物化习题分析

物理化学教材例题解析供参考例1－1 设1mol 理想气体经下列三种途径，由298K 、500kPa 的始态变成298K 、100kPa 的终态。

试计算系统在这三个过程中所做的体积功。

（1）向真空膨胀；（2）在外压恒定为100kPa 时膨胀至终态；（3）先将外压恒定为300kPa ，膨胀至中间态，再由此中间态在外压恒定为100kPa 时膨胀至终态；试比较这三个过程的功，比较的结果说明了什么问题？ 解（1）因，所以；（2）因，所以（3）系统分两步进行膨胀，第一步所做的功为 第二步所做的功为两步作功以上结果说明，始终态相同而途径不同时，系统对外所做的功不同；等温膨胀过程中，分步越多，系统反抗的外压越大，对环境所做的体积功越大。

0p =外0=W 2P P=外()2212211100kPa 111982J500kPa P nRT nRT W p V V p nRT nRT p p P ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--=--=--=--=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭外()11111111300kPa 11991J500kPa p nRT nRT W p V V p nRT nRT p p p ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--=--=--=--=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭外，外，外，中外，()222222100kPa 111652J 300kPa p nRT nRT W p V V p nRT nRT p p p ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--=--=--=--=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭外，中中中122643JW W W=+=-例1－2 在25℃、标准压力下，1molH 2与0.5molO 2生成1molH 2O （ｌ），放热285.90kJ 。

设Ｈ2及Ｏ2在此条件下均为理想气体，求△U 。

若在此条件下将此反应改在原电池中进行，做电功为187.82kJ ，求Q 、W 、∆U 。

解(1)反应为：(恒温恒压)若忽略的体积，则，，所以(2)始、终态一致，则与（1）相同， 总功=电功+体积功，即此题为第一定律在化学反应中的应用.例1－3 水的蒸发热为40.593kJ·mol -1，1kg 水的体积为1.043dm 3，1kg 水蒸气的体积为1677dm 3。

第一章习题解答1.1 物质的体膨胀系数αV与等温压缩率κT的定义如下：试导出理想气体的、与压力、温度的关系解：对于理想气体：PV=nRT , V= nRT/P求偏导：1.2 气柜储存有121.6kPa，27℃的氯乙烯（C2H3Cl）气体300m3，若以每小时90kg的流量输往使用车间，试问储存的气体能用多少小时？解：将氯乙烯(M w=62.5g/mol)看成理想气体：PV=nRT , n= PV/RT n=121600⨯300/8.314⨯300.13 (mol)=14618.6molm=14618.6⨯62.5/1000(kg)=913.66 kgt=972.138/90(hr)=10.15hr1.3 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：将甲烷(M w=16g/mol)看成理想气体：PV=nRT , PV =mRT/ M w甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PM w/RT=101.325⨯16/8.314⨯273.15(kg/m3)=0.714 kg/m31.4 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。

水的密度按1 g.cm-3计算。

（答案来源：）解：球形容器的体积为V=（125-25）g/1 g.cm-3=100 cm3将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT , PV =mRT/ M wM w= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)⨯8.314⨯300.15/(13330⨯100⨯10-6) M w =30.51(g/mol)1.5 两个容器均为V的玻璃球之间用细管连接，泡内密封着标准状况下的空气。

若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接细管中的气体体积，试求该容器内空气的压力。

物理化学题库及详解答案物理化学是一门结合物理学和化学的学科，它通过物理原理来解释化学现象，是化学领域中一个重要的分支。

以下是一些物理化学的题目以及相应的详解答案。

题目一：理想气体状态方程的应用题目内容：某理想气体在标准状态下的体积为22.4L，压力为1atm，求该气体在3atm压力下，体积变为多少？详解答案：根据理想气体状态方程 PV = nRT，其中P是压力，V是体积，n是摩尔数，R是理想气体常数，T是温度。

