物理化学作业及答案

第二章多相多组分系统热力学2007-4-24§2.1 均相多组分系统热力学 练习1 水溶液(1代表溶剂水，２代表溶质)的体积V 是质量摩尔浓度b 2的函数，若 V = A +B b 2+C (b 2)2(1)试列式表示V 1和V 2与b 的关系；答： b2: 1kg 溶剂中含溶质的物质的量， b 2=n 2, 112222,,,,2T P n T P n V V V B cb n b ⎛⎫⎛⎫∂∂===+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ ∵ V=n 1V 1+n 2V 2( 偏摩尔量的集合公式)∴ V 1=(1/n 1)(V-n 2V 2)= (1/n 1)( V-b 2V 2)= (1/n 1)(A+Bb 2+c(b 2)2-Bb 2-2cb 2)= (1/n 1)[A-c(b 2)2] (2)说明A ,B , A/n 1 的物理意义；由V = A +B b 2+C (b 2)2 ， V=A;A: b 2→0, 纯溶剂的体积，即1kg 溶剂的体积B; V 2=B+2cb 2, b 2→0, 无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积A/n 1：V 1= (1/n 1)[A-c(b 2)2]，∵b 2→0，V = A +B b 2+C (b 2)2, 纯溶剂的体积为A, ∴A/n 1 为溶剂的摩尔体积。

(3)溶液浓度增大时V 1和V 2将如何变化?由V 1，V 2 的表达式可知， b 2 增大，V 2 也增加，V 1降低。

2哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量? 答： 偏摩尔量定义为,,c B B T P n Z Z n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭所以,,c B B T P n G G n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,c B B T P n H H n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cBB T P n F F n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cB B T P n U U n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 化学势定义为：,,c B B T P n G n μ⎛⎫∂=⎪∂⎝⎭= ,,c B T V n F n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,c B S V n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,cB S P n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 可见，偏摩尔Gibbs 自由能既是偏摩尔量又是化学势。

《物理化学》作业习题物理化学教研组解2009，7第一章 热力学第一定律与热化学1. 一隔板将一刚性决热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。

现将隔板抽去左、右气体的压力达到平衡。

若以全部气体作为体系，则ΔU 、Q 、W 为正？为负？或为零？解：0===∆W Q U2. 试证明1mol 理想气体在衡压下升温1K 时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R 。

证明：R T nR V V p W =∆=-=)(123. 已知冰和水的密度分别为：0.92×103kg ·m -3，现有1mol 的水发生如下变化：(1) 在100oC ，101.325kPa 下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体；(2) 在0 oC 、101.325kPa 下变为冰。

试求上述过程体系所作的体积功。

解：(1) )(m 1096.11092.010183633--⨯⨯⨯＝＝冰V )(m 1096.1100.110183633--⨯⨯⨯＝＝水V )(10101.3373314.81)(3J nRT V V p W e ⨯=⨯⨯===冰水－ (2) )(16.0)108.11096.1(101325)(55J V V p W e =⨯-⨯⨯=-=--水冰4. 若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。

(1) Q 、W 、Q －W 、ΔU 是否已经完全确定。

(2) 若在绝热条件下，使体系从某一始态变化到某一终态，则(1)中的各量是否已完全确定？为什么？解：(1) Q －W 与ΔU 完全确定。

(2) Q 、W 、Q －W 及ΔU 均确定。

5. 1mol 理想气体从100o C 、0.025m 3 经过下述四个过程变为100o C 、0.1m 3： (1) 恒温可逆膨胀； (2) 向真空膨胀； (3) 恒外压为终态压力下膨胀；(4) 恒温下先以恒外压等于气体体积为0.05m 3时的压力膨胀至0.05 m 3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1m 3。

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题号:1 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5
内容:
图形:
A、
B、
C、
D、
标准答案:C
学员答案:A
本题得分:0
A、
B、
C、
D、
标准答案:B 学员答案:B 本题得分:5
A、
B、
C、
D、
标准答案:A
学员答案:C
本题得分:0
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题号:4 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5
内容:
图形:
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题号:5 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5
内容:
图形:
A、
B、
C、
D、
标准答案:C
学员答案:B
本题得分:0
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题号:7 题型:单选题（请在以下几个选项中选择唯一正确答案）本题分数:5
内容:
图形:
A、
B、
C、
D、
标准答案:D
学员答案:C
本题得分:0
A、
B、
C、
D、
标准答案:A 学员答案:B 本题得分:0
A、
B、
C、
D、
标准答案:B 学员答案:B 本题得分:5。

