物理化学简明教程(印永嘉) 热力学第一定律习题课
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热力学第一定律课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错误的画“⨯”。
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. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。
( )3. 一个系统从始态到终态,只有进行可逆过程才有熵变。
( )4. 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。
( )5. 稳定态单质的∆f H(800 K) = 0。
( )二、选择题选择正确答案的编号,填在各题后的括号内:1. 理想气体定温自由膨胀过程为:()。
(A)Q > 0;(B)∆U < 0;(C)W <0;(D)∆H = 0。
2. 对封闭系统来说,当过程的始态和终态确定后,下列各项中没有确定的值的是:( )。
( A ) Q;( B ) Q+W;(C ) W( Q = 0 );( D ) Q( W = 0 )。
3. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,m)适用的条件是:( )(A)绝热过程;( B)理想气体绝热过程;( C )理想气体绝热可逆过程;(D)绝热可逆过程。
4. 在隔离系统内:( )。
( A ) 热力学能守恒,焓守恒;( B ) 热力学能不一定守恒,焓守恒;(C ) 热力学能守恒,焓不一定守恒;( D) 热力学能、焓均不一定守恒。
5. 从同一始态出发,理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程:( )。
( A )可以到达同一终态;( B )不可能到达同一终态;( C )可以到达同一终态,但给环境留下不同影响。
6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时,则:( )。
( A )焓总是不变;(B )热力学能总是增加;( C )焓总是增加;(D )热力学能总是减少。
7. 已知反应H2(g) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T),下列说法中不正确的是:()。
物理化学简明教程习题答案物理化学是研究物质的性质、组成、结构和变化规律的学科。
它涉及到许多基本概念和原理,需要通过大量的实践和习题来巩固和理解。
本文将为读者提供一些物理化学习题的简明解答,帮助读者更好地掌握这门学科。
一、热力学1. 什么是热力学第一定律?热力学第一定律是能量守恒定律的推广,它指出能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量在转化过程中保持不变。
2. 如何计算物体的热容量?物体的热容量可以通过公式Q = mcΔT来计算,其中Q表示吸收或释放的热量,m表示物体的质量,c表示物体的比热容,ΔT表示温度的变化。
3. 什么是焓?焓是热力学中的一个重要物理量,表示单位质量物质在恒压条件下吸收或释放的热量。
焓的变化可以通过ΔH = Q + PΔV来计算,其中ΔH表示焓的变化,Q表示吸收或释放的热量,P表示压强,ΔV表示体积的变化。
二、量子化学1. 什么是量子数?量子数是描述原子和分子的量子态的物理量。
常见的量子数包括主量子数n、角量子数l、磁量子数m和自旋量子数s。
2. 什么是波函数?波函数是描述量子系统的物理量在空间中的分布和变化规律的数学函数。
波函数的平方模表示在某个位置找到粒子的概率。
3. 什么是波粒二象性?波粒二象性是指微观粒子既具有波动性质又具有粒子性质。
根据波粒二象性,微观粒子在一些实验中表现出波动性,而在其他实验中表现出粒子性。
三、化学动力学1. 什么是反应速率?反应速率是指化学反应中物质浓度变化的快慢程度。
通常用反应物消失的速率或生成物增加的速率来表示。
2. 什么是活化能?活化能是指化学反应中反应物转化为产物所需的最小能量。
活化能的大小决定了反应速率的快慢。
3. 什么是反应机理?反应机理是指化学反应中各个步骤和中间产物之间的关系。
通过研究反应机理可以揭示反应的本质和速率规律。
四、电化学1. 什么是电化学反应?电化学反应是指在电解质溶液中,由于电场的作用,正负离子在电极上发生氧化还原反应。
第一章气体的pVT性质1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的,与压力、温度的关系。
解:根据理想气体方程1.2 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(Mw =16.042g/mol)看成理想气体: PV=nRT , PV =mRT/ Mw甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PMw/RT=10116.042/8.314515(kg/m3)=0.716 kg/m31.3 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℃,13.33 kPa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1g·cm3计算。
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/ MwMw= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)×8.314×298.15/(13330×100×10-6)M w =30.31(g/mol)1.4 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℃,另一个球则维持 0℃,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,1.5 0℃时氯甲烷(CH 3Cl )气体的密度ρ随压力的变化如下。
试作p p-ρ图,用外推法求氯甲烷的相对分子质量。
1.6 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽成真空的200 cm3容器中,直至压力达101.325 kPa,测得容器中混合气体的质量为0.3897 g。
试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。
解:将乙烷(M w=30g/mol,y1),丁烷(M w=58g/mol,y2)看成是理想气体:PV=nRT n=PV/RT=8.3147⨯10-3mol(y1⨯30+(1-y1) ⨯58)⨯8.3147⨯10-3=0.3897y1=0.401 P1=40.63kPay2=0.599 P2=60.69kPa1.7 如图所示,一带隔板的容器内,两侧分别有同温同压的氢气与氮气,二者均可视为理想气体。
物理化学简明教程第四版课后练习题含答案
本文为物理化学简明教程第四版课后练习题,包含答案。
主要介绍了热力学和
量子化学方面的知识。
第一章热力学基础
1.1 热力学第一定律
1.1.1 以下哪种是热力学第一定律的表述?
