第三章化学势
一、填空题
1、只有系统的＿＿＿＿性质才具有偏摩尔量。而偏摩尔量自身是系统的＿＿＿＿性质。偏
摩尔量的值与系统中各组分的浓度＿＿＿＿。混合适物系统中各组分的同一偏摩尔量间具有两个重要的性质，分别是＿＿＿＿与＿＿＿＿。
2、如同温度是热传导的推动力一样，化学势是＿＿＿＿传递的推动力。在恒温恒压下多相
平衡的条件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。以焓表示的组分i的化学势可写成μi=＿＿＿＿。
3、混合理想气体中任一组分B的化学势＿＿＿＿＿＿＿＿；理想溶液中任一组分B的化学
势＿＿＿＿＿＿＿＿；稀溶液中溶剂A的化学势＿＿＿＿＿＿＿＿。
4、由纯组分在恒温恒压下组成理想混合物时，△mix S=＿＿0；△mix G＿＿0；△mix H＿＿0；△
ix V＿＿0。
5、理想溶液混合时，?mix V ，?mix S ，?mix G ，?mix H 。
6、比较水的化学势的大小（此处p=101.325kPa）：（填 >、< 或 =）
①μ(l,100℃,p)____μ(g,100℃,p)
②μ(l,100℃,p)____μ(l,100℃,2p)
③μ(g,100℃,p)____μ(g,100℃,2p)
④μ(l,100℃,2p)____μ(g,100℃,2p)
⑤μ(l,101℃,p)____μ(g,101℃,p)
7、非理想溶液溶质的化学势表示式____，其标准态为____。
8、在一定的温度及压力下，某物质液汽两相达平衡，则两相的化学势μB(l)与μB(g)_____
若维持压力不变，升高温度，则μB(l)和μB(g)都______；但μB(l)比μB(g)______。
9、理想溶液中任意组分B的化学势：μB=_______________。
10、298K、101.325kPa，有两瓶萘的苯溶液，第一瓶为2升，溶有0.5mol萘，第二瓶为1
升，溶有0.25mol萘，若以μ1和μ2表示两瓶中萘的化学势，则它们的关系为__________。
11、糖可以顺利溶解在水中，说明固体糖的化学势较糖水中的糖的化学势＿＿＿＿。
二、单选题
1、关于偏摩尔量，下列说法中错误的是( )
A.偏摩量必须有等温、等压条件
B.只有容量性质才有偏摩尔量，强度性质不可能有偏摩尔量
C.偏摩尔量是两个容量性质之比，它本身是一个强度性质
D.某组分的偏摩尔量不随温度T，压力p的变化而变化
2、对于偏摩尔量，指出下列说法错误者( )
（1）偏摩尔量必须有恒温恒压条件；
（2）偏摩尔量不随各组分浓度的变化而变化；
（3）偏摩尔量不随温度T和压力p的变化而变化；
（4）偏摩尔量不但随温度T、压力p的变化而变化，而且也随各组分浓度变化而变化。
A.(2) (4)
B.(3) (4)
C.(2) (3)
D.(1) (4)
3、在恒定温度与压力p下，理想气体A与B混合后，说法中正确的是( )
(1)A气体的标准态化学势不变；
(2)B气体的化学势不变；
(3)当A气体的分压为p A时，其化学势的改变量为ΔμA=RTln(p A／p?)；
(4)当B气体的分压为p B时，其化学势的改变量为ΔμB=-RTln(p B／p*)。
A.(1) (2)
B.(1) (3)
C.(2) (4)
D.(3) (4)
4、298.2K，1×105Pa，有两瓶四氯化碳溶液，第一瓶为1dm3(含有0.2mol的碘)，第二瓶为
2dm3(含0.4mol的碘)，若以μ1和μ2分别表示两瓶中碘的化学势，则( )
A.μ12=μ2
B.10μ1=μ2
C.μ1=μ2
D.2μ1=μ2
5、在298K，1×105Pa下有2dm3溶有I2的CCl4溶液，I2的化学势为μ1，吉布斯自由能为G1，
现取出1dm3溶液，其中I2的化学势为μ2，吉布斯自由能为G2，则( )
A.μ1=2μ2、G1=G2
B.μ1=2μ2、G1=2G2
C.μ1=μ2、G1=2G2
D.μ1=μ2、2G1=G2
6、化学势不具有的基本性质是( )
A.是体系的状态函数
B.是体系的强度性质
C.与温度、压力无关
D.其绝对值不能确定
7、373.2K ，101.3kPa 的H 2O(g)其化学势为μ1，373.2K ，50.65kPa 的H 2O(g)其化学势为μ2，
则：
(1)μ1=μ?
(2)μ2-μ1=-8.314×373.2ln2 (J ·mol -1
) (3)μ2-μ1=8.314×373.2ln2 (J ·mol -1
) (4)μ1=μ2 以上正确的是( )
A.(1) (2)
B.(1) (3)
C.(3) (4)
D.(2) (4) 8、下列哪个是化学势( )
A.()j n ,p ,T i n U/??
B.()j n ,p ,T i n H/??
C.()j n ,p ,T i n A/??
D.()j n ,p ,T i n G/?? 9、下列各式中哪个是化学势( )
A.()j n ,V ,T i n U/??
B.()j n ,V ,T i n H/??
C.()j n ,V ,T i n A/??
D.()j n ,V ,T i n G/??
10、298K 时从大量浓度为0.01mol ·dm 3
的溶液中迁移1mol 溶质于另一大量浓度为0.001
mol ·dm 3
的溶液中，则该过程的Δμ等于(J ·mol -1
)( ) A.Δμ=RTln(1×10-2
)； B.Δμ=RTln(1×10-3
)； C.Δμ=RTln0.1； D.Δμ=RTln10。
11、在293K 时，从一组成为NH 3·19/2 H 2O 的大量溶液中取出1molNH 3往另一组成为NH 3·21H 2O 的溶液中转移，此过程的Δμ的表达式为： ( ) A.Δμ=RTln(2/19) B.Δμ=RTln(1/22) C.Δμ=RTln(21/44) D.Δμ=RTln(44/21) 12、下列各式哪个不是化学势( )
A.()j n ,p ,T i n G/??
B.()j n ,p ,T i n A/??
C. ()j n ,V ,S i n U/??
D.()j n ,p ,S i n H/?? 13、与()j n ,V ,T i n A/??相等的是( )
A.A m ，I
B.A i ；
C.()j n ,V ,T i n G/??
D.()j n ,V ,T i n U/??
