第七章 表面现象 (Surface phenomena)
2．25℃下，将一半径为R = 2cm 的水珠分散为r = 10-4cm 的许多小水滴，问需要消耗多少功？体系的表面自由能增加若干？ 解：小水滴的个数331234381043
R R n r r ππ??===? ??? 增加表面积()
221212444481010410A n r R πππ--?=-=??-?＝32π， △G = σ△A ＝71.76×10-3×32π＝7.21 J
3．25℃下，在水面下有一半径为5×10-3mm 的气泡，求气泡内气体的压力（大气压力为101.3kPa ）不考虑水的静压力。 解：kPa
p p p kPa r p s s 1303.1017.287.2810
51076.7122063
=+=+==???==--σ
5．用气泡压力法测定某液体（密度为1.6 g ·ml -1）的表面张力时，最大气泡压力为207 Pa ，毛细管半径为1mm ，管端在液面下1cm ，求该液体的表面张力。
解：s s p p p gh p ρ?=+=+水，
()()3231207 1.6109.810100.0251222
s p gh r p r N m ρσ----?????-==== 。
6．用气泡压力法测定20℃时浓度为0.1mol ·L -1丁醇的表面张力，实验测得U 型水压计的最大压力差△p 为4.30cm 。若用同一毛细管来测定20℃的水，其压力差为5.58cm ，试求丁醇的溶液的表面张力。 解：2pr σ?=，故p p σσ?=?丁醇丁醇水水，314.3072.53100.05595.58
p N m p σσ--?==?=? 丁醇丁醇水水。 8.根据开尔文方程
kPa
P P
P RT M r P P 89.224.133.224.1214.0100.1293314.810181051053.7222ln *3
3
93*=?===????????=?=---ρσ
9. 1
1216*33
9**1014.4413571014135763.1010
5.4293314.81023310525.122ln ln -----??=??===???????=?==L mol P c
c RT M r P P c c ρσ
10．25℃下，当石膏（CaSO 4·2H 2O ）粉末的颗粒半径平均为2μm 和0.3μm 时，其溶解度分别为15.33mmol ·L -1和18.2mmol ·L -1，今知石膏的摩尔体积为74.1cm 3·mol -1，试求石膏－水的界面张力近似值。 解：1012ln SL M C C r RT σρ= （1），2022ln SL M C C r RT
σρ= （2）， （1）-（2）得121212221111ln SL SL M V C C RT r r RT r r σσρ????=-=- ? ???
??， 126661215.33ln
8.314298ln 18.21111274.11022100.310SL C RT C V r r σ---??==??????-- ? ???????=1.013Nm -1
15. 根据兰缪尔公式
13
43
44359.731067.61046.511067.61046.58.931)2(1046.51037.13)5.828.93(5.82)(1)1(-----∞--∞∞?=???+????=+=?=??-=-=+=
kg L bp bp a a Pa p a a a b bp
bp
a a
19．乙醇的表面张力符合公式：2
0.0720.00050.0002C C σ=-+，C 是乙醇浓度（mol ·L -1），温度为25℃，计算乙醇溶液浓度为0.6 mol ·L -1，时乙醇在表面层的吸附量。 解：2(0.0720.00050.0002)0.00050.0004d d C C C dC dC
σ-+==-+， 2(0.00040.0005)C d C C RT dC RT
σ-Γ=-=-，把C = 0.6 mol ·L -1代入左式， 得822 6.210mol m --Γ=??。
