物理化学部分答案
物理化学部分复习题参考答案
1. 在恒压下，某理想气体的体积随温度的变化率=∂∂P TV)(；而在恒容条件下，某范德华气体的压力随温度的变化率=∂∂V Tp)(()b V R m - 。
（2分）2. 实际气体在节流膨胀过程中（pV 之积变大），则其Q ＝ 0，ΔH ＝ 0，ΔU < 0，ΔS > 0。
（从“>、<、＝或无法确定” 中选一填入）。
（2分）。
3. 1 mol N 2(g)(设为理想气体)在300 K 恒温下从2 dm 3可逆膨胀到40 dm 3，则其体积功W r = 20ln RT -。
4. 一带活塞的气缸中，放有1 mol 温度为300K 、压力为 100 kPa 的理想气体。
在绝热情况下于活塞上突然施加200 kPa 的压力，达平衡后，此过程的∆S > 0；如果始态相同，在保持温度不变条件下于活塞上突然施加200 kPa 的压力，达平衡后，此过程的∆S < 0。
（从“>0、<0、=0或无法确定”中选一填入）5. 根据热力学基本方程，可写出=∂∂V T A )(S -； =∂∂T p S )( pT V ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-。
6. 在一定温度下，p B * > p A *，由纯液态物质A 和B 形成理想液态混合物，当气-液两相达到平衡时，气相组成y B 总是 > 液相组成x B （从“>、<、= 或无法确定”中选一填入）。
7． 液体B 和液体C 可形成理想液态混合物。
在常压及298 K 下，向总量n = 10 mol ，组成为x C = 0.4的B 、C 液态混合物中加入14 mol 的纯液体C ，形成新的混合物，则混合过程的∆mix G = － 16.77 kJ ；∆mix S = 56.25 J K -1 。
8．在一个抽空的容器中放入过量的NH 4I(s)和NH 4Cl(s)并发生下列反应：)()()(34g HI g NH s I NH += )()()(34g HCl g NH s Cl NH +=此平衡系统的相数P = 3 ；组分数C = 2 ；自由度数F = 1 。
物理化学答案
例1-1 在25℃ 时，2mol 气体的体积为153dm ，在等温下此气体：（1）反抗外压为105 P a ，膨胀到体积为50dm 3；（2）可逆膨胀到体积为50dm 3。
试计算各膨胀过程的功。
解（1）等温反抗恒外压的不可逆膨胀过程{}53e 21()1010(5015)J 3500J W p V V -=--=-⨯⨯-=-(2)等温可逆膨胀过程{}2121d ln28.314298.2ln(5015)J 5970J V V V W p V nRT V =-=-=-⨯⨯=-⎰例1-2 在等温100℃时，1mol 理想气体分别经历下列四个过程，从始态体积V 1=25dm 3变化到体积V 2=100dm 3：（1）向真空膨胀；（2）在外压恒定为气体终态压力下膨胀至终态；（3）先在外压恒定的气体体积50dm 3时的气体平衡压力下膨胀至中间态，然后再在外压恒定的气体体积等于100dm 3时的气体平衡压力下膨胀至终态；（4）等温可逆膨胀。
试计算上述各过程的功。
解 (1) 向真空膨胀 p e =0 ，所以 10W =(2) 在外压恒定为气体终态压力下膨胀至终态18.314(100273.15)kPa 31.02kPa 100nRT p V ⨯⨯+⎧⎫===⎨⎬⎩⎭e {}2e 21()31.02(10025)J 2327J W p V V =--=-⨯-=-(3) 分二步膨胀第一步对抗外压p ′18.314373.15kPa 62.05kPa 50nRT V ⨯⨯⎧⎫===⎨⎬⎩⎭{}62.05(5025)J 1551J W p V '=-∆=-⨯-=-第二步对抗外压 p 〞={}"31.02(10050)J 1551J W p V ''=-∆=-⨯-=-所做的总功 33102J W W W '''=+=- (4) 恒温可逆膨胀{}241ln18.314373.15ln(10025)J 4301J V W nRT V =-=-⨯⨯⨯=-例1-3 10mol 理想气体从压力为2×106P a 、体积为1 dm 3 等容降温使压力降到2×105 P a ，再在等压膨胀到10 dm 3，求整个过程的 W 、Q 、Δ U 和ΔH 。
(完整版)物理化学课后答案
