物理化学第十二章模拟试卷A及答案
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。
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。
物理化学试卷(A)含答案
物理化学试卷(A)2006.6班级 学号 姓名 分数一、选择题(共8题16分)1.101.325kPa ，-5℃时，H 2O(s)−−→H 2O(l)，其体系熵变： ()(A)Δfus S 体系＞0(B)Δfus S 体系＜0(C)Δfus S 体系≤0(D)Δfus S 体系＝0 2.有关化学势与物质流动方向的关系中下述哪种说法是不正确的。
()（A ）重结晶制取纯盐过程中，析出的纯盐的化学势与母液中该盐的化学势相等（B ）糖溶于水过程中，固体糖的化学势大于溶液中糖的化学势（C ）自然界中，风总是从化学势高的地域吹向化学势低的地域（D ）自然界中，水总是从化学势高的高地流向化学势低的低地3.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4.对于物理吸附的描述中，哪一条是不正确的？()(A)吸附力来源于范德华力，其吸附一般不具有选择性(B)吸附层可以是单分子层或多分子层(C)吸附热较小(D)吸附速度较小5.下述说法哪一种不正确?（)(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,其内能变化不一定为零(C)非理想气体经绝热膨胀后,其温度一定降低(D)非理想气体经一不可逆循环,其内能变化为零6.在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面高度相同的糖水(A)和纯水(B)。
经历若干时间后，两杯液面的高度将是：()(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.若298K 时，8.834p K =$，则当p (NO 2)=1kPa,p (N 2O 4)=10kPa 时，反应将：（） （A ）向生成N 2O 4方向进行（B ）向生成NO 2方向进行（C ）反应恰好达到平衡（D ）不能判断其进行的方向8．物质A 发生两个一级平行反应Ak 1B ，A k 2C ，设两反应的指前因子相近且与温度无关，若E 1>E 2，则有：()(A)k 1>k 2(B)k 2>k 1 (C)k 2=k 1(D)无法比较k 1,k 2的大小二、填空题(共3题9分)1．在下列反应历程中(P 是最终产物，C 是活性中间物) A+B k 1C(1)C k2A+B(2)Ck3P(3)如果k2>>k3，则生成P的速率方程d[P]/d t= 。
《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。
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。
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)。
2007-2008 物理化学(Ⅱ) A卷附标准答案
第 2页 共 2页北民族大学试卷(答案)课程代码：13100342 课程：物理化学（Ⅱ） (A 卷答案)一、选择题（每小题2分，共20分）1.电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而 （ 2 ） ⑴增加 ⑵减小 ⑶先减小后增大 ⑷先增大后减小2.用对消法（补偿法）测定可逆电池的电动势，主要为了 （ 3 ） ⑴消除电极上的副反应 ⑵减少标准电池的损耗⑶在可逆情况下测定电池电动势 ⑷简单易行3.若算得电池反应的电池电动势为负值，表示此反应是 （ 2 ） ⑴正向进行 ⑵逆向进行 ⑶不可能进行 ⑷反应方向不确定4.电解时，在阳极上首先发生氧化作用而放电的是 （ 4 ） ⑴标准还原电极电势最大者 ⑵标准还原电极电势最小者⑶考虑极化后，实际上的不可逆还原电极电势最大者 ⑷考虑极化后，实际上的不可逆还原电极电势最小者5.有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的 （ 3 ） ⑴基元反应的级数一定是整数 ⑵基元反应进行时无中间产物，一步完成⑶基元反应不一定符合质量作用定律 ⑷基元反应一定符合质量作用定律6.反应1A B k −−→（Ⅰ），2A D k −−→ （Ⅱ） ,已知反应Ⅰ的活化能E 1大于反应Ⅱ的活化能E 2，以下措施中哪一种不能改变获得B 和D 比例 （ 2 ）⑴提高反应温度 ⑵延长反应时间 ⑶加入适当催化剂 ⑷降低反应温度 7.任一基元反应，反应分子数与反应级数的关系是 （ 1 ） ⑴一般反应级数等于反应分子数 ⑵反应级数小于反应分子数⑶反应级数大于反应分子数 ⑷反应级数大于或小于反应分子数8.通常表面活性物质就是指当加入液体后 （ 4 ） ⑴能降低液体表面张力 ⑵能增加液体表面张力⑶不影响液体表面张力 ⑷能显著降低液体表面张力9.丁铎尔效应是发生了光的什么结果？ （ 1 ） ⑴散射 ⑵反射 ⑶折射 ⑷透射10.对于有过量的KI 存在的AgI 溶胶，下列电解质中聚沉能力最强的是（ 4 ） ⑴NaCl ⑵ K 3[Fe （CN ）6] ⑶MgSO 4 ⑷FeCl 3二、判断题（每小题2分共20分）1.对于一个在定温、定压下，不做非体积功的化学反应来说，△G 越负，反应速率越快（×）2.在任意条件下，任意一基元反应的活化能不会小于零，但对于非基元反应，活化能可以是正值，也可以是负值，甚至为零。
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。
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
物理化学试题与答案
物理化学模拟试卷一一、判断题（每小题2分，其中正确的写“对”，错误的写“错”）1．在一定温度、压力下，pV = nRT，( ∂U/∂V ) = 0的气体为理想气体。