与（ ）两个条件。 物理化学（下） 一、填空题（每空1分，共25分） 1．某反应的△r H οm 与T 的关系为 △r H οm /（J ?mol -1 ）＝83.145 T /K －0.83145 则此反应的d1n K O /d T ＝( )。 2．已知T ＝1000 K 时反应： （1）21C （石墨）＋21CO 2（g ） CO(g)的K ο1＝1.318； （2）2C(石墨)＋O 2（g ） 2CO(g)的K ο2＝22 .37 ×1040。 则T ＝1000 K ，反应(3)CO(g)＋21O 2（g ） CO 2（g ）的K ο 3＝（ ）。 3. 已知25℃时Ag 2SO 4饱和水溶液的电导率κ(Ag 2SO 4)=0.7598 S ?m -1，所用水的电导率κ（H 2O ）＝1.6×10-4 S ?m -1，无限稀释离子摩尔电导率Λ∞m (Ag +)， Λ∞m (21SO - 24)分别为61.92×10-4 S ?m 2?mol -1与79.8×10-4s ?m 2?mol -1。在此问题 下，Ag 2SO 4的容度积K sp ＝( ) 4．若原电池Ag(s)|AgCl(s)|HCl(a )|Cl 2(g,p )|Pt(s)的电池反应写成以下两种反应 式 Ag(s)＋21Cl 2(g) AgCl(s) (1) Δr G m (1)，E (1) 2Ag(s)＋Cl 2(g) 2AgCl(s) (2) Δr G m (2)， E (2) 则Δr G m (1)( )Δr G m (2)， E (1)（ ）E (2)。 5． 25℃下，电池Pt|H 2 (g ,O p )|HCl(a )|AgCl(s)|Ag (s)|的电池电动势E ＝0.258 V , 已知｛Cl -|AgCl (s)| Ag (s)｝＝0.2221 V ，则HCl 的a ＝（0.2473），HCl 的离 子平均活度a ±＝（ ）。
物理化学经典习题 一、填空题 1．硫酸与水可形成三种水合盐：H 2SO 4·H 2O 、H 2SO 4·2H 2O 、H 2SO 4 ·4H 2O 。常压下将一定量的H 2SO 4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、 H 2SO 4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是 。 2．Na +、H +的还原电极电势分别为 –2.71V 和 –0.83V ，但用Hg 作阴极电解 NaCl 溶液时，阴极产物是Na –Hg 齐，而不是H 2，这个现象的解释是 。 3．在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。其胶团结构式为 。注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。 4．在两个具有0.001mAgNO 3溶液的容器之间是一个AgCl 多孔塞，在多孔塞两端放两个电极，接通直流电源后，溶液将向 极方向流动。 5． 反应 A ?→?1k B (Ⅰ) ; A ?→?2 k D (Ⅱ)。已知反应(Ⅰ)的活化能大于反应(Ⅱ)的活化能，加入适当催化剂 改变获得B 和D 的比例。 6．等温等压（298K 及p ?）条件下，某一化学反应在不做非体积功条件下进行，放热40.0 kJ·mol -1，若该反应通过可逆电池来完成，吸热 4.00 kJ·mol -1，则该化学反应的熵变为 。
7．若稀溶液表面张力γ与溶质浓度c的关系为γ0–γ =A + B ln c（γ0为纯溶剂表面张力，A、B为常数），则溶质在溶液表面的吸附量Γ与浓度c的关系为。 1O2(g) ═ H2O(l) 的8．298.2K、101.325kPa下，反应H2(g) + 2 (?r G m–?r F m)/ J·mol-1为。 二、问答题 1．为什么热和功的转化是不可逆的？ 1O2(g) ═ H2O(g)，2．在绝热钢筒中进行一化学反应：H2(g) + 2 在反应自发进行。问此变化中下述各量哪些为零，哪些大于零，哪些小于零？Q，W，?U，?H，?S和?F。 3．对单组分体系相变，将克拉贝龙方程演化为克-克方程的条件是什么？ 4．为什么有的化学反应速率具有负温度系数，即温度升高反应速率反而下降？ 5．为什么说，热化学实验数据是计算化学平衡常数的主要基础？ 三、计算题 1．苯在正常沸点353K下的?vap H m?= 30.77 kJ·mol-1，今将353K及p?下的1molC6H6(l)向真空等温蒸发为同温同压下的苯蒸气（设为理想气体）。
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
一、判断题（正确打“√”，错误打“×”） 1、处于临界状态的物质气液不分，这时Vm（g）=Vm（l）。对 2、在正常沸点时，液相苯和气相苯的化学势相等。对 3、绝热过程都是等熵过程。错 4、等温等压下的聚合反应若能自发进行，则一定是放热反应。对 5、气体的标准态是在标准压力下具有理想气体性质的纯气体。对 6、液体水在等温等压下可逆变为水蒸气，因温度不变，所以U也不变。错 7、当△H=Qp时，Qp就是状态函数。错 8、P1V1r =P2V2r只适用于理想气体可逆过程。错 9、绝热恒容过程，系统的△H=0。错 10、拉乌尔定律对理想液态混合物中任一组分都适用。对 11、理想气体分子之间无相互作用力，分子本身不占有体积。对 12、在正常沸点时，液相苯和气相苯的摩尔自由能相等。对 13、绝热过程是等温过程。错 19、功可全部转化为热，但热不能全部转化功。错