14、()j
n ,p ,T i n G/??( )
A.只能称为偏摩尔量
B.只能称为化学势
C.既可称为化学势也可称为偏摩尔量
D.首先是B 物质的摩尔吉氏自由能 15、()j
n ,V ,T i n A/??( )
A.只能称为偏摩尔量
B.只能称为化学势
C.既可以称为化学势又可以称为偏摩尔量
D.是B 物质的摩尔赫氏自由能
16、在0℃时，实际气体从状态(1)f 1=50×101.325kPa ，变化到状态(2)f 2=10×101.325kPa ，
则化学势的变化值Δμ=μ2-μ1为( )
A.0
B.5J ·mol -1
C.1/2 J ·mol -1
D.-3653J ·mol -1
17、在0℃时，实际气体从状态(1)f 1=2×105
Pa ，变化到状态(2)f 2=2×106
Pa 则化学势的变化
值Δμ=μ2-μ1为( )
A.0
B.RT
C.10RT
D.2.303RT
18、已知水的两种状态A(373K ，101.3kPa ，g)，B(373K ，101.3kPa ，l)，则与的关系为： ( )
A.μA =μB
B.μA ＞μB
C.μA ＜μB
D.两者不能比较
19、实际气体化学位是μ=μ?
(T)+RTln(γp/p ?
)=μ?
(T)+RTln(f/p ?
)，则( )
A.f 是气体的真实压力
B.p 是实际气体校正后的压力
C.f 是实际气体校正后的压力，称实际气体的有效压力，即逸度
D.逸度系数γ的数值仅取决于气体的特性，而与温度和压力无关
20、在给定温度下，当p →0时，实际气体的逸度与压力的正确关系式应为( )
A.在p →0时，f B.在p →0时，f/p=1 C.在p →0时，f/p ＞1 D.在p →0时，f/p ＜1 21、实际气体化学位表示式为μ=μ? (T)+RTln(f/p ? )，则( ) A.μ是某一温度下实际气体的真实压力为f 时的化学位 B.μ是某一温度下实际气体的有效压力为γp 即逸度为f 时的化学位 C.f 是实际气体的真实压力 D.μ? (T)不仅是温度的函数，也是压力的函数 22、溶剂服从拉乌尔定律及溶质服从亨利定律的二元溶液是( ) A.理想混合物 B.实际溶液 C.理想稀溶液 D.胶体溶液 23、偏摩尔量集合公式∑== k 1 B B B n X X 的适用条件是( ) A.等温、等容各物质的量不变 B.等压、等熵各物质的浓度发生微小改变 C.等温、等容各物质的比例为定值 D.等温、等压各物质浓度不变 24、当不挥发的溶质溶于溶剂形成溶液后，溶液的蒸气压( ) A.升高 B.不变 C.降低 D.升高、降低不一定 25、在一定温度下，若等物质的量的A 、B 两液体形成理想液体混合物，且纯A 的饱和蒸气 压p A *大于纯B 的饱和蒸气压p B *，则( ) A.y A ＜x A B.y A ＞x A C.y A =x A D.无法确定y A 、x A 的大小 26、对于稀溶液中的溶质，下列各式何者不正确？( ) A.p B =k x x B B.p B =k m m B C.p B =k c c B D.p B =k n n B 27、亨利定律的表达式为( ) A.p B =p B *x B B.p B =k m m B C.p B =p B *m B /m ? D.p B =p B *c B /c ? 28、亨利定律适用于( ) A.理想溶液 B.非理想溶液中的溶剂及溶质 C.稀溶液中的溶剂 D.稀溶液中的溶质 29、拉乌尔定律适用于( ) A.非理想溶液中的溶剂 B.稀溶液中的溶质； C.稀溶液中的溶剂 D.稀溶液中的溶剂及溶质 30、过饱和溶液中溶剂的化学势比纯溶剂的化学势（ ） A.高 B.低 C.相等 D.0.56 三、多选题 1、下列哪些是化学势( ) A.()j n ,V ,T i n A/?? B.()j n ,V ,T i n G/?? C.()j n ,V ,S i n U/?? D.()j n ,p ,T i n H/?? E.()j n ,p ,T i n S/?? 2、下列关于偏摩尔量的叙述中正确的是( ) A.偏摩尔量是状态函数，与物质总量有关 B.偏摩尔数量是体系的强度性质 C.对于纯物质偏摩尔量就是摩尔量 D.偏摩尔量只是正值 E.各偏摩尔量之间是相互独立的 3、下列各式中属于偏摩尔量的是( ) A.()j n ,p ,T i n H/?? B.()j n ,V ,S i n U/?? C.()j n ,p ,T i n U/?? D.()j n ,V ,T i n U/?? E.()j n ,V ,T i n A/?? 4、下列偏导数中属于化学势的是( ) A.()j n ,V ,T i n G/?? B.()j n ,p ,T i n G/?? C.()j n ,p ,T i n S/?? D.()j n ,V ,T i n A/?? E.()j n ,p ,T i n A/?? 5、在下列式子中能成立的是( ) A.()j n ,p ,T i n A/??=()j n ,p ,T i n G/?? B.()j n ,V ,T i n A/??=()j n ,p ,T i n G/?? C.()j n ,V ,S i n U/??=()j n ,p ,S i n H/?? D.()j n ,p ,T i n H/??=()j n ,p ,T i n U/?? E.()j n ,p ,T i n G/??=()j n ,p ,T i n H/?? 6、已知水的各种状态为 (1)273.2K ，101.3kPa ，H 2O(l) (2)273.2K ，202.6kPa ，H 2O(l) (3)373.2K ，202.6kPa ，H 2O(g) (4)373.2K ，101.3kPa ，H 2O(g) (5)273.2K ，101.3kPa ，H 2O(s) (6)373.2K ，101.3kPa ，H 2O(l)， 下列关系中正确的是( ) A.μ1=μ2 B.μ1=μ5 C.μ2=μ3 D.μ3=μ6 E.μ4=μ6 7、由A 、C 两种组分组成的液态理想混合物，有( ) A.任意一组分的化学势为：μi =μI * (T ，p)+RTlnx i B.A 与C 两种组分的分子间作用力为零 C.其中只有一种组分服从拉乌尔定律 D.混合过程中，体系的热力学性质均没有改变 E.ΔH(混合)=0，ΔV(混合)=0，ΔG(混合)＜0，ΔS(混合)＞0 8、与()j n ,p ,T i n G/??不相等的是( ) A.G m ，i B.G i C.()j n ,V ,T i n A/?? D.()j n ,p ,T i n A/?? E.()j n ,V ,S i n U/?? 9、当两种组分液A 与液B 混合成均相液体时，该体系( ) A.必是理想混合物 B.必是均相混合物 C.必是理想稀溶液 D.必是实际溶液 E.不能确定液体的属性 10、与()j n ,p ,T i n G/??相等的是( ) A.G m ，i B.G i C.()j n ,p ,T i n A/?? D.()j n ,p ,T i n U/?? E.()j n ,V ,S i n U/?? 11、气体B 在常温下，压力较低时，下列关系中正确的是( ) A.γB ＜1 B.f B ＜p B C.γB ＞1 D.f B ＞p B E.γB →1。 12、与()j n ,V ,T i n A/??不相等的是( ) A.A m ，i B.A C.()j n ,p ,T i n G/?? D.()j n ,V ,S i n U/?? E.()j n ,p ,S i n H/?? 13、气体B 在常温下，压力很大时，下列关系中正确的是( ) A.γB ＜1 B.γB ＞1 C.γB →1 D.f B ＜p B E.f B ＞p B 14、对于气体的逸度，下列叙述中正确的是( ) A.是气体压力的校正值 B.是气体状态方程中压力的校正值 C.当气体压力趋于零时，其逸度值接近其真实压力 D.气体的逸度与其压力之比为一常数，称为逸度系数 E.要校正实际气体偏离理想气体行为而在其化学势及其它有关公式中引入代替压力的 一个参量 15、实际气体化学位表示式为μ=μ? (T)+RTln(γp/p ? )=μ? (T)+RTln(f/p ? )，则( ) A.f 是实际气体的真实压力 B.p 是实际气体校正后的压力，即有效压力 C.f 是实际气体校正后的压力，即有效压力 D.