物理化学2
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物理化学习题与例题第一章习题习题1设有一电炉丝浸于水中,接上电源,通过电流一段时间。
如果按下列几种情况作为系统,试问ΔU,Q,W为正为负还是为零?(1)以电炉丝为系统;(2)以电炉丝和水为系统;(3)以电炉丝、水、电源及其它一切有影响的部分为系统。
习题2设有一装置如图所示,(1)将隔板抽去以后,以空气为系统时,ΔU,Q,W为正为负还是为零?(2)如右方小室亦有空气,不过压力较左方小,将隔板抽去以后,以所有空气为系统时,ΔU,Q,W为正为负还是为零?习题3(1)如果一系统从环境接受了160J的功,内能增加了200J,试问系统将吸收或是放出多少热?(2)一系统在膨胀过程中,对环境做了10 540J的功,同时吸收了27 110J的热,试问系统的内能变化为若干?[答案:(1) 吸收40J;(2) 16 570J] 习题4如右图所示,一系统从状态1沿途径1-a-2变到状态2时,从环境吸收了314.0J的热,同时对环境做了117.0J的功。
试问:(1)当系统沿途径1—b—2变化时,系统对环境做了44.0J的功,这时系统将吸收多少热?(2)如果系统沿途径c由状态2回到状态1,环境对系统做了79.5J的功,则系统将吸收或是放出多少热?[答案:(1)241.0 J;(2)放热276.5J] 习题5在一礼堂中有950人在开会,每个人平均每小时向周围散发出4.2xl05J的热量,如果以礼堂中的空气和椅子……等为系统,则在开会时的开始20分钟内系统内能增加了多少?如果以礼堂中的空气、人和其它所有的东西为系统,则其ΔU=?[答案:1.3×l08J;0] 习题6一蓄电池其端电压为12V,在输出电流为10A下工作2小时,这时蓄电池的内能减少了1 265 000J,试求算此过程中蓄电池将吸收还是放出多少热?[答案:放热401000J] 习题7 体积为4.10dm3的理想气体作定温膨胀,其压力从106Pa降低到105Pa,计算此过程所能作出的最大功为若干?[答案:9441J] 习题8 在25℃下,将50gN2作定温可逆压缩,从105Pa压级到2×106Pa,试计算此过程的功。
物理化学(二)复习填空题一、填空题 ( 共65题 144分 )1. 2 分 (3601)3601如在标准状况下,阳极析出 22.4 dm 3氧气(电流效率 100%),则通过电池的电量为 ________ 。
2. 2 分 (3667)3667离子迁移数 (t i ) 与温度、浓度都有关,对 BaCl 2水溶液来说,随着溶液浓度的增大,t (Ba 2+) 应 ________ ,t (Cl -) 应 _________ ;当温度升高时,t (Ba 2+)应 ________ ,t (Cl -) 应 ________ 。
(填入增大或减小)。
3. 5 分 (3685)3685已知m λ∞(½Mg 2+) = 53.06×10-4 S ·m 2·mol -1,m λ∞ (Cl -) = 76.34×10-4 S ·m 2·mol -1,则MgCl 2 溶液中t ∞(Mg 2+) = ,t ∞(Cl - ) = 。
4. 2 分 (3906)3906298K 时,当H 2SO 4溶液的浓度从0.01 mol ·kg -1增加到0.1 mol ·kg -1时,其电导率κ和摩尔电导率Λm 将:κ__________________,Λm ____________________。
(填入增加、减少或不变)5. 2 分 (3907)3907298 K 时,无限稀释的NH 4Cl 水溶液中,正离子迁移数t +=0.491。
已知=∞Cl)NH (4m Λ0.0150-12mol m S ⋅⋅,则Cl -离子的电迁移率=∞=Cl U ________________________。
6. 2 分 (3911)3911NaCl 稀溶液的摩尔电导率NaCl)(m Λ与其离子电迁移率之间的关系为:_____________________________________________________________。
药学本科《物理化学》下学期参考试卷及答案一、单选题A 型题 每一题有5个选项,其中只有一个选项是正确的。
1.在等温、等压的电池反应中,当反应达到平衡时,电池的电动势 。
