物理化学习题解(8-11)

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物理化学中国石油大学课后习题答案第11章

π
d
2 AB
L2
8RT πμ
[A][B]
( ) = 3.14× 2.93×10−10 2
( ) × 6.022×1023 2 ×
8×8.314× 300 3.14×1.897 ×10−3
× 31.25× 49.60m−3 ⋅ s−1
= 2.77 ×1035 m−3 ⋅ s−1
2.某双原子分子分解反应的阙能为 83.68kJ ⋅ mol-1 ，试分别计算 300K 及 500K 时，具有足
[A] = WA MA
V
=
⎛ ⎜ ⎝
1.0 ×10−3 32.00×10−3 ×1×10−3
⎞ ⎟
mol
⋅
m-3
⎠
= 31.25mol ⋅ m-3
[B] = WB MB
V
=
⎛ ⎜ ⎝
0.1×10−3 2.016 ×10−3 ×1×10−3
⎞ ⎟
mol
⋅
m-3
⎠
=
49.60mol ⋅ m-3
Z AB
=
物理化学习题解答
第十一章化学动力学基础(二)
1．将1.0g 氧气和 0.1g 氢气于 300K 时在1dm3 的容器内混合，试计算每秒钟、每单位体
积内分子的碰撞总数为若干?设 O2 和 H2 为硬球分子，其直径为 0.339 和 0.247nm 。
解：设 O2 和 H2 分别为 A 和 B ，则
dAB
=
dA
+ dB 2
=
⎡(0.339 + 0.247)×10−9
⎢ ⎣
2
⎤ ⎥m ⎦
=
2.93×10−10 m
μ = MAMB MA + MB

物理化学习题解答(十一)..

8 0.326
12 0.222
16 0.151
试计算：
(1) 该分解反应的级数；
(2) 求反应的速率常数 k 和半衰期 t1/2； (3) 若抗菌素在血液中质量浓度不低于 0.37mg/(100cm3)才有效，求注射第二针的时间。
解：
(1) 设为一级反应， ln( a–x)= –kt + lna，则 ln( a–x)~t 作图应为一直线：
(2) r
d[ A] k[ A][ B ]
dt
dx ( a x ) 2 kdt
k[ A] 2
d ( a x ) 1 kdt
x
t
d (a x) 1 k dt
0
0
( a x ) 1 a 1 k ( t 0)
( 0.25 a) 1 a 1 k (1 0)
k 3a 1
( a x) 1 a 1 3a 1 (2 0)
2n 1 1
中 k 为速率常数 )： t 1 2
( n 1) a n 1k
解：
a，证明其半衰期表示式为 (式
dx (a x ) n kdt
d ( a x )1 n ( n 1) kdt
x
d (a
x)1 n
t
(n 1) k dt
0
0
( a x )1 n a 1 n ( n 1) kt
当 x= 1/2a，t=t1/2 (a 1/ 2a)1 n a1 n
2.2
2.0
1.8
) 1.6
(lnα-αt∞
1.4 1.2 1.0
0.8
0.6
0.4
斜率 = -0.0053
0
50 100 150 200 250 300

物理化学课后习题解答

第8章表面和胶体化学习题解答1. 若一球形液膜的直径为2×10-3m ，比表面自由能为0.7 J ·m -2，则其所受的附加压力是多少？解：球形液膜 3440.7 kPa 2.8 kPa 210/2p r γ-⨯∆===⨯ 2. 若水在293 K 时的表面力为72.75×10-3N ·m -1，则当把水分散成半径为10-5m 的小液滴时，曲面下的附加压力为多少？解：3452272.7510 Pa 1.4510 Pa 10p r γ--⨯⨯∆===⨯ 3. 在293 K 时把半径1 mm 的水滴分散成半径为1 µm 的小水滴，问比表面增加了多少倍？表面吉布斯函数增加了多少？完成该变化时，环境至少需做多少功？已知水的表面力为72.75×10-3 N ·m -1。

解：设半径1 mm 水滴的表面积为A 1，体积为：V 1，半径为：R 1；半径1 µm 水滴的表面积为A 2，体积为：V 2，半径为：R 2；N 为小水滴的个数。

