大学物理化学习题解
《物理化学》教材习题参考解答
第一篇化学热力学第一章热力学基本定律.1-1 0.1kg C6H6(l)在，沸点353.35K下蒸发，已知(C6H6) =30.80 kJ mol-1。
试计算此过程Q，W，ΔU和ΔH值。
解：等温等压相变。
n/mol =100/78 , ΔH = Q = n = 39.5 kJ , W= - nRT = -3.77 kJ , ΔU =Q+W=35.7 kJ1-2 设一礼堂的体积是1000m3，室温是290K，气压为pϑ，今欲将温度升至300K，需吸收热量多少?(若将空气视为理想气体，并已知其C p,m为29.29 J K-1·mol-1。
)解：理想气体等压升温（n变）。
Q=nC p,m△T=(1000pϑ)/(8.314×290)×C p,m△T＝1.2×107J1-3 2 mol单原子理想气体，由600K，1.0MPa对抗恒外压绝热膨胀到。
计算该过程的Q、W、ΔU和ΔH。
(Cp ,m=2.5 R)解：理想气体绝热不可逆膨胀Q＝0 。
ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1), 因V2= nRT2/ p2, V1= nRT1/ p1，求出T2=384K。
ΔU＝W＝nCV,m(T2-T1)＝-5.39kJ ，ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-8.98 kJ1-4 在298.15K，6×101.3kPa压力下，1 mol单原子理想气体进行绝热膨胀，最后压力为pϑ，若为；(1)可逆膨胀(2)对抗恒外压膨胀，求上述二绝热膨胀过程的气体的最终温度；气体对外界所作的功；气体的热力学能变化及焓变。
(已知C p,m=2.5 R)。
解：(1)绝热可逆膨胀:γ=5/3 , 过程方程p11-γT1γ= p21-γT2γ, T2=145.6 K ,ΔU＝W＝nC V,m(T2-T1)＝-1.9 kJ , ΔH＝nC p,m(T2-T1)＝-3.17kJ(2)对抗恒外压膨胀,利用ΔU＝W ，即nC V,m(T2-T1)= - p2 (V2-V1) ，求出T2=198.8K。
大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案
热力学第一定律课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“√”，错误的画“⨯”。
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. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。
( )3. 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。
( )4. 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。
( )5. 稳定态单质的∆f H(800 K) = 0。
( )二、选择题选择正确答案的编号，填在各题后的括号内：1. 理想气体定温自由膨胀过程为：（）。
（A）Q > 0；（B）∆U < 0；（C）W <0；（D）∆H = 0。
2. 对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。
( A ) Q；( B ) Q＋W；(C ) W( Q = 0 )；( D ) Q( W = 0 )。
3. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,m)适用的条件是：( )(A)绝热过程；( B)理想气体绝热过程；( C )理想气体绝热可逆过程；(D)绝热可逆过程。
4. 在隔离系统内：( )。
( 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。
5. 从同一始态出发，理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( )。
( A )可以到达同一终态；( B )不可能到达同一终态；( C )可以到达同一终态，但给环境留下不同影响。
6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。
( A )焓总是不变；(B )热力学能总是增加；( C )焓总是增加；(D )热力学能总是减少。
7. 已知反应H2(g) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T)，下列说法中不正确的是：（）。
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
物理化学题库及详解答案
物理化学题库及详解答案物理化学是一门结合物理学和化学的学科，它通过物理原理来解释化学现象，是化学领域中一个重要的分支。
以下是一些物理化学的题目以及相应的详解答案。
题目一：理想气体状态方程的应用题目内容：某理想气体在标准状态下的体积为22.4L，压力为1atm，求该气体在3atm压力下，体积变为多少？详解答案：根据理想气体状态方程 PV = nRT，其中P是压力，V是体积，n是摩尔数，R是理想气体常数，T是温度。
