物化答案第一'二定律练习一
物理化学第四版-第二章热力学第一定律习题(答案) (1)精选全文
2024/8/15
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例6. 根据下列数据，求乙烯C2H4(g)的标准摩尔生成焓 与标准摩尔燃烧焓：
（1）C2H4(g) + H2(g) == C2H6(g) ，
rHm
,
l
=
－137
kJ·mol1
；
（2）C2H6(g) + 7/2O2(g) == 2CO2(g) + 3H2O(l) ，
rHm 2 = －1560 kJ·mol1 ；
例5. 已知某些物质的标准摩尔燃烧焓与标准摩尔生成焓的数据列于 下表：
物质
H2(g) C(石墨)
c Hm (298 K) / kJ·mol1 f Hm (298 K) / kJ·mol1
－28584
0
－39351
0
(C3H6环丙烷 , g)
－209168
－
(C3H6丙烯 , g)
－
2040
计算由环丙烷(g)异构化制丙烯(g)时在298 K的r Hm 。
A(液体) H2 n = 2mol
T3 = 350K p3 = 101325Pa
H1 = nCp,m( T2－T1 ) = 2 mol 30 J·K1·mol1 ( －50 ) K
=－3.00 kJ
H2 = n VapHm =－2 mol 38 kJ·mol1 =－76 kJ H = H1 + H2 = (－76－3.0 ) kJ =－79 kJ U = H－( pV ) H－(－pVg )
恒容热QV=ΔU 恒压热 Qp=ΔH 绝热功 W= ΔU
这时，恒容热QV ，恒压热 Qp=ΔH ，绝热功 W= ΔU才 能借助于热力学状态函数法进行计算。(最典型的如反 应热效应计算…)
物化1-4章练习题答案
第一章热力学第一定律1、热力学第一定律的数学表示式只能适用于（2）（1）理想气体（2）封闭体系（3）孤立体系（4）敞开体系2、一封闭体系，当状态从A到B发生变化时经历二条任意的不同途径，则（3）（1）Q1=Q2（2）W1=W21（3）Q1-W1=Q2-W2(4) ∆U=0 A 2 B3、25 C时有反应C6H6(l)+7.5O2=3H2O(l)+6CO2(g)，若反应中各物质均可视为理想气体，则其 ∆H与 ∆U之差约为（ 1 ）（1）-3.7kJ (2)1.2 (3)-1.2 (4)3.74、若已知H2O(l)及CO(g)在298K时的标准生成焓 ∆fH o m分别为-242及111kJ.mol-1，则反应H2O(l)+C(s)=H2(g)+CO(g)的反应热为（ 4 ）kJ(1)-353 (2)-131 (3)131 (4)3535、已知25︒C时反应的½H2 (g)+½Cl2(g)=HCl(g) ∆H为-92.5kJ，则此时反应的∆U（ 4 ）（1）无法知道（2）一定大于∆ H （3）一定小于 ∆H （4）等于 ∆H6、1mol液体苯在298K时置于弹式量热计中完全燃烧，生成水和二氧化碳气体，同时放出热量3264kJ，则其等压燃烧热Qp约为（ 4 ）kJ(1)3268 (2)-3265(3)3265(4)-32687、已知反应H2(g)+½O2=H2O(g)+的∆ H，下列说法中，何者不正确？( 2 )(1) ∆H是H2O(g)的生成热(2) ∆ H是H2(g)的燃烧热(3)∆ H与反应的 ∆U数值不等（4） ∆H是负值8、已知反应CO(g)+ )+½O2=CO2(g)的 ∆H，下列说法中何者是不正确的？( 1 )(1) ∆H是CO2(g)的生成热(2) ∆H是CO(g)的燃烧热(3) ∆H与反应的 ∆U数值不等（4）∆ H是负值9、 H=Qp 的适用条件是（ 4 ）(1)可逆过程 (2) 理想气体(3) 等压的化学反应 (4)等压只作膨胀功10、反应在298K时CH3CHO(g)=CH4(g)+CO(g)的 ∆H为-16.74kJ.K-1，并从各物质的Cp值可知反应 ∆ Cp的值为16.74J.K-1，则该反应的反应热为零时，反应温度约为（ 1 ）(1)1298K (2)1000K (3)702K (4)299K11、3mol单原子理想气体，从初态T 1 =300K，P1=1atm反抗恒定的外压0.5atm作不可逆膨胀，至终态T2=300K，P2=0.5atm 。
大学物化习题及答案
19. 理 想 气 体 经 历 绝 热 不 可 逆 过 程 从 状 态 1 (P1,V1,T1) 变 化 到 状 态 2
(P2,V2,T2)，所做的功为
()
(A) P2V2-P1V1
(B) P2(V2-V1)
(C) [P2V2γ/(1-γ)](1/V2γ-1)- (1/ V1γ-1) (D) (P2V2-P1V1)/(1-γ)
(B) Q = 0 W < 0 △U > 0
(C) Q > 0 W < 0 △U > 0
(D) △U = 0 , Q ＝ W ≠ 0