( 对)2．H2O(l,100℃,101325 Pa) → H2O(g,100℃,101325 Pa)的ΔG<0。
(错)3．若一个过程是可逆过程，则该过程的每一步都是可逆过程。
( 对)4．CO2的标准生成焓就是同温同压下，石墨的标准燃烧热。
( 对)5．Ag|AgNO3(m')||AgNO3(m")|Ag浓差电池，m较小的一端为负极。
(对)6．1mol理想气体，在273K，从p 定温可逆膨胀到0.1p ，该过程的ΔG 为−5226 J。
( 对)7．已知298K时，反应N2O4 (g) ═ 2NO2 (g)的K为0.1132，今在定温且N2O4 (g)及NO2(g)的分压各为101325 Pa时反应向右进行。
( 对)8．定温、定压下，ΔG>0的反应不能自发进行。
(错) 9．虽然Qp=ΔH，Qv=ΔU，但Qp、Qv不是状态函数。
( 对) 10．定温时，电解质溶液的浓度增大时，其摩尔电导率总是减小的。
( 对) 11．溶胶是多组分多相体系。
(对)12．比表面Gibbs自由能和表面张力是两个根本不同的概念。
.(错)13．表面活性物质是指那些加入到溶液中，可以降低溶液表面张力的物质。
( 错)14．溶胶和真溶液是均相体系。
(错)15．若天空中的水滴要起变化，一定是较大水滴进行蒸发，水汽凝结在小水滴上，使大小不等的小水滴相等。
( 错)二、选择题（每小题给出一个正确答案，请把它的序号填在括号中，每小题2分）1．298K及101325Pa条件下，1mol过冷水蒸气变成1mol的液态水则ΔGA 。
A. ΔG < 0B.ΔG > 0C.ΔG = 0D.不一定2．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 。
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)
物理化学试卷及答案(word版可编辑修改)编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（物理化学试卷及答案(word 版可编辑修改)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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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 。
成考物理化学成人高考(高起本理科)试题与参考答案(2024年)
2024年成人高考成考物理化学(高起本理科)模拟试题(答案在后面)一、Ⅰ卷-选择题（本大题有15小题，每小题4分，共60分）1、下列哪种物质在水中的溶解度随温度升高而增加？A、氯化钠 (NaCl)B、硫化氢 (H2S)C、硫酸钙 (CaSO4)D、氢氧化钙 (Ca(OH)2)2、下列关于化学反应速率的描述，正确的是：A、化学反应速率与反应物的浓度无关B、化学反应速率只与反应物的物理状态有关C、化学反应速率与反应温度呈线性关系D、化学反应速率与反应物的浓度成正比3、在标准状况下，1 mol任何理想气体的体积约为22.4 L。
如果在一个密闭容器中有0.5 mol氢气（H₂）和0.5 mol氧气（O₂），那么该混合气体在标准状况下的总体积是多少？A)11.2 LB)22.4 LC)33.6 LD)44.8 L4、下列物质中，属于有机化合物的是：A. H2O（水）B. NaCl（氯化钠）C. CH4（甲烷）D. O2（氧气）5、下列哪种物质在水中的溶解度随温度升高而降低？A. NaClB. CaSO4C. KNO3D. Na2CO36、在下列物质中，属于电解质的是（）A、HCl（水溶液）B、CH4C、NaCl（熔融状态）D、Cu7、下列关于化学反应速率的叙述，正确的是：A、反应速率越快，反应所需时间一定越短B、反应速率与反应物浓度无关C、在相同条件下，固体反应物的表面积越大，反应速率越快D、所有化学反应的速率都随温度升高而增加8、下列关于化学反应速率的描述，正确的是：A、化学反应速率越快，反应的平衡常数越大。
B、温度越高，反应速率越慢。
C、加入催化剂可以加快反应速率，但不会改变反应的平衡常数。
D、增加反应物的浓度，反应速率会减慢。
9、下列关于化学反应速率影响因素的说法中，错误的是（）A. 温度越高，反应速率越快B. 浓度越大，反应速率越快C. 压力对固体反应速率没有影响D. 添加催化剂可以加快反应速率10、下列物质中，不属于碱的是（）A. 氢氧化钠（NaOH）B. 碳酸钠（Na2CO3）C. 氢氧化钾（KOH）D. 氢氧化钙（Ca(OH)2）11、以下哪种反应属于放热反应？A、2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) ΔH = -286 kJ/molB、C(s) + CO2(g) → 2CO(g)ΔH = +172 kJ/molC、N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) ΔH = -92 kJ/molD、CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) ΔH = +178 kJ/mol12、下列关于化学反应速率的叙述中，正确的是（）A. 化学反应速率与反应物浓度无关B. 温度越高，化学反应速率越快C. 增大压强，化学反应速率一定加快D. 增加反应物表面积，化学反应速率不变13、某化学反应在一定条件下进行，其反应物和生成物的能量变化如下：物质反应物能量（kJ/mol）生成物能量（kJ/mol）A200150B180120C160140如果A、B、C三种物质在一定条件下发生反应，下列说法正确的是：A、该反应是放热反应B、该反应是吸热反应C、该反应是可逆反应D、无法判断14、以下关于化学反应速率的说法正确的是（）A. 化学反应速率越快，反应所需的时间就越短B. 化学反应速率与反应物的浓度无关C. 在一定条件下，化学反应速率可以无限增大D. 化学反应速率与温度无关15、在下列物质中，属于离子晶体的是：A. 干冰（CO2固态）B. 晶体硅（Si）C. 氯化钠（NaCl）D. 冰（H2O固态）二、Ⅱ卷-填空题（11题，共57分）1、一个物体做匀速直线运动，若在3秒内通过了90米，则该物体的速度为_________ 米/秒。
