物理化学第十二章模拟试卷A及答案
物理化学练习题及答案
物理化学练习题及答案
以下是物理化学练题及其答案：
1. 已知氯气在0℃时密度比空气大
2.44倍，求氯气的摩尔质量。
答案：70.91 g/mol
2. 算出10mol一氧化碳和15mol氧气在完全燃烧下产生的水的
质量并写出反应式。
答案：反应式2CO + O2 → 2CO2；水的质量为180g。
3. 有一容积为1L的，温度为25℃，内装有SO2Dioxide,在标
准状况下浓度为1mol/L。
求体积为1L的内的SO2质量。
答案：64.07g
4. 已知非极性H2O2在正己烷中的溶解度为0.25 g/L，求该物
质在正己醇中的溶解度。
假设两种溶剂的体积相等。
答案：0.2 g/L
5. 已知分子式为C4H10的有机物A和分子式为C2H6O的有机物B在相同的条件下燃烧生成的CO2的质量之比为27：22，求A 和B的分子式。
答案：A为C4H10，B为C2H6O2。
6. 在65℃时，硫的三种同素异形体均匀自由某室温下倾斜的中慢慢流出。
它们的密度分别为1.96，2.07和2.30g/cm³。
问它们按照密度从小到大的顺序排列，应先流出的是哪一个？
答案：轻硫S8。
以上是物理化学练题及答案。
物理化学试题A卷参考答案-化学化工学院-10-11下
物理化学试题A卷参考答案-化学化⼯学院-10-11下西南⼤学课程考核《物理化学》课程试题【A】卷参考答案和评分标准A 1.2×96500/n库伦B 3.6×96500/n库伦C 1.2×96500/n÷0.25库伦 D. 不能确定5. 在下列各电池中，其电池电动势与氯离⼦的活度a(Cl -)⽆关的是：（D）(A) Zn|ZnCl2(aq)|Cl2(p),Pt (B) Zn|ZnCl2(aq)|KCl(aq)|AgCl,Pt(C) Pt,H2(p1)|HCl(aq)|Cl2(p2),Pt (D) Ag,AgCl|KCl(aq)|Cl2(p),Pt6. ⼀定温度下，某反应的半衰期与初始浓度成反⽐，则该反应是⼏级反应？（B）A ⼀级反应B ⼆级反应C 三级反应D 0级反应7. ⼀定体积的⽔，当聚成⼀个⼤⽔球或分散成许多⽔滴时，同温度下，两种状态相⽐，以下性质保持不变的有：(B )(A) 表⾯能(B) 表⾯张⼒(C) ⽐表⾯(D) 液⾯下的附加压⼒8. 关于甲烷和苯分⼦的点群, 下⾯说法正确的是( C )(A) T与C6h(B) T h与D6d(C) T d与D6h(D) T d与D6d9. ⾦刚⽯与⽯墨是碳的两种典型晶体, 关于其所属晶系与空间点阵形式的叙述正确的是( A )(A) ⾦刚⽯：⽴⽅晶系, cF⽯墨：六⽅或三⽅晶系, hP或hR(B) ⾦刚⽯：六⽅晶系, hP⽯墨：⽴⽅晶系, cF(C) ⾦刚⽯：⽴⽅晶系, cP⽯墨：六⽅晶系, hR(D) ⾦刚⽯：⽴⽅晶系, cF⽯墨：三⽅晶系, hR10. 等径圆球有两种典型的密堆积：⽴⽅最密堆积与六⽅最密堆积, 对其描述正确的是( B )(A) ⽴⽅密堆积中可划出cF晶胞，六⽅密堆积中可划出hR晶胞.(B) 两种堆积⽅式的堆积系数都为23。
(C) 在两种堆积⽅式中, 球数与正⼋⾯体空隙数的⽐例为1:2。
(D) 在两种堆积⽅式中, 球数与正四⾯体空隙数的⽐例为1:1。
物理化学课后习题答案（全）
第1章 物质的pVT 关系和热性质习 题 解 答1. 两只容积相等的烧瓶装有氮气，烧瓶之间有细管相通。
若两只烧瓶都浸在100℃的沸水中，瓶内气体的压力为0.06MPa 。
若一只烧瓶浸在0℃的冰水混合物中，另一只仍然浸在沸水中，试求瓶内气体的压力。
解： 21n n n +=2212112RT V p RT V p RT V p +=⋅2111121222112p T p T T p T T T T =+⎛⎝⎜⎞⎠⎟=+ ∴112222p T T T p ⋅+=MPa0.0507=MPa 06.02)15.273100()15.2730(15.2730⎥⎦⎤⎢⎣⎡××++++=2. 测定大气压力的气压计，其简单构造为：一根一端封闭的玻璃管插入水银槽内，玻璃管中未被水银充满的空间是真空，水银槽通大气，则水银柱的压力即等于大气压力。
有一气压计，因为空气漏入玻璃管内，所以不能正确读出大气压力：在实际压力为102.00kPa 时，读出的压力为100.66kPa ，此时气压计玻璃管中未被水银充满的部分的长度为25mm 。
如果气压计读数为99.32kPa ，则未被水银充满部分的长度为35mm ，试求此时实际压力是多少。
设两次测定时温度相同，且玻璃管截面积相同。
解：对玻璃管中的空气，p V p V 2211=kPa 0.96=kPa )66.10000.102(35251212−×==p V V p ∴ 大气压力 = kPa 28.100kPa )96.032.99(=+·28· 思考题和习题解答3. 让20℃、20 dm 3的空气在101325 Pa 下缓慢通过盛有30℃溴苯液体的饱和器，经测定从饱和器中带出0.950 g 溴苯，试计算30℃时溴苯的饱和蒸气压。
设空气通过溴苯之后即被溴苯蒸气所饱和；又设饱和器前后的压力差可以略去不计。
（溴苯Br H C 56的摩尔质量为1mol g 0.157−⋅）解：n pV RT 131013252010831452027315==×××+⎡⎣⎢⎤⎦⎥−().(.) mol =0.832 mol n m M 209501570==..mol =0.00605mol p py p n n n 22212101325732==+=×= Pa 0.006050.832+0.00605 Pa4. 试用范德华方程计算1000 g CH 4在0℃、40.5 MPa 时的体积(可用p 对V 作图求解)。
物理化学课后习题答案(全)
−
300)
+
0.263 × (5002 2
− 3002
)
−
84 ×10 −6 3
× (5003
−
300
3
⎤ )⎥
⎦
J
= 37.6×103 J = 37.6 kJ
11. 将 101325 Pa 下的 100 g 气态氨在正常沸点 (-33.4℃) 凝结为 液体，计算 Q 、 W 、 ΔU 、 ΔH 。已知氨在正常沸点时的蒸发焓为 1368 J ⋅ g −1 ，气态氨可作为理想气体，液体的体积可忽略不计。
⎝ 16.04
⎠
5. 计算 1000 g CO2 在 100℃、5.07MPa 下的体积：(1) 用理想气体 状态方程；(2) 用压缩因子图。
第 1 章 物质的 pVT 关系和热性质
·29·
解：(1) V = nRT p
=
⎡ ⎢⎣
(1000
/
44.01)
× 8.3145 × 5.07 ×106
(100
及 101325Pa 时 1g 水的体积为 1.044cm3，1 g 水蒸气的体积为 1673cm3。
(1) 试求此过程的功； (2) 假定略去液态水的体积，试求结果的百分误
差； (3) 假定把水蒸气当作理想气体，试求结果的百分误差； (4) 根
据(2)、(3)的假定，证明恒温下若外压等于液体的饱和蒸气压，则物质
Pa
=
32.3
MPa
(2) 由表 1–6 查得， a = 0.141 Pa ⋅ m6 ⋅ mol−2 ，
b = 0.0391 × 10−3 m3 ⋅ mol −1 ，则
p = RT − a Vm − b Vm2
物理化学课后习题答案(全)
6. 1mol N2 在 0℃时体积为 70.3cm3，计算其压力，并与实验值 40.5 MPa 比较： (1) 用理想气体状态方程； (2) 用范德华方程； (3) 用压
缩因子图。
解：(1) p = RT Vm
=
⎜⎛ ⎝
8.3145× 273.15 70.3 ×10 −6
⎟⎞ ⎠
Pa
=
32.3 ×10 6
=
−
1 1672
=
−0.06 ％
(3) 1 g 水蒸气的体积
V
=
nRT
=
⎡ ⎢ ⎢
1 18.02
×
8.3145
×
(100
+
273.15)
⎤ ⎥ ⎥
m
3
p⎢
101325
⎥
⎢⎣
⎥⎦