22、凡自发过程都要对外做功。错 24、理想液态混合物中各组分的分子间相互作用力完全相等。对 28、体系温度越高，其热能越大。错 29、1mol液态水在等温等压下可逆变为冰，过程的△G为零。对 30、绝热过程是等温过程。错 35、体系某状态函数变化决不会影响其它状态函数。错 37、恒温恒压下化学反应的熵变 T G H S ?- ? = ?。错 52、纯组分的偏摩尔量等于其摩尔量。对 53、纯物质的化学势即为其摩尔吉布斯函数。对 54、物质总是从其化学势高的相向化学势低的相迁移，这一过程将持续至物质迁移达平衡时为止，此时系统中每个组分在其所处的相中的化学势相等。对 55、在高、低温热源间工作的所有可逆热机,其热机效率必然相等,与工作物质及其变化的类型无关。对 56、任意可逆循环的热温商之和为零。对 57、同分异构体，对称性越高，熵值越小。对 58、在恒温、恒容的条件下，增加反应物的量，无论是单独增加一种还是同时增
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Δ U=Q+W只适用) (A) 单纯状态变化(B) 相变化 (C) 化学变化(D) 封闭物系的任何 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 sys>0，则该变化过程自发 B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发
C 仅从系统的 S sys ，变化过程是否自发无法判断
8. 固态的 NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、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) Δ S=0 (B) ΔG=0 (C) Δ H=0 (D) ΔU=0 12. 下面的说法符合热力学第一定律的是( ) (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时 , 其内能一定变化 (B) 在无功过程中 , 内能变化等于过程热 , 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时 , 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中 , 其内能的变化值与过程完成的方式无关 13. 对于理想的水平液面，其值为零的表面物理量是( ) (A) 表面能 (B) 比表面吉布斯函数 (C) 表面张力 (D) 附加压力 14. 实验测得浓度为 0.200mol ·dm -3 的 HAc 溶液的电导率为 0.07138S ·m -1 ，该溶液的摩尔 电导率Λ m (HAc) 为( ) 2 -1 2 -1 A. 0.3569S · m 2· mol -1 B. 0.0003569S ·m 2·mol -1 2 -1 2 -1 C. 356.9S · m 2· mol -1 D. 0.01428S ·m 2· mol -1 15. 某化学反应其反应物消耗 7/8 所需的时间是它消耗掉 3/4 所需的时间的 1.5 倍，则反 应的级数为( ) A. 零级反应 B. 一级反应 C. 二级反应 D. 三级反应 11. 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. CuSO 4 水溶液 如图，将 C uSO 4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 )。
物理化学试题之一 一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. B A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 2 1? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 2. C A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为3. C A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)1/2 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、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 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
