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0.7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。
7. 有一种气体的状态方程为 m pV RT bp =+ （b 为大于零的常数）
，试分析这种气体与理想气体有何不同？将这种气体进行真空膨胀，气体的温度会不会下降？
答：将气体的状态方程改写为p （V m -b ）= RT ，与理想气体的状态方程相比，只校正了体积项，未校正压力项。说明这种气体分子自身的体积不能忽略，而分子之间的相互作用力可以忽略不计。所以，将这种气体进行真空膨胀时，温度不会下降。
8. 如何定义气体的临界温度和临界压力？
答：在真实气体的p —V m 图上，当气-液两相共存的线段缩成一个点时，称这点为临界点。这时的温度为临界温度，这时的压力为临界压力。临界压力是指在该临界温度时能使气体液化的最低压力。
9. van der Waals 气体的内压与体积成反比，这一说法是否正确？
答：不正确。内压力与气体摩尔体积的平方成反比。
10. 当各种物质处于处于临界点时，它们有哪些共同特性？
答：这时气-液界面消失，液体和气体的摩尔体积相等，成为一种既不同于液相、又不同于气相的特殊流体，称为超流体。
二、概念题
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n A ，p A ，V A 和n B ，p B ，V B 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 ）只有（A ）符合Dalton 分压定律。
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 ） 仍处在气态区。
4. 在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为101.325 kPa 的纯水，不留一点空隙，这时水的饱和蒸汽压为（ ）。
（A ）等于零 （B ）大于101.325 kPa
（C ）小于101.325 kPa （D ）等于101.325 kPa
答：（D ）饱和蒸汽压是物质的本性，与是否有空间无关。
5. 真实气体在如下哪个条件下，可以近似作为理想气体处理（ ）。
（A ）高温、高压 （B ）低温、低压
（C ）高温、低压 （D ）低温、高压
答：（C ） 这时分子间距离很大，分子间的作用力可以忽略不计。
6. 在298K 时，地面上有一个直径为1m 的充了空气的球，其压力为100kPa ，将球带至高空，温度降为253K ，球的直径胀大到3m ，此时球内的压力为（ ）。
（A ）33.3 kPa （B ）9.43 kPa （C ）3.14 kPa （D ）28.3 kPa
答：（C ）14332981253100221222
2112.T D T D p p =???== kPa 。
7. 真实气体液化的必要条件是（ ）。
（A ）压力大于C p （B ）温度低于C T
（C ）体积等于m,C V （D ）同时升高温度和压力
答：（B ）C T 是能使气体液化的最高温度，温度再高无论加多大压力都无法使气体液化。
8. 在一个恒温，容积为2dm 3的真空容器中，依次充入温度相同、始态为100 kPa ，2 dm 3的N 2（g ）和200 kPa ，1 dm 3的Ar （g ），设两者形成理想气体混合物，则容器中的总压力为（ ）。
（A ）100 kPa （B ）150 kPa （C ）200 kPa （D ）300 kPa
答：（C ）等温条件下，200 kPa ，1 dm 3气体等于100 kPa ，2 dm 3气体，总压为
A B p p p =+=100 kPa+100
kPa=200 kPa 。
9. 在298 K 时，往容积相等的A 、B 两个抽空容器中分别灌入100g 和200g 水，当达到平衡时，两容器中
的水蒸汽压力分别为
A p 和
B p ，则两者的关系为（ ）。 （A ）A p B p （
C ）A p =B p （
D ）无法确定
答：（C ）饱和蒸汽压是物质的特性，只与温度有关。
10. 在273 K ，101.325 kPa 时，摩尔质量为1541g mol
-?的CCl 4（l ）的蒸气可以近似看作为理想气体，则气体的密度为（ ）。（单位为3g dm -?）
（A ）6.87 （B ）4.52 （C ）3.70 （D ）3.44
答：（A ）33154 g 6.87 g dm 22.4 dm
m V ρ-===? 11. 某体积恒定的容器中装有一定量温度为300 K 的气体，现在保持压力不变，要将气体赶出1/6，需要将容器加热到的温度为（ ）。
（A ）350 K （B ）250 K （C ）300 K （D ）360 K
答：（D ）V ，p 不变，212156,360 K 65
n n T T === 12. 实际气体的压力（p ）和体积（V ）与理想气体相比，分别会发生的偏差为（ ）。
（A ）p 、V 都发生正偏差 （B ）p 、V 都发生负偏差
（C ）p 正偏差，V 负偏差 （D ）p 负偏差，V 正偏差
答：（B ）内压力和可压缩性的存在。
三、习题
1. 在两个容积均为V 的烧杯中装有氮气，烧瓶之间有细管相通，细管的体积可以忽略不计。若将两烧杯均浸入373 K 的开水中，测得气体压力为60 kPa 。若一只烧瓶浸在273 K 的冰水中，另外一只仍然浸在373 K 的开水中，达到平衡后，求这时气体的压力。设气体可以视为理想气体。
解： 12n n n =+ 根据理想气体状态方程
122112
2p V p V p V RT RT RT =+ 化简得： 12112211()p p T T T =+ 221212732260 kPa 50.7 kPa 273373
T p p T T =?=??=++ 2. 将温度为300 K ，压力为1800 kPa 的钢瓶中的氮气，放入体积为203dm 的贮气瓶中，使贮气瓶
压力在300 K 时为100 kPa ，这时原来钢瓶中的压力降为1600 kPa （假设温度未变）。试求原钢瓶的体积。仍假设气体可作为理想气体处理。
解： 放入贮气瓶中的气体物质的量为 n
33
3311100 kPa 2010 m 0.80 mol 8.314 J mol K 300 K
p V n RT ---??===??? 设钢瓶的体积为V ，原有气体为1n ，剩余气体为2n
11pV n RT = 22p V n RT = 12n n n -= 1212p V p V n n n RT RT =-=-
113120.80 mol 8.314 J mol K 300 K 9.98 dm (18001600) kPa
nRT V p p --????===-- 3. 用电解水的方法制备氢气时，氢气总是被水蒸气饱和，现在用降温的方法去除部分水蒸气。现将在298 K 条件下制得的饱和了水气的氢气通入283 K 、压力恒定为128.5 kPa 的冷凝器中，试计算： 冷凝前后混合气体中水气的摩尔分数。已知在298 K 和283 K 时，水的饱和蒸汽压分别为3.167 kPa 和1.227 kPa 。混合气体近似作为理想气体。
解：水气所占的摩尔分数近似等于水气压力与冷凝操作的总压之比
在冷凝器进口处，T =298 K
22(H O) 3.167 kPa (H O,g)=0.025128.5 kPa
p x p == 在冷凝器出口处，T =283 K
22(H O) 1.227 kPa (H O,g)=0.009128.5 kPa
p x p == 可见这样处理以后，含水量下降了很多。
4. 某气柜内贮存氯乙烯CH 2=CHCl （g ）3003m ，压力为122 kPa ，温度为300 K 。求气柜内氯乙烯气体的密度和质量。若提用其中的1003m ，相当于氯乙烯的物质的量为多少？已知其摩尔质量为62.5-1g mol ?，设气体为理想气体。 解：= , , m pV m nM n V RT ρ== 代入，得：