33121244 , 33V NV R N R ππ== 33912 1 mm 101 μm R N R ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 229222114 1 μm 1010004 1 mm A N R A R ππ⨯⎛⎫=== ⎪⎝⎭ 12221440.07288 N m 4()=9.14510 N m 9.14510 JA G dA NR R γπ---∆==⋅⨯-⨯⋅=⨯49.14510 J A W G -=-∆=-⨯4. 在298 K ，101.325 kPa 下，将直径为1 µm 的毛细管插入水中，问管需加多大压力才能防止水面上升？若不加额外压力，让水面上升达平衡后，管液面上升多高？已知：该温度下水的表面力为0.072 N ·m -1，水的密度为1000 kg ·m -3，设接触角为0o ，重力加速度为9.8 m ·s -2。

物理化学总习题解答

物理化学习题解答(一)习题 p60~6210解:(1) 平均自由程:,未知数n 怎么求?其物理意义是什么? 由公式pV =Nk B T , → n=N/V=p/(k B T )n =100×103/{p (1.381×10-23×298)}=2.43×1025m3=0.707/{3.14×(0.3×10-9)2×2.43×1025}= 1.03×10-7m(2) Z /=V a πd 2n , 未知数V a 怎么求?其物理意义是什么?V a ==15.01m .s -1Z /=×15.01×3.14×(0.3×10-9)2×2.43×1025=1.47×108/s(3) Z =½n Z /=½×2.43×1025×1.47×108=1.77×1033/s13解:(1) 理想气体: pV=nRT ， → ，α=nR/pV =nR /nRT =1/T (2) 范德华气体:(p +n 2a/V 2)(V -nb )=nRT ，展开方程式得,pV -nbp +n 2a/V -n 3ab /V 2=nRT =(RV 3-nbRV 2)/(RTV 3- 2a nV 2+4abn 2V -2ab 2n 3)21解: 2C+O 2=2CO C+O 2=CO 2(1) V O 2=1×0.21=0.21单位体积；V CO =2V O 2×0.92=0.3864单位体积；V CO 2=V O 2×0.08=0.0168单位体积；V 总=V 空+V CO +V CO 2-V O 2=1+0.3864+0.0168-0.21=1.1932单位体积.(2) x N 2=V N 2/V 总=1×0.78/1.1932=0.654；p nR T Vp /)(=∂∂p TVV )(1∂∂=αnR T V V ab n T V V an T V p P p p =∂∂+∂∂+∂∂)(/2)(/)(3322)/2//()(232V abn V an p nR T V p +-=∂∂)/2//()(13322V abn V an pV nR TV V p +-=∂∂=αx Ar=V Ar/V总=1×0.0094/1.1932=0.00788 x CO=V CO/V总=0.3864/1.1932=0.324；x CO2= V CO2/V总=(1×0.0003+0.0168)/1.1932=0.0143(3) 2C + O2 = 2CO C + O2 = CO224g 1mol2mol12/g 1mol1molx g x/24mol x/12mol y/g y/12mol y/12mol x+y=1000 x+y=1000 x=958.33/gx/24:y/12=92:8 x=23y y=41.67/gn O2=x/24+y/12=958.33/24+41.67/12=43.40mol；n CO=x/12=958.33/12=79.86mol；n CO2=y/12=41.67/12=3.47mol；n空=n O2/0.21=206.68moln总=n空+n CO+n CO2-n O2=206.68+79.86+3.47-43.40=246.61molV总=n总RT/p=246.61×8.314×293/105=6.00m325解:(1) ω=2π×3000/60=100π/s-1, V=ωr=40π/m.s-1E H2=½m