物理化学习题答案(1-5章)
第一章 热力学定律
思考题
1. 设有一电炉丝浸入水槽中(见下图)，接上电源，通以电流一段时间。分别按下列几种情况
作为体系，试问ΔU 、Q 、W 为正、为负，还是为零？
①以水和电阻丝为体系； ②以水为体系； ③以电阻丝为体系； ④以电池为体系；
⑤以电池、电阻丝为体系； ⑥以电池、电阻丝和水为体系。 答：该题答案列表如下。
2. 任一气体从同一始态出发分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀达到体积相同的终态，终态压力相同吗?
答：不同。膨胀到相同体积时，绝热可逆与绝热不可逆的终态温度和压力不同。 3. 熵是量度体系无序程度大小的物理量。下列情况哪一种物质的摩尔熵值更大？
(1)室温下纯铁与碳钢； (2)100℃的液态水与100℃的水蒸气； (3)同一温度下结晶完整的金属与有缺陷的金属；(4)1000℃的铁块与1600℃铁水。 答：温度相同的同一种物质，气、液、固态相比（例如水蒸气、液态水和冰相比），气态的微观状态数最大，固态的微观状态数最小，液态居中，因此，摩尔熵气态最大，液态次之，固态最小；同类物质，例如，氟、氯、溴、碘，分子量越大摩尔熵越大；分子结构越复杂熵越大；分子构象越丰富熵越大；同素异形体或同分异构体的摩尔熵也不相同。
（1）、（2）、（3）和（4）均是后者摩尔熵值大。
4. 小分子电解质的渗透压与非电解质的渗透压哪个大？为什么？电解质的稀溶液是否有依数性？其渗透压公式是怎样的？
答：非电解质的渗透压大。因为非电解质不能电离，通过半透膜的几率就小，这样就造成膜两侧的浓差增大，使渗透压增大。小分子电解质的稀溶液有依数性，但不显著。稀溶液以浓度代替活度，()RT RT 212c 1c 1c 2c +=?=π，若c 1>>c 2，RT 1c 2=π；若c 2>>c 1，RT 1c =π，c 1、c 2分别为溶液一侧和溶剂一侧的浓度。 5. 下列物理量中，哪一组是广度性质的状态函数？
(1). C p ，C v ，S ，H m (2). U m ，T ，P ，V m (3). V m ，H m ，μ，U (4). H ，V ，U ，G
答：（4）组，即H ，V ，U ，G 是广度性质的状态函数。 6. 回答下列问题：
(1)在水槽中放置一个盛水的封闭试管，加热水槽中的水，使其达到沸点。试问试管中的水是否沸腾？为什么？
(2)可逆热机的效率最高.在其它条件都相同的前提下，用可逆热机去牵引火车，能否使火车的速度加快，何故？
(3)锌和硫酸反应：a)在敞口瓶中进行；b)在封口瓶中进行。何者放热多？为何？
答：(1)不会。液体沸腾必须有一个大于沸点的环境热源，槽中之水的温度与水的沸点温度相同无法使试管内的水沸腾。
(2)不会。可逆过程的特点之一就是过程变化无限缓慢，因此在其它条件相同的情况下，可逆热机带动的机车速度最慢。
(3)“a”相当于敞开体系，“b”相当于封闭体系。由相关定义，敞开体系有物质和能量的交换；封闭体系无物质交换，但有能量的交换。所以体系与环境交换的能量后者多，即“b”放热多。
7. 下列说法是否正确？为何？
(1)溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和；
(2)对于纯组分，化学势等于其自由能；
(3)稀溶液中，组分B的浓度可用x B、b B、c B、表示，其标准态的选择不同，则组分B 的化学势也不同；
(4)气体的标准态压力均为p?、温度均为T，且符合理想气体行为，所以纯气体只有一个标准态；
(5)在同一溶液中，若标准态规定不同，活度也不同；
(6)二组分理想溶液的总蒸气压大于任一组分的蒸气分压；
(7)在298K时，0.01mol·kg-1的糖水的渗透压与0.01mol·kg-1食盐水的渗透压相等；
(8)298K时，A和B两种气体单独在某一溶剂中溶解，平衡时相应的亨利系数为k A和k B。已知k A＞k B，若A和B同时溶解在该溶剂中达到平衡，当气相中A和B平衡分压相等时，则溶液中A的浓度大于B的浓度；
(9)凡熵增加的过程都是自发过程；
(10)不可逆过程的熵永不减少；
(11)体系达平衡时熵值最大，自由能最小；
(12)一封闭体系，当始终态确定后：①若经历一个绝热过程，则功有定值；②若经历一个等容过程，则Q有定值；③若经历一个等温过程，则内能有定值；④若经历一个多方过程，则热和功的差值有定值。
答：(1) 不对。化学势是某组分的偏摩尔Gibbs自由能。溶液可分为溶剂的化学势或溶质的化学势，而没有整个溶液的化学势。
(2) 不对，至少不严密。应该说纯组分的化学势等于其摩尔Gibbs自由能。
(3) 不对。浓度表示方式不同，则所取标准态也不同，它们的标准态时的化学势是不相等的。但是，B物质在该溶液中的化学势只有一个数值，是相同的。
(4) 不对。虽然气体的标准态都取压力为p?、温度为T ，且符合理想气体行为，但对理想气体，该标准态是真实状态，对实际气体，该标准状态是假想状态。
(5) 对。a B = c B/γB。c B规定不同，a B也不同；
(6) 对。因为二组分理想溶液的总蒸气压等于两个组分的蒸气压之和。
(7) 不相等。渗透压是溶液依数性的一种反映。稀溶液中，依数性只与粒子的数目有关，而与粒子的性质无关。食盐水中一个分子NaCl会离解成两个离子，粒子数不同，且溶质离子扩散可穿过半透膜，膜两侧浓度差是不同的。
(8)不对，由亨利定律，当压力相等时，亨利常数与浓度成反比，溶液中A的浓度小于B的浓度；
(9)不对，没有说明条件，在孤立系统中才有熵增加原理。
(10)对，不可逆总是向着熵增大的方向运动。
(11)不对，在孤立体系达平衡时熵值最大。自由能最小原理也是有条件的，在封闭体系内才适用；
(12) a)不一定，功不是状态函数；b)不一定，热不是状态函数；c)对；d)不一定，热功差值在非体积功为零的封闭体系，为一状态函数——内能。
8. 夏天将室内电冰箱门打开，接通电源紧闭门窗（设墙壁门窗均不传热），能否使室内温度降低？何故？
答：不会降低只会升高。接通冰箱电源并打开门之后，冰箱将进入箱内的空气冷却，并把热量通过散热器放回室内，此过程的吸、放热量是相等的。冰箱内外交换的热量与冰箱电功之和恒定，但冰箱的电动机和制冷机在工作时，各电器部分和机械部分会因内耗而发热，这部分热量也散入室内，就会使室内的温度升高。
9. 一铝制筒中装有压缩空气，突然打开筒盖，使气体冲出（视为绝热膨胀过程），当压力与外界相等时，立即盖上筒盖，过一会儿后筒中气体压力将如何变化？
答：压缩空气突然冲出筒外，可视为绝热膨胀过程，终态为室内气压P，筒内温度降低，盖上筒盖过一会儿后，温度升至室温，筒内压力升高，压力大于P。
10. 不可逆过程一定是自发的，而自发过程一定是不可逆的。判断这种说法的正确性并举例说明。
答：前半句不对，如：气体的不可逆压缩过程是非自发过程。后半句对。
11. 北方人冬天吃冻梨前，先将冻梨放入凉水中浸泡，过一段时间后冻梨内部解冻了，但表面结了一层薄冰。试解释原因。
答：凉水温度比冻梨温度高，使冻梨解冻。冻梨含有糖分，故其凝固点低于水的冰点，当冻梨内部解冻时，要吸收热量，而解冻后的温度仍略低于水的冰点，所以冻梨内部解冻了而表面上凝结一层薄冰。
12. 试比较水处于下列各种不同状态时化学势的高低：(1)373K、101.3kPa，液态；(2)373K、202.6kPa，液态；(3)373K、101.3kPa，0.2%蔗糖水溶液；(4)373K、101.3kPa，0.2%葡萄糖水溶液。
答：μ4＜μ3＜μ1＜μ2。
习题
1. 1mol理想气体，始态体积为25dm3，温度为373.15K，分别经下列过程等温膨胀到终态体积为100dm3。试计算体系所作的功：(1)可逆膨胀；(2)向真空膨胀；(3)先在外压等于体积为50 dm3时气体的平衡压力下，使气体膨胀到50 dm3，再在外压等于体积为100 dm3时气体的平衡压力下进行膨胀。
解：(1)定温可逆膨胀过程
W= nRT ln(V1/V2)
= 1×8.314×373.15ln25/100
=－4.302kJ
(2)向真空膨胀
P外=0
W =－P外(V2－V1) = 0
(3)W =－[p'(V'－V1)＋P2(V2－V')]
=－nRT[(V'－V 1)/V'＋(V 2－V')/V 2]
=－1×8.314×373.15×[(50－25)/50＋(100－50)/100]
=－3102kJ
2. 1mol 单原子理想气体，始态p 1=202.65kPa,T 1=298.15K ，经下述两个不同的过程达到终态p 2=101.325kPa ，T 2=348.15K 。分别计算两个过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。并指出计算结果说明什么问题？(1)先定压加热再定温可逆膨胀；(2)先定温可逆膨胀再定压加热。
解：（1）、（2）两个途径如下所示。
过程（1）是定压加热过程：
W 1=-p 1(V ”-V 1)-nRT (T 2-T 1) =-1×8.314(348.15-298.15)J =-415.7J
?==?2
1
1
d 1T T p p T
C Q H
=(5/2)R(T 2-T 1) =(5/2)×8.314×(348.15-298.15)J =1039J ΔU 1=Q p1+W 1
=1039-415.7 =623.3J 定温可逆过程：
ΔU 2=0，ΔH 2=0
2
122"22ln "ln
2
p p nRT V V nRT pdV W Q V V ===-=?