313-331162.510 kg mol 12210 Pa = 3.06 kg m 3.06 g dm 8.314 J mol K 300 K
Mp RT ρ-----????==?=???? -333.06 kg m 300 m 918 kg m V ρ=?=??=
13n n =（总）=3111918 kg ()4896 mol 3362.510 kg mol
n n --==?=??总 5. 有氮气和甲烷（均为气体）的气体混合物100 g ，已知含氮气的质量分数为0.31。在420 K 和一定压力下，混合气体的体积为9.953dm 。求混合气体的总压力和各组分的分压。假定混合气体遵守Dalton 分压定律。已知氮气和甲烷的摩尔质量分别为281g mol -?和161g mol -?。
解：()21
0.31100 g N 1.11 mol 28 g mol m n M -?===? 41(10.31)100 g (CH ) 4.31 mol 16 g mol n --?=
=? 1133
(1.11+4.31) mol 8.314 J mol K 420 K 1902 kPa 9.9510 m nRT p V ---????===? 2224(N ) 1.11(N )1902 kPa=389.5 kPa (N )(CH ) 1.11 4.31
n p p n n =?=?++ 4(CH )(1902389.5) kPa=1512.5 kPa p =-
6. 在300 K 时，某一容器中含有H 2（g ）和N 2（g ）两种气体的混合物，压力为152 kPa ，温度为。将N 2（g ）分离后，只留下H 2（g ），保持温度不变，压力降为50.7 kPa ，气体质量减少14 g 。试计算：
（1）容器的体积；
（2）容器中H 2（g ）的质量；
（3）容器中最初的气体混合物中，H 2（g ）和N 2（g ）的摩尔分数
解：（1） ()22N (H )(15250.7) kPa=101.3 kPa p p p =-=-
()()()2212N 14 g N 0.5 mol N 28 g mol m n M -===? 11322(N )0.5 mol 8.314 J mol K 300K 12.3 dm (N )101.3 kPa
n RT V p --????=== （2） ()2N 101.3 k P
a p = ()2H 50.7 kPa p = 在T ，V 不变的情况下
2222(H )(H )50.7 kPa 0.5(N )(N )101.3 kPa
n p n p ===
22(H )0.5 (N )0.50.5 mol=0.25 mol n n ==? 1222(H )(H )(H )0.25 mol 2.0 g mol 0.5 g m n M -==??=
（3）
2222(N )0.5 mol (N )0.67(H )(N )(0.5+0.25) mol n x n n ===+ 2(H )10.670.33x =-=
7. 设某水煤气中各组分的质量分数分别为：2(H )0.064w =，(CO)0.678w =，
2(N )0.107w =，2(C O )0.140w =，4(C H )0.011w =
。试计算： （1）混合气中各气体的摩尔分数；
（2）当混合气在670 K 和152 kPa 时的密度；
（3）各气体在上述条件下的分压。
解：设水煤气的总质量为100g ，则各物质的质量分数乘以总质量即为各物质的质量，所以：
（1）2212(H ) 6.4 g (H ) 3.20 mol (H ) 2.0 g mol
m n M -===? 同理有：167.8 g (CO) 2.42 mol 28 g mol n -==? 21
10.7 g (N )0.38 mol 28 g mol n -==? 2114.0 g (CO )0.32 mol 44 g mol n -=
=? 411.1 g (CH )0.07 mol 16 g mol n -==? 则有： n （总）=()(3.20 2.420.380.320.07)mol=6.39 mol B n n ==++++∑总
(CO) 2.42 mol (CO)=0.379() 6.39 mol n x n ==总 同理有：2(H )0.500x =，2(N )0.059x =，2(CO )0.050x = ，4(CH )0.011x =
（2）因为 ()pV n RT =总
113() 6.39 mol 8.314 J mol K 670 K 234.2 dm 152 kPa
n RT V p --????===总 33100 g 0.427 g dm 234.2 dm
m V ρ-===? （3）根据Dalton 分压定律 B B p px =，所以
22(H )(H )0.5152 kPa 76.0 kPa p x p ==?= 同理 (CO)57.6 kPa p =，2(N )8.97 kPa p =， 2(CO )7.60 kPa p =
4(CH ) 1.67 kPa p =
第 二 章 热力学第一定律
一、思考题
1. 判断下列说法是否正确，并简述判断的依据
（1）状态给定后，状态函数就有定值，状态函数固定后，状态也就固定了。
答：是对的。因为状态函数是状态的单值函数。
（2）状态改变后，状态函数一定都改变。
答：是错的。因为只要有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得变。
（3）因为ΔU =Q V ，ΔH =Q p ，所以Q V ，Q p 是特定条件下的状态函数? 这种说法对吗？
答：是对的。?U ，?H 本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下与Q V ，Q p 的数值相等，所以Q V ，Q p 不是状态函数。
（4）根据热力学第一定律，因为能量不会无中生有，所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量。 答：是错的。根据热力学第一定律U Q W ?=+，它不仅说明热力学能（ΔU ）、热（Q ）和功（W ）之间可以转化，有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。所以功的转化形式不仅有热，也可转化为热力学能系。
（5）在等压下，用机械搅拌某绝热容器中的液体，是液体的温度上升，这时ΔH =Q p =0
答：是错的。这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即W f ≠0，所以ΔH ≠Q p 。
（6）某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q 1，焓变为ΔH 1。如将化学反应安排成反应相同的可逆电池，使化学反应和电池反应的始态和终态形同，这时热效应为Q 2，焓变为ΔH 2，则ΔH 1=ΔH 2。
答：是对的。Q 是非状态函数，由于经过的途径不同，则Q 值不同，焓（H ）是状态函数，只要始终态相同，不考虑所经过的过程，则两焓变值?H 1和?H 2相等。
2 . 回答下列问题，并说明原因
（1）可逆热机的效率最高，在其它条件相同的前提下，用可逆热机去牵引货车，能否使火车的速度加快？ 答？不能。热机效率h
Q W -=η是指从高温热源所吸收的热最大的转换成对环境所做的功。但可逆热机循环一周是一个缓慢的过程，所需时间是无限长。又由v F t
W P ?==可推出v 无限小。因此用可逆热机牵引火车的做法是不实际的，不能增加火车的速度，只会降低。
（2）Zn 与盐酸发生反应，分别在敞口和密闭容器中进行，哪一种情况放热更多？
