第一章 热力学第一定律和热化学
一、 基本要点
热力学是一门研究能量相互转化过程中所应遵循的规律的科学。它的基础主要是热力学第一、第二和第三定律。把热力学的基本原理用于研究化学现象以及和化学有关的物理现象，就构成了化学热力学。本章介绍热力学第一定律，并将热力学第一定律应用于化学过程来计算化学变化中的热效应，它包括一下几个方面。
1. 热力学的基本概念
体系的状态可用体系的状态性质来描述。体系的状态就是体系所有状态性质的综合表现，当体系的各种状态确定以后，各种状态性质也就有确定的数值。考虑到状态性质与状态之间的这种单值函数的对应关系，所以体系的状态性质又叫做状态函数。
一个体系经历某过程后，体系和环境发生了变化，如果能使体系和环境都完全复原而不引起其他变化，则把这种过程叫做可逆过程。
掌握热力学基本概念，特别是掌握状态函数和可逆过程这两个重要概念是学好热力学的关键。
2. 热力学第一定律的表达法
自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，且能够以一种形式转化为另一种形式，而不同形式的能量在相互转化时，能量的总数是相等的。这就是能量守恒与能量转化定律。热力学第一定律表达为体系和环境的总能量守恒。在化学热力学中，所研究的体系是不做宏观运动，相对静止的体系，也没有特殊的外力场作用。因此只考虑体系的内能。体系的内能用U 表示，它就是体系内部所包含一切形式的能量。对于封闭体系，当体系由始态变到终态时，内能的变化为：
?U=Q-W
式中的Q 和W 分别是过程中体系从环境吸收的热量和体系对环境所作的功。由于过程常在恒压下进行，为了实用，热力学第一定律引进了焓H 这一概念，定义：H=U+pV 。内能U 和焓H 都是体系的状态函数。
3. 热力学第一定律的应用
热力学第一定律建立在大量实验基础上，其中焦耳(Joule)实验和焦耳-汤姆逊
(Joule-Thomson)实验分别测定了U T V ??? ????和H T p ??? ????，这些偏微商与T U V ???
????和T
H p ??? ????有着密切的关系。通过焦耳实验得知：对于理想气体，体系的内能和焓都只是温度的函数，即U=f(T), H=f(T).这是因为理想气体除弹性碰撞外无分子间的相互作用。通过焦耳-汤姆逊实验得知：对于实际气体，体系的内能和焓不仅
是温度的函数，同时也是压力的函数。这是因为实际气体分子间存在着相互作用力。
热力学第一定律的计算涉及?U ，?H ，Q ，W 这几个物理量。由于U 和H 是状态函数，所以只要始态和终态定了，?U 和?H 就有定值，在计算状态函数改变量时，常须设计一些中间过程。设计的要求之一是始态，终态必须与要求的相同；另一是中间过程状态函数的改变量可以计算，一般设计为可逆过程。而对Q 和W 则必须根据实际过程求算，因为它们不是状态函数
4. 化学反应的热效应
焓H 是体系的状态函数，所以反应焓变?r H m 之值只取决于反应的始态和终态，而与反应途径无关，这就是盖斯定律。
用物质的燃烧热?c H m 数据计算反应焓变时，根据盖斯定律应有：
()()r m c m c m H H H φφφ?=∑?-∑?反应物产物
用物质的生成焓?f H m 数据计算反应焓变时，根据盖斯定律应有：
f ()()r m m f m H H H φφφ?=∑?-∑?反应物产物
二、 例题精解
1. 2mol 单原子理想气体，始态为101.325kPa 和300K ，经历下列可逆循环: (1) 恒温压缩到20
2.648kPa ；(2) 恒压下温度升到400K ；(3) 通过p=a+bT （式中a 、b 为不等于零的常数）的途径返回始态。请在p-T 图上绘出该循环过程，并计算每一过程的?U 。
解：因为(1)过程是理想气体恒温过程，所以?U 1=0
?U 2=400v,m 3003
nC 2(400300)2
dT R =?-?
=38.3141002494.2J ??= 所以 ?U 1+?U 2+?U 3=0 ?U 3=-?U 2=-2494.2J
此题要求掌握U 是状态函数，0dU =?，利用它，
可求得一循环过程中的某一过程的?U i ，使运算方便。
2. 10dm 3氩气由0℃，506.625kPa ，经过绝热可逆过程膨胀到101.325kPa ，试计算终态的温度，此过程的Q ，W ，?U 和?H 。假定过程在恒定外压101.325kPa 的绝热环境中进行，这时终态的温度、Q ，W ，?U 和?H 又是如何？
解：绝热可逆过程
31115066251010 2.2318.314273.15
pV n mol RT -??===?
1122p V p V γ
=，5,523,3
2
R
Cp m CV m R γ===
1/3/5
31212506.625(
)10()26.27101.325
p V V dm p γ==?= 3
22210132526.2710143.52.2318.314
p V T K nR -??===?
则终态温度为-129.65℃ 绝热过程Q =0
2
1
,213
2.231()2
T V m T W U nC dT R T T =-?=-=-?-?
=3
2.2318.314(14
3.5273.15)36072
J -???-=
3607U W J ?=-=-
,215
() 2.231(143.5273.15)60122
p m H nC T T R J ?=-=??-=-
由于恒压绝热膨胀是不可逆过程 Q=0，U W ?=-
21
,2122121
()p ()V m p nRT nC T T V V nRT p -=--=-+
21,121,1
2,,3()
31013251010 2.2318.314273.152185.75
2.2318.314
2
V m V m V m p m
p V nC T p V nC T T n R C nC K -++=
=
+??+???==?? W =-?U=-nC V ,m (T 2-T 1)
3
2.2318.314(185.727
3.15)24332
J =-???-=
U W ?=-=-2433J
,215
() 2.2318.314(185.7273.15)40552
p m H nC T T J ?=-=???-=-
从结果可以知道，从同一始态出发，经绝热可逆过程与绝热不可逆过程达不到同一终态，由于绝热可逆过程做功多，故温度下降的也多。
3. 101.325kPa 的1mol 单原子理想气体，连续经历以下几步由始态到终态：(a) 恒容下从25℃加热到100℃; (b) 向真空绝热膨胀至体积增大一倍；(c)恒压下冷却到25℃。
(1) 用p ～V 图画出始态至终态过程图。 (2) 求始态至终态的Q ，W ，?U 和?H 。
解：(1)()
a A B ??→是恒容过程。 ()
b B C ??→是绝热向真空膨胀过程。 (c)C D ??→是恒压冷却过程。
(2)T A =298.15K, p A =101.325kPa,
-33318.314298.15
V =24.461024.46101325
A A A nRT m dm p ??=
=?= T B =373.15K, V B =V A =24.46dm 3 -3
8.314373.15=12683424.4610
B B B nRT p Pa V ?==? 因为B
C ??
→是绝热向真空膨胀，所以 Q =0, W =0, ?U =0, 即为恒温向真空膨胀过程 T C =373.15K, V C =2V B =48.92dm 3
-3
8.314373.15
=63.41748.9210
c c c nRT p kPa V ?=
=? T D = 298.15K p D = 63.417kPa 339.09D
D D
nRT V dm p =
= 总变化量Q = Q a + Q b + Q c = nC V ,m (T B – T A ) + 0 + nC p,m (T D – T C )
=35
8.314(373.15298.15)8.314(298.15373.15)22
??-+??-
= -08.314×75= -623.55J
W = W a + W b + W c = 0 +0 + p D (V D -V C ) = R(T D – T C ) =8.314(298.15373.15)?-= -623.55J
?U = nC V ,m (298.15 – 298.15) = 0
?H = nC p,m (T D -T A ) = nC p,m (298.15 – 298.15) = 0 解此题关键在于会画出过程状态图，知道U 和H 对于理想气体只是T 的函数，同时掌握绝热过程中的不同公式的运用，在计算不可逆绝热过程的终态温度时不能用绝热可逆过程方程，但只要是绝热过程，?U = -W 则总是成立。
4. 将 1g 100℃,101.325kPa 的水经下列不同过程气化成1g 100℃, 101.325kPa 的H 2O(g):
(1) 在1g 100℃,101.325kPa 下气化，已知水的气化热为2259J·g -1；
(2) 在恒外压p=50662.5Pa 下恒温气化为H 2O(g)，然后将水蒸气可逆加压变为100℃,101.325kPa 的水蒸气；
(3) 恒温向真空气化，求上述三个过程的Q ，W ，?U ，?H 。 解： (1)
?H = Q p = 2259J
?U = ?H – p(V g – V l ) = ?H – nRT =1
22598.314373.152086.618
J -??=
假定V l 略而不计，蒸气为理想气体
1
()8.314373.15172.418
g l g W p V V pV nRT J =-===??=
H 是状态函数，?H = ?H I + ?H II + ?H III =2259J
同理 ?U = ?U I + ?U II + ?U III = 2086.6J W = W I + W II = nRT + nRT ln p 1/p 2
= 11
8.314373.158.314373.15ln 0.51818
??+??