=1×8.314×348.15×ln(2/1)J
=2006J 因此，过程（1）：
W Ⅱ=W 1+W 2=-415.7J-2006J=－2422J
Q Ⅱ=Q 1+Q 2=1039J+2006J=3045J ΔU Ⅱ=ΔU 1+ΔU 2=623.3J+0=623.3J
ΔH Ⅱ=ΔH 1+ΔH 2=1039J+0=1039J
途径（2）是定温可逆膨胀过程是理想气体恒温过程：
ΔU 1=0，ΔH 1=0
2
111'
11ln '
ln
1p p nRT V V nRT pdV W Q V V ===-=?
=1×8.314×298.15ln(2/1)J
=1718J
定压过程：
W 2=-p 2(V 1-V ’) =-nR (T 2-T 1) =-1×8.314×(348.15-298.15)J =-415.7J
?
=
=?2
1
2d 2T T p p T
C Q H
=(5/2)R (T 2-T 1) =2.5×8.314×(348.15-298.15)J =1039J ΔU 2=Q p2+W 2
=1039J-415.7J =623.3J 因此，过程（2）：
W Ⅰ=W 1+W 2=-1718J-415.7J=-2134J
Q Ⅱ=Q 1+Q 2=1718J+1039J=2757J ΔU Ⅰ=ΔU 1+ΔU 2=0+623.3J=623.3J ΔH Ⅰ=ΔH 1+ΔH 2=0+1039J=1039J
由计算可知，两个过程的功和热不等，而状态函数热力学能和焓的变化值，与变化的途径无关，只与始终态有关。
3. 一直到1000p ?，氮气仍服从状态方程V m =RT +bp ，式中b =3.90×10-2dm 3·mol -1。500K 时，1molN 2(g)从1000 p ? 定温膨胀到p ?。计算ΔU m ，ΔH m ，ΔG m 及ΔS m 。
解：终态p ?时
由pV m '=RT+bp ，代入，p=p ?，得V m '=RT/p ?+b
始态1000p ?时
V m 0=RT/(1000p ?) +b
V m '－V m 0=dV m =RT[(1/p ?)－(1/1000p ?)]≈RT/p ?= V m '
=8.314×500/101325
=0.041dm 3 ≈0
因为U=f(T,V)，在dV=0和dT=0时，dU=0。即ΔV m =0。
ΔH m =ΔU m +Δ(pV m )
=(p 2V m,2- p 1V m,1) =b(p 2-p 1) =3.9×10-2 dm 3·mol -1×(1-1000)×101.325 kPa = -3.948 kJ·mol -1
ΔG m =RTln(p 2/p 1)+b(p 2-p 1)
=8.314J·K-1·mol-1×500K×ln[p ?/(1000×p ?)] =3.9×10-2 dm 3·mol -1×(1-1000)×101.325kPa
=-32.66 kJ·mol
-1
ΔS m= (ΔH m-ΔG m)/T
= 57.42 J·K-1·mol-1
4. 苯的正常沸点为353K，摩尔气化焓是Δvap H m= 30.77 J·mol-1，在353K和p 下，将1mol 液态苯向真空定温蒸发为同温同压的苯蒸气(设为理想气体)。
(1)计算该过程苯吸收的热量Q和功W；
(2)求苯的摩尔气化Gibbs自由能变Δvap G m和摩尔气化熵变Δvap S m；
(3)求环境的熵变；
(4)使用哪种判据，可以判别上述过程可逆与否？并判别之。
解：(1)W实际＝－P外dV＝0
设计等温可逆蒸发，其始末态与所给过程的相同。
Q R=nΔvap H m
=30.77kJ
W R≈－pV g=－n RT
=－2935J
Δvap U m=Q R+W R
=30770－2935
=27835J
Q实际=Δvap U m－W实际
=27835－0
=27835J
(2)Δvap S m=Q R/T
=30770J/353K
=87.2J·K－1
Δvap G m=0
(3)ΔS环=－Q实际/T
=－27835 J/353K
=－78.9J·K－1
(4)ΔS总=ΔS环＋Δvap S m
=－78.9J·K－1＋87.2J·K－1
=8.3J·K－1＞0
所以原过程为不可逆过程。
5. 在绝热定压容器中，将5mol 40℃的水与5mol 0℃的冰混合，求平衡后的温度，以及该体系的ΔH和ΔS。已知冰的摩尔溶化热为6024J·mol-1，水的定压摩尔热容为75.3 J·K-1·mol-1。
解：体系绝热定压，ΔH=0。若冰全部溶化：
ΔH1=6024J·mol×5mol
=30.120kJ
水降温至0℃时：
ΔH2=5mol×40K×(－75.3)J·K-1·mol-1
=－15.060kJ
因ΔH1＋ΔH2=15.060kJ>0，冰不会全溶化，体系温度为0℃，设冰溶化的物质的量为n，则：
ΔH=ΔH1＋ΔH2
=n(6.024kJ.mol -1)-15.060kJ =0 n=2.5mol
所以冰溶化的熵变： ΔS 1=ΔH 1'/T=ΔH 1/2T
= (1/2)×30.12kJ/273K =0.05516 kJ·mol -1 =55.16J.mol -1 水冷却的熵变：
12.48.51)/(21
--==??K J dT T C S T
T p （积分限：T 1＝313K ，T 2＝273K ）
ΔS =ΔS 1＋ΔS 2
=3.68J·K -1
6. 计算298.15K 时反应；CaO(s)＋H 2O(l) ═Ca 2+(aq)+2OH -(aq)的标准摩尔焓变
Δr H m Θ(298.15K)。设反应放出的热有80%被吸收，某罐头的热容为400J·K -1， 要将其从25℃加热到80℃，需CaO 至少多少克？
解： CaO(s) + H 2O(aq) = Ca 2+(aq) + 2OH -(aq) Δf H m ? -634.9 -285.8 -542.8 -230.0 kJ·mol -1 Δr H m ?
=[2×(－230.0)+(－542.8)]－[(－285.8)+(－634.9)]
=－82.1kJ·mol -1
罐头吸收的热量：
Q 吸=400J·K -1×(353.15K －298.15K) =22kJ
反应放热：
Q 放=－Q 吸/0.8 =－27.5 kJ
Δr H =Q 放=n·Δr H m ? =(m /56)·Δr H m
?
=[(m /g)/(56/g·mol -1)]×(－82.1)kJ·mol -1
=－27.5 kJ
解得m =18.76g
7. 298K 时，在量热计(绝热、密闭、恒容反应器)中装有0.500g 分析纯正庚烷[C 7H 16(l )]。于氧弹内在过量的氧[O 2(g)]环境中完全燃烧，生成CO 2(g)和H 2O(l )。燃烧后量热计温度升高2.94K 。量热计自身及附件的热容量为8.177 kJ·K -1。计算正庚烷的燃烧焓变(量热计的平均温度为298K)。正庚烷的摩尔质量为0.1002kg.mol -1。忽略引燃丝燃烧产生的热量。
解： C 7H 16(l) + 11O 2(g) = 7CO 2(g) + 8H 2O(l ) Δ n =－4 根据题意，m·Q V +c·ΔT =0，代入数据：
0.500g·Q V +8.177 kJ·K -1·2.94K =0 解得Q V =－4808 kJ·g -1
=－4808 kJ·g -1×100.2g·mol -1 =－4819.62 kJ·mol -1
Δc H m ? =Δc U m ?
+Δ n ·RT
= Q V +Δ n ·RT
=－4819.62 kJ·mol -1－4×8.314×298×10-3
kJ·mol -1
=－4829.53 kJ·mol -1
8. 已知异戊烷C 5H 12的摩尔质量M = 72.15 g·mol -1，在20.3℃时蒸气压为77.31 kPa 。现将0.0697g 的难挥发性非电解质溶于0.891g 异戊烷中（按稀溶液处理），测得该溶液的蒸气压降低了2.32 kPa 。
(1)求异戊烷为溶剂时Raoult 定律中的常数K ； (2)求加入的溶质的摩尔质量。 解： (1)求常数K
溶质的物质的量分数A
A B A
B B A B B M m n
n n n n n X =≈+=
=n B M A /m A
Δp= p *·x B = p *·(n B /m A )M A = p *·M A ·b B =K·b B K = p *M A
对于异戊烷有：
K = p *M A = 77.31 kPa×72.15 g·mol -1 =5578 kPa·g·mol -1 = 5.578 kPa·kg·mol -1 (2)求溶质摩尔质量
A
B B
B Δm M m K
Kb p ==
1
1
A
B
B mol g 188kg
10000.891
kPa 32.2g
0697.0mol kg kPa 578.5Δ--?=???=?=m p m K
M
9. 蛋白质的数均摩尔质量约为40kg·mol -1。试求在298K 时，含量为0.01kg·dm -3的蛋白质水溶液的凝固点降低值、蒸汽压降低值和渗透压。已知298K 时水的饱和蒸汽压为3167.7Pa ，K f =1.86K·kg·mol -1，ρH 2O=1.0 kg·dm -3。
解：(1)查得T f * = 273.15K ，K f = 1.86 K·kg·mol -1，b B =0.01/40=2.5×10-4mol·dm -3 所以，ΔT f = b B ·K f
=1.86×2.5×10-4
=4.65×10-4K
(2)Δp = p A *x B
x B = b B /[(1000/M A )＋b B ] = 0.00025/[(1000/18)＋0.00025]
= 4.49×10-4
Δp=3167.7×4.49×10-4
=1.42Pa
(3)π=c B RT
π=0.25mol·m -3×8.314×298 K = 619.4 Pa
10. 人类血浆的凝固点为272.65K 。(1)求310.15K 时血浆的渗透压；(2)若310.15K 时血浆的渗透压为729.54kPa ，计算葡萄糖等渗透溶液的质量摩尔浓度(设血浆的密度为1×103 kg·m -3)。
解：水的K f =1.86K·kg·mol -1
11
0.50.26881.86f B f
T K
m mol kg K K kg mol
--?=
=
=???