3. 有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入锌块和
盐酸，发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以锌和盐酸为体系则( )
(A ) Q < 0 , W = 0 , △rU < 0 (B) Q = 0 , W > 0 , △rU < 0
基本单元，则反应进度ξ应是： H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)
(A) 1 mol
(B) 2 mol
(C) 4 mol
(D) 5 mol
二 . 填空题：
1. 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△H 一定 _________ △
13. 理想气体从同一始态 (P1,V1) 出发，经等温可逆压缩或绝热可逆压缩，使
其终态均达到体积为 V2，此二过程做的功的绝对值应是： (
)
(A ) 恒温功大于绝热功
(B) 恒温功等于绝热功
(C) 恒温功小于绝热功
(D) 无法确定关系
物化练习题
物化练习题第一章 《热力学第一定律》一、选择题1. 等压过程是指：( ) 。
A. 系统的始态和终态压力相同的过程；B. 系统对抗外压力恒定的过程；C. 外压力时刻与系统压力相等的过程；D. 外压力时刻与系统压力相等且等于常数的过程。
2. 系统经某过程后，其焓变∆H = Q p ，则该过程是 ( ) 。
A. 理想气体任何过程；B. 理想气体等压过程；C. 真实气体等压过程；D. 封闭系统不作非体积功的等压过程。
3. 下列说法中( )是正确的。
A. 只有等压过程才有焓的概念；B. 系统的焓等于系统所含的热量；C. 系统的焓等于系统在等压过程中吸收的热量；D. 在等压且不作非体积功的条件下，系统吸收的热在数值上等于焓的增量。
4. 21,m d T p T H nC T ∆=⎰公式可用于计算：( )。
A. 真实气体的变温过程； B. 任意系统的可逆过程；C. 理想气体的绝热过程；D. 等压进行的化学反应。
5. 物质的量为n 的单原子理想气体等压升高温度，从1T 至2T ，U ∆等于：( )。
A. nC p ,m ∆T ；B. nC V,m ∆T ；C. nR ∆T ；D. nR ln(T 2 / T 1)。
6. U ∆可能不为零的过程为：( )。
A. 隔离系统中的各类变化；B. 等温等容过程；C. 理想气体等温过程；D. 理想气体自由膨胀过程。
7. 理想气体等温自由膨胀过程为：( )。
A. 0Q >；B. 0U ∆<；C. 0W <；D. 0H ∆=。
8. 对于理想气体自由膨胀过程，下述提法正确的是： ( )。
A. 系统和环境之间没有热和功的过程；B. 系统的温度改变，内能变化值不为零；C. 系统的压力不变；D. 系统对外作功。
9. 热力学能及焓同时守恒的过程为：( )。
A. 隔离系统中的各类变化；B. 等温等压过程；C. 节流过程；D. 理想气体自由膨胀过程10. 凡是在孤立体系中进行的变化，其U ∆和H ∆的值一定是：( )。
物理化学习题及答案
第一章热力学第一定律选择题1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于（）(A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B2．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（）(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律(C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。
因焓是状态函数。
3．涉及焓的下列说法中正确的是（）(A) 单质的焓值均等于零 (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) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化答案：D。
因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。
4．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数（）(A) 理想溶液(B) 稀溶液(C) 所有气体(D) 理想气体答案：D5．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（）(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。
按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。
