《简明物理化学》第二章答案
物理化学第二章作业及答案
第二章多相多组分系统热力学2007-4-24§2.1 均相多组分系统热力学 练习1 水溶液(1代表溶剂水，２代表溶质)的体积V 是质量摩尔浓度b 2的函数，若 V = A +B b 2+C (b 2)2(1)试列式表示V 1和V 2与b 的关系；答： b2: 1kg 溶剂中含溶质的物质的量， b 2=n 2, 112222,,,,2T P n T P n V V V B cb n b ⎛⎫⎛⎫∂∂===+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ ∵ V=n 1V 1+n 2V 2( 偏摩尔量的集合公式)∴ V 1=(1/n 1)(V-n 2V 2)= (1/n 1)( V-b 2V 2)= (1/n 1)(A+Bb 2+c(b 2)2-Bb 2-2cb 2)= (1/n 1)[A-c(b 2)2] (2)说明A ,B , A/n 1 的物理意义；由V = A +B b 2+C (b 2)2 ， V=A;A: b 2→0, 纯溶剂的体积，即1kg 溶剂的体积B; V 2=B+2cb 2, b 2→0, 无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积A/n 1：V 1= (1/n 1)[A-c(b 2)2]，∵b 2→0，V = A +B b 2+C (b 2)2, 纯溶剂的体积为A, ∴A/n 1 为溶剂的摩尔体积。
(3)溶液浓度增大时V 1和V 2将如何变化?由V 1，V 2 的表达式可知， b 2 增大，V 2 也增加，V 1降低。
2哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量? 答： 偏摩尔量定义为,,c B B T P n Z Z n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭所以,,c B B T P n G G n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,c B B T P n H H n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cBB T P n F F n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cB B T P n U U n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 化学势定义为：,,c B B T P n G n μ⎛⎫∂=⎪∂⎝⎭= ,,c B T V n F n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,c B S V n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,cB S P n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 可见，偏摩尔Gibbs 自由能既是偏摩尔量又是化学势。
物理化学第二章作业及答案
第二章多相多组分系统热力学2007-4-24§2.1 均相多组分系统热力学 练习1 水溶液(1代表溶剂水，２代表溶质)的体积V 是质量摩尔浓度b 2的函数，若 V = A +B b 2+C (b 2)2(1)试列式表示V 1和V 2与b 的关系；答： b2: 1kg 溶剂中含溶质的物质的量， b 2=n 2, 112222,,,,2T P n T P n V V V B cb n b ⎛⎫⎛⎫∂∂===+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ ∵ V=n 1V 1+n 2V 2( 偏摩尔量的集合公式)∴ V 1=(1/n 1)(V-n 2V 2)= (1/n 1)( V-b 2V 2)= (1/n 1)(A+Bb 2+c(b 2)2-Bb 2-2cb 2)= (1/n 1)[A-c(b 2)2] (2)说明A ,B , A/n 1 的物理意义；由V = A +B b 2+C (b 2)2 ， V=A;A: b 2→0, 纯溶剂的体积，即1kg 溶剂的体积B; V 2=B+2cb 2, b 2→0, 无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积A/n 1：V 1= (1/n 1)[A-c(b 2)2]，∵b 2→0，V = A +B b 2+C (b 2)2, 纯溶剂的体积为A, ∴A/n 1 为溶剂的摩尔体积。
(3)溶液浓度增大时V 1和V 2将如何变化?由V 1，V 2 的表达式可知， b 2 增大，V 2 也增加，V 1降低。
2哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量? 答： 偏摩尔量定义为,,c B B T P n Z Z n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭所以,,c B B T P n G G n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,c B B T P n H H n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cBB T P n F F n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cB B T P n U U n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 化学势定义为：,,c B B T P n G n μ⎛⎫∂=⎪∂⎝⎭= ,,c B T V n F n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,c B S V n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,cB S P n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 可见，偏摩尔Gibbs 自由能既是偏摩尔量又是化学势。
物理化学第二章作业及答案
第二章多相多组分系统热力学2007-4-24§2.1 均相多组分系统热力学 练习1 水溶液(1代表溶剂水，２代表溶质)的体积V 是质量摩尔浓度b 2的函数，若 V = A +B b 2+C (b 2)2(1)试列式表示V 1和V 2与b 的关系；答： b2: 1kg 溶剂中含溶质的物质的量， b 2=n 2, 112222,,,,2T P n T P n V V V B cb n b ⎛⎫⎛⎫∂∂===+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ ∵ V=n 1V 1+n 2V 2( 偏摩尔量的集合公式)∴ V 1=(1/n 1)(V-n 2V 2)= (1/n 1)( V-b 2V 2)= (1/n 1)(A+Bb 2+c(b 2)2-Bb 2-2cb 2)= (1/n 1)[A-c(b 2)2] (2)说明A ,B , A/n 1 的物理意义；由V = A +B b 2+C (b 2)2 ， V=A;A: b 2→0, 纯溶剂的体积，即1kg 溶剂的体积B; V 2=B+2cb 2, b 2→0, 无限稀释溶液中溶质的偏摩尔体积A/n 1：V 1= (1/n 1)[A-c(b 2)2]，∵b 2→0，V = A +B b 2+C (b 2)2, 纯溶剂的体积为A, ∴A/n 1 为溶剂的摩尔体积。
(3)溶液浓度增大时V 1和V 2将如何变化?由V 1，V 2 的表达式可知， b 2 增大，V 2 也增加，V 1降低。
2哪个偏微商既是化学势又是偏摩尔量?哪些偏微商称为化学势但不是偏摩尔量? 答： 偏摩尔量定义为,,c B B T P n Z Z n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭所以,,c B B T P n G G n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,c B B T P n H H n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cBB T P n F F n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ ,,cB B T P n U U n ⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭ 化学势定义为：,,c B B T P n G n μ⎛⎫∂=⎪∂⎝⎭= ,,c B T V n F n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,c B S V n U n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭= ,,cB S P n H n ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭ 可见，偏摩尔Gibbs 自由能既是偏摩尔量又是化学势。
智慧树知到《简明物理化学》章节测试答案
智慧树知到《简明物理化学》章节测试答案绪论1、下述内容不属于物理化学研究的范畴的是A:电动汽车电池的充电量和充电时间研究B:冬季燃烧天然气取暖C:新型洗涤用品的研究D:核反应堆发电答案:核反应堆发电2、下述研究思路不属于物理化学的研究方法的是A:从简单问题开始研究到研究复杂问题B:从定性研究到定量研究C:从特殊到一般再到特殊的研究过程D:直接从最难的问题开始研究答案:直接从最难的问题开始研究第一章1、下列说法中正确是：()。
A:理想气体等温过程，DT=0，故Q=0B:理想气体氧气和氢气等容条件下发生化学反应ΔU=C:理想气体等容过程，ΔH=D:理想气体绝热过程，pVγ=常数答案:理想气体等容过程，ΔH=2、H2和O2以2：1的摩尔比在绝热钢瓶中反应生成H2O，此过程中下面哪个表示式是正确的（）A:DH=0B:DH<0C:Q<0D:DU=0答案:DU=03、理想气体从同一始态(P1，V1)出发，经绝热可逆压缩和恒温可逆压缩，使其终态都达到体积V2，则两过程作的功的绝对值应有()A:绝热可逆压缩功大于恒温可逆压缩功B:绝热可逆压缩功等于恒温可逆压缩功C:绝热可逆压缩功小于恒温可逆压缩功D:无确定关系答案:绝热可逆压缩功大于恒温可逆压缩功4、理想气体向真空容器中膨胀，以所有的气体作为研究体系，一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功()A:W>0B:W=0C:W<0D:无法计算答案:W=05、化学反应A→B，A→C的焓变分别为ΔrH1和ΔrH2，那么化学反应B→C的焓变ΔrH3为（）A:ΔrH3=ΔrH1+ΔrH2B:ΔrH3=ΔrH1-ΔrH2C:ΔrH3=-ΔrH1+ΔrH2D:无法确定答案:ΔrH3=-ΔrH1+ΔrH26、在101.325kPa，l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。
