物理化学习题-含答案
物理化学习题4套含答案(大学期末复习资料)
习题一
一、选择题:(本题共5小题,每小题3分,共15分)
1、作为熵增原理,下述表述中,错误的是( )
A. 孤立体系的熵值永远增加
B. 在绝热条件下,趋向平衡的过程中封闭体系的熵值增加
C. 孤立体系的熵值永不减少
D. 可用体系的熵的增加或不变来判断过程是否可逆
2、溶液内任一组分的偏摩尔体积( )
A. 不可能是负
B. 总是正值
C. 可能是正值,也可能是负值
D. 必然和纯组分的摩尔体积相等
3、在T 时,一纯液体的蒸气压为8000 Pa,当0.2 mol 的非挥发性溶质溶于0.8 mol的该
液体中时,溶液的蒸气压为4000 Pa,若蒸气是理想的,则在该溶液中溶剂的活度系数是( )
A. 2.27
B. 0.625
C. 1.80
D. 0.230
4、同一温度下,微小晶粒的饱和蒸汽压和大块颗粒的饱和蒸汽压哪个大? ( )
A. 微小晶粒的大
B. 大块颗粒的大
C. 一样大
D. 无法比较
5、在10 cm3,1mol·dm-3的KOH溶液中加入10cm3水,其摩尔电导率将()
A. 增加
B. 减小
C. 不变
D. 不能确定
二、填空题:(本题共6小题,每空1分,共15分)
1、状态函数的特征是,功、热、体积、
焓和熵中不是状态函数的有。
2、化学反应的等温方程式为,化学达平衡时等温方程式
为,判断化学反应的方向用参数,等温等压条件下若使反应逆向进行,则应满足条件。
3、形成负偏差的溶液,异种分子间的引力同类分子间的引力,使分子逸出
液面的倾向,实际蒸气压依拉乌尔定律计算值,且△mi x H
0,△mi x V0。
4、NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2S(g)达平衡时,自由度f=。
物理化学综合练习题及答案
物理化学综合练习题及答案
物理化学综合练习题
⼀.选择题
1. 对于封闭体系中的任意循环过程,体系经历了j 步变化,则根据热⼒学第⼀定律应该是
A) ∑Q j = 0 B) ∑W j = 0 C )∑Q j +∑W j >0 D) ∑Q j +∑W j = 0
2.如图所⽰,在⼀具有导热壁的容器上部,装有⼀可移动的理想活塞,若在容器中同时放⼊锌块及盐酸,令其发⽣定温定压下的化学反应:Zn(s)+2HCl(b 1) == ZnCl 2(b 2) + H 2 (g) ,此反应的△r H m <0,如以锌块和盐酸为体系,则有:
A )Q <0 W <0 △U <0
B )Q <0 W= 0 △U <0 Zn + HCl
C )Q = 0 W= 0 △U= 0
D )Q >0 W >0 △U >0
3. 在383K ,P θ下,1mol 过热⽔蒸⽓凝聚成⽔,则体系、环境及总的熵变
A) △S 体系﹤0,△S 环<0,△S 总 < 0 B) △S 体系﹤0,△S 环﹥0,△S 总﹥0
C )△S 体系>0,△S 环﹥0,△S 总﹥0 D) △S 体系﹤0,△S 环﹥0,△S 总 < 0
4. ⼀个可重复使⽤的充电电池以1.8V 的输出电压放电,然后以2.2V 的外加电压充电,使电
池恢复原状。在整个过程中,热、功及电池的吉布斯函数变化为
A) Q > 0, W < 0, ?G = 0 B) Q < 0, W > 0, ?G > 0
C) Q > 0, W < 0, ?G < 0 D) Q < 0, W > 0, ?G = 0
(完整版)物理化学习题及答案
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物理化学期末复习
一、单项选择题
1. 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