6．dU=CvdT及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是（）(A) 等容过程 (B)无化学反应和相变的等容过程 (C) 组成不变的均相系统的等容过程(D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D7．下列过程中, 系统内能变化不为零的是（）(A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程 (C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程答案：D。
物化习题解答
热力学第一定律22. 某双原子理想气体1mol从始态350K，200Kpa经过如下四个不同的过程到达各自的平衡态。
求各过程的功：（1）恒温可逆膨胀至50Kpa；（2）恒温反抗50 Kpa恒外压膨胀50Kpa；（3）绝热可逆膨胀至50Kpa；（4）绝热反抗50Kpa恒外压膨胀到50Kpa。
解：（1） W=-⎰⎰-=2121/VVVVVdVRTPdV=RTlnV1/V2=RTlnP2/P1W=8.314*350ln(50/200)=-4.034KJ(2) W=-P2*（V2-V1）=-P2*(RT/P2-RT/P1)=P2/P1*RT-RT=-3/4RT=-3/4*8.314*350=-2.183KJ(3) γ=C pm/C vm=7/2R/5/2R=1.4绝热过程方程：（T2/T1）*(P2/P1)(1-γ)/γ=1T2/350=(200/50)-0.4/1.4T2=350*(1/4)0.4/1.4=235.5KW=△U=Cvm*(T2-T1)=5/2*R*(235.5-350)=-2.38KJ(4)δQ=0, ΔU=WCvm*(T2-T1)=-P2*(V2-V1)5/2*R*(T2-T1)=-P2*(RT1/P2-RT2/P1)7/2*T2=11/4*T1 T2=275K∴W=ΔU=Cvm(T2-T1)=5/2*R*(275-350)=-1.559KJ23. 5mol双原子理想气体从始态300K，200Kpa，先恒温可逆膨胀到压力为50Kpa，再可逆压缩（绝热）到200 Kpa，求末态的温度，及整个过程的Q、W、ΔU及ΔH。
T 1=300K 恒温可逆 T2=300K 绝热可逆 T3=?P 1=200Kpa 双原子理想气体−→−1Q P2=50KPa−−→−=02Q P3=200KPa5mol解:T3=T2*(P2/P1)(1-γ)*γ=445.8K γ=1.4ΔU=nC(T-T)=5*8.314*(445.8-300)*5/2 =15.15KJ△H=nCpm(T 3-T 1)=21.21KJQ=Q 1=-W 1=∫PdV=nRTlnV 2/V 2=nRTlnP 1/P 2 Q=17.29KJW=△U-Q=15.15-17.29=-2.14KJ32. 已知水（H 2O ）在100oC 时的摩尔蒸发焓为ΔvapHm =40.668 KJ/mol 。
物理化学课件及考试习题 试卷 答案第一次习题课 (热力学第一定律、第二定律).共24页文档
律).
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
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15、机会是不守纪律的。——雨果
ห้องสมุดไป่ตู้
谢谢
物理化学课件及考试习题 试 卷 答案第一次习题课 (热力学
第一定律、第二定律).
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
物理化学第一二定律练习一
物理化学第一、二章练习一一、选择题( 共20题40分)1. 2 分(1224)273 K，10p下，液态水和固态水（即冰）的化学势别离为μ(l) 和μ(s)，二者的关系为：(A) μ(l) >μ(s) (B) μ(l) = μ(s)(C) μ(l) < μ(s) (D) 不能确信2. 2 分(0483)标准离子生成焓取H+的摩尔生成焓为零,即Δf H m(H+,∞,aq)=0。
在此规定下,H2的摩尔生成焓Δf H m(H2,g)为何值?(A) 为零(B) 大于零(C) 小于零(D) 不定3. 2 分(0894)1 mol Ag(s)在等容下由K加热到K,已知在该温度区间内Ag(s)的C V, m/J·K-1·mol-1=,那么其熵变成：(A) J·K-1(B) J·K-1(C) J·K-1(D) J·K-1 4. 2 分(0805)2 mol H2和2 mol Cl2在绝热钢筒内反映生成HCl 气体，起始时为常温常压。