若水蒸气可视为理想气体，由于过程等温，所以该过程DU=0。
A:对B:错答案:错7、当系统向环境传热时，系统的热力学能不一定减少。
《简明物理化学》第二章答案
1.2mol 298K，5dm3的He（g),经过下列可逆变化：（1）等温压缩到体积为原来的一半；（2）再等容冷却到初始的压力。
求此过程的。
已知20.8J•K—1•mol-1.等温压缩等容冷却解：体系变化过程可表示为W=W1+W2=nRTln+0=2×8。
314×298×ln0.5=—3435(J)Q=Q1+Q2=W1+ΔU2=—3435+nΔT=—3435+n(298—298/2)=—3435+(—3716）=—7151（J)ΔU=ΔU1+ΔU2=ΔU2=—3716（J)ΔS=ΔS1+ΔS2=nRln+=2×8.314×ln0。
5+2×1。
5×8.314ln0。
5=—2818(）2.10mol理想气体从40℃冷却到20℃，同时体积从250dm3变化到50dm3.已知该气体的=29。
20J•K—1•mol-1,求。
解：假设体系发生如下两个可逆变化过程250dm3 等温50dm3 等容50dm340℃ΔS1 40℃ΔS220℃ΔS=ΔS1+ΔS2=nRln+=10Rln+10×(29.20-8。
314）×ln=-147。
6（)3.2mol某理想气体（=29。
36 J•K-1•mol-1）在绝热条件下由273.2K,1。
0MPa膨胀到203.6K，0.1MPa求该过程的。
解：273。
2K 绝热203。
6K1。
0MPa 膨胀0。
1MPa∵=29。
36∴ =29.36-8.314=21。
046且Q=0ΔU==2×21。
046×(203.6-273.2）=-2930（J)W=—ΔU=2930(J)4.有一带隔板的绝热恒容箱，在隔板两侧分别充以不同温度的H2和O2，且V1=V2(见图），若将隔板抽去，试求算两种气体混合过程的（假设此两种气体均为理想气体）。
解：先由能量衡算求终温。
O 2 与 H 2均为双原子分子理想气体,故均有=5R/2,设终温为T,则 (293.2—T)=（T-283。
物理化学 答案 第二章_习题解答
=
(0.3 × 48.66 +
0.7 ×12) KJ·mol-1
=
23.0KJ·mol-1
B
∑ ∑ ∑ S
2-2 已知当 NaCl 溶液在 1kg 水中含物质的量为 n（单位为 mol）的 NaCl 时，体积 V 随 n 的变化关系为：
V/m3 = 1.00138×10-3 + 1.66253×10-5n/mol +1.7738×10-3(n/mol)3/2 + 1.194×10-7(n/mol)2
求当 n 为 2mol 时 H2O 和 NaCl 的偏摩尔体积为多少？ 解：设水用“A”表示，NaCl 用“B”表示,由题意得：
1
⎜⎜⎝⎛
∂V ∂n B
⎟⎟⎠⎞ = 1.66253 ×10−5
+ 1.7738 ×10−3
×
3 2
1
× (n / mol) 2
+ 1.194 × 10−7
× 2(n / mol)
那么当 n=2 时，NaCl 的偏摩尔体积
VB
= 1.66253 × 10−5
+ 1.7738 × 10−3
×
3
×
2
1 2
mol·dm3 = 0.547mol·dm-3
bB
=
nB mA
=
wB M (1 − wB )
=
0.095 0.18 × (1 − 0.095)
mol·kg-1 = 0.583mol·kg-1
2-4 若将 25℃、101.325KPa 纯理想气体的状态定为气体的标准状态，则氧气的标准
熵 S1O =205.03J·K-1·mol-1，现改为 25℃、100Kpa 的纯理想气体作为气体的标准态，氧气
物理化学简明教程习题答案
第一章气体的pVT性质1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的，与压力、温度的关系。
解：根据理想气体方程1.2 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：将甲烷(Mw =16.042g/mol)看成理想气体： PV=nRT , PV =mRT/ Mw甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PMw/RT=10116.042/8.314515(kg/m3)=0.716 kg/m31.3 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。
若改充以25℃，13.33 kPa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。
水的密度1g·cm3计算。
解：球形容器的体积为V=（125-25）g/1 g.cm-3=100 cm3将某碳氢化合物看成理想气体：PV=nRT , PV =mRT/ MwMw= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)×8.314×298.15/(13330×100×10-6)M w =30.31(g/mol)1.4 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。