2. 下列三种胶体分散系统中,热力不稳定的系统是: ( )
A. 大分子溶胶
B. 胶体电解质
C. 溶胶
3. 热力学第一定律Δ U=Q+W只适用)
(A) 单纯状态变化(B) 相变化
(C) 化学变化(D) 封闭物系的任何
4.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
5.如图,在绝热盛水容器中,浸入电阻丝,通电一段时间,通电后水及电阻丝的温度均略有升高,今以电阻丝为体系有( )
(A)W =0 ,Q <0 ,U <0
(B). W>0,Q <0,U >0
(C)W <0,Q <0,U >0
(D). W <0,Q =0,U >0
6.对于化学平衡 , 以下说法中不正确的是( )
(A)化学平衡态就是化学反应的限度
(B)化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化
(C)化学平衡时各物质的化学势相等
(D)任何化学反应都有化学平衡态
7.封闭系统内的状态变化: ( )
A 如果系统的 S sys>0,则该变化过程自发
B 变化过程只要对环境放热,则该变化过程自发
C 仅从系统的 S sys ,变化过程是否自发无法判断
8. 固态的 NH 4HS 放入一抽空的容器中,并达到化学平衡,其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是( )
物理化学练习题(答案)
物理化学练习题
一、填空题
1、100︒C 、1.5p ∅ 的水蒸汽变为100︒C ,p ∅ 的液体水,则此过程的∆S _〈_ 0, ∆G _〈_ 0。
2、理想气体向真空膨胀,体积由V 1变到V 2,其∆U _=_ 0,∆S _〉_ 0。
3. NiO(s)与Ni(s),H 2O(g), H 2(g), CO 2(g)及CO(g)呈平衡,则该体系的独立组分数为__4__,自由度数为__3__。
4.在等温等压当W ′=0的变化过程可用 G 来判断过程的方向,在等温条件则用 F 或者S 来判断过程的方向。
5.某反应的速率常数为0.462分-1,其初始浓度为0.1mol ·dm -3,反应的半衰期为 1.5min ,对一个化学反应来说 k 越大 反应速率越快。
6.在等体积0.08mol ·dm -3KI 和0.1mol ·dm -3AgNO 3溶液生成的AgI 溶胶中,分别加入电解质NaCN,MgSO 4,CaCl 2其聚沉能力的顺序是
MgSO 4 > CaCl 2 > NaCN 。
7.由 紧密层 和 扩散层 构成扩散双电层,ξ电势是 滑动面和本体溶液 之间的电势。
8、 理想气体恒温可逆压缩,∆U _=_0,∆H _=_0。
9. CO 2的三相点为216.15K , 5.1×p ∅ ,可见固体CO 2(干冰)升华的压力范围是p __<_
5.1×p ∅ 。
二、是非题
1.2H + + 2e -- H 2,E 1 与2H 2O + 2e -- H 2 + 2OH -
,E 2 ,因它们都是 氢电极反应,所以E 1 = E 2 。 错
物理化学练习题及答案
物理化学练习题及答案
《物理化学》练习题4
注意事项:1. 考前请将密封线内容(特别是姓名和班内编号)填写清楚; 2. 所有答案请直接答在试卷上; 3.考试形式:闭卷;
4. 本试卷共三⼤题,满分100分,考试时间120分钟。
⼀、选择题(10题,每题2分,共20分)
1. 下述说法哪⼀种不正确:()(A )⼀定量理想⽓体⾃由膨胀后,其?U = 0 (B )⾮理想⽓体经绝热⾃由膨胀后,其?U ≠0 (C )⾮理想⽓体经⼀不可逆循环,其?U = 0 (D )⾮理想⽓体⾃由膨胀,⽓体温度略有变化
2. ⽔在 100℃、101325Pa 下沸腾时,下列各量何者增加?