在标准状态下，P1 = 1atm，V1 = 22.4L，T1 = 273.15K。
假设气体摩尔数n和温度T不变，仅压力变化到P2 = 3atm。
将已知条件代入理想气体状态方程，得到：\[ P1V1 = nRT1 \]\[ P2V2 = nRT2 \]由于n和R是常数，且T1 = T2（温度不变），我们可以简化方程为：\[ \frac{P1}{P2} = \frac{V2}{V1} \]代入已知数值：\[ \frac{1}{3} = \frac{V2}{22.4} \]\[ V2 = \frac{1}{3} \times 22.4 = 7.46667L \]所以，在3atm的压力下，该气体的体积约为7.47L。
题目二：热力学第一定律的应用题目内容：1摩尔的单原子理想气体在等压过程中吸收了100J的热量，如果该过程的效率为40%，求该过程中气体对外做的功。
详解答案：热力学第一定律表明能量守恒，即ΔU = Q - W，其中ΔU是内能的变化，Q是吸收的热量，W是对外做的功。
对于单原子理想气体，内能仅与温度有关，且ΔU = nCvΔT，其中Cv 是摩尔定容热容，对于单原子理想气体，Cv = 3R/2（R是理想气体常数）。
由于效率η = W/Q，我们有：\[ W = ηQ \]\[ W = 0.4 \times 100J = 40J \]现在我们需要找到内能的变化。
由于过程是等压的，我们可以利用盖-吕萨克定律（Gay-Lussac's law）PV = nRT，由于n和R是常数，我们可以简化为PΔV = ΔT。
物理化学习题解答
物理化学习题解答物理化学习题解答(⼗⼀)习题p216~2241、298K 时，2N 2O 5(g)==N 2O 4(g)+O 2(g)，该分解反应的半衰期t 1/2=，此值与N 2O 5(g)的起始浓度⽆关，试求： (1) 该反应的速率常数；(2) N 2O 5(g)转化掉90%所需的时间。
解：(1) 反应的半衰期t 1/2与N 2O 5(g)的起始浓度⽆关，故为⼀级反应。
(2) .ln10= t =2、某物质A 分解反应为⼆级反应，当反应进⾏到A 消耗了1/3时，所需时间为2min ，若继续反应掉同样多这些量的A ，应需多长时间解：1/2=4/t ，t =8min ，t a =8–2=6min3、有反应A→P，实验测得是级反应，试证明：(1)(2) kt A A 21][][21210=-21210])[12(2A kt -=12ln 21k t =12/111216.07.52ln 2ln -===h t k t k xa a1ln =-t a a a 1216.09.0ln =-t k a x a 211=--221311k a a a =--241k a =tk a a a 21321=--t k a 22=解：(1)(2)4、在298K 时，⽤旋光仪测定蔗糖的转化率，在不同时间所测得的旋光度αt 如下：试求该反应的速率常数k 值。
解：由ln(αt –α∞)~t 作图，直线斜率–k = –×10-3，速率常数k =×10-3min -1。
21][][A k dtA d r =-=kdt A A d -=21][][kdt A d A -=-][][21kdt A d -=21][2t d k A d t A A ??-=0][][210][2)0(}][]{[221210--=-t k A A kt A A 21][][21210=-21212121}][21{][00kt A A =-21212121}][22][00kt A A =-212121])[222(0kt A =-21210])[22(kt A =-21210])[12(2A kt -=)ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt tl n (αt -α∞)t/min5、在298K 时，测定⼄酸⼄酯皂化反应速率。
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。
物理化学课后习题详解
第四章化学动力学习题1．以氨的分解反应2NH3==== N2＋3H2为例，导出反应进度的增加速率t d/dξ与tn d/)NH(d3，t n d/)N(d2，tn d/)H(d2之间的关系，并说明何者用于反应速率时与选择哪种物质为准无关。
解：ξ=(nNH3-n NH3,0)/(-2)=(N N2-n N2,0/1)=(n H2-n H2,0)/3 dξ/dt=(-1/2)×dnNH3/dt=dn N2/dt=(1/3)×dn H2/dt) ∴dn NH3/dt=-2×dξ/dtdN N2/dt= dξ/dtdn H2/dt=3×dξ/dt2．甲醇的合成反应如下：CO＋2Ｈ2 ===== CH3OH，已知tc d/)OHCH(d3＝2.44mol·L-1·h-1，求－tc d/)CO(d，－tc d/)H(d2各为多少?（答案：2.44，4.88mol·dm-3·h-1）解：dCco/dt=dC CH3OH/dt=2.44mol·dm-3·h-1-dC H2/dt=2×dC CH3OH/dt=4.88 mol·dm-3·h-13．下列复杂反应由所示若干简单反应组成，试根据质量作用定律写出以各物质为准的速率方程式。