若将其中的一个球加热到 100℃，另一个球则维持 0℃，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。
标准状态：因此，1.5 0℃时氯甲烷（CH 3Cl ）气体的密度ρ随压力的变化如下。
试作p p-ρ图，用外推法求氯甲烷的相对分子质量。
1.6 今有20℃的乙烷－丁烷混合气体，充入一抽成真空的200 cm3容器中，直至压力达101.325 kPa，测得容器中混合气体的质量为0.3897 g。
试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。
解：将乙烷(M w=30g/mol,y1),丁烷(M w=58g/mol,y2)看成是理想气体:PV=nRT n=PV/RT=8.3147⨯10-3mol(y1⨯30+(1-y1) ⨯58)⨯8.3147⨯10-3=0.3897y1=0.401 P1=40.63kPay2=0.599 P2=60.69kPa1.7 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。
物理化学简明教程(第四版)第二章热力学第二定律解析
• Q表示不可逆过程的热效应。由上式得
Q1* Q2* 0 T1 T2
• 对一任意不可逆循环来说，必有
Q*
T
0
(2) 不可逆过程的热温商
• 假定有一不可逆循环如图所示
2 T T 2 Q 2 Q r ir > 1 T 1 T 2 Q > 不可逆 S 1 T = 可逆 Q > 不可逆 dS T = 可逆 1
自发过程的实例
• (1) 理想气体向真空膨胀 • 此过程Q＝0；W＝0；U＝0；T=0。如 果要让膨胀后的气体变回原状，必须要 对系统做压缩功。 • (2) 热由高温物体传向低温物体 • 如果要使已经传到低温物体的热回到高 温物体，则必须要做功。 • (3) 自发化学反应 • Cd(s) + PbCl2 (aq) ＝ CdCl2 (aq) + Pb(s)
Q=0 ，W=ΔU=nCV,m (T2－T1) ③恒温可逆压缩
Q2 W2
V4
V3
V4 pdV nRT2 ln( ) V3
④绝热可逆压缩 Q=0，W= ΔU= nCV,m (T1－T2) 状态1和4 在一条绝热线上，2和3 在另外一条绝热线上。
按理想气体的可逆绝热过程方程式 TVγ-1=常数，有
§2.5 熵变的计算及其应用
• (1)定温过程的熵变 • 对定温可逆过程来说，则
Qr Qr S T T
• 对理想气体定温可逆过程来说
V2 nRT ln V1 V2 p1 S nR ln nR ln T V1 p2
例题3
• (1) 在300K时，5mol的某理想气体由 10dm3定温可逆膨胀到100dm3。计算此过 程中系统的熵变； • (2)上述气体在300K时由10dm3向真空膨 胀变为100dm3。试计算此时系统的S。 并与热温商作比较。 V 100 S nR ln 5 8.314 ln • 解 (1) J K 95.7J K V 10 • (2) 熵变仍为95.7J K-1。热温商为
物理化学(简明版)作者天津大学物理化学教研室习题答案
。重复上面的过程，第 n 次充氮气后，系统的摩尔分数
设系统为理想气体混合物， 则
1.11 有某温度下的 2dm3 湿空气，其压力为 101.325kPa，相对湿度为 60%。设空气中 O2 与 N2 的体积分数 分别为 0.21 与 0.79，求水蒸气、O2 与 N2 的分体积。已知该温度下水的饱和蒸汽压为 20.55kPa（相对湿 度即该温度下水蒸气的分压与水的饱和蒸汽压之比）。
3
n = 5mol
CV,m = 3/2R
QV =ΔU = n CV,mΔT = 5×1.5R×50 = 3.118kJ
却使体积缩小至 25dm 。求整个过程的 W，Q，ΔH 和 ΔU。 解：过程图示如下
由于
，则
，对有理想气体
和
只是温度的函数
该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的
根据热力学第一定律
1.7 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。
（1）
保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试 求两种气体混合后的压力。
（2） （3）
隔板抽取前后，H2 及 N2 的摩尔体积是否相同？ 隔板抽取后，混合气体中 H2 及 N2 的分压立之比以及它们的分体积各为若干？
也可以用直接迭代法，
，取初值
，迭代十次结果 1.15 试由波义尔温度 TB 的定义式，证明范德华气体的 TB 可表示为 TB=a/(bR)
式中 a,b 为范德华常数。
1.16 把 25℃的氧气充入 40dm3 的氧气钢瓶中，压力达 202.7×102kPa。试用普遍化压缩因子图求钢瓶中 氧气的质量。 解：氧气的 TC=-118.57℃,PC=5.043MPa 氧气的 Tr=298.15/(273.15-118.57)=1.93, Pr=20.27/5.043=4.02 Z=0.95 PV=ZnRT n=PV/ZRT=202.7×105×40×10-3/(8.314×298.15)/0.95=344.3(mol) 氧气的质量 m=344.3×32/1000=11(kg)
2023年大学_物理化学简明教程(邵谦著)课后答案下载
