物理化学试卷
班级 姓名 分数
一、填空题 ( 共 5题 10分 ) 1. 2 分 (3019) 3019
答：-26
10mol dm ? （2分） B
B -26/()10mol dm c x K K p
RT νν∑∑==?
2. 2 分 (3172) 3172
过饱和溶液中溶剂的化学势 ________ 纯溶剂的化学势。溶质的化学势_________ 纯溶质的化学势。
3. 2 分 (3293) 3293
一密闭容器处于 283.15 K 的恒温环境中，内有水及其相平衡的水蒸气。现充入惰性气体（即气体既不与水反应，也不溶于水中），则水蒸气的压力： ( )
(A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 惰性气体压力低于101 325 Pa ，水蒸气压增加，高于101 325 Pa 时，则减小。
4. 2 分 (3217) 3217
q 是选择最低能级的能量值为ε0时的配分函数，q 0是选择最低能级的能量值为零 的配分函数，则q 0/q ＝ ___________ 。
5. 2 分 (3017) 3017
答：(1) 6.44p K =$
；(2)41.47p K =$
（2分）
二、计算题 ( 共 6题 60分 ) 6. 10 分 (1015) 1015
303.15 K 时，1 mol 某理想气体从压力为810.6 kPa 经等温可逆过程变化到压力为101.3 kPa ，求该过程的Q ,W ,ΔU m ,ΔH m ,ΔS m ,ΔF m ,ΔG m 。
7. 10 分 (6823) 6823
低压下，600 K 时， Ni 表面上氢的吸附量近似与氢压力的平方根成正比。由 Gibbs 吸附等温式导出吸附气体的二维状态方程式，并说明其意义。
8. 10 分 (6169) 6169
设N 2O 5(g) 的分解为基元反应，在不同的温度下测得的速率常数k 值如下表所示： T / K 273 298 318 338 k / min -1 4.7×10-5 2.0×10-3 3.0×10-2 0.30
试从这些数据求：阿仑尼乌斯经验式中的指数前因子A ，实验活化能E a ， 273 K 时过渡态理论中的?r ≠
S m 和 ?r ≠
H m 。
9. 10 分 (0985) 0985
在300 K 时,1 mol 理想气体由10p ?等温膨胀至p ?,试计算此过程的?U , ?H , ?S , ?F , ?G 。
*. 10 分 (4706) 4706
已知电池 Pt,H 2(p ?
)|NaOH(aq)|HgO(s)|Hg(l) 在298 K 时的E 1 = 0.9261 V 。求该电池在313 K 时
的电动势E 2。已知HgO(s)和H 2O(l)的标准生成热?f H m ?
分别为 – 90.71 kJ·mol -1和 – 285.84 kJ·mol -1。
11. 10 分 (2538) 2538
NO 的蒸气压p /Pa 的经验公式如下:
ln(p s /Pa)=28.029-1975/(T /K) (73 K 到112 K ,固态蒸气压) ln(p l /Pa)=24.327-1568/(T /K) (109.3 K 到125 K ,液态蒸气压) 计算: (1) 汽化热,熔化热,升华热； (2) 三相点的温度,压力。
三、问答题 ( 共 3题 15分 ) 12. 5 分 (3336) 3336
回答下列问题，对者用 (+)，错者用 (-)。 (1) 适当选定温度和压力，正交硫、单斜硫、液态硫与气态硫可以同时平衡共存；
( )
(2) 定温定压下，二元系中 A 组分的化学势增大，B 组分的化学势必减少；
( )
(3) CH 3CH 2OH-C 6H 5Cl,C 2H 5OH-H 2O 为完全互溶，C 6H 5Cl-H 2O 为部分互溶。利用水
进行液－液萃取，可从 C 2H 5OH-C 6H 5Cl 中分离出较纯的氯苯；
( ) (4) 高压反应 CO(g)+H 2O(g) → CO 2(g)+H 2(g)，压力变化时，平衡不会移动； ( )
(5) 任何温度下，一个振动自由度比一个平动自由度对热容的贡献大。 ( )
13. 5 分 (1837) 1837
298 K 下CO 在水中溶解时亨利系数k =5.79×106 kPa,若将含CO 30%(体积分数)的水煤气在总压力为p ?下用298 K 的水洗涤，问每用1 m 3水损失多少CO?
14. 5 分 (0273) 0273
请说明下列公式适用条件： ΔH = Q p H = U + pV W 体=
2
1
d V V p V ?
ΔU p = nC V , m (T 2- T 1) ΔH =ΔU + V Δp
一、填空题 ( 共 5题 10分 ) 1. 2 分 (3019) 3019
答：-26
10mol dm ? （2分） B
B ΣΣ-26/()10mol dm c x K K p
RT νν==?
2. 2 分 (3172) 3172
[答] 1. 小于 2. 大于
3. 2 分 (3293) 3293
[答] (A)
4. 2 分 (3217) 3217 [答]
kT /ε0e (2分)
5. 2 分 (3017) 3017
答：(1) 6.44p K =$
；(2)41.47p K =$
（2分）
二、计算题 ( 共 6题 60分 ) 6. 10 分 (1015) 1015
[答] ΔU m =ΔH m =0 (2分) Q =W =RT ln(p 1/p 2)=5.24 kJ·mol -1 (3分) ΔS m =Q /T =17.3 J·K -1·mol -1 (2分) ΔF m =ΔG m = -W = -5.24 kJ·mol -1 (3分)
7. 10 分 (6823) 6823
[答] -d γ = Γ d μ = Γ RT d ln p 已知 Γ = K p 1/2 (2分) -
γγ
?
d γ = RTK
p
?