(A) 系统熵 (B) 汽化焓 (C) Gibbs 函数 (D) 蒸⽓压 3. 不挥发的溶质溶于溶剂中形成稀溶液之后,将会引起( )
(A) 凝固点升⾼ (B) 沸点升⾼ (C) 蒸汽压升⾼ (D) 总是放出热量 4. 对于理想⽓体之间的任意⼀个化学反应,影响标准平衡常数K 的因素是( ) (A) 浓度 (B) 压⼒ (C) 温度 (D) 催化剂
5. 固体Fe ,FeO ,Fe 3O 4与⽓体CO ,CO 2达到平衡时其组分数C 和⾃由度数F 分别为( )。
(A) C = 2, F = 0 (B) C = 1, F = 0 (C) C = 3, F = 1 (D) C = 4, F = 2
6.科尔劳施从实验中总结出电解质溶液的摩尔电导率与其浓度成线性关系
m m ΛΛ∞
=-,这⼀规律适⽤于( )
(A) 弱电解质(B) 强电解质的稀溶液
(C) ⽆限稀溶液(D) 浓度在⼀定范围的溶液
物理化学习题及答案
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一、单选题(每题2分,共30分)
1. 在298K及101.325KPa下的1.00dm3氢气,等温可逆膨胀到
2.00 dm3,所做功的绝对值为C
A、0.418 J
B、0.0418 J
C、70.3J
D、7.11J
2. 对于孤立体系的实际过程,下列关系式不正确的是D
A、W=0
B、Q=0
C、△U=0
D、△H=0
3. 一封闭系统进行可逆循环,其热温商之和D
A、总是正值
B、总是负值
C、是温度的函数
D、总为零
4. 液体A和B混合成实际溶液时,当A和B之间的作用力大于相同分子之间的作用力时,该溶液对拉乌尔定律将 B
A、产生正偏差
B、产生负偏差
C、不产生偏差
D、无法确定
5. 关于偏摩尔量,下面的叙述不正确的是B
A、偏摩尔量是状态函数,其值与物质的量无关
B、偏摩尔量的值不能小于零
C、体系的强度性质无偏摩尔量
D、纯物质的偏摩尔量等于摩尔量
6.克拉贝龙方程dP/dT=△H m(相变)/T△Vm(相变),其应用条件是D
A、只适用于纯物质的气液、气固平衡
B、只适用于服从理想气体行为的为气液、气固平衡
C、任何纯物质的相变热不随温度而变的两相平衡
D、任何纯物质两相平衡体系
7.含KNO3和NaCl的水溶液与纯水达到渗透平衡,其自由度数f 为D
A、1
B、2
C、3
D、4
8.分解反应A(s)=B(g)+2C(g) 该反应的平衡常数Kp与分解压力P 的数值之间为 C
A、Kp=P3
B、Kp>P3
C、Kp
D、无法比较
9.在一定温度和压力下,某化学反应达到平衡应满足的条件是B
A、B、C、D、
10.放射性元素B的半衰期是8h,16克B在32h后还剩D
物理化学习题及答案
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:D
2.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:B
2.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:D
5.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。
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《物理化学》复习思考题
热力学
一、判断题:
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、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。()
3、稳定态单质的Δf H mΘ(800K)=0 。 ( )
4、d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。 ( )
5、系统处于热力学平衡态时,其所有的宏观性质都不随时间而变。()
6、若系统的所有宏观性质均不随时间而变,则该系统一定处于平衡态。()
7、隔离系统的热力学能是守恒的。()
8、隔离系统的熵是守恒的。()
9、一定量理想气体的熵只是温度的函数。()
10、绝热过程都是定熵过程。()
11、一个系统从始态到终态,只有进行可逆过程才有熵变。()
12、系统从同一始态出发,经绝热不可逆过程到达的终态,若经绝热可逆过程,则一定达不到此终态。()
13、热力学第二定律的克劳修斯说法是:热从低温物体传到高温物体是不可能的。()
14、系统经历一个不可逆循环过程,其熵变> 0。()
15、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2,非体积功W’<0,且有W’> G和 G<0,则此状态变化一定能发生。()
16、绝热不可逆膨胀过程中 S >0,则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中 S <0。()
17、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。 ( )
18、可逆的化学反应就是可逆过程。 ( )
19、Q和W不是体系的性质,与过程有关,所以Q + W也由过程决定。 ( )
物理化学练习题详细答案
11级物理化学练习题
一、计算题