那么：(A) Δr U = 0，Δr H = 0，Δr S > 0，Δr G< 0 (B) Δr U < 0，Δr H < 0，Δr S > 0，Δr G < 0(C) Δr U = 0，Δr H > 0，Δr S > 0，Δr G< 0 (D) Δr U > 0，Δr H > 0，Δr S = 0，Δr G > 05. 2 分(0983)在一简单的(单组分,单相,各向同性)封锁体系中,恒压只做膨胀功的条件下,吉布斯自由能值随温度升高如何转变? (A) (∂G/∂T)p> 0 (B) (∂G/∂T)p< 0(C) (∂G/∂T)p= 0 (D) 视具体体系而定6. 2 分(0001)关于理想气体的内能有下述四种明白得：(1) 状态必然，内能也必然(2) 对应于某一状态的内能是能够直接测定的(3) 对应于某一状态，内能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值(4) 状态改变时，内能必然随着改变其中正确的选项是：(A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 7. 2 分(0153)恒压下,无相变的单组分封锁体系的焓值随温度的升高而:(A) 增加(B) 减少(C) 不变(D) 不必然8. 2 分(0119)下述说法哪个错误?(A) 封锁体系的状态与其状态图上的点一一对应(B) 封锁体系的状态即是其平稳态(C) 封锁体系的任一转变与其状态图上的实线一一对应(D) 封锁体系的任一可逆转变途径都可在其状态图上表示为实线9. 2 分(0939)在300℃时,2 mol某理想气体的吉布斯自由能G与赫姆霍兹自由能F的差值为：(A) G-F= kJ (B) G-F= kJ (C) G-F= kJ (D) G-F= kJ高温下臭氧的摩尔等压热容C p , m 为：(A) 6R (B) (C) 7R (D)11. 2 分 (0787)单原子分子理想气体的C V , m =(3/2)R ,温度由T 1变到T 2时，等压进程体系的熵变ΔS p 与等容进程熵变ΔS V 之比是： (A) 1 : 1 (B) 2 : 1 (C) 3 : 5 (D) 5 : 312. 2 分 (1090)某非理想气体服从状态方程 pV = nRT + bp （b 为大于零的常数），1 mol 该气体经历等温进程体积从V 1变成 V 2，那么熵变∆S m 等于：(A) R ln(V 2-b )/(V 1-b ) (B) R ln(V 1-b )/(V 2-b )(C) R ln(V 2/V 1) (D) R ln(V 1/V 2)13. 2 分 (1252)以下四个偏微商中，哪个不是化学势?(A) (∂U /∂n B )S , V ,c n (B) (∂H /∂n B )S , p ,c n (C) (∂F /∂n B )T , p ,c n (D) (∂G /∂n B ) T , p ,c n14. 2 分 (0186)必然量的理想气体从同一始态动身，别离经 (1) 等温紧缩，(2) 绝热紧缩到具有相同 压力的终态，以H 1，H 2别离表示两个终态的焓值，那么有：(A) H 1> H 2 (B) H 1= H 2 (C) H 1< H 2 (D) H 1 H 215. 2 分 (1223)恒温下，单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势：(A) 高 (B) 低 (C) 相等 (D) 不可比较16. 2 分 (0081)在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱,将冰箱门打开,并接通电源使其工作,过一段时刻以后,室内的平均气温将如何转变? (A) 升高 (B) 降低(C) 不变 (D) 不必然17. 2 分 (9013)有一绝热不良的热源(温度为T b ),缓慢地把热量散失给环境(温度为T a ),通过相当长时刻后,热源损失了热量δQ ,而环境取得的热量为δQ ,计算进程的总熵变。
关于物理化学习题及答案
第一章热力学第一定律选择题1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于（）(A) 单纯状态变化 (B) 相变化 (C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化答案：D2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量2(C) D。
因焓3(D) (pV) 45(A)(D)6．(D)7(A)答案：D W＝0，故由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得ΔU＝Q，蒸发过程需吸热Q＞0，故ΔU＞0。