p 12
dln p
γ0-γ = π = 2RT Γ 2 , Γ 2= 1/LA ' (4分) πA ' = 2kT (2分) H 2在 Ni 表面上解离吸附 (2分)
8. 10 分 (6169) 6169
[答] 根据阿累尼乌斯公式 k = A exp(-E a /RT )
代入实验数据求 A 和 E a 的值，最后取平均值。
A = 4.17×1013 s -1 (2分) E a = 103 kJ ·mol -1 (2分) ?r ≠
H m = E a - RT = 100.7 kJ ·mol -1 (3分) 在 273 K 时，k = 7.83×10-7 s -1 k = (k B T /h )exp(?r ≠
S m /R )exp(-?r ≠
H m /RT )
?r ≠
S m = 7.8 J ·K -1·mol -1 (3分)
9. 10 分 (0985) 0985
[答] ΔU =ΔH =0 (4分) ΔS = nR ln(p 1/p 2) = 34.79 J·K -1 (2分) ΔF = -nRT ln(p 1/p 2)= - 5.744 kJ ΔG =ΔF = -5.744 kJ (2分)
*. 10 分 (4706) 4706
[答] 电池反应：H 2(p ?
)+HgO(s) = Hg(l)+H 2O(l)
（2分）
?r H m ?
= ?f H m ?
(H 2O) – ?f H m ?(HgO) = - 195.13 kJ·mol -1
?r G m ?= - zE ?
F = - zEF = - 178.74 kJ·mol -1
?r S m ?= (?r H m ? – ?r G m ?
)/298 K = - 55.0 J ·K -1·mol -1
（3分）
r m
()p E S T zF
??=
?$$= - 2.85×10-4 V·K -1
（2分）
E (313 K)=E (298 K)+()p E T
??$(313 - 298) K= 0.9218 V
（3分）
11. 10 分 (2538) 2538
[答] (1) 汽化焓 Δvap H m =-R [dln p l /d(1/T )]=R ×1568 K =(8.314 J·K -1·mol -1)×(1568K) =13 040 J·mol -1 (2分) 同理升华焓 Δvap H m =(8.314 J·K -1·mol -1)×(1975 K) =16420 J·mol -1 (2分) 熔化焓 Δfus H m =Δsub H m -Δvap H m =(16.42 kJ·mol -1)-(13.04 kJ·mol -1) =3.38 kJ·mol -1 (2分) (2) 三相点时 p s =p l , 解得 T =109.9 K (2分) p =23.34 kPa (2分)
三、问答题 ( 共 3题 15分 ) 12. 5 分 (3336) 3336
[答] (1) (-) (1分) (2) (+) (1分) (3) (+) (1分) (4) (-) (1分) (5) (-) (1分)
13. 5 分 (1837) 1837
[答] p =kx 0.3×100 kPa=(5.79×106 kPa)x x =5.25×10-6 (2分) x =n CO /(n O H 2+n CO )
=(m /0.028 kg ·mol -1)/[(1000kg/0.018 kg ·mol -1)+(m /0.028 kg ·mol -1)]
m =0.00817 kg (3分)
14. 5 分 (0273) 0273
[答] ΔH =Q p 封闭体系，恒压且W f =0 (1分)
H =U +pV 封闭体系 (1分)
W 体=
2
1
d V V p V ?
封闭体系，W f =0，可逆过程 (1分)
ΔU p =nC V ,m (T 2-T 1) 封闭体系，理想气体，W f =0，单纯p ，V ，T 变化，
C V ,m 是常数 (1分)
ΔH =ΔU +V Δp 封闭体系，恒容过程 (1分)
一、填空题 ( 共 5题 10分 ) 1. 2 分 (3192) 3192
一个化学反应的Δr U 0,m $
的含义是 ___________________________ 。
2. 2 分 (3257) 3257
答：不变；减少；减少 （2分）
3. 2 分 (2844) 2844
在一定温度时，高压气体反应的 K p $已不是常数。为求得高压气相反应的 K p $
，可先由表册数据求得反应的Δr G m $，根据公式 __________________________ ，求出 K f $
，然后由查表得到的临界数据和反应条件算得对比数据，使用牛顿图得各物质的 _____________________，从而算得 K γ，再根据公式 _______________ ，最后求得K p $
。
4. 2 分 (2904) 2904
已知：（1）222Fe s O g FeO s ()()()+= ，
-1
r m /J mol 519200125G ??=-+$
(T /K)
（2）3212
234Fe s O g Fe O s ()()()+=
， -1r m
/J mol 156.5G A ??=+$
(T /K) 由Fe s O g FeO s (),(),()2及Fe O s 34()组成的体系的平衡温度是838 K ，则反应（2）的
r m ΔG $式中的A= J mol ?-1。
5. 2 分 (3146) 3146
一个抑制剂结合到碳酸酐酶，在298 K 时反应的平衡常数K α$
=4.17×107，Δr H m $
=-45.1
kJ ?mol -1，则该温度下反应的Δr S m $
＝________ J ?K -1?mol -1。
二、计算题 ( 共 6题 60分 ) 6. 10 分 (0987) 0987
10g He(可视为理想气体)在400 K 时压力为5p ?,今在等温、恒定外压10p
?下进行压缩。试计算此过程的Q ,W 及气体物质的?U , ?H , ?S , ?F 和?G 。已知He 的摩尔质量为4.00 g·mol -1。
7. 10 分 (6686) 6686
在 373 K 时，水的饱和蒸气压为 101.3 kPa ，表面张力γ 为 0.0580 N ·m -1，在 373 K 条件下，水中有一个含有 50 个气态水分子的蒸气泡，试求泡内水的饱和蒸气 压（373 K 时，水的密度 ρ = 0.950×103 kg ·m -3）。
8. 10 分 (6413) 6413
反应12
A B k k ， 已知 K = 1.0×103， τ = 10 μs ， 推导τ 与k 1，k 2之关系式，并求 k 1，k 2。
9. 10 分 (0447) 0447
已知：p $
，298 K 下
Δc H m (C 3H 8)=-2220 kJ·mol -1 Δf H m (H 2O)=286.0 kJ·mol -1 Δf H m (CO 2)=-393.5 kJ·mol -1 分别计算（a ）恒压下、（b ）恒容下，由单质生成丙烷气体的生成焓。
*. 10 分 (4613) 4613
298 K 时 Ag +/Ag 的 φ ?= 0.7991 V ， Cl -│AgCl(s)│Ag 的 φ?= 0.2224 V ， 计算 (1) AgCl 在 0.01 mol ·dm -3 KNO 3溶液中的溶解度（设此溶液 γ±= 0.889） (2) AgCl(s) = Ag +(aq) + Cl -(aq) 的标准吉布斯自由能 ?r G m $
问： (a) 计算结果说明 AgCl(s) = Ag +(aq) + Cl -(aq) 是自动向何方进行 ? 为什么 ? (b) 写出此两电极在 298 K 标准情况下组成电池的正确写法。
11. 10 分 (9402) 9402
在101.325 kPa 时，使水蒸气通入固态碘（I 2）和水的混合物，蒸馏进行的温度为371.6 K ，使馏出的蒸气凝结，并分析馏出物的组成。已知每0.10 kg 水中有0.0819 kg 碘。试计算该温度时固态碘的蒸气压。
三、问答题 ( 共 3题 15分 ) 12. 5 分 (3354) 3354
今有某气相反应，证明 : (?ln K c $
/?T )p ＝ Δr H m $
/RT 2
13. 5 分 (2228) 2228
证明：温度和组成不变时，溶液中某组分B 的活度与总压的关系为：
*B ,m m B ,(B )ln ()T x V V a p RT
-?=?