答：在密闭容器中进行的反应放热多。在热化学中有Q p = Q V + Δn g （RT ），而Zn （s ）+ H 2SO 4（aq ）= Zn
SO 4 （aq ）+ H 2（g ）的Δn g =1，又因该反应为放热反应Q p 、 Q V 的值均为负值，所以∣Q V ∣>∣Q p ∣。
（3）在一个导热材料制成的圆筒中装有压缩气体，圆筒中的温度与环境达成平衡。如果突然打开圆筒，是气体冲出去，当压力与外界相等时，立即盖上筒盖。过一段时间，筒中气体的压力有何变化？
答：筒内压力变化过程：当压缩气体冲出，在绝热可逆过程有常数=-γγT p 1，当气体的压力与外界相等时，筒中温度降低。立即盖上筒盖，过一会儿，系统与环境的温度完全相等，筒内温度上升，则压力也升高，即大于环境的标准大气压。
（4）在装有催化剂的合成氨反应室中，N 2（g ）与H 2（g ）的物质的量的比为1:3，反应方程式为，N 2（g ）+ H 2（g ）3（g ）。在温度为T 1和T 2的条件下，实验测定放出的热量分别为Q p （T 1）和Q p （T 2）.但是用Kirchhoff 定律计算时
()()2
1r m 2r m 1r p T T H T H T C dT ?=?+?? 计算结果与实验值不符，试解释原因。
答：Δr ξ
??=H H r m ，Δr H m 实际是指按所给反应式，进行ξ?=1mol 反应时的焓变，实验测得的数值是反应达到平衡时发出的热量，此时ξ?<1mol ，因此经过计算使用Kirchhoff 定律计算的结果与实验不符。
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。
4. 请指出所列公式的适用条件：
（1）p H Q ?= （2）V U Q ?= （3）1
2ln V W nRT V =
答：（1）式适用于不作非膨胀功的等压过程。
（2）式适用于不作非膨胀功的等容过程。
（3）式适用于理想气体不作非膨胀功的等温可逆过程。
5. 用热力学概念判断下列各过程中功、热、热力学能和焓的变化值。
第一定律数学表示式为ΔU = Q + W 。
（1） 理想气体自由膨胀
（2） van der Waals 气体等温自由膨胀
（3） Zn （s ）+ 2HCl （l ）= ZnCl 2 + H 2 （g ）进行非绝热等压反应
（4） H 2（g ）+ Cl 2（g ）= 2HCl （g ） 在绝热钢瓶中进行
（5） 常温、常压下水结成冰（273.15 K ，101.325kPa ）
答：（1）W = 0 因为自由膨胀外压为零。
Q = 0 理想气体分子间没有引力。体积增大分子间势能不增加，保持温度不变，不必从环境吸热。
?U = 0 因为温度不变，理想气体的热力学能仅是温度的函数。
?H = 0 因为温度不变，理想气体的焓也仅是温度的函数。
（2）W = 0 因为自由膨胀外压为零。
Q> 0 范氐气体分子间有引力。体积增大分子间势能增加，为了保持温度不变，必须从环境吸热。
?U >0 因为从环境所吸的热使系统的热力学能增加。
?H >0 根据焓的定义式可判断，系统的热力学能增加，焓值也增加。
（3）W <0 放出的氢气推动活塞，系统克服外压对环境作功。
Q <0 反应是放热反应。
?U <0 系统既放热又对外作功，热力学能下降。
?H < 0 因为这是不做非膨胀功的等压反应，?H = Q p。
（4）W = 0 在刚性容器中是恒容反应，不作膨胀功。
Q = 0 因为用的是绝热钢瓶
?U = 0 根据热力学第一定律，能量守恒，热力学能不变。
?H >0 因为是在绝热刚瓶中发生的放热反应，气体分子数没有减少，钢瓶内温度升高，压力也增高，根据焓的定义式可判断焓值是增加的。
（5）W <0 常温、常压下水结成冰，体积变大，系统克服外压对环境作功。
Q <0 水结成冰是放热过程。
?U <0 系统既放热又对外作功，热力学能下降。
?H < 0 因为这是等压相变，?H = Q p。
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. 一定量的水，从海洋蒸发变为云，云在高山上变为雨、雪，并凝结成冰。冰、雪熔化变成水流入江河，最后流入大海，一定量的水又回到始态。问历经整个循环，水的热力学能和焓的变化是多少?
答：水的热力学能和焓的变化值都为零。因为热力学能和焓是状态函数，不论经过怎样的循环，其值都保
持不变。这就是：周而复始，数值还原。
8. 298 K，101.3 kPa压力下，一杯水蒸发为同温、同压的气是不可逆过程，试将它设计成可逆过程。答：可逆过程（1）：绕到沸点
或可逆过程（2）：绕到饱和蒸气压
二、概念题
1. 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
其中都正确的是（）。
（A）（1），（2）（B）（3），（4）（C）（2），（4）（D）（1），（3）
答：（D）热力学能是状态的单值函数，其绝对值无法测量。
2. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将（）。
（A）不变（B）升高（C）降低（D）无法判定
答：（C）气体膨胀对外作功，热力学能下降。
3. 有一真空钢筒，将阀门打开时，大气（视为理想气体）冲入瓶内，此时瓶内气体的温度将（）。
（A）不变（B）升高（C）降低（D）无法判定
答：（B）大气对系统作功，热力学能升高。
4. 1 mol 373 K、标准压力下的水分别经历：（1）等温、等压可逆蒸发；（2）真空蒸发，
变成373 K、标准压力下的水气。这两个过程中功和热的关系为（）。
（A ）W 1< W 2、Q 1> Q 2 （B ） W 1< W 2、Q 1< Q 2
（C ）W 1= W 2、Q 1= Q 2 （D ） W 1> W 2、Q 1< Q 2
答：（A ）过程（1）中，系统要对外作功，相变所吸的热较多。
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
答：（A ）对冰箱作的电功全转化为热了。
6. 凡是在孤立系统中进行的变化，其ΔU 和ΔH 的值一定是（ ）。
（A ）ΔU > 0，ΔH > 0 （B ）ΔU = 0 ，ΔH = 0
（C ）ΔU < 0，ΔH < 0 （D ）ΔU = 0，ΔH 不确定
答：（D ） 热力学能是能量的一种，符合能量守衡定律，在孤立系统中热力学能保持不变。而焓虽然有能量单位，但它不是能量，不符合能量守衡定律。例如，在绝热钢瓶里发生一个放热的气相反应，ΔH 可能回大于零。
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。
8. 某气体的状态方程pV m = RT +bp （b 是大于零的常数），此气体向真空绝热膨胀，温度将（ ）。
（A ）升高 （B ）降低 （C ）不变 （D ）不一定
答：（C ）由气体状态方程pV m = RT +bp 可知此实际气体的内能只是温度的函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变（状态方程中无压力校正项，说明该气体膨胀时，不需克服分子间引力，所以恒温膨胀时，热力学能不变）。
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 ，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。
10. 某理想气体的γ =C p /C V =1.40，则该气体为几原子分子（ ）？
（A ）单原子分子 （B ）双原子分子 （C ）三原子分子 （D ）四原子分子
（B ）1.40=57，C V =25R C p =2
7R ，这是双原子分子的特征。
11. 当以5 mol H 2气与4 mol Cl 2气混合，最后生成2 mol HCl 气。若以下式为基本单元，
