，PCl 5 离解度为0.5， 反应的m r H ?= 88 kJ·mol -1，以下情况下，PCl 5的离解度如何变化： (A) 通过减小容器体积来增加压力； (B) 容器体积不变，通入N 2气来增加总压力； (B) 升高温度； (D) 加入催化剂。 28．对于复分解反应，如有沉淀、气体或水生成，则容易进行到底，试以化学平衡理论 分析其道理？ 29．2HgO(s) = 2Hg(g) + O 2(g)，在反应温度下及p = 101.325kPa 时，K = 4×10-3，试问 HgO(s) 的分解压力多大？当达到分解温度时，与HgO(s) 平衡的p Hg 有多大？若在标 准状态下反应，体系的总压力是多少？ 30．反应CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g)，在600℃、100kPa 下达到平衡(各物质的逸度 系数均为1)，当压力增大到500kPa 时，各物质的逸度系数分别为：γ (CO 2) = 1.09， γ (H 2) = 1.10，γ (CO) = 1.23，γ (H 2O) = 0.77，问这时平衡点向何方移动？ 31．反应CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 在常温常压下的分解压力并不等于零，那么古代大 理石建筑物何以能够保留至今而不倒？
物理化学《化学平衡》习题及答案
物理化学《化学平衡》习题及答案 选择题 1．下面的叙述中违背平衡移动原理的是 (A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动 (C) 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加分子数的方向移动 答案：C 。加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动 2．要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是 (A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变 (C) 孤立系统 (D) 内能, 压力与体积的乘积都不变 答案：D 。因ΔH ＝ΔU ＋Δ（pV ） 3．在等温等压下，当反应的?r G m ? = 5kJ ·mol -1 时，该反应能否进行? (A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行 答案：C 。应该用?r G m 判断而不是?r G m ? 。 4．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) 1 答案：C 。 5．反应 2C(s) + O 2(g) ←→ 2CO(g)，其?r G m ? /(J ·mol -1 ) = -232600 - 167.7T /K ，若温度升高，则： (A) ?r G m ? 变负，反应更完全 (B) K p ? 变大，反应更完全 (C) K p ? 变小，反应更不完全 （D ）无法判断 答案：C 6．对于气相反应，当体系总压力p 变化时 (A) 对K f ? 无影响 (B) 对K r 无影响 (C) 对K p ? 无影响 (D) 对K f ? 、K r 、K p ? 均无影响 答案：A 。理想气体的K p ? 不受压力的影响而真实气体的K p ? 将随压力而变。 7．理想气体反应CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)的?r G m ?与温度T 的关系为： ?r G m ? = －21660+52.92T ，若要使反应的平衡常数K p ? >1，则应控制的反应温度： (A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 答案：C 8．某化学反应在298K 时的标准吉布斯自由能变化为负值，则该温度时反应的K p ?将是： (A)K p ?= 0 (B) K p ? < 0 (C) K p Θ > 1 (D) 0 < K p ? < 1 答案：C 。根据ln r m p G RT K ?=-$ $ 。 9．25℃ 时水的饱和蒸气压为3.168kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能?f G m ?为－ 237.19kJ ·mol －1 ，则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为： (A) －245.76kJ ·mol －1 (B) －229.34kJ ·mol －1 (C) －245.04kJ ·mol －1 (D) － 228.60kJ ·mol －1 答案：D 。可以设计使25℃的液态水变为3.168kPa 的水蒸气，此为恒温恒压可逆相变
物化计算题