(一) 单选题1. 下列物理量中，不属于体系性质的是（）。

(A)-pdV(B)(C)(D)参考答案：(B)2. 在恒压恒温条件下，溶剂A与溶质B形成一定浓度的溶液，若采用不同的浓度表达形式表示溶液中A和B的浓度，则（）。

(A)溶液中A和B的活度不变(B) 溶液中A和B的参考态化学势值不变(C) 溶液中A和B的活度系数不变(D) 溶液中A和B的化学势值不变参考答案：(D)3. 在298K下，A和B两种气体单独在某一溶剂中溶解时均遵守Henry定律，Henry常数分别为kA和kB，且已知，则当A和B压力（平衡时的）相同时，在一定量的该溶剂中溶解的关系为（）。

(A)A的量大于B的量(B)A的量小于B的量(C)A的量等于B的量(D)A的量与B的量无法比较参考答案：(B)4. 当5mol的H2（g）与4mol的Cl2（g）混合，最后生成2mol的HCl（g）。

若以下式为基本单元：(A) 1mol (B) 2mol (C) 4mol (D) 5mol参考答案：(A)5.凡是孤立系统中进行的变化，其的值一定是（）。

(A)(B)(C)(D)参考答案：(D)6.封闭系统中，若某过程的A=WR，应满足的条件是（）。

(A)等温、可逆过程(B)等容、可逆过程(C)等温等压、可逆过程(D)等温等容、可逆过程参考答案：(A)7.某纯物质体系的，当压力升高时其熔点将（）。

(A)升高(B) 降低(C) 不变(D) 不确定参考答案：(A)8.在温度T时，纯液体A的饱和蒸气压为，化学势为，并且已知在下的凝固点为，当A中溶入少量与A不形成固态溶液的溶质而形成为稀溶液时，上述三物理量分别为，则（）。

(A)(B)(C)(D)参考答案：(D)9. 定义偏摩尔量时规定的条件是（）。

(A)等温等压(B) 等熵等压(C) 等温，溶液浓度不变(D) 等温等压，溶液浓度不变参考答案：(D)10. 盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是（）。

(一) 单选题1. 当发生极化时，组成电池的两电极的电极电势将会是（）(A) 阳极电势越来越负，阴极电势越来越正(B) 阳极电势越来越正，阴极电势越来越负 (C) 阳极电势和阴极电势均越来越正 (D) 阳极电势和阴极电势均越来越负参考答案： (B)2. 下列电池中，电池电动势与Cl-离子的活度无关的是（）(A)(B) (C) (D)参考答案： (C)3. 溶胶的动力性质是由于粒子的不规则运动产生的，在下列各种现象中，不属于溶胶动力性质的是（）(A)渗透压(B)扩散(C)沉降平衡(D)电泳参考答案： (D)4. 有以下两个电池，电动势分别为E1和E2比较其电动势大小（）(A)(B)(C) E1=E2(D) 不能确定参考答案：(C)5.在等温、等压下，电池以可逆方式对外做电功时的热效应等于（）(A)(B)(C)(D) zEF参考答案：(B)6.以下4种电解质溶液的浓度都是0.01，其中平均活度系数最大的是（）(A)KCl (B) CaCl2 (C) Na2SO4 (D) A1C13参考答案：(A)7.在298K下，当H2SO4溶液的浓度从0.01增加到0.1时，其电导率和摩尔电导率将（）(A)减小，增加(B) 增加，增加(C) 减小，减小(D) 增加，减小参考答案：(D)8. 某电池在298K，标准压力下可逆放电时，放出100J的热量，则该电池反应的焓变值为（）(A)=100J(B)(C)(D)参考答案：(A)9. 对于有过量的KI存在的AgI溶胶，下列电解质中聚沉能力最强的是（）(A)NaCl (B) K3 (C) MgSO4 (D) FeCl3参考答案：(D)10.这两个电池电动势E1和E2的关系为()(A)E1=E2(B)E1=2E2(C)E1=0.5E2(D)无法比较参考答案： (C)11. 将大分子电解质NaR 的水溶液用半透膜和水隔开，达到Donnan 平衡时，膜外水的pH （）(A)大于7(B)小于7(C)等于7(D)不能确定参考答案： (A)12. 电解时，在阳极上首先发生氧化作用而放电的是()(A) 标准还原电极电势最大者(B) 标准还原电极电势最小者(C) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电极电势最大者 (D) 考虑极化后，实际上的不可逆还原电极电势最小者参考答案： (A)13. 天空中的水滴大小不等，在运动中，这些水滴的变化趋势为（）(A) 大小滴分散成小水滴，半径趋于相等(B) 大水滴变大，大小滴缩小(C) 大小水滴的变化没有规律(D) 不会产生变化参考答案：(B)14. 用渗透压法测大分子化合物的摩尔质量，这样测得的摩尔质量属于（）(A)质均摩尔质量(B)数均摩尔质量(C)Z均摩尔质量(D)黏均摩尔质量参考答案：(B)15.某物质B在溶液表面的吸附到达平衡时，其在溶液表面的化学势(表)与在溶液本体内的化学势(内)的关系为（）(A)(B)(C)(D) 难以确定参考答案：(C)16. 有一飘荡在空气中的球形液膜，内部也是空气。