H2V2=½×2/6.023×1023×(40π)2=2.6218×10-20JE O2=½m O2V2=½×32/6.023×1023×(40π)2=4.195×10-19J(2) n/n0(H2)=exp(-E H2/k B T)=exp[-2.6218×10-20/(1.381×10-23×293)]= 1.5347×10-3n/n0(O2)=exp(-E O2/k B T)=exp[-4.195×10-19/(1.381×10-23×293)]= 9.477×10-46 (3) n(H2)/n(O2)= 1.5347×10-3 /9.477×10-46=1.6194×1042物理化学习题解答(二)习题 p129~1333解:(1) ∵V 2=V 1，∴W =0，△U = 1.5R (T 2-T 1)=1.5×8.314×(546-273)=3404.58J ∵△U =Q+W ，∴Q=△U=3404.58Jp 2=nRT 2/V 2=1×8.314×546/(22.4×10-3)=202.65kPa(2) ∵T 2=T 1，∴△U =0W= -nRTln (V 2/V 1) = -1×8.314×546×ln(44.8/22.4)= -3146.50J∵△U =Q+W ，∴Q = -W = 3146.50Jp 3=nRT 3/V 3=1×8.314×546/(44.8×10-3)=101.33kPa(3) △U = 1.5R /(T 1-T 3)=1.5×8.314×(273-546)= -3404.58J Q= 2.5R (T 1-T 3)=2.5×8.314×(273-546)= -5674.31J W=△U-Q = -3404.58-(-5674.31)=2269.73Jp 1=nRT 3/V 3=1×8.314×273/(22.4×10-3)=101.33kPa8解:(1) V 1=nRT 1/p 1=1×8.314×423/(100×103)=35.17×10-3m 3W = -nRTln (V 2/V 1) = -1×8.314×423×ln (10/35.17)=4422.78J(2) p 1V m,1=RT 1+bp 1-a/V m,1+ab/V m,12100×103V m,1=8.314×423+3.71×10-5×100×103-0.417/V m,1+0.417×3.71×10-5/V m,12 105V m,13=3520.532V m,12-0.417V m,1+1.54707×10-5，V m,1=35.087×10-3m 3W = =-RTln {(V m,2-b )/(V m,1-b ) }-a (1/V m,2-1/V m,1)= -8.314×423ln{(10-0.0371)/(35.087-0.0371)}- 0.417×103 (1/10-1/35.087) = 4423.826-29.815= 4394.01J9解:⎰⎰==-2121/V V V V VdV nRT pdV =⎰dT nCT T m v 13,=⎰dT nC T T m p 13,⎰⎰=-=-2121/V V V V VdV nRT pdV ⎰⎰--=-2121}/)/({2V V V V m m m dV V a b V RT pdV ⎰=21,TT m v dT nC(1) W = -p e (V 2-V 1)= -100×103×(1677-1.043)×18×10-6= -3016.72J(2) W = -p e (V 2-V 1)≈-p e V 2= -100×103×1677×18×10-6= -3018.60J ；△W %=（3018.6-3016.72）/3016.72×100%=0.063%(3) V 2=nRT 2/p 2=1×8.314×373/(100×103)=31.0112dm 3W = -p e (V 2-V 1)≈-p e V 2= -100×103×31.011×10-3= -3101.12J(4) △vap H m = 40.69 kJ .mol -1；△vap U m =△vap H m +W =40.69-3.02=37.67kJ .mol -1(5) ∵△vap U m >0（实际上是T 、P 的函数），∴△vap H m ＞-W由于体积膨胀，分子间的平均距离增大，必须克服分子间引力做功，热力学能也增大，故蒸发的焓变大于系统所做的功。