(1)(2)(3)(4)CGk2k3AGDk1k4A Dk1k2D + C Gk3 A2Dk1k22A Dk2k1A + C Gk3解：(1) -dC A /dt=k 1C A +k 4C AdC G /dt= k 1C A -k 2C G +k 3Cc dC D /dt=k 4C A dCc/dt=k 2C G -k 3Cc (2) - dC A /dt=k 1C A -k 2C DdC D /dt= k 1C A -k 2C D -k 3C D Cc dC G /dt=k 3C D Cc dCc/dt= -k 3C D Cc (3) -dC A /dt= k 1C A -k 22D CdC D /dt= 2(k 1C A -k 22D C ) (4) -dC A /dt=2(k 12A C -k 2C D )-k 3C A CcdC D /dt= k 12A C -k 2C D dCc/dt=- k 3C A Cc dC G /dt= k 3C A Cc4．理想气体反应 2N 2O 5 → 4NO 2＋O 2，在298.15 K 的速率常数k 是1.73×10-5ｓ-1，速率方程为 r ＝ｋｃ(N 2O 5)。
物理化学 习题解
物理化学习题解得：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(2222dm RT n dm RT n dm RTn 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 。
（2）抽隔板前，H 2的摩尔体积为pRT V H m /2,=，N 2的摩尔体积pRT VN m /2,=抽去隔板后22222222223n 3 /)3(/H ,,N N N N N N m N H m H n pRT n pRT n p RT n n p nRT V n V n V =+=+==+= 总所以有 pRT VH m /2,=，pRT VN m /2,=可见，隔板抽去前后，H 2及N 2的摩尔体积相同。
（3）41,433322222==+=N N N N H y n n n yp p y p p p y p N N H H 41 ;432222====所以有1:341:43:22==p p p p N H33144134432222dm V y V dm V y V N N H H =⨯===⨯==1-9 氯乙烯、氯化氢及乙烯构成的混合气体中，各组分的摩尔分数分别为0.89、0.09和0.02。
于恒定压力101.325kPa 条件下，用水吸收掉其中的氯化氢，所得混合气体中增加了分压力为2.670 kPa 的水蒸气。
试求洗涤后的混合气体中C 2H 3Cl 及C 2H 4的分压力。
解：洗涤后的总压为101.325kPa ，所以有kPap p H C Cl H C 655.98670.2325.1014232=-=+ （1）02.0/89.0///423242324232===H C Cl H C H C Cl H C H C Cl H C n n y y p p （2）联立式（1）与式（2）求解得kPap kPa p H C Cl H C 168.2 ;49.964232==1-10 室温下一高压釜内有常压的空气。
物理化学,课后习题详解
作业题1-1. 10mol理想气体由25℃，1.00MPa 。
设过程为：（i）向真空膨胀；（ii）对抗外压0.100MPa膨胀。
分别计算以上各过程的体积功。
(i) Wv=0(ii) Wv=-P S△V=- P S nRT(1／R2-1／R1)=-nRT(P S／P2- P S／P1)P2= P S∴Wv=-PnRT(1- P S／P1)=-10mol×8.3145J·mol-1·k-1×298.15k×(1-0.100 MPa／1.00MPa)=-22.31kJ体会：（i）真空膨胀不做体积功（ii）膨胀功做负功，W=-P△V运用W=-∫V1V2Pdv=-P(V2-V1)计算体积功。
1-3.473K，0.2MPa，1dm3 的双原子分子理想气体，连续经过下列变化：（Ⅰ）定温膨胀到3dm3；（Ⅱ）定容升温使温度升到0.2MPa；（Ⅲ）保持0.2 MPa降温到初始温度473K。
（i）在p-V图上表示处该循环全过程；（ii）计算各步及整个循环过程的Wv、Q 、△U 和△H 。
一直双原子分子理想气体Cp,m=7／2R 。
解：解：(Ⅰ).W Ⅰ=-Q Ⅰ=-n RT ㏑v 2/v 1=-8.3145*473*㏑3/1*n n=p A v A /T A R=0.2*106*1*103/8.3145*473=0.0508molW Ⅰ=-219.5J Q Ⅰ=219.5△ u=△H=0(Ⅱ).△H =nCp.m(T C -T B )=0.0508*7/2*8.3145*(1419-473) =1398JH 定容 Wv=0Q Ⅱ=△u Ⅱ=nCv,m(T C -T B )=0.0508*5/2*8.3145*(1419-473)双原子分子理想气体 473K 0.2MPa1dm 3 双原子分子理想气体 473K 1／3×0.2MPa 3dm 3 双原子分子理想气体 1419K 0.2MPa 1dm 3=998.9J(Ⅲ).Wv=-p A(v A-v B)=-0.2*106*(1-3)*103=400JQⅢ=△HⅢ=nCp,m(T A-T C)=0.O508*7/2*8.3145*(473-1419)=-1398J△uⅢ=nCv,m(T A-T C)=0.0508*5/2*8.3145*(473-1419)=-998.9J循环过程：△u=0, △H=0,Wv=180.5J,Q=-179.6J体会：U和H为状态函数，循环过程△u=0, △H=0理想气体：p A v A =p B v B PV=n RT∆ U = n C V，m（T2- T1)∆ H = n C p，m （T2- T1)1-4.10mol理想气体从2×106 Pa、10-3 定容降温，使压力降到2×105 Pa，再定容膨胀到10-2 m3 。