物理化学作业答案第一章热力学第一定律一、判断题（正确打√，错误打×）1. 由于p和V都是状态函数，则pV也是状态函数。

（√ ）2. 状态函数改变后，状态一定改变。

（√ ）3. 孤立系统内发生的一切变化过程，其 U Δ必定为零。

（√ ）4. 温度越高，Q值越大。

（×）5. 等压过程是指系统在变化过程中系统的压力等于环境的压力。

（×）6. 不做非体积功是指系统的始态和终态的体积相同。

（×）7. 在标准状态下，最稳定单质的焓值等于零。

（×）8. O2 （g）的标准摩尔燃烧焓等于零。

（√ ）9. H2O（l）的标准摩尔燃烧焓等于零。

（√ ）10. H2和O2在绝热钢瓶中发生反应的U △ 等于零。

（√）二、选择题（选1个答案）1. 是状态函数。

（ A ）A．G B．△U C．W D．Q2. 不是状态函数。

（ D ）A．H B．U C．S D．△G3. 具有广度性质。

（ B ）A．T B、U C．P D．ρ（密度）4. 具有强度性质。

（ D ）A．S B．V C．G D．η（粘度）5. 的标准摩尔生成焓等于零。

（ A ）A．C（石墨） B．C（金刚石） C．CO2 D．CO6．的标准摩尔燃烧焓等于零。

（ C ）A．C（石墨） B．C（金刚石） C．CO2 D．CO7. 理想气体在外压为 101.325kPa 下的等温膨胀，该过程的。

（ A ）A．Q>0 B．Q<0 C．△U>0 D．△U<08. 101.325kPa和 273.15K的水等温等压变为冰，该过程的。

（ D ）A．Q>0 B．△U=0 C．△H>0 D．△H<09. 下列叙述中不属于状态函数特征的是。

（ C ）A．系统变化时，状态函数的改变值只由系统的始、终态决定。

B．系统状态确定后，状态函数的值也确定。

C．状态函数均有加和性。

D．经循环过程，状态函数的值不变。

每次物理化学作业及答案§1.1 热力学基本概念第一周(1) 练习1“任何系统无体积变化的过程就一定不对环境作功。

”这话对吗?为什么?答：不对，应该是无体积变化的过程,系统就一定不对环境作体积功。

系统和环境之间交换能量的方式,除体积功外,还有非体积功,如电功,表面功等.2“凡是系统的温度下降就一定放热给环境，而温度不变时则系统既不吸热也不放热。

”这结论正确吗?举例说明之。

答:不正确。

系统的温度下降，内能降低,可以不放热给环境.例如: (13页例1-4) 绝热容器中的理想气体的膨胀过程,温度下降释放的能量,没有传给环境,而转换为对外做的体积功.而温度不变时则系统既不吸热也不放热。