2023年物理化学简明教程（邵谦著）课后答案下载2023年物理化学简明教程（邵谦著）课后答案下载绪论0.1 物理化学的研究对象及其重要意义0.2 物理化学的研究方法0.3 学习物理化学的方法第一章热力学第一定律(一)热力学概论1.1 热力学的研究对象1.2 几个基本概念(二)热力学第一定律1.3 能量守恒--热力学第一定律1.4 体积功1.5 定容及定压下的热1.6 理想气体的热力学能和焓1.7 热容1.8 理想气体的绝热过程1.9 实际气体的节流膨胀(三)热化学1.10 化学反应的热效应1.11 生成焓及燃烧焓1.12 反应焓与温度的关系--基尔霍夫方程思考题第二章热力学第二定律2.1 自发过程的共同特征2.2 热力学第二定律的经典表述2.3 卡诺循环与卡诺定理2.4 熵的概念2.5 熵变的计算及其应用2.6 熵的物理意义及规定熵的计算2.7 亥姆霍兹函数与吉布斯函数2.8 热力学函数的?些重要关系式2.9 厶C的计算__2.10 非平衡态热力学简介思考题第三章化学势3.1 偏摩尔量3.2 化学势3.3 气体物质的化学势3.4 理想液态混合物中物质的化学势 3.5 理想稀溶液中物质的化学势3.6 不挥发性溶质理想稀溶液的依数性 3.7 非理想多组分系统中物质的化学势思考题第四章化学平衡4.1 化学反应的方向和限度4.2 反应的标准吉布斯函数变化4.3 平衡常数的各种表示法4.4 平衡常数的实验测定4.5 温度对平衡常数的影响4.6 其他因素对化学平衡的影响思考题第五章多相平衡5.1 相律(一)单组分系统5.2 克劳修斯一克拉佩龙方程5.3 水的相图(二)二组分系统5.4 完全互溶的双液系统__5.5 部分互溶的双液系统__5.6 完全不互溶的双液系统5.7 简单低共熔混合物的固一液系统 5.8 有化合物生成的固一液系统__5.9 有固溶体生成的固一液系统(三)三组分系统5.10 三角坐标图组成表示法__5.11 二盐一水系统__5.12 部分互溶的三组分系统思考题第六章统计热力学初步6.1 引言6.2 玻耳兹曼分布6.3 分子配分函数6.4 分子配分函数的求算及应用第七章电化学(一)电解质溶液7.1 离子的迁移7.2 电解质溶液的电导7.3 电导测定的应用示例7.4 强电解质的活度和活度系数__7.5 强电解质溶液理论简介(二)可逆电池电动势7.6 可逆电池7.7 可逆电池热力学7.8 电极电势7.9 由电极电势计算电池电动势7.10 电极电势及电池电动势的应用(三)不可逆电极过程7.11 电极的.极化7.12 电解时的电极反应7.13 金属的腐蚀与防护__7.14 化学?源简介第八章表面现象与分散系统(一)表面现象8.1 表面吉布斯函数与表面张力 8.2 纯液体的表面现象8.3 气体在固体表面上的吸附 8.4 溶液的表面吸附8.5 表面活性剂及其作用(二)分散系统8.6 分散系统的分类8.7 溶胶的光学及力学性质8.8 溶胶的电性质8.9 溶胶的聚沉和絮凝8.10 溶胶的制备与净化__8.11 高分子溶液思考题第九章化学动力学基本原理9.1 引言9.2 反应速率和速率方程9.3 简单级数反应的动力学规律9.4 反应级数的测定9.5 温度对反应速率的影响9.6 双分子反应的简单碰撞理论9.7 基元反应的过渡态理论大意__9.8 单分子反应理论简介思考题第十章复合反应动力学10.1 典型复合反应动力学10.2 复合反应近似处理方法10.3 链反应__10.4 反应机理的探索和确定示例10.5 催化反应10.6 光化学概要__10.7 快速反应与分子反应动力学研究方法简介思考题附录Ⅰ.某些单质、化合物的摩尔热容、标准摩尔生成焓、标准摩尔生成吉布斯函数及标准摩尔熵Ⅱ.某些有机化合物的标准摩尔燃烧焓(298K)Ⅲ.不同能量单位的换算关系Ⅳ.元素的相对原子质量表Ⅴ.常用数学公式Ⅵ.常见物理和化学常数物理化学简明教程（邵谦著）：内容简介本教材自8月出版以来,受到了广大读者,特别是相关高校师生的厚爱,并被许多高校选作教材。
物理化学答案——第二章-热力学第二定律
第二章 热力学第二定律 一、基本公式和基本概念 基本公式1. 热力学第二定律的数学表达式----克劳修斯不等式 ()0A B A B QS Tδ→→∆-≥∑2. 熵函数的定义 ()R QdS Tδ=， ln S k =Ω3. 熵变的计算理想气体单纯,,p V T 变化22,1122,1122,,11ln ln ln ln lnln V m p m p m V m T V S C R T V T p S C R T p V p S C C V p ∆=+∆=-∆=+理想气体定温定压混合过程ln i i iS R n x ∆=-∑封闭系统的定压过程21,d T p m T C S n T T∆=⎰封闭系统定容过程 21,d T V m T C S n T T∆=⎰可逆相变 m n H S T∆∆=标准状态下的化学反应 ,()r m Bm B BS S T θθν∆=∑定压下由1T 温度下的化学反应熵变求2T 温度下的熵变 21,21()()d T p m r m r m T C S T S T T T∆∆=∆+⎰4. 亥姆霍兹函数 A U TS ≡-5. 吉布斯函数 G H TS ≡-6. G ∆和A ∆的计算(A ∆的计算原则与G ∆相同，做相应的变换即可)定温过程G H T S ∆=∆-∆组成不变的均相封闭系统的定温过程 21d p p G V p ∆=⎰理想气体定温过程 21ln p G nRT p ∆= 7. 热力学判据熵判据：,()0U V dS ≥亥姆霍兹函数判据：,,'0(d )0T V W A =≤ 吉布斯函数判据：,,'0(d )0T p W G =≤8. 热力学函数之间的关系组成不变，不做非体积功的封闭系统的基本方程d d d d d d d d d d d d U T S p V H T S V pA S T p V G S T V p=-=+=--=-+麦克斯韦关系S VpS T Vp TT p V S T V p S S p V T S V p T ∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎛⎫∂∂⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎛⎫∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭9. 吉布斯-亥姆霍兹方程2()pG HT T T ∆⎡⎤∂⎢⎥∆=-⎢⎥∂⎢⎥⎣⎦ 基本概念1. 热力学第二定律在研究化学或物理变化驱动力来源的过程中，人们注意到了热功交换的规律，抓住了事物的共性，提出了具有普遍意义的熵函数。