以1kg 溶液为基准
Π= (n B /V)RT
=m B RT/(1/ρ) =0.2688mol·kg -1×8.314J·mol -1·K -1×310.15K
=693.12kPa
1
113
7295400.28298.314310.151000B Pa
m mol kg RT J K mol K kg m
ρ----∏≈
==??????
11. 1.22×10-2kg 苯甲酸，溶于0.10kg 乙醇后，使乙醇的沸点升高了1.13K ，若将1.22×10-2kg 苯甲酸溶于0.10kg 苯中，则苯的沸点升高1.36K 。计算苯甲酸在两种溶剂中的摩尔质量。计算结果说明什么问题？
解：乙醇的K b =1.20K ·K g ·mol -1，A
B B
m b
B b b K b K T ==?,
11.9612.0.)10
.013.10122
.020.1(--=??=?=
mol kg mol kg m T m K M A b B b B 在苯中K b =2.57K.Kg.mol -1,
11.2305.0.)10
.036.10122
.057.2(--=??=?=
mol kg mol kg m T m K M A b B b B 苯甲酸的摩尔质量为0.122kg.mol -1,上述计算结果表明苯甲酸在乙醇中以单分子形态存在，在苯中以双分子缔合形态存在。
12. 在p ?压力下，把一个极小的冰块投入0.1kg 、268K 的水中(过冷)，结果使体系的温度变为273K ，并有一定数量的水凝结成冰。由于过程进行得很快，可以看作是绝热的。已知冰的熔解热为333.5 kJ·kg -1。在268K ～273K 之间水的热容为4.21kJ·K -1·kg -1。
(1)写出体系物态的变化，并求出ΔH ； (2)计算析出的冰质量。
解：(1)该过程是绝热等压过程 ΔH=Q p =0
(2)加入极小冰块作晶种，可忽略体系的质量与热效应的变化。
ΔH =ΔH 1＋ΔH 2 =0
(0.1kg)( 4.21 kJ·K -1·kg -1)(273K －268K)＋(－333.5 kJ·kg -1) x =0 解得x = 6.31×10-3kg
13. 溜冰鞋的刀刃与冰的接触面，长度为7.62×10-2m ，宽度为2.45×10-5m 。已知冰的熔化热为6.01kJ·mol -1，冰的熔点T f *=273.16K ，冰的密度为920kg·m -3，水的密度为1000kg·m -3。求：
(1)体重60 kg 的人施加于冰面的压力； (2)在该压力下冰的熔点。 解：(1) p=mg/A
=60kg×9.8N·kg -1/(7.62×10-2×2.45×10-5)m 2 =3.15×108Pa
(2)dp/dT=Δfus H m /(T Δfus V m ) (Clapeyron 方程) Δfus V m =V m(l)－V m(s)
=[(1/1000)－(1/920)] =－1.565×10-6m 3·mol -1 ?dp=(Δfus H m /Δfus V m ) ?dT/T
1.5748×108Pa －10325 Pa =[6010 J·mol -1/(－1.565×10-6m 3·mol -1)]lnT/273.16K
T = 262.2K
14. 假设一台电冰箱为反卡诺热机，冰箱外温度为25℃，内部温度为0℃。问在冰箱内使10.00kg 水由25℃变成0℃的冰需做多少功？已知水的凝固焓变为－334.7 J·g -1, 比热容为4.184 J·K -1·g -1。
解：从298K 的水变到273K 的水所做的功：
kJ
dT nC T T W m p 50.46)]298273()298/273ln(298[)184.41000.10(]/)298[(273
2983,111-=--??=-=?
从273K 的水冷却到273的冰需功W 2＝10.00×103
×(-334.7)=-33.47kJ 假设冰箱为绝热的，箱内能量变化守恒，Q=－W ，所以：
W ＝W 1＋W 2＝－(46.50+33.47)=－97.97kJ
15. 某水(A)溶液含有非挥发性溶质B ，在271.7K 时凝固。求：
(1)溶液的正常沸点；
(2)在298.15K 时的水蒸气压（该温度时p A *=3.178 kPa ，K b =0.52K·mol -1·kg -1，K f =1.86K·mol -1·kg -1）和渗透压。（假定为理想溶液计）
解：⑴ 10.52b K K kg mol -=??，1
1.86f K K kg mol -=??
由ΔT b =K b m b 和ΔT f =K f m b 导出ΔT b =(K b /K f )ΔT f ，进而有：
1
1
0.52(273.15271.7)0.411.86b K kg mol T K K K
K kg mol --???=
?-=??
373.150.41373.56b b b T T T K K K *
=+?=+= ⑵ 11
273.15271.70.7801.86f B f
T K K
m mol kg K K kg mol
--?-=
=
=??? 31
0.7800.0138
0.7801/1810B mol
x mol kg kg mol --=
=+??
22(1)3178(10.0138)3134H O H O
B p p x Pa Pa *
=-=?-=
⑶ 11
3
0.7808.314298.151933/1/1000B B n RT
m RT mol J K mol K
kPa V
W kg kg m ρ---????∏=≈
==?
第二章 相平衡
思考题
1. 指出下列体系的相数：①空气；②金刚石和石墨混合物；③一块黄铜（30%Zn-70%Cu 合金）；④酒精水溶液；⑤油和水的混合物；⑥密闭容器中CaCO 3分解并达平衡；⑦牛奶。
答：①1相；②2相；③1相；④1相；⑤2相；⑥3相；⑦2相。 2. 对冰和干冰分别加压，各自熔点将怎样变化？
答：从H 2O 和CO 2相图可得出，对冰加压后，熔点将降低；而对干冰加压，熔点将升高。
3. 家庭使用高压锅时，为什么应在常压下沸腾一段时间之后，再盖上泄压阀？
答：目的是尽量赶走锅内的空气，使锅内的总压约等于相应温度下水的饱和蒸汽压，从而能获得更大的压力。
4. 为什么冰点低于三相点？如何计算得到三相点的温度为0.01℃？
答：通常所说的水的冰点是0℃，此点的热力学温度为273.15K，当外压改变时，冰点也随之改变。此时虽然也是水、冰、水蒸气三相共存，但与三相点不同。这是因为：（1）在通常情况下的水和冰都已被空气所饱和，实际上已成为二组分体系。对二组分体系，当三相共存时，f=2-3+2=1，体系仍有一个自由度。所以当压力改变时，冰点也随着改变，由于空气的溶入，液相变成为溶液，因而使冰点降低了0.00242K；
（2）在三相点时的外压力为610.62Pa，而通常情况下外压约等于101325Pa。若外压从610.62Pa改变到101325Pa，根据克拉贝龙公式的计算，冰点又降低了0.00747K。这两种效应之和为0.00242+0.00747=0.00989≈0.01K，所以通常所说的水的冰点比三相点低了0.01K，即等于273.15K（或0℃）。
以下通过具体计算予以说明：
（1）冰与水的平衡曲线在三相点附近的斜率为d T/dp=-7.432×10-8K·Pa-1。三相点是熔化线与气化线的交点，因此三相点的温度必然很接近于273.15K，在273.15K时水的蒸气压的实验数值是610.48Pa，这个数值也一定很接近与三相点的压力。通常有空气存在时的外压是101325Pa，当外压由101325Pa变到610.48Pa时，平衡温度也要改变。ΔT=（-7.432×10-8K·Pa-1）Δp =（-7.432×10-8K·Pa-1）（610.48-101325）Pa=0.000748K。这就是说考虑到外压的效应，三相点的温度比通常所说的水的冰点高0.000748K。
（2）水中溶有空气后，溶液的冰点也要降低。实验测得101325Pa及273.15K时，空气在水中的浓度为0.00130mol·kg-1，已知水的冰点降低常数K f为1.855 K·kg·mol–1，所以纯水的冰点应较被空气所饱和的水的冰点高0.00130×1.855=0.00241K。
以上两种效应的总和为0.00989K≈0.01K。如果规定三相点的温度为273.16K，则通常在101325Pa时水的冰点就是273.15K（或0℃）。
5. 完全互溶的A、B二组分液态混合物，在x B=0.6处，平衡蒸气压有最高值，那么组成x B=0.4的混合物在气-液平衡时，x B(g)、x B(l)、x B(总)的大小顺序如何？将x B=0.4的混合物进行精馏，塔顶将得到何物？
答：x B(g)>x B(总)> x B(l)；塔顶将得到纯A。
6. 为什么说恒沸混合物不是化合物?