不对, 等温等压相变过程，温度不变,但需要吸热(或放热), 如一个大气压下，373.15K 下，水变成同温同压的水蒸汽的汽化过程，温度不变，但需要吸热。

3在一绝热容器中盛有水，其中浸有电热丝，通电加热。

将不同对象看作系统，则上述加热过程的Q或W大于、小于还是等于零?⑴以电热丝为系统Q<0; W>0；⑵以水为系统; Q>0;W=0；⑶以容器内所有物质为系统Q=0; W>0；⑷将容器内物质以及电源和其它一切有影响的物质看作整个系统。

Q=0;W=0.4在等压的条件下，将1mol理想气体加热使其温度升高1K，试证明所作功的数值为R。

证明：∵等压过程则P1=P2=P e∴W=-p(V2-V1)=-p[ nR(T+1)/p- nRT/p]= -p×(nR/p)= -R51mol理想气体，初态体积为25dm3，温度为373.2K，试计算分别通过下列四个不同过程，等温膨胀到终态体积100dm3时，系统对环境作的体积功。

(1)向真空膨胀。

(2)可逆膨胀。

(3)先在外压等于体积50dm3时气体的平衡压力下，使气体膨胀到50dm3，然后再在外压等于体积为100dm3时气体的平衡压力下使气体膨胀到终态。

(4)在外压等于气体终态压力下进行膨胀。

福建师范大学网络教育学院《物理化学》复习资料参考答案一、单项选择题1、已知某反应的速率常数k 为5.0×10 –7mol -1·dm 3·s -1，则该反应反应级数n 是（ C ）(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 2、涉及焓的下列说法中正确的是：（D ）（A ）单质的焓值均为零 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 ）化学反应中体系的焓3、水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下列叙述 不正确的是： ( D ) (A) 管内水面为凹球面 ； (B) 管内汞面为凸球面 ； (C) 管内水面高于水平面 ； (D) 管内汞面与汞平面一致 。

4、在等温等压下，当反应的rGm= 5kJ •mol-1时，该反应能否进行? (C)(A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行5、已知反应 2NH3 = N2 + 3H2，在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应1/2 N2 + 3/2 H2 = NH3 的标准平衡常数为：(C) (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 16、反应 2C(s) + O2(g)===2CO(g)，其rGm/(J •mol-1) = -232600 - 167.7T/K ，若温度升高，则：(C) (A) rGm变负，反应更完全 (B) Kp变大，反应更完全(C) Kp变小，反应更不完全 （D ）无法判断7、298K 时电池Pt, H 2 (p θ)|HCl (a = 0.01) |AgCl (s)+Ag (s) 的标准电动势E θ为： （ A ）（已知V H H 02/=+θϕ，V AgAgCl Cl 2224.0/=+-θϕ）(A) 0.2224V (B) – 0.2224V (C) 0.3406V (D) – 0.1042V 8、一定温度下下列哪些反应，增加压力能使反应向生成产物方向移动 （ C ） （A ） H 2（g ）+I 2（g ） = 2HI （g ） (B) C （s ）+1/2 O 2（g ）= CO （g ） (C) SO 2（g ）+1/2O 2（g ）= SO 3（g ） (D) C （s ）+O 2（g ）= CO 2（g ）9、对于稀溶液，下列说法正确的是：（C）(A) 溶剂和溶质都服从拉乌尔定律 (B) 溶剂和溶质都服从亨利定律(C) 溶剂服从拉乌尔定律 (D) 溶剂服从亨利定律溶质服从亨利定律溶质服从拉乌尔定律10、下现象属于溶胶的光学性质的是：（ C ）(A) 电泳 (B) 布朗运动 (C) 丁铎尔现象 (D) 沉降平衡11、任意量的NH4Cl（s）、NH3（g）及HCl（g），平衡时该体系的独立组分数和相数应为（D）(A) 1；1 (B) 2；1 (C) 1；2 (D) 2；212、二级反应的速率常数的单位是：（ B ）(A) s-1 (B) dm6·mol-2·s-1 (C) s-1·mol-1 (D) dm3·s-1·mol-113、二组分理想液态混合物的蒸气总压（ B ）(A)与溶液的组成无关 (B)介于两纯组分的蒸气压之间(C) 大于任一纯组分的蒸气压 (D)小于任一纯组分的蒸气压14、已知在273K时，液体A的饱和蒸气压为66662 Pa，液体B 的饱和蒸气压为101325 Pa，设A和B构成理想溶液，则当A在溶液中的摩尔分数x A = 0.5时，气相中A的摩尔分数为（C）(A) 0.200 (B) 0.300 (C) 0.397 (D) 0.60315、以下现象属于溶胶的电动现象的是：（A）(A) 电泳 (B) 布朗运动 (C) 丁达尔现象 (D) 沉降平衡16、甲酸在金表面上分解为CO2和H2的反应是一级反应，413 K和458 K的速率常数分别为5.5×10-4ｓ-1和9.2×10-3ｓ-1，则分解反应的活化能Ea 为：（C）（A）128.4 kJ·mol-1 (B)108.4 kJ·mol-1(C) 98.4 kJ·mol-1 (D)88.4 kJ·mol-117、某一同位素的半衰期为 12 h，则 48 h 后，它的浓度为起始浓度的： (A)(A) 1/16 (B) 1/8 (C) 1/4 (D) 1/218、某反应的速度常数k为5.0×10－5S－1dm3.mol－1，若浓度单位改变为 mol.cm－1，时间单位改变为 min，则k的数值为：（A）（A）3 （B）8.33×10－10（C）8×10－10 （D）3×10－1019、A和B两组分混合形成理想溶液（即理想液态混合物），那么该混合过程的（ B ）(A) ∆mix H > 0 ∆mixV =0 (B) ∆mixH = 0 ∆mixV = 0(C) ∆mix H = 0 ∆mixV < 0 (D) ∆mixH > 0 ∆mixV < 020、反应PCl5（g）= PCl3（g）+Cl2（g），一定温度下，要使平衡向生成产物的方向移动，应采取的措施是：（ C）(A) 增加压力 (B) 体积不变，通入氮气使压力增大(C) 压力不变，通入氮气使体积增大(D) 体积不变，通入氯气使压力增大21、完全润湿时，固/液界面的润湿角：（A）(A) ＝0 o；(B) < 90 o；(C) > 90 o；(D) = 90 o。