μ? (T)是实际气体标准态化学位，而标准态是选定温度为T ，压力为013×105 Pa 的理 想气体 E.μ是某一温度下，实际气体的真实压力为f 时的化学位 16、理想混合物的形成过程中( ) A.ΔH(混合)=0 B.ΔS(混合)=0 C.ΔG(混合)=0 D.ΔV(混合)=0 E.ΔA(混合)=0 17、对于真实气体，它的逸度f ，若理解为“校正”压力，在以下各式中正确的是 ( ) A.pV m=RT改为fV m=RT B.μ=μ?+RTln(f/p?) C.dG=-SdT+Vdf D.H=U+fV E.Δμ=RTln(f2/f1) 18、挥发性溶质溶于水后，下列说法中正确的有( ) A.水的蒸气压下降与溶质的浓度无关 B.水的蒸气压不变 C.溶液的蒸气压大于纯水的蒸气压 D.溶液的蒸气压与纯水的蒸气压的关系，要视体系与组分而定 E.水的冰点下降 19、若由A、B两种组分形成的理想稀溶液，B为挥发性溶质，则正确的是( ) A.其中组分A服从拉乌尔定律 B.A的摩尔体积等于其偏摩尔体积 C.B组分的蒸气压正比于其在溶液中的浓度 D.混合过程中ΔH(混)＞0 E.组分A的化学势与组分B的本性有关 20、指出下列活度含义的错误说法( ) A.对非理想混合物各组分，a=x或m或c B.对稀溶液各组分，a=γx或γm或γ c C.对理想气体，a=p/p? D.对实际气体，a=f/p? E.对纯液体，a=x=1 21、在下列陈述中正确的是( ) A.活度的量纲与所选用的浓度单位相同 B.活度是浓度的校正值 C.混合物中组分B的化学势与其标准态的化学势的差值为RTlna B D.混合物中组分B的活度值与选用的标准态有关 E.活度是体系的容量性质 22、下列式子中哪些不是偏摩尔量的集合公式( ) A.∑== k 1B B B S n S B.∑== k 1 B B B V n V C.∑=??= k 1B B B A n ,p ,T B )/n μ (n μ D.A ＝∑n B A B E.∑== k 1 B B B dμ n G 23、下列式子中哪些是偏摩尔量的集合公式( ) A.∑=??= k 1B B B (A n ,V ,T )n A/d n A B.∑=??= k 1B B B (A n ,p ,T )n G/d n G C.∑== k 1B B B V n V D.∑== k 1 B B B μ n G E.∑== k 1 B B B μ n H 24、真实气体B 的化学势表达式为( ) A.μB =μB ? (T)+RTln(f B /p ? ) B.μB =μB ? (T)+RTln(p B /p ? ) C.μB =μB ? (T)+RTln(x B p/p ? ) D.μB =μB ? (T)+RTln(x B /p ? ) E.μB =μB ? (T)+RTln(γx B p/p ? ) 25、拉乌尔定律( ) A.是理想溶液的性质 B.是稀溶液的性质 C.是稀溶液中溶质的性质 D.是稀溶液中溶剂的性质 E.是分压定律的另一种形式 26、稀溶液中溶质的化学势表达式为( ) A.μB =μB *(T ，p)m +RTlnm B B.μB =μB *(T ，p)m +RTln(m B /m ? ) C.μB =μB *(T ，p)x +RTln(x B /p ? ) D.μB =μB *(T ，p)x +RTlnx B E.μB =μB *(T ，p)x +RTln(γx B p/p ?) 27、判断化学反应在等温等容条件下能自发进行的判据是( ) A.ΔS>0 B.ΔG<0 C.ΔA <0 D.∑μi dn i <0 E.ΔA>－W ＇ 28、等温等压条件下，判断反应达到平衡的判据是( ) A.ΔS ＝0 B.ΔG ＝0 C.ΔA ＝0 D.∑μi dn i ＝0 E.ΔU ＝0 29、对于组成不变的简单均相封闭体系，下列偏微熵中大于零的是( ) A.(?U ／?S)V B.(?A ／?V)T C.(?G ／?T)p D.(?H ／?S)p E.(?U ／?V)T 30、对于只作膨胀功的封闭体系，下列偏微熵中小于零的是( ) A.(?A ／?T)V B.(?H ／?p)S C.(?A ／?V)T D.(?U ／?S)p E.(?H ／?S)p 四、简答题 1、如果在1000cm 3 水中加入1mol 的H 2SO 4,溶液的体积增加ΔV ，则H 2SO 4的偏摩尔体积的数 值就是ΔV 吗？为什么？2、B μ（l,T,p ）,*B μ（l,T,p ），0B μ（l,T ），0 B μ（g,T ）四个 符号的意义有何不同？3、下列三者何者正确 (1)0 B μ，m (l)=0 B μ，c (l) (2)0 B μ，m =0 B μ，c +RT ㏑k c (3)0 B μ,c （l ）-0 B μ,m =RT ㏑(k B,m /k B,c )4、为什么稀溶液的沸点升高、冰点下降、渗透 压以及溶剂蒸汽压下降称为依数性。引起 数性的最基本原因是什么？5、在溶剂中一旦加入溶质就能使溶液的蒸汽压降低，沸点升高，冰点降低并且具有渗透 这句话是否正确？为什么？6、如果在水中加入少量的乙醇，则四个依数性将发生怎样的变化，为什么有这样的变化？如果加NaCl ，CaCl 2则又怎样？7、试比较组分B 的化学势在理想混合物与非理想混合物的公式中有何同异？8、“f=p θ的状态就是真实气体的标准态”对吗？为什么？ 9、某溶液中物质i 的偏摩尔体积是否是1mol 物质i 在溶液中所占的体积？为什么？ 10、偏摩尔量是强度性质，应该与物质的数量无关，但浓度不同时其值变不同，如何理解？ 五、判断题 1、偏摩尔量就是化学势。( ) 2、在一个多组分溶液中，只有溶质才有偏摩尔量。( ) 3、两组分混合成溶液时，没有热效应产生，此时形成的溶液为理想溶液。( ) 4、拉乌尔定律和亨利定律既适合于理想溶液，也适合于稀溶液。( ) 5、偏摩尔量因为与浓度有关，因此它不是一个强度性质。( ) 6、化学势判据就是Gibbs 自由能判据。( ) 7、定温、定压及W / =0时,化学反应达平衡,反应物的化学势之和等于产物的化学势之和。( ) 8、标准状态的活度等于1。( ) 9、活度等于1的状态必为标准态。( ) 10、活度等于1的状态与标准态的化学势相等。( ) 11、活度为化学势的度量，体系处于一定的状态其化学势仅由状态所决定，与标准态的选择 无关，因而其活度也与标准态的选择无关。( ) 12、气体的标准状态是压力为101325Pa 的状态。( ) 13、气体标准态的逸度为101325Pa 。( ) 14、气体的标准状态是逸度等于101325Pa 的理想气体。( ) 15、实际气体的标准状态是不可以实现的状态。( ) 16、二元溶液中A 组分若在某浓度区间内服从拉乌尔定律，B 组分也必在该浓度区间内服从 拉乌尔定律。( ) 六、证明题 1、 j j j j n V S i n P S i n V T i n P T i i n U n H n A n G ,,,,,,,,? ??? ????=???? ????=???? ????=???? ????=μ 2、S T P i -=??? ????μ 3、i T i V P =??? ????μ 4、i p P i C T H ,-=??? ???? 5、TS H I i -=μ 6、对理想溶液试证明： （1）0=??? ? ?????T mix P G （2）0=?????? ??? ??????? ????P mix T T G 7、试证明等温等压条件下存在下列关系： 0=∑i i dx n 8、如果纯A 的物质的量为n A ,纯B 的物质的量为n b ,两者混合形成理想溶液，证明此混合过 程：)ln ln (B B A A m ix x n x n RT G +=? 七、计算题 1、有一水和乙醇形成的均相混合物，水的物质的量分数0.4，乙醇的偏摩尔体积为57.5 cm 3 ·mol -1 ，混合物的密度为0.8494g ·cm -3 。试计算混合物中水的偏摩尔体积。 2、在100℃时，己烷A.的蒸气压是2.45×105 Pa ，辛烷B.