答：因为恒沸混合物的组成在一定的范围内随外压的改变而改变。
7. 能否用市售的60ο烈性白酒经反复蒸馏得到100%的纯乙醇？
答：不能。白酒是非理想的二组分液态混合物，其行为与拉乌尔定律的正偏差很大，在温度-组成相图上有最低恒沸点。乙醇-水恒沸混合物中乙醇的质量分数为0.9557。所以，开始如用乙醇质量分数小于0.9557的混合物进行分馏，则得不到纯乙醇，只能得到浓度0.9557的恒沸混合物。
8. 热分析法绘制Bi-Cd相图时，若取5份组成不同但质量相同的溶液作步冷曲线，各步冷曲线上水平线段的长度是否相同？为什么？
答：不同。因为不同组成的合金溶液在同样条件下冷却，步冷曲线上水平线段的长度应正比于析出的共晶量。显然，在正好达共晶组成时，析出的共晶量最多，相应的水平线段最长。
9. 请说明在固-液平衡体系中，稳定化合物、不稳定化合物与固熔体三者的区别，它们的相图各有何特征？
答：稳定化合物有固定的组成和固定的熔点，存在于固相，在液相中也可能存在。当温度低于其熔点时不会发生分解，因此在相图上有最高点，称为相合熔点。该温度熔化时的液
相组成与其固相组成相同。
不稳定化合物有固定的组成，只在固相中存在，在液相中不存在，加热时，在其熔点之前就会分解成液相和另一种固相，新生的两相组成与不稳定化合物的组成均不同，因此在相图上没有最高点，而呈“T”字形。其水平线所代表的温度即为转熔温度，称为不相合熔点。
固熔体即固体溶液，没有固定组成，其组成可以在一定范围内变化，因此在相图上固熔体可以占据一个区域。
10. 请说明共晶过程与包晶过程有何异同？低共熔物与固熔体有何区别？
答：共晶过程与包晶过程的相同之处在于，它们都是两个固相与一个液相平衡共存，自由度为零。不同之处在于：（1）共晶过程的液相成分介于两固相成分之间，包晶过程的固相介于液相和另一固相之间；
（2）包晶是化学过程，共晶过程没有物质的生成和消失，不是化学过程；
（3）共晶点是液相能够存在的最低温度，包晶点则是不稳定化合物能够存在的最高温度。
11. 分配系数是研究萃取剂萃取效果的一个重要参数，其值是大好还是小好？为什么？
答：大好。分配系数越大说明溶质在萃取相中的溶解度越大，从而具有更好的萃取效果。
12. 已知Na2CO3(s)和H2O(l)可组成的水合物有Na2CO3·H2O(s)、Na2CO3·7H2O(s)和
Na2CO3·10H2O(s)。问：
(1)在101325Pa下与Na2CO3水溶液及冰共存的含水盐最多有几种？
(2)在293.15K时与水蒸气平衡共存的含水盐最多可有几种？
答：（1）此体系由Na2CO3(s)和H2O(l)构成，C=2。虽然可有多种固体含水盐存在，但在每形成一种含水盐，物种数增加1的同时，必然增加一个化学平衡关系式，因此，独立组分数不变，仍为2。指定压力（101325Pa）下，相律为f=C-P+1=2-P+1=3-P。自由度不可能为负数，它最小是零。因自由度最小时相数最多，所以，该体系最多只能是三相平衡共存（相当于f=0时）。在体系中已有Na2CO3水溶液及冰两相存在的情况下，最多只能有一种固体含水盐与之共存。
（2）指定温度（293.15K）下，相律为f=C-P+1=2-φ+1=3-P。f=0时，P=3。因体系中已有水蒸气存在，所以最多还可以有2种含水盐与之共存。
习题
1. 指出下列平衡体系中的组分数C，相数P及自由度数f：
(1)I2(s)与其蒸气成平衡；
(2)NH4Cl(s)部分分解为NH3(g)和HCl(g)；
(3)CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；
(4)NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；
(5)NH4HS(s)和任意量的NH3(g)和H2S(g)混合达到平衡；
(6)I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡；
(7)在密闭容器中，KNO3饱和溶液与其水蒸气呈平衡，并且存在着从溶液中析出的细小KNO3晶体。
解：(1)C=S-R-R′=1-0-0=1；P=2（一个固相，一个气相）；f= C-P+2=1-2+2=1；
(2) C=S-R-R′=3-1-1=1；P=2（一个固相，一个气相）；f= C-P+2=1-2+2=1；
(3) C=S-R-R′=3-1-0=2；P=3（两个固相，一个气相）；f= C-P+2=2-3+2=1；
(4) C=S-R-R′=3-1-1=1；P=2（一个固相，一个气相）；f= C-P+2=1-2+2=1；
(5) C=S-R-R′=3-1-0=2；P=2（一个固相，一个气相）；f= C-P+2=2-2+2=2；
(6) C=S-R-R′=3-0-0=3；P=2（两个互不相溶液相）；因为是凝聚体系，故f=
C-P+2=3-2+1=2；
(7) C=S-R-R′=2-0-0=2；P=3（一个固相，一个液相，一个气相）；f= C-P+2=2-3+2=1；
2. 已知CO2的临界温度为304.3K，临界压力为7.3×106Pa，三相点为216.6K，5.1×105Pa。画出CO2的相图（示意图）并请说明：(1)室温常压下迅速从钢瓶中放出CO2，出来的CO2是什么状态？(2)估计在什么温度和压力范围内，CO2能以液态出现？
解：图略。(1)大部分成为气体，一部分成为固体（干冰）。
(2)温度在216.6K至304.3K之间，压力在5.1×105Pa到7.3×106Pa之间时，CO2有可能以液态出现。
3. 在373.2K时，己烷的蒸气压是2.42×105Pa，辛烷的蒸气压是
4.67×104Pa，这两种液体的某一混合物在373.2K，1×105Pa时沸腾，假设该混合物是理想液态混合物，求此时己烷在液相及气相中的摩尔分数。
解：p =p*己x己+ p*辛x辛=p*己x己+ p*辛（1-x己）
即1×105Pa=2.42×105Pa x己+4.67×104Pa（1-x己），求得x己=0.274
y己=p己/ p =p*己x己/ p总=2.42×105Pa×0.274/1×105Pa=0.662
4. 101.325kPa下水(A)-醋酸(B)体系的气-液平衡数据如下表：
t/℃100 102.1 104.4 107.5 113.8 118.1
x B0 0.300 0.500 0.700 0.900 1.000
y B0 0.185 0.374 0.575 0.833 1.000
(1)画出气-液平衡的温度-组成图；(2)从图中找出组成为x B=0.800的液相的泡点；(3)从图中找出组成为y B=0.800的气相的露点；(4) 求105.0℃时气-液平衡两相的组成；(5)求9 kg 水和30kg醋酸组成的体系在105.0℃达到平衡时，气、液两相的质量。
解：(1)以组成为横坐标，以温度为纵坐标，在坐标纸上描点、连线即可得到该体系的温度-组成图（图略），上面的为气相线（或称为露点线），下面的为液相线（或称为泡点线）；
(2) 横坐标x B=0.800与泡点线的交点对应的纵坐标温度即为该液相的泡点；
(3)横坐标y B=0.800与露点线的交点对应的纵坐标温度即为该气相的露点；
(4)作纵坐标温度为105.0℃的一条等温线，该线与液相线的交点对应的横坐标为液相的组成，该线与气相线的交点对应的横坐标为气相的组成；
(5)过105.0℃作一条等温线，与气、液相线的交点对应的横坐标分别为平衡的气相组成和液相组成，以体系组成（x B=30/39）与等温线的交点为支点，从图中读数可求得两结线的长度，利用杠杆规则即可求出平衡的气、液相的质量。
5. 为提纯含非挥发性杂质的甲苯，在8
6.0kPa压力下用水蒸气蒸馏。已知在此压力下该体系的共沸点为80℃，80℃时水的饱和蒸气压为4
7.3kPa。试求：（1）气相的组成（含甲苯的摩尔分数）；（2）欲蒸出100kg纯甲苯，需要消耗水蒸气多少千克？
解：因水和甲苯完全不互溶，所以，在一定温度下的水-甲苯的气液平衡体系中，蒸气相的压力为水和甲苯的饱和蒸气压之和。即：
p = p*水+ p*甲苯=86.0kPa
所以：
y水= p*水/ p=47.3 kPa/86.0kPa=0.550
y甲苯=1-y水=0.450
根据水蒸气蒸馏公式p*水/ p*甲苯=n水/n甲苯=m水M甲苯/m甲苯M水，有m水= p*水m甲苯M水/ p*甲苯M甲苯，要想得到m甲苯/(kg)，需通入m水/(kg)的水蒸气。现欲蒸出100kg的甲苯，则所需的水蒸气的量为：
m水=47.3 kPa×18.015g?mol-1×100 000g/38.7 kPa×92.14 g?mol-1=23.9kg
6. 实验室中某有机试剂因失去标签而难以辨认，但已知它可能是硝基苯或甲苯。今对此试剂进行水蒸气蒸馏，测知在大气压力下混合物的沸点为372.15K，馏出物冷却分离称量得
m(H2O)=40.8g，m(有机物)=10.0g。已知水在正常沸点时，Δvap H m=109J·K-1·mol-1。试判断该化合物为何物。
解：先求出373.15K时水的蒸气压：
ln(p*水/p)=( Δvap H m /R)·[(1/T0)-(1/T)]
ln[p*/101.325kPa]=( 109J·mol-1/8.314J·K-1·mol-1)·[(1/298.15)-(1/372.15)] 解得p*水=97.817 kPa，故p*有=(101.325-97.817)kPa=3.508 kPa
M有=M水p*水m有/ (p*有m水)
=18×97.817×10.0/(3.508×40.8)
=123.02g
故该有机物为硝基苯。
7. 已知铅的熔点是327℃，锑的熔点是631℃，现制出下列六种铅锑合金，并作出步冷曲线，其转折点或水平线段温度为：
合金成分w B×100 转折点（或水平线段）温度/℃
5Sb-95Pb 296和246
10Sb-90Pb 260和246
13Sb-87Pb 246
20Sb-80Pb 280和246
40Sb-60Pb 393和246
80Sb-20Pb 570和246
试绘制铅锑相图，并标明相图中各区域所存在的相和自由度数。
解：略。
8. 用LiCl电解制金属锂时，因LiCl熔点太高(878K)，不利于生产，常利用低共熔现象找一种比LiCl盐难电解的盐KCl来降低熔点，以节约能源。已知KCl的熔点为1048 K，KCl-LiCl 低共熔点的KCl含量为55%（质量分数）、低共熔点为629K，又知723K时KCl含量为43%和63%的溶液分别可析出LiCl和KCl固体。