例1-1 在310K，燃烧葡萄糖（C6H12O6（s））和硬脂酸（C18H36O2（s））的ΔU值分别为-2880KJmol-1及-11360KJmol-1，求每个过程的ΔH. 解: ΔH=ΔU+ΔnRT C6H12O6（s）+6O2（g）=6CO2（g）+6H2O（l） Δn=6-6=0 ΔH=ΔU=-2880KJmol-1 C18H36O2（s）+26O2（g）=18CO2（g）+18H2O（l） Δn=18-26=-8 ΔH=-11380.6KJmol-1 例 1-2 常压下530℃的1000Kg甲烷气体恒容降温至200℃，试求Qv、ΔH 、ΔU。（已知Cp，m=14.15+75.496×10-3T-17.99×10-6T2 JmoL-1K-1 M=0.016Kgmol-1） 解: Cv，m= Cp，m –R =5.84+75.496×10-3T-17.99×10-6T2 n=1000Kg/M=100/0.016=6.25×104mol Qv=ΔU=∫T1T2 nCv，mdT=6.25×104∫T1T2 （5.84+75.496×10-3T-17.99×10-6T2）dT T1=811.15K T2=473.15K ∴Qv=ΔU=-8.395×108J 同理：ΔH=∫T1T2 nCp，mdT=-9.840×108J 3. 5 mol 理想气体于27℃ 101.325KPa状态下受某恒定外压恒温压缩至平衡，再由该状态恒容升温至97℃，则压力升高到1013.25KPa。求整个过程的W、Q、ΔU及ΔH 。已知该气体的Cv，m恒定为20.92J mol K-1。 4. 热化学测量的一个用处是测定键焓,以甲烷中的C-H键为例,它是反应CH4(g)-→C(g)+4H(g)焓变的1/4. 已知下列数据测定键焓: C(s)+2H2(g) -→CH4(g) ΔH1θ=-74.8KJ.moL-1 H2(g) -→2H(g) ΔH2θ=+434.7KJ.moL-1 C(s) -→C(g) ΔH3θ=+719.0KJ.moL-1 假定在甲烷和乙烯中C-H键的键焓是相同的.乙烯的ΔfHθ是+54.3KJ.moL-1,计算在乙烯中C=C键的键焓. CH4（g）→C（s）+2H2（g）ΔrH=74.8KJmoL-1 C（s）→C（g）ΔrH=719.0KJmoL-1 H2（g）→2H（g）ΔrH=434.7KJmoL-1 ∴ CH4（g）→C（g）+4H（g） ΔrH=74.8+719.0+2×434.7=1663.2KJmoL-1 ΔHC-H=1663.2/4=415.8KJmoL-1 C2H4（g）→2C（g）+4H（g） C2H4（g）→2C（s）+2H2（g）ΔrH=-54.3KJmoL-1
《物理化学》第一章气体复习题.doc.docx
第一章练习题 一、单选题 1.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（ C） A 、波义尔 定律、盖一吕 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、盖一 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 2、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 A A。若在容器中再加入一定量的理想气体问P A 和A 的变化为： ，分体积是 V C，V 是 P （C） A、P A和V A都变人 B、P A和V A都变小 C P A不变， V A变小D、P A变小， V A不变 3、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 的 物质的量、分压和分体积分别为n A P A￥和1^ P B V B，容器中的总压为 P。试判断 & 列公式屮哪个是正确 的（ A ） A 、P A V= n A RT B、P A V= （ n A + n B）RT C、P A V A = n A RT D、 P B V B= n B RT 4、真实气体在 如下哪个条件下， 可以近似作为理 想气体处理（ C ） A 、高温、高 压B、低温、低压C、高温、低压D、低温、高压 5、真实气体液化 的必要条件是（ B ） A 、压力大于 P c
B、 温度低于T c
C、体积等于 v c D、同时升 高温度和压力 6. 在 273 K， 101.325 kPa 时，CC14(1)的 蒸气可以近似 看作为理想气 体。已 知 CC14(1)的摩尔质量为isig.mor1的，则在该条件下，CC14(1)气体的密度为(A ) A 、 6.87 g.dm-3B、dm- 3 C、 6.42 g. dm'D、 3.44 g dm-3 4.52 g.3 7、理想气体 模型的基本特 征是( D ) A 、分子不 断地作无规则 运动、它们均
北师大版物理化学化学平衡习题答案
北师大版物理化学化学平衡习题答案
化学平衡习题解答 1. 有理想气体反应 2H 2(g) + O 2(g)2H 2O(g)，在2000 K 时，已知反应的7 1.5510K =? (1) 计算H 2和O 2分压各为1.00×104 Pa ，水蒸气分压为1.00×105 Pa 的混合气中，进行上述反应的r m G ?，并判断反应自发进行的方向； (2) 当H 2和O 2的分压仍然分别为1.00×104 Pa 时，欲使反应不能正向自发进行，水蒸气的分压最少需要多大？ 解：(1) 反应系统的分压比 2222222252H O H O 243 H O H O (/)(1.0010)101325 1013.25(/)(/)(1.0010) p p p p p Q p p p p p p ''???====''''?? 由定温方程 1 r m 7 51 1013.25ln ln ln(/)(8.3142000ln )J mol 1.55101.6010J mol p p G RT K RT Q RT Q K --?=-+==????=-?? 由r m G ?<，可判断此时反应能够自发正向进 行。 (2) 欲使正向反应不能自发进行，p Q 至少需 与K θ 相等，即 222 2H O 7H O 1.5510p p p Q K p p ?==?= ? 所以227432142 H O 1 1.5510(1.0010)Pa 1.5310Pa 101325 p =???? =?