物理化学习题及答案

物理化学期末复习一、单项选择题1. 涉及焓的下列说法中正确的是（)(A) 单质的焓值均等于零(B）在等温过程中焓变为零（C) 在绝热可逆过程中焓变为零(D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化2. 下列三种胶体分散系统中,热力不稳定的系统是：( )A.大分子溶胶B.胶体电解质 C．溶胶3．热力学第一定律ΔU＝Ｑ+Ｗ只适用于( )(A) 单纯状态变化 (B）相变化(C) 化学变化 (D) 封闭物系的任何变化４. 第一类永动机不能制造成功的原因是( )(A）能量不能创造也不能消灭(Ｂ) 实际过程中功的损失无法避免(C) 能量传递的形式只有热和功(D）热不能全部转换成功５. 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高,今以电阻丝为体系有（)（A）Ｗ =０，Ｑ＜0，Ｕ<0(B). Ｗ＞0, Ｑ<0, U >0(Ｃ) W <0，Ｑ<０, U>0(D). W <0, Q =0, U >06．对于化学平衡, 以下说法中不正确的是（）(A) 化学平衡态就是化学反应的限度(Ｂ) 化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化(C) 化学平衡时各物质的化学势相等(Ｄ) 任何化学反应都有化学平衡态7. 封闭系统内的状态变化：( )Ａ如果系统的∆S sys＞0,则该变化过程自发B 变化过程只要对环境放热,则该变化过程自发C 仅从系统的∆S sｙs，变化过程是否自发无法判断8. 固态的NH4HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡,其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是( )A． 1,1，1,2 B. 1,１，3，0 C． 3,１，２，1 D. 3，2，2，29. 在定压下,NaCl晶体,蔗糖晶体,与它们的饱和混合水溶液平衡共存时,独立组分数C和f'：( ）条件自由度f'=１ B C=3,f'=2A C=3，f'=2 ＤC=4,f'＝3C C＝4,１０. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中( )(A) ΔS=0 (B) ΔG＝0(C）ΔH=0 （D) ΔU=011. 如图,将CuSO4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是( ）。

物理化学练习题及答案

物理化学练习题及答案《物理化学》练习题4注意事项：1. 考前请将密封线内容(特别是姓名和班内编号)填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷；4. 本试卷共三⼤题，满分100分，考试时间120分钟。

⼀、选择题(10题，每题2分，共20分)1. 下述说法哪⼀种不正确：（）（A ）⼀定量理想⽓体⾃由膨胀后，其?U = 0 （B ）⾮理想⽓体经绝热⾃由膨胀后，其?U ≠0 （C ）⾮理想⽓体经⼀不可逆循环，其?U = 0 （D ）⾮理想⽓体⾃由膨胀，⽓体温度略有变化2. ⽔在 100℃、101325Pa 下沸腾时，下列各量何者增加？(A) 系统熵 (B) 汽化焓 (C) Gibbs 函数 (D) 蒸⽓压 3. 不挥发的溶质溶于溶剂中形成稀溶液之后，将会引起( )(A) 凝固点升⾼ (B) 沸点升⾼ (C) 蒸汽压升⾼ (D) 总是放出热量 4. 对于理想⽓体之间的任意⼀个化学反应，影响标准平衡常数K 的因素是( ) (A) 浓度 (B) 压⼒ (C) 温度 (D) 催化剂5. 固体Fe ，FeO ，Fe 3O 4与⽓体CO ，CO 2达到平衡时其组分数C 和⾃由度数F 分别为( )。

(A) C = 2, F = 0 (B) C = 1, F = 0 (C) C = 3, F = 1 (D) C = 4, F = 26.科尔劳施从实验中总结出电解质溶液的摩尔电导率与其浓度成线性关系m m ΛΛ∞=-，这⼀规律适⽤于( )(A) 弱电解质(B) 强电解质的稀溶液(C) ⽆限稀溶液(D) 浓度在⼀定范围的溶液7. 反应的标准平衡常数与温度T的关系为dln K /d T = ?r H m /RT2，则( )(A) K 必随温度升⾼⽽加⼤(B) K 必随温度升⾼⽽减⼩(C) K 必随温度升⾼⽽改变(D) 随温度升⾼，K 可增⼤、减少或不变8. ⼀定体积的⽔，当聚成⼀个⼤⽔球或分散成许多⽔滴时，在同温度下，两种状态相⽐，以下性质保持不变的有( )(A) 表⾯能(B) 表⾯张⼒(C) ⽐表⾯(D) 液⾯下的附加压⼒9．某零级反应A = B+ C开始时反应物浓度为0.2 mol·dm-3，其速率常数k为1.25×10?5 mol·dm-3·s-1，则其反应完成所耗时间t 为(A) 8000 s (B) 12000 s (C) 16000 s (D) 18000 s10．在⼀个绝热的刚性容器中发⽣⼀个化学反应，使系统的温度升⾼和压⼒增⼤，则有(A) Q>0，W<0，?U < 0 (B) Q=0，W=0，?U = 0(C) Q=0，W<0，?U < 0 (D) Q>0，W=0，?U > 0⼆、计算题(6题，共60分)1. 298 K，101.3 kPa下，Zn 和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进⾏，做出电功200 kJ，放热6 kJ，求该反应的Δr U，ΔrH，Δr S，Δr A，Δr G（设反应前后的体积变化可忽略不计）。