8．第一类永动机不能制造成功的原因是（）(A) 能量不能创造也不能消灭 (B) 实际过程中功的损失无法避免 (C) 能量传递的形式只有热和功 (D) 热不能全部转换成功答案：A9．盖斯定律包含了两个重要问题, 即（）(A) 热力学第一定律和热力学第三定律 (B) 热力学第一定律及热的基本性质(C) 热力学第三定律及热的基本性质 (D) 热力学第一定律及状态函数的基本特征答案：D10．当某化学反应ΔrCp,m ＜0,则该过程的()r m H T ∆$随温度升高而（ ）(A) 下降 (B) 升高 (C) 不变 (D) 无规律 答案：A 。
根据Kirchhoff 公式,()/r m r p m d H T dT C ∆=∆$可以看出。
11．在下面涉及盖斯定律的表述中, 不正确的是（ ）(A) 对在等温等压且不做非体积功的条件下, 发生的各个化学反应过程和相变过程, 可使用盖斯定律(B) 对在等温等容且不做功的条件下, 发生的各个化学反应过程, 可使用盖斯定律(C) 同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时, 只要无溶解等现象, 相态不同也可加减(D) 利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应,设想一些中间步骤, 无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以12答案：C ＝Q ，说13(A) 答案：C （D ）等B14(A)15(A) ∑＋∑Wi ，16．与物质的燃烧热有关的下列表述中不正确的是(A) 可燃性物质的燃烧热都不为零 (B) 物质的燃烧热都可测定，所以物质的标准摩尔燃烧焓不是相对值(C) 同一可燃性物质处于不同状态时,其燃烧热不同 (D) 同一可燃性物质处于不同温度下,其燃烧热之值不同答案：B 。
物化,第1章 热力学第一定律---补充练习题
第二章 热力学第一定律(一) 填空题1. 在一绝热容器中盛有水，将一电阻丝浸入其中，接上电源一段时间（见下左图）当选择不同系统时,讨论Q 和W 的值大于零、小于零还是等于零。
系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源QW∆U参考答案2. 298K 时，反应CH 3CHO(g) = CH 4(g) + CO(g)的反应热 ∆r H m 0 = -16.74kJ ⋅mol -1，若反应恒压的热容∆r C p,m = 16.74 J ⋅mol -1⋅K -1，则在温度为 时，反应热将为零。
（设：∆r C p,m 与温度无关）。
3. 对理想气体的纯PVT 变化，公式dU=nC V ,m dT 适用于 过程；而真实气体的纯PVT 变化，公式dU=nC V ,m dT 适用于 过程。
4. 物理量Q 、W 、U 、H 、V 、T 、p 属于状态函数的有 ；属于途径函数的有 。
状态函数中属于强度性质的 ；属于容量性质的有 。
5. 已知反应 C(S)+O 2→CO 2 ∆r H m 0＜0 若该反应在恒容、绝热条件下进行，则ΔU于零、ΔT 于零、ΔH 于零；若该反应在恒容、恒温条件下进行,则ΔU 于零、ΔT 于零、ΔH 于零。
（O 2、CO 2可按理想气体处理）6. 理想气体绝热向真空膨胀过程，下列变量ΔT 、ΔV 、ΔP 、W 、Q 、ΔU 、ΔH 中等于零的有： 。
7. 1mol 理想气体从相同的始态(p 1、T 1、V 1)，分别经过绝热可逆膨胀至终态(p 2、T 2、V 2)和经绝热不可逆膨胀至终态('2'22V T p 、、)则’‘，2222V V T T (填大于、小于或等于)。
8. 某化学在恒压、绝热只做膨胀功的条件下进行，系统温度由T 1升高至T 2，则此过程ΔH零，如果这一反应在恒温（T 1）恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其ΔH 于零。
9．范德华气体在压力不太大时，有b RTa V T V T m p m -=-∂∂2)(且定压摩尔热容为C P ,m 、则此气体的焦——汤系数μJ-T = ，此气体节流膨胀后ΔH 0。
物化(上)答案
第一章 气体pVT 性质1-3 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：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+=终态（f ）时 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=f f ff f f f f f f T T T T R Vp T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 kPaT T T T T p T T T T VR n p f f f f i i ff f f f 00.117)15.27315.373(15.27315.27315.373325.1012 2,2,1,2,1,2,1,2,1=+⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=1-8二者均克视为理想气体。