= 52.9J
根据第一定律：?U = Q – W
Q = ?U + W = 2086.6 + 52.9 = 2139.5J
(3)
?H = 2259J ?U = 2086.6J
W = 0, Q = ?U = 2086.6J
(1)为可逆过程，(2)、(3)为不可逆过程，不可逆程度(3)最大，从计算中知道W 1 > W 2 > W 3 和 Q 1 > Q 2 > Q 3，说明可逆过程W 和Q 较大。本题要掌握U 和H 是状态函数，计算其变化也可设计可逆过程，分步计算，再相加。
5. 1mol 范德华气体10dm 3在27℃下等温可逆膨胀到10dm 3，计算所作的功和吸收的热量。已知该气体的a = 5.49kP a ·dm 6·mol -2，b = 0.084 dm 3·mol -1，
2
T U a V V
???
= ????。 ?T=0, p 外= 0
解：因为1mol 范德华气体状态方程为2()()a p V b RT V +-=，2
RT a
p V b V =-
- 所以 2
2
1
1
2(
)V V V V RT a
W pdV dV V b V
==--?? 2121
11
ln
()V b W RT a V b V V -=+-- = 300.084118.314300ln
5.49101.325100.0843010-??
??+-? ?-??
= 2717.12J
由于题给条件不能直接求出Q ，故先求出?U ：
T V
U U dU dV dT V V ??????
=+ ? ???????
因为过程是等温可逆过程
所以 2
T
U a dU dV dV V V ???
== ???? 2
1
221
11
()V V a U dV a V V V ?==--?
115.49101.3253010??
=--? ???
= 37.1J
Q = ?U + W = 37.1 + 2718 = 2755.1J
本题是实际气体，故不能应用理想气体的恒温可逆膨胀的计算公式，此题要求掌握如何从定义出发推导，求算所需的实际气体的热力徐函数
6. (1)已知T V U p T p V T ??????=- ? ???????，导出1mol 范德华气体2
T U a V V
???
= ????。若1molCO 2服从范德华气体方程从5dm 3膨胀到25dm 3，计算在焦耳膨胀实验中温
度的变化为多少度？已知C v = 28.1J ·K -1mol -1，a = 0.364 Pa·dm 6·mol -2。
(2)由于焦耳-汤姆逊系数是T ，p 的函数，证明如果C p 被证为是常数(即与T ，p 无关)，则焦耳-汤姆逊膨胀的终态温度为：2
121(,)p p T T T p dp μ=+?
解：(1)因为范德华气体状态方程式为
2()()a
p V b RT V +-=
即 2R T a
p V b V
=--
V p R T V b
???= ?
?-?? 所以 T V U p T p V T ??????
=- ? ???????22
RT RT a a V b V b V V =-+=-- 又因为 1V V T U
U T C C V V μ??????
=-=- ? ???????
所以 2
1
20.36410001000
2.0728.1255V V V a T dV K C V ???=-
=-=- ???
? (2) ,(,)J T H
T T p P μμ???
== ????
整个过程可设计如右
因为(,)p T
H C T p p μ??
?=- ????
所以 2
1
1(,)p p p H C T p d p μ?=-?，2
1
221()T p p T H C dT C T T ?==-?
120H H H ?=?+?= 即 12H H -?=? 所以 2
121(,)()p p p p C T p dp C T T μ=-?
2
1
21(,)p p T T T p dp μ=+?
由于本题的证明，我们可以知道，对于实际气体来说0T
U V ???
≠ ????，U 不仅是
温度的函数，也是压力的函数，原因在于分子间存在着的作用。
7. 以1mol 理想气体(N 2)为介质形成以下循环：A B 等温可逆过程；B C 等容过程；C A 绝热可逆过程。已知T A = 1000K ，V A = 1dm 3， V B = 20dm 3.
(1) 画出此循环p-V 图。
(2) 求A ，B ，C 各状态的T ，p ，V 。 (3) 求出各过程的?U ，?H ，Q ，W 。
(4) 求此循环的热机效率η，并求出在相同高低温热源条件下此机η与卡诺循环之ηc 的比值η/ηc .
解：(1) 如图1-3
（2）T A = 1000K, V A = 1dm 3,
A A A nRT p V =
=
18.3141000
83141
kPa ??=
因为A B 是恒温可逆过程，所以T B =1000K V B = 20dm 3, B B B nRT p V =
18.3141000
415.720
kPa ??== 因为B C 是恒容过程，所以V c = 20dm 3, p C /T C = p B /T B
又因为C A 是绝热可逆过程 pV = 常数
则 7/5
1(/)8314125.42
20r C A A C p p V V kPa ??
=== ?
?? 于是 1000125.42
301.7415.7
B C B T p Tc kPa p ?=
== (3) 因为A B 是恒温可逆过程，所以对理想气体：?U A B = 0，?H A B = 0
Q A B = W A B = nRT A ln V B /V A =20
18.3141000ln 20.911
kJ ???=
又因为B C 是恒容过程
所以?U B C = Q B C ,55
()8.314(301.71000)22
C B
T V m C B T nC dT R T T ==-=?-?
= -14.51kJ W B C = 0
?H B C = ?U B C + V B (p C - p B )
314.511020(125.42415.7)
=-
?+- = -20.32kJ
或 ?H B C ,78.314(301.71000)20.322
C B
T
p m T nC dT kJ ==?-=-? 因为C A 是绝热可逆过程 所以 Q C A = 0
?U C A = W C A ,5
8.314(1000301.7)14.52
A C
T V m T nC dT kJ ==?-=?
W C A = -14.51kJ ?H C A ,20.32C
B
T p m T nC dT kJ =
=?
或是一循环过程
?U = ?U A B + ?U B C + ?U C A = 0, 且?U A B = 0 所以 - ?U B C = ?U C A = 14.51kJ 同理 ?H C A = -?H B C = 20.32kJ 由于是绝热过程 ?U C A = -W C A 所以 W C A = -?U C A = -14.51kJ
(4) 对此循环的η =
24.91(14.51)=41.75%24.91
Q W Q Q +-==总吸吸 对同样高低温热源的卡诺循环
21301.7
1T /169.83%1000
c T η=-=-
= 41.75
/0.59869.83
c ηη=
= 从本题中得知对卡诺循环来说，其热机的效率只与两个热源的温度有关，而与工作物质的本性无关，在同样的两个高低热源之间工作的卡诺热机和任何其它热机比较，以卡诺热机的效率最大。
8. 在20℃的房间里有一个冰箱，试问：
(1)使250g ，0℃的水在冰箱里结冰所需的功为多少？若电冰箱的功率为100W ，那么250g 水全部结冰需要多少时间？
(2)若放入250g ，20℃的水，那么在冰箱里结冰所需的功为多少？已知水的
凝固热s l m H ?= -6010J·mol -1,水的平均比热为4.184 J·g -1·K -1。水的摩尔质量为18.02 g·mol -1。
解：电冰箱的致冰效率为
[]l
h l h l
Q T T T W T T β=-
=>-吸 (1) 273.15
13.66293.15273.15
l h l T T T β=
==-- 250
13.8718.02
n mol =
= 因为 16010s l m H J mol -?=-
所以 13.87601083358.7s l m Q n H J =-?=?=吸
83358.7
610213.66
Q W J β
=-
=-
=-吸
因此所需的功为6102J ；
所需时间6102
61100
t s ==。
(2) 要使20℃的水结冰，那么水先要冷却至0℃，此时体系的温度在变化，因而致冷机效率也在变化，为了求出物体降温所需要的功，可写出
()()()()p l l
l l l
l h l
C T dT Q T W T T T T T δδβ-=
=
-吸 2
2()
(1)l
l
T T h l h p l l p l T T l l
T T T
W C T dT C dT T T -==-??
,22[l n /()]
p m h l
l
n C T T T T T =--
273.15
13.87 4.18418.02[293.15ln (273.15293.15)]293.15
=??-- =-747.7J
使20℃水全部结冰所需的功为
747.7[]Q W Wl Wf β
=+=-+-
吸
=-747.7-6102= -6850J
卡诺热机的逆转即为致冷机，可逆冷机的制冷效率β可表示为1
1
h Q T W T T β=-
=-吸，其中-W 为环境对致冷机所作的功。本题计算说明20℃H 2O(l) 0℃H 2O(l)时β是变化的。
9. 已知一氧化碳和水蒸气的生成焓各为-110.46和-243.01kJ·mol -1,计算： (1) H 2O(g) + C(石) = CO(g) + H 2(g)的反应焓变；(2) 将水蒸气通入1000℃的焦炭中，若要维持温度不变，问进料中水蒸气与空气的体积比为多少？假定C(石)与氧反应产生的热量中有20%散失，按25℃计算。
解：(1) H 2O(g) + C(石) = CO(g) + H 2(g)
2[()][()]r m f m f m H H CO g H H O g θθθ
?=?-?