《物理化学》试卷(含答案)
《物理化学》试卷A一、选择题 ( 每题2分，共20分 )1、对于理想气体的内能有下述四种理解：(1) 状态一定，内能也一定(2) 对应于某一状态的内能是可以直接测定的(3) 对应于某一状态，内能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值(4) 状态改变时，内能一定跟着改变其中正确的是： ( )(A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3)2、下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是： ( )(A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程(B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程(C) 273.15 K，p 下液态水结成冰的过程(D) 恒容下加热实际气体3、某理想气体从同一始态(p1,V1,T1)出发,分别经恒温可逆压缩和绝热可逆压缩至同一体积V2,若环境所做功的绝对值分别为W T和W A,问W T和W A的关系如何? ( )(A) W T>W A (B) W T <W A(C) W T =W A (D) W T和W A无确定关系4、关于偏摩尔量，下面的叙述中不正确的是：（）(A) 偏摩尔量的数值可以是正数、负数和零(B) 溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量，而且都不等于其摩尔量(C) 除偏摩尔吉布斯自由能外，其他偏摩尔量都不等于化学势(D) 溶液中各组分的偏摩尔量之间符合吉布斯－杜亥姆关系式5、某体系存在 C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡： H2O(g) + C(s) ＝H2(g) + CO(g)CO2(g) + H2(g)＝ H2O(g) + CO(g)CO2(g) + C(s)＝ 2CO(g)则该体系的独立组分数C为: ( )(A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4=-280 J⋅mol-1,则对该反应有利的条件是： ( )6、已知反应3O2(g) = 2O3(g) 在25℃时，Δr Hm(A) 升温升压 (B) 升温降压 (C) 降温升压 (D) 降温降压7、298标K，当 H2SO4溶液的浓度从 0.01 mol·kg-1增加到 0.1 mol·kg-1时，其电导率k和摩尔电导率Λm将： ( )(A) k减小 , Λm增加 (B) k增加 , Λm增加 (C) k减小 , Λm减小 (D) k增加 , Λm减小8、对于亲水性固体表面，其表面张力间的关系是： ( )(A) γ固-水 > γ固-空气 (B) γ固-水 < γ固-空气 (C) γ固-水 = γ固-空气 (D) 不能确定其液固间的接触角θ值为： ( )(A) θ> 90° (B) θ= 90°(C) θ= 180° (D) θ< 90°9、已知E Cl-Cl = 243 kJ/mol，E H-H= 436 kJ·mol-1，用光照引发下面反应：H2+ Cl2 → 2HCl所用光的波长约为：( h=6.626×10-34 J·s C=2.998×10 8m·s-1) ( )(A) 4.92×10-4 m (B) 4.92×10-7 m (C) 2.74×10-7 m (D) 1.76×10-7 m10、对于 AgI 的水溶胶，当以 KI 为稳定剂时，其结构式可以写成：[(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x-·x K+，则被称为胶粒的是指： ( )(A) (AgI)m·n I-(B) (AgI)m(C) [(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x-·x K+(D) [(AgI)m·n I-,(n-x)K+]x -二、填空题 (每题2分，共10分 )《物理化学》试卷A第 1 页共 18 页1、 1kg水中分别加入相同数量(0.01mol)的溶质：葡萄糖, NaCl, CaCl2和乙醇溶液。
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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和0，已知溶液的表面超量2< 0，则与0之间的关系符合以下哪种 ( )(A) > 0(B) = 0(C) < 0(D) 不能确定6. 2 分已知某溶液溶于水后，溶液表面张力与活度a的关系为：= 0- Aln(1 + b a)，其中0为纯水表面张力，A、b 为常数，则此溶液中溶质的表面过剩与活度a的关系为： ( )(A) = - A a / RT(1+b a)(B) = - Ab a / RT(1+b a)(C) = Ab a / RT(1+b a)(D) = - b a / RT(1+b a)7. 2 分已知 1000 K 时，界面张力如下：( Al2O3(s)-g ) = 1 N·m-1,( Ag(l)-g )= N·m-1, ( Ag(l)-Al2O3(s) )= N·m-1。