大学物理化学试题及答案
大学物理化学试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 以下哪项不是理想气体的假设条件？A. 气体分子间无相互作用力B. 气体分子体积可以忽略不计C. 气体分子间有相互作用力D. 气体分子在容器内自由运动答案：C2. 阿伏伽德罗常数的数值大约是：A. 6.02×10^23 mol^-1B. 6.02×10^22 mol^-1C. 6.02×10^21 mol^-1D. 6.02×10^20 mol^-1答案：A3. 热力学第一定律表明：A. 能量守恒B. 能量可以创造C. 能量可以被消灭D. 能量可以无限制地转化为功答案：A4. 下列哪种物质不是电解质？A. NaClB. HClC. H2OD. C6H12O6答案：D二、填空题（每题5分，共20分）1. 一个理想气体的摩尔体积在标准状态下是_________L/mol。
答案：22.42. 热力学第二定律的开尔文表述是：不可能从单一热源取热使之完全转化为_________而不产生其他效果。
答案：功3. 反应速率常数k与温度T的关系可以用_________方程描述。
答案：阿累尼乌斯4. 根据吉布斯自由能变化公式，当ΔG < 0时，反应是_________的。
答案：自发三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述热力学系统的微观可逆性原理。
答案：微观可逆性原理指的是在热力学过程中，如果系统从初始状态经过一系列可逆过程达到某一中间状态，再经过一系列可逆过程回到初始状态，那么整个过程中系统和外界的相互作用可以完全恢复原状。
2. 什么是化学平衡常数？并说明其物理意义。
答案：化学平衡常数是一个用于描述在一定温度下，可逆化学反应达到平衡时，反应物和生成物浓度的比值。
其物理意义是表示在给定温度下，反应达到平衡状态时，反应物和生成物浓度的相对大小。
3. 解释布朗运动，并说明其对分子运动论的意义。
答案：布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微小颗粒由于受到周围分子的无规律撞击而产生的无规律运动。
大学物理化学试题和答案解析
物理化学试卷一一、选择题 ( 共15题 30分 )1. 下列诸过程可应用公式 dU = (Cp- nR)dT进行计算的是： ( C )(A) 实际气体等压可逆冷却(B) 恒容搅拌某液体以升高温度(C) 理想气体绝热可逆膨胀(D) 量热弹中的燃烧过程2. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程： ( B )(A) 可以从同一始态出发达到同一终态因为绝热可逆ΔS = 0(B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态绝热不可逆(C) 不能断定 (A)、(B) 中哪一种正确所以状态函数 S 不同(D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定故终态不能相同3. 理想气体等温过程的ΔF。
( C )(A)>ΔG (B) <ΔG (C) =ΔG (D) 不能确定4. 下列函数中为强度性质的是： ( C )(A) S容量性质除以容量性质为强度性质 (D) CV5. 273 K，下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为μ(l) 和μ(s)，两者的关系为：( C )(A) μ(l) >μ(s) (B) μ(l) = μ(s)(C) μ(l) < μ(s) (D) 不能确定6. 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水 (A) 和纯水 (B)。
经历若干时间后，两杯液面的高度将是(μ(纯水)>μ(糖水中水) ,水从(B) 杯向(A) 杯转移 ) ( A )(A) A 杯高于 B 杯 (B) A 杯等于 B 杯(C) A 杯低于 B 杯 (D) 视温度而定7. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为： ( D )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 * Φ=C+2-f=2+2-0=48. 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( C )(A) 3 种 (B) 2 种(C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。