= -110.46 - ( - 243.01) = 132.55 kJ·mol -1
(2)设进料气中水蒸气与空气的体积比为1：x ，空气中氧气按20%计算，此状态变化如下：
其中反应(1)为：H 2O(g) + C(石) = CO(g) + H 2(g)
假定?H 随温度变化不大，按25℃计算，r m H θ
?(1) = 132.55 kJ·mol -1
反应(2)为：21
()()()2
O g C CO g +=石
r m H θ?(2) = [()]f m H CO g θ? = -110.46 kJ·
mol -1 要维持温度不变，则?H 1 + ?H 1 = 0
即 r m H θ
?(1) +0.480% (2) =0r m
x H θ??? 132.55 +0.480%(110.46)=0x ??-
x = 3.75
实际上，如果考虑温度对?H 的影响的话，则有：
1273
298
,1(1273),1(298)r m r m H K H K CpdT θθ
?=?+??
= 132.57 kJ·mol -1
1273298
,2(1273),2(298)r m r m H K H K CpdT θθ?=?+??
= -113.42 kJ·mol -1
132.57
3.65113.420.40.8
x ==??
数据并没有差别多少，所以本题可采用25℃时的数据进行计算
三、习题选解
1-6 试导出等式1-=??? ???????
???????? ????p
T V T V V p p T 解：V = f (p,T), .p T V V dV dT dp T p ??????
=+ ? ?
?????? (1) T = f (V , p), p V
T T dT dp dV p V ??????
=+ ? ???????. (2)
P = f (T,V), T V
p p dp dV dp V T ??????
=+ ? ??????? (3)
将(1)式和(3)式代入(2)式，得
T V p p p V V T
T p T p T V T V dT dV dT dT dp p V p T V T V p ??????
??????????????????=+++ ? ?
? ? ? ? ? ????????????????????????? 两边乘上(1/T ?)p 得
p T p V p p p p
V V p p
T T T p V T p T T V T T p V T p T T V T T T V p V p T ??????????????????????????????
=++ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
???????????????????????????????????????
+ ? ? ??????????
111
0T p
V T p V p V T ?????????
=+++ ? ? ?????????? 整理 1-=??? ???????
???????? ????p
T V T V V p p T
1-14 根据能量均分定理计算下列物质的C V ,m ; ⑴ O 3 (g) ⑵ Xe (g) ⑶ HCl (g) ⑷ C 2H 4 (g) 解：(1)O 3(g)为非线性多原子分子
C V ,m =[33(36)2]62R
n R ---??= (2) Xe(g)为单原子分子，C V ,m = 32R
(3) HCl(g)为线性双原子分子
C V ,m =[32(35)2]72
R
n R ++-??
= (4) C 2H 4(g)为非线性多原子分子 C V ,m =[33(36)2]152
R n R ++-??=
1-17 试导出下列等式
⑴ U T V T V V U C ??? ??????? ????-=; ⑵ ??
????-???? ???????? ????-=-V p H p p C C T V V p ; ⑶ 0p T
C p ???
= ???? 说明该式在什么情况下才成立。
解：(1)因为U = f(V , T), 所以T V
U U dU dV dT V T ??????
=+ ? ???????
V V U C T ???= ????，0U T U V U
U U V U T V V T T T ???????????????
=+= ? ? ? ? ???????????????? 0V T U
U V C V T ??????
+= ? ?
??????， V T U U V C V T ??????=- ? ??????? (2) 因为H = f(p, T), 所以p p T T H H H dH dp dT dp C dT p T p ?????????
=+=+ ? ? ?
????????? p V V T H H p C T p T ?????????
=+ ? ? ??????????
p V V
T H H p C T p T ?????????=- ? ? ??????????,
()V V V V V
U H pV H p C V T T T T ??-??????????===- ? ? ? ?????????????
C p 和C V 两式相减，得
p V V V V T T H p p p H C C V V p T T T p ??????
???????????-=-+=--?? ?
? ? ? ??????????????????
(3) p p H C T ???
= ????，2,()()T p p T p T T p
H H C H p T p p p T T ??????
??????????????===????
? ?????????
??????????? 根据焦耳实验可知，只有理想气体H = f(p, T)，()T H
p ??= 0，即p T
C p ??? ????= 0。
故该式在理想气体的条件下才成立。
1-18 如果某氧弹盛有1 mol CO 和0.5 mol 纯O 2，估计完全燃烧的最高温度和压力为多少？设原始温度为300 K ，压力为101.325 kPa 。300 K 时反应
CO (g)十12
O 2(g) → CO 2 (g)
放热281.58 kJ ?mol -1，CO 2的C V ,m ＝ 20.96 J ?K -1mol -1 + (0.0293 J ?K -2 mol -1)T 。 已知是恒容反应，并假定高温气体服从理想气体行为。
解：方法(1)：氧弹内反应是绝热且不做外功，故?U = 0，设计过程见图1-5. 由于?H = ?U + ?nRT
所以?U 1 = ?H - ?nRT = -281.58×103 + 0.5 × 8.314 × 300 = -280332.9J 气体服从理想气体行为U = f(T), ?U = 0 2
23,3000.029320.96(300)(300)2
m
T V m m m U C dT T T ?==-+
-? 20.0146520.967606.5
T T =+- 21
23
280332.900.0146520.96
7606.5
U U U U T T ?=?+?+?=-+++-
= 0
所以 T = 3775K, 113775101.325
8501.5300
nRT nRT p p kPa V nRT ?=
===? 方法(2)：题目要求估计最高为年度，可认为燃烧反应所放出的内能?U 1全部由用于升温，因为是绝热和恒容条件。
?U 1 = 1280332.9H nRT J ?-?=- 22
1
300
1(20.960.0293)T T V T U C dT T dT -?==+??
22220.9662880.014651318.5T T =-+-
20.0146520.96
7606.5280332.9
T
T =+-= T 2 = 3775K, p 2 = 850kPa
1-19 在焦耳实验中，若放的是实际气体，其状态方程为pV=RT+ap ，a 为大于零的常数，当此气体经绝热向真空膨胀后，温度是否发生变化？为什么？
解：U = f(T ，V)，T V
U U dU dV dT V V ??????
=+ ? ??????? 0U V U T
U U T U V T V V ????????????
=+= ? ? ? ?????????????
T T U
V V
U U T V V U
V C T ?????? ? ??????????=-=- ??????? ???? dU TdS pdV =-，T T
U S T p V V ??????
=- ? ???????
因为根据Maxwell 方程式知T V
S p V T ??????
= ? ??????? 所以V T U V V
p U p T T T V V C C ??????
- ? ??????????=-= ????，V RT p R p V a T V a ???== ?-?-??
代入，得0U T V ???
= ????
则温度不发生变化。
1-27 压力为1p ，体积为1V 的1 mol 理想气体绝热自由膨胀至2V ，然后在恒压
2p 下可逆压缩到原体积1V ，最后在恒容1V 条件下以可逆方式加热，直到压力回到
1p 。利用此循环，证明 C p ,m –C V ,m = R ，设摩尔热容为常数。并描出过程示意图。
解：
I I I I I
U U U U ?=?+?+?= 0 绝热自由膨胀?U 1 = Q – W = 0 - 0 = 0，?T = 0 因为是（）p,T 过程，?H II = ?U II + W 2
,21II 2122()()p m C T T U p V p V -=?+- II III ,,21=-()V m V m U U C T C T T ??=-?=-; ,21,212122()()()p m V m C T T C T T p V p V -=-+-
2122,2122(
)()p m p V p V C p V p V R R
-+- C p ,m –C V ,m = R. 证毕。
1-28 证明图中的循环其效率为1211(/)V V γη-=-，假定工作物质为理想气体，,,/p m V m C C γ=
证明：(1) 是绝热可逆过程 Q 1
= 0
11()V a b W U C T T =-?=- (2) 是恒容过程 W 2 = p 外?V = 0
22()V c b U Q C T T ?==-
(3) 绝热可逆过程 Q 3 = 0
33()V c d W U C T T =-?=-
(4) 恒容过程 W 4 = 0 44()V a d U Q C T T ?==-
()+()
=
()
V a d V c b V c b Q C T T C T T Q C T T η--=
-总吸 ()
1()
a d c
b T T T T -=+
-
因为是绝热可逆过程，所以1TV γ-=常数 得 121(
)d c V T T V γ-=，121
()a b V
T T V γ-=，代入η式： 1
21121
(
)()
()111()()()c b a d c b c b V T T T T V V T T T T V γγη----=+=-=---。证毕
1-30 已知CO 2的焦耳-汤姆逊系数
211.0710K kPa J T H
T p μ---??
?==?? ????，
求在25 ℃时将50 g CO 2由101.325 kPa 等温压缩至1013.25 kPa 时的H ?。已知CO 2的C p ,m = 37.13 J ?K -1?mol -1
解：由于H = f(T ，p)
p T
H H dH dT dp T p ??????
=+ ? ?
?????? 即 0p H H T dH H T H dp T p p ????
???????=+= ? ? ? ????????????，又p T
H C p ???= ????
所以21 1.0710p H T
T H p C p μ-????
????==-=? ? ? ? ????????? 于是22
501.0710 1.071037.1344p T H C p --???=-?=-??? ?