（1压力。
（2）隔板抽去前后，H 2及N 2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽去后，混合气体中H 2及N 2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？ 解：（1）抽隔板前两侧压力均为p ，温度均为T 。
p dmRT n p dm RT n p N N H H ====33132222 （1） 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(2222dmRT n dm RT n dm RT n 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 。
(完整版)物理化学作业答案
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。
物理化学习题及答案
第一章热力学第一定律选择题1．热力学第一定律ΔU=Q+W 只适用于（）(A) 单纯状态变化(B) 相变化(C) 化学变化(D) 封闭物系的任何变化答案：D2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量2(C) D。
因焓3(A)(D) (pV) 45(A)(D)6．(D)7(A)答案：D。
W＝0，故由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得ΔU＝Q，蒸发过程需吸热Q＞0，故ΔU＞0。
8．第一类永动机不能制造成功的原因是（）(A) 能量不能创造也不能消灭(B) 实际过程中功的损失无法避免(C) 能量传递的形式只有热和功(D) 热不能全部转换成功答案：A9．盖斯定律包含了两个重要问题, 即（）(A) 热力学第一定律和热力学第三定律(B) 热力学第一定律及热的基本性质(C) 热力学第三定律及热的基本性质(D) 热力学第一定律及状态函数的基本特征答案：D10．当某化学反应ΔrCp,m ＜0,则该过程的()r mH T ∆$随温度升高而（ ） (A) 下降 (B) 升高 (C) 不变 (D) 无规律 答案：A 。
根据Kirchhoff 公式,()/r m r p m d H T dT C ∆=∆$可以看出。
11．在下面涉及盖斯定律的表述中, 不正确的是（ ）(A) 对在等温等压且不做非体积功的条件下, 发生的各个化学反应过程和相变过程, 可使用盖斯定律(B) 对在等温等容且不做功的条件下, 发生的各个化学反应过程, 可使用盖斯定律(C) 同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时, 只要无溶解等现象, 相态不同也可加减(D) 利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应,设想一些中间步骤, 无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以12答案：C U ＝Q ，13(A) 答案：C （D ）等B 的热与从14(A)15(A) ∑＋∑Wi ，16．与物质的燃烧热有关的下列表述中不正确的是(A) 可燃性物质的燃烧热都不为零 (B) 物质的燃烧热都可测定，所以物质的标准摩尔燃烧焓不是相对值(C) 同一可燃性物质处于不同状态时,其燃烧热不同 (D) 同一可燃性物质处于不同温度下,其燃烧热之值不同答案：B 。
物理化学热力学第一-二定律例题20110925pt分析解析
2VdV
= –730.4 J W ” = nR(T2” –T1)/(γ–1)= 0.321×8.314×(221.8–300)
/(1.4–1) = –521.7J 或 W ” =△U = –521.7J
[讨论] (a) 三个过程的终态压力相同，但终态温度不同，说明三者 分别到达不同的终态。另外，第三个途径是恒外压过程，而非等 压过程。因此，尽管Q= 0 ，但 △HⅡ≠0 。
(b) 功的大小为︱W︱>︱W ’︱>︱W ”︱，且W均小于零，表 明三个过程均是系统对外做功。理想气体的等温膨胀，热力学能 不变，系统通过从环境吸热而对外做功；绝热膨胀系统通过降低 其热力学能对外做功，而且绝热可逆膨胀比不可逆膨胀系统对外 做的功多，因此，绝热可逆比不可逆温度下降的多。
例3 1 mol单原子理想气体，始态为202.6 kPa、22.42 dm3,经p1 T12 =常数的可逆途径到405.2 kPa的终态。计算：（1）终态的 体积和温度；（2）系统的△U和△H ；（3）此过程的W。
Q=rUW =216.8+91.6 = 125.2kJ
[讨论] 此题进一步说明，在化学反应中状态函数和过程量的区 别。此外，由于 Q=△H 只有在“无非体积功的等压过程”才成 立，对过程Ⅱ ，虽然等压，但有电功，因此Q≠ △H 。