第一章 热力学第一定律与热化学 例题1 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa 状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡，再由该状态恒容升温到97 ℃ ，则压力升到。求整个过程的W 、Q 、△U 及△H 。已知该气体的C V ，m 恒定为? ?K -1 。 解题思路：需先利用理想气体状态方程计算有关状态： (T 1=27℃, p 1=101325Pa ，V 1)→(T 2=27℃, p 2=p 外=，V 2=) →(T 3=97℃, p 3=，V 3= V 2) 例题2水在 -5℃ 的结冰过程为不可逆过程，计算时要利用0℃ 结冰的可逆相变过程，即 H 2O （l ，1 mol ，-5℃ ，θ p ） s ，1 mol ，-5℃，θ p ） ↓△H 2 ↑△H 4 H 2O （l ，1 mol ， 0℃，θp ）（s ，1 mol ，0℃，θ p ） ∴ △H 1=△H 2＋△H 3＋△H 4 例题3 在 时，使 5.27 克的甲醇(摩尔质量为32克) 在弹式量热计中恒容燃烧，放出 的热量。忽略压力对焓的影响。 (1) 计算甲醇的标准燃烧焓 θ m c H ?。 (2) 已知时 H 2O(l) 和CO 2(g)的标准摩尔生成焓分别为－ kJ·mol －1 、－ kJ·mol －1 ， 计算CH 3OH(l)的θ m f H ?。 (3) 如果甲醇的标准蒸发焓为 ·mol －1 ，计算CH 3OH(g) 的θ m f H ?。 解：(1) 甲醇燃烧反应：CH 3OH(l) + 2 3 O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(l) Q V =θ m c U ?=－ kJ/32)mol =－ kJ·mol －1 Q p =θ m c H ?=θ m c U ?+ ∑RT v )g (B = (－－×××10－3 )kJ·.mol －1
3. 理想气体绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式V W C T =?计算，那两种过程的功是否一样? 答：不一样。过程不同，终态不相同，即ΔT 不一样，因此绝热可逆和绝热不可逆两过程所做功不一样。 6. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：（1）氢气在氧气中燃烧；（2）爆鸣反应；（3）氢氧热爆炸；（4）氢氧燃料电池。在所有反应中，保持反应始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同? 答：应该相同。因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。这就是：异途同归，值变相等。 7. 理想气体向真空绝热膨胀后，他的温度将（ ）。 （A ）升高 （B ）降低 （C ）不变 （D ）不一定 答：（C ）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。 9. 公式?H = Q p 适用于哪个过程（ ）。 （A ）理想气体绝热等外压膨胀 （B ）H 2O （s ）273K 101.3kPa 垐垐垐垎噲垐垐垐，H 2O （g ） （C ）Cu 2+（aq ）+2e - → Cu （s ） （D ）理想气体等温可逆膨胀 答：（B ）式适用于不作非膨胀功的等压过程。 1. （1）一系统的热力学能增加了100kJ ，从环境吸收了40kJ 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20kJ 的功，同时吸收了20kJ 的热，计算系统热力学能的变化值。 解：根据热力学第一定律：ΔU = W ＋ Q ，即有： （1）W =ΔU －Q = 100 – 40 = 60kJ （2）ΔU = W ＋ Q = -20 ＋ 20 = 0 2. 在300 K 时，有 10 mol 理想气体，始态压力为 1000 kPa 。计算在等温下，下列三个过程做膨胀功： （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：根据理想气体状态方程p V= nRT ，即有： V nRT p = （1）∵ W = -p e ΔV = -p e (V 2－V 1) ∴ W = -100×103×1×10-3 = -100J