应用物理化学习题解答

《应用物理化学》习题及部分思考题解答刘志明孙清瑞吴也平编解黑龙江八一农垦大学齐齐哈尔大学河南科技大学2009年7月31日第一章热力学定律思考题1.设有一电炉丝浸入水槽中(见下图)，接上电源，通以电流一段时间。

分别按下列几种情况作为体系，试问ΔU 、Q、W为正、为负，还是为零？①以水和电阻丝为体系；②以水为体系；③以电阻丝为体系；④以电池为体系；⑤以电池、电阻丝为体系；⑥以电池、电阻丝和水为体系。

答：该题答案列表如下。

序号①②③④⑤⑥体系水和电阻丝水电阻丝电池电池、电阻丝电池、电阻丝、水环境电池电池、电阻丝水、电池水、电阻丝水－Q＝>0 <0 =0 <0 0W>0 =0 <0 >0 =0 0ΔU <0 <0 >0 <0 <0 02. 任一气体从同一始态出发分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀达到体积相同的终态，终态压力相同吗?答：不同。

膨胀到相同体积时，绝热可逆与绝热不可逆的终态温度和压力不同。

3. 熵是量度体系无序程度大小的物理量。

下列情况哪一种物质的摩尔熵值更大？(1)室温下纯铁与碳钢；(2)100℃的液态水与100℃的水蒸气；(3)同一温度下结晶完整的金属与有缺陷的金属；(4)1000℃的铁块与1600℃铁水。

答：温度相同的同一种物质，气、液、固态相比（例如水蒸气、液态水和冰相比），气态的微观状态数最大，固态的微观状态数最小，液态居中，因此，摩尔熵气态最大，液态次之，固态最小；同类物质，例如，氟、氯、溴、碘，分子量越大摩尔熵越大；分子结构越复杂熵越大；分子构象越丰富熵越大；同素异形体或同分异构体的摩尔熵也不相同。

（1）、（2）、（3）和（4）均是后者摩尔熵值大。

4. 小分子电解质的渗透压与非电解质的渗透压哪个大？为什么？电解质的稀溶液是否有依数性？其渗透压公式是怎样的？答：非电解质的渗透压大。

因为非电解质不能电离，通过半透膜的几率就小，这样就造成膜两侧的浓差增大，使渗透压增大。

天津大学第五版-刘俊吉-物理化学课后习题答案(全)

V
RT
8.314
273.15
1-4一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g。充以4℃水之后，
1
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V
125.0000 25.000
100.0000
3
氮气，二者均克视为理想气体。
N2
H
3dm
3
3
1dm
2
p
T
p
T
（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）隔板抽去前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？
（3）隔板抽去后，混合气体中H2及N2的分压力之比以及它们的
分体积各为若干？
解：（1）抽隔板前两侧压力均为p，温度均为T。
nC2H3Cl/ nC2H40.89 / 0.02
（2）
联立式（1）与式（2）求解得
pC2H3Cl96 .49kPa ; pC2H42.168 kPa
1-10室温下一高压釜内有常压的空气。为进行实验时确保安全，
采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下向釜内通氮直到4倍于空气
的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。这种步骤共重复三
m
yAMA
yBMB
0.3897
46.867 g
1
n
0.008315
mol
（1）
30.0694 yA
58.123yB
yAyB
1
（2）
联立方程（1）与（2）求解得yB0.599, yB
0.401