的蒸气压是4.72×104 Pa 。这两种 液体的某一混合物在100℃、1.013×105 Pa 时沸腾，假定该混合物是理想溶液，求己烷 (1)在液体混合物里以及；(2)在蒸气里的摩尔分数。 3、氯苯A.和溴苯B.的混合物近乎于理想溶液。在140℃时，两纯物质的饱和蒸气压分别为 6.80×104Pa和1.19×105Pa。计算溶液在140℃、1.013×105Pa下气相和液相的组成。 4、60℃时乙醇A.和甲醇B.的蒸气压分别为4.70×104Pa和8.33×104Pa。今有质量百分数 位为50%的乙醇和甲醇的混合物(看成理想溶液)，求该温度时液面上方蒸气的组成。 5、在373K时，己烷和辛烷能形成理想混合物，己烷的蒸气压为245.0kPa，辛烷为47.10kPa。若某组成的该液态混合物，在标准压力下，于373K时沸腾，问： （1）液相的组成为多少？ （2）平衡气相的组成又是怎样？ 6、在298K时,纯水的蒸气压为3.17kPa,而某非挥发性溶质的水溶液的蒸气压为3.131kPa, 问该溶液的渗透压为多少? 7、在373K时,某溶液中水的蒸气压为93.726kPa,文该溶液中水的活度为多少?溶液中的每 摩尔水的自由能与纯水的相差多少? 8、设纯汞在600K时的蒸气压为p*(Hg)。在同温度时，汞-钍齐（含汞x(Hg)=0.497）的汞 蒸汽压为0.43 p* (Hg)。问汞齐中汞的相对活度系数g x为多少？若在同温度、同压力下，在大量的汞齐中，将1mol的Hg从汞齐移至纯汞，将发生多少吉布斯自由能的变化？ (0.871,4.16kJ·mol-1)9、在298.15K，1p0下，1mol苯与1mol甲苯形成理想溶液，试 求此过程的Δmix V,Δmix H,Δmix S, Δmix G和Δmix F。 10、293K时，NH3与H2O按1：8.5组成的溶液A上方的蒸气压为10.64kPa，而按1：21组 成的溶液B上方的蒸气压为3.597kPa。 （1）293K时，从大量的溶液A中转移1molNH3到大量的溶液B中的ΔG m为多少？ （2）293K时，若将101.325kPa的1molNH3溶解于大量的溶液B中，求ΔG m为多少？11、计算300K时，（1）从大量的等物质量的A和B的理想混合物中分离出1mol纯A过程的 ΔG1；（2）若混合物中各含2molA和B，从中分离出1mol纯A时ΔG2又为多少？ 八、综合题 1、有一水和乙醇形成的均相混合物，水的物质的量分数0.4，乙醇的偏摩尔体积57.5 cm3·mol-1，水的偏摩尔体积16.18cm3·mol-1。试计算该液体混合物的密度。 2、已知纯水的密度为0.9991g·cm-3，c B=1mol·dm-3时，浓度为1mol·dm-3的乙醇水溶液的 密度为0.8498 g·cm-3，水和乙醇的偏摩尔体积分别为14.58 cm3·mol-1、58.04cm3·mol-1。 计算配制1dm3浓度为1mol·dm-3的乙醇水溶液需要加多少cm3水。 3、苯和甲苯形成理想溶液。在20℃时，纯苯的蒸气压是9960Pa，纯甲苯的蒸气压是973Pa， 求20℃时等质量的苯和甲苯混合物上苯的分压、甲苯的分压、总压。 4、20℃时乙醚A的蒸气压为5.90×104Pa。今在100g乙醚中溶入某挥发性有机物质B10.0g， 乙醚的蒸气压降低为5.68×104Pa，试求该有机物质的分子量。 5、含40%质量的甲醇水溶液,已知其中A组分(CH OH)的偏摩尔体积V A为30.9cm3·mol-1,B 3 组分(H2O) V B为17.5 cm3/mol,试求该溶液的密度.6、在293.15K时，乙醚的蒸气压为 58.92kPa，若在100g乙醚中溶入某非挥发性有机物质10g，乙醚的蒸气压降低到 56.79kPa，试求该有机化合物的摩尔质量。 第三章 多组分(溶液)练习题答案 一、判断题答案： 1．错。对溶液整体没有化学势的概念，化学势是物质的强度性质，没有加和性。 2．错。多相体系中物质B 在不同相中的偏摩量一般不相同。 3．错。纯组分物质的化学势应等于1摩尔吉布斯函数。 4．错。化学势与标准态、浓标的选择无关，物质化学势并不因不同浓标而改变。 5．错。若加入的溶质挥发性比水大，则水溶液的蒸气压大于纯水的饱和蒸气压。 6．错。加入挥发性溶质，沸点不一定升高，要看溶质挥发性大小的。对溶液凝固点要 看溶质是否析出，若溶质不析出，凝固点会降低；若溶质不析出，则不好确定。 7．第一个结论错，例如水的熔点随压力增大而降低。后两个结论都正确。 8．错。混合的两种分子之间的作用力和同种分子之间的作用力近乎相等，但都比较大， 不可忽略。 9．错。液相组成与纯溶剂的蒸气压无关。 10．错。当压力一定时，溶解度与亨利系数成反比，P B ＝K B x B 。 11．错。一般而言，浓度大，活度也大，但活度因子不一定大。 12．错。食盐溶液会离电离，溶液中粒子数多，渗透压大。 13．错。相变的方向是以化学势的大小来判断，而不是以浓度的大小来判断。达平 衡时物质在两相中化学势相等，在两相的浓度一般不相等。 14．对，因平衡时，同一物质在各相中的化学势相等。 二、单选题答案： 1. A ； 2. B ； 3. D ； 4. B ； 5. C ； 6. C ； 7. A ； 8. C ； 9. A ； 10.B ； 11.A ； 12.C ； 13.B ； 14.B ； 15.B ； 16.C ； 17.C ； 18.B ； 19.C ； 20.B ； 21.C ； 22.D ； 23.D ； 24.B ； 25.B ； 26.D ； 27.C ； 28.C ； 29.D ； 30.D ； 说明： 1．x B = 0.8，x A = 0.2 n A =1mol , 则 n B ＝4 mol ，V ＝n A V A ＋n B V B 0.65 =1×0.090＋4×V B V B =0.14 dm 3·mol －1 2． 001222()()O H μμ、的标准态化学势，两者不等。1μ与2μ大小无法比较。 3．μB (g)不是表明做非体积功的本领，其他三个都正确。 4．对于水蒸气，当作理想气体，化学势标准态相同，00012μμμ== 00001ln(/)RT P P μμμ=+= 002ln(0.5)ln 2RT RT μμμ=+=- μ2－μ 1 =－RT ln2 因此（1）（3）是正确的。 5．这是对比状态方程的知识点内容，对比状态是指某气体现处状态参数（P ，T ，V m ）与它的临界状态 参数（P c ，T c ，V m,c ）的比值，对比压力π＝P/ P c ，对比温度τ＝T/T c ，对比体积 Ф＝V m / V m,c ,三个对 比参数中，有两个相等，则第三也相等。两种A 、B 气体处于相同的对比状态，就是两种气体的对比参 数相等。π(A)=π(B)，τ(A)=τ(B)，处于相同对比状态的气体有相同的逸度系数。 6．亨利定律中的气体压力是该气体(B)的分压P B ，不是总压。 7．亨利定律： 0A A A m P K m =； 0B B B m P K m =， 压力相等，00A B A B m m K K m m = 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 第五版物理化学第三章 习题答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 第三章热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （1）热机效率； （2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求： （1）热机效率； （2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热 解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出 （2） 3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求（1）热机效率； （2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。 