??? = -0.451J ·kPa -1
22
11
0.4510.451(1013.25101.325)p p p p T
H H dp dp p ????==-=-?- ?????? = -411.3J
1-31 1 mol CO 2在焦耳—汤姆逊实验中：
⑴ 自303.975 kPa ，经节流膨胀降为101.125 kPa 同时温度自20 ℃降至
17.72 ℃，求CO 2在该状态时的平均焦耳-汤姆逊系数；
⑵ CO 2在20℃附近的平均摩尔热容C p ,m = 37.07 J ?K -1?mol -1，求CO 2在
101.325 kPa 下，自17.72℃至20℃的H Δ值；
⑶ 求CO 2在20℃，自303.975 kPa 降至101.325 kPa 时的H Δ值； ⑷ CO 2在20℃，303.925 kPa 时的摩尔体积为7.878 dm 3，在20℃，101.325
kPa 时摩尔体积为23.92 dm 3，求CO 2在20℃，自303.975降至101.325 kPa 时的U Δ值；
⑸ 估计CO 2，在20℃时的T
U V ??? ????值。
解：(1)21
2017.72 1.12510303.975101.325H T K kPa p μ--???-??===? ? ??-??
??
(2) 1,21()37.07(2017.72)84.52p m H C T T J mol -?=-=?-=
(3) 由211
1.12510p T H K kPa C
p μ--????
?=-
=? ? ? ?????
?
得1
0.417T
H J kPa p -???=- ????
1
0.417(101.325303.975)84.5
H J m o l -?=-
?-= (4) 2211()U H p V p V ?=?--
1
84.5223.92101.325
303.9757.878
55.54
J m o l -=-?+?= (5) 3
3.462T T
U U J dm V V -??????== ? ???????
1-33 在一绝热保温瓶中，将100 g 、0℃的冰和100 g 、50 ℃水混合在一起，试问最后的平均温度应为多少？其中水有多少克？(冰的熔化热为333.46 J ?g -1；水的平均比热为4.184 J ?K -1?g -1)
解：设最后的平均温度为T , 有x g 冰变成了水，由于100g 0℃的冰融化成水所需热量Q
吸
是33346J ，大于100g 50℃的水变成0℃水的释放出的热量Q
放
20920J(4.184×100×50=20920).
所以x < 100g, 则最后平均温度为0℃，即 T = 0℃ 根据能量守恒定律 333.46100504
x ?=?? x= 62.736g
最后有水W 水 = 100 + 62.736 = 162.736g
1-40 在25℃, C 2H 5OH(1)的Δr H m θ= –1366.9 kJ ?mol –1，CO 2(g)和H 2O(1)的Δr H m
θ分别为–393.5和–285.9 kJ ?mol –1
⑴ 写出乙醇的燃烧反应以及CO 2(g)，H 2O(1)的生成反应的热化学方程
式；
⑵ 计算C 2H 5OH(1)的标准摩尔生成焓；
⑶ 若2.0 mol C 2H 5OH(1)在氧氮热量计中燃烧（恒容），其热效应为多
少？
解：(1)25222()3()2()3()C H OH l O g CO g H O l +??
→+ 11366.9c m H kJ mol θ
-?=- 22()()()C s O g CO g +??→ 1393.5f m H kJ mol θ
-?=-
2221()()()2
H g O g H O l +
??→ 1285.9f m H kJ mol θ-?=- (2) 22251366.92()3()()c m f m f m f m H H CO H H O H C H OH θθθθ
?=-=??+?-?
125()277.8f m H C H OH kJ mol θ
-?=-
(3) 1222728.8v p c m Q Q nRT H RT kJ mol θ-=-?=??-=-
1-45工业硫酸的浓度为9.7 mol ?kg –1, 即1 mol H 2SO 4中含0.287 mol 水，如将此酸稀释至3 mol ?dm –3, 所得溶液为400 g ，内含1 mol H 2SO 4，计算25℃使得稀释热。已知：稀释酸和浓硫酸的生成焓分别为–882.8和–815.9 kJ ?mol –1(25 ℃), 假定稀释过程是绝热的，溶液的温度江从25℃升至t 2, 计算此t 2。设溶液的比热为4.2 J ?K –1?g –1。
解：浓H 2SO 4(1mol H 2SO 4含0.287molH 2O) + H 2O 稀H 2SO 4 241400molH SO g ?? ???
溶液
1
882.8(815.9)66.9H k J m o l
-?=---=-积 由于是绝热的，所以q = 0.积分稀释热(-?H 积)全用于高溶液温度
3266.94.2
400(25)10
o
t -=
??-? 264.8
o t C =
1-46 1摩尔理想气体经右图所示的两种不同的途径由始态1变到终态2。已知p 1= 101.325 kPa ，V 1= 22.4 dm 3，T 1= 273 K; p 2= 202.63 kPa, V 2= 44.8 dm 3，C V ,m =
2
3R 。计算气体在这两种途径中从环境中吸收的热量
解：)()(142p v
??→???→
p 4 = p 2 = 202.63kPa, V 4 = V 1 = 22.4dm 3.
1144
14p V p V T T =, 441112p T T T p ??== ???, 22111124p V T T T p V ??== ??? 141441133
()22
U Q W Q R T T RT →→?=-==-= 422442423
()2
U R T T Q W →→→?=
-=- 42224()3Q p V V
R T →=--= 1421442112243
3()2
Q Q Q RT RT p V V →→→→=+=
++-
111133422R T R T R T R T =
++- 13
1475314.7532RT J kJ ===
)()(132p V
???→???→, 231112V T T T V ??== ???
133113*********
()()()2U R T T Q p V V Q p V V →→→?=-=--=-- 13311211111335()()2222Q R T T p V V RT RT RT RT →=-+-=+-=
322311133
()(42)322
Q R T T R T T RT →=-=-=
∴1321332111511
3312.48322Q Q Q RT RT RT kJ →→→→=+=+==
1-47 设一气体经过如图中的循环过程，请在图中表示以下的量：
⑴ 体系净做的功； ⑵ B →C 过程的Q 。
解：A →B 为恒温可逆过程 T A = T B
A →C
为绝热可逆过程 Q AC = 0
B →
C 为恒压过程 p B = p C (1) 体系净做的功为ABC S ?
(2) 0A B C AB BC CA U U U U →→?==?+?+?
0()B C V A C U C T T =+?+-
()()B C B C B V C
B Q p V V
C T T =---- ()C B BC B V C B C
B nRT nRT Q p
C T T p p ??
=-+- ??? ()()C B V C B
n R T T C T T =-+- ()()p C B V C B C T T C T T =-+-
《物理化学》课程教学大纲 参考书：天津大学主编，《物理化学》高等教育出版社，2010年5月第五版 王岩主编，《物理化学学指导》，大连海事大学出版社，2006年6月 于春玲主编，《物理化学解题指导》。大连理工大学出版社，2011年11月 开课单位：轻工与化学工程学院基础化学教学中心 简介： 物理化学课程是化工类专业重要理论基础课，其内容主要包括：化学热力学、统计热力学、化学动力学三大部分。其先行课要求学生学习高等数学、大学物理、无机化学、分析化学、有机化学。 物理化学是从化学变化和物理变化联系入手，采用数学的手段研究化学变化的规律的一门科学。研究方法多采取理想化方法，集抽象思维和形象思维，其实验是采用物理实验的方法。 化学热力学采用经典的热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律，从宏观上研究化学变化过程的规律，通过理论计算来判断化学反应的方向和限度（化学平的衡位置）、以及平衡状态时系统的相变化、界面变化、电化学变化、胶体化学变化的规律，同时，研究影响这些变化规律的因素（如：温度、压力、浓度、组成等等）。 统计热力学则从微观上，用统计学的方法，研究化学反应的变化规律。试图通过理论的计算热力学的状态函数。 化学动力学研究化学反应的速率和机理，以及影响化学反应速率的条件（如：温度、压力、浓度、组成、催化剂等等）。通过化学反应的条件控制化学反应的进行，通过化学反应机理的研究，确定化学反应的速率方程。 第一章气体的pVT性质 考核内容： 一、理想气体的状态方程 二、理想气体混合物 三、气体的液化及临界参数 四、真实气体状态方程 五．对应状态原理及普遍化压缩因子图 第二章热力学第一定律 考核内容： 一、热力学基本概念 二、热力学第一定律 三、恒容热、恒压热，焓 四、热容，恒容变温过程、恒压变温过程1．热容