(1)画出KCl-LiCl体系相图；
(2)说明为什么电解槽的操作温度必须高于629K；
(3)当工艺条件允许时，电解温度可选择在723K，试根据相图说明如何操作，以何种方式给料比较合理；
(4)有时在温度高达783K时电解，还有少量固体盐不熔，若加入少量LiCl，此固体盐会增多。请断定此不熔盐是什么；
(5)停产后在室温下电解槽中有哪几相？
解：(1)图略；
(2)已知最低共熔点为629K，若温度低于此值，低共熔物会凝结，电解就无法进行；
(3)当电解温度选在723K时，要使熔融液不析出固相，投料中KCl含量应控制在
43%~63%之间。在此范围LiCl的含量高一些更好，具体操作时应不断补充LiCl；
(4)不熔盐只可能是LiCl 。如果是KCl ，物系点将处于KCl(s)与液相区。向体系中加入少量LiCl ，物系点必左移，按杠杆规则，此情况下不熔盐的量应减少，但题中指出不熔盐的量是增加的，这说明不熔盐不可能是KCl ；
(5)电解停止后，电解液冷却至室温，槽中应有两相：LiCl(s)和KCl(s)。
9. 20℃时某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4。今有该有机酸5g 溶于100 cm 3水中形成的溶液。
(1)若用40 cm 3乙醚一次萃取（所用乙醚已事先被水饱和，因此萃取时不会有水溶于乙醚），求水中还剩下多少有机酸？
(2)将40 cm 3乙醚分为两份，每次用20cm 3乙醚萃取，连续萃取两次，问水中还剩下多少有机酸？
解：(1) m 1= m KV 1/(KV 1+V 2)=5g×0.4×0.1/(0.4×0.1+ 0.04)=2.5g
(2) m 1=m[KV 1/(KV 1+V 2)]2= 5×[0.4×0.1/(0.4×0.1+ 0.02)]2= 5×[0.04/0.06]2=2.22g
10. 今有含苯100g 和甲苯200g 的理想液态混合物，在100℃，101.325kPa 下处于气液平衡状态。有关数据列于下表。
(1)试求平衡态的气、液两相的摩尔分数； (2)利用杠杆规则计算气液两相物质的量。
蒸汽压：
*12A 11368.29211ln ()()1008.315110273.15100273.15
vap m A H p kPa R T T ??=-=-++（），解得p *A =75.2kPa *12()11385.07811
ln
()()1008.31580273.15100273.15
vap m B H B p kPa R T T ??=-=-++，解得p *B =173.0kPa p A = p *A x A = p *A (1-x B )，p B = p *B x B ，p= p A + p B = p *A +(p *B - p *A ) x B 将p=101.325kPa ，p *A =75.2kPa ，p *B =173.0kPa 代入上式，得：
液相组成x B =( p- p *A )/( p *B - p *A )=(101.325-75.2)/(173.0-75.2)=0.2671 气相组成y B = p B / p= p *B x B / p=173.0×0.2671/101.325=0.4560 (2)体系的总物质的量 n =m A /M A +m B /M B =200g/92g·mol -1+100g/78g·mol -1 =3.456mol 体系组成为：
x B,0=n B /n =(100g/78 g·mol -1)/3.456mol=0.371 根据杠杆规则可得：
n (l )= n (y B - x B,0)/ (y B - x B )
=3.456mol(0.4560-0.371)/ (0.4560-0.2671) =1.555mol n (g )= n - n (l )
=3.456 mol-1.555mol =1.901mol
11. CO 2的压力为101.325kPa 时，20℃和40℃下，1 kg 水中可分别溶解CO 2 0.0386 mol 和0.0227
mol ，如用只能承受压力202650Pa 的瓶子装含有CO 2的饮料，在20℃下充装时，CO 2的最大压力为多少才能保证这种瓶装饮料可在40℃下存放？（假设溶质服从亨利定律）
解：若用B 代表CO 2，根据亨利定律有 p B =k m, B m B ，分别代入20℃和40℃时CO 2的分压及相应组成，可得：
k m, B (20℃)= p B / m B (20℃)=101.325kPa/0.0386 mol·kg -1=2625 kPa·kg·mol –1 k m, B (40℃)= p B / m B (40℃)=101.325kPa/0.0227 mol·kg -1=4463.7kPa·kg·mol –1
在最高压力下，40℃时，溶液中CO 2的浓度：
m B '= p B (理论)/ k m,B (40℃)
=202.650 kPa/4463.7kPa·kg·mol –1 =0.0454 mol·kg -1
该组成的饮料在20℃下产生的压力：
p B,max = k m,B (20℃) m B ′ =2625 kPa·kg·mol –1×0.0454 mol·kg -1 =119.175kPa
所以，20℃时压力要小于119.175kPa ，才能保证在40℃时不爆瓶。
12. 用高压锅给注射用的器具消毒时，若所用的锅内压力（饱和蒸气压力）为1.5×105Pa ，则锅内的温度是多少？已知373.2K ，105Pa 时水的蒸发热为40.5kJ·mol -1。 解：将已知数据代入Kelvin 方程，有：
5315
21.510Pa 40.510J mol 11
ln ()373.2K 10Pa
R T -???=-- 解得T 2=385.2K
第三章 化学平衡
思考题
1. 化学反应达到平衡时的宏观特征和微观特征是什么?什么是化学反应等温式？有什么重要用途？
答：化学平衡处于宏观的不变化和微观的不断变化之中。
从宏观上看，达到化学平衡时各反应物和产物的量不再随时间变化而变化，似乎反应是停止，其实微观上，正反应和逆反应仍在不断地进行着，只不过正、逆反应速率恰好相等。
化学反应等温式是描述定温下，化学反应平衡常数与体系Gibbs 自由能变之间关系的方程式，它将化学热力学与化学动力学联系在一起，可实现热力学函数和动力学参数之间的互求、判断化学反应的状态（是处于正向还是逆向反应或已达平衡）及求算化学反应的转化率和产率等。
2. 一个化学反应的平衡常数是固定不变的数值吗？它决定于哪些客观因素？
答：不同化学反应在同一反应条件下平衡常数不同；同一化学反应在不同反应条件时平衡常数也不同。一般认为化学反应平衡常数在温度一定时是常数。化学反应的平衡常数除了受温度影响外，还受反应体系组成、压力等条件影响。
3. 由Van’t Hoff 方程ln(K 2/K 1)= Δr H m ?
[(1/T 1)-(1/T 2)]/R 是否得出：无论在什么条件下，只要是吸热反应，升温总利于反应正向进行；只要是放热反应，升温总不利于反应正向进行的结论？
答：得出“无论在什么条件下，只要是吸热反应，升温总利于反应正向进行；只要是放
热反应，升温总不利于反应正向进行”这样的结论的条件是定压下，Δr H m?为常数（一般T 变化不太大时方能认为Δr H m?为常数）。
4. 若反应SO2+?O2→SO3在温度为T的容器内达到平衡后，通入不参与反应的惰性气体，会不会影响平衡常数O p K的值和平衡产率？设气体都是理想气体。
答：因为反应体系中各气体均是理想气体，体系发生的又是分子数减少的反应，故加入惰性气体对反应正向进行不利，会使反应平衡发生移动，令正反应平衡常数减小，从而减低SO3的平衡产率。
5. A物质的分解反应为A(g)B(g)+C(g)，在一定的温度和压力下，反应达到平衡。试讨论下列各种因素对A物质解离度的影响：
（1）降低气体的总压；
（2）通入惰性气体D(g)，保持压力不变，体积增加一倍；
（3）通入惰性气体D(g)，保持体积不变，压力增加一倍；
（4）通过C(g)，保持体积不变，压力增加一倍。
答：设反应体系的气体均为理想气体。从反应计量式看，该反应是一个反应分子数增加的反应。在反应温度和压力一定条件下反应达到平衡时：
（1）降低气体总压力，对反应正向进行有利，A解离度增大；
（2）通入惰性气体D(g)，且保持压力不变，使体积增加一倍时，对反应正向进行有利，A解离度增大；
（3）通入惰性气体D(g)，保持体积不变，使压力增加一倍时，对反应逆向进行有利，A解离度减小；
（4）通入C(g)，保持体积不变，使压力增加一倍时，对反应逆向进行有利，A解离度减小。
6. 化学反应CO2 (g)＋C (s) =2CO(g)的Δr G? m,800K＞0，说明什么问题？欲使反应正向进行，应采取哪些措施？
答：根据题意有Δr G m,800K=Δr G? m,800K＋RTlnK?p,800K，平衡时lnK?p,800K =-Δr G? m,800K /RT 若Δr G?m,800K＞0, 就有lnK?p,800K＜0 即K?p,800K＜1，说明各组分在该标准态下不能进行正向反应。
应采取如下措施：
（1）降低体系压力，使反应向增加气相物质的量的方向移动；
（2）等压下加入惰性气体，反应向增加气相物质的量的方向移动；
（3）等容下不断地向体系通入CO2(g)或将生成物CO(g)取走。
7. “反应平衡常数改变了，化学平衡一定会移动；反之，平衡移动了，反应平衡常数值也一定会改变。”这种说法是否正确，为什么？
答：此说法不正确。平衡常数值改变了，平衡一定会移动；但平衡移动了，平衡常数值不一定改变。例如在等温下，改变化学反应中某些组分的浓度或改变反应体系的总压，平衡会移动，平衡常数值并未改变。
8. 反应a A+b B→c C的Δr G m=Δr G m?+RT ln[c C c/(c A a·c B b)]。从式中可见，当产物C浓度趋于0时，ln[c C c/(c A a·c B b)]=﹣∞，即任何反应总能自发进行，那么用Δr G m来判断化学反应能否自发进行还有无意义？
答：照样有意义。因为在给定条件下，虽然总能保证Δr G m＜0，即反应能够自发进行，
但：
（1）根据热力学定律，热力学函数Δr G m 是化学反应能否自发进行的最有力的判据。题中给出的结论是通过该式判断得来的，没有Δr G m ，无法得出反应是否总能自发进行的结论；
（2）通过该式能求算Δr G m ?，进而得到平衡常数K p ?