解：（1） (2) 3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克 劳修斯说法。 证： （反证法） 设 r ir ηη> 不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源 放热 ，对环境作功 则 逆向卡诺热机从环境得功 从低温热源吸热 向高温热源放热 则 若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热 不可逆热机从高温热源吸收的热 相等，即 总的结果是：得自单一低温热源的热 ，变成了环境作功 ，违背了热 力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。 3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。 （1）可逆热机效率。 （2）不可逆热机效率。 （3）不可逆热机效率。 解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 3.7 已知水的比定压热容。今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水，求过程的。 （1）系统与100℃的热源接触。 （2）系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 （3）系统先与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此 第三章 习题解答 1. 在298 K 和标准压力下，含甲醇(B)的摩尔分数x B 为0.458的水溶液的密度为 0.89463kg dm -?，甲醇的偏摩尔体积3 1 3(C H O H )39.80 cm m ol V -=?，试求该水溶液中水的偏摩尔体积2(H O )V 。 解：3322(CH OH)(CH OH )(H O )(H O)V n V n V =+ 33 3 0.45832(10.458)18 ( )dm 0.02729 dm 0.894610 m V ρ ?+-?= ==? 3 31 31 20.027290.45839.8010 (H O )( ) cm m ol 16.72 cm m ol 10.458 V ----??=?=?- 2. 298 K 和标准压力下，有一甲醇物质的量分数为0.4的甲醇－水混合物。如果往大量的此混合物中加入1 mol 水，混合物的体积增加17.35 cm 3；如果往大量的此混合物中加1 mol 甲醇，混合物的体积增加39.01 cm 3。试计算将0.4 mol 的甲醇和0.6 mol 的水混合时，此混合物的体积为若干？此混合过程中体积的变化为若干？已知298 K 和标准压力下甲醇的密度为0.79113g cm -?，水的密度为0.99713g cm -?。 解：3 1 2(H O )17.35cm m ol V -=? 3 1 3(C H O H )39.01 cm m ol V -=? 3 3322(C H O H )(C H O H )(H O )(H O )26.01 cm V n V n V =+= 混合前的体积为： 33 [(18/0.9971)0.6(32/0.7911)0.4] cm 27.01 cm ?+?= 3 1.00 cm V ?= 3. 298 K 时，K 2SO 4在水溶液中的偏摩尔体积V B 与其质量摩尔浓度的关系式为： 1/2 B 32.28018.220.222V m m =++，巳知纯水的摩尔体积V A , m = 17.96 cm 3·mol -1，试求在该 溶液中水的偏摩体积与K 2SO 4浓度m 的关系式。 解： m m m V V n P T 022.022.18280.322 1 ,,21++=? ?? ????= 12 d (32.28018.220.0222)d V m m m =++ 进行不定积分： C m m m V +++=2 2 3 0111.014.1228.32 （0129）《物理化学》网上作业题答案 1：第一次 2：第二次 3：第三次 4：第四次 5：第五次 6：第六次 7：第七次 1：[单选题] 已知下列反应的平衡常数：H 2(g) + S(s) = H 2 S(s) (1) K1 ； S(s)+O 2 (g)=SO 2 (2) K2 则反应：H 2(g)+SO 2 (g)=O 2 (g)+H 2 S(g) 的平衡常数为（） A:K1 + K2 ； B:K1 - K2 ； C:K1·K2 ； D:K1/K2 。 参考答案：D 2：[单选题]恒温下，在反应2NO2(g) = N2O4(g) 达到平衡后的体系中加入惰性气体，则A: 平衡向右移动； B:平衡向左移动； C: 条件不充分，无法判断； D: 平衡不移动。 参考答案：C 3：[单选题]某反应速率常数k = 2.31 ×10-2mol-1?dm3?s-1，反应起始浓度为1.0 mol?dm-3，则其反应半衰期为： A: 43.29 s ； B:15 s ； C: 30 s ； D:21.65 s 。 参考答案：A 4：[单选题]下列叙述中错误的是： A:水的三相点的温度是273.15K，压力是610.62 Pa ； B:三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变； C:水的冰点温度是0℃(273.15K)，压力是101325 Pa ； D: 水的三相点f = 0，而冰点f = 1 。 参考答案：A 5：[单选题]盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是： A:天气太热； B:很少下雨； C:肥料不足； D:水分倒流。 参考答案：D 6：[单选题]下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大： A: 0.1M KCl水溶液； B:0.001M HCl水溶液； C:0.001M KOH水溶液； D: 0.001M KCl水溶液。 参考答案：B 7：[单选题]在某温度下，一密闭的刚性容器中的PCl5(g) 达到分解平衡，若往此容器中充入N2(g) 使体系压力增大二倍(此时体系仍可按理想气体处理)，则PCl5(g) 的离解度将：A:增大； B:减小； 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、热力学第零定律是指： 。 2、熵与热力学概率之间的函数关系式是。 3、补全热力学函数关系式：C P= (?S/?T)P 4、一定量的单原子理想气体定压下从T1变化到T2的熵变与定容下从T1变化到T2的熵变之比为： 5、化学势的表示式中，是偏摩尔量。 6、稀溶液的依数性包括、、和。 7、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)，在298K时测得分解压为66.66Pa，则该温度下该反应的K pΘ= ；K p= 。 8、1atm压力下水和乙醇系统的最低恒沸混合物含乙醇质量分数为0.9557，现将含乙醇50%的乙醇水溶液进行分馏，最终得到的物质为。 9、水在101.3kPa时沸点为373K，汽化热为40.67 kJ/mol（设汽化热不随温度变化）；毕节学院的大气压约为85.5 kPa，则在毕节学院水的沸点为 K。 10、反应NH4HS(s)=NH3(g)+H2S(g)已达平衡；保持总压不变，往系统中充入一定量的惰性气体，平衡移动方向为。 二、选择题（每小题2分，共30分） 1、下列属于化学热力学范畴的是（） （A）物质结构与性能的关系（B）化学反应速率 （C）化学变化的方向和限度（D）反应机理 2、下列关于热力学方法叙述正确的是（） （A）热力学研究所得的结论不适用于分子的个体行为 （B）热力学可以解决某条件下怎样把一个变化的可能性变为现实性的问题 （C）经典热力学详细讨论了物质的微观结构 （D）经典热力学常需计算一个变化所需要的时间 3、下列函数中为强度性质的是：（） (A) S (B) (?G/?p)T(C) (?U/?V)T (D) C V 4、一定量的纯理想气体，下列哪组量确定后，其他状态函数方有定值。