H 2（g ） + Cl （g ）→ 2HC （g ）则反应进度ξ应是（ ）。
(A) 1 mol
(B) 2 mol (C) 4 mol
(D) 5 mol 答：（A ）反应进度ξ=v n ?=2
mol 2=1 mol 12. 欲测定有机物燃烧热Q p ，般使反应在氧弹中进行，实测得热效应为Q V ，公式 Q p = Q V + Δn g RT 中的Δn
为（ ）。
（A ）生成物与反应物总物质的量之差
（B ）生成物与反应物中气相物质的量之差
（C ）生成物与反应物中凝聚相物质的量之差
（D ）生成物与反应物的总热容差
答：（B ）Δn g RT 一项来源于Δ（pV ）一项，若假定气体是理想气体，在温度不变时Δ（pV ）就等于Δn g RT 。
13. 下列等式中正确的是（ ）。
（A ）f m 2c m 2(H O l)=(O )H H ??，，g （B ）f m 2c m 2(H O g)=(O )H H ??，，g （C ）f m 2c m 2(H O l)=(H )H H ??，，g （D ）f m 2c m 2(H O g)=(H g)H H ??，， 答：（C ）在标准态下，有稳定单质生成1mol 物质B 产生的热效应为该物质B 的摩尔生成焓；在标准态下，1mol 物质B 完全燃烧产生的热效应为该物质B 燃烧焓，故有f m 2c m 2(H O l)=(H )H H ??，，g 。
14. 298 K 时，石墨的标准摩尔生成焓f m H ?（ ） 。
（A ）大于零 （B ）小于零 （C ）等于零 （D ）不能确定
答：（C ）根据标准摩尔生成焓定义，规定稳定单质的标准摩尔生成焓为零。碳的稳定单质制定为石墨。
15. 石墨（C ）和金刚石（C ）在 298 K ，标准压力下的标准摩尔燃烧焓分别为-393.4 kJ·mol -1和-395.3 kJ·mol -1，则金刚石的标准摩尔生成焓f m H ?（金刚石, 298 K ）为（ ）。
（A ）-393.4 kJ·mol -1 （B ） -395.3 kJ·mol -1 （C ）-1.9 kJ·mol -1 （D ）1.9 kJ·mol -1
答：（D ） 石墨（C ）的标准摩尔燃烧焓就是二氧化碳的标准摩尔生成焓，为-393.4 kJ·mol -1，金刚石的标准摩尔燃烧焓就是金刚石（C ）燃烧为二氧化碳的摩尔反应焓变，等于二氧化碳的标准摩尔生成焓减去金刚石的标准摩尔生成焓，所以金刚石的标准摩尔生成焓就等于-393.4 kJ·mol -1 – (-395.3 kJ·mol -1)= 1.9 kJ·mol -1 。
16. 某气体的状态方程pV m = RT +bp （b 是大于零的常数），则下列结论正确的是（ ）。
（A ）其焓H 只是温度T 的函数
（B ）其热力学能U 只是温度T 的函数
（C ）其热力学能和焓都只是温度T 的函数
（D ）其热力学能和焓不仅与温度T 有关，话语气体的体积V m 或压力p 有关。
答：由气体状态方程pV m = RT +bp 可知此实际气体的内能与压力和体积无关，则此实际气体的内能只是温度的函数。
三、习题
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 （2）∵ W = -p e ΔV = -p e (V 2－V 1) = - 2p (2p nRT －1p nRT ) = - ???? ?
?-121p p nRT ∴ W = -10×8.314×300×（1-
1000100）= -22.45 kJ （3）∵ W = -dV p ? =-21V V nRT dV V ?= -12ln V V nRT = -2
1ln p p nRT ∴ W = - 10×8.314×300×100
1000ln = -57.43 kJ 3. 在373 K 恒温条件下，计算1 mol 理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。已知始、终态体积分
别为25 dm 3和100 dm 3 。
（1）向真空膨胀；
（2）等温可逆膨胀；
（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；
（4）先外压恒定为体积等于50 dm 3 时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50 dm 3以后，再在外压等于100 dm 3 时气体的平衡压力下膨胀。
试比较四个过程的功，这说明了什么问题？
解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以
20W =
（2）等温可逆膨胀
1111225ln 1 mol 8.314 J mol K 373 K ln 4299 J 100
V W nRT V --==?????=- （3）恒外压膨胀
3e 21221212
()()()nRT W p V V p V V V V V =--=--=-- 11331 mol 8.314 J mol K 373 K (0.10.025)m 2326 J 0.1 m
--????=-?-=- （4）分两步恒外压膨胀
4e,121e,232213223
()()()()nRT nRT W p V V p V V V V V V V V =----=---- 12232550(11)(2)50100
V V nRT nRT nRT V V =-+-=+-=- 111 mol 8.314 J mol K 373 K 3101 J --=-????=-
说明作功与过程有关，系统与环境压差越小，膨胀次数越多，做的功也越大。
4. 在一绝热保温瓶中，将100 g 0 °C 的冰和100 g 50 °C 的水混合在一起，试计算：（1）系统达平衡时的温度；（2）混合物中含水的质量。（已知：冰的熔化热Q p =333.46J·g -1，水的平均比热C p =4.184 J·K -1·g -1） 解： 设平衡时温度为T ，有质量为x 的冰变为水
100 g 0 °C 的冰溶化成水，需吸热 Q 1=33 346 J
100 g 50 °C 的水变为0 °C 的水，需吸热 Q 2= -20 920 J
由于Q 1 > Q 2 ，最后温度只能是0 °C ，得到冰水混合物。
111333.46 J g 100 g 50 K 4.184 J K g x ---??=???? 得62.74 g x =
故最后水的质量为： (100+62.74) g = 162.74 g
5. 1mol 理想气体在122K 等温的情况下，反抗恒定外压10.15kPa ，从10dm 3膨胀的终态100 dm 3，试计算Q 、W 和ΔU 、ΔH 。
解：该过程是理想气体等温过程，故 ΔU =ΔH = 0
∵ W = -p e ΔV = -p e (V 2－V 1)
∴ W = -10.15×103×（100.0-10）×10-3 = -913.5J
根据热力学第一定律：ΔU = W ＋ Q ，即有：
Q = ΔU －W = 0 -（-913.5）= 913.5J
6. 1 mol 单原子分子理想气体，初始状态为298 K ，100 kPa ，经历ΔU = 0的可逆变化后，体积为初始状态的2倍。请计算Q ，W 和ΔH 。
解：因为ΔU =0，对于理想气体的物理变化过程，热力学能不变，则温度也不变，所以ΔT =0，ΔH =0
11121ln
1 mol 8.314 J mol K 298 K ln 1717 J 2V W nRT V --==?????=- 1717 J Q W =-=
7. 判断以下各过程中Q ，W ，ΔU ，ΔH 是否为零？若不为零，能否判断是大于零还是小于零？
（1）理想气体恒温可逆膨胀
（2）理想气体节流（绝热等压）膨胀
（3）理想气体绝热、反抗恒外压膨胀
（4）1mol 实际气体恒容升温
（5）在绝热恒容容器中，H 2（g ）与 Cl 2（g ）生成 HCl （g ）[理想气体反应]