第一章气体的pVT 关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1TT p V p V V T V V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯==每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H Cn/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时1-3 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：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ 1-4 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33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm Vl O H ==-=ρ n=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
1099--物理化学--答案
单项选择题1、唐南平衡产生的本质原因是.大离子不能透过半透膜且因静电作用使小离子在膜两边浓度不同.溶剂分子比大离子小得多，能很快在膜两边均匀分布.小离子浓度大，影响大离子通过半透膜.溶液粘度大，大离子迁移速度快2、在实际中，为了研究方便，常将分散体系统按粒子大小分类，胶体粒子的大小范围是.直径为100~10000nm.直径＞10000nm.直径＞100nm.直径为1~100nm3、当在溶胶中加入大分子化合物时.对溶胶的稳定性没有影响.一定使溶胶更容易为电解质所聚沉.对溶胶稳定性影响视其加入量而定.一定使溶胶更加稳定--学习资料分享----4、下列电解质对某溶胶的聚沉值分别为c（NaNO3）=300，c（Na2SO4）=295，c（MgCl2）=25，c（AlC 确定该溶液中粒子带电情况为.不能确定.带负电.不带电.带正电5、由大量KBr和AgNO3溶液混合可制得溶胶，以下说法正确的是. E. 胶粒带正电.反离子是NO3-.它是负溶胶.定位离子是Ag+6、唐南平衡可以基本上消除，其主要方法是.在无大分子的溶液一侧，加入过量中性盐.降低大离子浓度.升高温度，降低粘度--学习资料分享----.降低小离子浓度7、电动现象产生的基本原因是.电解质离子的作用.外电场或外压力的作用.固体粒子或多孔固体表面与液相界面间存在扩散双电层结构.分散相粒子或多孔固体的比表面能高8、某一过程?G=0，应满足的条件是（）.任意的可逆过程.定温定压且只做体积中的过程.定温定容且只做体积功的可逆过程.定温定压且只做体积功的可逆过程9、江、河水中含的泥沙悬浮物在出海口附近都会沉淀下来，原因有多种，其中与胶体化学有关的是.溶胶互沉作用.电解质聚沉作用.破乳作用.盐析作用--学习资料分享------学习资料分享----10、溶胶一般都有明显的丁达尔效应，这种现象产生的原因是. 分散相粒子对光强烈吸收 . 分散相粒子对光强烈反射 . 分散相粒子对光产生散射 .分散相粒子对光产生折射11、悬浮于液体介质中的固体微粒在外界作用下急速与介质分离时，在液体表面层和底层之间产生电势差的现. 电泳. 沉降电势 . 电渗.流动电势12、水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下列叙述不正确的是. 管内水面高于水平面 . 管内水面为凹球面. 管内水面低于水平面 .管内汞面为凹球面.管内汞面与汞平面一致13、某一物质X 在三相点时的温度是20℃，压力是2P。
物理化学习题及答案
第一章热力学第一定律选择题1．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答案：D2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B2．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（）(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律(C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。
因焓是状态函数。
3．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答案：D。
因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。
4．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数（）(A) 理想溶液(B) 稀溶液(C) 所有气体(D) 理想气体答案：D5．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（）(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。
按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。
