傅献彩《物理化学》(上册)配套题库【章节题库】(热力学第一定律)
物理化学思考题及参考答案傅献彩
第八章可逆电池的电动势及其应用 ………………………25
第九章电解与极化作用……………………………………29
第十章化学动力学基础…………………………………… 32
第十一章界面现象…………………………………………… 36
第十二章胶体分散体系与大分子溶液……………………… 38
18、体系中有100克N2,完全转化成NH3,如按计量方程式N2+3H2→2NH3,Δξ=?,如按计量方程式N2+H2—→NH3,Δξ=?,如反应前体系中N2的物质的量n(N2)=10mol,分别按上述二计量方程式所得的Δξ计算反应后的n'(N2)=?
恒容过程ΔU1=CV,mdT两者终态的温度相同
恒压过程ΔU2=ΔU1+ΔU3∴ΔU3=0∴ΔU2=ΔU1=CV,mdp
即1mol理想气体不论什么过程,只要变到相同温度的终态其ΔU总是等于CV,mdT
17、为什么理想气体常数R在数值上等于1mol理想气体升高1K时所作的等压体积功?
答:W=-p外ΔV=-p(V2-V1)=-nR(T2-T1)当n=1molT2-T1=1K时W=R
答:不一定。因为Δ(PV)可以为零、正数和负数。
3、ΔH = Qp , ΔU = Qv两式的适用条件是什么?
答:ΔH = Qp此式适用条件是:封闭系等压非体积功为零的体系。
ΔU = 态确定后,状态函数的值即被确定。
答:对。
(2)状态改变后,状态函数值一定要改变。
证明:ΔU=Q+W等容时ΔV=0,又无其它功,W=0∴ΔU=QV
16、为什么对于理想气体,公式ΔU=nCV,mdT可用来计算任一过程的ΔU,并不受定容条件的限制?
答:因为对理想气体,U=f(T),内能仅是温度的函数,从始态出发,不论经什么过程,达到不同的终态,只要始终态温度分别相同,ΔU就一定相同。所以公式ΔU=CV,mdT并不受定容条件的限制。
傅献彩物理化学复习题答案
傅献彩物理化学复习题答案一、选择题1. 热力学第一定律表明,能量守恒。
以下哪项描述是正确的?A. 能量可以被创造或销毁B. 能量可以在不同形式间转换,但总量保持不变C. 能量只能从一种形式转换到另一种形式D. 能量在封闭系统中可以减少答案:B2. 根据理想气体状态方程 PV = nRT,当温度和体积保持不变时,压力和气体的摩尔数成正比。
以下哪个选项是错误的?A. 压力增加,摩尔数也增加B. 压力减少,摩尔数也减少C. 压力保持不变,摩尔数也保持不变D. 压力与摩尔数成正比答案:B二、填空题1. 热力学第二定律表明,热不能自发地从低温物体传向高温物体。
______答案:熵增加原理2. 化学平衡常数 K 是在一定温度下,反应物和生成物浓度的比值。
如果反应是可逆的,那么在平衡状态下,正反应速率等于______。
答案:逆反应速率三、简答题1. 解释什么是吉布斯自由能(Gibbs Free Energy)以及它在化学反应中的应用。
答案:吉布斯自由能是一个热力学函数,用于描述在恒温恒压条件下,系统进行非体积功(如化学反应)时的能量变化。
它定义为 G =H - TS,其中 H 是焓,T 是温度,S 是熵。
吉布斯自由能的变化(ΔG)可以判断一个反应是否自发进行。
如果ΔG < 0,则反应自发;如果ΔG > 0,则反应非自发;如果ΔG = 0,则系统处于平衡状态。
2. 描述范特霍夫方程及其在化学平衡中的应用。
答案:范特霍夫方程是描述在恒压条件下,温度变化对化学平衡常数影响的方程,形式为 ln(K2/K1) = -ΔH°/R * (1/T2 - 1/T1)。
其中 K1 和 K2 分别是在温度 T1 和 T2 下的平衡常数,ΔH° 是反应的标准焓变,R 是气体常数。
通过这个方程,我们可以预测在不同温度下反应的平衡位置。
四、计算题1. 假设一个理想气体在等压过程中从状态 A (P1, V1, T1) 变化到状态 B (P2, V2, T2)。
傅献彩五版物理化学思考题全集
物理化学第一章热力学第一定律1.“根据道尔顿分压定律p=∑B p B压力具有加和性,因此是广延性质。
”这一结论正确否?为什么?答:不对。
压力与温度一样是强度性质。
不具有加和性,所谓加和性,是指一个热力学平衡体系中,某物质的数量与体系中物质的数量成正比,如C p=∑n B C p,m(B)。
而道尔顿分压定律中的分压p B是指在一定温度下,组分B单独占有混合气体相同体积时所具有的压力。
总压与分压的关系不是同一热力学平衡体系中物量之间的关系,与物质的数量不成正比关系,故p=∑p B不属加和性。
本题所犯错误是把混和气体中总压p与各组分分压p B关系误认为是热力学平衡体系中整体与部分的关系。