= 1.699 ×10−3 m 3 = 1699cm3
[ ] W = − 101325 × (1699 − 1.044) × 10−6 × 18.02 J
及 101325Pa 时 1g 水的体积为 1.044cm3，1 g 水蒸气的体积为 1673cm3。
(1) 试求此过程的功； (2) 假定略去液态水的体积，试求结果的百分误
差； (3) 假定把水蒸气当作理想气体，试求结果的百分误差； (4) 根
据(2)、(3)的假定，证明恒温下若外压等于液体的饱和蒸气压，则物质
Pa
=
32.3
MPa
(2) 由表 1–6 查得， a = 0.141 Pa ⋅ m6 ⋅ mol−2 ，
b = 0.0391 × 10−3 m3 ⋅ mol −1 ，则
p = RT − a Vm − b Vm2
大学物理第十二章课后习题答案
⼤学物理第⼗⼆章课后习题答案第四篇⽓体动理论热⼒学基础求解⽓体动理论和热⼒学问题的基本思路和⽅法热运动包含⽓体动理论和热⼒学基础两部分．⽓体动理论从物质的微观结构出发，运⽤统计⽅法研究⽓体的热现象，通过寻求宏观量与微观量之间的关系，阐明⽓体的⼀些宏观性质和规律．⽽热⼒学基础是从宏观⾓度通过实验现象研究热运动规律．在求解这两章习题时要注意它们处理问题⽅法的差异．⽓体动理论主要研究对象是理想⽓体，求解这部分习题主要围绕以下三个⽅⾯：(1) 理想⽓体物态⽅程和能量均分定理的应⽤；(2) 麦克斯韦速率分布率的应⽤；(3)有关分⼦碰撞平均⾃由程和平均碰撞频率．热⼒学基础⽅⾯的习题则是围绕第⼀定律对理想⽓体的四个特殊过程(三个等值过程和⼀个绝热过程)和循环过程的应⽤，以及计算热⼒学过程的熵变，并⽤熵增定理判别过程的⽅向．1．近似计算的应⽤⼀般⽓体在温度不太低、压强不太⼤时，可近似当作理想⽓体，故理想⽓体也是⼀个理想模型．⽓体动理论是以理想⽓体为模型建⽴起来的，因此，⽓体动理论所述的定律、定理和公式只能在⼀定条件下使⽤．我们在求解⽓体动理论中有关问题时必须明确这⼀点．然⽽，这种从理想模型得出的结果在理论和实践上是有意义的．例如理想⽓体的内能公式以及由此得出的理想⽓体的摩尔定容热容2/m V,iR C =和摩尔定压热容()2/2m P,R i C +=都是近似公式，它们与在通常温度下的实验值相差不⼤，因此，除了在低温情况下以外，它们还都是可以使⽤的．在实际⼯作时如果要求精度较⾼，摩尔定容热容和摩尔定压热容应采⽤实验值．本书习题中有少数题给出了在某种条件下m V,C 和m P,C 的实验值就是这个道理．如习题中不给出实验值，可以采⽤近似的理论公式计算．2．热⼒学第⼀定律解题过程及注意事项热⼒学第⼀定律E W Q Δ+=，其中功?=21d V V V ρW ，内能增量T R i M m E Δ2Δ?=．本章习题主要是第⼀定律对理想⽓体的四个特殊过程(等体、等压、等温、绝热)以及由它们组成的循环过程的应⽤．解题的主要过程：(1) 明确研究对象是什么⽓体(单原⼦还是双原⼦)，⽓体的质量或物质的量是多少？ (２) 弄清系统经历的是些什么过程，并掌握这些过程的特征．(３) 画出各过程相应的p －V 图．应当知道准确作出热⼒学过程的p －V 图，可以给出⼀个⽐较清晰的物理图像．(４) 根据各过程的⽅程和状态⽅程确定各状态的参量，由各过程的特点和热⼒学第⼀定律就可计算出理想⽓体在各过程中的功、内能增量和吸放热了．在计算中要注意Q 和W 的正、负取法．3．关于内能的计算理想⽓体的内能是温度的单值函数，是状态量，与过程⽆关，⽽功和热量是过程量，在两个确定的初、末状态之间经历不同的过程，功和热量⼀般是不⼀样的，但内能的变化是相同的，且均等于()12m V,ΔT T C Mm E -=．因此，对理想⽓体来说，不论其经历什么过程都可⽤上述公式计算内能的增量．同样，我们在计算某⼀系统熵变的时候，由于熵是状态量，以⽆论在始、末状态之间系统经历了什么过程，始、末两个状态间的熵变是相同的．所以，要计算始末两状态之间经历的不可逆过程的熵变，就可通过计算两状态之间可逆过程熵变来求得，就是这个道理．4．麦克斯韦速率分布律的应⽤和分⼦碰撞的有关讨论深刻理解麦克斯韦速率分布律的物理意义，掌握速率分布函数f (v )和三种统计速率公式及物理意义是求解这部分习题的关键．三种速率为M RT /2P =v ，M RT π/8=v ，M RT /32=v ．注意它们的共同点都正⽐于M T /，⽽在物理意义上和⽤途上⼜有区别．P v ⽤于讨论分⼦速率分布图．v ⽤于讨论分⼦的碰撞；2v ⽤于讨论分⼦的平均平动动能．解题中只要抓住这些特点就⽐较⽅便．根据教学基本要求，有关分⼦碰撞内容的习题求解⽐较简单，往往只要记住平均碰撞频率公式v n d Z 22=和平均⾃由程n d Z λ2π2/1/==v ，甚⾄只要知道n Z ?∝v ，n /1∝λ及M T /∝v 这种⽐值关系就可求解许多有关习题．第⼗⼆章⽓体动理论12 －1 处于平衡状态的⼀瓶氦⽓和⼀瓶氮⽓的分⼦数密度相同，分⼦的平均平动动能也相同，则它们( )(A) 温度，压强均不相同 (B) 温度相同，但氦⽓压强⼤于氮⽓的压强(C) 温度，压强都相同 (D) 温度相同，但氦⽓压强⼩于氮⽓的压强分析与解理想⽓体分⼦的平均平动动能23k /kT =ε，仅与温度有关．因此当氦⽓和氮⽓的平均平动动能相同时，温度也相同．⼜由物态⽅程nkT p =，当两者分⼦数密度n 相同时，它们压强也相同．故选(C)．12 －2 三个容器A 、B 、C 中装有同种理想⽓体，其分⼦数密度n 相同，⽅均根速率之⽐()()()4:2:1::2/12C 2/12B 2/12A =v v v ，则其压强之⽐C B A ::p p p 为( )(A) 1∶2∶4 (B) 1∶4∶8(C) 1∶4∶16 (D) 4∶2∶1分析与解分⼦的⽅均根速率为M RT /3=2v ，因此对同种理想⽓体有3212C 2B 2A ::::T T T =v v v ，⼜由物态⽅程nkT ρ，当三个容器中分⼦数密度n 相同时，得16:4:1::::321321==T T T p p p .故选(C)． 12 －3 在⼀个体积不变的容器中，储有⼀定量的某种理想⽓体，温度为0T 时，⽓体分⼦的平均速率为0v ，分⼦平均碰撞次数为0Z ，平均⾃由程为0λ，当⽓体温度升⾼为04T 时，⽓体分⼦的平均速率v 、平均碰撞频率Z 和平均⾃由程λ分别为( ) (A) 004,4,4λλZ Z ===0v v (B) 0022λλ===,,Z Z 0v v (C) 00422λλ===,,Z Z 0v v (D) 0042λλ===,,Z Z 0v v 分析与解理想⽓体分⼦的平均速率M RT π/8=v ，温度由0T 升⾄04T ，则平均速率变为0v 2；⼜平均碰撞频率v n d Z 2π2=，由于容器体积不变，即分⼦数密度n 不变，则平均碰撞频率变为0Z 2；⽽平均⾃由程n d λ2π2/1=，n 不变，则珔λ也不变．因此正确答案为(B)．12 －4 已知n 为单位体积的分⼦数，()v f 为麦克斯韦速率分布函数，则()v v d nf 表⽰( )(A) 速率v 附近，ｄv 区间内的分⼦数(B) 单位体积内速率在v v v d +~区间内的分⼦数(C) 速率v 附近，ｄv 区间内分⼦数占总分⼦数的⽐率(D) 单位时间内碰到单位器壁上，速率在v v v d ~+ 区间内的分⼦数分析与解麦克斯韦速率分布函数()()v v d /d N N f =，⽽v /N n =，则有()V N nf /d d =v v ．即表⽰单位体积内速率在v v v d ~+区间内的分⼦数．正确答案为(B)．12 －5 ⼀打⾜⽓的⾃⾏车内胎，在C 07o1.=t 时，轮胎中空⽓的压强为Pa 100451?=.p ，则当温度变为C 037o2.=t 时，轮胎内空⽓的压强2p 2p 为多少？(设内胎容积不变)分析胎内空⽓可视为⼀定量的理想⽓体，其始末状态均为平衡态，由于⽓体的体积不变，由理想⽓体物态⽅程RT Mm pV =可知，压强p 与温度T 成正⽐．由此即可求出末态的压强．解由分析可知，当K 15310037152732...