14. 5 分 (0342) 0342
推导 van der Waals 气体的恒温压缩系数β 和恒压膨胀系数α 的关系式，并从Euler 关系式 (?T /?p )V ·(?p /?V )T ·(?V /?T )p = -1 , 证明： nR β=α (V -nb )。
物理化学期末考试试卷及答案-(2)
期期末试卷 课程名称：物理化学A 考试时间： 120 分钟考试方式：闭卷（开卷/闭卷） （卷面总分100分，占总成绩的 60 %） 一、选择题（每小题2分，共30 分） 1.在绝热箱中放置一隔板，左右两部分分别 通入温度不同，压力不同的同种气体，抽 去隔板，以气体为系统，则（） A. Q=0，W<0，ΔU>0 B. Q<0，W=0，ΔU<0 C. Q=0，W=0，ΔU=0 D. Q<0，W>0，ΔU=0 2.1mol水在373K，101325Pa下变成水蒸气， 所做可逆功为W 1 ，在319K，101325Pa下 变成水蒸气，所做可逆功为W 2 ，两者关系正确的是（） A. W 1 =W 2 B. W 1 >W 2 C. W 1 能确定 4.1mol 理想气体，在TK 时经一恒温可逆膨胀过程，则系统（ ） A.ΔU>0 B.ΔS=0 C.ΔS>0 D.ΔS<0 5.下列各式中，哪个是化学式（ ） A.j n p T i n U ,,???? ???? B.j n V T i n A ,,???? ???? C. j n p T i n H ,,???? ???? D. j n V T i n G ,,???? ???? 6.对1mol 理想气体，T V S ??? ? ???为（ ） A.R/V B.0 C.R D.-R/p 7.在定温定压下，二组分混合形成理想溶液，下列哪个函数的变化值正确（ ） A.ΔS=0 B. ΔH=0 C.ΔG=0 D.ΔA=0 8.在2000K 时，反应CO （g ）+1/2O 2（g ）=CO 2 （g ）的K p =6.443Pa -0.5 ，则在相同温度下， 反应2CO 2（g ）= 2CO （g ）+O 2（g ）的K p 值为（ ） A.6.443-1 Pa B.6.4432 Pa -1 C.2 × 6.443Pa -0.5 D.6.443-2Pa 9.在101325Pa 下，CaCO 3的分解温度为1170K ，该分解反应的压力平衡常数K p 为（ ） A. 小 于 1 的 纯 数 B.101325Pa C.1 D.不能确定 10.100℃，105Pa 的水蒸气变成100℃，5× 物理化学试卷1 班级姓名分数 一、选择题( 共16题30分) 1. 2 分(4932) 用铜电极电解·kg-1的CuCl2水溶液，阳极上的反应为( B ) (A) 2Cl- ─→Cl2+ 2e- (B) Cu ─→Cu2++ 2e- (C) Cu ─→Cu++ e- (D) 2OH-─→H2O + 1 2 O2+ 2e- 2. 2 分(4948) 金属活性排在H2之前的金属离子, 如Na+ 能优先于H+在汞阴极上析出, 这是由于： ( D ) (A) (Na+/ Na) < (H+/ H2) (B) (Na) < (H2) (C) (Na+/ Na) < (H+/ H2) (D) H2在汞上析出有很大的超电势, 以至于(Na+/ Na) > (H+/ H2) 3. 2 分(4869) 极谱分析中加入大量惰性电解质的目的是： ( C ) (A) 增加溶液电导 (B) 固定离子强度 (C) 消除迁移电流 (D) 上述几种都是 4. 2 分(4889) 下列示意图描述了原电池和电解池中电极的极化规律, 其中表示原电池阳极的是：( B ) (A) 曲线1 (B) 曲线2 (C) 曲线3 (D) 曲线4 5. 2 分(4910) 以石墨为阳极，电解mol·kg-1 NaCl 溶液，在阳极上首先析出：( A ) (A) Cl2 (B) O2 (C) Cl2与O2混合气体 (D) 无气体析出 已知：(Cl2/Cl-)= V , (Cl2)= 0 V ， (O2/OH-)= , (O2) = V 。 6. 2 分(5154) 将铅蓄电池在 A 电流下充电h，则PbSO4分解的量为： （M r(PbSO4)= 303 ）( B ) (A) kg (B) kg (C) kg (D) kg 7. 2 分(5102) 一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞，今用一金属片焊接在洞外面以堵漏，为了延长铁 箱的寿命，选用哪种金属片为好( D ) (A) 铜片 (B) 铁片 (C) 镀锡铁片 (D) 锌片 8. 2 分(4940) 25℃时, H2在锌上的超电势为V，(Zn2+/Zn) = V，电解一含有 Zn2+(a= 的溶液，为了不使H2析出，溶液的pH值至少应控制在( A ) (A) pH > (B) pH > (C) pH > (D) pH > 9. 2 分(4857) 298 K、mol·dm-3的HCl 溶液中，氢电极的热力学电势为V，电解此溶液 为：( C ) 时，氢在铜电极上的析出电势 H2 (A) 大于V (B) 等于V (C) 小于V 第二章热力学第一定律习题 一、选择题 1. 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经(1) 等温压缩，(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态，以H1，H2分别表示两个终态的焓值，则有：( ) (A) H1> H2(B) H1= H2 (C) H1< H2(D) 无法比较 2. 下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是：( ) (A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) 273.15 K，pθ下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 3. 非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个错误?（） (A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=0 4. 已知：Zn(s)+(1/2)O2??→ZnO Δr H m=351.5 kJ·mol-1 Hg(l)+(1/2)O2??→HgO Δr H m= 90.8 kJ·mol-1 因此Zn+HgO??→ZnO+Hg 的Δr H m是：( ) (A) 442.2 kJ·mol-1(B) 260.7 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1(D) -442.2 kJ·mol-1 5. 在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱,将冰箱门打开,并接通电源使其工作,过一段时间之后,室内的平均气温将如何变化? ( ) (A) 升高(B) 降低 (C) 不变(D) 不一定 6. 