物化二
物理化学第二章PPT
四 热力学基本概念 （四）过程与途径 1、过程：系统由一平衡态变化至另一平衡态 ，这种 变化称为过程。 2、途径：实现这一变化的具体步骤称为途径。 常见的特定过程如下： （1）恒温过程：T（系）=T（环）=常数的过程 等温过程：T（始）=T（终）=T（环）=常数 （2）恒压过程：P（系）=P（环）=常数 等压过程： P（始）= P（终）=P（环）=常数 恒外压过程：P（环）=常数；P（始）≠P（环） P（终）=P(环）
化学性质
四 热力学基本概念 状态性质按其与系统的物质的量的关系可分为两类： （1）广度性质（extensive properties）
又称为容量性质，它的数值与体系的物质的量成正比，如 体积、质量、熵等。这种性质有加和性。
（2）强度性质（intensive properties）
它的数值取决于体系自身的特点，与体系的数量无关，不 具有加和性，如温度、压力等。
I： 体系和环境的确定并无定则，通常根据客观情况的需要以 处理问题方便为准则。 II：体系与环境可以存在真实的界面，也可以是虚构的界面。
四 热力学基本概念 3 根据体系与环境之间有无物质与能量的交换， 把体系分为三类： （1）敞开体系（open system）： 体系与环境之间既 有物质交换，又有 能量交换。
四 热力学基本概念 （2）封闭体系（closed system）
体系与环境之 间无物质交换， 但有能量交换。
四 热力学基本概念 （3）孤立体系（isolated system） 体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又 称为隔离体系。有时把封闭体系和体系影响所及的环 境一起作为孤立体系来考虑
0.2
物理化学的研究方法
（1）遵循“实践—理论—实践”的认识过程，分 别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事实概括 到一般， 再从一般推理到个别的思维过程。 （2）综合应用微观与宏观的研究方法，理论方法 主要有：热力学方法、统计力学方法和量子力学
物化第二章
(2) U绝对值未知，只有与系统状态变化对应的ΔU。
(3)广度量→强度量 ※摩尔量：Um＝U/n——J/mol
※比量(质量量)：u= U/m——J/kg
二、热(Q)
1.定义 由系统与环境间温度差引起的能量交换 。 2.说明 (1)单位：能量单位J、kJ；
(2)途径函数 ——微变形式δQ； (3) Q＞0系统吸热；Q＜0系统放热；
★实验数据的可靠性直接影响热力学计算结果准确性。
2.1 热力学基本概念
※系统与环境 ※状态与状态函数
※过程与途径
2.1.1
一、定义
系统与环境
1.系统: 热力学研究的那部分物质，即研究对象。 2.环境: 系统之外与系统相联系的那部分物质。
二、两者关系
1.系统与环境间有界面(假想或真实的)分开； 2.可以有物质和能量(热量)交换。
三、系统分类
1.敞开系统： 既有物质交换；又有能量交换。 2.封闭系统： 没有物质交换；只有能量交换。 3.隔离系统： 既无物质交换；又无能量交换。
2.1.2
状态与状态函数
一、系统状态与性质
1.系统状态 宏观静止或平衡的系统热力学状态。 2.系统性质 表征系统状态的热力学函数(p、V、T)。
关 系
2.3.2
恒压热
1.定义 系统在dp=0;δW’=0过程中与环境交换的热。
δQp＝dU－δW ＝dU+pdV = d(U+pV) = dH (焓)
2.表达式 δQp＝dH 或 Qp＝ΔH
3.条 件 封闭系统，dp=0、δW’=0的一切过程。 4.说 明
(1)恒压热Qp在量值上等于系统的焓变ΔH； (2)恒压热Qp的计算只与始末态有关，与途径无关。
物化第二章热力学第一定律5
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2011-9-19
7、在一保温良好，门窗紧闭的房间内，放有电冰箱，若将电 冰箱门打开，且不断向冰箱供给电能使其运转，则室内的温 度将（ ） a)逐渐降低 b)逐渐升高 c)不变 d)无法确定 8、某系统经历一不可递循环之后，下列关系式中不能成立的 是（ ） a)Q=O b)△Cp=O c) △U=O d) △T=O 9、理想气体经绝热过程后，下列对功的计算方法中哪一种是 错误的（ ） a)nCvm(T2－T1) b)nCpm(T2－T1) c)(P2V2－P1V1)/r－1 d)nR(T2－T1)/r－1
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2011-9-19