6．dU=CvdT及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是（）(A) 等容过程 (B)无化学反应和相变的等容过程 (C) 组成不变的均相系统的等容过程(D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D7．下列过程中, 系统内能变化不为零的是（）(A) 不可逆循环过程 (B) 可逆循环过程 (C) 两种理想气体的混合过程 (D) 纯液体的真空蒸发过程答案：D。
物理化学作业答案
物理化学作业答案第一章热力学第一定律一、判断题（正确打√，错误打×）1. 由于p和V都是状态函数，则pV也是状态函数。
（√ ）2. 状态函数改变后，状态一定改变。
（√ ）3. 孤立系统内发生的一切变化过程，其 U Δ必定为零。
（√ ）4. 温度越高，Q值越大。
（×）5. 等压过程是指系统在变化过程中系统的压力等于环境的压力。
（×）6. 不做非体积功是指系统的始态和终态的体积相同。
（×）7. 在标准状态下，最稳定单质的焓值等于零。
（×）8. O2 （g）的标准摩尔燃烧焓等于零。
（√ ）9. H2O（l）的标准摩尔燃烧焓等于零。
（√ ）10. H2和O2在绝热钢瓶中发生反应的U △ 等于零。
（√）二、选择题（选1个答案）1. 是状态函数。
（ A ）A．G B．△U C．W D．Q2. 不是状态函数。
（ D ）A．H B．U C．S D．△G3. 具有广度性质。
（ B ）A．T B、U C．P D．ρ（密度）4. 具有强度性质。
（ D ）A．S B．V C．G D．η（粘度）5. 的标准摩尔生成焓等于零。
（ A ）A．C（石墨） B．C（金刚石） C．CO2 D．CO6．的标准摩尔燃烧焓等于零。
（ C ）A．C（石墨） B．C（金刚石） C．CO2 D．CO7. 理想气体在外压为 101.325kPa 下的等温膨胀，该过程的。
（ A ）A．Q>0 B．Q<0 C．△U>0 D．△U<08. 101.325kPa和 273.15K的水等温等压变为冰，该过程的。
（ D ）A．Q>0 B．△U=0 C．△H>0 D．△H<09. 下列叙述中不属于状态函数特征的是。
（ C ）A．系统变化时，状态函数的改变值只由系统的始、终态决定。
B．系统状态确定后，状态函数的值也确定。
C．状态函数均有加和性。
D．经循环过程，状态函数的值不变。
第三章物理化学习题答案
1、1mol 理想气体从300K ，100kPa 下等压加热到600K ，求此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。
已知此理想气体300K 时的S m =150.0J·K -1·mol -1，C p ,m =30.0J·K -1·mol -1。
解：等压，W ＝－p (V 2-V 1) = nR (T 1-T 2) =1×8.314×(300-600) = -2494.2J△U = nC V ,m (T 2-T 1) =1×(30.00-8.314)×(600-300) = 6506J△H = nC p ,m (T 2-T 1) =1×30.00×(600-300)= 9000JQ p = △H = 9000J△S = nC p ,m ln(T 2/T 1) =1×30.00×ln(600/300) = 20.79J·K -1·mol -1由 S m (600K)=S m (300K)+ △S =(150.0+20.79) =170.79J·K -1·mol -1△(TS) =n (T 2S m.2－T 1S m.1) =1×(600×170.79－300×150.0)＝57474J △G =△H －△(TS) ＝9000－57474=－48474J2、1mol 理想气体始态为27℃、1MPa ，令其反抗恒定的外压0.2MPa 膨胀到体积为原来的5倍，压力与外压相同。
试计算此过程的Q 、W 、ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔA 、ΔG 。
已知理想气体的恒容摩尔热容为12.471 J·mol -1·K -1解：根据理想气体状态方程 112212p V p V T T = 得 12300.15T T K ==此过程为等温过程 0U H ∆=∆=21()e W p V V =-- 111111()(5)0.80.85p V V pV nRT =--=-=-()0.818.314300.15=-⨯⨯⨯ 1996J =-由热力学第一定律1996Q U W J =∆-= 21ln()S nR V V ∆= 18.314ln(51)=⨯⨯ 113.38J K -=⋅G H T S ∆=∆-∆ 0300.1513.38=-⨯4016J =-3、在298.15K 时，将1mol O 2从101.325kPa 等温可逆压缩到6.0×101.325kPa ，求Q ， W ， ∆U ，∆H ，∆A ，∆S 体系，∆S 隔离。
物理化学习题及答案