对于理想气体的热力学能有下述四种理解： (1) 状态一定，热力学能也一定 (2) 对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时，热力学能一定跟着改变 其中正确的是：( ) (A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 7. 按下列路线循环一周，哪种情况是系统对环境做功：( ) 8. 在一定T，p下,汽化焓Δvap H,熔化焓Δfus H和升华焓Δsub H的关系为：( ) (A) Δsub H＞Δvap H(B) Δsub H＞Δfus H (C) Δsub H=Δvap H+Δfus H(D) Δvap H＞Δsub H 上述各式中,哪一个错误? 物理化学核心教程（第二版）参考答案 第一章气体 一、思考题 1. 如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状采用了什么原理 答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。 2. 在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。试问，这两容器中气体的温度是否相等 答：不一定相等。根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。 3. 两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气体分开。当左球的温度为273 K，右球的温度为293 K时，汞滴处在中间达成平衡。试问： （1）若将左球温度升高10 K，中间汞滴向哪边移动 （2）若两球温度同时都升高10 K, 中间汞滴向哪边移动 答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。 （2）两球温度同时都升高10 K，汞滴仍向右边移动。因为左边起始温度低，升高10 K所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边比右边大。 4. 在大气压力下，将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中，达保温瓶容积的左右，迅速盖上软木塞，防止保温瓶漏气，并迅速放开手。请估计会发生什么现象 答：软木塞会崩出。这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀，当与迅速蒸发的水汽的压力加在一起，大于外面压力时，就会使软木塞崩出。如果软木塞盖得太紧，甚至会使保温瓶爆炸。防止的方法是灌开水时不要太快，且要将保温瓶灌满。 5. 当某个纯物质的气、液两相处于平衡时，不断升高平衡温度，这时处于平衡状态的气-液两相的摩尔体积将如何变化 答：升高平衡温度，纯物的饱和蒸汽压也升高。但由于液体的可压缩性较小，热膨胀仍占主要地位，所以液体的摩尔体积会随着温度的升高而升高。而蒸汽易被压缩，当饱和蒸汽压变大时，气体的摩尔体积会变小。随着平衡温度的不断升高，气体与液体的摩尔体积逐渐接近。当气体的摩尔体积与液体的摩尔体积相等时，这时的温度就是临界温度。 6. Dalton分压定律的适用条件是什么Amagat分体积定律的使用前提是什么 答：实际气体混合物（压力不太高）和理想气体混合物。与混合气体有相同温度和相同压力下才能使用，原则是适用理想气体混合物。 物理化学试题A 一、选择题：（每题3分共30分） 1. 在pθ，K下过冷水结成同温度下的冰，则该过程中：（） (A) ΔS=0 ΔG=0(B) ΔS>0 ΔG<0 (C) ΔS <0 ΔG<0(D) ΔS>0 ΔG >0 2.在α、β两相中都含有A和B两种物质,当达到相平衡时,下列三种情况,正确的是：（） (A)；(B) ； (C)；(D)以上答案均不正确。 3.下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是：( ) (A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) K，pθ下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 和O2在绝热钢瓶中化学反应生成CO2的过程：( ) (A) ΔH = 0 (B) ΔU = 0 (C) ΔS = 0 (D) ΔG = 0 5.在恒温恒压不做非体积功的情况下，下列哪一个过程肯定可以自发进行：（） (A) ΔH>0，且ΔS>0 (B) ΔH>0，且ΔS<0 (C) ΔH<0，且ΔS>0 (D) ΔH<0，且ΔS<0 6.公式d G = V d p -S d T可适用下述哪一过程：( ) (A) 298K、101325Pa 下的水蒸发过程 (B) 理想气体真空膨胀 (C) 电解水制取氢 (D) N2(g) + 3H2(g)＝2NH3(g) 未达平衡 7.同一温度压力下,一定量某纯物质的熵值：（） (A) S(气)＞S(液)＞S(固); (B) S(气)＜S(液)＜S(固); (C) S(气)＝S(液)＝S(固)；(D)以上答案均不正确 得更多NO2，应采取的措施是：（） (A) 降温和减压(B) 降温和增压 (C) 升温和减压(D) 升温和增压 9. 对于二组分系统能平衡共存的最多相数为：( ) (A) 1 (B)2 (C)3 (D)4 10.下述分子熵最大是：（）， （A）CH4 （B）C2H6 （C）C3H8 （D）C10H22 二、问答（30分） 1. （5分）冰在0℃转变为水，dS>0，但在0℃P=Pθ时，冰与水处于平衡状态，而dS=0是平衡条件，对吗 2. （5分）在绝热过程中，∵Q=0∴dS=0，对吗 3. （10分）试问下列过程哪些状态函数的改变值等于零 ?1）理想气体的卡诺循环 ?2）液体水在正常沸点汽化为水蒸气 ?3）H2与O2在绝热的钢瓶中反应生成H2O（l） ?4）理想气体向真空容器中膨胀 4. （10分）说出下列公式的使用条件 （1）ΔG=ΔH-Δ（TS）；ΔG=ΔH-TΔS （2）(ΔG)=W'f （3）ΔG=∫VdP ΔG=nRTlnP2/P1 （4）ΔS=Q/T 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 1. 2mol 298K ，5dm 3的He(g)，经过下列可逆变化： （1） 等温压缩到体积为原来的一半； （2） 再等容冷却到初始的压力。 求此过程的Q W U H S ???、、、和。已知=),(,g He C m p ?K -1?mol -1。 解：体系变化过程可表示为 W=W 1+W 2=nRTln 1 2V V +0=2××298×=-3435(J) Q=Q 1+Q 2=W 1+ΔU 2=-3435+n m v C ,ΔT=-3435+n m v C ,(298-298/2) ; =-3435+(-3716)=-7151(J) ΔU=ΔU 1+ΔU 2=ΔU 2=-3716(J) 2. ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =2××+2××1-?K J 理想气体从40℃冷却到20℃， 同时体积从250dm 3 变化到50dm 3。已知该气体的m p C ,=?K -1?mol -1，求S ?。 解：假设体系发生如下两个可逆变化过程 250dm 3 等温 50dm 3 等容 50dm 3 40℃ ΔS 1 40℃ ΔS 2 20℃ ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =10Rln 250 50 +10×4015.2732015.273++ =(1-?K J ) 》 3. 2mol 某理想气体(m p C ,= J ?K -1?mol -1)在绝热条件下由,膨胀到，求该过程的 Q W U H S ???、、、和。 解： 绝热 膨胀 ∵m p C ,=11--??mol K J ∴ m v C ,=1 -?K J 且Q=0 ΔU= ? 2 1 ,T T m v dT nC =2×× W=-ΔU=2930(J) 等温压缩 等容冷却 物理化学作业题答案 第六章 相平衡 思考题 5．在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+垐?噲?。指出该系统的独立组分数、 相数和自由度？ 答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。 习题解析 3．3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g)，根据相律解释下述实验事实。 (1) 在一定压力的2CO (g)中，将3CaCO (s)加热，实验证明在加热过程中，在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。(2) 在3CaCO (s)的分解过程中，若保持2CO (g)的压力恒定，实验证明达分解平衡时，温度有定值。 解：(1) 该系统中有两个物种，2CO (g)和3CaCO (s)，所以物种数2S =。在没有发生反应时，组分数2C =。现在是一个固相和一个气相两相共存，2P =。当2CO (g)的压力有定值时，根据相律，条件自由度 *12121f C P =+-=+-=。这个自由度就是温度，即在一定的温度范围内，可维持两相平衡共存不变，所以3CaCO (s)不会分解。 （2）该系统有三个物种，2CO (g)，3CaCO (s)和CaO(s)，所以物种数3S =。有一个化学平衡，1R =。没有浓度限制条件，因为产物不在同一个相，故2C =。现在有三相共存（两个固相和一个气相），3P =。若保持 2CO (g)的压力恒定，条件自由度*12130f C P =+-=+-=。也就是说，在保持2CO (g)的压力恒定时，温度 不能发生变化，即3CaCO (s)的分解温度有定值。 5．结霜后的早晨冷而干燥，在-5℃，当大气中的水蒸气分压降至 Pa 时，霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华，空气中水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点的温度和压力分别为 K 和611 Pa ，水的摩尔气化焓 1vap m 45.05 kJ mol H -?=?，冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -?=?。设相变时的摩尔焓变在这个温度区间内是 常数。 解：冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和， sub m vap m fus m H H H ?=?+?11(45.05 6.01) kJ mol 51.06 kJ mol --=+?=? 用Clausius-Clapeyron 方程，计算 K （-5℃）时冰的饱和蒸气压 (268.15K)51 06011 ln 611 Pa 8.314273.16268.15p = - ? ? ??? 解得 (268.15K)401.4 Pa p = 而 K （-5℃）时，水蒸气的分压为 Pa ，低于霜的水蒸气分压，所以这时霜要升华。当水蒸气分压等于或大于401.4 Pa 时，霜可以存在。 第二章 热力学第二定律练习题 一、判断题（说法正确否）： 1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。 2．不可逆过程一定是自发过程。 3．熵增加的过程一定是自发过程。 4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0，绝热不可逆压缩过程的?S < 0。 5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以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。 7．平衡态熵最大。 8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。 9．理想气体经等温膨胀后，由于?U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗? 10．自发过程的熵变?S > 0。 11．相变过程的熵变可由 T H S ?= ?计算。 12．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。 13．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。 14．冰在0℃，p 下转变为液态水，其熵变 T H S ?= ?>0，所以该过程为自发过程。 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。 17．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。 18．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。 19．过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得?G = 0。 20．理想气体等温自由膨胀时，对环境没有做功，所以 -p d V = 0，此过程温度不变，?U = 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ，因而可得d S = 0，为恒熵过程。 21．是非题： ⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？ ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？ ⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？ ⑷ 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。 ⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V 1变到V 2，能否用公式： ???? ??=?12 ln V V R S 计算该过程的熵变？ 22．在100℃、p 时，1mol 水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成 100℃、p 的水蒸气，试计算此过程的?S 、?S (环)。 23． ? ??? ??=?12ln V V R S 的适用条件是什么？ 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(p 1,T 1)状态绝热可逆变化到(p 2,T 2)状态； ⑷ H 2和Cl 2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。 25．a mol A 与b mol B 的理想气体，分别处于(T ,V ,p A )与(T ,V ,p B )的状态，等温等容混合为 (T ,V ,p )状态，那么?U 、?H 、?S 、?A 、?G 何者大于零，小于零，等于零？ 26．一个刚性密闭绝热箱中，装有H 2与Cl 2混合气体，温度为298K ，今用光引发，使其 物理化学 试卷一 一、选择题 ( 共15题 30分 ) 1. 下列诸过程可应用公式 dU = (Cp- nR)dT进行计算的是： ( C ) (A) 实际气体等压可逆冷却 (B) 恒容搅拌某液体以升高温度 (C) 理想气体绝热可逆膨胀 (D) 量热弹中的燃烧过程 2. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程： ( B ) (A) 可以从同一始态出发达到同一终态因为绝热可逆ΔS = 0 (B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态绝热不可逆S > 0 (C) 不能断定 (A)、(B) 中哪一种正确所以状态函数 S 不同 (D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定故终态不能相同 3. 理想气体等温过程的ΔF。 ( C ) (A)>ΔG (B) <ΔG (C) =ΔG (D) 不能确定 4. 下列函数中为强度性质的是： ( C ) (A) S (B) (G/p)T (C) (U/V)T 容量性质除以容量性质为强度性质 (D) CV 5. 273 K，10p下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为μ(l) 和μ(s)，两者的关系为：( C ) (A) μ(l) >μ(s) (B) μ(l) = μ(s) (C) μ(l) < μ(s) (D) 不能确定 6. 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。经历若干 时间后，两杯液面的高度将是(μ(纯水)>μ(糖水中水) ,水从(B) 杯向(A) 杯转移 ) ( A ) (A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯 (C) A 杯低于 B 杯 (D) 视温度而定 7. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为： ( D ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 * Φ=C+2-f=2+2-0=4 8. 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( C ) (A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 * S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2 f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。 9. 已知 A 和 B 可构成固溶体，在 A 中，若加入 B 可使 A 的熔点提高，则B 在此固溶体中的含量必 _______ B 在液相中的含量。 ( A ) (A) 大于 (B) 小于 (C) 等于 (D)不能确定 10. 已知反应 2NH3= N2+ 3H2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) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为： ( C ) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 K (D) 1 * $p(2) = [K $p(1)]= (0.25)= 2 11. 若 298 K 时，反应 N2O4(g) ＝ 2NO2(g) 的 K $p= 0.1132，则： (1) 当 p (N2O4) = p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 _____( B )_____； (2) 当 p (N2O4) = 10 kPa，p (NO2) = 1 kPa 时，反应将 ____( A )____ 。 第二章 热力学第一定律 思考题.：1. 一封闭系统，当始终态确定后：（a ）当经历一个绝热过程，则功为定值；（b ）若经历一个等容过程，则Q 有定值：（c ）若经历一个等温过程，则热力学能有定值：（d ）若经历一个多方过程，则热和功的和有定值。 解释：始终态确定时，则状态函数的变化值可以确定，非状态函数则不是确定的。但是热力学能U 和焓没有绝对值，只有相对值，比较的主要是变化量。 2. 从同一始态A 出发，经历三种不同途径到达不同的终态： （1）经等温可逆过程从A→B；（2）经绝热可逆过程从A→C；（3）经绝热不可逆过程从A→D。 试问： （a ）若使终态的体积相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么？ （b ）若使终态的压力相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么，参见图 12p p (a) (b) 图 2.16 解释： 从同一始态出发经一绝热可逆膨胀过程和一经绝热不可逆膨胀过程，当到达相同的 终态体积V 2或相同的终态压力p 2时，绝热可逆过程比绝热不可逆过程作功大，又因为W （绝热）=C V （T 2-T 1），所以T 2（绝热不可逆）大于T 2（绝热可逆），在V 2相同时，p=nRT/V,则p 2（绝热不可逆）大于 p 2（绝热可逆）。在终态p 2相同时，V =nRT/p ，V 2（绝热不可逆）大于 V 2（绝热可逆）。 