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
在平衡气相中的组成y B （ ）它在液相中的组成x B 。 物理化学（上） 试卷1 一、填空（共19分，每空1分） 1．理想气体，在恒温下，摩尔体积随压力的变化率：（?V m /?p ）T ＝（ ）。 2. 在临界状态下，任何真实气体在宏观上的特征是（ ）。 3．封闭系统下列三个不同类型过程的△H 皆为零：（ ）。 4．系统内部及系统与环境之间，在（ ）过程，称为可过程。 5．在25℃的标准状态下C 2H 6(g)的 O ?m c H －O ?m c U ＝ ( ) kJ 。 6．在一定温度的标准状态下，O ?m c H (C,石墨) ＝O ?m f H ( )。 7．任一不可逆循环过程的热温商的总和，可表示为； 不可逆???? ??T Q δ( ) 0。 8．经过任一不可逆循环过程，系统的熵变△S ＝0；环境的熵变△S 环（ ）。 9．由热力学基本方程或麦克斯韦关系式可知：S p T ???? ???＝（ ）。 10．范德华气体在恒温下，体积由V m (1)变为V m (2)。此过程的△S m 的计算为 △S m ＝（ ），此过程的摩尔亥姆霍兹函数变为 △A m ＝（ ）。 11．任一化学反应的 p T S ???? ????m r ＝0，p T H ???? ????m r ＝0的条件是（ ）。 12．在温度T 的理想稀溶液中，若已知溶质B 的质量摩尔浓度为b B ,则B 的化学势 μ b ,B ＝（ ）；若溶质的浓度用物质的量的浓度C B 来表示,B 的化学势μc,B ＝（ ） 13．在恒温恒压下，一切相变化必然是朝着化学势（ ）的方向自动的进行。
二、选择填空（每空1分，共27分） 1．某真实气体的压缩因子Z <1，则表示该气体（ ）。 选择填入：（a ）易被压缩；（b ）难被压缩；（c ）易液化；（d ）难液化。 2．在25℃的标准状态下，反应 C 2H 6（g ）＋3.5O 2 → 2CO 2（g ）＋3H 2O （1） 此反应过程的△H m （ ）； △U m （ ）； Q ( )；W （ ）。 选择填入：（a ）＞0；（b ）＜0；（c ）＝0；（d ）无法确定。 3. 有系统如下： 隔板及容器皆绝热，V ＝V 1＋V 2, 恒定A 为双原子理想气体，B 为单原子 理想气体。除去隔板并达到平衡，此过程的△H (A)( )；△H (B)（ ）； △U （ ）；△H （ ）。 · 选择坡入：（a ）>0；（b ）＝0：（c ）＜0；（d ）无法确定。 4．在一般温度、压力下的真实气体，经恒温膨胀过程，其T p U ???? ????m （ ）。 选择填入：（a ）＞0；（b ）＝0；（c ）＜0；（d ）无法确定。 5．在封闭系统内发生任何绝热过程的△S （ ）。 选择填入：（a ）一定是大于零；（b ）一定是小于零；（c ）一定是等于零； （d) 可能是大于零也可能是等于零。 6． 物质的量一定的双原子理想气体，经节流膨胀后，系统的压力明显下降， 体积变大。此过程的△U （ ）；△H （ ）；△S （ ）；△G （ ）；△A （ ）。 选择填入：（a ）>0；（b ）＝0；（c ）＜0；（d ）不能确定。 7．加压的液态氨NH 3 (1)通过节流阀而迅速蒸发为气态氨NH 3（g ），则此过程 的 △U （ ）；△H （ ）; △S （ ）。 选择填入：（a ）＞0；（b ）＝0；（c ）＜0；（d ）不能确定。 第2页（共4页）
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。（√）
§1.2概念题 1.2.1填空题 1．温度为400 K ，体积为2m 3的容器中装有2 mol 的理想气体A 和8 mol 的理想气体B 。该混合气体中B 的分压力： P B ＝( 13.303 )kPa 。 2．在300 K ，100 kPa 下，某理想气体的密度ρ＝80.827 5×10-3 kg ?m -3。则该气体的摩尔质量：M ＝( 2.016 kg ?mol -1 )。 3. 恒温100℃，在一个带有活塞的气缸中装有3.5 mol 的水蒸气H 2O(g)，在平衡条件下，缓慢的压缩到压力p =( 101.325 )kPa 时，才可能有水滴H 2O(1)出现。 4. 理想气体，在恒温下，摩尔体积随压力的变化率：(/)m T V p ??