2.“凡是体系的温度升高时就一定吸热,而温度不变时,体系既不吸热也不放热”,这种说法对否?举实例说明。
答:不对。
例如:绝热条件下压缩气体,体系温度升高,但并未从环境中吸热。
又如:在绝热体容器中,将H2SO4注入水中,体系温度升高,但并未从环境吸热。
再如:理想气体等温膨胀,从环境吸了热,体系温度并不变化。
在温度不变时,体系可以放热或吸热,相变时就是这样。
例如水在1atm、100℃下变成水蒸气,温度不变则吸热。
3.-p(外)d V与-p(外)ΔV有何不同?-pV就是体积功,对吗?为什么在例2中-pV m(g)是体积功?答:-p(外)d V是指极其微小的体积功。
-p(外)ΔV是在指外压不变的过程体积功。
即在外压p不变的过程中体积由V1变化到V2(ΔV=V2-V1)时的体积功。
-pV不是体积功,体积功是指在外压(p外)作用下,外压p与体积变化值(d V)的乘积。
V与d V是不同的,前者是指体系的体积,后者是体积的变化值。
体积变化时才有体积功。
例2中的-pV m(g)实为-p[V m(g)-V m(l)],在这里忽略了V m(l),这里的V m(g)实为ΔV=V m(g)-V m(l),因此-pV m是体积功。
4.“功、热与内能均是能量,所以它们的性质相同”这句话正确否? 答:不正确。
《物理化学》考研傅献彩版配套考研真题库
《物理化学》考研傅献彩版配套考研真题库第一部分考研真题精选一、选择题1原电池在定温定压可逆条件下放电时,过程中与环境交换的热量在数值上与下列哪个量数值相等?()[北京科技大学2011研]A.Δr H mB.零C.TΔr S mD.Δr G m【答案】C查看答案【解析】等温可逆过程,Q r=TΔr S m。
2采用对消法(或称补偿法)测定电池电动势时,需要选用一个标准电池。
这种标准电池所具备的最基本条件是()。
[首都师范大学2010研]A.电极反应的可逆性很大,常用做参比电极B.电动势精确已知,与测量温度无关C.电池可逆,电势具有热力学意义D.高度可逆,电动势温度系数小,稳定【答案】D查看答案【解析】标准电池指测定电池电动势时,需要的电动势已知的并且稳定不变的辅助电池。
其电池内的反应是可逆的,且与温度的关系很小。
3为延长建筑物的寿命和降低成本,最好不用下面哪种水来搅拌用于浇注钢筋的混凝土?()[中国科学技术大学2010研]A.河水B.超纯水C.海水D.去离子水【答案】C查看答案【解析】钢筋混泥土的主要成分是铁,海水中含有多种矿物质,会与铁形成原电池,而腐蚀钢筋。
4一贮水铁箱上被腐蚀了一个洞,今用一金属片焊接在洞外面以堵漏,为了延长铁箱的寿命,选用哪种金属片为好?()[中国科学技术大学2010研]A.镀锡铁B.铁片C.铜片D.锌片【答案】D查看答案【解析】为了达到防腐蚀的目的,焊接的金属应该与铁构成原电池,且选择的金属片的活性要高于铁,所以为锌片。
5反应A+B→P符合Arrhenius公式,当使用催化剂时,其活化能降低了80kJ·mol -1,在室温(298K)下进行反应时,催化剂使其反应速率常数约提高了()倍。
[中国科学技术大学2010研]A.2×105B.1014C.5000D.9×1012【答案】B查看答案【解析】根据Arrhenius经验式的指数式解得6某具有简单级数的反应,速率常数k=0.1dm3·mol-1·s-1,起始浓度为0.1mol·dm -3,当反应速率降至起始速率的1/4时,所需时间为()。
大学物理化学上学期各章节复习题及答案(傅献彩版)
第二章热力学第一定律一、选择题1、下列叙述中不具状态函数特征的是:()(A)系统状态确定后,状态函数的值也确定(B)系统变化时,状态函数的改变值只由系统的初终态决定(C)经循环过程,状态函数的值不变(D)状态函数均有加和性2、下列叙述中,不具可逆过程特征的是:()(A)过程的每一步都接近平衡态,故进行得无限缓慢(B)沿原途径反向进行时,每一小步系统与环境均能复原(C)过程的初态与终态必定相同(D)过程中,若做功则做最大功,若耗功则耗最小功3、如图,将CuSO4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电极,以蓄电池为电源进行电解,可以看作封闭体系的是:()(A)绝热箱中所有物质(B)两个铜电极(C)蓄电池和铜电极(D) CuSO4水溶液5、在下列关于焓的描述中,正确的是()(A)因为ΔH=QP,所以焓是恒压热(B)气体的焓只是温度的函数(C)气体在节流膨胀中,它的焓不改变(D)因为ΔH=ΔU+Δ(PV),所以任何过程都有ΔH>0的结论6、在标准压力下,1mol石墨与氧气反应生成1mol二氧化碳的反应热为ΔrH ,下列哪种说法是错误的? ()(A) ΔH 是CO2(g)的标准生成热(B) ΔH =ΔU(C) ΔH 是石墨的燃烧热(D) ΔU <ΔH7、在标准状态下,反应C2H5OH(l)+3O2(g) →2CO2(g)+3H2O(g)的反应焓为Δr H mθ, ΔC p>0, 下列说法中正确的是()(A)Δr H mθ是C2H5OH(l)的标准摩尔燃烧焓(B)Δr H mθ〈0(C)Δr H mθ=ΔrUmθ(D)Δr H mθ不随温度变化而变化8、下面关于标准摩尔生成焓的描述中,不正确的是()(A)生成反应中的单质必须是稳定的相态单质(B)稳态单质的标准摩尔生成焓被定为零(C)生成反应的温度必须是298.15K(D)生成反应中各物质所达到的压力必须是100KPa9、在一个绝热钢瓶中,发生一个放热的分子数增加的化学反应,那么:()(A) Q > 0,W > 0,∆U > 0 (B)Q = 0,W = 0,∆U < 0(C) Q = 0,W = 0,∆U = 0 (D) Q < 0,W > 0,∆U < 010、非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个是错误的? ( )(A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=011、下列表示式中正确的是( )(A)恒压过程ΔH=ΔU+pΔV (B)恒压过程ΔH=0(C)恒压过程ΔH=ΔU+VΔp (D)恒容过程ΔH=012、理想气体等温反抗恒外压膨胀,则( )(A)Q>W (B)Q<W (C)Q=W (D)Q=△U13、当理想气体其温度由298K升高到348K,经(1)绝热过程和(2)等压过程,则两过程的()(A)△H1>△H2W1<W2(B)△H1<△H2W1>W2(C)△H1=△H2W1<W2(D)△H1=△H2 W1>W214、当理想气体从298K,2×105Pa 经历(1)绝热可逆膨胀和(2)等温可逆膨胀到1×105Pa时,则( )(A)△H1<△H2W1>W2(B)△H1>△H2 W1<W2(C)△H1<△H2W1<W2(D)△H1>△H2 W1>W215、对于封闭体系,在指定始终态间的绝热可逆途径可以有:( )(A) 一条(B) 二条(C) 三条(D) 三条以上16、实际气体绝热恒外压膨胀时,其温度将:( )(A) 升高(B) 降低(C) 不变(D) 不确定17、功的计算公式为W=nC v,m(T2-T1),下列过程中不能用此式的是()(A)理想气体的可逆绝热过程(B)理想气体的绝热恒外压过程(C)实际气体的绝热过程(D)凝聚系统的绝热过程18、凡是在孤立体系中进行的变化,其ΔU和ΔH的值一定是:( )(A) ΔU> 0 , ΔH > 0 (B) ΔU= 0 , ΔH = 0(C) ΔU< 0 , ΔH < 0 (D) ΔU= 0 , ΔH大于、小于或等于零不确定19、一定量的理想气体从同一始态出发,分别经(1) 等温压缩,(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态,以H1,H2分别表示两个终态的焓值,则有:( )(A) H1> H2 (B) H1= H2 (C) H1< H2 (D) H1>=H220、将H2(g)与O2以2:1的比例在绝热刚性密闭容器中完全反应,则该过程中应有()(A)ΔT=0 (B)Δp=0 (C)ΔU=0 (D)ΔH=021、刚性绝热箱内发生一化学反应,则反应体系为( )(A)孤立体系(B)敞开体系(C)封闭体系(D)绝热体系22、理想气体可逆绝热膨胀,则下列说法中正确的是( )(A)焓总是不变(B)内能总是增加(C)焓总是增加(D)内能总是减少23、关于等压摩尔热容和等容摩尔热容,下面的说法中不正确的是( )(A)C p,m与C v,m不相等,因等压过程比等容过程系统多作体积功(B)C p,m–C v,m=R既适用于理想气体体系,也适用于实际气体体系(C)C v,m=3/2R适用于单原子理想气体混合物(D)在可逆相变中C p,m和C v,m都为无限大24、下列哪个过程的dT≠0,dH=0?( )(A)理想气体等压过程(B)实际气体等压过程(C)理想气体等容过程(D)实际气体节流膨胀过程25、隔离系统内发生一变化过程,则系统的:(A)热力学能守恒,焓守恒(B)热力学能不一定守恒,焓守恒(C)热力学能守恒,焓不一定守恒(D)热力学能、焓均不一定守恒二、判断题1、体系在某过程中向环境放热,则体系的内能减少。
傅献彩《物理化学》(上册)配套题库【名校考研真题】(热力学第一定律)
573 K
可逆膨胀后的温度为: T2
p2V2 nR
68.12103 Pa 57.72103 m3 1 mol8.314 J K-1 mol-1
473 K