4 、 在 T=223k，V=40dm3 的 钢 瓶 内 纯 氢 气 的 压 为 为 12.16×106Pa，此时氢气的相态必然是（ ） a)气态 b)液态 c) 固态 d)无法确定 5、在温度恒定为373.15k，体积为2.0dm3 的容器中含有 0 . 0 3 5 moL 的 水 蒸 气 H2O(g)， 若 向 上 述 容 器 中 再 加 入 0.025moL的H2O（L），则容器中的水必然是（ ） a) 液态 b)气态 c)气液两相平衡 d)不能确定其相态 6、某真实气体的压缩因子Z<1，则表示该气体（ ） a)易被压缩 b)难被压缩 c)易液化 d)难液化
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W = ∆U = CV ∆T = −5.448kJ ∆H = ∆U + ∆( pV ) = (CV + nR)∆T = −8.315kJ
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2011-9-19
第二章作业
2.33
10 = = 78.019mmol ξ = −∆n(萘） 128.17 QV θ ∆ cU m = QV ,m = = −5149.1kJ
物化第二章复习资料
思考题1. “可逆过程”与“不可逆过程”中“可逆”二字的含义是什么？为什么说摩擦生热是不可逆的？2. 理想气体恒温可逆膨胀过程中，体系从单一热源吸热并使之全部变为功，这是否违反热力学第二定律？3. 在均匀体系的p -V 图中，一条绝热线与一条恒温线能否有两个交点？为什么？4. 热力学第二定律的本质是什么？它能否适用于少数微观粒子组成的体系？5. 关于熵函数，下列说法皆不正确，指出错误原因。
（1）只有可逆过程才有熵变，不可逆过程只有热温商，没有熵变。
（2）可逆过程熵变等于0，不可逆过程熵变大于0。
（3）绝热不可逆过程的熵变必须从初态至末态设计绝热可逆过程进行计算，因此其熵变等于0。
6. 克劳修斯不等式中δQ /T 环是过程的热温商，它是否等于–dS 环？为什么？7. 下图为一恒容绝热箱，箱中盛有大量水，水中置一电阻，设电流通过电阻一瞬间。
电源为只做功不传热的功源。
过程完成后电阻及水的温度均未改变，请用“+、–、0”填写下表。
该过程性质如何？水与电阻的状态是否改变？为什么？8. 指出下列过程中∆U 、∆H 、∆S 、∆F 、∆G 哪些为0？ （1）理想气体恒温不可逆压缩； （2）理想气体节流膨胀； （3）实际气体节流膨胀； （4）实际气体绝热可逆膨胀；（5）实际气体不可逆循环过程； （6）饱和液体变为饱和蒸气；（7）绝热恒容无非体积功时的化学反应； （8）绝热恒压无非体积功时的化学反。
9. 能否说自发过程都是导致能量品位降低的过程，非自发过程都是导致能量品位升高的过程？为什么？ 10. 熵的统计意义是什么？根据熵的统计意义，判断下列过程∆S 的符号。
（1）盐溶液中析出晶体盐； （2）分解反应N 2O 4(g)→2NO 2(g)； （3）乙烯聚合成聚乙烯； （4）气体在活性炭表面被吸附； （5）HCl 气体溶于水生成盐酸。
11. 理想气体经由图中两条不同途径从A 到B ，证明（1）Q 1 + Q 2≠Q 3；（2）∆S 1 + ∆S 2 = ∆S 312. 关闭体系基本方程d G = – S d T+ V d p 在下列哪些过程中不能适用水电阻电源第7题图（1）气体绝热自由膨胀；（2）理想气体恒温恒压下混合；（3）水从101325 Pa，100︒C的初态向真空蒸发变为同温同压下的水蒸气；（4）水在常压、–5︒C条件下结冰；（5）在一定温度、压力下小水滴聚结成大水滴；（6）反应H2(g) +(1/2) O2(g) → H2O(l)在燃料电池中可逆地进行。
物化第二章
CV,m
δQV dT
Um T V
f(T)
C p,m
δQ p dT
H m T
p
f(T)
35
1. 摩尔定容热容
(1) 定义 在某温度T 时，物质的量为n 的物质在恒
容且非体积功为零的条件下，若温度升高无限小
量dT 所需要的热量为Q，1则δQV
就定义为该
物质在该温度下的摩尔定容n 热dT容，以
δW pambdV
p
注意：1. 加“－”号，因为气体膨胀(dV>0)而系统输
出功(W<0) 。上式对气体压缩过程同样适用。 19
2. 计算功时用的是环境的压力pamb。
注意：功是能量传递的一种形式，且是与途径有关的量， 而不是状态函数，而是途径函数。
例：
1 mol
Wa pa,环（V2－V1）＝0
例如，理想气体的状态方程可表示为：
pV=nRT 11
（2）状态函数的分类-广度量和强度量