=( /m V p - )。 5．一定量的德华气体，在恒容条件下，压力随温度的变化率： (/)V p T ??=( /()nR V nb - )。 6. 理想气体在微观上的特征是：( 分子见无作用力，分子本身不占体积 )。 7. 在临界状态下，任何真实气体在宏观上的特征是( 气相、液相不分 )。 8. 在n ，T 一定的条件下，任何种类的气体，当压力趋近于零时：0 ()=lim p pV →( nRT )。 1.2.2 单项选择填空题 1．在温度恒定为25℃，体积恒定为25 dm 3的容器中，含有0.65 mol 的理想气体A ， 0.35 mol 的理想气体B 。 若向容器中再加人0.4 mol 的理想气体D ， 则B 的分压力B p ( c )，分体积* B V ( b )。 选择填入：(a)变大；(b)变小；(c)不变；(d)无法确定。 2．由A(g)和B(g)形成的理想气体混合系统，总压p ＝p A ＋p B ，体积V ＝*A V ＋*B V ，n ＝n A ＋n B 下列各式中，只有式( c )是正确的。 选择填入：(a)*B B B p V n RT = ；(b)*A pV nRT = ；(c)B B p V n RT =；(d)*A A A p V n RT =。 3．(1)在一定的T ，p 下(假设高于波义耳温度T B )： V m (真实气体)( a )V m (理想气体) (2)在n ，T ，V 皆为定值的条件下 P (德华气体)( c )p (理想气体) (3)在临界状态下，德华气体的压缩因子 c Z ( c )1 选择填入：(a)＞；(b)＝；(c)＜；(d)不能确定。 4. 已知A(g)和B(g)的临界温度之间的关系为：c c (A)(B)T T >；临界压力之间的关系为：c c (A)(B)p p <。则A ，B 气体的德华常数a 和b 之间的关系必然是：a (A)( a )a (B)；b (A)( a )b (B)。 选择填入：(a)＞；(b)＜；(c)＝；(d)不能确定。 5. 在一个密闭的容器中放有足够多的某纯液态物质，在相当大的温度围皆存在气(g)、液(l)两相平衡。当温度逐渐升高时液体的饱和蒸气压*p 变大，饱和液体的摩尔体积V m (1) ( b )；饱和蒸气的摩尔体积V m (g)( a )；m m m =(g)(l)V V V ?-( a )。 选择填入：(a)变小；(b)变大；(c)不变；(d)无一定变化规律。 6. 在T ＝-50℃，V ＝40 dm 3的钢瓶纯H 2的压力p ＝12.16 × 106 Pa 。此时钢瓶H 2的相态必然是( a )。 选择填入：(a)气态；(b)液态；(c)固态；(d)无法确定。 7. 在温度恒定为373.15 K ，体积为2 .0 dm 3的容器中含有0.035 mol 的水蒸气H 2O(g)。若向上述容器中再加人0. 025 mol 的水H 2O(1)。则容器中的H 2O 必然是(b)。 选择填入:(a)液态；(b)气态；(c)气－液两相平衡；(d)无法确定其相态。 8．当真实气体的温度T 与其波义耳温度T B 为： (1)B T T <时，m 0 {()/}lim T p pV p →??( b )，
第一章 热力学第一定律与热化学 例题1 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa 状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡，再由该状态恒容升温到97 ℃ ，则压力升到1013.25kPa 。求整个过程的W 、Q 、△U 及△H 。已知该气体的C V ，m 恒定为20.92J ?mol -1 ?K -1。 解题思路：需先利用理想气体状态方程计算有关状态： (1mol, T 1=27℃, p 1=101325Pa ，V 1)→(1mol, T 2=27℃, p 2=p 外=?，V 2=?) →(1mol, T 3=97℃, p 3=1013.25kPa ，V 3= V 2) 例题2 计算水在 θp ，-5℃ 的结冰过程的△H 、△S 、△G 。已知θ)(,,2l O H m p C ，θ )(,,2s O H m p C 及 水在 θ p ，0℃的凝固焓θm con H ?。 解题思路：水在 θp ，-5℃ 的结冰过程为不可逆过程，计算时要利用θp ，0℃结冰的可逆相变过程，即 H 2O （l ，1 mol ，-5℃ ，θp 2O （s ，1 mol ，-5℃，θp ） ↓△H 2,△S 2, △G 2 ↑△H 4,△S 4, △G 4 H 2O （l ，1 mol ， 0℃，θ p H 2O （s ，1 mol ，0℃，θ p ） △H 1=△H 2＋△H 3＋△H 4=θ)(,,2l O H m p C （273K-268K ）+θ m con H ?