（标志反应进行的程度）； （3）当反应物浓度c A 和c B 都趋于0时，即发生稀溶液（或低浓度气相）反应，Δr G m
的数值就更为重要了，这种情况下由Δr G m 而求Δr G m ?，进而求K p ?
，其研究价值更大了。此时，是否有Δr G m ＜0，要通过该式计算才能下结论，就不一定总满足ln[c C c /(c A a ·
c B b
)]=﹣∞。 9. 假设温度为T 时∑=B
B B
0ν的理想气体反应的Δr H m ?＞0，熵变Δr S m ?
＜0，且二者均不随T 而变化。则温度对反应平衡的影响为
2
O O
ln RT H dT K d m
r ?=＞0，所以温度升高，K ?值增大，Δr G m ?
=﹣
RT ln K ?
变得越负，即升高温度有利于化学反应。可是对于等温反应：Δr G m ?
=Δr H m ?
-T Δr S m ?
，由于Δr H m ?
＞0、Δr S m ?
＜0，且与温度无关，所以温度升高，-T Δr S m ?
增大，Δr G m ?
变得越正。即升高温度不利于化学反应。你认为以上两个结论为什么截然不同？
答：在题意条件下两公式物理意义相矛盾的主要原因是公式推导条件不同。Δr G m ?
=﹣RT ln k ?是在很大的恒温封闭容器中，针对等容等温反应导出的；而公式Δr G m ?=Δr H m ?-T Δr S m ?
是在等温等压条件下导出的。
习 题
1. 已知反应2SO 2(g) + O 2(g)＝2SO 3(g) 在1062K 时的K ?
＝0.955，若在该温度下，某一容器中含有SO 2、O 2和SO 3三种气体，其分压分别是 p (SO 2)＝30.0 kPa 、p (O 2)＝60.0 kPa 和p (SO 3)＝25.0 kPa 。试判断反应进行的方向。
解：Δr G m =-RT ln k ?
p +RT ln Q p
ln Q p = ln{(p SO3/p ?) 2/[(p O2/p ?) (p SO2/p ?) 2]} = ln{[p ?
(p SO3)2]/[(p SO2)2p O2]}
= ln{[100 kPa (25.0kPa) 2]/[60.0 kPa(30.0kPa) 2]}
= ln(625/540) = 0.1462 -RT ln k ?
p =-8.314×1062×ln0.955 =-8829.5×(-0.046) = 406.5 Δr G m =-RT ln k ?
p +RT ln Q p ＞0
反应逆向进行。
3. 已知298.15K 时右旋葡萄糖α型及β型在80%乙醇溶液中的溶解度分别为20g·dm -3和49g·dm -3，它们的无水固体在298.15K 时的Δf G m ?分别为－902.9kJ·mol -1和－901.9kJ·mol -1。求该温度下右旋葡萄糖α型和β型相互转化的平衡常数。
解：在右旋葡萄糖α型→右旋葡萄糖β型的过程中
Δr G m ?=Δf G m ?(β)- Δf G m ?(α)=RTlnQ p
=-901.2 kJ·mol -1-902.9 kJ·mol -1 =1.7 kJ·mol -1 在标准浓度状态下：
O
O
O m
r O
O m
r ln
)(c c c c RT G c G βα+?=?
=1.7×103J·mol -1+8.314 J·K -1·mol -1×298.15K×M
M 4920ln
=-521J·mol -1
210.0K
15.298mol 8.314J mol J 521)(ln 11
O O
O =???=?-
=--RT c G K m r K ?
=1.23
4. 在1120℃下，赤铁矿石（Fe 2O 3）被一氧化碳还原的反应和二氧化碳的分解反应同时进行：
Fe 2O 3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g) (1) K p ?
(1)=7.5×10
-2
2CO 2(g) =2CO(g)+O 2(g) (2) K p
?
(2)=1.4×10
-12
问现存有固体Fe 2O 3的容器中，当反应达平衡时，容器中氧的分压等于多少恰能阻止铁的生
成。
解：由反应（2）知 K p
?
(2)= (pO 2/p
?
)(pCO/p ?)2/(pCO 2/p ?
)2
= pO 2(pCO)2/[p ?(pCO 2)2]
由（1）知，(pCO 2/p ?
)3/ (pCO/p ?
)3=7.5×10-2，解得：
pCO 2/pCO =0.422，pCO/pCO 2=2.37，(pCO/pCO 2)2=5.617
K p
?
(2)= (pCO/pCO 2)2
(pO 2/100kPa)
= 1.4×10-12，pO 2
=1.4×10-12×100/(pCO/pCO 2)2 =1.4×10-10/5.617 =2.49×10-11
kPa
5. 298K 时，有潮湿的空气与Na 2HPO 4·7H 2O(s)接触，试问空气的湿度应等于多少，才能使Na 2HPO 4·7H 2O(s)：
（1）不发生变化； （2）失去水分（即风化）； （3）吸收水分（即潮解）。
已知每两种盐存在如下平衡：Na 2HPO 4·12H 22HPO 4·7H 2O(s) Na 2HPO 4·7H 2O(s)
2HPO 4·2H 2O(s)
Na 2HPO 4·2H 22HPO 4·H 2O(s)
平衡共存的水蒸气压分别为2550Pa 、1935Pa 和1307Pa ，并已知298K 时纯水的饱和蒸
汽压为3168Pa 。
解：据题意，有如下各式
Na 2HPO 4·12H 2Na 2HPO 4·7H 2O(s)+ 5H 2O(g) （1） K p,1 = p H2O,1=2550Pa Na 2HPO 4·7H 2Na 2HPO 4·2H 2O(s)+ 5H 2O(g) （2） K p,2 = p H2O,2=1935Pa Na 2HPO 4·2H 2Na 2HPO 4·H 2O(s)+ H 2O(g) （3） K p,3 = p H2O,3=1307Pa
Δr G m =Δr G m ?+RTlnQ p
=-RTlnK p ? +RTlnQ p
=－RTln p H2O + RTln p'H2O
=RTln(p'H2O /p H2O ) （p'H2O 与p H2O 分别是任意时刻和平衡时刻水的饱和蒸汽压）
当Δr G m ＜0，即p'H2O ＜p H2O 时，反应正向进行（盐失水）；反之，反应逆向进行（盐吸水）。
（1）1935Pa ＜p H2O ＜2550Pa 时，Na 2HPO 4·7H 2O(s)能稳定存在，既不吸潮也不失水。
此时空气的相对湿度m ＜2550Pa/3168Pa=0.805=80.5%
（2）1307Pa ＜p H2O ＜1935Pa 时，Na 2HPO 4·7H 2O(s)要失去水分，倾向于生成
Na 2HPO 4·2H 2O(s)。
此时空气的相对湿度m ＜1935Pa /3168Pa=0.611=61.1%
（3）1307Pa ＞p H2O 时，Na 2HPO 4·2H 2O(s)要失去水分，倾向于生成Na 2HPO 4·H 2O(s)。
此时空气的相对湿度m ＜1307Pa /3168Pa=0.413=41.3%
61.1%＜m ＜80.5%时，Na 2HPO 4·7H 2O(s)不发生变化；在41.3%＜m ＜61.1%时，Na 2HPO 4·7H 2O(s)要风化；
m ＞80.5%时，Na 2HPO 4·7H 2O(s)要潮解；
m ＜41.3%时，Na 2HPO 4·H 2O(s)要失水为无水盐Na 2HPO 4 (s)。
6. 将1molSO 2与1molO 2的混合气体，在101.325kPa 及903K 下通过盛有铂丝的玻璃管，控制气流速度，使反应达到平衡，把产生的气体急剧冷却，并用KOH 吸收SO 2及SO 3。最后
测得余下的氧气在101.325kPa 、273.15K 下的体积为13.78dm 3
，试计算反应SO 2+?O 2=SO 3
在903K 时的O
m r G ?及K ?
。
解：已知反应SO 2+?O 2=SO 3的体系压力p=101.325kPa ，温度T=903K 。 设体系被吸收SO 2和SO 3后余下的O 2的物质的量为n 。 n =pV/RT
=101325Pa×0.013.78m 3/(8.314J·mol -1·K -1×273.15K) =0.615mol
反应耗掉的O 2的物质的量m =1-0.615=0.385mol
反应耗掉的SO 2的物质的量a =2m =0.77mol 生成SO 3的物质的量b =a =0.77mol
反应平衡时SO 2、O 2和SO 3的物质的量分别为0.23mol 、0.615mol 和0.77mol 。 K p ?=(pSO 3/p ?)/[(pSO 2/p ?)(pO 2/p ?