对理想气体有:
H nCp,mT 1 mol20.9 8.314 J K-1 mol-1 473 573 K 2921.4 J U nCv,mT 1 mol 20.9 J K-1 mol-1 473 573 K 2090 J
W
P外dV
C V2
dV
C
1 V1
1 V2
P 1
V2 1
1 V1
1 V2
100103 Pa
47.62 103 m3
2
57.72
1 103
m3
1 47.64 103 m3
831.3
J
Q= U W 2090 J+831.3 J= 1258.7 J
3.0.02 kg 乙醇在其沸点时蒸发为气体。已知蒸发热为 858 kJ·kg-1,蒸气的比容为 0.607 m3·kg-1。试求过程的△U、△H、Q 和 W(计算时略去液体的体积)。[首都师范大学 2010 研]
3.关于基尔霍夫定律适用的条件,确切地说是( )。[首都师范大学 2010 研] A.等容条件下的化学反应过程
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B.等压条件下的化学反应过程
C.等压或等容且丌做非体积功的化学反应过程
D.纯物质在丌同温度下的可逆相变过程和等压反应过程
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7。 5
求得:T2
(
p1 p2
)1
T1
7 5
(
1
)
物理化学思考题及参考答案——傅献彩
物理化学思考题目录第一章热力学第一定律 (2)第二章热力学第二定律 (6)第三章统计热力学初步 (10)第四章溶液 (13)第五章相平衡 (16)第六章化学平衡 (20)第七章电解质溶液 (22)第八章可逆电池的电动势及其应用 (25)第九章电解与极化作用 (29)第十章化学动力学基础 (32)第十一章界面现象 (36)第十二章胶体分散体系与大分子溶液 (38)第一章热力学第一定律1、为什么第一定律数学表示式dU=δQ-δW 中内能前面用微分号d,而热量和功的前面用δ符号?答:因为内能是状态函数,具有全微分性质。
而热量和功不是状态函数,其微小改变值用δ表示。
2、公式H=U+PV中H > U,发生一状态变化后有ΔH =ΔU +Δ(PV),此时ΔH >ΔU吗?为什么?答:不一定。
因为Δ(PV)可以为零、正数和负数。
3、ΔH = Qp , ΔU = Qv两式的适用条件是什么?答:ΔH = Qp此式适用条件是:封闭系等压非体积功为零的体系。
ΔU = Qv此式适用条件是:封闭系等容非体积功为零的体系。
(1)状态确定后,状态函数的值即被确定。
答:对。
(2)状态改变后,状态函数值一定要改变。
答:不对。
如:理想气体等温膨胀过程,U和H的值就不变化。
(3)有一个状态函数值发生了变化,状态一定要发生变化。
答:对。
4、想气体绝热向真空膨胀,ΔU=0,ΔH=0对吗?答:对。
因理想气体绝热向真空膨胀过程是一等温过程。
5、恒压、无相变的单组分封闭体系的焓值当温度升高时是增加、减少还是不变?答:增加。
6、当体系将热量传递给环境后,体系的焓值是增加、不变还是不一定改变?答:不一定改变。
7、等温等压进行的某化学反应,实验测得T1和T2时的热效应分别为Δr H1和Δr H2,用基尔霍夫公式验证时,发现数据不相等。
为什么?解:用基尔霍夫公式计算的Δr H m,1和Δr H m,2是反应物完全变成产物时的值。
而Δr H1和Δr H2是该化学反应达到平衡时实验测得的值。
傅献彩 物理化学 思考题
5. 为什么本教材中热力学第一定律表达式是:ΔU=Q+W,而有些书中采用ΔU=Q-W,
两者是否有矛盾,为什么?
答:因为本教材规定:体系吸热为正,放热为负;体系对外作功,W为负值,环境对体系作功,
W为正值,总的来说,体系在过程中得到能量为正,失去能量为负。在这个规定下,要满
足能量守衡原理,则必须是体系吸的热加上环境对体系作的功后,才等于体系内能的变化值,
则为 (∑nii)(产物)。便得:ΔHm=(∑nii)(反应物)-(∑nii)(产物)。
18. 反应 A(g)+2B(g)—→C(g) 的ΔrHm(298.2K)>0,则此反应进行时必定吸热,
对吗? 为什么?
答:不对。只有在等压下,无非体积功时,Qp=ΔHm,ΔHm>0,故 Qp>0,体系必定
21. 从同一初态(p1,V1)分别经可逆的绝热膨胀与不可逆的绝热膨胀至终态体积都是V2
时,气体压力相同吗?为什么?
答:不相同。可逆绝热膨胀由(p1,V1)到V2 体系付出的功大于不可逆绝热膨胀由
物理化学
第一章 热力学第一定律
1.“根据道尔顿分压定律p=∑B pB压力具有加和性,因此是广延性质。”这一结论正确否?为什么?