学生：科目：第阶段第次课教师： 考点1：分子的热运动 1知识梳理
温度越高，分子热运动越剧烈。 2典型例题 1 水结冰，分子间的距离如何变化？ 2 “墙内开花墙外香"这句话涉及的科学知识是-—----—— 3 我们知道汽化是一个吸热过程，为什么蒸发有致冷作用？ 3知识概括、方法总结与易错点分析 分子很小 分子之间有空隙 分子处于不停的无规则运动之中 4 针对练习 1 下列现象中，不能说明分子做无规则运动的是 A 在小盘子里倒一点酒精，满屋子都是酒精气体。 B 扫地时,灰尘在空气中飞舞. C 腌咸菜时，时间一长才就变咸了。 D 晒衣服时，水分蒸发衣服变干。 2 请用分子的知识解释下列现象的原因。 《1》。温度越高，液体蒸发越快：-—————-——-—--———-—-———--—---—----———-——-—-————-——-— 《2》.物体的热胀冷缩现象：—————----———-———-——-—————-——--—--——-—————-—--——-———--—--- 3 固体，液体分子之间的距离比气体分子之间的距离要--—--———---—— 考点2：物质的溶解 1知识梳理 1、氢氧化钠溶于水放出大量的热,硝酸铵溶于水会吸收热量。 2、温度越高,气体在液体溶解得越少。 2典型例题 1色拉油地在衣服上，用水洗不掉，为什么用汽油可以洗干净？ 2 一些工厂向河里排放热水，造成河里的鱼死亡，你能解释这个现象吗？ 3 你知道汽水瓶打开盖子后为什么会冒泡吗？ 3知识概括、方法总结与易错点分析 物质的溶解能力是有限的
不同的物质，溶解能力并不相同。 同一物质在不同物质中溶解能力不一样. 温度影响物质的溶解能力. 物质溶解过程中会有热量变化。 4 针对性练习 1 物质在溶解时会发生温度的改变,它与吸放热的关系正确的是 ( ） A 有的温度升高放热 B 有的温度降低吸热 C 有的温度不变，吸热放热等效 D 以上说法都有道理 2 小明的妈妈买了一瓶蜂蜜，到了冬天,她发现瓶子里洗出了白色晶体。她觉得非常不满意，认为被欺骗了，但工作人员则认为这白色晶体是葡萄糖晶体，是从蜂蜜中析出的，你认为他们谁有理？请说出理由。 考点4:物质的物理性质、化学性质；化学变化和物理变化 1 知识梳理 物理性质；状态、密度、挥发性、导电性、传热性等 化学性质：有些物质有毒性、食物会腐烂、澄清的石灰水中通入二氧化碳后会变浑浊等 没有别的物质生成的变化叫物理变化，有别的物质生成的变化叫化学变化. 2 经典例题 1下列各组两个变化都属于化学变化的是（） A 酒精挥发、酒精燃烧 B 蜡烛受热融化、蜡烛燃烧 C 镁条燃烧、钢铁生锈 D 钢锭轧成钢材、食物腐烂 2蜡烛燃烧过程中存在哪些变化？通过这些变化你知道了蜡烛的哪些物理性质和化学性 质？ 3知识概括、方法总结与易错点分析 物质的变化 物质的性质 物质的酸碱性 酸碱性的检测 针对性练习： 1 化学变化区别于物理变化的标志是-—--—--——— 2 在下列物质的变化或属性中,属于物理变化的是-—————，属于化学变化的是-—————，属于物理性质的是-----——-，属于化学性质的是——-——--— A 木材做成各种家具 B 氨气有刺激性气味 C 酒精挥发 D 煤油燃烧 E 氧化酶是白色粉末 F 铁在潮湿的空气中会生锈 G 煤油能燃烧 H 酒精易挥发
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
物化下册练习题 第七章 《电化学》 一、选择题 1．用铂作电极电解一些可溶性碱的水溶液，在阴、阳两电极上可分别获得氢气和氧气。所 得各种产物的量主要取决于（ ）。 A. 电解液的本性； B. 电解温度和压力； C. 电解液浓度； D . 通过电极的电量。 2．采用电导法测定HAc 的电离平衡常数时, 应用了惠斯登电桥。作为电桥平衡点的示零仪 器，不能选用（ ）。 A. 通用示波器； B. 耳机； C. 交流毫伏表； D . 直流检流计。 3．强电解质溶液的电导率随浓度变化的规律为：（ ）。 A. 随浓度增大而单调地增大； B. 随浓度增大而单调地减小； C. 随浓度增大而先增大后减小； D. 随浓度增大而先减小后增大。 4．离子独立运动定律适用于（ ）。 A. 强电解质溶液； B. 弱电解质溶液； C. 无限稀电解质溶液； D . 理想稀溶液。 5．在论述离子的无限稀释的摩尔电导率的影响因素时，错误的讲法是（ ）。 A. 认为与溶剂性质有关； B. 认为与温度有关； C. 认为与共存的离子性质有关； D. 认为与离子本性有关。 6．25℃无限稀释的KCl 摩尔电导率为130 S · m 2 ·1mol -，已知Cl －的迁移数为0.505，则K +离 子的摩尔电导率为（单位：S · m 2 ·1mol -）（ ）。 A. 130； B. 0.479； C. 65.7； D. 64.35。 7．已知298K 时，NaCl ，HCOONa 和 HCl 无限稀释的摩尔电导率分别是1.264210?、1.046210? 和 4.261210?S · m 2 ·1mol -。实验测得298 K 时，0.01 mol ·3dm -HCOOH 水溶液的电导率 是5.07210?1S m -?。298 K 时，0.01 mol ·3dm -HCOOH 水溶液的解离度为（ ）。 A. 0.1254； B. 0.2508； C. 0.3214； D. 0.0879。 8．25℃饱和AgCl 水溶液电导率为63.4110-?1S cm -?，所用水的电导率为61.6010-?1S cm -?， 已知25℃时，+m,Ag 63.5λ∞=S · cm 2 ·1mol -，其迁移数为0.4568。则AgCl 的溶度积为（ ）。 A. 101.6910-?； B. 111.9810-?； C. 92.1810-?； D. 103.2110-?。 9． 电解质水溶液的离子平均活度系数受多种因素的影响，当温度一定时，其主要的影响因 素是（ ）。 A. 离子的本性； B. 电解质的强弱； C. 共存的其它离子的性质； D. 离子浓度及离子电荷数。 10．0.001 1mol kg -?的K 3[Fe(CN)6]的水溶液的离子强度为（ ）。 A. 316.010mol kg --??； B. 313.010mol kg --??； C. 314.510mol kg --??； D. 315.010mol kg --??。 11．下列电解质溶液的浓度都为0.011mol kg -?。离子平均活度系数最小的是（ ）。
物理化学 卷号：18 学校：院系： 专业：年级：班级： 学号：______ 姓名：_______ 时间：120分钟总分：100 （请考生注意，本试卷共6页） 大题一二三四五六七八九 成绩 一.问答题。请回答下列各题。（本大题 3 分） 计量化学反应式为a A + b B y Y + z Z，试写出d c A/d t，d c B/d t，d c Y/d t和d c Z/d t四者之间的等式关系。 二.计算题。请计算下列各题。（本大题8 分） 用活性炭吸附CHCl3时，0 ℃时的最大吸附量为93.8 dm 3·kg -1已知该温度下CHCl3的分压力为1.34 ×10 4 Pa时的平衡吸附量为82.5 dm 3·kg -1，试计算： （1）朗缪尔吸附等温式中的常数b； （2）CHCl3分压力为6.67 ×10 3 Pa 时的平衡吸附量。 三.计算题。请计算下列各题。（本大题 6 分） 65℃时，在气相中N2O5分解的速率系（常）数为0.292 min-1，活化能为103.34 kJ·mol-1，求80℃时的k和T1/2 。 四.计算题。请计算下列各题。（本大题 5 分） 测得NO2热分解反应的数据如下：
求该反应的级数。 五. 计算题。请计算下列各题。 （本大题 6 分 ） 已知某总反应的速率系(常)数与组成此反应的元反应速率系(常)数k 1, k 2, k 3 间的关系为k =k k k 3122 ?? ?? ?，又知各元反应的活化能 E 1=120 kJ -mol －1，E 2=96 kJ -mol －1, E 3=196 kJ -mol － 1，试求总 反应的表观活化能E a 。 六. 计算题。请计算下列各题。 （本大题 6 分 ） CH 4 气相热分解反应 2CH 4?→?C 2H 6 +H 2 的反应机理及各元反应的活化能如下： CH 4 k 1 ?→? CH 3- +H - ， E 1=423 kJ -mol -1 ； CH 3- + CH 4k 2?→? C 2H 6 +H - ， E 2=201 kJ -mol -1 ； H - + CH 4 k 3?→? CH 3- +H 2 ， E 3=29 kJ -mol -1 ； H - + CH 3- k -?→?1 CH 4 ， E -1=0 kJ -mol -1 。 已知该总反应的动力学方程式为：d (C H d 26c t ) =k k k k c 123112 32 ???? ?? ? -[()] CH 4 试求总反应的表观活化能。 七. 计算题。请计算下列各题。 （本大题 6 分 ） 某电导池中充入0.02 mol ·dm -3的KCl 溶液，在25℃时电阻为250 Ω，如改充入6×10-5 mol ·dm -3 NH 3·H 2O 溶液，其电阻为105 Ω。已知0.02 mol ·dm -3KCl 溶液的电导率为0.227 S ·m -1，而NH 4+及OH -的摩尔电导率分别为73.4×10-4 S ·m 2·mol -1，198.3 S ·m 2·mol -1。试计算6×10-5 mol ·dm -3 NH 3·H 2O 溶液的解离度。