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。

物理化学习题详细答案

葛华才等编《物理化学》（多媒体版）教材的计算题解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 moly(N2)= n(N2)/{ n(N2)+ n(O2)}= 0.04034/(0.04034+0.06051)=0.4y(O2)=1- y(N2)=1-0.4=0.6分压p(N2)= y(N2) p总= 0.4×62.5 kPa= 25 kPap(O2)= y(O2) p总= 0.6×62.5 kPa= 37.5 kPa分体积V(N2)= y(N2) V总= 0.4×4 dm3 = 1.6 dm3V(O2)= y(O2) V总= 0.6×4 dm3 = 2.4 dm33. 在25℃，101325Pa下，采用排水集气法收集氧气，得到1dm3气体。

物理化学习题与答案全解

热力学第一定律练习题一、判断题：1．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。

当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。

4．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。

5．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。

7．因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。

8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。

10．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。

若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。

12．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P,m d T。

13．因焓是温度、压力的函数，即H= f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T= 0，d p= 0，故可得ΔH = 0。

16．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。

18．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。

20．气体经绝热自由膨胀后，因Q= 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。

28．对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，W R = ΔU = n C V,mΔT，W Ir = ΔU = n C V,mΔT，所以W R = W Ir。

1．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH = 0。

4．错，理想气体的U = f(T)，U与T不是独立变量。

5．错，绝热压缩温度升高；理想气体恒温可逆膨胀，吸热。

7．错，Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。

8．错，(1)未说明该过程的W'是否为零；(2)若W' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变。

10．错，这不是理想气体的单纯pVT 变化。

12．错，在升温过程中有相变化。

13．错，H= f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。

物理化学练习题十一(最新整理)

三、判断题
1．体系在一个循环过程中，与环境交换的热和功之和等于零；
（）
2．常温常压下电解水是一个自发过程。
（）
3．理想气体的热容与分子构型有关，而与温度无关。
（）
4．根据热力学第三定律描述，任何物质在绝对零度时的绝对熵值等于零。（）
5．在理想稀溶液中，溶剂遵从拉乌尔定律，溶质遵从亨利定律。
（）
B 自发过程中系统的熵总是增大的
C 不可逆过程中，系统的熵一定增大
D 系统的熵减小的过程是不能够自发进行的
10．假设 A、B 两组分混合可以形成理想液体混合物，则下列叙述中不正确的是：（）
A A、B 都遵守拉乌尔定律
B A、B 分子之间的作用力很微弱
C 液体混合物的蒸气压介于 A、B 的蒸气压之间
B 当达到相平衡时，物质Ｂ在两相中的浓度必定是相等的
C 当达到相平衡时，物质Ｂ在各相中的化学势必然相同
D 物质Ｂ的化学势是决定Ｂ物质迁移过程方向和限度的容量因素
14. 已知在通常温度下 NH4HCO3 (s)可以发生下列分解反应： NH4HCO3 (s)NH3(g)＋CO2 (g)＋H2O (g),
物理化学练习题十一
一、单选题
1．对于孤立体系中发生的实际过程，下列关系中不正确的是：
（）
A ΔU＝0
B W＝0
C Q＝0
D ΔS＝0
2．当以 5mol H2 气与 4mol Cl2 气混合，最后生成 2mol HCl 气。若反应式写成：
H2(g) + Cl2(g) ─→ 2HCl(g)
则反应进度ξ为：
五、相图分析题某盐和水组成的二组分固—液平衡体系相图如图所示。
据图回答下列问题：（1）分别写出 1、2、3 区域平衡共存的相及可能存在的自由度数。（2）作出物系点由 S 点降温到 P 点的步冷曲线。（画在右图上）（3）用杠杆规则计算 200Kg S 点组成的溶液，降温到 R 点时析出固体盐的质量。

物理化学习题解（8-11）

物理化学习题解（8-11）第⼋章化学动⼒学习题解1. N 2O 5的分解反应N 2O 5 2NO 2 +(1/2)O 2是⼀级反应，已知在某温度下的速率系数为4.8×10-4s -1。