答:不对。压力与温度一样是强度性质。不具有加和性,所谓加和性,是指一个热力学平衡体系中,
对值。即是以标准状态下稳定单质生成热为零作基线,得出的相对值。
17. 证明由键焓计算反应的 ΔHm 的公式是:ΔrHm=(-∑nii)(反应物-产物)
答:化合物的Δf¬H=∑ni(ΔH原子)-(∑njj)
而反应热效应 Δr¬Hm=∑νB(ΔHm,f)B=∑νB[∑ni(ΔH原子)-∑(njj)]B
物理化学傅献彩上册习题答案(供参考)
第二章热力学第一定律思考题.:1. 一封闭系统,当始终态确定后:(a)当经历一个绝热过程,则功为定值;(b)若经历一个等容过程,则Q有定值:(c)若经历一个等温过程,则热力学能有定值:(d)若经历一个多方过程,则热和功的和有定值。
解释:始终态确定时,则状态函数的变化值可以确定,非状态函数则不是确定的。
但是热力学能U和焓没有绝对值,只有相对值,比较的主要是变化量。
2. 从同一始态A出发,经历三种不同途径到达不同的终态:(1)经等温可逆过程从A→B;(2)经绝热可逆过程从A→C;(3)经绝热不可逆过程从A→D。
试问:(a)若使终态的体积相同,D点应位于BC虚线的什么位置,为什么?(b)若使终态的压力相同,D点应位于BC虚线的什么位置,为什么,参见图解释:从同一始态出发经一绝热可逆膨胀过程和一经绝热不可逆膨胀过程,当到达相同的终态体积V2或相同的终态压力p2时,绝热可逆过程比绝热不可逆过程作功大,又因为W(绝热)=C V(T2-T1),所以T2(绝热不可逆)大于T2(绝热可逆),在V2相同时,p=nRT/V,则p2(绝热不可逆)大于p2(绝热可逆)。
在终态p2相同时,V =nRT/p ,V2(绝热不可逆)大于V2(绝热可逆)。
不可逆过程与等温可逆过程相比较:由于等温可逆过程温度不变,绝热膨胀温度下降,所以T2(等温可逆)大于T2(绝热不可逆);在V2相同时,p2(等温可逆)大于p2(绝热不可逆)。
在p2相同时,V2(等温可逆)大于V2(绝热不可逆)。
综上所述,从同一始态出发经三种不同过程,当V2相同时,D点在B、C之间,p2(等温可逆)>p2(绝热不可逆)>p2(绝热可逆)当p2相同时,D点在B、C之间,V2(等温可逆)>V2(绝热不可逆)>V2(绝热可逆)。
总结可知:主要切入点在温度T上,绝热不可逆做功最小。
补充思考题C p,m是否恒大于C v,m?有一个化学反应,所有的气体都可以作为理想气体处理,若反应的△C p,m>0,则反应的△C v,m也一定大于零吗?解释:(1)C p,m不一定恒大于C v,m。
物理化学思考题全集解答-配套高教第五版-南大傅献彩
∴
ΔU=QV
12.为什么对于理想气体,公式ΔU= nCV,mdT 可用来计算任一过程的ΔU, 并不受定容条件的限制? 答:因为对理想气体,U=f(T),内能仅是温度的函数,从始态出发,不论经什么过程, 达到不同的终态,只要始终态温度分别相同,ΔU 就一定相同。所以公式ΔU= CV,mdT 并不受定容条件的限制。
Байду номын сангаас
公式:nB(ξ)=nB(0)+νBΔξ nB(0)=10mol 按方程式:N2+3H2→2NH3, nN2(3.57)=10-(-1)×3.57=6.43mol 按方程式: N2+ H2→NH3, n'N2(7.14)=10-(-1/2)×7.14=6.43mol 两者结果相同。 15. 根据 Qp,m=QV,m+∑νB(g)RT,Qp,m 一定大于 QV,m 吗?为什么?举例说明。 答:Qp,m 不一定大于 QV,m,其大小比较取决于 ∑νB(g) 的符号,若∑νB(g)>0, 则 Qp,m> QV,m,但若 ∑νB(g)<0, Qp,m<QV,m 例如:H2(g)+ O2(g)—→H2O(l) ΔHm=Qp=-285.9 kJ·mol-1 ∑νB(g)=-1.5<0 QV,m=Qp,m-∑νB(g)RT=-285.8×103+1.5×8.314×298=-282 kJ·mol-1 Qp,m<QV,m 又例如:Zn(s)+H2SO4(aq)—→ZnSO4(aq)+H2(g)↑ Qp,m=-177.9 kJ·mol-1 ∑νB(g)=1>0 QV,m=Qp,m-∑νB(g)RT=-177.9×10-3-8.314×298=-180.37 KJ·mol-1 Qp,m>QV,m 16.“稳定单值的焓值等于零” ; “化合物摩尔生成热就是 1mol 该物质所具有的焓值” 对吗?为什么? 答:不对。稳定单质的焓值并不等于零。但可以说标准状态下稳定单质的规定焓值等 于零,人为规定标准状态下,稳定单质的生成焓,即规定焓为 0。化合物的摩尔生 成热不是 1mol 物质所具有的焓的绝对值,而是相对于生成它的稳定单质的焓的相 对值。即是以标准状态下稳定单质生成热为零作基线,得出的相对值。 17. 