（） （A）T （B）V （C）T、U （D）T、p 第三章热力学第二定律 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （ 1）热机效率； （ 2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3． 2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求： （ 1）热机效率； （ 2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解： (1) 由卡诺循环的热机效率得出 （2） 3． 3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求 （ 1）热机效率； （ 2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。解：（1） (2) 3． 4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺 热机得到的功 W r等于不可逆热机作出的功－W。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机 效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修 斯说法。 证：（反证法） 设η >η ir r 不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功 则 逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则 若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即 ，违背了热总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功 力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。 3． 5高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ 的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 不同的热机中作于当热机从高温热源吸热的高温热源及的低温热源之间。求下列三种情况下，时，两热源的总熵变。 （ 1）可逆热机效率。 （ 2）不可逆热机效率（ 3）不可逆热机效率解：设热机向低温热源放热。 。 ，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 已知水的比定压热容。今有 1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水，求过程的。 （1）系统与 100℃的热源接触。 （2）系统先与 55℃的热源接触至热平衡，再与 100℃的热源接触。 （3）系统先与 40℃， 70℃的热源接触至热平衡，再与 100℃的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此 第三章热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （1）热机效率； （2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热 。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求： （1）热机效率； （2）当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出 （2） 3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求 （1）热机效率； （2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。 解：（1） (2) 3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺 热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修 斯说法。 证： （反证法） 设 r ir ηη> 不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源 放热 ，对环境作功 则 逆向卡诺热机从环境得功 从低温热源 吸热 向高温热源 放热 则 若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热 不可逆热机从高温热源吸收的热 相等，即 总的结果是：得自单一低温热源的热 ，变成了环境作功 ，违背了热 力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。 3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给 低温热源，求此过程。 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种 情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。 （1）可逆热机效率。 （2）不可逆热机效率。 （3）不可逆热机效率。 解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 3.7 已知水的比定压热容。今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加 热成100 ℃的水，求过程的。 （1）系统与100℃的热源接触。 （2）系统先与55℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 （3）系统先与40℃，70℃的热源接触至热平衡，再与100℃的热源接触。 解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此 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： （ ） 第三章热力学第二定律 3.1卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。求 （1）热机效率； （2）当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。 解：卡诺热机的效率为 根据定义 3.5高温热源温度，低温热源。今有120 kJ的热直接从高温热源传给低温热源，龟此过程的。 解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程 3.6不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。 （1）可逆热机效率。 （2）不可逆热机效率。 （3）不可逆热机效率。 解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义 因此，上面三种过程的总熵变分别为。 3.7已知水的比定压热容。今有1 kg，10 ?C的水经下列三种不同过程加热成100 ?C的水，求过程的。 （1）系统与100 ?C的热源接触。 （2）系统先与55 ?C的热源接触至热平衡，再与100 ?C的热源接触。 （3）系统先与40 ?C，70 ?C的热源接触至热平衡，再与100 ?C的热源接触。