=+=T ，轮胎内空⽓压强为Pa 1043451122?==./T p T p可见当温度升⾼时，轮胎内⽓体压强变⼤，因此，夏季外出时⾃⾏车的车胎不宜充⽓太⾜，以免爆胎．12 －6 有⼀个体积为35m 1001?.的空⽓泡由⽔⾯下m 050.深的湖底处(温度为C 4o )升到湖⾯上来．若湖⾯的温度为C 017o .，求⽓泡到达湖⾯的体积．(取⼤⽓压强为Pa 10013150?=.p ) 分析将⽓泡看成是⼀定量的理想⽓体，它位于湖底和上升⾄湖⾯代表两个不同的平衡状态．利⽤理想⽓体物态⽅程即可求解本题．位于湖底时，⽓泡内的压强可⽤公式gh p p ρ+=0求出，其中ρ为⽔的密度( 常取33m kg 1001??=.ρ)．解设⽓泡在湖底和湖⾯的状态参量分别为(p 1 ，V 1 ，T 1 )和(p 2 ,V 2 ，T 2 )．由分析知湖底处压强为gh ρp gh ρp p+=+=021，利⽤理想⽓体的物态⽅程222111T V p T V p = 可得空⽓泡到达湖⾯的体积为()3510120121212m 1011.6//-?=+==T p V T gh ρp T p V T p V12 －7 氧⽓瓶的容积为32m 1023-?.，其中氧⽓的压强为Pa 10317?.，氧⽓⼚规定压强降到Pa 10016?.时，就应重新充⽓，以免经常洗瓶．某⼩型吹玻璃车间，平均每天⽤去3m 400.压强为Pa 100115?.的氧⽓，问⼀瓶氧⽓能⽤多少天？ (设使⽤过程中温度不变)分析由于使⽤条件的限制，瓶中氧⽓不可能完全被使⽤．为此，可通过两条不同的思路进⾏分析和求解：(1) 从氧⽓质量的⾓度来分析．利⽤理想⽓体物态⽅程RT Mm pV =可以分别计算出每天使⽤氧⽓的质量3m 和可供使⽤的氧⽓总质量(即原瓶中氧⽓的总质量1m 和需充⽓时瓶中剩余氧⽓的质量2m 之差)，从⽽可求得使⽤天数()321m m m n /-=．(2) 从容积⾓度来分析．利⽤等温膨胀条件将原瓶中氧⽓由初态(Pa 1030171?=.p , 321m 1023-?=.V )膨胀到需充⽓条件下的终态(Pa 1000162?=.p ，2V 待求)，⽐较可得2p 状态下实际使⽤掉的氧⽓的体积为12V V -．同样将每天使⽤的氧⽓由初态(Pa 1001153?=.p ，33m 400.=V )等温压缩到压强为p 2的终态，并算出此时的体积V′2 ，由此可得使⽤天数应为()212V V V n '-=/．解1 根据分析有RT V Mp m RT V Mp m RT V Mp m /;/;/333222111===则⼀瓶氧⽓可⽤天数()()5.9//33121321===-=V p V p p m m m n解2 根据分析中所述，由理想⽓体物态⽅程得等温膨胀后瓶内氧⽓在压强为Pa 1000162?=.p 时的体积为 2112p V p V /=每天⽤去相同状态的氧⽓容积2332p V p V /='则瓶内氧⽓可⽤天数为()()5.9//33121212=-='-=V p V p p V V V n12 －8 设想太阳是由氢原⼦组成的理想⽓体，其密度可当作是均匀的．若此理想⽓体的压强为Pa 1035114?.．试估计太阳的温度．(已知氢原⼦的质量Pa 1067127H -?=.m ，太阳半径kg 1067127H -?=.m ，太阳质量kg 1099130S ?=.m )分析本题可直接运⽤物态⽅程nkT p =进⾏计算．解氢原⼦的数密度可表⽰为()??==3S H S H S π34//R m m V m m n S 根据题给条件，由nkT p = 可得太阳的温度为()K 1016.13/π4/7S 3S H ?===k m R pm nk p T说明实际上太阳结构并⾮本题中所设想的理想化模型，因此，计算所得的太阳温度与实际的温度相差较⼤．估算太阳(或星体)表⾯温度的⼏种较实⽤的⽅法在教材第⼗五章有所介绍．12 －9 ⼀容器内储有氧⽓，其压强为Pa 100115.，温度为27 ℃，求：(1)⽓体分⼦的数密度；(2) 氧⽓的密度；(3) 分⼦的平均平动动能；(4) 分⼦间的平均距离．(设分⼦间均匀等距排列)分析在题中压强和温度的条件下，氧⽓可视为理想⽓体．因此，可由理想⽓体的物态⽅程、密度的定义以及分⼦的平均平动动能与温度的关系等求解．⼜因可将分⼦看成是均匀等距排列的，故每个分⼦占有的体积为30d V =，由数密度的含意可知n V /10=，d 即可求出．解 (1) 单位体积分⼦数325m 10442?==./kT p n(2) 氧⽓的密度-3m kg 301?===.//RT pM V m ρ(3) 氧⽓分⼦的平均平动动能J 102162321k -?==./kT ε(4) 氧⽓分⼦的平均距离m 10453193-?==./n d通过对本题的求解，我们可以对通常状态下理想⽓体的分⼦数密度、平均平动动能、分⼦间平均距离等物理量的数量级有所了解．12 －10 2.0×10－2 kg 氢⽓装在4.0×10-3 m 3 的容器内，当容器内的压强为3.90×105Pa 时，氢⽓分⼦的平均平动动能为多⼤？分析理想⽓体的温度是由分⼦的平均平动动能决定的，即23k /kT =ε．因此，根据题中给出的条件，通过物态⽅程pV ＝m/MRT ，求出容器内氢⽓的温度即可得k ε．解由分析知氢⽓的温度mRMPV T =，则氢⽓分⼦的平均平动动能为 ()8932323k ./===mR pVMk kT ε12 －11 温度为0 ℃和100 ℃时理想⽓体分⼦的平均平动动能各为多少？欲使分⼦的平均平动动能等于1eV ，⽓体的温度需多⾼？解分⼦在0℃和100 ℃时平均平动动能分别为J 10655232111-?==./kT εJ 10727232122-?==./kT ε由于1eV ＝1.6×10－19 J ，因此，分⼦具有1eV 平均平动动能时，⽓体温度为K 10737323k ?==./k T ε这个温度约为7.5 ×103 ℃．12 －12 某些恒星的温度可达到约1.0 ×108K ，这是发⽣聚变反应(也称热核反应)所需的温度.通常在此温度下恒星可视为由质⼦组成.求：(1) 质⼦的平均动能是多少？ (2) 质⼦的⽅均根速率为多⼤？分析将组成恒星的⼤量质⼦视为理想⽓体，质⼦可作为质点，其⾃由度 i ＝3，因此，质⼦的平均动能就等于平均平动动能.此外，由平均平动动能与温度的关系2/32/2kT m =v ，可得⽅均根速率2v .解 (1) 由分析可得质⼦的平均动能为 J 1007.22/32/3152k -?===kT m εv(2) 质⼦的⽅均根速率为1-62s m 1058.132??==mkT v 12 －13 试求温度为300.0 K 和2.7 K(星际空间温度)的氢分⼦的平均速率、⽅均根速率及最概然速率.分析分清平均速率v 、⽅均根速率2v 及最概然速率p v 的物理意义，并利⽤三种速率相应的公式即可求解.解氢⽓的摩尔质量M ＝2 ×10－3kg·mol －1 ，⽓体温度T 1 ＝300.0K ，则有 1-31s m 1078.18??==M πRT v 1-312s m 1093.13??==M RT v 1-31p s m 1058.12??==MRT v ⽓体温度T 2＝2.7K 时，有 1-31s m 1069.18??==M πRT v 1-322s m 1083.13??==MRT v1-31p s m 1050.12??==MRT v 12 －14 如图所⽰，Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别是氢⽓和氧⽓在同⼀温度下的麦克斯韦分⼦速率分布曲线.试由图中数据求：(1)氢⽓分⼦和氧⽓分⼦的最概然速率；(2) 两种⽓体所处的温度；(3) 若图中Ⅰ、Ⅱ分别表⽰氢⽓在不同温度下的麦克斯韦分⼦速率分布曲线.则哪条曲线的⽓体温度较⾼？分析由MRT 1p 2=v 可知，在相同温度下，由于不同⽓体的摩尔质量不同，它们的最概然速率v p 也就不同.