(1) 求该反应的半衰期t 1/2。

(2) 若反应在密闭容器中进⾏，反应开始时容器中只充有N 2O 5，其压⼒为66.66kPa ，求反应开始后10s 和10min 时的压⼒。

解：（1）对于⼀级反应，半衰期为 12411ln20.6931444s 4.810st k --===? （2）设系统起始压⼒为p 0，任意时刻压⼒位p t 。

则()2522000 N O 2NO 1/2O 0 0 012() ()2x x x t p t t p p p p p →+==--0001532()()222t x x x x p p p p p p p p =-+-+=-由⼀级反应速率⽅程1lnak t a x=- 以p 0替代a ，p x 替代a-x1001ln k t x xp k t p p e p -=?=当t =10s 时414.810s 1066.66kPa 66.34kPa x p e ---??==05322t x p p p =- 2.566.66kPa 1.566.34kPa 67.14kPa =?-?=当t =10×60s=600s 时414.810s 60066.66kPa 49.98kPa x p e ---??==05322t x p p p =- 2.566.66kPa 1.549.98kPa 91.68kPa =?-?=2. 某⼀级反应A B 在温度T 下初速率为4×10-3mol ·dm -3·min -1，2⼩时后速率为1×10-3mol -1·min -1。

试求：(1)该反应的速率系数；(2)反应的半衰期；(3)反应物初浓度。

物理化学课后习题答案

第1章化学热力学基本定律1．1mol 双原子理想气体在300 K 、101 kPa 下，经恒外压恒温压缩至平衡态，并从此状态下恒容升温至370 K 、压强为1 010 kPa 。

求整个过程的U ∆、H ∆、W 及Q 。

（答案：△U = 1455 J ，△H = 2037 J ，W=17727 J ，Q = -16272 J ）解：第一步：恒外压恒温压缩至平衡态，U ∆=0，H ∆=0 V 1=8.314×300/101=24.695dm 3,此平衡态的体积就是末态的体积V 2， V 2=8.314×370/1010= 3.046dm 3 此平衡态的压强P’=8.314×300/(3.046×10-3)=818.84kPaW=-P’(V 2-V 1)=-818.92×103×(3.046-24.695)×10-3=17727 J=17.727 kJ -Q=W=17.727 kJ Q=-17.727 kJ 第一步：因恒容W=0U ∆=Q v =C v,m (T 2-T 1) =20.79×(370-300)=1455.3 J=1.455 kJH ∆=(20.79+R)×70=2037.3 J=2.037 kJ整个过程：W=17.727 kJ ；Q= -17.727+1.455= -16.27 kJ ；U ∆=1.455 kJ ；H ∆=2.037 kJ 。

2．设有0.1 kg N 2，温度为273.15 K ，压强为101325 Pa ，分别进行下列过程，求U ∆、H ∆、Q 及W 。

(1) 恒容加热至压强为151987.5 Pa ； (2) 恒压膨胀至原体积的2倍；(3) 恒温可逆膨胀至原体积的2倍； (4) 绝热可逆膨胀至原体积的2倍。

（答案： ①△U = Q V = 1.01×104 J ，△H = 1.42×104 J ，W = 0；②△H = Q P = 28.4 kJ ，△U = 20.20 kJ ，W= -8.11 kJ ； ③ Q = 5622 J ，W = -5622 J ，△H = △U = 0 J ；④ Q = 0，W = △U = -4911 J ，△H = - 6875 J ）解：将N 2 气视为双原子理想气体，则C p,m =29.10 J ·mol -1·K -1; C v,m =20.79 J ·mol -1·K -1 (1) W=0, 末态温度 T 2=1.5T 1=1.5×273.15 K∴U ∆=Q v =n C v (T 2-T 1) =(100/28)×20.79×(1.5×273.15-273.15)=1.01×104 JH ∆= n C p (T 2-T 1) =(100/28)×29.10×(1.5×273.15-273.15)=1.42×104 J(2) 末态温度 T 2=2T 1=2×273.15KH ∆=Q p = n Cp(T 2-T 1) =(100/28)×29.10×(2×273.15-273.15) =28388 J=28.4 kJU ∆=n C v (T 2-T 1) =(100/28)×20.79×273.15 = 20201 J=20.20 kJW= -P V ∆= -101325×(100/28)×8.314×273.15/101325= -8110J= -8.11kJ (3) 理想气体恒温，H ∆=U ∆=0,W= -Q= -(100/28)×8.314×273.15×ln2= -5622 J= -5.62 kJ (4) 运用理想气体绝热过程方程：4.0224.011V T V T =T 2=(1/2)0.4×T 1=(1/2)0.4×273.15 =207 K; Q=0W=U ∆= n C v,m T ∆= (100/28)×20.79×(207-273.15)= -4911 J= - 4.911 kJH ∆= (100/28)×29.10×(207-273.15)=-6875 J= -6.875 kJ3．在373.15 K 、101325 Pa 下，1 mol 水缓慢蒸发。