物理化学习题及答案第一章热力学第一定律选择题1．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答案：D2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上 (B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量(D) 在封闭系统中发生的过程中, 如果内能不变, 则功和热对系统的影响必互相抵消答案：B2．关于焓的性质, 下列说法中正确的是(A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律(C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关答案：D。
因焓是状态函数。
3．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答案：D。
因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。
4．下列哪个封闭体系的内能和焓仅是温度的函数(A) 理想溶液 (B) 稀溶液 (C) 所有气体 (D) 理想气体答案：D5．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是(A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量(D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值答案：A。
按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。
6．dU=CvdT及dUm=Cv,mdT适用的条件完整地说应当是 (A) 等容过程(B)无化学反应和相变的等容过程(C) 组成不变的均相系统的等容过程(D) 无化学反应和相变且不做非体积功的任何等容过程及无反应和相变而且系统内能只与温度有关的非等容过程答案：D7．下列过程中, 系统内能变化不为零的是(A) 不可逆循环过程(B) 可逆循环过程 (C) 两种理想气体的混合过程(D) 纯液体的真空蒸发过程答案：D。
关于物理化学习题及答案
第一章热力学第一定律选择题1．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答案：D2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量2(C) D。
因焓3(D) (pV) 45(A)(D)6．(D)7(A)答案：D W＝0，故由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得ΔU＝Q，蒸发过程需吸热Q＞0，故ΔU＞0。
8．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答案：A9．盖斯定律包含了两个重要问题, 即（）(A) 热力学第一定律和热力学第三定律 (B) 热力学第一定律及热的基本性质(C) 热力学第三定律及热的基本性质 (D) 热力学第一定律及状态函数的基本特征答案：D10．当某化学反应ΔrCp,m ＜0,则该过程的()r m H T ∆$随温度升高而（ ）(A) 下降 (B) 升高 (C) 不变 (D) 无规律 答案：A 。
根据Kirchhoff 公式,()/r m r p m d H T dT C ∆=∆$可以看出。
11．在下面涉及盖斯定律的表述中, 不正确的是（ ）(A) 对在等温等压且不做非体积功的条件下, 发生的各个化学反应过程和相变过程, 可使用盖斯定律(B) 对在等温等容且不做功的条件下, 发生的各个化学反应过程, 可使用盖斯定律(C) 同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时, 只要无溶解等现象, 相态不同也可加减(D) 利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应,设想一些中间步骤, 无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以12答案：C ＝Q ，说13(A) 答案：C （D ）等B14(A)15(A) ∑＋∑Wi ，16．与物质的燃烧热有关的下列表述中不正确的是(A) 可燃性物质的燃烧热都不为零 (B) 物质的燃烧热都可测定，所以物质的标准摩尔燃烧焓不是相对值(C) 同一可燃性物质处于不同状态时,其燃烧热不同 (D) 同一可燃性物质处于不同温度下,其燃烧热之值不同答案：B 。
物理化学课后解答
思考题解答1. 判断下列说法是否正确，为什么？(1) 在一给定的系统中，独立组分数是一个确定的数。
(2) 单组分系统的物种数一定等于1。
(3) 相律适用于任何相平衡系统。