因22O H M M <，故氢⽓⽐氧⽓的v p 要⼤，由此可判定图中曲线Ⅱ所标v p ＝2.0 ×103 m·s －1 应是对应于氢⽓分⼦的最概然速率.从⽽可求出该曲线所对应的温度.⼜因曲线Ⅰ、Ⅱ所处的温度相同，故曲线Ⅰ中氧⽓的最概然速率也可按上式求得.同样，由M RT2p =v 可知，如果是同种⽓体，当温度不同时，最概然速率v p 也不同.温度越⾼，v p 越⼤.⽽曲线Ⅱ对应的v p 较⼤，因⽽代表⽓体温度较⾼状态.解 (1) 由分析知氢⽓分⼦的最概然速率为()13H p s m 100.222H 2-??==M RT v利⽤M O2 /M H2 ＝16 可得氧⽓分⼦最概然速率为()()12H p O p s m 100.54/22-??==v v (2) 由M RT2p =v 得⽓体温度K 1081.42/22p==R M T v (3) Ⅱ代表⽓体温度较⾼状态.12 －15 ⽇冕的温度为2.0 ×106K ，所喷出的电⼦⽓可视为理想⽓体.试求其中电⼦的⽅均根速率和热运动平均动能.解⽅均根速率16e2s m 105.93-??==m kT v 平均动能J 10142317k -?==./kT ε 12 －16 在容积为2.0 ×10－3m 3 的容器中，有内能为6.75 ×102J 的刚性双原⼦分⼦某理想⽓体.(1) 求⽓体的压强；(2) 设分⼦总数为5.4×1022 个，求分⼦的平均平动动能及⽓体的温度.分析 (1) ⼀定量理想⽓体的内能RT i M m E 2=，对刚性双原⼦分⼦⽽⾔，i ＝5.由上述内能公式和理想⽓体物态⽅程pV ＝mM RT 可解出⽓体的压强.(2)求得压强后，再依据题给数据可求得分⼦数密度，则由公式p ＝nkT 可求⽓体温度.⽓体分⼦的平均平动动能可由23k /kT ε=求出.解 (1) 由RT i M m E 2=和pV ＝mM RT 可得⽓体压强 ()Pa 1035125?==./iV E p(2) 分⼦数密度n ＝N/V ，则该⽓体的温度()()Pa 106235?===.//nk pV nk p T⽓体分⼦的平均平动动能为J 104972321k -?==./kT ε12 －17温度相同的氢⽓和氧⽓，若氢⽓分⼦的平均平动动能为6.21×10－21J ，试求(1) 氧⽓分⼦的平均平动动能及温度；(2) 氧⽓分⼦的最概然速率. 分析 (1) 理想⽓体分⼦的平均平动动能23k /kT ε=，是温度的单值函数，与⽓体种类⽆关.因此，氧⽓和氢⽓在相同温度下具有相同的平均平动动能，从⽽可以求出氧⽓的温度.(2) 知道温度后再由最概然速率公式M RT 2p =v 即可求解v p . 解 (1) 由分析知氧⽓分⼦的平均平动动能为J 102162321k -?==./kT ε，则氧⽓的温度为：K 30032k ==k εT /(2) 氧⽓的摩尔质量M ＝3.2 ×10－2 kg·mol －1 ，则有 12p s m 1095.32-??==M RTv12 －18 声波在理想⽓体中传播的速率正⽐于⽓体分⼦的⽅均根速率.问声波通过氧⽓的速率与通过氢⽓的速率之⽐为多少？设这两种⽓体都是理想⽓体并具有相同的温度.分析由题意声波速率u 与⽓体分⼦的⽅均根速率成正⽐，即2v ∝u ；⽽在⼀定温度下，⽓体分⼦的⽅均根速率M /12∝v ，式中M 为⽓体的摩尔质量.因此，在⼀定温度下声波速率M u /1∝.解依据分析可设声速M A u /1=，式中A 为⽐例常量.则声波通过氧⽓与氢⽓的速率之⽐为2502222O H O H .==M M u u12 －19 已知质点离开地球引⼒作⽤所需的逃逸速率为gr v 2=，其中r 为地球半径.(1) 若使氢⽓分⼦和氧⽓分⼦的平均速率分别与逃逸速率相等，它们各⾃应有多⾼的温度；(2) 说明⼤⽓层中为什么氢⽓⽐氧⽓要少.(取r ＝6.40 ×106 m)分析⽓体分⼦热运动的平均速率MπRT 8=v ，对于摩尔质量M 不同的⽓体分⼦，为使v 等于逃逸速率v ，所需的温度是不同的；如果环境温度相同，则摩尔质量M 较⼩的就容易达到逃逸速率.解 (1) 由题意逃逸速率gr 2=v ，⽽分⼦热运动的平均速率M πRT 8=v .当v v = 时，有RMrg πT 4= 由于氢⽓的摩尔质量13H mol kg 10022--??=.M ，氧⽓的摩尔质量12O mol kg 10232--??=.M ，则它们达到逃逸速率时所需的温度分别为K 10891K,101815O 4H 22?=?=..T T(2) 根据上述分析，当温度相同时，氢⽓的平均速率⽐氧⽓的要⼤(约为4倍)，因此达到逃逸速率的氢⽓分⼦⽐氧⽓分⼦多.按⼤爆炸理论，宇宙在形成过程中经历了⼀个极⾼温过程.在地球形成的初期，虽然温度已⼤⼤降低，但温度值还是很⾼.因⽽，在⽓体分⼦产⽣过程中就开始有分⼦逃逸地球，其中氢⽓分⼦⽐氧⽓分⼦更易逃逸.另外，虽然⽬前的⼤⽓层温度不可能达到上述计算结果中逃逸速率所需的温度，但由麦克斯韦分⼦速率分布曲线可知，在任⼀温度下，总有⼀些⽓体分⼦的运动速率⼤于逃逸速率.从分布曲线也可知道在相同温度下氢⽓分⼦能达到逃逸速率的可能性⼤于氧⽓分⼦.故⼤⽓层中氢⽓⽐氧⽓要少.12 －20 容积为1m 3 的容器储有1mol 氧⽓，以v ＝10m·s －1 的速度运动，设容器突然停⽌，其中氧⽓的80％的机械运动动能转化为⽓体分⼦热运动动能.试求⽓体的温度及压强各升⾼了多少.分析容器作匀速直线运动时，容器内分⼦除了相对容器作杂乱⽆章的热运动外，还和容器⼀起作定向运动.其定向运动动能(即机械能)为m v 2/2.按照题意，当容器突然停⽌后，80％定向运动动能转为系统的内能.对⼀定量理想⽓体内能是温度的单值函数，则有关系式：()T R M m mv E Δ25%80Δ2?=?=成⽴，从⽽可求ΔT .再利⽤理想⽓体物态⽅程，可求压强的增量. 解由分析知T R M m m E Δ252/8.0Δ2?==v ，其中m 为容器内氧⽓质量.⼜氧⽓的摩尔质量为12m ol kg 1023--??=.M ，解得ΔT ＝6.16 ×10－2 K当容器体积不变时，由pV ＝mRT/M 得Pa 51.0ΔΔ==T VR M m p 12 －21 有N 个质量均为m 的同种⽓体分⼦，它们的速率分布如图所⽰.(1) 说明曲线与横坐标所包围的⾯积的含义；(2) 由N 和0v 求a 值；(3) 求在速率0v /2到30v /2 间隔内的分⼦数；(4) 求分⼦的平均平动动能.分析处理与⽓体分⼦速率分布曲线有关的问题时，关键要理解分布函数()v f 的物理意义. ()v v d /d N N f =，题中纵坐标()v v d /d N Nf =，即处于速率v 附近单位速率区间内的分⼦数.同时要掌握()v f 的归⼀化条件，即()1d 0=?∞v v f .在此基础上，根据分布函数并运⽤数学⽅法(如函数求平均值或极值等)，即可求解本题.解 (1) 由于分⼦所允许的速率在0 到20v 的范围内，由归⼀化条件可知图中曲线下的⾯积()1d 0=?∞v v f 即曲线下⾯积表⽰系统分⼦总数N .(2 ) 从图中可知，在0 到0v 区间内，()0/v v v a Nf ；⽽在0 到20v 区间，()αNf =v .则利⽤归⼀化条件有v v v v v ??+=000200d d v v a a N (3) 速率在0v /2到30v /2间隔内的分⼦数为12/7d d Δ2/300000N a a N =+=??v v v v v v v (4) 分⼦速率平⽅的平均值按定义为()v v f v v v d /d 02022??∞∞==N N 故分⼦的平均平动动能为20220302K 3631d d 2121000v v v v v v v v v v m N a N a m m ε=+==?? 12 －22 试⽤麦克斯韦分⼦速率分布定律导出⽅均根速率和最概然速率. 分析麦克斯韦分⼦速率分布函数为()???? ??-??? ??=kT m kT m f 2exp π2π4222/3v v v 采⽤数学中对连续函数求⾃变量平均值的⽅法，求解分⼦速率平⽅的平均值，即??=N Nd d 22v v ，从⽽得出⽅均根速率.