描述热力学系统的性质分为：
广度量：在均相系统中，它们的数值与系统所含
物质的数量成正比（如Ｖ、Ｈ、Ｕ、Ｇ、 Ａ等）。
强度量：在确定的状态下，它们的数值与系统所
含物质的多少无关（如 P、T、ρ、x等）
广度性质具有加和性，强度性质则无； 将广度性质除以描述数量的广度性质，可得 到一强度性质（如Vm＝V/n, Cm=C/n 等等）。 12
恒压过程：
变化过程中始终p(系) = p(环) = 常数。 仅仅是ｐ(终) = ｐ(环) = 常数，为恒外压过程
恒容过程：过程中系统的体积始终保持不变。
绝热过程：系统与环境间无热交换的过程。
循环过程：经历一系列变化后又回到始态的过程。 循
物化 第二册 复习资料
09物理化学试卷班级姓名分数一、选择题( 共10题19分)1. 2 分(4112)4112对应电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的化学反应是：（）(A) 2Ag(s)+Hg22+(aq) = 2Hg(l) +2Ag+(B) 2Hg+2Ag+ = 2Ag +Hg22+(C) 2AgCl+2Hg = 2Ag +Hg2Cl2(D) 2Ag+Hg2Cl2 = 2AgCl +2Hg2. 2 分(4115)4115下列可逆电极中，对OH–不可逆的是：（）(A) Pt,H2(g)|OH–(B) Pt,O2(g)|OH–(C) Hg(l)|HgO(s)|OH -(D) Ba(s)|BaSO4(s)|OH -3. 2 分(4134)4134电动势不能用伏特计测量，而要用对消法，这是因为：（）(A) 伏特计使用不方便(B) 伏特计不精确(C) 伏特计本身电阻太大(D) 伏特计只能测出端电压，不能满足电池的可逆工作条件4. 2 分(4194)4194已知T l++e -=Tl(s)，E1 (Tl+|Tl)= - 0.34 VTl3++3e -=Tl(s)，E2 (Tl3+|Tl)= 0.72 V则Tl3++2e -=Tl+的E3 值为：（）(A) 1.06 V (B) 0.38 V(C) 1.25 V (D) 0.83 V5. 2 分(4224)4224用对消法测定由电极Ag(s)│AgNO3(aq) 与电极Ag,AgCl(s)│KCl(aq) 组成的电池的电动势,下列哪一项是不能采用的? ( )(A) 标准电池(B) 电位计(C) 直流检流计(D) 饱和KCl盐桥6. 2 分(4247)4247应用能斯特方程计算出电池E< 0,这表示电池的反应: ( )(A) 不可能进行(B) 反应已达平衡(C) 反应能进行,但和电池的书面表示式刚好相反(D) 反应方向不能确定7. 2 分(4251)4251298 K 时，φ (Au+/Au) = 1.68 V，φ (Au3+/Au) = 1.50 V，φ (Fe3+/Fe2+) = 0.77 V 则反应2Fe2++ Au3+= 2Fe3++ Au+的平衡常数K = ( )(A) 4.33×1021(B) 2.29×10-22(C) 6.61×1010(D) 7.65×10-238. 2 分(4259)4259某电池电动势与温度的关系为：E/V = 1.01845 - 4.05×10-5 (t/℃- 20) - 9.5×10-7(t/℃- 20)2298 K 时，电池可逆放电，则：( )(A) Q > 0(B) Q < 0(C) Q = 0(D) 不能确定9. 1 分(4428)4428某电池的电池反应可写成：(1) H2(g) + 12O2(g) ─→H2O(l)(2) 2H2(g) + O2(g) ─→2H2O(l)用E1，E2表示相应反应的电动势,K1，K2表示相应反应的平衡常数，下列各组关系正确的是：( )(A) E 1＝ E 2 K 1＝ K 2 (B) E 1≠ E 2 K 1＝ K 2 (C) E 1＝ E 2 K 1≠ K 2 (D) E 1≠ E 2 K 1≠ K 2*. 2 分 (4444) 4444已知 25℃时，电极反应12O 2 + H 2O + 2e - ─→ 2OH - 的标准电极电势为 φ1= 0.401 V ，则 25℃时，电极反应 12O 2+ 2H ++ 2e - ─→ H 2O 的标准电极电势 φ2为 (设 K w = 1 × 10-14) ( ) (A) -0.427 V (B) 0.401 V (C) 0.828 V (D) 1.229 V二、填空题 ( 共 6题 18分 ) 11. 2 分 (4152) 4152将反应Hg(l) + Cl – (a Cl - = 1) + Fe 3+ = 2212Hg Cl (s) + Fe 2+设计成电池的表示式为： ________________________________________________________________。