不可逆过程与等温可逆过程相比较：由于等温可逆过程温度不变，绝热膨胀温度下降，所以T 2（等温可逆）大于T 2（绝热不可逆）；在V 2相同时， p 2（等温可逆）大于 p 2（绝热不可逆）。在p 2相同时，V 2（等温可逆）大于 V 2（绝热不可逆）。 综上所述，从同一始态出发经三种不同过程， 当V 2相同时，D 点在B 、C 之间，p 2（等温可逆）＞p 2（绝热不可逆）＞ p 2（绝热可逆）当p 2相同时，D 点在B 、C 之间，V 2（等温可逆）＞ V 2（绝热不可逆）＞V 2（绝热可逆）。 总结可知：主要切入点在温度T 上，绝热不可逆做功最小。 第四章多组分系统热力学 一．基本要求 1．了解混合物的特点，熟悉多组分系统各种组成的表示法。 2．掌握偏摩尔量的定义和偏摩尔量的加和公式及其应用。 3．掌握化学势的狭义定义，知道化学势在相变和化学变化中的应用。 4．掌握理想气体化学势的表示式，了解气体标准态的含义。 5．掌握Roult定律和Henry定律的含义及用处，了解它们的适用条件和不同之处。 6．了解理想液态混合物的通性及化学势的表示方法，了解理想稀溶液中各组分化学势的表示法。 7．了解相对活度的概念，知道如何描述溶剂的非理想程度，和如何描述溶质在用不同浓度表示时的非理想程度。 8．掌握稀溶液的依数性，会利用依数性来计算未知物的摩尔质量。 二．把握学习要点的建议 混合物是多组分系统的一种特殊形式，各组分平等共存，服从同一个经验规律（即Rault定律），所以处理起来比较简单。一般是先掌握对混合物的处理方法，然后再扩展到对溶剂和溶质的处理方法。先是对理想状态，然后扩展到对非理想的状态。 偏摩尔量的定义和化学势的定义有相似之处，都是热力学的容量性质在一定的条件下，对任一物质B的物质的量的偏微分。但两者有本质的区别，主要体现在“一定的条件下”，即偏微分的下标上，这一点初学者很容易混淆，所以在学习时一定要注意它们的区别。偏摩尔量的下标是等温、等压和保持除B以外的其他组成不变（C B ）。化学势的下标是保持热力学函数的两个特征变量和保持除B以外的其他组成不变。唯独偏摩尔ibbs自G由能与狭义化学势是一回事，因为Gibbs自由能的特征变量是,T p，偏摩尔量的下标与化学势定义式的下标刚好相同。 多组分系统的热力学基本公式，比以前恒定组成封闭系统的基本公式，在 d n时所引起的相应热最后多了一项，这项表示某个组成B的物质的量发生改变 B 物理化学模拟试卷（2）答案 一、名词解释（每题2分，共16分） 1、可逆过程：体系经过某一过程从初态变到终态后，体系和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化，称为热力学可逆过程。 2、第二类电极：将一种金属及其相应的难溶性盐浸入含有该难溶性盐的负离子的溶液中，达成平衡后，所构成的电极。 3、标准摩尔生成自由能：在标准压力下，由稳定单质生成1 mol化合物时吉布斯自由能的变化值，称为该化合物的标准生成吉布斯自由能。 4、自由度：确定平衡体系的状态所必须的压力、温度和浓度等独立强度性质的数目称为自由度。 5、电导率：相距为1m, 面积为1m2的两个平行板电极之间充满电介质溶液时的电导，即相当于单位体积电解质溶液所表现出来的电导。 6、理论分解电压：使某电解质溶液能连续不断发生电解反应时所必须外加的最小电压称为理论分解电压。 7、理想溶液：任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律和亨利定律的溶液叫做理想溶液。 8、反应的速率系数：速率方程中的比例系数k称为反应的速率常数。它的物理意义是各反应物的浓度等于1时的反应速率，其值大小与浓度无关，而与反应温度、反应本性、催化剂、溶剂等因素有关。 二、判断题（共10题，每题1分，共10分）： （×）1、升高温度，使吸热反应的反应速率增大，放热反应的反应速率减小。 （√）2、电流密度越大超电势越大，阴极电势越小 （√）3、电池反应中，ΔG > 0的反应不能自发进行。 （×）4、液体在等温蒸发过程中的内能变化为零。 （×）5、熵增加的过程一定是自发过程 （×）6、根据相律，单组分体系相图只能有唯一的一个三相共存点。 （√）7、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。 （√）8、非缔合电解质一定是强电解质。 中考物理化学试卷和答案 注意事项： 1．答第一卷前，考生务必用钢笔或圆珠笔在答题卡上填写自己的姓名、考号，然后用铅笔涂准考证号、考试科目代码。 2．每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。答案答在试卷上无效。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 3．考试结束，将答题卡和试卷一并交回。 一、选择题（本大题共27小题，各小题的四个选项中，只有一个选项符合题意。每小题2分，共54分）1．照相机的镜头相当于下列哪种光学元件 A．平面镜 B．凸透镜 C．凹透镜 D．凸面镜 2．关于安全用电，下列说法正确的是 A．测电笔可以辨别家庭电路中的火线和零线 B．发现有人触电后，立即用手把触电人拉离电源 C．熔丝被烧断，一定是电路中出现了短路故障 D．熔丝被烧断后，可用铜丝代替熔丝接上 3．下列关于声音的说法正确的是 A．声音是由物体振动产生的 B．“震耳欲聋”主要是指声音的音调高 C．“闻其声而知其人”主要根据声音的响度来判断的 D．声音在真空中不受阻力传播最快 4．在下面的四幅图中，属于光的反射现象的是 ＡＢＣＤ 5．下列属于通过做功途径改变物体内能的是 A．冬天对手“哈气”，手感到暖和 B．冬天两手相互摩擦，手感到暖和 C．围着火炉烤火，身体感到暖和 D．金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手 6．下列四个电路中与右边实物电路图对应的是 7．知识的价值体现之一，是它可以让我们避免许多不安全的事故。在下列安全提示中与 惯性知识有关的是 A．车未停稳，请勿下车 B．在地铁站台候车的人必须站在安全线外 C．高压危险，请勿靠近 D．高温蒸汽，小心烫伤 8．下面现象中物体动能和重力势能都发生变化的是 A．跳伞运动员在空中匀速下降 B．空中加速下落的冰雹 C．匀速上坡的汽车 D．在水平轨道上加速行驶的列车 9．青藏铁路路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2米的铁棒(如图所示)，我们叫它热棒。热棒在路基下还埋有5米深，整个棒体是中空的，里面灌有液氨。热棒的工作原理很简单：当路基温度上升时，液态氨受热发生①，上升到热棒的上端，通过散热片将热量传导给空气，气态氨由此冷却②变成了液态氨，又沉入了棒底。这样，热棒就相当于一个天然“制冷机”。请问文中空格处的物态变化名称是 A．①汽化②液化 B．①液化②汽化 C．①升华②液化 D．①升华②凝华 10．从下面的图像得到的信息中，不正确的是 A．图甲说明物体所受的重力跟它的质量成正比 B．图乙表示物体在以5m／s的速度做匀速直线运动 C．图丙表示导体的电阻随电压增大而增大 D．