由于分布函数较复杂，在积分过程中需作适当的数学代换.另外，最概然速率是指麦克斯韦分⼦速率分布函数极⼤值所对应的速率，因⽽可采⽤求函数极值的⽅法求得.解 (1) 根据分析可得分⼦的⽅均根速率为2/1242/302/1022d 2exp π2π4/d ???????????? ??-??? ??=??? ??=??∞v v v v v kT m kT m N N N令222/x kT m =v ，则有 2/12/12/104273.13d 2π42??? ??=??? ??=??=?∞-m RT m kT x e x m kT x v(2) 令()0d d =v v f ，即 02exp 222exp 2π2π42222/3=??--???? ??-??? ??kT m kT m kT m T k m v v v v v 得 2/12/141.12??? ??≈??? ??==m RT m kT P v v12 －23 导体中⾃由电⼦的运动可看作类似于⽓体分⼦的运动(故称电⼦⽓).设导体中共有N 个⾃由电⼦，其中电⼦的最⼤速率为v Ｆ (称为费⽶速率).电⼦在速率v v v d ~+之间的概率为()()>>>=v v v v v v 0,0 d π4d F 2A N A N N (1)画出分布函数图；(2) ⽤N 、v Ｆ定出常数A ；(3) 证明电⼦⽓中电⼦的平均动能53F /εε=，其中22F F /mv =ε.分析理解速率分布函数的物理意义，就不难求解本题.速率分布函数()vv d d 1N N f =，表⽰在v 附近单位速率区间的粒⼦数占总粒⼦数的百分⽐.它应满⾜归⼀化条件()()??=∞F 00d d v v v v v f f ，因此根据题给条件可得()v v ~f 的函数关系，由此可作出解析图和求出A .在()v v ~f 函数关系确定的情况下，由()v v v v d 22f ?=可以求出v2 ，从⽽求出2/2v m ε=. 解 (1) 由题设可知，电⼦的速率分布函数()()()>>>=F F 2 00 π4v v v v v v N A f ，其分布函数图如图所⽰. (2) 利⽤分析中所述归⼀化条件，有1d π4F02=?v v v NA 得 3F π4/3v N A = (3) ()53d N 4ππd 2F 20022F v v v v v v v v ===??∞f 5/32/F 2εm ε==v12 －24 ⼀飞机在地⾯时，机舱中的压⼒计指⽰为Pa 100115?.，到⾼空后压强降为Pa 101184..设⼤⽓的温度均为27.0 ℃.问此时飞机距地⾯的⾼度为多少？(设空⽓的摩尔质量为2.89 ×10－2 kg·mol －1 )分析当温度不变时，⼤⽓压强随⾼度的变化主要是因为分⼦数密度的改变⽽造成.⽓体分⼦在重⼒场中的分布满⾜玻⽿兹曼分布.利⽤地球表⾯附近⽓压公式()kT mgh p p /ex p 0-=，即可求得飞机的⾼度h .式中p 0 是地⾯的⼤⽓压强.解飞机⾼度为 ()()m 1093.1/ln /ln 300?===p p MgRT p p mg kT h 12 －25 在压强为Pa 1001.15?下，氮⽓分⼦的平均⾃由程为6.0×10－6cm,当温度不变时，在多⼤压强下，其平均⾃由程为1.0mm 。
物理化学试卷及答案(K12教育文档)
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1。
某体系经历一个不可逆循环后，下列关系式中不能成立的是 A 。
A. Q = 0 B 。
ΔS = 0 C. ΔU = 0 D. ΔH = 0 2。
已知CH 3COOH(1)、CO 2（g)、H 2O(1)的标准摩尔生成焓f m H ∆(298 K ） / kJ·mol —1分别为-484。
5，-393.5，—285.8。
则CH 3COOH （1)的标准摩尔燃烧焓c m H ∆（298 K) / kJ·mol -1为 C 。
A. -484.5 B 。
0 C 。
-873。
5 D. 194.8 3. 工作在100℃和25℃的两大热源间的卡诺热机，其效率为 A 。
A. 20 ％B. 25 %C. 75% D 。
100 ％ 4. 理想气体自状态p 1、V 1、T 等温膨胀到p 2、V 2、T ，则此过程的A ∆与G ∆的关系为 B 。
A 。
A ∆＞G ∆ B. A ∆=G ∆ C. A ∆＜G ∆ D. 不能确定5。
在400 K 时,液体A 的蒸气压为4×104 Pa,液体B 的蒸气压为6×104 Pa ，两者组成理想液体混合物，平衡时，溶液中A 的摩尔分数为0。
6，则气相中B 的摩尔分数为 B 。
A. 0.60B. 0.50 C 。
0。
40 D 。
物理化学课后习题答案(全)
−
300)
+
0.263 × (5002 2
− 3002
)
−
84 ×10 −6 3
× (5003
−
300
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
⎤ )⎥
⎦
J
= 37.6×103 J = 37.6 kJ
11. 将 101325 Pa 下的 100 g 气态氨在正常沸点 (-33.4℃) 凝结为 液体，计算 Q 、 W 、 ΔU 、 ΔH 。已知氨在正常沸点时的蒸发焓为 1368 J ⋅ g −1 ，气态氨可作为理想气体，液体的体积可忽略不计。
第 1 章 物质的 pVT 关系和热性质
习题解答
1. 两只容积相等的烧瓶装有氮气，烧瓶之间有细管相通。若两只
烧瓶都浸在 100℃的沸水中，瓶内气体的压力为 0.06MPa。若一只烧瓶
浸在 0℃的冰水混合物中，另一只仍然浸在沸水中，试求瓶内气体的压
力。
解：
n = n1 + n2 p1 ⋅ 2V = p2V + p2V
误差
=
−
(1699
− 1.044) 1673
− (1673 − 1.044
−
1.044)
=
−
26 1672
=
−1.6
％
(4) W = − p外[V (g) − V (l)] ≈ − p外V (g) = − pV (g) ≈ −nRT
8. 在 0℃和 101325 Pa 下，1mol H2O (s)熔化为 H2O (l)，求此过程 中 的 功 。 已 知 在 此 条 件 下 冰 与 水 的 密 度 分 别 为 0.9175 g ⋅ cm−3 与
6. 1mol N2 在 0℃时体积为 70.3cm3，计算其压力，并与实验值 40.5 MPa 比较： (1) 用理想气体状态方程； (2) 用范德华方程； (3) 用压
1_3.2025版 3A 新高考版化学 练习册含答案(12)
1_3.2025版 3A 新高考版化学练习册含答案(12)专题九化学反应的热效应五年高考考点过关练考点1 化学反应中的能量变化1.(2020天津,10,3分)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。
下列说法错误的是( )A.HCN比HNC稳定B.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.使用催化剂,可以改变反应的反应热答案 D2.(2020浙江1月选考,22,2分)在一定温度下,某反应达到了化学平衡,其反应过程对应的能量变化如图。
下列说法正确的是( )A.E a为逆反应活化能,E a'为正反应活化能B.该反应为放热反应,ΔH=E a'-E aC.所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量D.温度升高,逆反应速率加快幅度大于正反应速率加快幅度,使平衡逆移答案 D3.(2023北京,13,3分)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d 代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。