)0.5]
= pSO 3(p ?
)0.5/[pSO 2(pO 2)0.5]
体系总的物质的量n 总 =0.77＋0.615+0.23=1.615mol 。同体系中各气体物质的物质的量分数之比就是其分压之比，即：
pSO 3=0.77p/1.615=0.477p pSO 2=0.23p/1.615=0.142p pO 2=0.615p/1.615=0.38p 代入上式：
K p ?= 0.477p×(p ?
)0.5/[0.142p×(0.38p)0.5] = 4.77/[0.0875×p 0.5] =5.42
Δr G m ?=-RTln K p
?
=-8.314×903ln 5.42 =-12688 J·mol -1
7. 金属铜制品在室温下长期暴露在流动的大气中，其表面逐渐覆盖一层黑色氧化铜CuO 。当此制品被加热超过一定温度后，黑色氧化铜就转变为红色氧化铜Cu 2O 。在更高的温度时，
红色氧化物消失。如果想人工仿古加速获得Cu 2O 红色覆盖层，将反应的O m r H ?，O
m r S ?近似
视为常数，并创造反应在标准压力下进行的条件，试估算反应：(1) 2CuO(s)＝
Cu 2O(s)+?O 2(g)；(2) Cu 2O(s)＝2Cu(s)+ ?O 2(g)自发进行时的温度，以便选择人工仿古处理温度。
解：查表得反应的热力学参数为
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。
物理化学练习题及答案
《 物理化学 》练习题4 注意事项：1. 考前请将密封线内容(特别是姓名和班内编号)填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷； 4. 本试卷共 三 大题，满分100分， 考试时间120分钟。 一、选择题(10题，每题2分，共20分) 1. 下述说法哪一种不正确： （ ） （A ）一定量理想气体自由膨胀后，其?U = 0 （B ）非理想气体经绝热自由膨胀后，其?U ≠0 （C ）非理想气体经一不可逆循环，其?U = 0 （D ）非理想气体自由膨胀，气体温度略有变化 2. 水在 100℃、101325Pa 下沸腾时，下列各量何者增加？ (A) 系统熵 (B) 汽化焓 (C) Gibbs 函数 (D) 蒸气压 3. 不挥发的溶质溶于溶剂中形成稀溶液之后，将会引起( ) (A) 凝固点升高 (B) 沸点升高 (C) 蒸汽压升高 (D) 总是放出热量 4. 对于理想气体之间的任意一个化学反应，影响标准平衡常数K 的因素是( ) (A) 浓度 (B) 压力 (C) 温度 (D) 催化剂 5. 固体Fe ，FeO ，Fe 3O 4与气体CO ，CO 2达到平衡时其组分数C 和自由度数F 分别为( )。 (A) C = 2, F = 0 (B) C = 1, F = 0 (C) C = 3, F = 1 (D) C = 4, F = 2 6.科尔劳施从实验中总结出电解质溶液的摩尔电导率与其浓度成线性关系 m m ΛΛ∞ =-，这一规律适用于( )
(A) 弱电解质(B) 强电解质的稀溶液 (C) 无限稀溶液(D) 浓度在一定范围的溶液 7. 反应的标准平衡常数与温度T的关系为dln K /d T = ?r H m /RT2，则( ) (A) K 必随温度升高而加大(B) K 必随温度升高而减小 (C) K 必随温度升高而改变(D) 随温度升高，K 可增大、减少或不变 8. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，在同温度下，两种状态相比，以下性质保持不变的有( ) (A) 表面能(B) 表面张力(C) 比表面(D) 液面下的附加压力 9．某零级反应A = B+ C开始时反应物浓度为0.2 mol·dm-3，其速率常数k为1.25×10?5 mol·dm-3·s-1，则其反应完成所耗时间t为 (A) 8000 s (B) 12000 s (C) 16000 s (D) 18000 s 10．在一个绝热的刚性容器中发生一个化学反应，使系统的温度升高和压力增大，则有 (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 二、计算题(6题，共60分) 1. 298 K，101.3 kPa下，Zn 和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行，做出电功200 kJ，放热6 kJ，求该反应的Δr U，Δr H，Δr S，Δr A，Δr G（设反应前后的体积变化可忽略不计）。(10分)
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
物理化学试题及答案
物理化学试题及答案 C. 易于液化 D. 不易液化 2006-2007学年度上期物理化学试题,B, 水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行4、如图，将CuSO4 电解，可以看作封闭体系的是( )。 A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 (可带计算器) C. 蓄电池和铜电极 一、判断题。判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“?”，错误的说得分 D. CuSO水溶液 4法后面打“×”。(每小题1分，共10分) 5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间( )。 1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。( ) A. 一定产生热交换 B. 一定不产生热交换 2、热力学过程中W的值应由具体过程决定 ( ) C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。( ) 6、下列定义式中，表达正确的是( )。 4、处于标准状态的CO (g)，其标准燃烧热为零。( ) A. G=H，TS B. G=A，PV C. A=U，TS C. H=U—PV 5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。 7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么( )。( )
A. Q > 0，W > 0，ΔU > 0 6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。( ) B. ΔQ = 0，W = 0，ΔU < 0 7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。( ) C. Q = 0，W = 0，ΔU = 0 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。( ) D. Q < 0，W > 0，ΔU < 0 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。( ) 8、ΔH =Q , 此式适用于下列哪个过程: ( )。 p10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。( ) 655A. 理想气体从10 Pa反抗恒外压10 Pa膨胀到10 Pa 5B. 0? , 10 Pa 下冰融化成水得分二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位 置。(每小题3分，共45分) C. 电解 CuSO水溶液 4 54D. 气体从 (298 K, 10 Pa) 可逆变化到 (373 K, 10 Pa) 1. 一定压力下，当2 L理想气体从0?升温到273?时，其体积变为( )。 9、下述说法中，哪一种不正确:( )。 A. 5 L B. 4 L C. 6 L D. 1 L A. 焓是体系能与环境进行交换的能量 2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量的分压为( )。 C. 焓是体系状态函数 A. 100kPa B. 60kPa C. 40kPa D. 不确定 D. 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等 3、当实际气体的压缩因子Z 大于1的时候表明该气体( )。 10、凝固热在数值上与下列哪一种热相等:( )。 A. 易于压缩 B. 不易压缩 1
关于物理化学课后习题答案
关于物理化学课后习题 答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
第一章两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100 C，另一个球则维持 0 C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。 解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。 标准状态： 因此， 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H2 3dm3 P(H2） T N2 1dm3 P(N2) T （1） 两种气体混合后的压力； （2）计算混合气体中H2和N2的分压力； （3）计算混合气体中H2和N2的分体积。 第二章 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，下全部凝结成液态水，求过程的功。假 设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃，的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态， 在恒容升温至℃，。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。 容积为 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。 解：图示如下 假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计 则该过程可看作恒容过程，因此 假设气体可看作理想气体，，则 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水（H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。 应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 C时反应 的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25 C的标准摩尔生成焓数据；
物理化学习题集及答案1教材
物理化学概念辨析题解 物理化学教研组
热力学第一定律 一、选择题 1. 在100 ℃，101325 Pa下，1mol水全部向真空容器气化为100 ℃，101325 Pa 的蒸气，则该过程( ) (A) ΔG<0,不可逆(B) ΔG=0,不可逆 (C) ΔG=0,可逆(D) ΔG>0,不可逆 2. 如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是：( ) (A)绝热箱中所有物质(B) 两个铜电极 (C) 蓄电池和铜电极(D) CuSO4水溶液 3. 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 4. 理想气体向真空膨胀，当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 5. 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 6. 对于封闭体系来说，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值：( ) (A)Q (B) Q + W (C) W (当Q = 0时) (D) Q (当W = 0时) 7. 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 8. 某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298 K时由 5 dm3 绝热可逆膨胀到 6 dm3，温度降低21 K，则容器中的气体是：( ) (A) O2 (B) CO2 (C) NH3 (D) Ar 9. 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 10. 热力学第一定律仅适用于什么途径：( ) (A)同一过程的任何途径 (B) 同一过程的可逆途径 (C) 同一过程的不可逆途径 (D) 不同过程的任何途径 11. 1 mol H2(为理想气体)由始态298 K、p被绝热可逆地压缩5 dm3，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，5.49 kJ (D) 562K，5.49 kJ 12. n mol理想气体由同一始态出发，分别经(1)等温可逆；(2)绝热可逆两个过程压缩到达相同压力的终态，以H1和H2分别表示(1)和(2)过程终态的焓值，则： ( ) (A) H1 > H2(B)H1 < H2 (C) H1 = H2 (D) 上述三者都对 13. 如图，A→B和A→C均为理想气体变化过程，若B、C在同一条绝热线上，那么?U AB与?U AC的关系是：( ) (A)?U AB > ?U AC (B) ?U AB < ?U AC
物理化学习题及答案
一、单选题（每题2分，共30分） 1. 在298K及101.325KPa下的1.00dm3氢气，等温可逆膨胀到 2.00 dm3，所做功的绝对值为C A、0.418 J B、0.0418 J C、70.3J D、7.11J 2. 对于孤立体系的实际过程，下列关系式不正确的是D A、W=0 B、Q=0 C、△U=0 D、△H=0 3. 一封闭系统进行可逆循环，其热温商之和D A、总是正值 B、总是负值 C、是温度的函数 D、总为零 4. 液体A和B混合成实际溶液时，当A和B之间的作用力大于相同分子之间的作用力时，该溶液对拉乌尔定律将 B A、产生正偏差 B、产生负偏差 C、不产生偏差 D、无法确定 5. 关于偏摩尔量，下面的叙述不正确的是B A、偏摩尔量是状态函数，其值与物质的量无关 B、偏摩尔量的值不能小于零 C、体系的强度性质无偏摩尔量 D、纯物质的偏摩尔量等于摩尔量 6.克拉贝龙方程dP/dT=△H m(相变)/T△Vm(相变)，其应用条件是D A、只适用于纯物质的气液、气固平衡 B、只适用于服从理想气体行为的为气液、气固平衡 C、任何纯物质的相变热不随温度而变的两相平衡 D、任何纯物质两相平衡体系 7.含KNO3和NaCl的水溶液与纯水达到渗透平衡，其自由度数f为D A、1 B、2 C、3 D、4 8.分解反应A(s)=B(g)+2C(g) 该反应的平衡常数Kp与分解压力P的数值之间为 C A、Kp=P3 B、Kp>P3 C、Kp