例6 已知101.3kPa、298K下液态丙烯腈（CH2=CH–CN）、石 墨和氢气的△cHmӨ分别为−1756.9、−392.9及 −285.5 kJ·mol–1；气态氰化氢和乙炔的△fHmӨ分别为129.6及 226.6 kJ·mol–1，在101.3kPa下丙烯腈的沸点为351.7K、298.2K 时其蒸发热为32.8。求298.2K及101.3kPa下反应的△rHm。
物化热力学第一定律答案
思考题解答1. 在298.15 K，时，下列反应分别于烧杯中和在原电池中对外放电来实现，并分别称为途径a和b，过程的热及焓变分别用Q和ΔH表示则以下结论能成立的是( )A. ΔH a =ΔH bB. Q a = Q bC. ΔH b = Q bD.ΔH a < Q a解答：答案为A。
焓H是状态函数，两个过程的始终态一样，所以状态函数的变化量一样。
2. 对于理想气体，可写成下式：= CV d T +d V，其中CV只是T的函数，试证明δQ不是全微分，而是全微分。
解答：状态函数在数学上是单值连续函数，具有全微分性质。
具有全微分性质的函数显示下述特性：设函数，则特性(1)：循环积分等于零，即表示该函数是单值的，仅决定于始、终态，而与积分途径无关。
特性(2)：具有对易关系，即这是全微分的充要条件，可以用于检验某函数是否是全微分性质，某物理量是否为状态函数。
(1)理想气体：，而上述两式不等，不符合对易关系，因此，不具全微分性质，Q不是状态函数。
(2)理想气体：上述两式相等，符合对易关系。
因此，具有全微分性质。
3. 在101.325 kPa和373.15 K条件下，1 mol水定温蒸发为水蒸气，假设水蒸气为理想气体，因为系统的温度不变，所以U = 0，。
这一结论是否正确，为什么？解答：不正确，这两个公式都不适合包含相变的过程。
4. 试证明理想气体绝热过程的功可用下式表示：其中解答：绝热过程，5. 如下图所示，AB为定温可逆过程，AC为绝热可逆过程。
对于图(a)，如果从A 经过一绝热不可逆过程膨胀到p2，终态将在C的左边，B的右边还是CB之间？对于图(b)，如果从A经历一绝热不可逆膨胀到V2，终态将在什么位置？解答：(a) BC之间，(b) BC之间。
从同一始态出发经过一个绝热可逆膨胀过程和绝热不可逆膨胀过程，当到达相同的终态压力或相同的终态体积时，绝热可逆过程做功比绝热不可逆过程做功大。
而对于绝热过程有，所以，。
物理化学-习题和答案
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100o C ，101.325kPa 下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体； (2) 在0 o C 、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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物理化学试卷 答案
一、选择题 ( 共20题 40分 ) 1. 2 分 (1224) 1224
[答] (C)
2. 2 分 (0483) 0483
[答] (A)
3. 2 分 (0894) 0894
[答] (A) (2分)
4. 2 分 (0805) 0805
[答] (C)
5. 2 分 (0983) 0983
[答] (B) (2分) (∂G /∂T )p = - S < 0
6. 2 分 (0001) 0001
[答] (D) (2分)
7. 2 分 (0153) 0153 [答] (A)
()0H p T p C ∂∂=>
8. 2 分 (0119) 0119
[答] (C)
9. 2 分 (0939) 0939
[答] (C) (2分)
G -F =pV =nRT = 4.988 kJ
*. 2 分(0572)
0572
[答] (D) (2分)
11. 2 分(0787)
0787
[答] (D)
12. 2 分(1090)
1090
[答] (A)
因为d S = (d U+p d V)/T = p d V/T = [nR/(V-b)]d V
该气体内能只是温度函数。
ΔS = R ln[(V2-b)/(V1-b)] (n=1)
13. 2 分(1252)
1252
[答] ( C ) (2分)
14. 2 分(0186)
0186
[答] (C) (2分)
15. 2 分(1223)
1223
[答] (A)
16. 2 分(0081)
0081
[答] (A) (2分)
17. 2 分(9013)
9013
[答] 上述传热过程是不可逆的,由于热量的传递如此缓慢,故可视为热源是以可逆方式损失热量,而环境则是以可逆方式得到热量。
因此热源和环境的熵变分别可表示为:
(2分)
d S(热源) = -δQ R/T(热源) = -δQ R/T b(1分)