1：[单选题]恒温下，在反应2NO2(g) = N2O4(g) 达到平衡后的体系中加入惰性气体，则A: 平衡向右移动；B:平衡向左移动；C: 条件不充分，无法判断；D: 平衡不移动。

参考答案：C2：[单选题]某反应速率常数k = 2.31 ×10-2mol-1・dm3・s-1，反应起始浓度为1.0 mol・dm-3，则其反应半衰期为：A: 43.29 s ；B:15 s ；C: 30 s ；D:21.65 s 。

参考答案：A3：[单选题]下列叙述中错误的是：A:水的三相点的温度是273.15K，压力是610.62 Pa ；B:三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变；C:水的冰点温度是0℃(273.15K)，压力是101325 Pa ；D: 水的三相点f = 0，而冰点f = 1 。

参考答案：A4：[单选题]在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水(A)和纯水(B)。

经历若干时间后，两杯液面的高度将是A：A杯高B杯B：A杯等于B杯C：A杯低于B杯D：视温度而定参考答案：A5：[单选题]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。

参考答案：B6：[单选题]已知下列反应的平衡常数：H2(g) + S(s) = H2S(s) (1) K1 ；S(s)+O2(g)=SO2(2) K2则反应：H2(g)+SO2(g)=O2(g)+H2S(g) 的平衡常数为（）A:K1 + K2 ；B:K1 - K2 ；C:K1·K2 ；D:K1/K2 。

参考答案：D7：[单选题]盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是：A:天气太热；B:很少下雨；C:肥料不足；D:水分倒流。

参考答案：D8：[单选题]过饱和溶液中，溶质的化学势比同温同压纯溶质的化学势A：高B：低C：相等D：不可比较参考答案：A9：[单选题]已知化合物：①CaCO3的分解温度为897℃；②MnCO3的分解温度为525℃，它们在298K下分解反应的平衡常数Kp关系为：A: Kp① > Kp②；B:Kp① < Kp②；C:Kp① = Kp②；D:无法比较。