(4) 在相平衡系统中，如果每一相中的物种数不相等，则相律不成立。
解答：(1) 对。
(2) 错。
组份数等于1。
(3) 错。
在有电场、重力场、磁场或渗透质存在时，不适用，必须加以修正。
(4) 错。
由相律得出的结论与每一相中的物种数无关。
2. 指出下列平衡系统中的组分数，相数，及自由度数。
(1) I2(S)与其蒸气成平衡；(2) CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡；(3) NH4HS(s)放入一抽空的容器中，并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡；(4) 取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡；(5) I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。
解答：(1) C = 1；Φ= 2；f = 1 – 2 + 2 = 1(2) C = 2；(∵S = 3；R = 1，∴C = 3－1 = 2)；Φ= 3；f = 2 – 3 + 2 = 1(3) C = S－R－R' = 3－1－1=1(浓度限制条件，产物NH3(g):H2S(g) = 1:1)；Φ= 2；f = 1(4) C = 3－1 = 2；Φ= 2；f = 2(5) C = 3；Φ= 2；f = C－Φ+ 1=3 – 2 + 1 = 2(凝聚相可以不考虑压力的影响)3. 证明：(1) 在一定温度下，某浓度的NaCl水溶液只有一个确定的蒸气压；(2) 在一定温度下，草酸钙分解为碳酸钙和一氧化碳时只能有一个确定的CO压力。
解答：(1) Φ= 2，浓度一定，C = 1，温度一定，则f = 1 – 2 + 1 = 0。
(2) Φ= 3，C = 2，当T一定时，f = 2 – 3 + 1 = 0。
4. Na2CO3与水可形成三种水合物Na2CO3·H2O(s)，Na2CO3·7H2O(s)和Na2CO3·10H2O(s)。
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)。
(完整版)物理化学课后答案-热力学第一定律
欢迎共阅第二章热力学第一定律【复习题】【1】判断下列说法是否正确。
（1）状态给定后，状态函数就有一定的值，反之亦然。
（2）状态函数改变后，状态一定改变。
（3）状态改变后，状态函数一定都改变。
（4）因为△ U=Q v, △H =Q p，所以Q v，Q p是特定条件下的状态函数。
（5）恒温过程一定是可逆过程。
（6）汽缸内有一定量的理想气体，反抗一定外压做绝热膨胀，则△H= Q p=0。
（7）根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个系统若要对外做功，必须从外界吸收热量。
（8）系统从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，若△T=0 ，则Q=0 ，无热量交换。
（9）在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则△H = Q p = 0。
（10）理想气体绝热变化过程中，W=△U，即W R=△U=C V△T，W IR=△U=C V△T，所以W R=W IR 。
（11）有一个封闭系统，当始态和终态确定后；（a）若经历一个绝热过程，则功有定值；（b）若经历一个等容过程，则Q 有定值（设不做非膨胀力）；（c）若经历一个等温过程，则热力学能有定值；（d）若经历一个多方过程，则热和功的代数和有定值。
（12）某一化学反应在烧杯中进行，放热Q1，焓变为△ H 1，若安排成可逆电池，使终态和终态都相同，这时放热Q2，焓变为△ H2，则△ H1=△H 2。
【答】（1）正确，因为状态函数是体系的单质函数，体系确定后，体系的一系列状态函数就确定。
相反如果体系的一系列状态函数确定后，体系的状态也就被惟一确定。
（2）正确，根据状态函数的单值性，当体系的某一状态函数改变了，则状态函数必定发生改变。
（3）不正确，因为状态改变后，有些状态函数不一定改变，例如理想气体的等温变化，内能就不变。
（4）不正确，ΔH＝Qp，只说明Qp 等于状态函数H 的变化值ΔH，仅是数值上相等，并不意味着Qp 具有状态函数的性质。
ΔH＝Qp 只能说在恒压而不做非体积功的特定条件下，Qp 的数值等于体系状态函数H 的改变，而不能认为Qp 也是状态函数。
物理化学课后下册部分习题答案
第十一章化学动力学1. 反应为一级气相反应，320 oC时。
问在320 oC加热90 min的分解分数为若干解：根据一级反应速率方程的积分式答：的分解分数为%2. 某一级反应的半衰期为10 min。
求1h后剩余A的分数。
解：同上题，答：还剩余A %。
3．某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。