物理化学考试题库及答案(8)

物理化学考试题库及答案18、（11分）一般化学反应的活化能在40～400kJ mol-1范围内，多数在50～250 kJ mol-1之间(1)若活化能为100 kJ mol-1，试估算温度由300K上升10K、由400K上升10K时，速率常数k各增至多少倍。

设指前因子A相同。

(2)若活化能为150 kJ mol-1，作同样的计算。

(3)将计算结果加以对比，并说明原因。

（1）、K310K/ K300K =3.64；K410K/ K400K =2.08；（2）、K310K/ K300K =6.96；K410K/ K400K =3.00；（3）、lnk与T2成反比；活化能高的反应对温度更敏感一些共 4 页，第 4 页19、（10分）250C时有两种溶液(1)：a(Sn2+)=1.0, a(Pb2+)=1.0；(2)：a(Sn2+)=1.0， a(Pb2+)=0.1,当将金属Pb 放入溶液时，能否从溶液中置换出金属Sn。

已知φ0（Sn 2+| Sn）=-0.136V, φ0（Pb2+| Pb）=-0.126V。

△rGm>0，不可以；△rGm<0，可以。

20、（17分）固态氨的饱和蒸气压为：lnP=–3754/T + 27.92液态氨的饱和蒸气压为：lnP=–3063/T + 24.38其中P的单位是Pa，试求：（1）氨的三相点的温度和压强；（2）三相点时的升华热、蒸发热、熔化热是多少？物理化学试题及答案（1）、△subHm =31.2KJmol–1；△vapHm =25.47KJmol–1；△fusHm =5.75KJmol–1；（2）、P=5934Pa, T=195.2K。

21、（18分）电池Pt|H2(101.325kPa)|HCl(0.1molkg-1)|Hg2Cl2(s)|Hg)电动势E与温度T的关系为E/V=0.0694+1.881×10-3T/K-2.9×10-6 (T/K)2（1）写出电池反应（2）计算250C时该反应的△rHm、△rSm、△rGm,以及电池恒温可逆放电时该反应过程的Qr.m。

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》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。

物理化学课后习题答案解析

第一章1.5两个容积均为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 C，另一个球则维持 0 C，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，1.8 如图所示，一带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。

H2 3dm3 P(H2） T N2 1dm3 P(N2) T（1）保持容器内温度恒定,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）计算混合气体中H2和N2的分压力；（3）计算混合气体中H2和N2的分体积。

第二章2.2 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，101.325kpa下全部凝结成液态水，求过程的功。

假设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。

2.11 1mol某理想气体与27℃，101.325kpa的始态下，先受某恒定外压恒温压缩至平衡态，在恒容升温至97.0℃，250.00kpa。

求过程的W,Q, ΔU, ΔH。

已知气体的体积Cv,m=20.92J*mol-1 *K-1。

2.15 容积为0.1 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板，其两侧分别为0 C，4 mol 的Ar(g)及150 C，2 mol的Cu(s)。

现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的。

已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为及，且假设均不随温度而变。

解：图示如下假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计则该过程可看作恒容过程，因此假设气体可看作理想气体，，则2.25 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓ΔfusHm=6.012KJ*mol-1 *K-1。

已知在-10~0℃范围内过冷水（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=76.28J*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=37.20J*mol-1 *K-1。