+θ )(,,2s O H m p C (268k-273K) △S 1=△S 2＋△S 3＋△S 4=θ)(,,2l O H m p C ln(273/268)+ θm con H ?/273+θ )(,,2s O H m p C ln(268/273) △G 1=△H 1-T 1△S 1 例题3 在 298.15K 时，使 5.27 克的甲醇(摩尔质量为32克) 在弹式量热计中恒容燃烧，放出 119.50kJ 的热量。忽略压力对焓的影响。 (1) 计算甲醇的标准燃烧焓 θ m c H ?。 (2) 已知298.15K 时 H 2O(l) 和CO 2(g)的标准摩尔生成焓分别为－285.83 kJ·mol －1 、－ 393.51 kJ·mol － 1，计算CH 3OH(l)的θ m f H ?。 (3) 如果甲醇的标准蒸发焓为 35.27kJ·mol － 1，计算CH 3OH(g) 的θ m f H ?。
第一章 1.5两个容积均为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， 1.8 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。
（1）保持容器内温度恒定,抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求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 2.2 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，101.325kpa下全部凝结成液态水，求过程的功。假设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。
2.11 1mol某理想气体与27℃，101.325kpa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97.0℃，250.00kpa。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=20.92J*mol-1 *K-1。 2.15 容积为0.1 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 ?C，4 mol 的Ar(g)及150 ?C，2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的。已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为 及，且假设均不随温度而变。 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 2.25 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓ΔfusHm=6.012KJ*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）=76.28J*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=37.20J*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2.26 已知水（H 2 水蒸气在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=75.75J*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=33.76J*mol-1 *K-1。求在25?C时水的摩尔蒸发焓。
物理化学试题及答案 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： （ ） (A) y A = 0.5 (B) y A < 0.5