第二章 热力学第一定律2.11 1 mol 理想气体于27°C ，101.325kPa 的始态下，先受某恒定外压温压缩至平衡态，再恒容 升温至97.0°C ，250.0 kPa ，求过程的W ，Q ， U ， H,已知气体的C v,m =20.92J 。

mol -1•K -1。

解：111325.10115.3001V kPa p K T mol n ===−−→−=0dT 22215.3001V p K T moln ==−−→−=0dV 233300.25015.3701V V kPap K T moln ====因为23V V =，有3322T p T p=，kPa kPa T T p p 72.20215.37015.30000.2503232=⨯==02=WkJJ p pnRT p nRT p nRT V V p W 497.2)]1325.10172.202(15.300314.81[)1()(12111211221=-⨯⨯⨯=-=+-=--=所以 kJ W W W 497.221=+=()()()kJkJ W U Q kJ J T T R Cn T TnC H kJJ T T nC U mV mp m V 033.1497.2464.1(046.2)]15.30015.370()314.892.20(1[)(464.1)15.30015.370(92.201[13,13,13,-=-=-∆==-⨯+⨯=-+=-=∆=-⨯⨯=-=∆2.39 某双原子理想气体1 mol 从始态350K ，200kPa 经过如下五个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功W1) 恒温可逆膨胀到50kPa ；2) 恒温反抗50kPa 恒外压不可逆膨胀； 3) 恒温向真空膨胀到50kPa ； 4) 绝热可逆膨胀到50kPa ；5) 绝热反抗50kPa 恒外压不可逆膨胀； 解：（1）kJ J p p nRT W 034.4)20050ln 350314.81(ln12-=⨯⨯⨯== （2）kJj p nRTp nRT p V V p V p W 182.2)]200350314.8150350314.81(50[)()(1212-=⨯⨯-⨯⨯⨯=--=--=∆-=（3）0=amb p ，0=∆-=V p W amb（4）对绝热可逆过程：R C m p 5.3,=，R C m V 5.2,=()K K T p p T R R C R T m p 5.235]350)20050[()(5.3/1/12,=⨯=⨯= 因为Q=0，所以()()[]kJJ T T nC Q U W m V 380.23505.235314.85.21012,-=-⨯⨯⨯=--=-∆=（5）Q=0，所以 ()12,T T nC U Q U W m V -=∆=-∆=而 )(11222p nRT p nRT p V p W --=∆-= 联合上述二式可得)350(314.85.21350314.8120050314.8)1(22K T K T -⨯⨯=⨯⨯⨯+⨯- 解出 K T 2752=于是()()[]kJ J T T nC U W m V 559.13505.235314.85.2112,-=-⨯⨯⨯=-=∆= 第三章 热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。

《物理化学》作业及复习题一1. 热力学第一定律的数学表达式？在热化学中的两个形式及适用条件？△U=Q+W 封闭体系，恒温恒容，非体积功为零：△U=Q V 封闭体系，恒温恒压，非体积功为零：△H=Q p2. 热力学第二定律的数学表达式？在化学中的两个判据及适用条件？S （系统）+△S （环境）≥0封闭体系，恒温恒容，非体积功为零：△A ≤0 封闭体系，恒温恒压，非体积功为零：△G ≤03. 你学过哪些状态函数？哪些是容量性质？哪些是强度性质？焓、吉布斯函数和亥姆霍兹函数是如何定义的？T,V ,p,U,H,S,A,G V,U,H,S,A,G 是容量性质, T, p 是强度性质 H=U+pV A=U-TS G=H-TS4. 系统经绝热不可逆膨胀△S > 0，经绝热不可逆压缩△S .> 0，经绝热可逆膨胀或压缩△S .= 0。

5.A. △H>0, 且△S>0B. △H>0,且△S<0 D. △H<0,且△S<06. 欲使一过程的△A=0，应满足的条件是：A. 可逆绝热过程C. 恒温恒压且只作膨胀功的可逆过程 7. 实际气体经不可逆循环，则：A ．△U=0，△H>0 B.△U>0,△H>0 C. △U=0, △H<0 8. 1mol 、25℃的液体苯在弹式量热计中完全燃烧，放热3264KJ ，则反应的恒压热是 Q p =Q V +RT △n .。

9. 270 K 、101.325 Kpa 时，1 molA. ΔS 系统+ΔS 环境 ≥ 0B. ΔS 系统+ΔS 环境 > 0 D. ΔS 系统+ΔS 环境 < 010. 某系统状态A 经不可逆过程到状态B ，再经可逆过程回到状态A ，则系统的亥姆霍兹函数ΔA = 0 。