下列说法正确的是( )A.a、c分别是HCl、NH3B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)ClC.已知MgCl2为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl2的产生D.等压条件下,反应①、②的反应热之和,小于氯化铵直接分解的反应热答案 C考点2 热化学方程式盖斯定律4.(2023海南,7,2分)各相关物质的燃烧热数据如下表。
下列热化学方程式正确的是( )A.C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 411 kJ·mol-1B.C2H6(g) C2H4(g)+H2(g) ΔH=-137 kJ·mol-1C.H2O(l) O2(g)+H2(g) ΔH=+285.8 kJ·mol-1O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1D.C2H6(g)+72答案 D5.(2020北京,12,3分)依据图示关系,下列说法不正确的是( )A.石墨燃烧是放热反应B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多C.C(石墨)+CO2(g) 2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关答案 C6.(2022重庆,13,3分)“千畦细浪舞晴空”,氮肥保障了现代农业的丰收。
沪科版高中物理 必修第三册 第十二章 能源与可持续发展 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示，闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。
储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，则下列说法正确的是（）A．充气过程中外界对储气室内气体做功，气体内能不变B．只要储气室内气体压强大于外界大气压强，消毒液就能从喷嘴处喷出C．喷液过程中，储气室内气体吸收热量并对外界做功D．喷液过程中，储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力变大2. 啤酒是青岛这座城市的“专属味道”，如图是青岛市民喜欢的袋装原浆，某次售卖时，售货员将7°C冰镇原浆倒入密封袋中快速封口，密封袋内有啤酒和少部分空气且不断有气体从啤酒中析出，静置一段时间后，发现密封袋鼓胀起来。
已知大气压强，室温为27°C，封闭气体（视为理想气体）体积从0.2L增大为0.25L。
下列说法正确的是（）A．外界对内部封闭气体做正功B．静置后内部封闭气体的内能增加C．静置后内部封闭气体的分子速率都增加D．根据气体实验定律，可求出静置后内部封闭气体的压强3. 如图所示，固定的汽缸内由活塞B封闭着一定质量的理想气体，在外力F作用下，将活塞B缓慢地向右拉动。
在拉动活塞的过程中，假设汽缸壁的导热性能良好，环境的温度保持不变，则下列说法正确的是（）A．气体从外界吸热，气体分子的平均动能减少B．气体向外界放热，气体分子的平均动能不变C．气体从外界吸热，气体压强变小D．气体向外界放热，气体压强变小4. 下列说法正确的是（）A．气体难以被压缩说明分子间存在斥力B．当分子力表现为引力时，分子势能随着分子间距的增大而增大C．气体温度升高，分子平均动能增大，气体压强也增大D．若一定质量的气体膨胀对外做功 50J，则气体内能一定减小50J5. 不少车主常在私家车内备有电动充气泵，如图所示。
某次充气前测得某轮胎胎内气体压强只有，为使汽车正常行驶。
上海虹口区教育学院实验中学高中物理必修三第十二章《电能能量守恒定律》测试题(含答案解析)
一、选择题1．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻，当滑动变阻器R0的滑片向下移动时，下列说法正确的是（）A．电流表示数变大B．电压表示数变大C．R1消耗的功率增大D．R2消耗的功率增大2．恒压电源的内阻可视为零，普通电源的内阻不可忽略。
为判别一电源是哪种电源，某同学连接了如图所示实验电路，并断开电键，设想通过观察电键闭合后的电流表作出判断。
此方案（）A．无效。
因为无论是哪种电路，电流表示数都变大B．无效。
因为无论是哪种电路，电流表示数都变小C．有效。
若是恒压电源，电流表示数不变，若是普通电源，则电流表示数变大D．有效。
若是恒压电源，电流表示数不变，若是普通电源，则电流表示数变小3．铅蓄电池的电动势为2V，下列说法不正确的是（ ）A．电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转化为电能B．蓄电池两极间的开路电压为2VC．蓄电池在1s内将2J的化学能转化成电能D．蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池电动势为大4．下列说法中正确的是（）A．在匀强电场中，电势降低的方向就是电场强度的方向B．根据公式U=Ed可知，匀强电场中任意两点间的电势差与这两点的距离成正比C．单位时间通过导体横截面的电荷量越多，电流越大D．在某电池的电路中每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是0.5V；5．现有规格为“220V，36W”的排气扇，如图所示，排气扇电动机的线圈电阻为40Ω，当正常工作时，排气扇的（ ）A ．通电电流计算式为220A 40I =B ．输出功率计算式为2220(36)W 40P =-出 C ．发热功率计算式为236()40W 220P =⨯热 D ．电功率大于36W6．如图所示，灯泡1L 、2L 原来都正常发光，由于故障两灯突然熄灭，若故障只有一处，则下列说法正确的是（ ）A ．将电压表并联在ac 两端，示数为0，说明ac 间断路B ．将电压表并联在cd 两端，有示数，说明cd 间完好C ．将电压表并联在ad 两端，有示数；并联在ac 两端，示数为0，说明cd 间断路D ．将电流表并联在ac 两端，示数为0，说明cd 间完好7．某热敏电阻的阻值随温度的变化关系为R =(2t －400）Ω（t 的单位为K ，计算时t 只取数值），使用该热敏电阻测量温度大于t A 的温度值（t A =250K ），需首先把热敏电阻、电池、电流表、滑动变阻器串联起来，如图所示，然后把装置放入标准温度箱内，保持温度箱内温度为t A ，调整滑动变阻器使电流表达到满偏，满偏处标注温度为t s ，提高标准温度箱内的温度，在电流表表盘上刻上相应温度，这就得到了一个简易温度计。
上海第一中学高中物理必修三第十二章《电能能量守恒定律》检测(答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：126481]如图是某锂电池外壳上的文字说明，由此可知（）⨯⨯-⋅BL528M 700mA h标准3.7V锂离子电池充电限制电压：4.2V执行标准：GB/T18287-2000待机时间：48h警告：切勿投入火中！！！序号：×××× 只能使用指定充电器Li-ion电池制造厂商：中国××股份有限公司地址：深圳××工业大厦A．该电池通过1C的电量时，非静电力做功3.7JB．两块此种型号电池串联使用的电动势为8.4VC．该电池的额定工作电流一定为700mAD．该电池完全放电将有10584J的化学能转化为电能2．(0分)[ID：126466]下列说法中正确的是（）A．在匀强电场中，电势降低的方向就是电场强度的方向B．根据公式U=Ed可知，匀强电场中任意两点间的电势差与这两点的距离成正比C．单位时间通过导体横截面的电荷量越多，电流越大D．在某电池的电路中每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是0.5V；3．(0分)[ID：126460]如图所示，直线OC为某一直流电源的总功率P总随着总电流I变化的图线，曲线OBC为同一直流电源内部的热功率P r随电流I的变化图线，若A、B对应的横坐标为2A，则下面说法中不正确的是（）A．电源电动势为3V，内阻为1ΩB．线段AB表示的功率为4WC．电流为2A时，外电路电阻为0.5ΩD．电流为3A时，外电路电阻为04．(0分)[ID：126459]如图所示，R1为定值电阻，R2是金属热电阻（温度越高，电阻值越大），L为小灯泡。