27H O 1.2410Pa p =? 2. 已知反应CO(g) + H 2O(g) CO 2(g) + H 2(g) 在700℃时K θ = 0.71，(1) 若系统中四种气体的分压都是 1.5×105 Pa ；(2) 若 6CO 1.010 Pa p =?， 25H O 5.010Pa p =?，22 5 CO H ==1.510Pa p p ?；试判断哪个条件下正 向反应可以自发进行？ 解：(1) 由定温方程r m r m ln p G G RT Q ?=?+，知 11 r m ln (8.314973.2ln 0.71)kJ mol 2.77 kJ mol G RT K --?==-???=? ∵r m r m ln p G G RT Q ?=?+ =222CO (g)H (g)H O(g)CO(g)( )()ln ln ()( )p p p p RT K RT p p p p ''-+'' = 55 1 55 1.510 1.510(-8.314973.2ln 0.71+8.314973.2ln )J mol 1.510 1.510 -??????????? = 3 1 2.7710 J mol -?? ∴ ?r G m = 2.77×1031 J mol -?＞ 0 此反应不能正 向自发进行。 (2) 当6CO 1.010 Pa p =?，25H O 5.010Pa p =?，2 25CO H ==1.510Pa p p ?时 ?r G m = 551 65 1.510 1.510(-8.314973.2ln 0.71+8.314973.2ln ) J mol 1.010 5.010 -??????????? = －22.3×1031 J mol -? ∵ ?r G m =－22.3×1031 J mol -?＜ 0
物理化学习题与答案
第一章热力学第一定律练习题 下一章返回 一、判断题(说法对否): 1．1.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。 2．2.体积就是广度性质的状态函数;在有过剩NaCl(s) 存在的饱与水溶液中, 当温度、压力一定时;系统的体积与系统中水与NaCl的总量成正比。3．3.在101、325kPa、100℃下有lmol的水与水蒸气共存的系统, 该系统的状态完全确定。 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。 6.从同一始态经不同的过程到达同一终态,则Q与W的值一般不同,Q + W的 值一般也不相同。 7.因Q P= ΔH,Q V= ΔU,所以Q P与Q V都就是状态函数。 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。 9.对于一定量的理想气体,当温度一定时热力学能与焓的值一定, 其差值也一定。 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。 11.1mol,80、1℃、101、325kPa的液态苯向真空蒸发为80、1℃、101、325kPa 的气态苯。已知该过程的焓变为30、87kJ,所以此过程的Q = 30、87kJ。 12.1mol水在l01、325kPa下由25℃升温至120℃,其ΔH= ∑C P,m d T。 13.因焓就是温度、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。 14.因Q p = ΔH,Q V = ΔU,所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。 15.卡诺循环就是可逆循环,当系统经一个卡诺循环后,不仅系统复原了, 环境也会复原。 16.一个系统经历了一个无限小的过程,则此过程就是可逆过程。 17.若一个过程中每一步都无限接近平衡态,则此过程一定就是可逆过程。 18.若一个过程就是可逆过程,则该过程中的每一步都就是可逆的。 19.1mol理想气体经绝热不可逆过程由p1、V1变到p2、V2,则系统所做的功为。 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。 21.(?U/?V)T = 0 的气体一定就是理想气体。 22.因理想气体的热力学能与体积压力无关,所以(?U/?p)V = 0,(?U/?V)p = 0。 23.若规定温度T时,处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零,那么该 温度下稳定态单质的热力学能的规定值也为零。
制药工程 物理化学 第07章测试练习题(题目)
第七章测试练习 选择题 1、如某液体能润湿某固体,润湿时其接触角为θ,则（） A、tgθ=0 B、tgθ≤0 C、tgθ≥0 D、tgθ= ∞ 2、一个玻璃毛细管分别插入25℃和75℃的水中,则毛细管中的水在两不同温度的水中上升的高度（） A、相同 B、无法确定 C、25℃水中高于75℃的水中 D、25℃水中低于75℃的水中 3、当表面活性剂在溶液中的浓度较低时,则表面活性剂主要是（） A、以胶束的形式存在于溶液中 B、以均匀的形式分散在溶液中 C、以定向排列吸附在溶液表面 D、以无规则的形式存在于溶液中 4、液体在毛细管中上升高度与下列哪一因素无关（） A、大气压 B、温度 C、液体密度 D、毛细管内径 5、通常称为表面活性物质的就是指当物质加入液体中后（） A、能降低液体表面张力 B、能增大液体表面张力 C、不影响液体表面张力 D、能显著降低液体表面张力 6、液体表面张力的方向是（） A、与液体垂直，指向液体的内部 B、指向液面的边界 C、在与液面相切的力向上 D、指向四面八方 7、在一定温度和大气压力下，微小水滴的蒸气压力（）水的饱和蒸气压；水的微小气泡内水的蒸气压（）水的饱和蒸气压。 A、> B、< C、= D、可能大于也可能小于 8、在一定温度下，分散在气体中小液滴的半径愈小，此液体的蒸气压p r（） A、越大 B、越小 C、越趋近于lOOkPa D、越是变化无常
9、在一定T 、p 下，任何气体在固体表面吸附过程的焓变ΔH 必然是（ ），熵变ΔS 必然是（ ） A 、>0 B 、<0 C 、=0 D 、无法确定 10、绝大多数液态物质的表面张力γg-l 都是随着温度T 的升高而逐渐地（ ） A 、变大 B 、变小 C 、趋于极大值 D 、变化无常 11、在一定温度和压力下，将表面活性物质加入溶剂中后，所产生的结果必然是（ ） A 、0)(??T c σ ，负吸附 C 、0)(>??T c σ ，正吸附 D 、0)(0，ΔH>0，ΔS<0 C 、ΔG<0，ΔH>0，ΔS>0 D 、ΔG>0，ΔH<0，ΔS<0 16、BET 吸附等温式中V m 的物理意义是（ ） A 、平衡吸附量 B 、铺满第一层的吸附量