物理化学习题及答案详解(前四章)
热力学基本公式适用条件：组成恒定, 简单变化 或可逆相变或可逆化学变化，A符合；B明显组 成变化，不符合；C符合；D非可逆相变，不符 合，答案为A和C。
3、对于只做膨胀功的简单封闭体系，恒压时正确的图（） (A) (B) (C) (D) G g l G l g G l g T
G dG SdT Vdp S T p S 0 S 0即 G T 图形斜率为负，排除 C 和 D 气相熵大于液相熵，即 S ( g ) S (l ), 根据斜率可知答案为 B 。 或者温度越高，气相的 Gibbs 自由能越低，液相蒸发 温度越低，液相的 Gibbs 自由能越低，气相凝结 ，也得知 B 正确。
11
1mol理想气体，始态压力为P，体积为V，温度为T，连续 依次做下列三个过程： (1)恒压加热，使气体升温1K； (2)恒温可逆压缩至原始体积； (3)恒容冷却，使气体降温1K； 计算Q、W、 ΔU 、ΔH。
先画出过程
1mol, i.g p,V,T [p] ① [T1] p2,V, p,V1, T1=T+1 ② T1 [V] ③ p3,V, T
5、C6H6(l)在刚性绝热容器中燃烧（）
1 C6 H 6 (l ) 7 O2 ( g ) 6CO2 ( g ) 3H 2O ( g ) 2
(A)ΔU=0，ΔH<0 ，Q=0 (B) ΔU=0，ΔH=0 ， Q=0 (C)ΔU=0，ΔH>0 ，W=0(D) ΔU≠0， ΔH≠0 ，Q=0 ∵绝热，Q=0，∵刚性，W=0，∴ΔU=0 只考虑气相，反应从7.5mol变到9mol，温度又 升高， ∴压强增大， ∵ΔH=ΔU+Δp·V>0， ∴ 答案 6 C
1molAr V 1molN 2 V
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)。
物理化学试题答案
物理化学试题答案一、选择题1. 物理化学是研究物质的物理性质及其与化学反应关系的科学。
以下哪项不是物理化学的研究内容？A. 物质的结构B. 化学反应的速率C. 物质的热力学性质D. 生物体内的分子运动答案：D2. 在恒温条件下，理想气体的状态方程为：A. PV=nRTB. PV=nHC. U=Q+WD. G=H-TS答案：A3. 以下关于熵变的描述，哪项是错误的？A. 熵是一个状态函数B. 熵变通常用ΔS表示C. 熵增加表示系统无序度增加D. 所有自然过程都会导致系统熵的减少答案：D4. 表面张力的形成是由于：A. 分子间作用力的不平衡B. 重力的作用C. 液体与气体的相互作用D. 温度的变化答案：A5. 电解质溶液的电导率与以下哪个因素无关？A. 电解质的浓度B. 电解质的化学性质C. 溶液的温度D. 电极的材料答案：D二、填空题1. 在相同温度和压力下，气体的摩尔体积与气体的__________无关。
答案：种类2. 化学反应的平衡常数K只与__________有关。
答案：温度3. 物质的溶解度是指在一定温度下，__________溶剂中能溶解一定量的物质。
答案：100克4. 热力学第一定律表明能量守恒，即系统的内能变化等于__________和__________的总和。
答案：热量；功5. 阿伦尼乌斯方程用于描述化学反应速率常数与__________的关系。
答案：温度三、简答题1. 请简述布朗运动的物理意义及其对物理化学研究的重要性。
布朗运动是指微小粒子在流体中因受到分子碰撞而表现出的无规则运动。
这一现象直接体现了分子的热运动，是研究分子动力学和扩散现象的重要依据。
布朗运动的观察和分析有助于理解物质的微观结构和宏观性质之间的关系，对于化学动力学、胶体化学以及生物学等领域的研究具有重要意义。
2. 描述焓变和熵变在化学反应中的作用及其对反应方向的影响。
焓变（ΔH）是化学反应过程中系统与环境之间热量交换的量度，反映了化学反应的能量变化。
物理化学习题详细答案
葛华才等编.《物理化学》（多媒体版）配套部分章节的计算题解.高等教育出版社第一章热力学第一定律第二章热力学第二定律第三章多组分系统第四章化学平衡第五章相平衡第六章化学动力学第七章电化学第八章界面现象第九章胶体化学第十章统计热力学第一章热力学第一定律计算题1. 两个体积均为V 的密封烧瓶之间有细管相连，管内放有氮气。
将两烧瓶均放入100℃的沸水时，管内压力为50kPa。
若一只烧瓶仍浸在100℃的沸水中，将另一只放在0℃的冰水中，试求瓶内气体的压力。
解：设瓶内压力为p′，根据物质的量守恒建立如下关系：(p′V/373.15)+ (p′V/273.15)= 2(pV/373.15)即p′＝2×50 kPa/(1+373.15/273.15)=42.26 kPa2. 两个容器A 和B 用旋塞连接，体积分别为1dm3 和3dm3，各自盛有N2 和O2(二者可视为理想气体)，温度均为25℃，压力分别为100kPa 和50kPa。
打开旋塞后，两气体混合后的温度不变，试求混合后气体总压及N2 和O2的分压与分体积。