物化2选择题大全
第二套物化习题选择题大全测试一选择题(共20小题,每题2分)1.已知某反应的级数为一级，则可确定该反应一定是A. 简单反应B. 单分子反应C. 复杂反应D. 上述都有可能2.反应 2N2O5→4NO2＋O2的速率常数单位是 S-1。
对该反应的下述判断哪个对？A. 单分子反应B. 双分子反应C. 复合反应D. 不能确定3.400K 时某气相反应的速率常数k p＝10-3kPa-1·S-1，如速率常数用K c表示，则K c应为A. 3.326(mol·dm-3)-1·S-1B. 3.0×10-4(mol·dm-3)-1·S-1C. 3326(mol·dm-3)-1·S-1D. 3.0×10-7(mol·dm-3)-1·S-14.某具有简单级数反应的速率常数的单位是mol·dm-3·S-1，该化学反应的级数为：A. 3级B. 2级C. 1级D. 0级5.对于一个一级反应，如其半衰期t1/2在 0.01S 以下即称为快速反应，此时它的速率常数k值在A. 69.32S-1以上B. 6.932S-1以上C. 0.06932S-1以上D. 6.932S-1以下6.某二级反应，当反应速率降低 9 倍所需时间为：A. 100SB. 200SC. 30SD. 3.3S7.2M→P 为二级反应，若 M 的起始浓度为1mol·dm-3，反应 1 小时后 M 的浓度减少 1/2，则反应 2 小时后 M的浓度是（以C/C0表示）A. 1/4B. 1/3C. 1/6D. 无法求解8.一级反应完成 99.9% 所需时间是完成 50% 所需时间的A. 2倍B. 5倍C. 10倍D. 20倍9.某反应 A2＋B→2A＋C 的速率方程为。
则反应总级数 n 为A. 3B. 2C. 1D. 无级数可言10.某反应物反应掉 7/8 所需时间恰好是它反应掉 1/2 所需时间的3倍，则该反应的级数是A. 一级B. 二级C. 三级D. 零级11.反应A→2B 在温度T时的速率方程为，则此反应的半衰期为A. ln2/kB. ln4/kC. k/ln2D. k/ln412.某气相平行反应，其指前因子A1＝A2，活化能E1≠E2，但均与温度无关，现测得 298K 时k1/k2＝100，则 745K 时k1/k2为A. 2500B. 2.5C. 6.2D. 缺活化能数据，无解。
物化 (2)
练习与作业一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的选“√”，错误的选“×”。
√× 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 m (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：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；(E)以上答案均不正确对封闭系统来说，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 )；(E)以上答案均不正确pV g = 常数(g = 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；(E)以上答案均不正确在隔离系统内：( 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；(E)以上答案均不正确从同一始态出发，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；(E)以上答案均不正确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；(E)以上答案均不正确已知反应H2(g) +1/2 O2(g) =H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H m (T)，下列说法中不正确的是：（A）∆r H m (T)是H2O(g)的标准摩尔生成焓；（B）∆r H m (T)是H2O(g)的标准摩尔燃烧焓；（C）∆r H m (T)是负值；（D）∆r H m (T)与反应的∆r U m 数值不等(E)以上答案均不正确三、填空题在以下各小题填上答案。
物化第二章
第二章热力学第二定律练习题答案一、判断题答案：1．对。
自然界发生的过程是以一定速率进行的，都是不可逆的，但不一定都是自发的，例如人们用电解水法制备氢气。