解：（1）理想气体恒温可逆膨胀，0, 0, <0, >0U
H W Q ?=?= （2）理想气体节流膨胀， 0H
?=，因为温度不变， 所以 0U ?=。节流过程是绝热过程，0Q = ，故0W = 。
（3）绝热、恒外压膨胀，0Q =，U W ?=，系统对外作功 <0, <0W p V U =-??，
0H U p V ?=?+?=
（4）恒容升温，0W =，温度升高，热力学能也增加，0U ?>，故>0Q 。
温度升高，压力也升高， 0H U V p ?=?+?> 。
（5）绝热恒容的容器，0, 0, 0Q W
U ==?=。这是个气体分子数不变的反应，()()0H U pV U nRT U nR T ?=?+?=?+?=?+?>，放热反应，温度升高。
8. 设有300 K 的1 mol 理想气体作等温膨胀，起始压力为1500kPa ，终态体积为10 dm 3。试计算该过程的Q ，W ，?U 和 ?H 。
解：该过程是理想气体等温过程，故 ΔU =ΔH = 0
始态体积 V 1为：
113111 1 mol 8.314 J mol K 300 K 1.66 dm 15100 kPa
nRT V p --????===? 1112 1.66 ln 1 mol 8.314 J mol K 300 K ln 4.48 kJ 10
V W nRT V --==?????=- 4.48 k J
Q W =-= 9. 在300 K 时，4 g Ar （g ）（可视为理想气体，其摩尔质量M Ar =39.95 g·mol -1），压力为506.6 kPa 。今在等温下分别按如下两过程：反抗202.6 kPa 的恒定外压进行膨胀。（1）等温为可逆过程；（2）等温、等外压膨胀，膨胀至终态压力为202.6 kPa 。试分别计算两种过程的Q ，W ，ΔU 和ΔH 。
解：（1）理想气体的可逆过程， 0U H ?=?= ，4 g Ar 的物质的量为：
1
4 g 0.10 mol 39.95g mol n -==? 1112506.6 ln 0.10 mol 8.314 J mol K 300 K ln 228.6 J 202.6
R R p Q W nRT p --=-==?????= （2）虽为不可逆过程，但状态函数的变化应与（1）相同，即0U
H ?=?= 22212211
()()(1)R R nRT nRT p Q W p V V p nRT p p p =-=-=-=- 11202.6 0.10 mol 8.314 J mol K 300 K (1)149.7 J 506.6
--=?????-= 10. 在573 K 时，将1 mol Ne （可视为理想气体）从1000 KPa 经绝热可逆膨胀到100 kPa 。求Q 、W 、ΔU 和ΔH 。
解法1： 因该过程为绝热可逆过程，故Q =0。
∵ R C m V 23=，，R C m p 2
5=，，则35==m V m p C C ，，γ 又 ∵ γγγγ221111T p T p --=，则11212T p p T γγ
-???? ??=
∴ 11212T p p T γγ
-???? ??==573100100035351???? ??-// = 228K
11,m 21() 1 mol 1.58.314 J mol K (228573) K 4.30 kJ V W U nC T T --=?=-=?????-=- 11,m 21() 1 mol 2.58.314 J mol K (228573) K 7.17 kJ p H nC T T --?=-=?????-=- 解法2： 22
,m 11ln ln V T V C R T V =- 222,m ,m 111, p V T p V C C R T p V -== 可得：
22,m 11ln ln p T p C R T p = 221,m 1100ln ln ln 2.51000
p T R p R T C p R == 22l n 0.921, 228 K 573 K
T T =-= 11,m 21() 1 mol 1.58.314 J mol K (228573) K 4.30 kJ V W U nC T T --=?=-=?????-=- 11,m 21() 1 mol 2.58.314 J mol K (228573) K 7.17 kJ p H nC T T --?=-=?????-=-
11. 有1 m 3的单原子分子的理想气体，始态为273 K ，1000kPa 。现分别经（1）等温可逆膨胀；（2）绝热可逆膨胀；（3）绝热等外压膨胀，到达相同的终态压力100 kPa 。请分别计算终态温度T 2、终态体积V 2和所做的功。
解：（1）理想气体的等温可逆膨胀过程，pV =常数，则有：
T 2=T 1=273K 32112m 010100
011000..p V p V =?== mol 58440273
3148011010003111...RT V p n =???== W = -12ln V V nRT = -2
1ln p p nRT ∴ W = -440.58×8.314×273×100
1000ln = -2302.6kJ （2）绝热可逆膨胀， Q =0，则有ΔU = W 。
R C m V 23=，，R C m p 2
5=，，则35==m V m p C C ，，γ 又 ∵ γγγγ221111T p T p --=，则11212T p p T γγ
-???? ??=
∴ 11212T p p T γγ
-???? ??==273100100035351???? ??-// = 108.6K
W =ΔU = nC V ,m ( T 2 －T 1) = 440.58×2
3×8.314×( 108.6 －273) = -903.3 kJ （3）绝热恒外压膨胀， Q =0，则有ΔU = W 。
即 -p e (V 2－V 1) = nC V ,m ( T 2 －T 1)
-2p (22p nRT －11p nRT ) = nC V ,m ( T 2 －T 1) 则有：- (2T －112p T p ) = 2
3×( T 2 －T 1) - (2T －1000273100?) = 2
3×( T 2 －273) T 2 =174.7K 33222m 4610
1007174314858440....p nRT V =???== W =ΔU = nC V ,m ( T 2 －T 1) = 440.58×2
3×8.314×( 174.7 －273) = -540.1 kJ 12.在373K 和101.325kPa 时，有1molH 2O （l ）可逆蒸发成同温、同压的H 2O （g ），已知H 2O （l ）的摩尔气化焓Δvap H m =40.66kJ·mol -1。（1）试计算该过程的Q 、W 、Δvap U m ，可以忽略液态水的体积；（2）比较Δvap H m 与Δvap U m 的大小，并说明原因
解：H 2O （373K ，101.325kPa ，l H 2O （373K ，101.325kPa ，g ）
（1）由于是同温同压下的可逆向变化，则有：
Q p =ΔH = n Δvap H m = 1×40.66 = 40.66kJ
W = -p e (V 2－V 1) = -p (V g －V 1) ≈-pV g = -n g RT = -1×8.314×373 = -3.10 kJ
∵ ΔH m =ΔU m + Δn g （RT ）
∴ Δvap U m = Δvap H m － Δv g （RT ）= 40.66 －3.10= 37.56 kJ ·mol -1
（2）Δvap H m > Δvap U m 等温等压条件下系统膨胀导致系统对环境做功。
13. 300 K 时，将1.53 mol Zn 溶于过量稀盐酸中。反应若分别在开口烧杯和密封容器中进行。哪种情况放热较多？多出多少?