在标准状态下，P1 = 1atm，V1 = 22.4L，T1 = 273.15K。

假设气体摩尔数n和温度T不变，仅压力变化到P2 = 3atm。

将已知条件代入理想气体状态方程，得到：\[ P1V1 = nRT1 \]\[ P2V2 = nRT2 \]由于n和R是常数，且T1 = T2（温度不变），我们可以简化方程为：\[ \frac{P1}{P2} = \frac{V2}{V1} \]代入已知数值：\[ \frac{1}{3} = \frac{V2}{22.4} \]\[ V2 = \frac{1}{3} \times 22.4 = 7.46667L \]所以，在3atm的压力下，该气体的体积约为7.47L。

题目二：热力学第一定律的应用题目内容：1摩尔的单原子理想气体在等压过程中吸收了100J的热量，如果该过程的效率为40%，求该过程中气体对外做的功。

详解答案：热力学第一定律表明能量守恒，即ΔU = Q - W，其中ΔU是内能的变化，Q是吸收的热量，W是对外做的功。

对于单原子理想气体，内能仅与温度有关，且ΔU = nCvΔT，其中Cv 是摩尔定容热容，对于单原子理想气体，Cv = 3R/2（R是理想气体常数）。

由于效率η = W/Q，我们有：\[ W = ηQ \]\[ W = 0.4 \times 100J = 40J \]现在我们需要找到内能的变化。

由于过程是等压的，我们可以利用盖-吕萨克定律（Gay-Lussac's law）PV = nRT，由于n和R是常数，我们可以简化为PΔV = ΔT。

物理化学试卷真题答案解析近年来，物理化学已经成为高中课程中不可或缺的一部分。

无论是考试还是实际应用，对物理化学的掌握都是非常重要的。

然而，对于一些复杂的问题，学生们常常感到困惑。

在此，我们将通过对物理化学试卷真题的解析，来帮助读者更好地理解这门学科。

第一部分：理论基础1. 答案：A解析：这道题涉及到化学结构的基本概念。

第一句话指出具有相同电子组态的元素在化合物中的结构类似。

根据元素周期表的位置，我们可以看出氧和硫具有相似的电子组态。

因此，氧化硫的结构类似于氧化物。

选项A是正确答案。

2. 答案：C解析：这是一道关于化学键的问题。

化学键分为共价键、离子键和金属键。

根据题目描述，其中一种元素存在跨周期的现象，这意味着它的电子云在两个原子之间传递。

只有共价键能够满足这个条件。

因此，选项C是正确答案。

第二部分：实验技巧3. 答案：B解析：这是一道关于分离技术的问题。

题目描述了四种物质，其中一种是液体。

我们可以使用蒸馏来分离液体和固体。

其他三种物质都是固体，可以使用溶解和过滤的方法进行分离。

因此，选项B是正确答案。

4. 答案：D解析：这道题考查的是有机实验室技巧。

题目描述了一种有机物质，它需经过较长时间的加热才能分解。

这可以通过加热管或试管来实现。

选项D是正确答案。

第三部分：计算题5. 答案：0.142 mol解析：这道题要求计算一定质量的物质中的摩尔数。

根据化学方程式，我们可以得出氧气和氯气的化学反应摩尔比为1:2。

因此，根据给定的质量和相对摩尔质量，可以求得氯气的摩尔数为0.284 mol。

由于氯气的摩尔数为2，那么氧气的摩尔数为0.142 mol。

6. 答案：32.4 cm³解析：这道题要求计算气体的体积。

根据理想气体方程式PV = nRT，我们可以得到P₁V₁ = P₂V₂的关系。

在这种情况下，气体在不同压力下的体积比为P₁/P₂。

根据题目中给出的比例关系，我们可以求得气体在第二种压力下的体积为32.4 cm³。

物理化学习题解得：223N H n n=而抽去隔板后，体积为4dm 3，温度为，所以压力为3331444)3(2222dm RT n dm RT n dm RTn n V nRT p N N N N ==+== （2）比较式（1）、（2），可见抽去隔板后两种气体混合后的压力仍为p 。