A .等于零B .大于零C .等于E ΘD .随温度、压力的数值而变化E .不一定2.298.15K 时,实验测得苯巴比妥钠(NaP )、盐酸和氯化钠的无限稀释摩尔电导率分别为0.00735 S ·m 2·mol -1、0.04262 S ·m 2·mol -1和0.01265 S ·m 2·mol -1,则苯巴比妥的无限稀释摩尔电导率为 。
A .0.06262 S ·m 2·mol -1B .0.04792 S ·m 2·mol -1C .0.03732 S ·m 2·mol -1D .0.02626 S ·m 2·mol -1E .0.01313 S ·m 2·mol -13.当温度一定时,某电池反应的电池电动势温度系数大于零,由此可确定电池恒温可逆放电时是 。
A .吸热B .放热C .不吸热也不放热D .先吸热后放热E .无法确定4.正离子的迁移数与负离子的迁移数之和是 。
A .大于1B .等于1C .小于1D .等于0E .不一定是多少5.金属电极、气体电极、汞齐电极可归类为 。
A .第一类电极B .第二类电极C .第三类电极D .第四类电极E .以上答案均不正确6.电解CuSO 4水溶液时,当通过的电量为2F 时,在阴极上析出Cu 的量为 。
A .0.5mol B .1.0 molC .1.5molD .2.0 molE .2.5 mol7.在下列电池中,其电池电动势与氯离子活度()Cl α-无关的是 。
A .Zn(s) | ZnCl 2(aq) || KCI(aq) | AgCl(s) | Ag(s)(共12页) 一A·2· B .Zn(s) | ZnCl 2(aq) | C12(g) | PtC .Hg(l) | Hg 2C12(s) | KCl(aq) || AgNO 3(aq) | Ag(s)D .Ag(s) | AgC1(s) | KCl(aq) | C12(g) | PtE .A 和B8.在298K 时,电池Pb(Hg) (a 1) | Pb(NO 3)2 (aq) | Pb(Hg) (a 2) 中,若a 1> a 2,则其电动势E 。
期末试卷
一、单项选择题
1.一封闭系统从A态出发,经一循环过程后回到A态,则下列何者为零
A.Q
B.W
C.Q+W
D.Q-W
【正确答案】C
【答案解析】
本题知识点:化学反应热效应的计算、能量代谢与微量量热技术简介,
2.系统经一等压过程从环境吸热,则
A.Q>0
B.△H>0
C.△U>0
D.a,b都对
【正确答案】A
【答案解析】
本题知识点:热化学,
3.若要通过节流膨胀达到制冷目的,则节流操作应控制的条件是
A.μJ-T<0
B.μJ-T>0
C.μJ-T=0
D.不必考虑μJ-T值
【正确答案】B
【答案解析】
本题知识点:热化学,
4.已知某反应的标准反应熵大于零,则该反应的标准反应吉布斯自由焓将随温度的升高
A.增大
B.不变
C.减小
D.不确定
【正确答案】C
【答案解析】
本题知识点:卡诺循环、卡诺定理、熵,
5.合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)达平衡后加惰性气体,且保持体系
【正确答案】D
【答案解析】
本题知识点:温度对平衡常数的影响、其他因素对化学平衡的影响、反应的偶合,
6.Mg0(s)+CI(g)=MgCl2(s)+O2(g)达平衡后,增加总压(气体为理想气体),
【正确答案】B
【答案解析】
本题知识点:温度对平衡常数的影响、其他因素对化学平衡的影响、反应的偶合,
7.反应2C(s)+O2(g)2CO(g)
,单位为:J·mol-1,若温度增加,则。
第二章:热力学第一定律一.基本概念体系与环境体系:在科学研究时必须先确定研究对象,把一部分物质与其余分开,这种分离可以是实际的,也可以是想象的。
这种被划定的研究对象称为体系,亦称为物系或系统。
环境:与体系密切相关、有相互作用或影响所能及的部分称为环境。
体系的分类:(1)敞开体系:体系与环境之间既有物质交换,又有能量交换(2)封闭体系:体系与环境之间无物质交换,但有能量交换(3)孤立体系:体系与环境之间既无物质交换,又无能量交换,故又称为隔离体系。
有时把封闭体系和体系影响所及的环境一起作为孤立体系来考虑体系的性质:广度性质:又称为容量性质,它的数值与体系的物质的量成正比,如体积、质量、熵等。
这种性质有加和性,在数学上是一次齐函数。
强度性质:它的数值取决于体系自身的特点,与体系的数量无关,不具有加和性,如温度、压力等。