11. 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 _不可逆过程_ ；∆S < 0 表示 _不存在或者违背热力学第二定律的过程_ 。

物理化学第二版作业答案IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】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)+。

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 -∆=⋅。

物理化学试题答案一、选择题1. 物理化学是研究物质的物理性质及其与化学反应关系的科学。

以下哪项不是物理化学的研究内容？A. 物质的结构B. 化学反应的速率C. 物质的热力学性质D. 生物体内的分子运动答案：D2. 在恒温条件下，理想气体的状态方程为：A. PV=nRTB. PV=nHC. U=Q+WD. G=H-TS答案：A3. 以下关于熵变的描述，哪项是错误的？A. 熵是一个状态函数B. 熵变通常用ΔS表示C. 熵增加表示系统无序度增加D. 所有自然过程都会导致系统熵的减少答案：D4. 表面张力的形成是由于：A. 分子间作用力的不平衡B. 重力的作用C. 液体与气体的相互作用D. 温度的变化答案：A5. 电解质溶液的电导率与以下哪个因素无关？A. 电解质的浓度B. 电解质的化学性质C. 溶液的温度D. 电极的材料答案：D二、填空题1. 在相同温度和压力下，气体的摩尔体积与气体的__________无关。

答案：种类2. 化学反应的平衡常数K只与__________有关。

答案：温度3. 物质的溶解度是指在一定温度下，__________溶剂中能溶解一定量的物质。

答案：100克4. 热力学第一定律表明能量守恒，即系统的内能变化等于__________和__________的总和。

答案：热量；功5. 阿伦尼乌斯方程用于描述化学反应速率常数与__________的关系。

答案：温度三、简答题1. 请简述布朗运动的物理意义及其对物理化学研究的重要性。

布朗运动是指微小粒子在流体中因受到分子碰撞而表现出的无规则运动。

这一现象直接体现了分子的热运动，是研究分子动力学和扩散现象的重要依据。

布朗运动的观察和分析有助于理解物质的微观结构和宏观性质之间的关系，对于化学动力学、胶体化学以及生物学等领域的研究具有重要意义。

2. 描述焓变和熵变在化学反应中的作用及其对反应方向的影响。

焓变（ΔH）是化学反应过程中系统与环境之间热量交换的量度，反映了化学反应的能量变化。

物理化学西交《物理化学》在线作业一,判断题1. 相是指系统处于平衡时，物理性质及化学性质都均匀的部分。

A. 错误B. 正确?正确答案：B2. 恒温恒压且非体积功为零的条件下，一切放热且熵增大的反应均可自动发生。

A. 错误B. 正确?正确答案：B3. 在绝热体系中发生一个不可逆过程，从状态Ⅰ到Ⅱ，则不论用什么方法，体系再也回不到原来状态了。

A. 错误B. 正确?正确答案：B4. 2A. 错误B. 正确?正确答案：A5. 如同理想气体一样，理想溶液中分子间没有相互作用力。

A. 错误B. 正确?正确答案：A6. 2A. 错误B. 正确?正确答案：B7. 2A. 错误B. 正确?正确答案：B8. 封闭体系，恒压绝热过程的△H=0。

A. 错误B. 正确?正确答案：B9. 2A. 错误B. 正确?正确答案：B10. 2A. 错误B. 正确?正确答案：A11. 373.15K，101.325kPa的水变为同温同压下水蒸气，该过程△G＜0。

A. 错误B. 正确?正确答案：A12. 在一定压力下，若在A-B二组分系统的温度-组成图中出现最高恒沸点，则其蒸汽总压对拉乌尔定律必产生最大负偏差。

A. 错误B. 正确?正确答案：B13. 对于理想气体反应，定温定容下添加惰性组分时，平衡不移动。

A. 错误B. 正确?正确答案：B14. 对于真实气体混合物的反应，该反应的标准平衡常数仅仅是温度的函数。

A. 错误B. 正确?正确答案：B15. 二组分的理想液态混合物的蒸汽总压力介于二纯组分的蒸汽压之间。

A. 错误B. 正确?正确答案：B16. 如同理想气体一样，理想液态混合物中分子间没有相互作用力。

A. 错误B. 正确?正确答案：A17. 催化剂只能加快反应速率，而不能改变化学反应的标准平衡常数。

A. 错误B. 正确?正确答案：B18. 系统经历一个可逆循环过程，其熵变△S＞0。

A. 错误B. 正确?正确答案：A19. 2A. 错误B. 正确?正确答案：A20. 依据相律，纯液体在一定温度下，蒸汽压应该是定值。

辽宁科技大学辽宁科技大学物理化学课后习题答案学院:矿业工程学院专业：矿物加工辽宁科技大学第一章 化学热力学基础P 82(1-1) 10 mol 理想气体由25℃，1.00MPa 。