2mol 某双原子理想气体从始态300 K 下,恒压体积由5m 3增至10m 3 ,试计算该过程系统的W ,Q ,∆U ,∆H ,∆S ,∆A 及∆G 。已知始态S 1=100-1
J K ⋅。
解:由11pV nRT =及22pV nRT =代入数据可解得:T 2=600K
,215
()28.314(600300)2
V m U nC T T ∆=-=⨯⨯⨯-= 12.47kJ ,
Q p = ∆H = ,217
()28.314(600300)2
p m nC T T -=⨯⨯⨯-=17.46kJ ,
W = ∆U -Q p = 12.47 - 17.46= -4.99 kJ S ∆2
112,ln ln
p p
nR T T nC m p +== 40.34 J.K -1 ΔA= ∆U -∆(TS)= ∆U - (T 2S 2―T 1S 1) = ∆U - (T 2(S 1+S ∆)―T 1S 1)
= -41.73 kJ
ΔG= ∆H -∆(TS)= ∆H - (T 2S 2―T 1S 1) = ∆H - (T 2(S 1+S ∆)―T 1S 1)
= -36.74 kJ
二、计算题
2 mol 某双原子理想气体从始态101.325kPa 下,恒容温度从300 K 升至400K ,试计算该过程系统的W ,Q ,∆U ,∆H ,∆S ,∆A 及∆G 。已知始态S 1=100-1
J K ⋅。 解:恒容W = 0 kJ
∆U = Q = ,215
()28.314(400300)2
V m nC T T -=⨯⨯⨯-= 4.16 kJ , ∆H = ,217
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《物理化学》复习思考题
热力学
一、判断题:
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、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。()
3、稳定态单质的Δf H mΘ(800K)=0 。 ( )
4、d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。 ( )
5、系统处于热力学平衡态时,其所有的宏观性质都不随时间而变。()
6、若系统的所有宏观性质均不随时间而变,则该系统一定处于平衡态。()
7、隔离系统的热力学能是守恒的。()
8、隔离系统的熵是守恒的。()
9、一定量理想气体的熵只是温度的函数。()
10、绝热过程都是定熵过程。()
11、一个系统从始态到终态,只有进行可逆过程才有熵变。()
12、系统从同一始态出发,经绝热不可逆过程到达的终态,若经绝热可逆过程,则一定达不到此终态。()
13、热力学第二定律的克劳修斯说法是:热从低温物体传到高温物体是不可能的。()
14、系统经历一个不可逆循环过程,其熵变> 0。()
15、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2,非体积功W’<0,且有W’>G和G<0,则此状态变化一定能发生。()
16、绝热不可逆膨胀过程中S >0,则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。()
17、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。 ( )
18、可逆的化学反应就是可逆过程。 ( )
19、Q和W不是体系的性质,与过程有关,所以Q + W也由过程决定。 ( )
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《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 U
2. 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 =∆=-=)(12
3. 已知冰和水的密度分别为:×103kg ·m -3,现有1mol 的水发生如下变化: (1) 在100o C ,下蒸发为水蒸气,且水蒸气可视为理想气体; (2) 在0 o C 、下变为冰。
试求上述过程体系所作的体积功。
解:(1) )(m 1096.110
92.01018363
3
--⨯⨯⨯==冰V )(m 1096.110
0.110183
63
3--⨯⨯⨯==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
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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:D
2.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:B
2.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Δ
H=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:D
5.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