实验一燃烧热的测定 1．根据热化学的定义，关于燃烧热的定义下列说法正确的是（C） （ A）物质氧化时的反应热 （ B）物质完全氧化时的反应热 （C）1mol 物质完全氧化时的反应热 （D） 1mol 物质完全还原时的反应热 2．氧弹式量热计的基本原理是（A） （ A）能量守恒定律 （ B）质量作用定律 （ C）基希基希霍夫定律 （ D）以上定律都适用 3．氧弹式量热计是一种（ D） （ A）绝热式量热计 （ B）热导式量热计 （ C）热流式量热计 （ D）环境恒温式量热计 4．在用氧弹式量热计测定苯甲酸燃烧热的实验中不正确的操作是（D） （ A）在氧弹充入氧气后必须检查气密性 （ B）量热桶内的水要迅速搅拌，以加速传热 （ C）测水当量和有机物燃烧热时，一切条件应完全一样 （ D）时间安排要紧凑，主期时间越短越好，以减少体系与周围介质发生的热交换 5．在测定萘的燃烧热实验中，先用苯甲酸对氧弹量热计进行标定，其目的是（A）（ A）确定量热计的水当量 （ B）测定苯甲酸的燃烧热 （ C）减少萘燃烧时与环境的热交换 （ D）确定萘燃烧时温度的增加值 6．用氧弹式量热计测定萘的燃烧热，实验直接测量结果符号表示为（C）（ A）Q （ B）Q P （ C）Q V （ D）△H 7．燃烧热测定实验中，温差的修正可用哪种方法进行（B） （ A）溶解度曲线 （ B）奔特公式 （ C）吸热——放热曲线 （ D）标准曲线 8．给氧弹充氧气时，正确的操作方法是减压阀出口压力指示表指针应指在（B）（ A）小于 （B）— 2 MPa （C）3Mpa— 4MPa （ D） 5 MPa （ A）9．氧弹量热计中用水作为物质燃烧时燃烧热的传热介质，将水装在容器内正确的操作是（ A）3升水装在内筒
物理化学经典习题 一、填空题 1．硫酸与水可形成三种水合盐：H2SO4?H2O、H2SO4?2H2O 、H2SO4 ?4H2O。常压下将一定量的H2SO4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、 H2SO4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是。 2．Na+、H+的还原电极电势分别为–2.71V和–0.83V，但用Hg作阴极电解 NaCl溶液时，阴极产物是Na–Hg 齐，而不是H2，这个现象的解释是。3．在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。其胶团结构式为。注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。 4．在两个具有0.001mAgNO3溶液的容器之间是一个AgCl多孔塞，在多孔塞两端放两个电极，接通直流电源后，溶液将向极方向流动。 5．反应 A B (Ⅰ) ; A D (Ⅱ)。已知反应(Ⅰ)的活化能大于反应(Ⅱ)的活化能，加入适当催化剂改变获得B和D的比例。 6．等温等压（298K及p?）条件下，某一化学反应在不做非体积功条件下进行，放热40.0 kJ?mol-1，若该反应通过可逆电池来完成，吸热 4.00 kJ?mol-1，则该化学反应的熵变为。 7．若稀溶液表面张力γ与溶质浓度c的关系为γ0 –γ = A + B ln c（γ0为纯溶剂表面张力， A、B 为常数），则溶质在溶液表面的吸附量Γ与浓度c的关系为。8．298.2K、101.325kPa下，反应 H2(g) + O2(g) ═ H2O(l) 的 (?rGm– ?rFm)/ J?mol-1为。 二、问答题 1．为什么热和功的转化是不可逆的？ 2．在绝热钢筒中进行一化学反应：H2(g) + O2(g) ═ H2O(g)，在反应自发进行。问此变化中下述各量哪些为零，哪些大于零，哪些小于零？Q，W，?U，?H，?S和 ?F。 3．对单组分体系相变，将克拉贝龙方程演化为克-克方程的条件是什么？ 4．为什么有的化学反应速率具有负温度系数，即温度升高反应速率反而下降？ 5．为什么说，热化学实验数据是计算化学平衡常数的主要基础？ 三、计算题 1．苯在正常沸点353K下的?vapHm? = 30.77 kJ?mol-1，今将353K及p?下的1molC6H6(l)向真空等温蒸发为同温同压下的苯蒸气（设为理想气体）。 (1) 求算在此过程中苯吸收的热量Q与所做的功W； (2) 求苯的摩尔气化熵 ?vapSm? 及摩尔气化自由能 ?vapGm?； (3) 求环境的熵变 ?S环，并判断上述过程是否为不可逆过程。 2．把一定量的气体反应物A迅速引入一个温度800K的抽空容器内，待反应达到指定温度后计时（已有一部分A分解）。已知反应的计量方程为 2A(g) 2B(g) + C(g) ，反应的半衰期与起始浓度无关；t=0时，p总=1.316×104Pa ；t=10min时，p总 =1.432×104Pa ；经很长时间后，p总 =1.500×104Pa。试求： (1) 反应速率常数k和反应半衰期t1/2 ； (2) 反应进行到1小时时，A物质的分压和总压各为多少？ 3．A和B能形成两种化合物A2B和AB2，A的熔点比B低，A2B的相合熔点介于A和B之间，