证明由键焓计算反应的 ΔHm 的公式是:ΔrHm=(-∑ni i)(反应物-产物) 答:化合物的ΔfH =∑ni(ΔH 原子)-(∑nj j) 而反应热效应 ΔrHm=∑νB(ΔHm,f )B=∑νB[∑ni(ΔH 原子)-∑(nj j)]B =∑νB(∑niΔH 原子)B-∑νB(∑nj j)B 因组成产物与反应物的元素相同,且各种原子的数目也相等, 即 ∑νB(∑niΔH 原子)B=0 便有ΔHm=-∑νB(∑nj j)B =-∑νB(∑nj j)B(反应物)-∑νB(∑nj j)(产物) 若将反应物的计量系数νB 考虑为正值,则上式(-∑νB(∑nj j)B(反应物),便成为 ∑νB(∑nj j)B(反应物),再将一个 B 分子中的j键数 nj 乘上方程式中反应物的计 量系数ν,便是该反应方程中反应物总j键数 nj,改写为 ni,键焓 i,那么, 反应物的总键焓值便为(∑ni i)(反应物)。同理对产物的计量系数考虑为正值, 则为 (∑ni i)(产物)。便得:ΔHm=(∑ni i)(反应物)-(∑ni i)(产物) 。 18. 反应 A(g)+2B(g)—→C(g) 的ΔrHm(298.2K)>0,则此反应进行时必定吸热, 对吗? 为什么? 答:不对。只有在等压下,无非体积功时,Qp=ΔHm,ΔHm>0,故 Qp>0,体系必定 吸热。但在有非体积功,或者非等压条件下,ΔHm≠Qp ,ΔHm>0,Qp 可以小于 0, 等于 0,不一定吸热。例如,绝热容器中 H2 与O2 燃烧,ΔHm>0,但 Q=0, 不吸热。
物化复习题答案傅献彩
物化复习题答案傅献彩一、选择题1. 物质的三种状态是固态、液态和______。
A. 液态B. 气态C. 等离子态D. 混合态答案:B2. 根据热力学第一定律,系统吸收热量,同时对外做功,系统的内能将______。
A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案:A3. 理想气体状态方程是______。
A. PV = nRTB. P = ρRTC. PV = RTD. P = nV/T答案:A二、填空题1. 热力学第二定律表明,不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不引起其他变化,这是______的表述。
答案:热力学第二定律2. 根据热力学第三定律,当温度趋近于绝对零度时,系统的熵趋近于______。
答案:零三、简答题1. 什么是热力学系统?答案:热力学系统是指在热力学研究中所关注的物质或能量的集合体,它与周围环境之间可以通过能量和物质的交换进行相互作用。
2. 什么是相变?请举一例说明。
答案:相变是指物质从一种状态转变为另一种状态的过程,例如从固态到液态的熔化过程,或从液态到气态的蒸发过程。
四、计算题1. 假设一个理想气体在等压过程中,其体积从V1=2m³增加到V2=4m³,气体的初始温度为T1=300K,求最终温度T2。
答案:由于是等压过程,可以使用盖-吕萨克定律:V1/T1 = V2/T2。
代入数据得:(2m³)/300K = (4m³)/T2,解得T2 = 600K。
2. 一个绝热容器内装有1摩尔理想气体,初始温度为T0=273K,如果气体膨胀对外做功W=500J,求气体的最终温度T。
答案:根据热力学第一定律,对于绝热过程,Q=0,所以ΔU=-W。
对于1摩尔理想气体,内能变化ΔU=nCvΔT,其中Cv是摩尔定容热容。
由于是理想气体,Cv=(5/2)R,代入数据得:(5/2)R(T-273)=-500J。
解得T≈98K(结果为近似值,具体数值需要根据理想气体的摩尔定容热容准确计算)。
物化复习题答案付献彩
物化复习题答案付献彩一、选择题1. 物质的三种状态是固态、液态和()。
A. 气态B. 液态C. 固态D. 等离子态答案:A2. 根据热力学第一定律,能量守恒定律可以表示为()。
A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = W - QD. ΔU = W + Q答案:B3. 一个系统在等温过程中,其内能变化()。
A. 增加B. 不变C. 减少D. 无法确定答案:B二、填空题1. 理想气体状态方程为 \[ PV = nRT \],其中P代表压强,V代表体积,n代表摩尔数,R代表气体常数,T代表温度。
答案:PV = nRT2. 热力学第二定律表明,不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果,这体现了。
答案:热力学过程的方向性三、简答题1. 什么是熵?请简述熵增加原理。
答案:熵是热力学中表示系统无序程度的物理量。
熵增加原理指出,在一个孤立系统中,自发过程总是向着熵增加的方向进行,即系统的无序度会随着时间的增加而增加。
2. 什么是相变?请举例说明。
答案:相变是指物质在不同相态之间的转变,例如固态到液态(熔化)、液态到气态(蒸发)等。
例如,水在0℃以下为冰(固态),在0℃以上则为液态,当水加热到100℃时,会转变为水蒸气(气态),这些过程都是相变的例子。
四、计算题1. 一个理想气体在等压过程中从体积V1 = 2m³增加到V2 = 4m³,求该过程中气体所做的功。
答案:根据等压过程的功公式W = PΔV,首先需要知道气体的压强P。
假设压强为P,那么气体所做的功为 W = P * (V2 - V1) = P * (4m³ - 2m³) = 2Pm³。
2. 已知某理想气体的摩尔数n = 1mol,气体常数R = 8.314J/(mol·K),初始温度T1 = 273K,最终温度T2 = 373K,求该气体在等容过程中内能的变化。
物理化学傅献彩第一定律复习..
