物理化学（上）试题和答案

1 物理化学试卷和答案
化学/环科/应化/材料材料 物理化学物理化学 （上）（上）
一、单项选择题一、单项选择题
(每小题2分，10题，共20分 ) 1. 理想气体等温过程的ΔF : ( )
(A) >ΔG
(B) <ΔG
(C) =ΔG
(D) 不能确定不能确定
1. [答] (C)
2. 下列热力学函数的单粒子配分函数q 统计表达式中，与体系的定位或非定位无关的是：统计表达式中，与体系的定位或非定位无关的是：
( )
(A) H (B) S
(C) F (D) G
2. [答] (A)
3. 封闭体系中，有一个状态函数保持恒定的变化途径是什么途径? ( )
(A) 一定是可逆途径一定是可逆途径 (B) 一定是不可逆途径一定是不可逆途径
(C) 不一定是可逆途径不一定是可逆途径 (D) 体系没有产生变化体系没有产生变化
3. [答] (C)
4. 下述哪一种说法正确? ( )
因为ΔH p = Q p ,所以：所以：
(A) 恒压过程中，焓不再是状态函数恒压过程中，焓不再是状态函数
(B) 恒压过程中，体系与环境无功的交换恒压过程中，体系与环境无功的交换
(C) 恒压过程中，焓变不能量度体系对外所做的功恒压过程中，焓变不能量度体系对外所做的功
(D) 恒压过程中，ΔU 不一定为零不一定为零
4. [答] (D)
5. 已知已知 373 K 时，液体A 的饱和蒸气压为的饱和蒸气压为 5×5×10104 Pa ，液体，液体
B 的饱和蒸气压为105 Pa ，A 和B 构成理想液体混合物，当A 在溶液中的物质的量分数为0.5 时，气相中B 的物质的
量分数为：( )
(A) 1/1.5 (B) 1/2
(C) 1/2.5 (D) 1/3
5. [答] (A) 二、填空题二、填空题
(每小题2分，10题，共20分 )
1. 理想气体向真空膨胀，体积由V 1变到V 2，其ΔU ______________。

1. [答] = 0
2. 对于任何宏观物质，其焓H 一定______________内能U (填上填上
＞、＜、＝) 2. [答] ＞
3. 对于含0.5mol 乙醇和0.5mol 水的溶液体积为V ，已知水的偏摩尔体积为V 水，则乙醇的
偏摩尔体积V 乙醇为______________。

3. [答] 2V －V 水
4. 在等温、等压、不做非体积功的封闭体系中，当热力学函数______________到达小值的状
态为平衡状态。

态为平衡状态。

[答] G
5. 要使1个宏观体系的微观状态有确定的值，必须满足的条件是______________。

5. [答] N,U,V 不变不变
三、计算题三、计算题
( 共4题 30分 ) 1. （8分）1.00mol 理想气体，在298K 时，经时，经
（1）等温可逆膨胀，体积从24.4dm 3变为244dm 3；
（2）克服恒定的外压10.1kPa 从24.4dm 3等温膨胀到244dm 3，求两过程的ΔS 、ΔG 、ΔF; （3）判断上述两过程的方向和限度以什么函数为判据较方便，试加以说明。

）判断上述两过程的方向和限度以什么函数为判据较方便，试加以说明。

解：（1）ΔS ΔS = = T Q r = nRTln 1
2V V =1.0×=1.0×8.314×8.314×8.314×ln10 = 19.14(J·ln10 = 19.14(J·ln10 = 19.14(J·K K -1) （2分）分） ΔG ΔG = = = ΔΔF= -F= -TΔS TΔS TΔS = -298× = -298× = -298×19.14 =19.14 =－570.4 (J) （2分）分） （2）始终态相同，结果不变。

）始终态相同，结果不变。

（2分）分）
（3）分别以ΔS （ΔS 环=0）、ΔG 判断较为方便。

判断较为方便。

（2分）分） 2. （6分）1.00mol 氧在30℃下从0.10MPa 等温可逆压缩至0.50MPa ，求W 、ΔU 、ΔH 、ΔF 、
ΔG 。

假定氧为理想气体。

假定氧为理想气体。

解：ΔU ΔU = = = ΔH ΔH ΔH = 0 = 0 （2分）分）
W = nRTln 1
2P P =1.0×=1.0×8.314×8.314×8.314×303×303×303×ln5 = 4054 (J) ln5 = 4054 (J) （2分）分）
ΔF = F = ΔG ΔG ΔG = =－TΔS TΔS = = －Q = W = 4054 (J) （2分）分）
3. （6分）分）
20℃时乙醚的蒸气压为59.00kPa ，今有100.0g 乙醚中溶入某挥发性有机物质10.0g ，蒸汽压下降到56.80kPa ，试求该有机物的摩尔质量。

，试求该有机物的摩尔质量。

解：ΔP = P*X B = P*)
/()/(/B B A A B
B M w M w M w + （2分）分）
59 59 –– 56.8 = P*)/10()74/100(/10B
B
M M + （2分）分）
解出解出 M B = 191.05 g/mol （2分）分）
四、问答题四、问答题 （6分）分）
对q e N N kT i i
/
e -=中有关符号q ，N i, e -εi /kT 所代表的意义说明。

所代表的意义说明。

[答] N i 是任一能级分布的粒子数；是任一能级分布的粒子数； （2分）分）
q 是配分函数；是配分函数； （2分）分）
e -εi /kT 是玻兹曼因子。

是玻兹曼因子。

（2分）
五、（6分）已知分）已知 P
T P
T V U V T -¶¶=¶¶)()(, 证明理想气体的热力学能只是温度的函数。

证明理想气体的热力学能只是温度的函数。

证明：对理想气体，PV = nRT
P = nRT/V （2分）分） V T P )
(¶¶= V nR
（2分）分）
P T P
T V U
V T -¶¶=¶¶)()(
= T·V nR − P
= 0 （2分）分）。