物理化学习题集及答案2
相平衡 一、选择题： 1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ） (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=4 2. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确 （ ） A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶，则系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为 （ ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 7. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （ ） (A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =1 8. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 （ ） (A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： （ ） (A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差 (C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定 10. 苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5 mol 苯与5 mol 甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是： （ ）
物理化学习题集及答案2
相平衡 一、选择题： 1。 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ) (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C ） Φ=4 2。 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正 确 （ ) A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） （A ） 0 （B ） 1 （C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液,并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶,则 系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C ） 2 (D ） 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时,自由度应为 （ ） (A ） 1 （B) 2 （C ） 3 （D) 4 6。 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统,其自由度f 为 （ ） (A) 0 （B ） 1 (C) 2 (D) 3 7。 NH 4Cl （s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3（g) ( ) （A ） K =3， Φ=2, f =2 （B ） K =2， Φ=2, f =1 （C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2， f =1 8。 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 ( ) （A ） K =1， Φ=2， f =1 （B) K =2， Φ=2， f =1 (C) K =2， Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43。063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数 为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： ( )
物理化学试题及答案B
2006—2007学年度上期物理化学试题（B） 考试（考查）命题人：刘勇审题: 开（闭）卷笔试时间：120分钟满分：100分 （可带计算器） 一、判断题.判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“√",错误的说 法后面打“×”。（每小题1分，共10分) 1、温度一定的时候,气体的体积与压力的乘积等于常数。( ×） 2、热力学过程中W的值应由具体过程决定 ( √ ） 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。(×） 4、处于标准状态的CO (g）,其标准燃烧热为零.( × ) 5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。 ( √ ） 6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。(×） 7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程.(√ ） 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高.( √ ) 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。（× ) 10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C—P+1。( √ ） 二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位 置。（每小题3分,共45分） 1。一定压力下，当2 L理想气体从0℃升温到273℃时,其体积变为（ B ). A。 5 L B。 4 L C。 6 L D. 1 L 2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B 的分压为（ C ）。 A. 100kPa B。 60kPa C. 40kPa D。不确定 3、当实际气体的压缩因子Z大于1的时候表明该气体（ B )。 A。易于压缩 B. 不易压缩 C. 易于液化 D。不易液化 4、如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电 解，可以看作封闭体系的是（ A ）。 A。绝热箱中所有物质 B。两个铜电极 C。蓄电池和铜电极 D。 CuSO4水溶液 5、在体系温度恒定的变化中，体系与环境之间（ C )。 A. 一定产生热交换B。一定不产生热交换 C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 6、下列定义式中，表达正确的是（ B ）。 A. G=H＋TS B. G=A＋PV C. A=U＋TS C。 H=U—PV 7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（ C )。 A. Q > 0，W 〉 0，ΔU > 0 B。ΔQ = 0，W = 0,ΔU < 0 C。 Q = 0,W = 0，ΔU = 0 D。 Q < 0，W > 0,ΔU 〈 0 8、ΔH =Q p，此式适用于下列哪个过程：（ B )。 A. 理想气体从106 Pa反抗恒外压105 Pa膨胀到105 Pa B。 0℃ , 105 Pa 下冰融化成水 C。电解 CuSO4水溶液 D. 气体从 (298 K， 105 Pa) 可逆变化到（373 K， 104 Pa） 9、下述说法中,哪一种不正确:( A )。 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 题号一二三四总分得分 得分 得分
物理化学练习题与答案
第七章电解质溶液 一、选择题 1. 用同一电导池分别测定浓度为0.01 mol·kg-1和0.1 mol·kg-1的两个电解质溶液， 其电阻分别为1000 Ω和500 Ω，则它们依次的摩尔电导率之比为( B ) (A) 1 : 5 (B) 5 : 1 (C) 10 : 5 (D) 5 : 10 2. 298 K时，0.005 mol·kg-1的KCl 和0.005 mol·kg-1的NaAc 溶液的离子平均 活 度系数分别为γ±,1和γ±,2,则有( A ) (A) γ±,1= γ±,2(B) γ±,1＞γ±,2 (C) γ±,1＜γ±,2(D) γ±,1≥γ±,2 3. 在HAc解离常数测定的实验中，总是应用惠斯顿电桥。作为电桥平衡点的指零仪器，结合本实验，不能选用的是：（D ） (A) 耳机(B) 电导率仪 (C) 阴极射线示波器(D) 直流桥流计 4. 1-1型电解质溶液的摩尔电导率可以看作是正负离子的摩尔电导率之和，这一规律只适用于：（C ） (A) (A) 强电解质 (B) (B) 弱电解质 (C) (C) 无限稀释电解质溶液 (D) (D) 摩尔浓度为1的溶液 二、填空题( 共7题14分) 11. 2 分(3892) 3892 CaCl2摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：_____________________________。 12. 2 分(4069) 4069 0.3 mol·kg-1Na2HPO4水溶液的离子强度是_____0.9_____________ mol·kg-1。 13. 2 分(4070) 4070 浓度为0.1 mol·kg-1的MgCl2水溶液，其离子强度为______0.3_____________ mol·kg-1。 14. 2 分(3822) 3822 有下列溶液： (A) 0.001 mol·kg-1 KCl (B) 0.001 mol·kg-1 KOH (C) 0.001 mol·kg-1 HCl (D) 1.0 mol·kg-1 KCl 其中摩尔电导率最大的是（ C ）；最小的是（ D ）。 三、计算题 1
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
物理化学习题集及答案2
相平衡 一、选择题： 1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ） (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=4 2. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确 （ ） A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶， 则系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为 （ ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 7. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （ ） (A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =1 8. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 （ ） (A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为 0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： （ ） (A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差 (C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定
《物理化学》复习题及答案
《物理化学》复习题 一．填空和选择题： 1、内能是系统的状态函数，若某一系统从一始态出发经一循环过程又回到始态，则系统(Q+W)的变化是： 2）(Q+W)>0；（3）(Q+W)<0；（4）不能确定 2、焓是系统的状态函数，H=U+PV，若系统发生状态变化时， ΔH=ΔU+Δ(PV),式中Δ(PV)的意思是：（1）P ΔV（3）PΔV- VΔP； 4、100℃，101 325 Pa的液态H2O的化学势为μl，100℃， 101 325 Pa的气态H2O的化学势为μg ，二者的关系是：: （1）μl＞μg；（2）μl＜μg 5、系统经历一个绝热可逆过程，其熵变ΔS： （1）＞0；（2）＜0 ；（4）不能确定 6、系统经过某过程后，其焓变ΔH=Qp，则该过程是： （1）理想气体任意过程；（3）理想气体等压过程；（4）真实气体等压过程。 7、下列说法正确的是：（1）放热反应均是自发反应；（2）ΔS为正值的反应均是自发反应；（3）摩尔数增加的反 应，ΔS 8、下述表达不正确的是：（1）能斯特方程适用于可逆电池；（2）能斯特方程不适用于同样计划存在的电池；（3） 9、Qv=ΔU，Qp=ΔH的的适用条件条件是封闭体系、非体积功为零、恒容（恒压）。 10、隔离系统中进行的可逆过程ΔS =0 ；进行不可逆过程的ΔS >0 。 11、化学反应是沿着化学势降低的方向进行。 10、在298K和100kPa下，反应3C(s)+O2(g)+3H2(g) →CH3COOCH3(l) 的等压热效应Q p与等容热效应Q v之差为（Q p=Q v + nRT ）A、9911 J·mol-1B、-9911 J·mol-1 C、14866 J·mol-1D、7433 J·mol-1 12. 把玻璃毛细管插入水中，凹面的液体所受的压力P与平面液体所受的压力P0相比： （1）P= P0）P> P0（4）不确定 13、系统经过某过程后，其焓变ΔH=Qp，则该过程是： A、理想气体任意过程；C、理想气体等压过程；D、真实气体等压过程。 14、若某液体在毛细管内呈凸液面，则该液体在毛细管中将沿毛细管（） ①上升③与管外液面相平 15、化学反应的Qp与Qv的关系。 16、熵判据的应用范围是所有过程。吉不斯函数判据的应用范围是封闭体系、恒温恒压、非体积功为零。 17、理想气体的内能和焓由温度决定，而且随着温度的升高而增加。 18、对于理想气体平衡反应，定温定容下添加惰性组分，平衡不移动？（对） 19、定温定压且非体积功为零时，一切放热且熵增大的反应均可自动发生。（对） 20、O2 + 1/2 O2 = SO3K1°