解：根据物质的量守恒建立关系式p 总(V A+V B)/ 298.15=( p A V A /298.15)+ (p B V B /298.15)得p 总= ( p A V A+ p B V B)/ (V A+V B) = (100×1+50×3) kPa/(1+3)=62.5 kPan(N2)= p A V A /RT A= {100000×0.001/(8.315×298.15)}mol = 0.04034 moln(O2)= p B V B /RT B= {50000×0.003/(8.315×298.15)}mol = 0.06051 mol葛华才编.《物理化学》（多媒体版）配套部分章节的计算题解.高等教育出版社－3 y (N 2)= n (N 2)/{ n (N 2)+ n (O 2)}= 0.04034/(0.04034+0.06051)=0.4y (O 2)=1- y (N 2)=1-0.4=0.6分压p (N 2)= y (N 2) p 总 = 0.4×62.5 kPa= 25 kPap (O 2)= y (O 2) p 总 = 0.6×62.5 kPa= 37.5 kPa分体积 V (N 2)= y (N 2) V 总 = 0.4×4 dm 3 = 1.6 dm 3V (O 2)= y (O 2) V 总 = 0.6×4 dm 3 = 2.4 dm 33. 在 25℃，101325Pa 下，采用排水集气法收集氧气，得到 1dm 3 气体。
物理化学课后习题与答案
逆过程。设气体的
Cv,m
＝
3 2
R
。试计算各个状态的压力
p
并填下表。
V/dm3•mol-1
44.8 C B
22.4 A
273
546
T/K
1
步骤
A B C
过程的名称
等容可逆 等温可逆 等压可逆
Q/J W/J △U/J
8. 一摩尔单原子理想气体，始态为 2×101.325kPa、11.2dm3，经 pT = 常数的可逆过程(即过
(1) 298K 时的“平衡常数”； (2) 正、逆反应的活化能； (3) 反应热；
(4) 若反应开始时只有 A，pA，0=105Pa，求总压达 1.5×105Pa 时所需时间（可忽略逆反应）。
8．有一反应，其速率正比于反应物浓度和一催化剂浓度。因催化剂浓度在反应过程中不变， 故表现为一级反应。某温度下，当催化剂浓度为 0.01 mol·dm-3 时，其速率常数为 5.8×10-6 s-1。 试问其真正的二级反应速率常数是多少？如果催化剂浓度为 0. 10 mol·dm-3，表现为一级反应
4. 固体 CO2 的饱和蒸汽压在 -103℃ 时等于 10.226kPa，在 -78.5℃ 时等于 101.325 kPa，求： （1）CO2 的升华热；（2）在 -90℃ 时 CO2 的饱和蒸汽压。
5. 设你体重为 50kg，穿一双冰鞋立于冰上，冰鞋面积为 2cm3，问温度需低于摄氏零下几 度，才使冰不熔化？已知冰的 ΔfusHm = 333.4kJ·kg-1，水的密度为 1000 kg·m3，冰的密度为 900kg·m3。
(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
《物理化学》练习题及答案解析
《物理化学》练习题及答案解析（一）A-B-C三元相图如图所示1.判断化合物N(AmBn)的性质2.标出边界曲线的温降方向及性质3.指出无变量点的性质，并说明在无变点温度下系统所发生的相变化4.分析点1、点2、点3的结晶路程（表明液固相组成点的变化及各阶段的相变化）5.点3刚到析晶结束点和要离开析晶结束点时各物相的含量。
（二）相图分析A—B—C三元相图如下图所示：1. 划分分三角形2. 标出界线的性质和温降方向3. 指出四个化合物（D、S、AC、BC）的性质4. 写出无变量点E、G、F的性质（并列出相变式）5. 分析1点的析晶路程（三）下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图，对于硅酸盐水泥的生产有一定的参考价值。
试：1、画出有意义的付三角形；2、用单、双箭头表示界线的性质；3、说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相平衡式；4、分析M#熔体的冷却平衡结晶过程并写出相变式；5、并说明硅酸盐水泥熟料落在小圆圈内的理由；6、为何在缓慢冷却到无变量点K（1455℃）时再要急剧冷却到室温？（四）A—B—C三元相图如下图所示：1. 划分分三角形2. 标出界线的性质和温降方向3. 指出化合物的性质4. 写出无变量点的性质（并列出相变式）5. 点1、2熔体的析晶路程。
（S、2、E3在一条线上）6. 计算2点液相刚到结晶结束点和结晶结束后各相的含量。
答案（一）A-B-C三元相图如图所示6.判断化合物N(AmBn)的性质7.标出边界曲线的温降方向及性质8.指出无变量点的性质，并说明在无变点温度下系统所发生的相变化9.分析点1、点2、点3的结晶路程（表明液固相组成点的变化及各阶段的相变化）10.点3刚到析晶结束点和要离开析晶结束点时各物相的含量。
1.判断三元化合物A m B n的性质，说明理由？不一致熔融二元化合物，因其组成点不在其初晶区内2.标出边界曲线的温降方向（转熔界限用双箭头）；见图3.指出无变量点的性质（E、N）；E ：单转熔点N ：低共溶点4.分析点1，2的结晶路程；（4分）5、1点液相刚到结晶结束点各物质的百分含量L%=1b/bN×100%,B%=(1N/bN) ×(AmBn b/ AmBn B)×100%,AmBn %=(1N/bN) ×(C b/ AmBn B)×100%结晶结束后各物质的百分含量:过1点做副三角形BC AmBn的两条边C AmBn、BM AmBn 的平行线1D、1E，C%=BE/BC×100%，B%=CD/BC×100%，AmBn %=DE/BC×100%。