2．错。
例如，理想气体绝热不可逆压缩，就不是自发的。
3．错。
只有在孤立体系才成立。
非孤立体系不成立，例如电解水熵增加，但不自发的。
4．第1，2个结论正确，第3个结论错。
绝热不可逆压缩过程。
∆S > 0。
5．错。
系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。
经绝热可逆，∆S = 0；绝热不可逆过程，∆S > 0。
6．错。
系统经循环过程后回到始态，状态函数都不改变，但不能依此来判断过程的性质，可逆循环与不循环都可以回到始态。
7．错。
正确说法是隔离系统平衡态的熵最大。
8．错。
正确的是绝热可逆过程中∆S = 0，绝热不可逆过程中∆S > 0。
9．不矛盾。
理想气体经等温膨胀后，是的，吸的热全部转化为功，因气体的状态变化了，体积增大了，发生了其他变化。
10．错。
例如过冷水结冰，自发过程，但熵减少。
只有孤立体系或绝热体系，自发变化过程，∆S > 0。
11．错。
必须可逆相变才能用此公式。
12．错。
系统的熵除热熵外，还有构型熵。
例如NaOH固体溶于水，或C在氧气中燃烧，都是放热，但熵都是增加。
13．对。
固体、液体变成气体，熵是增加的。
14．错。
冰在0℃，pө下转变为液态水，不能认为是自发方程；同样在0℃，pө下液态水也可以变成冰，只能说是可逆过程（或平衡状态）。
15．错。
只有孤立体系才成立，非孤立体系不成立，例如过冷水结冰，ΔS < 0，混乱度减小，自发过程的方向就不是混乱度增加的方向。
16．错，必须在等温、等压的条件下才有此结论。
17．错。
若有非体积功存在，则可能进行，如电解水，吉布斯函数变化大于零。
18．错。
此说法的条件不完善，如在等温条件下，做的功（绝对值）才最多。
19．错。
基本方程对不可逆相变不适用。
20．错。
物化(2)填空题(1)复习课程
1、在其他条件不变时，电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而 减小（填入增大、减小、先增后减）。
2、][Fe(CN)K 64的摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：_)]Fe(CN)([)K (4)][Fe(CN)K (46m m 64m -∞+∞∞+=λλΛ_。
3、离子迁移数 (t i ) 与温度、浓度都有关，对 BaCl 2水溶液来说，随着溶液浓度的增大，t (Ba 2+) 应 _减小_ ，t (Cl -) 应 增大 ；当温度升高时，t (Ba 2+)应 增大 ，t (Cl -) 应 减小 。
（填入增大或减小）。
4、298K 时，当H 2SO 4溶液的浓度从0.01 mol ·kg -1增加到0.1 mol ·kg -1时，其电导率和摩尔电导率将：增加_，减少。
(填入增加、减少或不变)5、离子迁移率的单位是_ m 2·s -1·V -1 _。
6、 已知 18℃时，Ba(OH)2，BaCl 2，NH 4Cl 溶液的无限稀释摩尔电导率分别为2.88×10-2，1.203×10-2，1.298×10-2 S ·m 2·mol -1，那么 18℃时 NH 3·H 2O 的Λm ∞= _2.383×10-2 S ·m 2·mol -1 _ 。
7、NaCl 稀溶液的摩尔电导率NaCl)(m Λ与其离子电迁移率之间的关系为：_F U F U F U U )Cl ()Na ()]Cl ()Na ([NaCl)(m-+-++=+=Λ_。
8、CaCl 2摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：_)Cl (2)Ca ()CaCl (-m 2m 2m ∞+∞∞+=λλΛ_。
9、在25℃时，m (LiI)，m (H +) 和 m (LiCl)的值分别为1.17×10-2，3.50×10-2和1.15×10-2 S ·m 2·mol -1。
物化第二章第三章练习题
第二章第三章练习题一、判断题（每小题 1分，共17分）（）1．若系统与环境间无热传递，则系统发生的过程一定是等温过程。
（）2．理想气体向真空膨胀的过程一定是不可逆过程。
（）3．若理想气体发生某一过程后体系的内能不变，则体系的焓一定也不变。
（）4．一定量的气体反抗一定的压力进行绝热膨胀时，其内能总是减少的。
（）5．在非体积功为零时，若理想气体体系在等温过程中体积膨胀，则一定从外界吸收热量。
（）6．系统作绝热可逆膨胀时，系统的温度越高，则ΔS越大。
（）7．系统的状态改变后，状态函数一定都改变。
（）8．若系统经历一个不可逆循环过程，则必有ΔS系统=0。