解：熵为状态函数，在三种情况下系统的熵变相同 在过程中系统所得到的热为热源所放出的热，因此 3.8已知氮（N2, g）的摩尔定压热容与温度的函数关系为 将始态为300 K，100 kPa下1 mol的N2(g)臵于1000 K的热源中，求下 列过程（1）经恒压过程；（2）经恒容过程达到平衡态时的。 解：在恒压的情况下 在恒容情况下，将氮（N2, g）看作理想气 体 将代替上面各式中的，即可求得所需各量 3.9始态为，的某双原子理想气体1 mol，经下列不同途径变化到，的末态。求各步骤及途径的。（1）恒温可逆膨胀； （2）先恒容冷却至使压力降至100 kPa，再恒压加热至； （3）先绝热可逆膨胀到使压力降至100 kPa，再恒压加热至。 期末练习题 1. 当某溶质溶于某溶剂中形成浓度一定的溶液时,若采用不同的标准浓度, 则下列说法中正确的是： ( ) (A) 溶质的标准态化学势相同 (B) 溶质的化学势相同 (C) 溶质的活度系数相同 (D) 溶质的活度相同 2. 在298K 时，设液体A 和B 能形成理想的液态混合物，它们的蒸气形成理 想的气态混合物。 已知纯A 和纯B 的饱和蒸汽压分别为kPa p A 50=*，kPa p B 60=*， 如液相中40.0=A x ，则平衡的气相中B 的摩尔分数B y 的值为 （ ） （A ）0.25 (B) 0.40 (C) 0.50 (D) 0.64 3. 在一定温度和压力下,设纯的A(l)的化学势为*μ，其标准态化学势为θμ。 如在A 中加入另一液相B(l),形成理想的液态混合物，这时A(l)的化学势为 A μ，标准态化学势为θμA ， 则两种化学势之间的关系为 （ ） （A ）*μ=A μ，θμ=θ μA （B ）*μ＞A μ，θμ＜θμA （C ）*μ=A μ θμ＞θμA （D ）*μ＞A μ，θμ＝θμA 4. 在298K 时，已知①H 2(g)和②O 2(g)在水中的Henry 系数分别为 91,1012.7?=x k Pa, 92,1044.4?=x k Pa. 在相同的温度和压力下， 两者在水中的饱和溶解的量用摩尔分数表示分别为x 1和x 2，两者的关系为 （ ） （A ）x 1＞x 2 (B) 无法比较 (C) x 1=x 2 （D ）x 1＜x 2 5. 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： （ ） （A ）A 杯高于B 杯 （B ）A 杯等于B 杯 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 21? 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,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/ B. 1/2 C. (1/2 D. 1/1/2 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, 纯液体B 的饱和蒸汽压为 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. C. D. 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 =。现有一组成为x A =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 第三章 热力学第二定律 一．基本要求 1．了解自发变化的共同特征，熟悉热力学第二定律的文字和数学表述方式。 2．掌握Carnot 循环中，各步骤的功和热的计算，了解如何从Carnot 循环引出熵这个状态函数。 3．理解Clausius 不等式和熵增加原理的重要性，会熟练计算一些常见过程如：等温、等压、等容和,,p V T 都改变过程的熵变，学会将一些简单的不可逆过程设计成始、终态相同的可逆过程。 4．了解熵的本质和热力学第三定律的意义，会使用标准摩尔熵值来计算化学变化的熵变。 5．理解为什么要定义Helmholtz 自由能和Gibbs 自由能，这两个新函数有什么用处？熟练掌握一些简单过程的,,H S A ???和G ?的计算。 6．掌握常用的三个热力学判据的使用条件，熟练使用热力学数据表来计算化学变化的r m H ?，r m S ?和r m G ?，理解如何利用熵判据和Gibbs 自由能判据来判断变化的方向和限度。 7．了解热力学的四个基本公式的由来，记住每个热力学函数的特征变量，会利用d G 的表示式计算温度和压力对Gibbs 自由能的影响。 二．把握学习要点的建议 自发过程的共同特征是不可逆性，是单向的。自发过程一旦发生，就不需要环境帮助，可以自己进行，并能对环境做功。但是，热力学判据只提供自发变化的趋势，如何将这个趋势变为现实，还需要提供必要的条件。例如，处于高山上的水有自发向低处流的趋势，但是如果有一个大坝拦住，它还是流不下来。不过，一旦将大坝的闸门打开，水就会自动一泻千里，人们可以利用这个能量来发电。又如，氢气和氧气反应生成水是个自发过程，但是，将氢气和氧气封在一个试管内是看不到有水生成的，不过，一旦有一个火星，氢气和氧气的混合物可以在瞬间化合生成水，人们可以利用这个自发反应得到热能或电能。自发过程不是不能逆向进行，只是它自己不会自动逆向进行，要它逆向进行，环境必须对它做功。例如，用水泵可以将水从低处打到高处，用电可以将水分解成氢气和氧气。所以 1、1mol 理想气体从300K ，100kPa 下等压加热到600K ，求此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。已知此理想气体300K 时的S m =150.0J·K -1·mol -1，C p ,m =30.0J·K -1·mol -1。 解：等压，W ＝－p (V 2-V 1) = nR (T 1-T 2) =1×8.314×(300-600) = -2494.2J △U = nC V ,m (T 2-T 1) =1×(30.00-8.314)×(600-300) = 6506J △H = nC p ,m (T 2-T 1) =1×30.00×(600-300)= 9000J Q p = △H = 9000J △S = nC p ,m ln(T 2/T 1) =1×30.00×ln(600/300) = 20.79J·K -1·mol -1 由 S m (600K)=S m (300K)+ △S =(150.0+20.79) =170.79J·K -1·mol -1 △(TS) =n (T 2S m.2－T 1S m.1) =1×(600×170.79－300×150.0)＝57474J △G =△H －△(TS) ＝9000－57474=－48474J 2、1mol 理想气体始态为27℃、1MPa ，令其反抗恒定的外压0.2MPa 膨胀到体积为原来的5倍，压力与外压相同。试计算此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。已知理想气体的恒容摩尔热容为12.471 J·mol -1·K -1 解： 根据理想气体状态方程 112212p V p V T T = 得 12300.15T T K == 此过程为等温过程 0U H ?=?= 21()e W p V V =-- 111111()(5)0.80.85p V V pV nRT =--=-=- () 0.818.314300.15=-??? 1996J =- 由热力学第一定律1996Q U W J =?-= 21ln()S nR V V ?= 18.314ln(51)=?? 113.38J K -=? G H T S ?=?-? 0300.1513.38=-?4016J =- 3、在298.15K 时，将1mol O 2从101.325kPa 等温可逆压缩到6.0×101.325kPa ，求Q ， W ， ?U ，?H ，?A ，?S 体系，?S 隔离。 解：△U ＝0 ，△H =0 J J p p nRT W Q r r 444361ln 15.298314.81ln 12-=?????????