（2）抽隔板前，H 2的摩尔体积为pRT V H m /2,=，N 2的摩尔体积pRT VN m /2,=抽去隔板后22222222223n 3 /)3(/H ,,N N N N N N m N H m H n pRT n pRT n p RT n n p nRT V n V n V =+=+==+= 总所以有 pRT VH m /2,=，pRT VN m /2,=可见，隔板抽去前后，H 2及N 2的摩尔体积相同。

（3）41,433322222==+=N N N N H y n n n yp p y p p p y p N N H H 41 ;432222====所以有1:341:43:22==p p p p N H33144134432222dm V y V dm V y V N N H H =⨯===⨯==1-9 氯乙烯、氯化氢及乙烯构成的混合气体中，各组分的摩尔分数分别为0.89、0.09和0.02。

于恒定压力101.325kPa 条件下，用水吸收掉其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为2.670 kPa 的水蒸气。

试求洗涤后的混合气体中C 2H 3Cl 及C 2H 4的分压力。

解：洗涤后的总压为101.325kPa ，所以有kPap p H C Cl H C 655.98670.2325.1014232=-=+ （1）02.0/89.0///423242324232===H C Cl H C H C Cl H C H C Cl H C n n y y p p （2）联立式（1）与式（2）求解得kPap kPa p H C Cl H C 168.2 ;49.964232==1-10 室温下一高压釜内有常压的空气。

第一章例4 在100℃，p ψ下，1mol 水(1)可逆蒸发， (2)向真空蒸发为蒸气。

已知 ∆vap H m ψ = 40.7 kJ ⋅mol-1, 假设蒸气为理想气体，液体水的体积可忽略不计，求Q, W, ∆U, ∆H 。

解：(1) ∆H = Qp = 40.7kJW = -p ψ ∆V = -p ψV g =- RT = -3.1kJ∆U = Q-W =(40.7-3.1)kJ = 37.6kJ(2) 始终态同(1) 故∆H = 40.7kJ ∆U = 37.6kJ向真空蒸发W = 0Q = ∆U = 37.6kJ例5 将100g,40℃水和100g, 0℃的冰在杜瓦瓶中(恒压，绝热)混合，求平衡后的状态，及此过程的∆H 。

已知冰的熔化热 =335J ⋅g-1 ,Cp (水)= 4.18 J ⋅K-1⋅g-1解：设水和冰为系统。

因恒压，绝热所以∆H = Qp = 0又 ∆H =∆H (水) + ∆H (冰) = 0设终态温度为T∆H =∆H (水) + ∆H (冰)=100⨯4.18⨯(T – 313)+ 100⨯335=0T = 253K ？？？该结果是不可能的！100g 水全部降温至0℃，放热：∆H (水)= – 100⨯4.18⨯40 = –16.7kJ100g 冰全部融化吸热：∆H (冰)=33.5kJ说明冰不能全部融化，终态应是0℃的冰水混合物。

设 m 克冰融化,∆H =∆H (冰)+∆H (水)= m ⨯0.335-16.7=0m = 50g平衡后的状态为50g 冰和150g 水的0℃的冰水混合物。

例6 已知某气体的状态方程为： pV m = RT + bp （b >0常数） 请依据推导结果判断(1)在绝热自由膨胀过程中，该气体的温度如何变化?(2)在绝热节流膨胀过程中，该气体的温度如何变化? 解：(1) 绝热自由膨胀过程是等内能过程，∆U =0,则 所以本题要解的是μJ 的正负? 令U =f (T, V )，根据循环关系式:现在只要判断［ ］是>0, =0, 还是<0？其中的偏微商 与气体的状态方程有关。

物理化学试题一、单项选择题（每小题2分，共30分）1、下面说法错误的是(A)系统的同一状态可具有不同的体积(B)系统的不同状态可具有相同的体积(C)系统的状态改变了，可能所有的状态函数都要发生改变(D)系统的某一状态改变了，其状态必定发生改变2、理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则(A)可以从同一始态出发达到同一终态。