解：在开口烧杯中进行时热效应为Q p 。在密封容器中进行时热效应为Q V 。后者因不做膨胀功故放热较多。
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121.6kPa 、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=（14618.623÷1441。153）=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 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25.0000g 。充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13。33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25。0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解：先求容器的容积33 ) (0000.1001 0000.100000 .250000.1252 cm 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.若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气的压力。 解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时 ??? ? ??+=???? ??+ =+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1
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 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）（A）3升水装在内筒
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。
目录lin 湛
第一章绪论 扼要归纳典型的以离子键形成的化合物与以共价键形成的化合物的物理性质。 答案： NaCl与KBr各1mol溶于水中所得的溶液与NaBr及KCl各1mol溶于水中所得溶液是否相同？如将CH4及CCl4各1mol混在一起，与CHCl3及CH3Cl各1mol的混合物是否相同？为什么？ 答案： NaCl与KBr各1mol与NaBr及KCl各1mol溶于水中所得溶液相同。因为两者溶液中均为Na+,K+,Br－, Cl－离子各1mol。由于CH4与CCl4及CHCl3与CH3Cl在水中是以分子状态存在，所以是两组不同的混合物。碳原子核外及氢原子核外各有几个电子？它们是怎样分布的？画出它们的轨道形状。当四个氢原子与一个碳原子结合成甲烷（CH4）时，碳原子核外有几个电子是用来与氢成键的？画出它们的轨道形状及甲烷分子的形状。 答案： 写出下列化合物的Lewis电子式。 答案： 下列各化合物哪个有偶极矩？画出其方向。 答案： 根据S与O的电负性差别，H2O与H2S相比，哪个有较强的偶极-偶极作用力或氢键？ 答案： 电负性O>S,H2O与H2S相比，H2O有较强的偶极作用及氢键。 下列分子中那些可以形成氢键？ b. CH3CH3 c. SiH4 d. CH3NH2 e. CH3CH2OH f. CH3OCH3 答案： d. CH3NH2 e. CH3CH2OH 醋酸分子式为CH3COOH，它是否能溶于水？为什么？ 答案：能溶于水，因为含有C=O和OH两种极性基团，根据相似相容原理，可以溶于极性水。 第二章饱和烃 卷心菜叶表面的蜡质中含有29个碳的直链烷烃，写出其分子式。 答案：C29H60 用系统命名法（如果可能的话，同时用普通命名法）命名下列化合物，并指出(c)和(d)中各碳原子的级数。答案： a. 2,4,4－三甲基－５－正丁基壬烷５－butyl－2,4,4－trimethylnonane b. 正己烷 hexane ,3－二乙基戊烷 3,3－diethylpentane －甲基－５－异丙基辛烷５－isopropyl－3－methyloctane e.２－甲基丙烷（异丁烷）２－methylpropane(iso-butane) ,2－二甲基丙烷（新戊烷） 2,2－dimethylpropane(neopentane)
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。
【课后作业】：某棒球拍公司目前有300万的债务，利率为12%。该公司希望为一个400万的扩张项目融资，有三种方案： 方案一：按14%的利率增发债务； 方案二：发行股利率为12%的优先股； 方案三：按每股16元出售普通股。 公司目前有80万股普通股流通在外，使用的税率为40%。 （1）如果息税前收益目前是150万元，假设营业利润没有立即增加，三种方案的每股收益各是多少？ （2）为三种方案画出无差异图。三种方案的无差异点大致是多少？用数学方法确定债务方案和普通方案间的无差异点，检查前面的判断。三种方案下横轴的截距各是多少？ （3）为每种方案计算EBIT 的期望值150万的财务杠杆系数。 （4）你希望选择哪种方案？请说明理由。 【解答】：（1） 三种筹资方案每股收益比较 单位：千元 （2）【无差异点】： 债务方案一与普通股方案三：EBIT=2712（千元）； 优先股方案二与普通股方案三：EBIT=3720（千元）； 按相同的EPS 增量债务方案始终优于优先股方案，这两种融资方案之间不存在无差别点。 从数学上看，债务方案一和普通股方案三之间的无差别点为： 同理，优先股方案二和普通股方案三之间的无差别点为： 1 920 000=（360 000+560 000）;3 000 000×12%=360 000(元)；4 000 000×14%=560 000（元）； 2 480 000=4 000 000×12% 3 80（万股）+400（万元）÷16元/股=105（万股） （千元）2712050 ,10 %)401)(360(8000%)401)(920(3,13,13,1=---=---EBIT EBIT EBIT （千元） 3720050,10%)401)(360(800480%)401)(360(3,23,23,2=---= ---EBIT EBIT EBIT
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；
1. 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？如何保护及正确使用？ 答：（1）电位差计是按照对消法测量原理设计的一种平衡式电学测量装置，能直接给出待测电池的电动势值，测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短，以防止电流通过而改变电极表面的 平衡状态。 （2）标准电池是用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降。 （3）检流计用来检验电动势是否对消，在测量过程中，若发现检流计受到冲击，应迅速按下短路按钮，以保护检流计。检流计在搬动过程中，将分流器旋钮置于“短路”。 （4）工作电池（稳压电源）电压调至与电位差计对电源的要求始终相一致。 3．电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？ 答：电位差计：利用补偿法测定被测电极电动势； 标准电池：提供稳定的已知数值的电动势EN，以此电动势来计算未知电池电动势。 检流计：指示通过电路的电流是否为零； 工作电池：为整个电路提供电源，其值不应小于标准电池或待测电池的值。 4．测电动势为何要用盐桥？如何选用盐桥以适合不同的体系？ 答：（1）对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。 （2）选择盐桥中电解质的要求是：①高浓度（通常是饱和溶液）；②电解质正、负离子的迁移速率接近相等；③不与电池中的溶液发生反应。具体选择时应防止盐桥中离子与原电池溶液中的物质发生反应，如原电池溶液中含有能与Cl-作用而产生沉淀的Ag+、Hg 离子或含有能与K+离子作用的ClO－离子，则不可使用KCl盐桥，应选用KNO3或NH4NO3盐桥。 