4.某绝热封闭体系在接受了环境所做的功之 后,其温度:( ) ①一定升高 ②一定降低 ③ 一定不变 ④不一定改变
5. 体系的状态改变了,其内能值: ( ) (1) 必定改变 (3) 不一定改变 (2) 必定不变 (4) 状态与内能无关
6. 1mol单原子理想气体,在300K时绝热压缩 到500K,则其焓变H约为( )。 ①4157 J ③1255 J ②596 J ④994 J
①理想气体 ③孤立系统 ②封闭系统 ④敞开系统
2. 体系接受环境作功为160J,内能增加了 200J,则体系( ). ①吸收热量40J ③放出热量40J ②吸收热量360J ④放出热量360J
3. 理想气体经等温可逆和等温不可逆膨胀两条 途径,从状态Ⅰ到状态Ⅱ,试判断下例关系式 哪个成立? (1) Q1>Q2 (2)W1>W2 (3) W1<W2 (4)(Q1+W1) >(Q2+W2 )
R CV
(2)T V
v 1 1 1
T2V
v 1 2
(4) T2 T1 (V2 V1 )v
27.当计算1mol理想气体经历可逆的绝热过程的 功时,下列哪一式子是不适用的?( )。
(1) CV (T2 T1 ) p2V2 p1V1 (3) -1 (2) C p (T2 T1 ) R (4) (T2 T1 ) -1
31. 当热力学第一定律以dU=δQ - pdV表示时, 它适用于( )。 ①理想气体的可逆过程 ②封闭系统只作膨胀功过程 ③理想气体的等压过程 ④封闭系统的等压过程
32.关系式pV 常数只适用于()
①理想气体的可逆过程
②理想气体的绝热过程
物化傅献彩复习题答案
物化傅献彩复习题答案一、选择题1. 物质的三种状态是固态、液态和______。
A. 气态B. 液态C. 固态D. 等离子态答案:A2. 热力学第一定律的数学表达式是______。
A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔG = ΔH - TΔSD. ΔS = Q/T答案:A3. 理想气体状态方程是______。
A. PV = nRTB. PV = nTC. PV = nRD. PV = RT答案:A二、填空题1. 根据热力学第二定律,不可能制造一个循环过程,其唯一结果就是将热量完全转化为______。
答案:功2. 摩尔质量是指单位摩尔物质的质量,其单位是______。
答案:克/摩尔或千克/摩尔3. 在一定温度和压力下,液体的饱和蒸气压与液体的______成正比。
答案:表面张力三、简答题1. 请简述热力学第二定律的开尔文表述。
答案:热力学第二定律的开尔文表述指出,不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。
2. 什么是熵?熵增加原理是什么?答案:熵是系统无序度的量度,通常用来描述系统的热力学状态。
熵增加原理指出,在自发过程中,孤立系统的熵总是增加或保持不变。
四、计算题1. 已知理想气体的初始状态为P1 = 2 atm,V1 = 3 L,最终状态为P2 = 4 atm,V2 = 6 L。
求气体经历的功W。
答案:根据理想气体状态方程,P1V1 = P2V2,可以解得W = -5 L·atm(负号表示体积增大,对外做功)2. 一个封闭系统的熵变化ΔS等于多少,如果系统从T1 = 300 K吸收了Q = 100 J的热量,同时对外做了W = 50 J的功?答案:根据热力学第一定律ΔU = Q - W,得到ΔU = 100 J - 50 J = 50 J。
熵的变化ΔS = ΔU/T = 50 J / 300 K ≈ 0.167 J/K。
五、论述题1. 论述热力学第三定律的意义及其对低温物理研究的影响。
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11.下列过程属于的可逆过程的是( )。 A.摩擦生热 B.室温、标准压力下一杯水蒸収为同温同压下的汽 C.373K,标准压力下一杯水蒸収为汽 D.手电筒中干电池放电使灯泡収亮 【答案】C 【解析】在某一温度以及不该温度对应的平衡压力下迚行的相变过程为可逆过程。A 项, 摩擦生热即功热转换过程,由热力学第二定律知,它是丌可逆的;B 项,水转变为水蒸气的 平衡温度是 373K;D 项,干电池中化学能转变为电能,电场做功収热使灯泡収亮,其过程 包含功热转换过程,即该过程是丌可逆的。
绝热可逆膨胀后的状态为(p1,V2,T2),因为绝热可逆膨胀后的温度降低,所以, T2 < T0 , 由理想气体状态方程 pV nRT , p 相同,V 正比于 T,所以,V1 >V2 。
2.下述说法哪一种丌正确?( ) A.理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化为零; B.非理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化丌一定为零; C.非理想气体经绝热膨胀后,其温度一定降低; D.非理想气体经一丌可逆循环,其内能变化为零。 【答案】B 【解析】由△U=Q+W,只要经历的是绝热自由膨胀,Q,W 均为 0,故内能变化一定 为零。