（）9．若体系发生一个可逆过程，则体系的熵保持不变。
（）10．只要系统的某些状态函数的值发生了改变那么说明系统的状态一定发生了改变。
（）11.气体系统的温度越高，所含的热量越多，对外做的功也越多。
（）12.因为△U=QV ，△H=QP，所以QV、QP是特定条件下的状态函数。
（）13.在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则△H=QP=0 （）14.凡是熵增加的过程都是自发过程。
（）15.一个绝热系统中发生了一不可逆过程，系统由状态1变到了状态2，无论用什么方法，系统再也回不到原来的状态了。
（）16.一个系统中发生了一不可逆等温过程，系统由状态1变到了状态2，无论用什么方法，系统再也回不到原来的状态了。
（）17.理想气体的等温膨胀过程中，△U=0，系统所吸收的热全部变成了功，这与Kelvin的说法不符。
（）18、体系从始态经一循环过程到达终态，其状态函数的改变均为零。
（）19、若绝热系统对环境做功，其温度一定降低。
（）20、在相同的温度和压力下，石墨的燃烧焓等于二氧化碳气体的生成焓。
（ ）21、在理想气体的自由膨胀过程中，体积增大，因此是气体对外做功，所以W ＜0。
（ ）22、自发变化总是朝着S 和G 都减小的方向进行。
（ ）23、在实际气体的节流膨胀过程中焓不变。
华南理工大学物化二12年真题解析
852华南理工大学2012年攻读硕士学位研究生入学考试试卷1.在573.15K时，将1molNe(可视为理想气体)从1000kPa经绝热可逆膨胀到100kPa。
求该过程的Q，W，△U，△H，△S，△S隔离，△A，△G。
已知在573.15K,1000kPa下Ne的摩尔熵S m=144.2J·K-1·mol-1。
(15 分)【考察重点】：热力学第一、第二定律章节。
考察理想气体绝热可逆膨胀过程的Q，W，△U，△H，△S，△S隔离，△A，△G的计算。
此类题目已考过多次，考生应很会解答。
首先根据绝热可逆方程确定理想气体始末参数，再根据热力学公式一一计算，此题的难点在于△A，△G的计算，分析题目给出了起始状态理想气体的摩尔熵，计算△A，△G时应做相应的变化，解析中已经详细给出。
【答案解析】：理想气体Ne的变化过程如下1mol Ne T1=573.15K p1=1000KPa绝热可逆膨胀→1mol Ne T2=？ p2=100KPa 对于理想气体绝热可逆过程：Q=0 ∆S=0 ∆S隔=0由绝热可逆方程 T2T1=（p1p2）1−γγ得T2=(p1p2)1−γγ∙T1=228.18K其中γ=C p,mC V,m =2.5R1.5R=53∆U=nC V,m(T2−T1)=−4.302KJ∆H=nC p,m(T2−T1)=−7.171KJW=∆U=4.302KJ∆A=∆U−∆(TS)=∆U−(T2S2− T1S1)=∆U−(T2S2−T2S1+T2S1−T1S1)=∆U−T2∆S−∆TS1=∆U−∆TS m∙n=45.45KJ∆G=∆H−∆TS m∙n=42.58KJ2.在一杜瓦瓶(绝热恒压容器)中，将5mol 40℃的水与5mol 0℃的冰混合，求平衡后的温度，以及此过程的ΔH和ΔS。
已知冰的摩尔熔化热为6.024kJ·mol-1，水的摩尔定压热容为75.3J·K-1·mol-1。
物化第二章习题答案
D. 不能肯定
12.欲测定有机物的燃烧热Qp，一般使反应在氧弹中进行，
实测得热效应为QV，公式：Qp=QV+ΔnRT 中的Δn为（ B ）
A.生成物与反应物物质的量之差 B.生成物与反应物中气相物质的量之差
C.生成物与反应物的总热容差
D.生成物与反应物中凝聚相物质的量之差
14
1.物质的量为5mol的理想气体混合物，其中组分B的
H r H m (298.15K ) c m ( C2 H 5OH ,l )
B f H m ( B,298.15K )
r H m (298.15K ) 2 f H m (H2O) f Hm (C2 H5 · OH) (CO2 ) 3 f Hm
U Q W
2H 2 O2 2H 2O(l )
。
15
6.一定量的理想气体绝热膨胀后，T2
<
T1。
7.与环境之间只有能量交换而无物质交换的系统，称为 封闭 系统。
8.在一定的温度下，已知反应 A→2B的标准摩尔焓变
为 r H m (1) 及反应2A→C的标准摩尔焓变为 r Hm (2)
H H 2O(l ) H 2O( g )
298K ,101.325kPa
H1
406K ,303.975kPa
H 3
H1 nCp,m (l )(T2 T1 ) ?
H3 nCp,m ( g )(T4 T3 ) ?