图丁表示某种晶体的熔化曲线 11．当温度一定时，比较两根铝导线电阻的大小，下列说法中正确的是 A．长导线的电阻大 B．细导线的电阻大 C．长度相同，粗导线的电阻大 D．粗细相同，长导线的电阻大 12．电流看不见、摸不着，判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定，这种方法在科学上叫做“转换法”。下面是小红同学在学习中遇到的四个研究实例，其中采取的方法与研究电路中是否有电流方法相同的是 A．通过测100张纸的厚度来测1张纸的厚度 B．人们通过研究墨水的扩散现象认识分子的运动情况 第二章热力学第一定律 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。解：理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－ 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V l-V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下，电解1mol水(H2O,l)，求过程的体积功。 H2O(l) ＝ H2(g) + 1/2O2(g)解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式（2.2.3） W=－p ambΔV =－(p2V2-p1V1)≈－p2V2 =－n2RT=－ 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Q a=,Wa=－；而途径b的Q b=－。求W b. 解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = － 始态为25℃，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28.47℃，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。 解：先确定系统的始、末 态 311106190200000 1529831485m ...P nRT V =××== 3210160100000 58 24431485m ...P nRT V V =××== = kJ .kJ )..(Q W U Δa a 85194225575=+=+=－ 对于途径b ，其功为 kJ .J ..V Δp W b 932706190101602000001－）－（－－=== 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体，温度升高20℃, 求ΔH－ΔU 的值。 解：根据焓的定义 第一章热力学第一定律习题解答 1． 1mol 理想气体依次经过下列过程：(1)恒容下从 25℃升温至 100℃，(2)绝热自由膨胀至二倍体积，(3)恒压下冷却至25℃。试计算整个过程的Q、W、?U及?H。 解：将三个过程中Q、?U及W的变化值列表如下： 过程Q?U W (1)C V ,m (T 1末 ?T 1初 )C V ,m (T 1末 ?T 1初 ) (2)000 （3）C p,m(T3末?T3初) C v,m (T 3末 ?T 3初 ) p(V3末?V3初) 则对整个过程: T= T＝298.15K T= T= 373.15K 1初3末1末3初 Q ＝nC v,m(T1末－T1初)+0+ nC p,m(T3末－T3初) ＝nR(T3末?T3初） ＝[1×8.314×(-75)]J＝-623.55J ?U＝nC v,m(T1末－T1初)+0+nC v,m(T3末－T3初)＝0 W ＝- p(V3末?V3初)＝-nR(T3末?T3初） ＝-[1×8.314×(-75)]J＝623.55J 因为体系的温度没有改变，所以?H＝0 2．0.1mol 单原子理想气体，始态为 400K、101.325kPa，经下列两途径到达相同的终态： (1)恒温可逆膨胀到10dm3，再恒容升温至610K； (2) 绝热自由膨胀到6.56dm3，再恒压加热至610K。 分别求两途径的Q、W、?U及?H。若只知始态和终态，能否求出两途径的?U及?H？ 解：(1)始态体积V1＝nRT1/p1＝(0.1×8.314×400/101325)dm3＝32.8dm3 W ＝W恒温+W恒容＝nRT ln V V2+0 1 ＝(0.1×8.314×400×ln3210 .8+0)J ＝370.7J ?U＝nC V,m(T2?T1)＝[0.1×3 2 ×8.314 ×(610?400) ]J＝261.9J 1 物理化学上期末试卷B 答案修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】 2014 ～ 2015 学年 第 一 学期 化学与材料 学院（系） 2012 级 应用化学 专业 《物理化学（上）》期末试卷B 答案 注意事项： 1. 答题必须写在答题纸上，写在试卷上不予得分，答题字迹要清楚，并保持卷面清洁；2. 把考生信息填入信息栏指定位置；3. 考试时间为120分钟 一、 选择题（共20小题，每小题2分，共40分） 1．下列各图所示的速率分布曲线，哪一个图中的两条曲线是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线 （A ） A. B. C. D. 2．速率分布函数f (ν)的物理意义为 ： （C ） A. 具有速率ν的分子数占总分子数的百分比 B. 具有速率ν的分子数 C. 速率分布在ν附近的单位速率间隙中的分子数占总分子数的百分比 D. 速率分布在ν附近的单位速率间隙中的分子数 3．在一个容积不变的容器中，有一定的理想气体，温度为T 0时，气体分子的平均速率为 0Z ，平均自由程为0l 。当气体温度为4T 0时，气体分子的平Z ，平均自由程为l 分别为： （B ） 0Z ，l =40l 0Z ，l =0l 0Z ，l =40l 0Z ，l =0l 4．下列对某物质临界点的描述，哪一个是错误的 （D ） A. 饱和液体和饱和气体的摩尔体积相同 B. 临界参数T c ， p c ，V c 皆有定值 C. 气体不能液化 D. ， 5．假定某种分子的许可能级为0、ε、2ε和3ε，简并度为1、1、2、3。四个分子构 成的定位系统，其总能量为3ε时，系统的微观状态数Ω为： （A ） A. 64 B. 60 C. 40 D. 28 6．某双原子分子AB 取振动基态能级为零，在温度T 时的振动配分函数q 0v =为1.1，则粒 子分布在ν=0的基态上的分布数N 0/N 应为： （B ） A. 1.1 B. 0.91 C. 1 D. 0 0=??? ????c T V p 022=???? ????c T V p 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物理化学试题与答案1
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