海底天然气物理化学性质 第一节海底天然气组成表示法 一、海底天然气组成 海底天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体。以低分子饱和烃类气体为主，并含有少量非烃类气体。在烃类气体中，甲烷（CH 4 ）占绝大部分， 乙烷（C 2H 6 ）、丙烷（C 3 H 8 ）、丁烷（C 4 H 10 ）和戊烷（C 5 H 12 ）含量不多，庚烷以上 （C 5+）烷烃含量极少。另外，所含的少量非烃类气体一般有氮气（N 2 ）、二氧化 碳（CO 2）、氢气（H 2 ）、硫化氢（H 2 S）和水汽（H 2 O）以及微量的惰性气体。 由于海底天然气是多种气态组分不同比例的混合物，所以也像石油那样，其物理性质变化很大，它的主要物理性质见下表。 海底天然气中主要成分的物理化学性质 名称分 子 式 相 对 分 子 质 量 密度 /Kg ·m-3 临界 温度 /℃ 临 界 压 力 /MP a 粘度 /KP a ·S 自 燃 点 / ℃ 可燃性 限 /% 热值 /KJ·m-3 (15.6℃， 常压) 气体 常数 / Kg· m· (Kg ·K)-1 低 限 高 限 全 热 值 净 热 值 甲烷CH 4 16. 043 0.71 6 -82. 5 4.6 4 0.01( 气) 6 4 5 5. 15. 372 62 334 94 52.8 4 乙烷C 2 H 6 30. 070 1.34 2 32.2 7 4.8 8 0.009( 气) 5 3 3. 2 12. 45 661 51 602 89 28.2 丙烷C 3 H 8 44. 097 1.96 7 96.8 1 4.2 6 0.125( 10℃) 5 1 2. 37 9.5 937 84 862 48 19.2 3 正丁烷n-C 4 H 10 58. 12 2.59 3 152. 01 3.8 0.174 4 9 1. 86 8.4 1 121 417 108 438 14.5 9 异丁烷i-C 4 H 10 58. 12 2.59 3 134. 98 3.6 5 0.194 1. 8 8.4 4 121 417 108 438 14.5 9 氨He 4.0 03 0.19 7 -267 .9 0.2 3 0.0184 211. 79 氮N 228. 02 1.25 -147 .13 3.3 9 0.017 30.2 6
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。
07电化学 一、单选择题 (1) 电解质溶液 1．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 2．1摩尔电子的电量与下列哪一个相同 A ．安培秒 B ．库仑 C ．法拉第 D ．单位电荷 3．分别将CuSO 4、H 2SO 4、HCl 、NaCl 从0.1mol ·dm -3 降低到0.01mol ·dm -3 ，则Λm 变化最大的是： A ．CuSO 4 B ．H 2SO 4 C ．NaCl D ．HCl 4．下面那种阳离子的离子迁移率最大 A ．Be 2+ B ．.Mg 2+ C ．Na + D ．H + 5．不能用测定电解质溶液所得的电导来计算出的物理量是： A ．离子迁移数 B ．难溶盐溶解度 C ．弱电解质电离度 D ．电解质溶液浓 6．用0.5法拉第的电量可以从CuSO 4溶液中沉淀出铜大约（原子量Cu 为64，S 为32，O 为16） A ．16克 B ．.32克 C ．48克 D ．64克 7．在界面移动法则定离子的迁移数的实验中,其实验结果的准确性主要取决于 A ．界面移动清晰程度 B ．外加电压大小 C ．正负离子的价数值相等 D ．正负离子运动数相同否 8．298K 时，0.1mol ·dm -3 NaCl 溶液的电阻率为93.6m ?Ω它的电导率为 A ．114.6--?Ωm B ．11936.0--?Ωm C ．1136.9--?Ωm D ．11011.0--?Ωm 9．摩尔电导率的定义中固定的因素有 A ．两个电级间的距离 B ．两个电极间的面积. C ．电解质的数量固定 D ．固定一个立方体溶液的体积 10．0.4000ml 水溶有2克无水BaCl 2，溶液的电导率为0.00585 S ·m -1 ，该溶液的摩尔电导率为 A ．127101--???mol m S B ．1261041.2--???mol m S (BaCl 2式量为208) C ． 1241041.2--???mol m S D ．1231041.2--???mol m S 11．科尔劳乌斯关于电解质溶液的摩尔电导率与其浓度关系的公式：)1(C m m β-Λ=Λ∞仅
《物理化学》课程标准 (116学时) 一、课程概述 （一）课程性质 物理化学是整个化学科学和化学工艺学的理论基础。该课程对后续专业及工程应用都有深远的影响。通过对物理化学课程的学习，要求学生掌握物理化学的基本知识，加强对自然现象本质的认识，并作为其它与化学有关的技术科学的发展基础，培养获得知识并用来解决实际问题的能力。 （二）课程基本理念 本课程为学生所学化学基础理论知识的综合深化和今后专业理论知识基础，一般在五年制高职三年级第一、第二学期开设，此时学生已具备一定的数学和化学理论知识基础，通过本课程的学习，培养学生严密的逻辑思维和科学的学习、研究态度，提高学生分析问题、解决问题的能力。 （三）课程框架结构、学分和学时分配、对学生选课的建议 本课程以理论教学为主，各教学章节既有独立性，又有关联性，着重理论知识对化工生产工艺过程的可能、可行性研究，强调在实际生产过程中发现问题、分析问题、解决问题能力的培养。 二、课程目标 （一）知识目标 1、初步掌握热力学研究方法的特点,理解热力学基本原理,并运用热学基本原理和方法处理气体、溶液、相平衡、电化学等方面的一些基本问题；
2、理解化学现象与电现象的联系及与热力学的关系，基本掌握可逆电池热力学的基本原理； 3、了解动力学方法的特点，初步掌握化学动力学的基本内容，浓度、温度等因素对化学反应速率的影响。了解反应速率理论和催化作用的特征，初步掌握链反应、光化学反应； 4、初步掌握表面现象和胶体分散体系的基本特性，并运用热力学及有关理论来讨论某些性质。 （二）能力目标 1、进一步加深对先行课内容的理解； 2、了解物化的最新成就，培养学生运用物化的基本原理、手段和方法去分析问题和解决问题的能力； 3、观察实验现象，能正确操作并读取数据、检查判断，正确书写实验报告和分析实验结果。 （三）素质教学目标 1、具有勤奋学习的态度，严谨求实、创新的工作作风； 2、具有良好的心理素质和职业道德素质； 3、具有高度责任心和良好的团队合作精神； 4、具有一定的科学思维方式和判断分析问题的能力。 三、课程内容 （一）绪论 教学内容：物理化学的内容和任务、形成、发展和前景、研究方法，怎样学习物理化学，物理化学与教学、生产和科学研究的关系。 教学重点：物理化学的学习方法；物理化学的研究方法。 教学难点: 物理化学的研究方法。 （二）气体 教学内容：气体状态方程、理想气体的宏观定义及微观模型，分压、分体积概念及计算，真实气体与理想气体的偏差、临界现象，真实气体方程。 教学重点：理想气体状态方程；理想气体的宏观定义及微观模型；分压、分体积概念及计算。 教学难点：理想气体状态方程的应用；分压、分体积概念在计算中的应用。 （三）热力学第一定律 教学内容：体系与环境、状态、过程与状态函数等基本概念，内能、焓、热和功的概念，内能与焓的变化值同恒容热与恒压热之间的关系，可逆过程与最大功。生成焓、燃烧热，盖斯定律和基尔霍夫定律。 教学重点：内能、焓、热和功的概念；生成焓、燃烧热、盖斯定律和基尔霍夫定律应用。 教学难点: 内能与焓的变化值同恒容热与恒压热之间的关系；可逆过程与最大功；生成焓、燃烧热、盖斯定律和基尔霍夫定律应用。 （四）热力学第二定律 教学内容：自发过程的共同特征，热力学第二定律，状态函数（S）和吉氏函数（G），熵变和吉氏函数差，熵判据和吉氏函数判据。 教学重点：热力学第二定律。
物理化学测验（四） 一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。 1、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？( ) (1) 3种；(2) 2种；(3) 1种；(4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 2、组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统，在一定温度下，向纯B 中加入少量的A，系统蒸气压力增大，则此系统为：( )。 （1）有最高恒沸点的系统； （2）不具有恒沸点的系统； （3）具有最低恒沸点的系统。 3、设反应a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa、300 K下，A的转化率是600 K的2倍，而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2 倍，故可推断该反应（）。 （1）平衡常数与温度，压力成反比； （2）是一个体积增加的吸热反应； （3）是一个体积增加的放热反应； （4）平衡常数与温度成在正比，与压力成反比。 4、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的?r G与温度的关系为?r G= (－45 000＋110 T/K) J ·mol -1，在标准压力下, 要防止该反应发生，温度必须：( ) 。 (1) 高于136 ℃； (2) 低于184 ℃； (3) 高于184 ℃； (4) 低于136 ℃； (5) 高于136 ℃而低于184 ℃。 5、将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，等温在400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡：NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统的组分数C和自由度数?为：( )。 (１)Ｃ＝２，?＝１； (２)Ｃ＝２，?＝２； (３)Ｃ＝１，?＝０； (４)Ｃ＝３，?＝２。 6、已知等温反应 ①CH4(g) == C(s) + 2H2(g) ②CO(g) + 2H2(g) == CH3OH(g) 若提高系统总压力，则平衡移动方向为（）。 （1）①向左，②向右； （2）①向右，②向左； （3）①和②都向右。 二、计算题。请计算下列各题。 ( 本大题7分) 在323 K时，下列反应中NaHCO3(s)和CuSO4-5H2O(s)的分解压力分别为4 000 Pa和6052 Pa： 反应①2NaHCO3(s) ==Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
