浙大作业物理化学习题集答案

浙江大学远程教育学院 《物理化学》课程作业（必做）

姓名： 张倩倩 学 号： 714007222005 年级： 2014年秋 学习中心： 温州

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第一章 热力学第一定律

一、填空题

1. 宏观上静止且无外力场存在的封闭

2. 封闭系统在非体积功为0且等压

3. 强度性质

4. 小于

二、简答题

1. 什么是系统？什么是环境？

答：将一部分物质从其他部分中划分出来，作为研究的对象，这一部分物质就称为系统； 系统之外与系统密切相关的部分称为环境。 2. 什么是热力学第一定律？

答：将能量守恒与转化定律应用于宏观的热力学系统即为热力学第一定律。

三、计算题

1. 答：（1）自由膨胀；

0)(0)(1212e ＝＝＝V V V V p W -⨯--

因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，而理想气体自由膨胀过程温度不变，所以： ΔU =ΔH =f (T )＝0 （2）等温可逆膨胀；

因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，所以等温过程 ΔU=ΔH=0

W=-nRTln(v2/v1)=-1x8.314x298ln(40/15)=-2430J Q=-w=2430J

（3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。

ΔU=ΔH=0

P=nRT/V=(1×8.314×298)/(40/1000)=61.94KPa

W=-61.94 × (40-15) =-1548.5J

Q=-w=1548.5J

2. 答：2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g)

△r H mө=（∑H）产物-（∑H）反应物=（-1383-92.3*2）-（-411*2-811.3）=65.7KJ/mol

第二章热力学第二定律

一、单选题

1.反应 NH4Cl (s) = NH3(g) + HCl (g)的△r S mө A 。

A．大于零 B．小于零 C．等于零 D．不确定

二、填空题

1.过程方向限度

2.大于

3.绝热可逆压缩

4.封闭系统等温等压和非体积功为零

5.小于

三、简答题

1.什么是热力学第二定律？

答：热量由低温物体传给高温物体而不引起其他变化，是不可能的。

2.如何用熵判据判断过程的方向？

答：熵是系统混乱程度的度量，孤立系统的熵值永远不会减少，孤立系统杜绝了一切人为控制则可用熵增原理来判别过程的自发方向。孤立系统中使熵值增大的过程是自发过程也是不可逆过程；使系统的熵值保持不变的过程是可逆过程，系统处于平衡态；孤立系统中不可能发生使熵值变小的任何过程。

3.如何用吉布斯能判据判断过程的方向？

答：在等温等压和W=0的条件下，封闭系统自发过程总是朝着吉布斯能减小的方向进行，直至吉布斯能降到极小值（最小吉布斯能原理），系统达到平衡。

4. 一般情况下，温度升高，固体溶解度增大，气体溶解度减小，请用热力学原理解释

之。

答：一般情况下，固体溶解是熵增加过程，而气体溶解是熵减少过程。根据G=△H -TS 提高温度对固体溶解有利而对气体溶解不利。

四、计算题

1. 答：P 末V 末=nRT

P 末×0.05m²=2mol ×8.314×298.15K

P 末=9.92×104 PaW=-P 末 △V=-9.92×104Pa ×（0.05m 2-0.025m 2）=-2.48×103 J Q=-W=2.48×103 J △S 环境=-Q/T=8.314J/mol/K

温度不变状态函数△U 、△H 、△S 、△F 和△G 都为零

2. 0.5L 343K 的水与0.1L 303K 的水混合，求系统的熵变 。已知水的

C p,m =75.29J/(K·mol)。

答：0.5×75.29×（343-T ）=0.1×75.29×(T-303) T=336.33

△S=Cpln （T/T0）+ Cpln(T/T1)=2.091J/K

3. 答：（1）ΔS 槽=-Q/T 槽=-4184/（96.9+273）=-11.3 J·K -1

（2）ΔS 空=Q/T 空=4184/（26.9+273）=13.95 J·K

-1

（3）因为ΔS 总=ΔS 槽+ΔS 空=-11.3+13.95=2.65 J·K -1

＞0 所以不可逆。 4. 答：Δr S m θ

=S

θ

，金刚石,s - S

θ

，石墨,s

=2.44-5.69=-3.25 J·mol -1

·K -1

Δr G θ

m =ΔrH θ

-TΔr S m θ

=1.90*1000-（25+273）*（-3.25）=2868J/mol=2.87KJ/mol 石墨更稳定

第四章 化学平衡

一、单选题

1. *改变反应物的浓度将影响化学平衡，这是由于 B 发生改变所致。

A ．θ

m r G Δ B ．△r G m

C ．经验平衡常数

D ．标准平衡常数

2. *已知反应N 2+3H 2= 2NH 3的标准平衡常数为K 1

ө

，反应

(g)NH (g)H 2

3

(g)N 21322=+的标准平衡常数为K 2ө，两者的关系为 D 。 A ．K 1ө =K 2ө B ．K 1ө =2K 2ө C ．K 1ө =½K 2ө D ．K 1ө = (K 2ө )2

3. *反应 N 2O 5 (g) = N 2O 4(g) + ½ O 2(g) 的△r H m ө

= 41.84 kJ·mol -1，为了提高N 2O 4的产率，

可以采取的措施是 B 。

A ．降低温度、提高压力

B ．降低压力、提高温度

C ．降低温度、降低压力

D ．提高温度、提高压力

4. *若 298K 时反应N 2O 4(g) ＝ 2NO 2(g) 的 K ө = 0.1132，则当 N 2O 4和NO 2的分压均为1.0

kPa 时，该反应 A 。

A ．向生成NO 2的方向进行

B ．向生成N 2O 4的方向进行

C ．正好达到化学平衡

D ．难于判断其进行方向

5. *某气态反应为放热反应，在727℃时的K ө

=3.4×10-5，已知△r H m ө

=-189kJ·mol -1，则在

827℃时的K ө

= C 。 A ．3.4×10-5 B ．3.4×10-4 C ．4.3×10-6 D ．4.3×10-7

二、填空题

1. (K 1 ө

/K 2 ө)2

。 2. 0.02409 。 3. 向左 4. 向右

5. -15.92 kJ·mol -1。

三、简答题

1. 化学反应CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(g)必须在高温下进行，请用热力学原理解释之。

答：化学反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)是吸热反应，提高反应温度可以增大平衡常数， 有利于反应正向进行。

2. 答：乙苯脱氢生成苯乙烯是吸热反应，提高反应温度有利；该反应也是增加体积的反

应，减少压力有利。通过通入过热水蒸气即可以提供热量，维持较高的反应温度，同