则当温度下降时（）A．R1两端的电压减小B．电流表A的示数减小C．路端电压变小D．小灯泡L变亮5．(0分)[ID：126434]如图所示是一实验电路图。
在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是（）A．电流表的示数变大B．路端电压变小C．电源内阻消耗的功率变小D．电路的总电阻变大6．(0分)[ID：126433]如图所示的电路中，电源的电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压是U ab＝6V，U bd＝0V，U ad＝6V，由此可断定（）A．L1和L2的灯丝都烧断了B．L1的灯丝烧断了C．L2的灯丝烧断了D．滑动变阻器R断路7．(0分)[ID：126429]如图，是一实验电路图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是（）A．路端电压变大B．电流表的示数变小C．电源的输出功率变小D．电路的总电阻变大8．(0分)[ID：126422]药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。
《第十二章 热力学定律》试卷及答案_高中物理选择性必修第三册_沪科版_2024-2025学年
《第十二章热力学定律》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、热力学第一定律的数学表达式为：A、ΔE = W + QB、ΔE = Q - WC、ΔE = W - QD、ΔE = Q + W2、一个理想气体在等压过程中，温度升高，以下哪个说法是正确的？A、体积一定减小B、体积一定增大C、压强一定增大D、密度一定增大3、一个绝热容器内有一个活塞，活塞将容器分为两部分，两部分的气体都可以视为理想气体。
初始时，左侧气体的温度高于右侧气体的温度。
若活塞能够自由移动，则最终两部分气体的温度将如何变化？A、左侧气体温度升高，右侧气体温度降低B、左侧气体温度降低，右侧气体温度升高C、两部分气体温度不变D、两部分气体温度相等4、在开口容器中，气体上方有适量的空气。
如果使容器温度升高，不考虑外界对容器的任何非体积功，下列哪一项叙述是正确的？A、气体对空气做的功为零B、气体的内能不变C、气体的温度降低D、气体吸收的热量不再发生变化5、一个理想气体等温膨胀时 _______ 。
A. 内能不变B. 内能增加C. 内能减少D. 气体的体积和压强同时增大6、根据热力学第二定律，从低温热源吸收热量并完全转化为功的过程中 _______ 。
A. 热机的效率为100%B. 热机的效率不能达到100%C. 热机的效率必须大于50%D. 热机的效率取决于热源的温度7、一个物体从温度为T1的热源吸收热量Q，然后将其全部用来对外做功，对外做功为W。
根据热力学第一定律，该物体的内能变化ΔU可表示为：A、ΔU = Q - WB、ΔU = Q + WC、ΔU = W - QD、ΔU = Q + W/T1二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、一定质量的理想气体在等温膨胀过程中，下列说法正确的是（）。
A、外界对气体做功，气体的内能增加。
B、气体吸收热量，温度不变。
C、气体对外界做功，气体的内能不变。
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物理化学第十二章模拟试卷A班级姓名分数一、选择题 ( 共10题 20分 )1. 2 分除了被吸附气体的气压须适当之外，下列因素中哪个对气体在固体表面发生多层吸附起主要影响？ ( )(A) 气体须是理想气体(B) 固体表面要完全均匀(C) 气体温度须接近正常沸点(D) 固体应是多孔的2. 2 分气相中的大小相邻液泡相碰, 两泡将发生的变化是： ( )(A) 大泡变大, 小泡变小 (B) 大泡变小, 小泡变大(C) 大泡、小泡均不变 (D) 两泡将分离开3. 2 分若气体 A 在催化剂上的吸附活化能E a不随覆盖度q变化, 则其吸附速率服从下列那种方程式? ( ) (A) Langmuir速率方程式 (B) Elovich 速率方程式(C) Kwan 速率方程式 (D) 以上 A、B、C 皆可4. 2 分单组分气-液平衡体系，在孤立条件下，界面 A 发生了 d A > 0 的微小变化, 体系相应的熵变 d S变化为： ( ) (A) d S > 0 (B) d S = 0(C) d S < 0 (D) 不能确定5. 2 分二元溶液及其溶剂的比表面自由能分别为g 和g0，已知溶液的表面超量G2< 0，则g与g0之间的关系符合以下哪种？ ( )(A) g > g0(B) g = g0(C) g < g0(D) 不能确定6. 2 分已知某溶液溶于水后，溶液表面张力g与活度a的关系为：g = g0- Aln(1 + b a)，其中g0为纯水表面张力，A、b 为常数，则此溶液中溶质的表面过剩G与活度a的关系为： ( )(A) G = - A a / RT(1+b a)(B) G = - Ab a / RT(1+b a)(C) G = Ab a / RT(1+b a)(D) G = - b a / RT(1+b a)7. 2 分已知 1000 K 时，界面张力如下：g ( Al2O3(s)-g ) = 1 N·m-1,g ( Ag(l)-g )= 0.92 N·m-1, g ( Ag(l)-Al2O3(s) )= 1.77 N·m-1。
则 1000 K 时，液态银滴在 Al2O3(s) 表面上的接触角q是： ( )(A) 33.2° (B) 46.5°(C) 101.2° (D) 146.8°8. 2 分水平仪中有一个椭球形的液泡，长短半轴分别为0.8和0.3cm，已知水的表面张力为0.07197N·m-1，液泡的附加压力为：（）(A) 18Pa (B) 33Pa (C)48Pa (D) 66Pa9. 2 分汞不湿润玻璃，其密度r = 1.35×104 kg·m-3，水湿润玻璃，密度r = 0.9965×103 kg·m-3，汞在内径为 1×10-4 m 的玻璃管内下降h1，在直径为 1×10-3 m的玻璃管内下降h2；水在直径为 1×10-4 m 的玻璃管内上升h3，在直径为 1×10-3 m的玻璃管内上升h4，令h1/h2= A，h3/h4= B，则有： ( )(A) A > B(B) A < B(C) A = B(D) 不能确定A与B的关系*. 2 分用同一支滴管滴下水的滴数和滴相同体积苯的滴数哪个多? ( )(A) 水的多(B) 苯的多(C) 一样多 (D) 随温度而改变二、填空题 ( 共 9题 18分 )11. 2 分室温时，水在一根粗细均匀的玻璃毛细管中，将上升到高度h，如将毛细管折断至h/2处，水将沿壁升至 _______ 处，此时管中水面的曲率半径将 _________ 。
12. 2 分液态汞的表面张力g = 0.4636 N·m-1 + 8.32×10-3 N·m-1·K-1·T - 3.13×10-7 N·m-1·K-2·T2在 400 K 时，汞的（¶U/¶A）T, V = 。
13. 2 分表面活性剂的结构特征是。
14. 2 分一般说来，物理吸附的吸附量随温度增高而 ___________ ，化学吸附的吸附量随温度增高而 ____________ 。