A. 热量是一个守恒量
B. 能量不能被消灭,只能转化成其他形式
C. 系统的内能等于热量和功的代数和
答案:C
1.1.2 如果一个系统的内能增加了100 J,并且从系统中流出了30 J 的热量,那么系统所做的功是多少?
答案:70 J
1.2 热力学第二定律
1.2.1 以下哪种是最常用的热力学第二定律的表述?
A. 任何热量都不能从低温物体传递到高温物体,除非做功
B. 热力学过程的总熵永远不会减少
C. 热力学系统是一个孤立的系统
答案:B
1.2.2 熵的单位是什么?
答案:J/K
第二章量子力学基础
2.1 波粒二象性
2.1.1 波长为400 nm的光的能量是多少?
答案:4.94×10^-19 J
2.1.2 电子穿过双缝的实验表明电子具有波粒二象性。
在哪些情况下,电子的波动性会更加显著?
答案:在动量较小和物体尺寸较大的情况下
2.2 氢原子的结构
2.2.1 氢原子基态的能量是多少?
答案:-2.18×10^-18 J
2.2.2 在电子半径平方的图像中,哪些区域表示电子最有可能出现?
答案:波峰处
总结
本文介绍了物理化学中的热力学和量子化学方面的知识,包含了相关的课后练习题,答案也一并给出。
希望这些例题能够帮助读者更好地理解物理化学的相关知识。
物理化学热力学第一定律习题答案第二章热力学第一定律2-1 1mol 理想气体于恒定压力下升温「C,试求过程中气体与环境交换的功 W 解:体系压力保持恒定进行升温,即有P 外=P ,即反抗恒定外压进行膨胀,W P amb (V 2 M) pV 2 pV t nRT 2 nR 「 nR T 8.314J2-2系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。
若途径a 的Q a =2.078kJ,W a = -4.157kJ;而途径 b 的 Q b = -0.692kJ 。
求 W b 。
解:应用状态函数法。
因两条途径的始末态相同,故有△U b ,则 Q a W a Q b W b2-4某理想气体C V,m 1.5R 。
今有该气体5 mol 在恒容下温度升高50C ,求过程的W ,Q ,A H 和厶U 。
所以有,W b Q a W a Q2.078 4.157 0.6921.387kJ2-3 4mol 某理想气体,温度升高20C ,求厶H -△ U 的值。
解:方法一:T 20KU T n C p,m dTT 20Kn (Cp,mCV,m )dT方法二:可以用T 20KTn C V,m dT_ T 20KT r-p,m-v,m ;二T n RdT nR(T4 8.314 20 665.16J20K T)△ H=A U+A (PV)进行计算。
8.3145 50 5196J 5.196kJ根据热力学第一定律,:W=0故有Q=A U=3.118kJ 2-5某理想气体C V m 2.5R 。
今有该气体5 mol 在恒压下温度降低50C ,求过程的W ,Q ,A H 和厶U 。
解:恒容:W=0T 50KUT nC v,m dT nCV,m(T 50K T)nCV ,m 50K 5 38.3145 5023118J3.118kJT 50KT nC p,m dTH nC p,m (T 50K T) n(C V,m R) 50K H 7.275kJ U Q 5.196kJ( 7.725kJ) 2.079kJC Pm 7R 。