(B)不可以达到同一终态。

(C)不能确定以上A、B中哪一种正确。

(D)可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定3、下述说法何者确……………………………………………( )(A)水的生成热即是氧气的燃烧热(B)水蒸汽的生成热即是氧气的燃烧热(C)水的生成热即是氢气的燃烧热(D)水蒸汽的生成热即是氢气的燃烧热4、反应2A+B=C中,反应物A从6mol变到2mol,则反应进度为(A)1mol (B)-2mol (C)4mol (D)2mol5、苯和甲苯在恒温恒压条件下混合形成理想液体混合物，其△mix S… ( )(A) >0 (B) <0 (C) =0 (D) 0第 2 页 共 9 页6、在刚性的密闭容器中，有下列理想气体反应达到平衡A(g)＋2 B(g)⇔C(g)，若在恒温下加入一定惰性气体，则平衡将(A) 向右移动 (B) 向左移动 (C) 不移动 (D) 无法确定 7、 纯水的凝固点为T f *，沸点为T b *，食盐稀溶液的凝固点为T f ，沸点为T b 则(A) T f *>T f ，T b *<T b (B) T f *<T f ，T b *>T b (C) T f *>T f ，T b *>T b (D) T f *<T f ，T b *<T b 8、反应A=2B 在温度T 时的速率方程为B B A dc dt k c =，则此反应的半衰期为(A) ln2/k B (B) 21n2/k B (C) k B ln2 (D) 2k B ln2 9、下列各式哪一个是对化学势的正确表示(A)C n ,p ,T B B n U ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=μ (B)C n ,p ,T B B n G ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=μ(C)Cn ,V ,S B B n A ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=μ (D)C n ,V ,S B B n H ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=μ10、在讨论稀溶液的蒸气压降低规律时，溶质必须是 (A) 挥发性物质 (B) 电解质(C) 非挥发性物质 (D) 气体物质11、在732K 时反应NH 4Cl(s) = NH 3(g) + HCl(g)的△r G m 为－20.8kJ·mol -1，△r H m 为154kJ·mol -1，则反应的△r S m 为(A)239J·K -1·mol -1 (B) 0.239J·K -1·mol -1 (C) 182J·K -1·mol -1 (D) 0.182J·K -1·mol -112、已知温度为T 时反应H 2O(g) = H 2(g)+1/2O 2(g) 的K 1和反应CO 2(g) = CO(g)+1/2 O 2 (g)的K 2，则反应CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)的K 为(A) K =K 1+K 2 (B) K =K 1×K 2 (C) K =K 1/K 2 (D) K =K 2/K 1 13、在相图上，当系统处于下列哪一点时只存在一个相(A)恒沸点 (B) 熔点 (C) 临界点 (D) 低共熔点 14、一球形肥皂泡半径为r ，肥皂水溶液的表面张力为σ，则泡内的附加压力为(A)2p rσ∆= (B)4p r σ∆=(C)2p r σ∆=(D)4p r σ∆=15、在α、β两相中都含有A 和B 两种物质，当达到相平衡时 (A)()()B μαμα=A (B) ()()A μαμβ=A(C)()()B μβμβ=A (D)()()B μαμβ=A二、填空题（每小题2分，共10分）1、理想气体在定温下向真空膨胀， ΔU 0，ΔH 0，W 0，ΔS 0 （填>、< 或 = 符号）2、已知18℃时，Ba(OH)2、BaCl 2、NH 4Cl 溶液的极限摩尔电导率分别为22.8810-⨯、21.20310-⨯、21.29810-⨯21S m mol-⋅⋅，那么18℃时NH 4OH 的m ∞Λ= 。