15. 2 分300 K 时，水的表面张力g = 0.0728 N·m-1，密度r为 0.9965×103 kg·m-3。
在该温度下，一个球形水滴的饱和蒸气压是相同温度平面水饱和蒸气压的 2 倍，这个小水滴的半径是 ____________________ 。
16. 2 分界面吉布斯自由能和界面张力的相同点是不同点是。
17. 2 分从吸附的角度考虑催化剂的活性取决于 _____________ ，一个良好的催化剂应是 ___________ 。
18. 2 分在 298 K 时，正丁醇水溶液表面张力对正丁醇浓度作图，其斜率为-0.103 N ·m -1·mol -1·kg ，正丁醇在浓度为 0.1 mol ·kg -1时的表面超额 G 为： 。
19. 2 分T = 298 K 时, 水-空气表面张力 g = 7.17×10-2 N ·m -1,（¶g / ¶ T ）p , A = - 1.57×10-4 N ·m -1·K -1。
在T ，p $ 时，可逆地增加 2 cm 2表面, 对体系所作的功 W =___________, 熵变D S =_____________。
三、计算题 ( 共 5题 40分 ) 20. 10 分某一体系的吸附等温线可表达为经验式q ＝ A p n。
q 是固体表面在吸附气体的平 衡压力p 下的覆盖度, A 和 n 均为经验常数。
在两个温度下测定其经验常数值见表。
D H a , 并解释所得结果。
21. 10 分200℃时, 测定氧在某催化剂上的吸附作用, 当氧的平衡压力为p $ 及10×p $时, 每克催化剂吸附氧的量换算成标准状况下的体积分别为 2.5 cm 3 和 4.2 cm 3。
设该吸附作用服 从兰缪尔公式。
试计算当氧的吸附量为饱和吸附量的一半时，氧的平衡分压为若干?22. 10 分在 298 K, 小水滴的蒸气压是平面水蒸气压的 2.7 倍, 求液滴半径? 纯水蒸气的过 饱和度达 2.7 时才能凝聚出上述大小的液滴, 求每滴水中含 H 2O 分子数目? 已知这时纯水的 g 0 为 7.197×10-2 J ·m -2。
23. 5 分甲醇用浮石银作催化剂氧化脱氢制甲醛时，原料甲醇每小时进料量为 2.5×103 m 3，每小时生成含甲醛36.7%、甲醇7.85%的水溶液3400 m 3。
该溶液密度为1095 kg ·m -3，试计算浮石银催化剂对生成甲醛反应的选择性，已知甲醇密度为793.2 kg ·m -3，甲醇浓度为99.5%。
24. 5 分25℃时，乙醇水溶液的表面张力 g (N ·m -1)与活度的关系如下：g =0.072-5.0×10-4a +2.0×10-4a 2, 求活度为 0.5 的溶液的表面超量G 。
四、问答题 ( 共 3题 20分 ) 25. 10 分若一固体溶于某溶剂形成理想稀溶液，试导出半径为r 的固体饱和浓度c r 与颗粒大小有如下关系：r 02lnc M RT c r γρ=其中c 0为大块固体的饱和浓度，g 为固-液界面张力，M 为固体的摩尔质量，r 为固体的密度。
26. 5 分离子型表面活性剂可分为哪三类? 请各举一例。
27. 5 分微小尘粒落入过饱和盐溶液时, 立即有晶体析出。
由此说明盐-尘粒的界面张力g盐-尘与尘-液的界面张力g尘-液何者较大?参考答案一、选择题 ( 共10题 20分 )1. 2 分[答] (C)2. 2 分[答] (A)3. 2 分[答] (A)4. 2 分[答] (C)5. 2 分[答] (A) (¶g/¶a)T > 06. 2 分[答] (C) (¶g/¶a)T = - Ab/(1 + b a)7. 2 分[答] (D)8. 2 分[答] (B) （2分）9. 2 分[答] (C)*. 2 分[答] (B)二、填空题 ( 共 9题 18分 )11. 2 分[答] 管端，变大。
12. 2 分[答] d U = T d S - p d V + g d A(¶U/¶A)T, V = T (¶S/¶A)T, V + g = -T(¶g /¶T)A, V + g= 0.514 J·m-2[答] 两亲性 (2分)14. 2 分[答] 降低；先增加，后降低15. 2 分[答] R' = 1.52×10-9 m16. 2 分[答] 量纲和数值相同；物理意义和单位不同。
17. 2 分[答] 化学吸附的强度；中等强度的化学吸附。
18. 2 分[答] 4.16×10-6 mol·m-219. 2 分[答] W = - g d A = -14.34×10-6 JD S = 3.14×10-3 J·K-1三、计算题 ( 共 5题 40分 )20. 10 分[答] 由题给条件计算不同温度下, 各个q下吸附气体的平衡压力值(见表) (4分)由式 ln(p2/ p1)= (D H a/ R)(1/T2-1/T1), 求D H aq= 0.1 时D H a= -179.8 kJ·mol-1q= 0.5 时D H a= -122.6 kJ·mol-1 (4分)随q增加, D H a减小, 表明吸附总是首先发生在活性最大的位置上, 然后再依次分)21. 10 分[答] 兰缪尔公式 1/V = (1 / V m b)×(1/p) + 1/V m根据题意可联立方程(1) 1/2.5 = (1/ V m b)×(1/1) + 1/V m(2) 1/4.2 = (1/ V m b)×(1/10) + 1/V m解方程组得 1/V m= 0.22 cm-3, 1/b= 0.82p$,当V=( 1/2)V m时, 解得p=1/b = 0.82p$22. 10 分[答] RT ln( p/ p0)= 2g M/ (r R’) (4分)R’= 1.06×10-9 m, N= (4 / 3)p ( R’)3r L / M = 148 (各23. 5 分[答] 21223222CH OH O HCHO H O H +→++x =⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=0995251079323400007851095251079320995100%852%33........ y =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=3400036710952510793209953032100%7387%3..../.s yx ==867%. （5分）24. 5 分[答] d g /d a ＝－5.0×10-4＋2×2.0×10-4a (2分)G 2＝－a /(RT )×d g /d a ＝6.05×10-8 mol ·m -2(3分)四、问答题 ( 共 3题 20分 ) 25. 10 分[答] 溶液中半径为r 的固体颗粒所受压力为 0s 'p p p =+，s ls 2p r γ-=（2分）溶解平衡时：(s)(l)lncRT c μμμ==+ （2分）m(s)ln (s)(s)(s)T T c RT V p p ∂μμ∂∂∂⎧⎫⎡⎤-⎡⎤⎪⎪⎣⎦==⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎪⎪⎩⎭()rln 'm m 0ln dln (s)d (s)(s)'c p c p RT c V p V p p ==-⎰⎰s l m r 02(s)lnV c RT c r γ-= （4分）而V M m (s)=ρs lr 02ln M cRT c r γρ-= （2分）26. 5 分[答] (1) 阴离子型, 如羧酸盐 R-COONa (2分) (2) 阳离子型, 如伯胺盐 R-NH 2·H Cl (2分) (3) 两性型, 如氨基酸型 R-NHCH 2-COOH （1分)27. 5 分[答] 设尘-液界面为A 1, 盐在尘上析出后, 得尘-盐界面为A 1, 盐液界面为A 2, 析出过程的 D G <0, 即D G ＝g 盐-液A 2+g 盐-尘A 1-g 尘-液A 1< 0 (2分) g 尘-液 > g 盐-液A 2/A 1＋g 盐-尘所以 g 尘-液 >g 盐北-尘 (3分)。