d S环境= -δQ R/T环境=-δQ R/T a(1分)
因为T b> T a
所以d S总= d S(热源) + d S环境= (-δQ R/T b) + (δQ R/T a)
= δQ R( 1/T a- 1/T b) (1分)
18. 2 分 (0485) 0485
[答] (C)
19. 2 分 (0876) 0876
[答] (C)
20. 2 分 (0017) 0017
[答] (D) (2分)
二、填空题 ( 共10题 20分 ) 21. 2 分 (0691) 0691
[答] 不可逆过程 不可能发生的过程
22. 2 分 (0101) 0101
[答] W I =W II
23. 2 分 (0838) 0838
[答] < <
24. 2 分 (0388) 0388
[答] r m H ∆$
=Q p =Q V +ΔνRT ，c m H ∆$
=1/2r m H ∆$
=-285.7 kJ·mol -1
25. 2 分 (9103) 9103
[答] U ; V ; N 1,N 2, ···;(d S )U ,N ≥ 0 (2分)
26. 2 分 (1125) 1125
[答] U 小 (2分)
27. 2 分 (1290) 1290
[答] 单位时间 (2分)
28. 2 分 (0382)
0382
[答] 一定大于 (因为H =U +pV )；一定大于；因为ΔH =ΔU + (Δn )RT ，而Δγ为正。
29. 2 分 (1282) 1282
[答] 体系和环境 体系内部 (2分)
30. 2 分 (0839) 0839
[答] = >
三、计算题 ( 共 6题 40分 ) 31. 10 分 (1015) 1015
[答] ΔU m =ΔH m =0 (2分) Q =W =RT ln(p 1/p 2)=5.24 kJ·mol -1 (3分) ΔS m =Q /T =17.3 J·K -1·mol -1 (2分) ΔF m =ΔG m = -W = -5.24 kJ·mol -1 (3分)
32. 10 分 (0824) 0824 [答] ΔH = ⎰
2
1T T n C p ,m d T = 4.157 kJ (1分) ΔS =
⎰
2
1
(T T n C p ,m /T )d T = nC p ,m ln(T 2/T 1)
= 7.3 J·K -1 (2分) S 2= ΔS + S 1= 142.4 J·K -1 (1分) ΔG =ΔH -Δ(TS ) = ΔH - T 2S 2+ T 1S 1
= 27.780 kJ (1分)
33. 5 分 (1131) 1131
[答] 据第一、二定律联合公式 d H =T d S +V d p (2分) 故 (
)∂∂H
p
T =T (∂S /∂p )T +V (1分) 据麦克斯威尔公式 (∂S /∂p )T =-(
)∂∂V
T p
(2分) 故 (
)∂∂H
p T
=V -T ()∂∂V T p
34. 5 分 (0313) 0313
[答] (a) T 2=T 1=298 K ΔU =0 (1分) RT W Q ==ln
1
2
p p =3990 J·mol -1 (1分) ΔH =0 (1分) (b) T 2=T 1=298 K ΔU =0 ΔH =0 (1分) 21()1980Q W p V V ==-=$ J·mol -1 (1分)
35. 5 分 (0779) 0779
[答] 燃烧反应 C 6H 12O 6(s) + 6O 2(g) = 6CO 2(g) + 6H 2O(l)
Δc H m $= 2.808 MJ·
mol -1 Δc S m $= 6ΔS m $(CO 2) + 6ΔS m $(H 2O) - 6ΔS m $(O 2)-ΔS m $(C 6H 12O 6)
= 182.4 J·K -1·mol -1 (2分)
Δc G m $= Δc H m $- T Δc S m $= -2.862 MJ·
mol -1 (3分)
36. 5 分 (0398) 0398
[答] (1)C(s)+
1
2O 2(g)=CO(g)； ΔH 1=-111 kJ·mol -1 ① H 2(g)+1
2
O 2(g)=H 2O(g)； ΔH 2=-244 kJ·mol -1 ②
①-②得③：H 2O(g)+C(s)=CO(g)+H 2(g)；r m H ∆$
=133 kJ·mol -1 (2分)
(2) 使空气和水蒸气通过大量的焦炭，保持其温度为1000℃不变，则需求反应①的产热等于反应③的吸热和损耗的热
因为所产生热有20%损耗，所以①放热实际为：
111 kJ·mol -1×(1-0.2)=88.8 kJ·mol -1
要求吸热反应③吸热与放热反应①的实际放热相抵时所需水蒸气和氧气体积比为：1份(水蒸气)对1/2×133/88.3份氧气
而所需的水蒸气和空气的体积比为：1份(水蒸气)对5/2×133/88.8份空气 即： 1：3.74 (3分)。