物化考试题库及答案解析一、选择题1. 物质的量（摩尔）是表示物质中所含微粒数的物理量，其单位是摩尔（mol）。

以下物质中，摩尔质量与相对原子质量数值相等的是：A. 氢气（H2）B. 氧气（O2）C. 二氧化碳（CO2）D. 氮气（N2）答案：A2. 根据理想气体状态方程 PV = nRT，当温度和体积不变时，气体的压强与物质的量成正比。

如果一个气体的压强从P1增加到P2，物质的量也增加到原来的两倍，那么温度变化为：A. 保持不变B. 增加到原来的2倍C. 增加到原来的4倍D. 减少到原来的1/2答案：B二、填空题1. 根据阿伏伽德罗定律，相同温度和压强下，等体积的任何气体都含有相同的分子数。

若1摩尔气体的体积为22.4升，则0.5摩尔气体的体积为______升。

答案：11.22. 热力学第一定律表明能量守恒，其表达式为ΔU = Q + W，其中ΔU表示内能变化，Q表示热量，W表示功。

若一个系统吸收了100焦耳的热量，对外做了50焦耳的功，那么系统的内能变化为______焦耳。

答案：150三、简答题1. 简述什么是热力学第二定律，并举例说明其在日常生活中的应用。

答案：热力学第二定律指出，不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。

在日常生活中，例如冰箱的工作原理，冰箱通过压缩机将热量从冷箱内转移到外部环境中，这一过程需要消耗电能，体现了热力学第二定律。

四、计算题1. 已知某理想气体的初始压强P1=2 atm，初始体积V1=3升，最终压强P2=4 atm，最终体积V2=2升。

假设气体经历的是等温过程，求气体的最终温度T2，如果初始温度T1=300 K。

答案：由于是等温过程，气体的温度保持不变，所以最终温度T2=T1=300 K。

五、实验题1. 在一个密闭容器中，有1摩尔的氢气和1摩尔的氧气。

如果氢气和氧气在一定条件下反应生成水蒸气，写出该反应的化学方程式，并计算在标准状况下生成的水蒸气的摩尔数。

1. 什么在真实气体的恒温PV－P曲线中当温度足够低时会出现PV值先随P的增加而降低，然后随P的增加而上升，即图中T1线，当温度足够高时，PV值总随P的增加而增加，即图中T2线？答：理想气体分子本身无体积，分子间无作用力。

恒温时pV=RT，所以pV-p线为一直线。

真实气体由于分子有体积且分子间有相互作用力，此两因素在不同条件下的影响大小不同时，其pV-p曲线就会出现极小值。

真实气体分子间存在的吸引力使分子更靠近，因此在一定压力下比理想气体的体积要小，使得pV＜RT。

另外随着压力的增加真实气体中分子体积所点气体总体积的比例越来越大，不可压缩性越来越显著，使气体的体积比理想气体的体积要大，结果pV＞RT。

当温度足够低时，因同样压力下，气体体积较小，分子间距较近，分子间相互吸引力的影响较显著，而当压力较低时分子的不可压缩性起得作用较小。

所以真实气体都会出现pV 值先随p的增加而降低，当压力增至较高时，不可压缩性所起的作用显著增长，故pV值随压力增高而增大，最终使pV＞RT。

如图中曲线T1所示。

当温度足够高时，由于分子动能增加，同样压力下体积较大，分子间距也较大，分子间的引力大大减弱。

而不可压缩性相对说来起主要作用。

所以pV值总是大于RT。

如图中曲线T2所示。

2．为什么温度升高时气体的粘度升高而液体的粘度下降？答：根据分子运动理论，气体的定向运动可以看成是一层层的，分子本身无规则的热运动，会使分子在两层之间相互碰撞交换能量。

温度升高时，分子热运动加剧，碰撞更频繁，气体粘度也就增加。

但温度升高时，液体的粘度迅速下降，这是由于液体产生粘度的原因和气体完全不同，液体粘度的产生是由于分子间的作用力。

温度升高，分子间的作用力减速弱，所以粘度下降。

3．压力对气体的粘度有影响吗？答：压力增大时，分子间距减小，单位体积中分子数增加，但分子的平均自由程减小，两者抵消，因此压力增高，粘度不变。

4．两瓶不同种类的气体，其分子平均平动能相同，但气体的密度不同。

《物理化学》试卷及答案解析一、填空题（每小题2分，共20分）1、状态函数可分为两类：其数值在系统中具有加和性的是，请举三个这类函数的例子；其数值取决于系统自身而与系统中物质数量无关的是，请举三个这类函数的例子。