它在数学上是零次齐函数。
指定了物质的量的容量性质即成为强度性质,如摩尔热容热力学平衡态热平衡:体系各部分温度相等。
力学平衡体系各部的压力都相等,边界不再移动。
如有刚壁存在,虽双方压力不等,但也能保持力学平衡。
相平衡:多相共存时,各相的组成和数量不随时间而改变。
化学平衡:反应体系中各物的数量不再随时间而改变。
状态函数:体系的一些性质,其数值仅取决于体系所处的状态,而与体系的历史无关;它的变化值仅取决于体系的始态和终态,而与变化的途径无关。
具有这种特性的物理量称为状态函数状态函数的特性可描述为:异途同归,值变相等;周而复始,数值还原。
状态函数在数学上具有全微分的性质。
状态方程体系状态函数之间的定量关系式称为状态方程对于一定量的单组分均匀体系,状态函数T,p,V 之间有一定量的联系。
经验证明,只有两个是独立的,它们的函数关系可表示为:T=f(p,V)p=f(T,V)V=f(p,T)热和功热:体系与环境之间因温差而传递的能量称为热,用符号Q表示。
Q的取号:体系吸热,Q>0;体系放热,Q<0 。
物理化学试卷
班级姓名分数
一、选择题( 共10题20分)
1. 2 分(0241)
0241
理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? ( )
2. 2 分(1791)
1791
已知373 K 时,液体A的饱和蒸气压为5×104 Pa,液体B 的饱和蒸气压为105 Pa,A和B构成理想液体混合物,当A在溶液中的物质的量分数为0.5 时,气相中B的物质的量分数为:( )
(A) 1/1.5 (B) 1/2
(C) 1/2.5 (D) 1/3
3. 2 分(1743)
1743
在某温度下,当B溶解于A中形成溶液时,若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积时,(设B的偏摩尔体积大于零),若增加压力则B在A中的溶解度将:( ) (A)增大(B)减小
(C)不变(D)不确定
4. 2 分(0393)
0393
反应(1) CaCO3(s)−−→CaO (s) + CO2(g);Δr H m=179.5 kJ·mol-1
反应(2) C2H2(g) + H2O (l)−−→CH3CHO (g);Δr H m=-107.2 kJ·mol-1
反应 (3) C 2H 4(g) + H 2O (l)−−→C 2H 5OH (l); Δr H m =-44.08 kJ·mol -1 反应 (4) CS 2(l) + 3O 2(g)−−→CO 2(g) + 2SO 2(g); Δr H m =-897.6 kJ·
mol -1 其中热效应 │Q p │>│Q V │ 的反应是: ( )
(A) (1),(4) (B) (1),(2)
(C) (1),(3) (D) (4),(3)
5. 2 分 (1914)
1914
在恒温恒压下形成理想液体混合物的混合吉布斯自由能Δmix G ≠ 0,恒温下Δmix G 对温度T 进行微商,则: ( )
(A) (∂Δmix G /∂T )T < 0
(B) (∂Δmix G /∂T )T > 0
(C) (∂Δmix G /∂T )T = 0
(D) (∂Δmix G /∂T )T ≠ 0
6. 2 分 (1232)
1232
关于偏摩尔量,下面的叙述中不正确的是:
(A) 偏摩尔量的数值可以是正数、负数和零
(B) 溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量,而且都不等于其摩尔量
(C) 除偏摩尔吉布斯自由能外,其他偏摩尔量都不等于化学势
(D) 溶液中各组分的偏摩尔量之间符合吉布斯-杜亥姆关系式
7. 2 分 (1705)
水的蒸气压为 1705 Pa ,设纯水的活度为 1。
试计算:
(1) 在溶液中水的活度系数;
(2) 水在溶液中的化学势与纯水化学势之差。
8. 2 分 (1231)
1231
试证明化学势也能用下式表示: μB = -T (∂S /∂n B c
,,)U V n
9. 2 分 (9027)
9027
在263 K 的过冷水凝结成263 K 的冰,则: ( )
(A) ΔS <0 (B) ΔS >0
(C) ΔS =0 (D) 无法确定
*. 2 分 (1132)
1132
在下列状态变化中,哪些可以应用公式d U=T d S-p d V?