5．在测定电动势过程中，若检流计的指针总往一个方向偏转，可能是什么原因？ 答：若调不到零点，可能的原因有： （1）电池（包括工作电池、标准电池和待测电池）的正负极接反了； （2）电路中的某处有断路； （3）标准电池或待测电池的电动势大于工作电池的电动势，超出了测量范围。 4．为何本实验要在恒温条件下进行，而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先恒温？ 答：温度对反应速率常数k影响很大，故反应过程应在恒温条件下进行。 3、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中，根据什么原则考虑加入溶质的量，太多太少影响如何？ 答：根据溶液凝固点的下降值考虑加入溶质的量。太多就不是稀溶液，太少凝固点下降值太小，误差大。 3. 实验中为何用镀铂黑电极？使用时注意事项有哪些？ 答：铂电极镀铂黑的目的在于减少电极极化，且增加电极的表面积，使测定电导时有较高灵敏 度。电导池不用时，应把两铂黑电极浸在蒸馏水中，以免干燥致使表面发生改变。 4. UJ34A型电位差计测定电动势过程中，有时检流计向一个方向偏转，分析原因。 原因：电极管中有气泡；电极的正负极接反；线路接触不良；工作电源电压与电位差计对电源的要求数据不一致等。 2．反应物起始浓度不相等，试问应怎样计算k值？ 答：若CH3COOC2H5溶液浓度a＞b（NaOH溶液浓度），则其反应速率方程的积分式为 a a κt+κ0 (—-1) - κ0— b c a ln????????? = κ(a—b)t + ln— ____ b b κt - κc — c C和κc分别为反应进行完全后体系中产物CH3COONa的浓度和电导率 若a＞b时b =C，若a< b时a =C 3．如果NaOH和乙酸乙酯溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什么？ 答：不能。只有反应体系是很稀的水溶液，才可认为CH3COONa是全部电离的。反应前后Na+的浓度不变。随着反应的进行，导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化，以跟踪反应 物浓度随时间变化。 1、把苯甲酸在压片机上压成圆片时，压得太紧,点火时不易全部燃烧；压得太松,样品容易脱落；要压得恰到好处。 挥发性双液图
第一章 1.给出N 、R 、φ、ψ和r 的微分谱分布和积分普分布的定义，并写出用βE 表示这些辐射量的表达式。 解：N 、R 、φ、ψ和r 均存在着按粒子能量分布，如果用Q 代表这些辐射量，用 E 代表 粒子能量(不包括静止能)，则Q(E)是Q 的积分分布，它是能量为0—E 的粒子对Q 的贡献，QE 是Q 的微分分布，它是能量在E 附近单位能量间隔内粒子对Q 的贡献，用P E 表示以上辐射量。 dE d P E E Ω=??Ω ? ψ=dE d EP E E Ω??Ω R=ααdEd dtd EP E t E Ω????Ω r=dE EP E E ? N=ααdEd dtd p E t E Ω??? ?Ω 2.判断下表所列各辐射量与时间t 、空间位置γ、辐射粒子能量E 和粒子运动方向Ω之间是否存在着函数关系，存在函数关系者在表中相应位置处划“”，不存在则划“”号。 解：如下表所示 3.一个60C 0点源的活度为×107Bq ，能量为和的γ射线产额均为100%。求在离点源1m 和10m 处γ光子的注量率和能量注量率，以及在这些位置持续10min 照射的γ光子注量和能量注量。 解：先求在离点源1m 处γ光子注量和能量注量率 1 262 721.10892.51 14.34%100107.34%100--?=????=?=s m r A π? 2 13 1372 211114.34%)10010602.133.1%10010602.117.1(107.34% 100)(?????+?????= ?+= r E E A πψ 220.10108.1m w ?= 在离点源10m 处γ光子注量和能量注量率 1242 722.10892.510 4%100103074%100--?=???=?=s m r A ππ?
实验一燃烧热的测定1. 在氧弹里加10mL蒸馏水起什么作用？答：在燃烧过程中，当氧弹内存在微量空气时，N2的氧化会产生热效应。在一般的实验中，可以忽略不计；在精确的实验中，这部分热效应应予校正，方法如下：用0.1mol·dm-3 NaOH 溶液滴定洗涤氧弹内壁的蒸馏水，每毫升0.1 mol·dm-3 NaOH溶液相当于5.983 J(放热)。 2. （1）本实验中，那些为体系？那些为环境？（2）实验过程中有无热损耗，（3）如何降低热损耗？ 答：（1）氧弹中的样品、燃烧丝、棉线和蒸馏水为体系，其它为环境。 （2）实验过程中有热损耗：内桶水温与环境温差过大，内桶盖有缝隙会散热，搅拌时搅拌器摩擦内筒内壁使热容易向外辐射。 （3）降低热损耗的方法：调节内筒水温比外筒水温低0.5-1℃，内桶盖盖严，避免搅拌器摩擦内筒内壁，实验完毕，将内筒洗净擦干，这样保证内筒表面光亮，从而降低热损耗。 3. 在环境恒温式量热计中，为什么内筒水温要比外筒的低？低多少合适？ 在环境恒温式量热计中，点火后，系统燃烧放热，内筒水温度升高1.5-2℃，如果点火前内筒水温比外筒水温低1℃，样品燃烧放热最终
内筒水温比外筒水温高1℃，整个燃烧过程的平均温度和外筒温度基本相同，所以内筒水温要比外筒水温低0.5-1℃较合适。 4 固体样品为什么要压成片状？萘和苯甲酸的用量是如何确定的？提示：压成片状有利于样品充分燃烧；萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大，量太多不能充分燃烧，可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。 5 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些? 提示：压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着；压片太松、氧气不足会造成燃不尽。 6 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些? 本实验成功的关键因素是什么? 提示：能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果的主要因素。本实验成功的关键：药品的量合适，压片松紧合适，雷诺温度校正。 实验二十（1）液体饱和蒸气压的测定预习思考题 一、思考题： 1. 真空泵在开关之前为什么要先通大气？
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
9 《三峡》课后习题参考答案 一、朗读并背诵课文。说说作者是按什么顺序写三峡景物的，这样写有什么好处。 参考答案： 文章先写山，后写水。写山，突出连绵不断、遮天蔽日的特点；写水，则描绘不同季节的不同景象。先写山，写出山高、岭连、峡窄的特点，为下文写水作铺垫。夏水浩大，所表现出的奔放美最能突出三峡雄伟壮丽的特点，所以先写。 二、写景要抓住景物特征。说说作者笔下三峡不同季节的景物各有怎样的特征。参考答案： 春冬之景：“春冬之时，则素湍绿潭，回清倒影，绝多生怪柏，悬泉瀑布，飞漱其间，清荣峻茂，良多趣味。” 秋景：“每至晴初霜旦，林寒涧肃，常有高猿长啸，属引凄异，空谷传响，哀转久绝。” 作者写景，采用的是大笔点染的手法。春冬之景，着“素”“绿”“清”“影”数字，写秋季的景色，着“寒”“素”“凄”“哀”数字，便将景物的神韵生动地表现了出来。 三、解释下列加点词的含义。 1.自． 三峡七百里中 自． 非亭午夜分 孤常读书，自． 以为大有所益 2.沿溯阻绝． 绝． 多生怪柏 哀转久绝． 3.素． 湍绿潭 可以调素． 琴，阅金经 参考答案： 1.于，文中是“在”的意思；假如，如果；本人。 2.断，断绝；极，非常；完、止。 3.白色的；不加雕绘装饰的。