2、写出Joule-Thomson系数的定义式：。

若Joule-Thomson系数大于0，则该气体经节流过程后，随压力降低，温度。

3、可逆热机的效率与两热源温度的关系是；在其他条件都相同的前提下，用可逆热机去牵引机车，机车的速度将会是。

4、Zn与稀硫酸作用，其他条件相同的情况下，分别在敞口容器中进行和在密闭容器中进行，所放出的热量进行比较，前者后者。

（填“<”、“>”或“=”）5、NH4Cl(s)在真空容器中分解生成NH3(g)和HCl(g)达平衡，该系统的组分数为，相数为，自由度数为。

6、某分解反应为A(s) = 2B(g)+C(g) ，气体视为理想气体，其标准平衡常数K o与解离压力P 之间的关系是。

7、双变量体系的热力学基本公式：dU= PdV ；dG= VdP。

8、在200℃和25℃之间工作的卡诺热机，其效率为%。

9、纯物质混合形成理想液态混合物时，△mix V 0，△mix H 0，△mix S 0，△mix G 0。

（填“<”、“>”或“=”）10、理想气体反应，标准平衡常数K o与用分压表示的经验平衡常数K p之间的关系是；标准平衡常数K o与用物质的量分数表示的经验平衡常数K x之间的关系是。

二、选择题（每小题2分，共20分）1、某气体的压缩因子Z> 1，表示该气体比理想气体（）（A）容易压缩（B）不易压缩（C）容易液化（D）不易液化2、关于气体的隙流，下列说法错误的是（）（A）气体隙流速度与摩尔质量的平方根成正比（B）隙流定律可以用来求气体的摩尔质量（C）利用隙流作用可以分离摩尔质量不同的气体（D）气体分子运动论是隙流定律的理论依据3、系统从一个状态经不可逆过程到达另一状态，系统的ΔS （）（A）大于零（B）小于零（C）等于零（D）无法确定4、碳酸钠和水可以形成Na2CO3·H2O，Na2CO3·7H2O，Na2CO3·10H2O三种水合物，在101.3kPa 时该物系共存的相数最多为（）（A）2 （B）3 （C）4 （D）55、常压下-10℃过冷水变成-10℃的冰，此过程的（）（A）ΔG<0 ,ΔH>0 （B）ΔG>0 ,ΔH>0（C）ΔG=0 ,ΔH=0 （D）ΔG<0 ,ΔH<06、A、B两组分的气液平衡T-x图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A=0.7。

《物理化学》练习题及答案解析（一）A-B-C三元相图如图所示1.判断化合物N(AmBn)的性质2.标出边界曲线的温降方向及性质3.指出无变量点的性质，并说明在无变点温度下系统所发生的相变化4.分析点1、点2、点3的结晶路程（表明液固相组成点的变化及各阶段的相变化）5.点3刚到析晶结束点和要离开析晶结束点时各物相的含量。

（二）相图分析A—B—C三元相图如下图所示：1. 划分分三角形2. 标出界线的性质和温降方向3. 指出四个化合物（D、S、AC、BC）的性质4. 写出无变量点E、G、F的性质（并列出相变式）5. 分析1点的析晶路程（三）下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图，对于硅酸盐水泥的生产有一定的参考价值。

试：1、画出有意义的付三角形；2、用单、双箭头表示界线的性质；3、说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相平衡式；4、分析M#熔体的冷却平衡结晶过程并写出相变式；5、并说明硅酸盐水泥熟料落在小圆圈内的理由；6、为何在缓慢冷却到无变量点K（1455℃）时再要急剧冷却到室温？（四）A—B—C三元相图如下图所示：1. 划分分三角形2. 标出界线的性质和温降方向3. 指出化合物的性质4. 写出无变量点的性质（并列出相变式）5. 点1、2熔体的析晶路程。