物理化学习题解答
每个球的体积为：0.03446/2=0.01723m3 由于两个球之间有细玻璃管连通，两个球处于不同温度时，体积和 压力均相同，则：
pV n1 RT1 n2 RT2
即: n1T1 n2T2 , 300n1 400n2 且： n1 n2 0.7
联立解得： n1 0.4mol, n2 0.3mol 压力为： p
与实测值产生的误差：
5.37 4.16 0.291 29.1% 4.16
（ii）二氧化碳气体的范德华参数： a=0.3640Pa·m6·mol-2, b=4.267×10-5 m3·mol-1,
RT n2a 8.314 323 0.3640 2 3 5 (V nb) V (0.5 10 1 4.267 10 ) (0.5 10 3 ) 2 2685 0.3640 5871419 1456000 4.415 10 6 Pa 4.415MPa 0.0004573 0.25 10 6 p
解： （1）以电炉丝为系统：环境对系统做功，W>0,电炉丝放热，Q<0, 电炉丝温度升高， U >0； (2)以电炉丝和水为系统：环境对系统做功，W>0,绝热，Q=0，U >0； (3)以电炉丝、水、电源及其它一切有影响的部分为系统： W=0,Q=0, U =0。
2、在 25℃时，2mol H2 的体积为 15dm3,此气体 （1）在定温条件下（即始态和终态的温度相同） ，反抗外压为 105Pa 时，膨胀到体积为 50 dm3； （2）在定温下，可逆膨胀到体积为 50 dm3。
2、一球形容器抽空后质量为25.0000 g，充以4℃的水(体积质量为 1000 kg·m-3)，总质量为125.0000 g。若改充以25 ℃，l.333 × 104 Pa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163 g，试求该气体的摩尔质 量。若据元素分析结果，测得该化合物中各元素的质量分数ω分别为 ω(C)=0.799，ω(H)=0.201，试写出该碳氢化合物的分子式。 解：设容器的体积为V： 密度： 水 1000kg m 3
物理化学习题解答
物理化学习题解答(四)(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--物理化学习题解答(四)习题 p266~2701、在298K 时，有质量分数为的硫酸H 2SO 4水溶液，试分别用(1)质量摩尔浓度m B ；(2)物质的量浓度c B 和(3)摩尔分数x B 来表示硫酸的含量。
已知在该条件下，硫酸溶液的密度为×，纯水的密度为。
解:m (B)= w B × = × ==n B = m (B)/M B ==m (A)= - m (B)= ×==n A = m (A)/M A ==(1) m B =n B /m (A)= =V 溶液= /ρ=×103)=×10-3m 3= c B =n B /V==x B =n B / =+= 2、在298K 和大气压力下，含甲醇(B)的摩尔分数x B 为的水溶液的密度为，甲醇的偏摩尔体积V B =，试求该水溶液中水的偏摩 尔体积V A 。
解:设n B =，则n 总=n B /x B =1/=，n A = molm (B)=n B M B =×=，m (A)= n A M A =×= V ={m (A)+m (B)}/ρ=+/= V =n A V A +n B V B ，V A =(V -n B V B )/n A =3、在298K 和大气压下，某酒窑中存有酒，其中含乙醇的质量分数为，今欲加水调制含乙醇的质量分数为的酒，已知该条件下，纯水的密度为 ，水和乙醇的偏摩尔体积为：w (C 2H 5OH) V (H 2O)/ V (C 2H 5OH) / 试计算：(1) 应加入水的体积；(2) 加水后，能得到含乙醇的质量分数为的酒的体积。
∑AA m ∑AA m ∑AA m ∑AA n解:(1)n B M B/ {n A M A+ n B M B}=， +=，+== n B， n B= n AV=nA VA+n B V B=，+×10-6=，+× n A)×10-6=，n A =，n B =，n B MB/ {n/A M A+ n B M B}=，×A+×=A+×=×=.6n/A=，△n= n/A - n A=水/=V水=×= m3(2) V=n/A V A+n B V B=×+××10-6= m34、在298K和大气压下，甲醇(B)的摩尔分数x B为的水溶液中，水(A)和甲醇(B)的偏摩尔体积分别为V A= ，V B= ，已知该条件下，甲醇(B)和水(A)的摩尔体积为V m,B= ，V m,A=现在需要配制上述水溶液1000 cm3，试求：(1) 需要纯水和纯甲醇的体积；(2) 混合前后体积的变化值。
物理化学1-5章习题解