简明物理化学 第二版 习题解答 杜凤沛
第一章热力学第一定律习题解答1． 1mol 理想气体依次经过下列过程：(1)恒容下从 25℃升温至 100℃，(2)绝热自由膨胀至二倍体积，(3)恒压下冷却至25℃。
试计算整个过程的Q、W、∆U及∆H。
解：将三个过程中Q、∆U及W的变化值列表如下：过程Q∆U W(1)CV ,m(T1末−T1初)CV ,m(T1末−T1初)(2)000（3）C p,m(T3末−T3初) Cv,m(T3末−T3初)p(V3末−V3初)则对整个过程:T= T＝298.15K T= T= 373.15K1初3末1末3初Q ＝nC v,m(T1末－T1初)+0+ nC p,m(T3末－T3初)＝nR(T3末−T3初）＝[1×8.314×(-75)]J＝-623.55J∆U＝nC v,m(T1末－T1初)+0+nC v,m(T3末－T3初)＝0W ＝- p(V3末−V3初)＝-nR(T3末−T3初）＝-[1×8.314×(-75)]J＝623.55J因为体系的温度没有改变，所以∆H＝02．0.1mol 单原子理想气体，始态为 400K、101.325kPa，经下列两途径到达相同的终态：(1)恒温可逆膨胀到10dm3，再恒容升温至610K；(2) 绝热自由膨胀到6.56dm3，再恒压加热至610K。
分别求两途径的Q、W、∆U及∆H。
若只知始态和终态，能否求出两途径的∆U及∆H？解：(1)始态体积V1＝nRT1/p1＝(0.1×8.314×400/101325)dm3＝32.8dm3W ＝W恒温+W恒容＝nRT ln VV2+01＝(0.1×8.314×400×ln3210.8+0)J＝370.7JQ ＝∆U +W ＝632.6J∆H＝nC p,m(T2−T1)＝[0.1×52 ×8.314 ×(610− 400)]＝436.4J(2)Q ＝Q绝热+Q恒压＝0+nC p,m(T2−T1)＝463.4J∆U＝∆U绝热+ ∆U恒压＝0+nC V,m(T2−T1)＝261.9J∆H＝∆H绝热+ ∆H恒压＝0+Q绝热＝463.4JW ＝∆U -Q＝174.5J若只知始态和终态也可以求出两途径的∆U及∆H，因为U和H是状态函数，其值只与体系的始终态有关，与变化途径无关。
物理化学课后习题答案第二章
第二章2.1 1mol 理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。
解：理想气体n = 1mol恒压升温p 1, V 1, T 1 p 2, V2, T 2 对于理想气体恒压过程,应用式（2.2.3）W =－p amb ΔV =－p(V 2-V 1) =－(nRT 2-nRT 1) =－8.314J2.2 2.2 1mol 1mol 水蒸气(H 2O,g)在100℃,101.325kPa 下全部凝结成液态水。
求过程的功。
假设：相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。
解: n = 1mol H 2O(g) H 2O(l)恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式（2.2.3）W =－p amb ΔV =－p(V l -V g ) ≈ pVg = nRT = 3.102kJ 2.3 在25℃及恒定压力下，电解1mol 水(H 2O,l)，求过程的体积功。
H 2O(l) ＝ H 2(g) + 1/2O 2(g) 解: n = 1mol H 2O(l) H 2(g) + + O 2(g) n 1=1mol 1mol + 0.5mol = n 0.5mol = n 2V 1 = V l V(H 2) + V (O V(O 2) = V2 恒温恒压化学变化过程, 应用式（2.2.3）W=－p amb ΔV =－(p 2V 2-p 1V 1)≈－p 2V 2 =－n 2RT=－3.718kJ100℃,101.325kPa25℃,101.325kPa2.4 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。
若途径a 的Q a =2.078kJ ,Wa=－4.157kJ ；而途径b 的Q b =－0.692kJ 。
求W b 解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故 ΔU a = ΔU b由热力学第一定律可得 Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a －Q b = －1.387kJ2.6 4mol 4mol 某理想气体，温度升高20℃, 求ΔH －ΔU 的值。
物理化学第二章课后习题解答
第二章习题及答案2.1mol 某理想气体（11m ,mol K J 10.29−−⋅⋅=p C ），从始态（400K 、200kPa ）分别经下列不同过程达到指定的终态。