（S、2、E3在一条线上）6. 计算2点液相刚到结晶结束点和结晶结束后各相的含量。

答案（一）A-B-C三元相图如图所示6.判断化合物N(AmBn)的性质7.标出边界曲线的温降方向及性质8.指出无变量点的性质，并说明在无变点温度下系统所发生的相变化9.分析点1、点2、点3的结晶路程（表明液固相组成点的变化及各阶段的相变化）10.点3刚到析晶结束点和要离开析晶结束点时各物相的含量。

1.判断三元化合物A m B n的性质，说明理由？不一致熔融二元化合物，因其组成点不在其初晶区内2.标出边界曲线的温降方向（转熔界限用双箭头）；见图3.指出无变量点的性质（E、N）；E ：单转熔点N ：低共溶点4.分析点1，2的结晶路程；（4分）5、1点液相刚到结晶结束点各物质的百分含量L%=1b/bN×100%,B%=(1N/bN) ×(AmBn b/ AmBn B)×100%,AmBn %=(1N/bN) ×(C b/ AmBn B)×100%结晶结束后各物质的百分含量:过1点做副三角形BC AmBn的两条边C AmBn、BM AmBn 的平行线1D、1E，C%=BE/BC×100%，B%=CD/BC×100%，AmBn %=DE/BC×100%。

第二章 热力学第一定律五．习题解析1．（1）一个系统的热力学能增加了100 kJ ，从环境吸收了40 kJ 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20 kJ 的功，同时吸收了20 kJ 的热，计算系统的热力学能变化值。

解：（1）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ∆=+100 k J 40 k J 6W U Q =∆-=-= 即系统从环境得到了60 kJ 的功。

（2）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ∆=+20 k J 20 k J U Q W ∆=+=-=系统吸收的热等于对环境做的功，保持系统本身的热力学能不变。

2．在300 K 时，有10 mol 理想气体，始态的压力为1 000 kPa 。

计算在等温下，下列三个过程所做的膨胀功。

（1）在100 kPa 压力下体积胀大1 dm 3 ；（2）在100 kPa 压力下，气体膨胀到终态压力也等于100 kPa ；（3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。

解：（1）这是等外压膨胀33e 100 kPa 10m 100 J W p V -=-∆=-⨯=-（2）这也是等外压膨胀，只是始终态的体积不知道，要通过理想气体的状态方程得到。

2e 212211()1n R T n R T p W p V V p n R T p p p ⎛⎫⎛⎫=--=--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭100108.3143001 J 22.45 kJ 1000⎡⎤⎛⎫=⨯⨯⨯-=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ （3）对于理想气体的等温可逆膨胀1221ln ln V p W nRT nRT V p == 100(108.314300) J ln 57.43 kJ 1000=⨯⨯⨯=- 3．在373 K 的等温条件下，1 mol 理想气体从始态体积25 dm 3，分别按下列四个过程膨胀到终态体积为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。

第一章1.5两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。

若将其中的一个球加热到100 C，另一个球则维持0 C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。

解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。

标准状态：因此，1.8 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。

（1）保持容器内温度恒定,抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力；（2）计算混合气体中H2和N2的分压力；（3）计算混合气体中H2和N2的分体积。

第二章2.2 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，101.325kpa下全部凝结成液态水，求过程的功。

假设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。

2.11 1mol某理想气体与27℃，101.325kpa的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，在恒容升温至97.0℃，250.00kpa。

求过程的W,Q, ΔU, ΔH。

已知气体的体积Cv,m=20.92J*mol-1 *K-1。

2.15 容积为0.1 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 C，4 mol的Ar(g)及150 C，2 mol的Cu(s)。