物理化学课后习题与答案
6. 试求反应 CH3COOH(g) → CH4(g)+CO2(g) 在 727℃的反应焓。已知该反应在 25℃时的 反应焓为-36.12kJ•mol-1。CH3COOH(g)、CH4(g)与 CO2(g)的平均恒压摩尔热容分别为 52.3、37.7 与 31.4J•mol-1•K-1。
7. 一摩尔单原子理想气体,从态 1 经态 2、态 3 又回到态 1,假设 A、B、C 三过程均为可
4. 0.500g 正庚烷放在氧弹量热计中,燃烧后温度升高 2.94 ℃,燃烧前后的平均温度为 25 ℃。已知量热计的热容量为 8176J•K-1,计算 25℃时正庚烷的恒压摩尔燃烧热。
5. B2H6(g)的燃烧反应为:B2H6(g)+3O2(g) → B2O3(s)+3H2O(g)。在 298.15K 标准状态下每燃
2
第二章 热力学第二定律
1. 10mol 理想气体从 40℃冷却到 20℃,同时体积从 250dm3 变化到 50dm3。已知该气体的 C p,m =29.20J•K-1•mol-1,求 ∆S 。
2. 100g、10℃的水与 200g、40℃的水在绝热的条件下混合,求此过程的熵变。已知水的 比热容为 4.184J•K-1•g-1。
(2) 1mol 水在 100℃恒 温下于真 空容器中 全部蒸发 为蒸气, 而且蒸气 的压力恰 好为
101.325kPa。
物理化学练习题(参考答案)
物理化学练习题
一、填空题
1、100︒C 、1.5p ∅ 的水蒸汽变为100︒C ,p ∅ 的液体水,则此过程的∆S _〈_ 0, ∆G _〈_ 0。
2、理想气体向真空膨胀,体积由V 1变到V 2,其∆U _=_ 0,∆S _〉_ 0。
3. NiO(s)与Ni(s),H 2O(g), H 2(g), CO 2(g)及CO(g)呈平衡,则该体系的独立组分数为__4__,自由度数为__3__。
4.在等温等压当W ′=0的变化过程可用 G 来判断过程的方向,在等温条件则用 F 或者S 来判断过程的方向。
5.某反应的速率常数为0.462分-1,其初始浓度为0.1mol ·dm -3,反应的半衰期为 1.5min ,对一个化学反应来说 k 越大 反应速率越快。
6.在等体积0.08mol ·dm -3KI 和0.1mol ·dm -3AgNO 3溶液生成的AgI 溶胶中,分别加入电解质NaCN,MgSO 4,CaCl 2其聚沉能力的顺序是
MgSO 4 > CaCl 2 > NaCN 。
7.由 紧密层 和 扩散层 构成扩散双电层,ξ电势是 滑动面和本体溶液 之间的电势。
8.比表面能的定义式为 σ=( ,发生毛细管凝结时,液体在毛细管上的接触角必 θ<90。 。
10、 理想气体恒温可逆压缩,∆U _=_0,∆H _=_0。
11. CO 2的三相点为216.15K , 5.1×p ∅ ,可见固体CO 2(干冰)升华的压力范围是p __<_
5.1×p ∅ 。
二、是非题
2、d H = C p d T 及d H m = C p ,m d T 的适用条件是无化学反应和相变,且不做非体积功的任何等压过程及无化学反应和相变而且系统的焓值只与温度有关的非等压过程。对
物理化学练习题(含答案)
(B) 波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律
(C) 阿伏加德罗定律、盖-吕萨克定律和波义尔定律
(D) 分压定律、分体积定律和波义尔定律
答案:C
问答题
1.什么在真实气体的恒温PV-P曲线中当温度足够低时会出现PV值先随P的增加而降低,然后随P的增加而上升,即图中T1线,当温度足够高时,PV值总随P的增加而增加,即图中T2线?
3.压力对气体的粘度有影响吗?
答:压力增大时,分子间距减小,单位体积中分子数增加,但分子的平均自由程减小,两者抵消,因此压力增高,粘度不变。
4.两瓶不同种类的气体,其分子平均平动能相同,但气体的密度不同。问它们的温度是否相同?压力是否相同?为什么?
答:温度相同。因为气体的温度只取决于分子平移的动能,两种不同的气体若平移的动能相同则温度必然相同。但两种气体的压力是不同的,因为气体的压力与气体的密度是成正比的。两种气体的密度不同,当然它们的压力就不同。
当温度足够低时,因同样压力下,气体体积较小,分子间距较近,分子间相互吸引力的影响较显著,而当压力较低时分子的不可压缩性起得作用较小。所以真实气体都会出现pV值先随p的增加而降低,当压力增至较高时,不可压缩性所起的作用显著增长,故pV值随压力增高而增大,最终使pV>RT。如图中曲线T1所示。
当温度足够高时,由于分子动能增加,同样压力百度文库体积较大,分子间距也较大,分子间的引力大大减弱。而不可压缩性相对说来起主要作用。所以pV值总是大于RT。如图中曲线T2所示。
物理化学习题及答案
物理化学习题及答案
篇一:物理化学课后习题答案
第1章化学热力学基本定律
1.1mol双原子理想气体在300 K、101 kPa下,经恒外压恒温压缩至平衡态,并从此状态下恒容升温至370 K、压强为1 010 kPa。求整个过程的?U、?H、W及Q。(答案:△U = 1455 J,△H = 2037 J,W=17727 J,Q = -16272 J)
解:第一步:恒外压恒温压缩至平衡态,?U=0,?H=0
V1=×300/101=,
此平衡态的体积就是末态的体积V2, V2=×370/1010=