四、翻译课文的中间两段，把原文和自己的译文都朗读一遍，边读边体会它们不同的语言特点。 参考答案： 译文：等到夏天水涨，江水漫上山陵，上行和下行的船只都被阻断，不能通航。有时候皇帝的命令必须急速传达，这时只要清早从白帝城出发，傍晚就到了江陵，这中间相距一千二百里，即使骑着快马，驾着疾风，也不如它这样快啊。 等到春天和冬天的时候，白色的急流，绿色的潭水，回旋的清波倒映着两岸各种景物的影子。极高的山峰上，长着很多奇形怪状的柏树，悬泉和瀑布在那里急流冲荡，水清树荣，山高草盛，确实趣味无穷。 比较：原文的第②段，具体写夏水，突出夏水暴涨、流速迅猛，特点是奔放美。第③段，具体写春冬的急流、倒影、树、泉、瀑布，特点是清幽美。这两段文字对水的描写采用了侧面的烘托，更显出水流的快、急、幽，多用对比、夸张，简洁精炼，生动传神。而译文极尽生动描写之技巧，突出三峡之水的特点——迅疾凶猛、秀丽奇绝、回旋碧绿。于描写中掺入了作者的审美意趣，更使得诗情画意融为一体，情趣盎然。 五、《水经注》在古代游记散文的发展中有着重要的地位，明末清初文学家张岱认为“古来记山水手，太上郦道元”。课外可以阅读《水经注》中描写孟门山、拒马河、黄牛滩、西陵峡等的段落，体会其写景文字的精彩。 参考答案： 示例：《水经注》描写孟门山“夹岸崇深，倾崖返扞，巨石临危，若坠复倚”。从高、远的角度侧面描写水势凶猛，以此来烘托孟门山的高峻。巨石“若坠复倚”的想象，更见孟门山的陡峭无比。
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
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
1 文件系统阶段的数据管理有些什么缺陷试举例说明。 文件系统有三个缺陷： （1）数据冗余性（redundancy)。由于文件之间缺乏联系，造成每个应用程序都有对应的文件，有可能同样的数据在多个文件中重复存储。 （2）数据不一致性（inconsistency)。这往往是由数据冗余造成的，在进行更新操作时，稍不谨慎，就可能使同样的数据在不同的文件中不一样。 （3）数据联系弱(poor data relationship)。这是由文件之间相互独立，缺乏联系造成的。 2 计算机系统安全性 （1）为计算机系统建立和采取的各种安全保护措施，以保护计算机系统中的硬件、软件及数据； （2）防止其因偶然或恶意的原因使系统遭到破坏，数据遭到更改或泄露等。 3. 自主存取控制缺点 （1）可能存在数据的“无意泄露” （2）原因：这种机制仅仅通过对数据的存取权限来进行安全控制，而数据本身并无安全性标记 （3）解决：对系统控制下的所有主客体实施强制存取控制策略 4. 数据字典的内容和作用是什么 数据项、数据结构 数据流数据存储和加工过程。 5. 一条完整性规则可以用一个五元组（D，O，A，C，P）来形式化地表示。 对于“学号不能为空”的这条完整性约束用五元组描述 D：代表约束作用的数据对象为SNO属性； O（operation）：当用户插入或修改数据时需要检查该完整性规则； A（assertion）：SNO不能为空； C（condition）：A可作用于所有记录的SNO属性； P（procdure）：拒绝执行用户请求。 6.数据库管理系统（DBMS） ：①即数据库管理系统（Database Management System)，是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，②为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。 DBMS总是基于某种数据模型，可以分为层次型、网状型、关系型、面向对象型DBMS。 7.关系模型：①用二维表格结构表示实体集，②外键表示实体间联系的数据模型称为关系模型。 8.联接查询：①查询时先对表进行笛卡尔积操作，②然后再做等值联接、选择、投影等操作。联接查询的效率比嵌套查询低。 9. 数据库设计：①数据库设计是指对于一个给定的应用环境，②提供一个确定最优数据模型与处理模式的逻辑设计，以及一个确定数据库存储结构与存取方法的物理设计，建立起既能反映现实世界信息和信息联系，满足用户数据要求和加工要求，又能被某个数据库管理系统所接受，同时能实现系统目标，并有效存取数据的数据库。 10．事务的特征有哪些 事务概念 原子性一致性隔离性持续性 11．已知3个域： D1=商品集合=电脑，打印机
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?ＵW (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=２９8.１ ５ＫT= T = 37 ３.15K 1初3末1末3初 Ｑ=nＣv，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=nＣv,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
《人民解放军百万大军横渡长江》课后作业及参考答案 一、阅读选文，按要求回答下列问题。 （新华社长江前线22日22时电）①人民解放军百万大军，从1000余华里的战线上，冲破敌阵，横渡长江。②西起九江（不含），东至江阴，均是人民解放军的渡江区域。③20日夜起，长江北岸人民解放军中路军首先突破安庆、芜湖线，渡至繁昌、铜陵、青阳、荻港、鲁港地区，24小时内即飞渡过30万人。④21日下午五时起，我西路军开始渡江，地点在九江、安庆段。⑤至发电时止，该路35万人民解放军已渡过2／3，余部23日可渡完。⑥这一路现已占领贵池、殷家汇、东流、至德、彭泽之线的广大南岸阵地，正向南扩展中。⑦和中路军所遇敌情一样，我西路军当面之敌亦纷纷溃退，毫无斗志，我军所遇之抵抗，甚为微弱。⑧此种情况，一方面由于人民解放军英勇善战，锐不可当；另一方面，这和国民党反动派拒绝签订和平协定，有很大关系。⑨国民党的广大官兵一致希望和平，不想再打了，听见南京拒绝和平，都很泄气。⑩战犯汤恩伯21日到芜湖督战，不起丝毫作用。（11）汤恩伯认为南京江阴段防线是很巩固的，弱点只存在于南京九江一线。（12）不料正是汤恩伯到芜湖的那一天，东面防线又被我军突破了。（13）我东路35万大军与西路同日同时发起渡江作战。（14）所有预定计划，都已实现。（15）至发电时止，我东路各军已大部渡过南岸，余部23日可以渡完。（16）此处敌军抵抗较为顽强，然在21日下午至22日下午的整天激战中，我已歼灭及击溃一切抵抗之敌，占领扬中、镇江、江阴诸县的广大地区，并控制江阴要塞，封
锁长江。（17）我军前锋，业已②切断镇江无锡段铁路线。 1．这则消息的“电头”是________，“导语”部分是第________句（只填序号）。主体部分是第________句。导语中揭示我军所向披靡、战绩辉煌的词语是________。主体部分中记录我军节节胜利的史实的一个四字成语是：________。 2．第⑤句能否改为：“现在，该路35万人民解放军已渡过多一半，剩下的23日可渡完。”为什么？第（16）句中“歼灭”与“击溃”，“占领”与“控制”这两组词在句中能换吗？为什么？ ____________ ____________ ____________ 3．第（11）句中，战犯汤恩伯对长江防线作了两点判断，实际情况又如何呢？请从课文中找出相应的句子加以剖析。 4．“我西路军当面之敌亦纷纷溃退，毫无斗志，我军所遇之抵抗，甚为微弱。”其原因是什么？用自己的语言概述。（30字以内） ________ 5．这篇新闻中属于议论的句子是哪几句？这些议论的作用是什么？________ 二、阅读下面消息，按要求回答问题。 我三十万大军胜利南渡长江 （新华社长江前线二十二日二时电）①英勇的人民解放军二十一日已有大约三十万人渡过长江。②渡江战斗于二十日午夜开始，地点在芜
第十章 界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答： (1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”， 根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG ＜0，而ΔS ＜0，由ΔG =ΔH －T ΔS ，得 ΔH ＜0，即反应为放热反应。 10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N ×3243r π N ＝3132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ? ＝γ(A 2－A 1)＝4πγ·( N 22 r －21 r )＝4πγ·(3 12 r r －21r )