试计算各过程的Q 、W 、∆U 、∆H 、及∆S 。
(1)恒压冷却至300K ；(2)恒容加热至600K ；(3)绝热可逆膨胀至100kPa ；解：(1)==111p nRT V L 63.16m 1063.1610200400314.81333=×=×××−1122V T V T =47.1263.164003001122=×=×=V T T V L 832)63.1647.12102003−=−××=∆=（外V P W kJ)400300()314.810.29(1m ,−×−×=∆=∆T nC U V kJ08.2−=,m 129.10(300400)p H nC T ∆=∆=××−2.92kJ=−kJ830=−∆=W U Q ∫=∆21d T T P T T C S =37.810.29300400−=×∫T dT J∙K -1(2)0=W )400600()314.810.29(1m ,−×−×=∆=∆T nC U V kJ16.4=,m 129.10(600400)p H nC T ∆=∆=××−5.82kJ=kJ16.4=−∆=W U Q ∫=∆21d T T V T T C S =43.8)314.810.29(600400=×−∫T dT J∙K -1(3)40.1314.810.2910.29,,=−==m V m P C C γ，γγγγ−−=122111P T P T 40.1140.1240.1140.1100200400−−=T 3282=T K=Q)400328()314.810.29(1m ,−×−×−=∆−=∆−=T nC U W V kJ50.1=)400328(314.810.291m ,−×××=∆=∆T nC H p kJ4.17−=0==∆TQ S R 12.1mol He(g)在400K 、0.5MPa 下恒温压缩至1MPa ，试计算其Q 、W 、∆U 、∆H 、∆S 、∆A 、∆G 。
简明物理化学知到章节答案智慧树2023年中国农业大学
简明物理化学知到章节测试答案智慧树2023年最新中国农业大学绪论单元测试1.下述内容不属于物理化学研究的范畴的是参考答案:核反应堆发电2.下述研究思路不属于物理化学的研究方法的是参考答案:直接从最难的问题开始研究第一章测试1.下列说法中正确是：( )。
理想气体等容过程，ΔH=2.H2和O2以2：1的摩尔比在绝热钢瓶中反应生成H2O，此过程中下面哪个表示式是正确的（）参考答案:D U=03.理想气体从同一始态(P1，V1)出发，经绝热可逆压缩和恒温可逆压缩，使其终态都达到体积V2，则两过程作的功的绝对值应有( )参考答案:绝热可逆压缩功大于恒温可逆压缩功4.理想气体向真空容器中膨胀，以所有的气体作为研究体系，一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功( )参考答案:W=05.化学反应A→B，A→C的焓变分别为Δr H1和Δr H2，那么化学反应B→C的焓变Δr H3为（）Δr H3=-Δr H1+Δr H26.在101.325kPa，l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。
若水蒸气可视为理想气体，由于过程等温，所以该过程D U=0。
参考答案:错7.当系统向环境传热时，系统的热力学能不一定减少。
参考答案:对8.热容是状态函数参考答案:错9.气体的热力学能和焓只是温度的函数参考答案:错10.理想气体经过等温可逆膨胀，对外所做的功数值上等于吸收的热量参考答案:对第二章测试1.∆S=∆H/T适合下列哪个过程熵变的计算（）参考答案:水在100℃一个大气压下蒸发为水蒸气2.反应 CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g) 的D r S (T) > 0 ，则该反应的D r G(T) 将随温度的升高如何变化（假设D r H不随温度变化而变化）参考答案:减小3.液态水在100℃及101.325 kPa下蒸发成水蒸气，则该过程的(_)参考答案:D G = 04.可逆热机的热功转换效率最高，因此由可逆热机带动的火车与不可逆热机带动的火车比较参考答案:速度慢，节能5.某化学反应R→P在等压过程焓变D S与温度无关，则该过程的（）参考答案:D H与温度无关6.吉布斯自由能减小的变化过程一定是自发过程。
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（1）等温压缩到体积为原来的一半;
（2）再等容冷却到初始的压力。
求此过程的 。已知 20.8Ｊ•Ｋ-１•mol-１。
解：体系变化过程可表示为
W＝W1+W2=nＲTｌn +0=2×８.314×２98×lｎ0.５=－343５(J）
Ｑ＝Q1＋Q2=W1+ΔU2=-3４３5+ｎ ΔT=-3４35+n (２98－2９8/2)
解:CO2(l)CO２(s)
－59℃, ΔG－５9℃，
CO２(ｌ)CＯ2(s)
-59℃, (l)-５9℃, （s)
CＯ２（ｇ）CO２（g）
－59℃, （ｌ)-59℃, (s）
ΔG1 0，ΔG5 ０ΔG２＝ΔG4=0
∴ΔＧ=ΔG3= =nRTln =1×８.３14×2１4.２ln =-104.9J
∵ ΔG=ΔH-TΔSΔH=－１８9.５4×4４=-８339.76J
ΔS＞Ｑ／T，所以此过程为不可逆过程
9.1mｏlH2O(l)在１０0℃，10132５Pa下变成同温同压下的H２Ｏ(g),然后等温可逆膨胀到 Pa，求整个过程的 。已知水的蒸发焓 40.67kJ•Ｋ-1.