【答案】A 【解析】对于电阻丝,通电一段时间后其放热,故 Q<0;又电阻丝对外丌做非体积功, 故 W=0,又△U=Q+W,故△U<0。
4.在一绝热箱中装有水,水中通一电阻丝,由蓄电池供电,通电后水及电阻丝的温度 均略有升高,今以水和电阻丝为体系,其余为环境,则有( )。
A.Q <0,W =0,ΔU <0 B.Q =0,W <0,ΔU >0; C.Q >0,W =0,ΔU >0 D.Q <0,W =0,ΔU >0 【答案】A 【解析】体系未对外做体积功,W=0.体系温度升高,必对外放热,Q<0; ΔU=Q+ W<0。
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第 2 章 热力学第一定律
一、选择题 1.一定量的理想气体仍同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压 力的终态,终态体积分别为 V1,V2,则( )。 A.V1>V2 B.V1<V2 C.V1=V2 D.无法确定 【答案】A 【解析】设理想气体的初态为(p0,V0,T0),经等温可逆膨胀后的状态为(p1,V1,T0),
=
U,U 是状态函数,不过程无关,只要最终状态一样,U 就丌变。
7.n 摩尔单原子理想气体定压升高温度,仍 T1 至 T2,△U=( )。 A.n△Cp,m△T B.nCv,m△T C.nR△T D.nRIn(T2/T1) 【答案】B
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H U (pV),得△H=0。
9.焦耳-汤姆逊系数μJ-T=( T/p )H=-( H/p )T/( H/T )p,则对于理想
气体,有μJ-T( )。 A.>0 B.<0 C.=0 D.丌能确定 【答案】C
【解析】理想气体中 H 是温度 T 的单值函数,所以-( H/p )T=0,由μJ-T=( T/p ) H=-( H/p )T/( H/T )p 得μJ-T=0。
5.理想气体经历绝热丌可逆过程仍状态 1(p1,V1,T1)变化到状态 2(p2,V2,T2),所做
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的功为 ( )。
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A.p2V2-p1V1;
B.p2(V2-V1);
C.[p2V
γ 2
/(1-)](1/V2-1-1/V1-1)
【解析】定压条件下△H=δQ= n·Cp,m·△T =5/2n·R·△T 。而δW=-∫PdV=-n·R·△ T,所以△U=Q+W=3/2 n·R·△T =nCv,m·△T。另外,由理想气体热力学能只是温度的函数也 可以得出答案B。注释:单原子气体△Cp,m=5/2R,Cv,m=3/2R
8.在隔离体系中无论収行何种变化(包括化学变化) A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法判断 【答案】C,C 【解析】在隔离体系中气体可以视为理想气体,该体系中气体膨胀收缩过程不外界均无 热交换,Q=0;气体对外没有做功,W=0,根据热力学第一定律△U=0,根据
12.某气体的状态方程为 pVm=RT+bp(b 为大于零的常数),此气体向真空绝热膨
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胀后的温度( )
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A.丌变
B.上升
C.下降
D.丌确定
【答案】A
【解析】气体向真空绝热膨胀,Q=0,W=0,△U=0。即 dU=nCvdT+[T(p/T)
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3.如图,在绝热盛水容器中,浸有电阻丝,通以电流一段时间,如以电阻丝为体系, 则上述过程的 Q、W 和体系的△U 值的符号为( )。
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
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10.某化学反应的
=0,则该反应的
A.随温度增加而增加
B.随温度增加而减小
C.不温度变化无关
D.不温度变化无规律
【答案】C
【解析】根据化学反应的基希霍夫Fra bibliotek式=0,即
不温度无关。
不温度的关系为( )。
由
=0 知:
v-p]dV=0,由 pVm=RT+bp 知,(p/T)v=R/(V-b),T(p/T)v-p=0,又 Cv
≠0,代入可得 dT=0。
13.化学反应的恒压热( )。
A.大于恒容热
D.(p2V2-p1V1)/(1-)
【答案】C
【解析】绝热过程,Q=0,故△U=W;△U 是状态函数,不过程无关,故可将次过程
设计为绝热可逆过程。
6.某封闭系统经历了所有 i 个步骤变化乊后,又回到了始态,则有( )。
A.
=0
B.
=0
C.
=0
D.
>0
【答案】C
【解析】体系功 W 和热 Q 都丌是状态函数,是不过程有关的量,而