现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的。

已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为及，且假设均不随温度而变。

解：图示如下假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计则该过程可看作恒容过程，因此假设气体可看作理想气体，，则2.25 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓ΔfusHm=6.012KJ*mol-1 *K-1。

已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=76.28J*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=37.20J*mol-1 *K-1。

物理化学习题解析 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第二章 热力学第一定律五．习题解析1．（1）一个系统的热力学能增加了100 kJ ，从环境吸收了40 kJ 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20 kJ 的功，同时吸收了20 kJ 的热，计算系统的热力学能变化值。

解：（1）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ∆=+100 kJ 40 kJ 60 kJ W U Q =∆-=-=即系统从环境得到了60 kJ 的功。

（2）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ∆=+20 kJ 20 kJ 0U Q W ∆=+=-=系统吸收的热等于对环境做的功，保持系统本身的热力学能不变。

2．在300 K 时，有10 mol 理想气体，始态的压力为1 000 kPa 。

计算在等温下，下列三个过程所做的膨胀功。

（1）在100 kPa 压力下体积胀大1 dm 3 ；（2）在100 kPa 压力下，气体膨胀到终态压力也等于100 kPa ；（3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。

解：（1）这是等外压膨胀33e 100 kPa 10m 100 J W p V -=-∆=-⨯=-（2）这也是等外压膨胀，只是始终态的体积不知道，要通过理想气体的状态方程得到。

2e 212211()1nRT nRT p W p V V p nRT p p p ⎛⎫⎛⎫=--=--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭100108.3143001 J 22.45 kJ 1000⎡⎤⎛⎫=⨯⨯⨯-=- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ （3）对于理想气体的等温可逆膨胀 1221ln ln V p W nRT nRT V p ==100(108.314300) J ln 57.43 kJ 1000=⨯⨯⨯=- 3．在373 K 的等温条件下，1 mol 理想气体从始态体积25 dm 3，分别按下列四个过程膨胀到终态体积为100 dm 3。

第1 章 气体的性质习题解1 物质的体膨胀系数V α与等温压缩率T κ的定义如下：1 V p V V T α∂⎛⎫=⎪∂⎝⎭1T TV V p κ⎛⎫∂=- ⎪∂⎝⎭ 试导出理想气体的T κ，T κ 与压力、温度的关系。

解：对于理想气体, V = nRT /p, 得 2() , ()p T V nR V nRT T p p p∂∂==∂∂ 所以 11== V p V nR V T pV T α∂⎛⎫=⎪∂⎝⎭211T T V nRT V p p V pκ⎛⎫∂=-=-=- ⎪∂⎝⎭ 答：1V T α=，1T pκ=-。

2 气柜内贮有121.6 kPa ，27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl)气体300 m 3，若以每小时90 kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？ 解：假设气体能全部送往车间3121.61030014.626kmol 8.314300pV n RT ⨯⨯===⨯3311114.62610mol 62.49910kg mol 10.16h 90kg h 90kg h nM t ----⨯⨯⨯⋅===⋅⋅答：贮存的气体能用10.16小时。

3 0℃，101.325 kPa 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：将甲烷（M =16.042g/mol ）看成理想气体：pV =nRT =m RT / M33101.32516.042kg m 0.716kg m 8.314273.15m mpM V mRT ρ--⨯===⋅=⋅⨯ 答：甲烷在标准状况下的密度是0.7163kg m -⋅4 一抽成真空的球形容器，质量为25.00 g ，充以4℃水之后，总质量为125.00 g 。

若改充以25℃，13.33 kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.016 g 。

试估算该气体的摩尔质量。

（水的密度按1 g·cm 3 计算） 解：球形容器的体积为33(125.0025.00)g 100cm 1g cm V --==⋅将某碳氢化合物看成理想气体，则1136(25.01625.00)8.314298.15g mol 29.75g mol 13.331010010mRT M pV ----⨯⨯==⋅=⋅⨯⨯⨯答：该碳氢化合物的摩尔质量为29.751g mol -⋅。