H 2O(l ) H 2O( g )
373K ,101.325kPa 373K ,101.325kPa
1
1. 1mol, 273.15K，101.325kPa的理想气体经某一过程，体积增大一倍， H=2092J，Q=1674J，已知气体的热Cv,m =1.5R。 (1)计算终态的温度、压力、过程的功和U. (2)若气体先经恒温、再恒容两步可逆变化过程 达到上述相同的终态，试计算U、H、Q及W。
物化-第二章
化学变化过程 1 Η 2 + Ο 2 → Η 2 Ο( g ) 2
5
根据过程进行的特定条件 ：
恒温过程： 1) 恒温过程： 定值(dT=0) 变化过程中Ｔ(系) = T(环) = 定值 系 环 (Ｔ(始) = T(终)，为等温过程 为等温过程)(∆T=0) ) 始 终 恒压过程： 2) 恒压过程： 变化过程中p 系 定值(dp=0) 变化过程中 (系) = p(环) = 定值 环 (ｐ(始)=ｐ(终)，为等压过程 )(∆p=0) 始 终 恒容过程： 3) 恒容过程： 过程中系统的体积始终保持不变，体积功W=0 过程中系统的体积始终保持不变，体积功 绝热过程： 4) 绝热过程： 系统与环境间无热交换的过程，过程热Q＝ 系统与环境间无热交换的过程，过程热 ＝0 循环过程： 5) 循环过程： 经历一系列变化后又回到始态的过程。 经历一系列变化后又回到始态的过程。 循环过程前后所有状态函数变化量均为零 。
22
例如：求C(s)和O 2 (g)生成CO(g)的反应热。 已知：（1） C(s) + O 2 ( g ) = CO 2 (g) （2） CO(g) + 1 O 2 (g) = CO 2 (g) 2 则 （1）-（2）得（3）
∆ r H m,1
∆ r H m,2
∆ r H m,3
C(s) + （3）
若系统发生微小变化， 若系统发生微小变化，有：
dU = δQ + δW
17
焦耳实验
焦耳 1843年 自由膨胀实验： 年 自由膨胀实验：
理想气体向真空膨胀： 理想气体向真空膨胀：W ＝0； ； 过程中水温未变： 过程中水温未变：Q ＝0 ∴ ∆U ＝ 0
∵ U ＝ f ( T ,V ) ∂U ∂U dU = dV + ∂T dT ∂V T V
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Δf
H
θ m
(
AgCl)
=
−127.025kJ
⋅
mol−1
，
S
θ m
(Ag)
=
42.702J
⋅
K
−1
⋅
mol−1
，
S
Байду номын сангаас
θ m
(AgCl)
=
96.106J
⋅
K
−1
⋅
mol−1
，
S
θ m
(Cl2
)
=
222.94J
⋅
K
−1
⋅
mol−1
。计算
298
K
时：（1）电池的电动势 E；
（2）电动势的温度系数
⎛ ⎜⎝
∂E ∂T
是( )
A. Ec很小 B. Eb很小 C. 温度很低
D. 基态振动频率很高
11. 设某浓度时CuSO4的摩尔电导率为 1.4×10-2 Ω-1⋅m2⋅mol-1，若在该溶液中加
入 1 m3的纯水，这时CuSO4的摩尔电导率将 ( )
A. 降低
B. 增大
C. 不变
D. 无法确定
12. 下列反应AgCl (s) + I-
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二、简答题
亚铁氰化铜溶胶的稳定剂是亚铁氰化钾，试写出其胶团表示式，胶粒电荷符
号如何?对于该溶胶下列电解质中A. Na2SO4； B. MgSO4；C. MgCl2聚沉能 力最强的是哪一个，为什么？
三、证明题
N2O5
的热分解反应，
N2O5
(g
)
→
N2O4
(
g
)
+
1 2
O2
C. 一级反应的半衰期为 t1/2 = ln 2 / K
D. 二级反应速率数单位为： dm3 ⋅ mol−1 ⋅ min−1
9. 某化学反应的方程式为 2A→P，则在动力学的研究中该反应属于 ( ) A.二级反应 B.基元反应 C.双分子反应 D.无法确定
10. 实验活化能Ea、临界能Ec、能垒Eb和 0 K时的能量差E0，它们的物理意义 不同，数值也不完全相同，但在一定条件下，四者数值近似相等，其条件
AgI (s) + Cl- ，其可逆电池表达式为 ( )
A. AgI (s) | I- | Cl- | AgCl (s) B. AgI (s) | I- | | Cl- | AgCl (s) C. Ag (s) , AgCl (s) | Cl- | | I- | AgCl (s), Ag (s) D. Ag (s) , AgCl (s) | I- | | Cl- | AgCl (s), Ag (s)
C. 0.23 V
D. − 0.27 V
2. 对于浓差过电势，下列叙述不正确的是 ( )
A. 浓差过电势的产生在于电极反应速率大于离子迁移速率
B. 可用升温或搅拌的方法减小或消除浓差过电势
C. 浓差过电势的大小与电流密度无关
D. 浓差过电势的大小是电极极化程度的量度