设过程为：（i ）向真空膨胀；（ii ）对抗恒外压0.100MPa 膨胀。

分别计算以上各过程的(i) 外(ii)（ii ）P 1V 11=24.777m 3;因为是恒温过程，故 V 2=21P P V 1=66101.0101777.24⨯⨯⨯=247.77m 3W=-⎰21v v Pdv =-P(V 2-V 1)=-22.2995J小结：此题考查真空膨胀的特点及恒外压做功的求法，所用公式有：PV=nRT;TPV=常数；W=-⎰21v v Pdv 等公式。

P 82(1-3) 473k, 0.2MPa ，1dm 3的双原子分子理想气体，连续经过下列变化：（I ）定温膨胀到3 dm 3；（II ）定容升温使压力升到0.2MPa ；（III ）保持0.2MPa 降温到初始温度473K 。

（i ）在p-v 图上表示出该循环全过程；（ii ）计算各步及整个循环过程的Wv 、Q ，ΔU ，及Δ辽宁科技大学H 。

已知双原子分子理想气体C p,m =27R 。

解：P 1V 1=nRT 1 n=111RT V P =4733145.8101102.036⨯⨯⨯⨯-mol=0.0509mol,P 1V 1=P 2V 2 ∴P 2=21V VP 1=31×0.2×106=0.067MPa,T 2=21P P T 1=6316102.0102.0⨯⨯⨯×473K=1419K.(i) 恒温膨胀A B △U i =0，△H i =0. W i =-⎰21v v Pdv =-nRTln 12v v =-0.0509×8.3145×473×ln3=-219.92J.辽宁科技大学Q i=-W=219.92J.(ii)等体过程 B C 因为是等体积过程所以W ii=0, Q ii=△U ii=nC V,m△T=n(C p,m-R)(T2-T1)=0.0509×(7-1)×8.3145×2(1419-473)=1000.89J;△H ii=nC p,m△T=0.0509×3.5×8.3145×(1419-473)=1401.2J.(iii)等压过程 C AW iii=-P△V=-P(V1-V2)=-0.2×106×(1-3)×10-3=400J;△H iii=nC p,m△T=0.0509×3.5×8.3145×(473-1419)=-1401.2J △U iii=nC V,m△T=0.0509× 2.5×8.3145×(473-1419)=-1000.89JQ=△U-W=-1000.89-400=-1400.89J在整个过程中由于温度不变所以△U=0, △H=0;Q=-W=-180.08J.小结：此题考查了恒温过程、等体过程以及等压过程的公式应用，内能和焓只是过于温度的函数。

《物理化学》在线作业一
试卷总分:100 得分:100
一、单选题 (共 40 道试题,共 100 分)
1.绝热密闭刚性容器中发生某化学反应，系统的温度升高，压力增大，则此过程的焓变：
A.大于0
B.等于0
C.小于0
D.小于等于0
答案:A
2.1mol 理想气体经绝热可逆膨胀后，系统温度将：
A.升高
B.降低
C.不变
D.可能升高也可能降低
答案:B
3.某化学反应在一定T、p条件下进行，反应物A的平衡转化率为12 %。

相同反应条件下加入催化剂，反应速率提高5倍，此时A的平衡转化率为（）。

A.2.4%
B.12%
C.60%
D.0.00249%
答案:B
4.在相图上，当体系处于下列的( )时只存在一个相
A.恒沸点
B.熔点
C.临界点
D.低共熔点
答案:C
5.某理想气体反应在298.15 K时的标准摩尔反应吉布斯函数小于零，则该温度下反应的标准平衡常数：
A.等于0
B.小于0
C.大于1
D.大于0小于1
答案:C
6.某热力学系统经历一个不可逆循环过程，则系统的熵变
A.大于
B.等于0
C.小于0。