氨三乙酸 化学式CH6N9O6，分子量191.14，结构式N（CH2COOH）3，白色棱形结晶粉末，熔点246~249℃（分解），能溶于氨水、氢氧化钠，微溶于水，饱和水溶液pH为2.3，不溶于多数有机溶剂，溶于热乙醇中可生成水溶性一、二、三碱性盐。属于金属络合剂，用于金属的分离及稀土元素的洗涤，电镀中可以代替氰化钠，但稳定性不如EDTA。 丙酮 最简单的酮。化学式CH3COCH3。分子式C3H6O。分子量58.08。无色有微香液体。易着火。比重0.788（25/25℃）。沸点56.5℃。与水、乙醇、乙醚、氯仿、DMF、油类互溶。与空气形成爆炸性混和物，爆炸极限2.89~12.8%（体积）。化学性质活泼，能发生卤化、加成、缩合等反应。广泛用作油脂、树脂、化学纤维、赛璐珞等的溶剂。为合成药物（碘化）、树脂（环氧树脂、有机玻璃）及合成橡胶等的重要原料。 冰乙酸 化学式CH3COOH。分子量60.05。醋的重要成份。一种典型的脂肪酸，无色液体。有刺激性酸味。比重1.049。沸点118℃，可溶于水，其水溶液呈酸性。纯品在冻结时呈冰状晶体（熔点16.7℃），故称“冰醋酸”，能参与较多化学反应。可用作溶剂及制造醋酸盐、醋酸酯（醋酸乙酯、醋酸乙烯）、维尼纶纤维的原料。 苯酚 简称“酚”，俗称“石炭酸”，化学式C6H5OH，分子量94.11，最简单的酚。无色晶体，有特殊气味，露在空气中因被氧化变为粉红，有毒！并有腐蚀性，密度1.071（25℃），熔点42~43℃，沸点182℃，在室温稍溶于水，在65℃以上能与任何比与水混溶，易溶于酒精、乙醚、氯仿、丙三醇、二硫化碳中，有弱酸性，与碱成盐。水溶液与氯化铁溶液显紫色。可用以制备水杨酸、苦味酸、二四滴等，也是合成染料、农药、合成树脂（酚醛树脂）等的原料，医学上用作消毒防腐剂，低浓度能止痒，可用于皮肤瘙痒和中耳炎等。高浓度则产生腐蚀作用。 1,2-丙二醇 化学式CH3CHOHCH2OH，分子量76.10，分子中有一个手征性碳原子。外消旋体为吸湿性粘稠液体；略有辣味。比重1.036（25/4℃），熔点-59℃，沸点188.2℃、83.2℃（1，333Pa），与水、丙酮、氯仿互溶，溶于乙醚、挥发油，与不挥发油不互溶，左旋体沸点187~189℃，比旋光度-15.8。丙二醇在高温时能被氧化成丙醛、乳酸、丙酮酸与醋酸。为无毒性抗冻剂。可用于酿酒、制珞中，是合成树脂的原料。医学上用作注射剂、内服药的溶剂与防腐剂，防腐能力比甘油大4倍，此外还可用于室内空气的消毒。 丙三醇 学名1,2,3-三羟基丙烷，分子式C3H8O3，分子量92.09，有甜味的粘稠液体，甜味为蔗糖的0.6倍，易吸湿，对石蕊试纸呈中性。比重1.26362（20/20℃）。熔点7.8℃，沸点290℃（分解）167.2℃（1，3332Pa）。折光率1.4758（15℃），能吸收硫化氢、氰化氢、二氧化硫等气体。其水溶液（W/W水）的冰点：10%，-1.6℃；30%，-9.5℃；50%，-23℃；80%，-20.3℃。与水、乙醇互溶，溶于乙酸乙酯，微溶于乙醚，不溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚、油类。可以制备炸药（硝化甘油）、树脂（醇酸树脂）、润滑剂、香精、液体肥皂、增塑剂、甜味剂等。在印刷、化妆品、烟草等工业中作润滑剂。医学上可用滋润皮肤，防止龟裂；作为栓剂（甘油栓）可用作通便药。切勿与强化剂如三氧化铬、氯酸钾、高锰酸钾放在一起，以免引起爆炸。 蓖麻油 化学式C57H104O9，分子量933.37。无色或淡黄色透明液体，具有特殊臭味，凝固点-10℃，比重
各元素物理化学性质 序号符 号 中 文 读音 原子 量 外层 电子 常见化 合价 分类英文名英文名音标其它 1 H 氢轻 1 1s1 1、-1 主/非 /其 Hydrogen ['haidr?d??n] 最轻 2 He 氦害 4 1s2 主/非 /稀 Helium ['hi:li?m] 最难液化 3 Li 锂里7 2s1 1 主/碱Lithium ['liθi?m] 活泼 4 Be 铍皮9 2s2 2 主/碱 土 Beryllium [be'rili?m] 最轻碱土金属元素 5 B 硼朋10.8 2s2 2p1 3 主/类Boron ['b?:r?n] 硬度仅次于金刚石 的非金属元素 6 C 碳探12 2s2 2p2 2、4、-4 主/非 /其 Carbon ['kɑ:b?n] 沸点最高 7 N 氮蛋14 2s2 2p3 -3 1 2 3 4 5 主/非 /其 Nitrogen ['naitr?d??n] 空气中含量最多的 元素 8 O 氧养16 2s2 2p4 -2、-1、2 主/非 /其 Oxygen ['?ksid??n] 地壳中最多 9 F 氟福19 2s2 2p5 -1 主/非 /卤 Fluorine ['flu?ri:n] 最活泼非金属，不能 被氧化 10 Ne 氖乃20 2s2 2p6 主/非 /稀 Neon ['ni:?n] 稀有气体 11 Na 钠那23 3s1 1 主/碱Sodium ['s?udi?m] 活泼 12 Mg 镁每24 3s2 2 主/碱 土 Magnesium [mæɡ'ni:zi?m] 轻金属之一 13 Al 铝吕27 3s2 3p1 3 主/金 /其 Aluminum [,ælju'minj?m] 地壳里含量最多的 金属 14 Si 硅归28 3s2 3p2 4 主/类Silicon ['silik?n] 地壳中含量仅次于 氧 15 P 磷林31 3s2 3p3 -3、3、5 主/非 /其 Phosphorus ['f?sf?r?s] 白磷有剧毒 16 s 硫留32 3s2 3p4 -2、4、6 主/非 /其 Sulfur ['s?lf?] 质地柔软，轻。与氧 气燃烧形成有毒的 二氧化硫 17 Cl 氯绿35.5 3s2 3p5 -1、1、3、 5、7 主/非 /卤 Chlorine ['kl?:ri:n] 有毒活泼 18 Ar 氩亚40 3s2 3p6 主/非 /稀 Argon ['ɑ:ɡ?n] 稀有气体，在空气中 含量最多的稀有气 体 19 K 钾假39 4s1 1 主/碱Potassium [p?'tæsj?m] 活泼，与空气或水接触发生反应，只能储存在煤油中 20 Ca 钙盖40 4s2 2 主/碱 土 Calcium ['kælsi?m] 骨骼主要组成成分
P188 下 册 1．试计算高炉中炉气的2CO 为16%的区域内。总压为126656.25Pa 时，石灰石的分解温度和沸腾温度。 32CaO CaO CO =+ 0170577144.19G T ?=- 28908 lg 7.53CO P T =- + ① 开始分解2'16%126656.20.1620265CO P P Pa =?=?=总 2 2'20265 0.2101325 CO CO P P P θ ∴= = = 1082.5T K = ② 沸腾时：2' CO P P =总 2 2' 1.25CO CO P P P θ == 1198.4T K = 2．根据氧势图， 求23Fe O 分解在大气中分解的开始温度和沸腾温度，并与23Fe O 分解压的热力学计算值进行比较。 2 2' 0.21O O P P P θ = = 2' 0.21101325O P Pa =? 连接“O ”与2'0.687 10O P -=点，T=1380℃ 沸腾20110O P == T=1460℃ 计算：2334264Fe O Fe O O =+ 0586770340.20G T ?=- 230645.5 lg 17.77O P T =- + 开始分解：T 开=1338℃ 沸腾：T 沸=1451℃ 3．把4510kg -?的碳酸钙放在体积为31.510-?3m 真空容器内，加热到800℃，问有多少kg 的碳酸钙未能分解而残留下来。 32CaO CaO CO =+ 0170577144.19G T ?=-