则 1000 K 时，液态银滴在 Al2O3(s) 表面上的接触角是： ( )(A) ° (B) °(C) ° (D) °8. 2 分水平仪中有一个椭球形的液泡，长短半轴分别为和，已知水的表面张力为·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 = ×104 kg·m-3，水湿润玻璃，密度 =×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= N·m-1 + ×10-3 N·m-1·K-1·T - ×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= N·m-1，密度为×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N ·m -1·mol -1·kg ，正丁醇在浓度为 mol ·kg -1时的表面超额 为： 。
19. 2 分T = 298 K 时, 水-空气表面张力 = ×10-2 N ·m -1,（ / T ）p , A = - ×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 ＝ A p n。
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。
试计算 ＝ 和 ＝ 时的等量吸附焓变H a , 并解释所得结果。
T / K A B400 42021. 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 cm 3 和 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 倍, 求液滴半径 纯水蒸气的过 饱和度达 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 0 为 ×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×103 m 3，每小时生成含甲醛%、甲醇%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 kg ·m -3，甲醇浓度为%。
24. 5 分25℃时，乙醇水溶液的表面张力 (N ·m -1)与活度的关系如下： = 求活度为 的溶液的表面超量。
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，为固-液界面张力，M 为固体的摩尔质量，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。
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-尘粒的界面张力盐-尘与尘-液的界面张力尘-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) (/a)T > 06. 2 分[答] (C) (/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 + d A(U/A)T, V = T (S/A)T, V + = -T( /T)A, V += J·m-213. 2 分[答] 两亲性 (2分)[答] 降低；先增加，后降低15. 2 分[答] R' = ×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] ×10-6 mol·m-219. 2 分[答] W = - d A = ×10-6 JS = ×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, 各个下吸附气体的平衡压力值(见表) (4分)由式 ln(p2/ p1)= (H a/ R)(1/T2-1/T1), 求H a= 时H a= kJ·mol-1= 时H a= kJ·mol-1 (4分) 随增加, 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)p(400 K)/kPap(420 K)/kPa21. 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/ = (1/ V m b)×(1/1) + 1/V m(2) 1/ = (1/ V m b)×(1/10) + 1/V m解方程组得 1/V m= cm-3, 1/b= $,当V=( 1/2)V m时, 解得p=1/b = $22. 10 分[答] RT ln( p/ p0)= 2M/ (R’) (4分)R’= ×10-9 m, N= (4 / 3) ( R’)3L / M = 148 (各3分)23. 5 分[答] 21223222 CH OH O HCHO H O H+→++x=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=0995251079323400007851095251079320995100%852%33........ y =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=3400036710952510793209953032100%7387%3..../.s yx ==867%. （5分）24. 5 分[答] d /d a ＝－×10-4＋2××10-4a (2分)2＝－a /(RT )×d /d a ＝×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∂∂∂⎧⎫⎡⎤-⎡⎤⎪⎪⎣⎦==⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎪⎪⎩⎭()r 0ln '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 G <0, 即G ＝盐-液A 2+盐-尘A 1-尘-液A 1< 0 (2分)尘-液 > 盐-液A 2/A 1＋盐-尘所以 尘-液 >盐北-尘 (3分)。