此平衡态的压强P’=×300/(×10-3)=
W=-P’(V2-V1)=-×103×()×10-3 =17727 J= kJ
-Q=W= kJ Q=- kJ
第一步:因恒容W=0
?U=Qv=Cv,m(T2-T1) =×(370-300)= J= kJ
?H=(+R)×70= J= kJ
整个过程:W= kJ;Q= -+= - kJ;?U= kJ ;?H= kJ。
2.设有 kg N2,温度为 K,压强为101325 Pa,分别进行下列过程,求?U、?H、
Q及W。
(1) 恒容加热至压强为 Pa; (2) 恒压膨胀至原体积的2倍;
(3) 恒温可逆膨胀至原体积的2倍; (4) 绝热可逆膨胀至原体积的2倍。(答案:①△U = QV = ×104 J,△H = ×104 J,W = 0;
②△H = QP = kJ,△U = kJ,W= - kJ;
③ Q = 5622 J ,W = -5622 J,△H = △U = 0 J;
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32
将题中给出的数据直接代入上式得:
Q转
2 8 1.1461045 1.381023 298 (3.1416 )
2 (6.62610
34 2
)
424
5
(3)如果将分子看成是谐振子,则有
Q振 1 1 e h kT 1 1 e h c kT
由题意知,
2170cm1 217000 m1
ln Q h c e h c kT T kT2 1 e h c kT
12
将数据代入得
ln Q振 T
计算题
10.5 e10.5 0 10.5 298 (1 e )
S振 R ln Q振 RT T 8.314 ln 1 8.314 298 0 0
1
2
计算题
1.已知Cl2分子转动惯量是1.146×10-45kg· m2,基本 振动波数为565cm-1,分子量为70.92。计算 1mol Cl2在298K和1atm压力下,分子的 (1)平动配分函数; (2)转动配分函数; (3)振动配分函数。
3
解:(1)由
Q平 (
2mkT h
2
32
ln Q转 T 1 T
ln Q S转 R ln Q RT T
8.314 (ln107 1) 47.2J K1 mol1
11
计算题
(3)振动熵 先求振动配分函数 已知
~
Q振
1 1 e h c kT
h c 6.626 1034 2.998 108 217000 10.5 23 kT 1.38 10 298 1 1 Q振 10.5 1 e
2 8.314 [ln(3.5 1030) ln(6.023 1023) 2.5]
R
10
(2)转动熵 先求转动配分函数
计算题
8 2 IkT Q转 h2
将题给的数据代入上式 2 8 1.4510461.3810Байду номын сангаас3298 ( 3 . 1416 ) 107 Q转 2 (6.6261034)
8
(1)平动熵 先求平动配分函数
Q平 (
2mkT h
2
32
)
V
式中m为CO分子的质量
28.0 103 26 m 4 . 65 kg 10 23 6.023 10
26
(23.1416 4.6510 1.3810 Q平 34 3 (6.62610 )
RT 8.314 298 2 3 V 2 . 44 10 m 5 p 1.013 10
(4)电子熵 由于电子的基态是单态, ∴Q电=1 S电=0 所要求的总熵 S S平 S转 S振 S电
ln Q振
150.3 47.2 0 0 197.5J K 1 mol 1
13
T 298K
4
代入Q平得:
(23.1416 1.17710 1.3810 298 ) 2 2 . 45 Q平 10 34 3 (6.62610 ) 1.411031 (2)对于同核双原子分子(如这里的Cl2)有
8 2 IkT Q转 h2
25
23
565cm1 565102 m1
~
1 代入上式得: Q振 6.6261034 565102 2.998108 1 exp[ ] 23 1.3810 298
1
1 e
2.73
1.07
6
计算题
2.已知一氧化碳分子的转动惯量是
I 1.451046 kg m2 ~ 1 基本振动波数 2170cm ,分子量为 28.0,其电子
基态是单态。计算在298K、1atm下一氧化碳气体的 摩尔熵值。
7
解:由于CO气体为非定位体系,其熵公式为:
ln Q Q NkT S k ln N! T
N
ln Q Nk ln Q k ln N! NkT T
可将其看成是体系的平动熵、转动熵、振动熵及电子熵等之 和。可先分别求出各运动形式的熵、再求和而得体系的总熵 。上式的-k lnN! 项归入平动熵计算。
28
298 )
32
2.4410 2
3.501030
9
计算题
3 (2mk )3 2 [ln( V)] ln T 3 ln Q 3 2 h T T 2T
∴
ln Q S平 N k ln Q平 k ln N! N kT ~ 3 T
~ ~ ~
R ln Q平 R ln N R 150.3J K 1 mol 1
)
V
可知只需已知m、V及T即可求出Q平。如果将Cl2分子看成是理 想气体分子,则有Pv=RT求得:
RT 8.314 298 2 3 V 2 . 45 10 m 5 p 1.013 10
70.92 103 25 m 1 . 177 kg 10 23 6.023 10