T=800℃（1073K ）28908 lg 7.53CO P T =- + 20.169CO P = 2'0.169101.32517124CO P Pa Pa ∴=?= 按理想气体处理，分解的2CO 量 PV nRT =3 17124 1.5100.002888.3141073 PV n mol RT -???===? 则分解的3CaO 摩尔数为0.00288n mol = 100/0.002880.288m g mol mol g =?= 3330.5100.288100.21210m kg ---?=?-?=? 5． 用空气／水汽＝3(体以比)的混合气体去燃烧固体碳。试计算总压为51.0132510?Pa, 温度为1127℃时煤气的组成。(提示：初始态中(/)O H n n ??初=（1+20.213)/2) 设碳过剩下，平衡气相中气体为2222CO CO H H O N ++++ 独立反应：22C CO CO += 2 2 1CO CO P K P = 01169008177.19G T ?=- 222()CO H CO H O g +=+ 222 2CO H O H CO P P K P P = 2 3449329.83G T ?=- 927℃（1200K ）：1169008177.191200 ln 3.778.3141200 K -+?= =? 143.41K = 23449329.831200 ln 0.138.3141200K -+?==? 2 1.14K = 又空气与水汽的体积比为3，101.325P Pa =总，T=927℃ (/)O H n n ??初=（1+20.213)/2=2.26/2 ① 分压总和方程：22221CO CO H H O N p p p p p ++++= ② 平衡常数方程：2 21CO CO P K P =22 1/CO CO P P K ?= 2222CO H O H CO P P K P P = 22222 1221H O H O CO H CO CO CO P P P K P P P K K P ?=??=
物理化学期末总结 在这一学期的学习中，我们主要学习到了物理化学中的电化学，量子力学，统计热力学，界面现象与化学动力学的一些基础知识，这其中我个人还有许多地方存在问题，包括一些基础概念，公式，还有解题思路，都有些欠缺。这更能说明这是一门需要我们用心才能学好的课程，在这里请允许我自我检讨一下： 在这一学期的学习生活中，我并没有尽到一个好学生应尽的义务去认真负责的完成本学期的学习任务，导致在临近期末的时候脑海中实在搜刮不出一些讲得出口，拿得出手，上得了台面的知识与技巧，又实际上没有没什么可说的，没什么能说的出口的，可以说是虚度好一段大好时光。学习本如逆水行舟，不进则退。但学期末的总结也只能说是反省一下自我过失，谈不上后悔，和如果当初了......为了期末考试对于我来说我还是要好好复习。以弥补我在这个学期中对物理化学学习的不用功。 但是，这学期的课程中有很多我感兴趣的部分知识点，仍然学了些可以总结的东西，比如电化学。 电化学学习伊始，老师就提点了我们几点基本的学习要求：①理解原电池与电解池的异同点；理解电导‘电导率’摩尔电导率的定义及其应用。②掌握电解质的活度‘离子平均活度和离子平均活动系数的定义及计算。③掌握离子迁移数，离子电迁移率的定义了解迁移数的测定方法。掌握离子独立运动定律和德拜休克尔极限定律。④掌握电池反应和电极反应的能斯特方程，会利用能斯特方程计算电池电动势和电极电动势。⑤了解浓差电池的原理，了解液接电势的计算。⑥了解分解电压和极化的概念以及极化的结果。 学习中我了解到电化学是研究化学能和电能相之间相互转化规律的科学。其中电解质的导电任务是由正，负离子共同承担，向阴，阳两极迁移的正负离子物质的量总和恰好等于通入溶液的总电量，等类似的基本概念。还学会了希托夫法测量离子迁移数的测定方法，电导定义，德拜休克极限公式和有关电池热力学方面的计算与测定。当然不能不提的还有电池的原设计，其中有氧化还原反应的，中和反应的，沉淀反应的以及浓差电池——扩散过程。 窥一斑而见全豹，从本学期的电电化学的学习中，我更加深了了解物理化学这门课的含义：即物理化学是在物理和化学两大学科基础上发展起来的。它以丰富的化学现象和体系为对象，大量采纳物理学的理论成就与实验技术，探索、归纳和研究化学的基本规律和理论，构成化学科学的理论基础。也更加明白了问什么说“物理化学的水平在相当大程度上反映了化学发展的深度”。 最后我想说的是物理化学是一门值得我们学生努力学习的一门课，它相对而言更难，更精，是我们化学专业领域的一块好工具，傻傻的我一开始并不清楚，只有失去才懂得追悔莫及。
甲醇 MSDS 基本信息 中文名：甲醇；木酒精木精；木醇英文名： Methyl alcohol；Methanol 分子式：CH4O 分子量： 32.04 CAS号： 67-56-1 外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气味。 主要用途：主要用于制甲醛、香精、染料、医药、火药、防冻剂等。 物理化学性质 熔点： -97．8 沸点： 64．8 相对密度(水=1)：0．79 相对密度(空气=1): 1．11 饱和蒸汽压(kPa)：13．33／21．2℃ 溶解性：溶于水，可混溶于醇、醚等多数有机溶剂临界温度(℃)：240 临界压力(MPa)：7．95 燃烧热(kj/mol)：727．0 甲醇由甲基和羟基组成的，具有醇所具有的化学性质。[3] 甲醇可以在纯氧中剧烈燃烧，生成水蒸气(I)和二氧化碳(IV)。另外，甲醇也和氟气会产生猛烈的反应。[4] 与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易 燃烧。燃烧反应式为： CH3OH + O2 → CO2 + H2O 具有饱和一元醇的通性，由于只有一个碳原子，因此有其特有的反应。例如：① 与氯化钙形成结晶状物质CaCl2·4CH3OH，与氧化钡形成B aO·2CH3OH的分子化合物并溶解于甲醇中；类似的化合物有MgCl2·6CH3OH、CuSO4·2CH3OH、CH3OK·CH3OH、AlCl3·4CH3OH、AlCl3·6CH3OH、AlCl3·10CH3OH等；② 与其他醇不同，由于-CH2OH基与氢结合，氧化时生成的甲酸进一步氧化为CO2；③ 甲醇与氯、溴不易发生反应，但易与其水溶液作用，最初生成二氯甲醚(CH2Cl)2O，因水的作用转变成HCHO与HCl；④ 与碱、石灰一起加热，产生氢气并生成甲酸钠；CH3OH+NaOH→HCOONa+2H2；⑤与锌粉一起蒸馏，发生分解，生成 CO和H2O。[2] 产品用途 1.基本有机原料之一。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种 有机产品。也是农药（杀虫剂、杀螨剂）、医药（磺胺类、合霉素等）的原料，合成对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。还是重要的溶剂，亦
第一章热力学第一定律练习题 下一章返回 一、判断题(说法对否): 1．1.当系统的状态一定时,所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生 变化时,所有的状态函数的数值也随之发生变化。 2．2.体积就是广度性质的状态函数;在有过剩NaCl(s) 存在的饱与水溶液中, 当温度、压力一定时;系统的体积与系统中水与NaCl的总量成正比。3．3.在101、325kPa、100℃下有lmol的水与水蒸气共存的系统, 该系统的状态完全确定。 4.一定量的理想气体,当热力学能与温度确定之后,则所有的状态函数也完全确定。 5.系统温度升高则一定从环境吸热,系统温度不变就不与环境换热。 6.从同一始态经不同的过程到达同一终态,则Q与W的值一般不同,Q + W的 值一般也不相同。 7.因Q P= ΔH,Q V= ΔU,所以Q P与Q V都就是状态函数。 8.封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 9.对于一定量的理想气体,当温度一定时热力学能与焓的值一定, 其差值也一定。 10.在101、325kPa下,1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。 若水蒸气可视为理想气体,那么由于过程等温,所以该过程ΔU = 0。 11.1mol,80、1℃、101、325kPa的液态苯向真空蒸发为80、1℃、101、325kPa 的气态苯。已知该过程的焓变为30、87kJ,所以此过程的Q = 30、87kJ。 12.1mol水在l01、325kPa下由25℃升温至120℃,其ΔH= ∑C P,m d T。 13.因焓就是温度、压力的函数,即H = f(T,p),所以在恒温、恒压下发生相变时, 由于d T = 0,d p = 0,故可得ΔH = 0。 14.因Q p = ΔH,Q V = ΔU,所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。 15.卡诺循环就是可逆循环,当系统经一个卡诺循环后,不仅系统复原了, 环境也会复原。 16.一个系统经历了一个无限小的过程,则此过程就是可逆过程。 17.若一个过程中每一步都无限接近平衡态,则此过程一定就是可逆过程。 18.若一个过程就是可逆过程,则该过程中的每一步都就是可逆的。 19.1mol理想气体经绝热不可逆过程由p1、V1变到p2、V2,则系统所做的功为。 20.气体经绝热自由膨胀后,因Q = 0,W = 0,所以ΔU = 0,气体温度不变。 21.(?U/?V)T = 0 的气体一定就是理想气体。 22.因理想气体的热力学能与体积压力无关,所以(?U/?p)V = 0,(?U/?V)p = 0。 23.若规定温度T时,处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零,那么该 温度下稳定态单质的热力学能的规定值也为零。