=-=-= 第三章化学势 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Gibbs 自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 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 d n 时所引起的相应热 力学函数值的改变。最后一项中化学势B μ是常数，说明B d n 的改变并不是随意的， 在数量一定的系统中只发生了B d n 的变化，或在数量很大的系统中改变了1 mol ， 这样才能维持B μ不变。 单组分理想气体的化学势是温度和压力的函数，即 (,)()ln p T p T RT p μμ=+。等式右边的第一项()T μ，是当p p =时的化学势，它仅是温度的函数，这个状态就是气体的标准态，即气体的压力等于标准压力时而还能作为理想气体处理的那个状态。第二项是ln p RT p ，p 是理想气体的实际压力。记住了这个化学势的表示式，其余气体的化学势表示式只要在这基础上 略作修改即可。例如，混合理想气体中B 组分的化学势，只要将压力p 改为B 物质的分压B p 即可；如果是非理想气体，则将压力p 改为逸度° p 也就行了。掌握化学势的表示式，是因为今后在导出化学反应等温式、标准平衡常数的定义式 等都要用到化学势的表示式，这样才能完成热力学的判断化学变化的方向和限度 的任务。 稀溶液与混合物不同，有溶剂和溶质之分。溶剂服从Rault 定律，由此 可以计算溶剂的分压和由于非挥发性溶质的加入使溶剂蒸气压降低的分数，溶剂 物理化学习题作业答案 第一章热力学第一定律 一、问答题 1. 被划定的研究对象称为系统，不属于系统但与系统密切相关的部分称为环境。 2. 状态函数是描述平衡系统宏观性质的物理量。 3. 在环境压力恒定下，系统始、终态压力相同且等于环境压力的过程。 4. 系统中物质的所有能量的总和。 5. 第一类永动机是不可能造成的。 6. 因系统的体积变化而引起的系统与环境之间交换的功。 7. 可逆过程有三个特点：(1) 系统从始态到终态，过程是以无限接近平衡状态下进行的； (2) 在可逆过程中，系统做最大功，环境做最小功；(3) 沿与过程原来途径相反方向进 行，可使系统和环境完全恢复原来状态。 8. 可以忽略分子间的作用力和分子本身体积的气体。 9. 在标准压力和指定温度下，由最稳定的单质生成一摩尔物质的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓。 10.不能。该情况相当于一个绝热系统中作电功，电机发热只能使室温升高。 二、判断题（正确打√，错误打×） 1. √ 2. √ 3. √ 4. × 5. × 6. × 7. × 8. √ 9. √10. √ 三、选择题（选1个答案） 1. A 2. D 3. B 4. D 5. A 6. C 7. A 8. D 9. C 10. A 四、填空题 1. 封闭 2. 封闭系统中不做非体积功的等压过程 3. 等于 4. 等于 5. 大于 6. 在标准压力和指定温度下，一摩尔物质完全燃烧的焓变 7. 小于 8. 小于 9. 强度性质 10.小于 五、计算题 1. -8.314J 2. （1）Q=0，W=0，△U=0，△H=0 （2）Q=2430J，W=-2430J，△U=0，△H=0 （3）Q=1548J，W=-1548J，△U=0，△H=0 3.Q=40.7kJ，W=-3.10kJ，△U=37.6kJ，△H=40.7kJ 4. 6 5.7kJ 5. 260.7 kJ·mol-1 第二章热力学第二定律 一、问答题 1.第二类永动机是不可能造成的。 2.由理想气体的等温可逆膨胀→绝热可逆膨胀→等温可逆压缩→绝热可逆压缩所组成的循环过程。 3.熵是系统混乱度的量度. 4.在孤立系统中的任何过程，或封闭系统中 的绝热过程: △S＞0 表示自发过程 △S=0 表示可逆过程 △S＜0 表示不可能发生的过程 5.在封闭系统中的等温等压非体积功 为零的过程: △G＜0 表示自发过程 △G=0 表示可逆过程 △G＞0 表示不可能发生的过程 6.在封闭系统中的等温等容非体积功 为零的过程: 物理化学第三章模拟试卷A 班级姓名分数 一、选择题( 共10题20分) 1. 2 分 假定某原子的电子态有两个主要能级，即基态和第一激发态，能级差为1.38?10-21 J，其余能级可以忽略，基态是二重简并的。则在100 K时，第一激发态与基态上的原子数之比为：( ) (A) 3 (B) 0.184 (C) 1 (D) 0.01 2. 2 分 如果我们把同一种分子分布在二个不同能级ε与ε'上的n与n' 个分子看成是“不同种”的分子A 与A'，则这“两种分子”将可按A' A 进行转化而达到平衡。请计算这个“化学平衡”的K n。 3. 2 分 H2O 分子气体在室温下振动运动时C V,m的贡献可以忽略不计。则它的C p,m/C V,m值为（H2O 可当作理想气体）：( ) (A) 1.15 (B) 1.4 (C) 1.7 (D) 1.33 4. 2 分 气体CO和N2有相近的转动惯量和相对分子摩尔质量，在相同温度和压力时，两者平动和转动熵的大小为：( ) (A) S t,m(CO)=S t,m(N2), S r,m(CO)>S r,m(N2) (B) S t,m(CO)>S t,m(N2), S r,m(CO)>S r,m(N2) (C) S t,m(CO)=S t,m(N2), S r,m(CO) 期末复习《物理化学》学习辅导材料之一 热力学 一、判断题： 1、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也 不变。 ( ) 2、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。（） 3、稳定态单质的Δf H mΘ(800K)=0 。 ( ) 4、d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。( ) 5、系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。 （） 6、若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。（） } 7、隔离系统的热力学能是守恒的。 （） 8、隔离系统的熵是守恒的。 （） 9、一定量理想气体的熵只是温度的函数。（） 10、绝热过程都是定熵过程。（） 11、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（） 12、系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达 不到此终态。 （） 13、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。（） 14、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。 （） 15、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W’>G和G <0， 则此状态变化一定能发生。 （） 16、绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。（） ！ 17、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。( ) 18、可逆的化学反应就是可逆过程。( ) 19、Q和W不是体系的性质，与过程有关，所以Q + W也由过程决定。( ) 20、焓的定义式H = U + pV是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。( ) 21、焓的增加量H等于该过程中体系从环境吸收的热量。( ) 22、一个绝热过程Q = 0，但体系的T不一定为零。( ) 23、对于一定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。( )物化第三章
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