解:W１= ΔＶ= （ ) nRT=3.1kＪ
W2=nＲＴln =8．31４×373.１5×ln =2.883kJ
解:先由能量衡算求终温。O2与Ｈ2均为双原子分子理想气体,故均有 =5R/２,设终温为T,则
（293.２－T)= (T-2８３.2)
T＝28８．２K
整个混合过程可分以下三个过程进行：
１moｌ，O2，２８3．２Ｋ1mol，O2，T
在恒温恒压下混合达状态
１mol,H２,293.2K１mｏｌ,H2，T
当过程①与②进行后，容器两侧气体物质的量相同，温度与体积也相同,故压力也必然相同，即可进行过程③。三步的熵变分别为：
故W=W1+W2=５.983kJ
Q1=n =40.６7ｋJ
Q2=W２=2.883kJ
故Q=Q1+Ｑ2=4０.６7＋2.8８3＝4３.5５kJ
ΔU1=Ｑ1-Ｗ1＝37．57kJ
ΔＵ=ΔU1=3７.5７kJ
ΔH1=n =40．67ｋＪ
ΔH2=0
故ΔH＝ΔＨ1＋ΔH2=4０.67kJ
ΔS1＝Q１/Ｔ= =1０9 ΔS２=nRln =８.314×0．93=7．７3
∴ΔS＝(ΔH-ΔG)/Ｔ= ＝-38.5
7.2mｏlO2(g)在正常沸点-1８2．97℃时蒸发为101325Pa的气体，求此过程的 。已知在正常沸点时O2(l)的 6.８2０kJ•K-1。
解:O2在 ,-182.9７℃时的饱和蒸气压为101．３25Pa，该相变为等温可逆相变
Ｑ=n 故ΔS=Q/T=n /T＝ ＝151
解:C６H6(l)Ｃ5H6(s)
－5℃, -5℃,
C6H6(ｌ)C６Ｈ6（s)
-5℃, (l)-5℃， (s)
C6H6(g)C６Ｈ6（g)
－5℃, （l）-５℃, （s）
8.１ｍol水在1０0℃及标准压力下向真空蒸发变成10０℃及标准压力的水蒸气，试计算此过程的 ,并与实际过程的热温熵相比胀，W=０,Q=ΔＵ＝ΔH-Δ =ΔH－nRT=４0.67× -8.314×373.2
＝37.567
Ｑ/T= =１00．６6
解:假设体系发生如下两个可逆变化过程
２5０dm3等温５0dm３等容50dｍ3
40℃ΔＳ1４０℃ΔS220℃
ΔS=ΔS1+ΔS2＝nＲln +
=10Ｒln ＋10×(２9.20-8.３１4)×ln
=-１４７.6( )
3.2mol某理想气体( =２9.3６J•K-１•mol-1)在绝热条件下由２７3.2Ｋ,１.0MPa膨胀到203.6Ｋ,0.1MPa求该过程的 。
故ΔS＝ΔS1+ΔS2=1１６.73
10.１mｏl０℃,１01325Pa的理想气体反抗恒定的外压力等温膨胀到压力等于外压力,体积为原来的10倍,试计算此过程的 。
解：Ｗ=- ΔV=－ (Ｖ２-V1)=- (10Ｖ1－V1）
=- V１=-0．9RT=-0.9×８.314×273.15=-2.０4kＪ
Q=－W=2.0４ｋＪ
解：27３.２K绝热203.6K
1.0ＭPa膨胀0.1MPa
∵ ＝29.３6
∴ =29.36-8.314=2１.046
且Q=0
ΔU= =２×21．０4６×(203.6－2７3.２)=-２9３0(J)
W=-ΔU=2９30（J)
4.有一带隔板的绝热恒容箱,在隔板两侧分别充以不同温度的Ｈ2和O2，且Ｖ１=V2(见图)，若将隔板抽去，试求算两种气体混合过程的 (假设此两种气体均为理想气体）。
=1.４0( )
6.过冷ＣO2(l)在－5９℃时其蒸气压为465.9６kPa,而同温度下CO2（s)的蒸气压为439．30kPa。求在－5９℃、1０1.3２5kPａ下,1mol过冷CO2(l)变成同温、同压的固态CO2（s）时过程的 ,设压力对液体与固体的影响可以忽略不计。已知过程中放热189.54J•g-1．
ΔU=ΔH=0ΔS=nＲｌｎ =8.31４×ln1０＝１9.14
ΔG=ΔH－TΔＳ＝－52２9J -5.23kJ
ΔF=ΔU-TΔＳ=-52２9J －5.２3kJ
11.若－5℃时,Ｃ5H6(s)的蒸气压为228０Ｐa,-5℃时C6H6（l)凝固时 －３5．65J•K-１•mｏl-１,放热98７４J•moｌ－1，试求-５℃时C６H6(l)的饱和蒸气压为多少？
ΔS１＝ ＝ ＝0.364
5.100ｇ、1０℃的水与2０0ｇ、40℃的水在绝热的条件下混合,求此过程的熵变。已知水的比热容为4．１84Ｊ•K-1•g-1。
解:∵绝热混合∴
＝-
C•m1(t-t1)=-C•m2(ｔ-t2) t为混合后的温度
∴ t-1０=2(4０-t） ｔ=３０℃＝3０3.15K
ΔS=100 ＋２00
=-3４３５+(－371６)=－71５１(J)
ΔU=ΔU1+ΔＵ2=ΔＵ２=-37１6(Ｊ)
ΔS=ΔS1+ΔＳ２=nRln + =2×8．314×ln0.5+２×1.5×8.3１4ｌn０．５
=-281８（ ）
2.10mol理想气体从40℃冷却到2０℃,同时体积从250ｄm３变化到５0dm3。已知该气体的 ＝29.２０Ｊ•Ｋ-1•mol-１,求 。