第一章 气体pVT 性质1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1TT p V p V V T V V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯==每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H Cn/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时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 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。
充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。
若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。
试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρn=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 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。
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2
• 而这些物理量都能联系到的一个量是 r G m • 所以 r G m 是我们解这个题的关键所在。
• 解：分析（1）中电池的反应
( ) H 2 ( p H ) 2O H
2
1
( a ) 2 H 2O (l ) 2 e
1
1
( ) H gO ( s ) H 2 O ( l ) 2 e
H g (l ) 2 O H ( a )
2
1
电 池 反 应 （ 1） 为 ： H 2 ( p H ) H gO ( s ) H g ( l ) H 2 O ( l )
又因为反应（2）为： H 2 ( g ) 2 O 2 ( g ) H 2 O ( l ) 1 所以（1）- （2）=（3），即 H g O s H g (l)+ O 2 ( g )
2
• 由（2）反应 H 2 ( g )
1 2
O 2 ( g ) H 2 O (l )
• 刚好这两个式子相减可得到HgO(s)的分解式
H g O s H g (l)+ 1 2 O2(g)
• 根据题目所提供的物理量 E r H m
S m 以及我
们要求的 K p O p
1
r G (3) r G (1) r G (2)
1 7 8 .8 1 ( 2 3 7 .1 5 ) 5 8 .3 4 ( kJ m o l
1
m
m
m
)
r G m (3) R T ln k p
k p = exp(
exp(
r G m (3) RT
)
)
5 8 .3 4 8 .3 1 4 5 2 9 8
11
5 .9 4 4 1 0
又 K
p
=（
pO pO
1
2ห้องสมุดไป่ตู้
2 ）
2
pO ( K p ) pO
2
2
2
(5 .9 4 4 1 0 3 .5 3 1 0
19
11
1 2
1 2
S m (O 2 )
2 0 5 .1 K
1 1
1 6 3 .3 4 ( J m o l
1
)
1
0 .1 6 3 3 4 ( k J m o l
K
)
r G m (2) r H m (2) T r S m (2)
285.83 298 ( 0.16334) 237.15( kJ m ol )
1 2 1 ； 285.83 kJ m ol O 2 ( g ) H 2 O (l )
• （3） 298K时，下表为各物质的标准摩尔熵：
化合物 HgO(s) O2（g） H2O（l） Hg(l) H2(g)
Sm / ( J m ol K )
1 1
70.29 205.1 69.91
第九章 可逆电池的电动势及其应用
第17题（Page112）
主讲：卢 梦
• 17.根据下列在298K和标准压力下的热力学数据，
计算HgO(s)在该温度是的解离压。已知： • （1）电池 Pt | H 2 ( pH ) | NaOH (a) | HgO( s) | Hg (l )
2
的标准电动势 E 0.9265V ； • （2）反应 H 2 ( g ) 的 H r m
2
1
• r G m (1) ZE F 2 0.9265 96500 178.81kJ m ol
1
• 由表中数据可得
r S (2) S ( H 2 O ) S ( H 2 )
6 9 .9 1 1 3 0 .7
m m m
) 100
2
( kP a )
-1 9
H g O ( s ) 在 2 9 8 K 时 的 解 离 压 为 3 .5 3 1 0
kP a
77.4
130.7
• 分析：
HgO(s)的分解反应为 H g O s H g (l)+
1 2
O2(g)
• ，求HgO(s)的解离压，即求分解达平衡时体系中氧气的 压力 p O 。我们可以联系公式 K = （ p
2
pO pO
1
2
2 ）
• 再分析已知条件：
2
2
• 由（1）可知电池 Pt | H 2 ( pH ) | NaOH (a) | HgO( s) | Hg (l ) 的电池反应为 H 2 ( p H ) H gO ( s ) H g ( l ) H 2 O ( l )