O2
(A) NO2气体缓慢膨胀,始终保持化学平衡NO2===NO+1
2
(B) NO2气体以一定速度膨胀,解离出来的NO+1
O2总是落后于平衡组成
2
O2的条件下膨胀
(C) SO3气体在不解离为SO2+1
2
(D) 水在-10℃时等温结冰
二、填空题( 共10题20分)
11. 2 分(0159)
0159
某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行,系统的温度由T1升高至T2,
则此过程的焓变零;如果这一反应在恒温T1、恒压和只做膨胀功的条件下进行,
则其焓变零。
12. 2 分(0387)
0387
300 K时,将2 mol Zn片溶于过量的稀硫酸中,若反应在敞口容器中进行时放热Q p,在封闭刚性容器中进行时放热Q V,则Q V -Q p= _______ J。
13. 2 分(2095)
2095
在25 °C下,1gNaCl溶于1kg水中,此液的渗透压为:__________________。
已知M r(NaCl)=58.45。
14. 2 分(0745)
0745
选择“>”、“<”、“=”中的一个填入下列空格。
理想气体恒温可逆压缩,∆S _____ 0,∆G _____ 0。
15. 2 分(0388)
0388
已知反应2 H2(g) + O2(g)−−→2 H2O(l)在298 K时恒容反应热Q V =-564 kJ·mol-1,则
$= _______kJ·mol-1。
H2(g)在298 K时标准摩尔燃烧焓Δc H
m
16. 2 分(2094)
2094
25 °C 下,1g葡萄糖(C6H12O6)溶于1kg水中,此液的渗透压为。
已知M r(C6H12O6)=180.16。
17. 2 分(0691)
0691
在绝热封闭条件下,体系的∆S的数值可以直接用作过程方向性的判据, ∆S = 0
表示可逆过程;∆S > 0 表示________ ;∆S < 0 表示__________ 。
18. 2 分(0382)
0382
对于任何宏观物质,其焓H一定_______ 内能U (填上>、<、=) ,因为_________;对于等温理想气体反应,分子数增多的ΔH一定_________ΔU,因为______
______ 。
19. 2 分(1884)
1884
非理想气体的化学势表达式为μB= ,其中标准态的物理意义是:。
20. 2 分(9039)
9039
对非缔合液体物质,在正常沸点时的蒸发熵约为J·K-1·mol-1。
三、计算题( 共6题40分)
21. 10 分(2492)
2492
已知固体苯的熔化热为9870 J⋅mol-1 (可视为常数),苯的三相点温度为278 K, 求在268 K,p∃下,过冷液体苯的蒸气压(p l)与固体苯的蒸气压(p s)之比p l /p s,以及1 mol过冷液体苯凝固过程的∆fus G m及∆fus S m。
22. 10 分(3105)
3105
甲烷转化反应
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
在900 K 下的平衡常数K p=128×102(kPa)2,若取等物质的量的甲烷与水蒸气反应,问
在900 K 及p∃压力下达平衡时物系的组成。
23. 5 分(2956)
2956
110.1℃,6.05×104Pa时,从测定醋酸蒸气的密度得到平均相对摩尔质量是醋酸单分子的1.520倍。
假定气体中只含有单分子和双分子。
试求2CH3COOH(g) = (CH3COOH)2(g)的
$。
Δr G
m
24. 5 分(0497)
0497
已知p ∃,298 K 下, C(s),H 2(g)和C 6H 6(l)的燃烧热分别为-393.3 kJ·mol -1,-285.8 kJ·mol -1和-3268 kJ·mol -1。
求反应6C(s)+3H 2(g) −−→C 6H 6(l)的热效应Δr H m $。
25. 5 分 (2013)
2013
浓度为m 的NaCl 溶液,其渗透压为202.65 kPa ,计算下述过程的∆μ。
H 2O(溶液,m ,298 K) H 2O(纯,298 K )
设溶液密度为1.0 -3kg dm ⋅。
26. 5 分 (2348)
2348
Ag 2O 分解的计量方程为
Ag O s Ag s O g 22
212()()()=+ 当用Ag 2O(s)进行分解时,体系的组分数、自由度和可能平衡共存的最大相数各为多少?
四、问答题 ( 共 4题 20分 )
27. 5 分 (3006)
3006
将N 2和 H 2按 1:3 混合使其生成氨,证明:在平衡状态,当 T 一定,x << 1 时, NH 3(g) 的物质的量分数 x 与总压 p 成正比(设该气体为理想气体)。
28. 5 分 (0293)
0293
试从热力学第一定律的原理出发,论证封闭体系不作非体积功的理想气体的恒压绝热过程不可能发生。
29. 5 分 (1956)
1956
为了获得最大混合熵,试问正庚烷和正己烷应以什么比例混合?(以物质的量分数计)
30. 5 分 (2577)
2577
假设组分 A 和 B 能够形成一个化合物 A 2B , A 的熔点比 B 的低,且 A 2B 没有相合熔点,试画出该体系在等压下的温度—组成示意图,并标出各相区的相态。