3. 反应 A + B → C + D 的速率方程为 r = k[A][B] ，则该反应 ( )
⎞ ⎟⎠p
。\
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参考答案
一、选择题
1. D 2. C 3. B 4. B 5. A 6. B 7. A 8. B 9. D 10. C 11. B 12. D
13. A 14. D 15. C 二、简答题
答：以K4Fe(CN)6为亚铁氰化铜的稳定剂，则必然是Fe(CN)64-进入溶胶粒子 的紧密层内，胶团为{[Cu2Fe(CN)6]m·nFe(CN)64 -·(4n－q)K＋}q－·qK＋ ，胶 粒带负电荷。聚沉能力最强的是C. MgCl2，因为与胶粒带相反电荷的离子价 数越高，聚沉能力越强，当反离子相同时，同种电性离子的价数越高，其聚 沉能力越低。 三、证明题 略 四、计算题 1. 溶解度 =1.878 ×10-6
7. 在一个密闭容器中，有大小不同的两个水珠，长期放置会发生 ( )
A. 大水珠变大，小水珠变小 B. 大水珠变小，小水珠变大
C. 大小水珠均不变
D. 大小水珠变得一样大
8. 下列叙述不正确的是 ( ) A. ln C t 图为直线的反应为一级反应
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B. C−2 t 图为直线的为二级反应
( ) ( ) λm∞ Ag+ = 0.06192 S ⋅ m2 ⋅ mol−1 ， λm∞ Cl− = 0.007634 S⋅ m2 ⋅ mol−1 。
2. 对 于 电 池 ： Pt, Cl2 (0.5 pθ ) HCl(0.1mol ⋅ kg−1) AgCl (s) + Ag (s) ， 已 知
所求溶度积为 Ksp = 1.713×10−10 2. （1） E = −1.131V
（2）
⎛ ⎜⎝
∂E ∂T
⎞ ⎟⎠ p
=
6.316 ×10−4 V ⋅ K−1
= kcN2O5
四、计算题
1. 测得 298.2 K时饱和AgCl溶液的电导率为 3.410×10-4 S·m-1，所用水的电导 率为 1.600×10-4 S·m-1。试求AgCl在该温度下的溶解度及溶度积常数Ksp。已 知 ： AgCl 的 摩 尔 质 量 为 M(AgCl) = 0.1435 kg·mol-1 ； 298.2K 时
13. 用同一导电池测定浓度为 0.01mol ⋅ dm−3 和 0.10mol ⋅ dm−3 的同一电解质溶
液的电阻，前者是后者的 10 倍，则两种浓度溶液的摩尔电导率之比为 ( )
A. 1∶1 B. 2∶1 C. 5∶1 D. 10∶1
14. H2O2分解成H2O和O2反应的活化能为 75.3 kJ⋅mol-1，用酶作催化剂则活化能 降为 25.1 kJ⋅mol-1。因此，298K时由于酶的作用使反应速率大致改变了
C. 2
D. 3
5. 由气体碰撞理论可知，分子碰撞次数 ( )
A. 与温度无关
B. 与温度成正比
C. 与绝对温度成正比 D. 与绝对温度的平方根成正比
6. 某反应进行时，反应物浓度与时间成线性关系，则此反应之半衰期与反应 物最初浓度关系为 ( ) A. 无关 B. 成正比 C. 成反比 D. 平方成反比
,大量实验确知该反应不是
一个简单反应，而是一个复杂反应，欧格（Ogg）在 1947 年提出反应机理为：
N2O5
k1 k-1
NO2 + NO3
NO2 + NO3 ⎯k⎯2→ NO + O2 + NO2
NO + NO3 ⎯k⎯3 → 2NO2
反应过程中出现的活性粒子NO和NO3可用稳态法处理，请证明：
r = − dcN2O5 dt
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物理化学(下)练习题(二)
一、选择题 1. 已知氢在铜上的析出超电势为 0.23 V，φө (Cu2+,Cu) = 0.34 V，电解 0.1mol ⋅ dm-3的CuSO4溶液，电极电势只有控制在大于下列哪个电势下，氢就 不会析出 ( )
A. 0.13 V
B. − 0.23 V
A. 是二分子反应
B. 是二级反应但不一定是二分子反应
C. 不是二分子反应
D. 是对 A、B 各为一级的二分子反应
4. 某化合物与水相作用时，其起始浓度为 1 mol ⋅ dm-3，1 小时后为
0.5 mol ⋅ dm-3，2 小时后为 0.25 mol·dm-3。则此反应级数为 ( )
A. 0
B. 1
A.5×104倍
B.5×1010倍
C.6×1010倍
D.6×108倍
15. 某温度下，纯水的电导率 K = 3.8×10−6 s ⋅ m−1 ，已知该温度下，H+、OH−的
摩尔电导率分别为 3.5×10-2 s·m2 ·mol-1 与 2.0×10-2 s·m2 ·mol-1，则该水的
Kw 为多少( mol2 ⋅ dm6 ) ( ) A. 6.9×108 B. 3.0×10-14 C. 4.77×10-15 D. 1.4×10-15