问反应掉50%需多少时间解：根据一级反应速率方程的积分式答：反应掉50%需时min。
4．25 oC时，酸催化蔗糖转化反应的动力学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为mol·dm-3,时刻t的浓度为c）0306090130180使用作图法证明此反应为一级反应。
求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化95%需时若干解：数据标为0306090130180利用Powell-plot method判断该反应为一级反应，拟合公式蔗糖转化95%需时5. N -氯代乙酰苯胺异构化为乙酰对氯苯胺为一级反应。
反应进程由加KI溶液，并用标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。
KI只与A反应。
数据如下：0123468计算速率常数，以表示之。
解：反应方程如下根据反应式，N -氯代乙酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的二分之一，0123468作图。
6．对于一级反应，使证明转化率达到%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。
对于二级反应又应为多少解：转化率定义为，对于一级反应，对于二级反应，7．偶氮甲烷分解反应为一级反应。
287 oC时，一密闭容器中初始压力为kPa，1000 s后总压为kPa，求。
解：设在t时刻的分压为p，1000 s后，对密闭容器中的气相反应，可以用分压表示组成：8．硝基乙酸在酸性溶液中的分解反应为一级反应。
25 oC，kPa下，于不同时间测定放出的CO2(g)的体积如下反应不是从开始的。
求速率常数。
解：设放出的CO2(g)可看作理想气体，硝基乙酸的初始量由时放出的CO2(g)算出：在时刻t, 硝基乙酸的量为，列表1作图，由于反应不是从开始，用公式拟合得到。
物理化学课后习题与答案
逆过程。设气体的
Cv,m
＝
3 2
R
。试计算各个状态的压力
p
并填下表。
V/dm3•mol-1
44.8 C B
22.4 A
273
546
T/K
1
步骤
A B C
过程的名称
等容可逆 等温可逆 等压可逆
Q/J W/J △U/J
8. 一摩尔单原子理想气体，始态为 2×101.325kPa、11.2dm3，经 pT = 常数的可逆过程(即过
(1) 298K 时的“平衡常数”； (2) 正、逆反应的活化能； (3) 反应热；
(4) 若反应开始时只有 A，pA，0=105Pa，求总压达 1.5×105Pa 时所需时间（可忽略逆反应）。
8．有一反应，其速率正比于反应物浓度和一催化剂浓度。因催化剂浓度在反应过程中不变， 故表现为一级反应。某温度下，当催化剂浓度为 0.01 mol·dm-3 时，其速率常数为 5.8×10-6 s-1。 试问其真正的二级反应速率常数是多少？如果催化剂浓度为 0. 10 mol·dm-3，表现为一级反应
4. 固体 CO2 的饱和蒸汽压在 -103℃ 时等于 10.226kPa，在 -78.5℃ 时等于 101.325 kPa，求： （1）CO2 的升华热；（2）在 -90℃ 时 CO2 的饱和蒸汽压。
5. 设你体重为 50kg，穿一双冰鞋立于冰上，冰鞋面积为 2cm3，问温度需低于摄氏零下几 度，才使冰不熔化？已知冰的 ΔfusHm = 333.4kJ·kg-1，水的密度为 1000 kg·m3，冰的密度为 900kg·m3。
(2) 1mol 水在 100℃恒 温下于真 空容器中 全部蒸发 为蒸气， 而且蒸气 的压力恰 好为
物理化学习题及答案
第一章热力学第一定律选择题1．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答案：D2．关于热和功, 下面的说法中, 不正确的是(A) 功和热只出现于系统状态变化的过程中, 只存在于系统和环境间的界面上(B) 只有在封闭系统发生的过程中, 功和热才有明确的意义(C) 功和热不是能量, 而是能量传递的两种形式, 可称之为被交换的能量2(C) D。
因焓3(A)(D) (pV) 45(A)(D)6．(D)7(A)答案：D。
W＝0，故由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得ΔU＝Q，蒸发过程需吸热Q＞0，故ΔU＞0。
8．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答案：A9．盖斯定律包含了两个重要问题, 即（）(A) 热力学第一定律和热力学第三定律(B) 热力学第一定律及热的基本性质(C) 热力学第三定律及热的基本性质(D) 热力学第一定律及状态函数的基本特征答案：D10．当某化学反应ΔrCp,m ＜0,则该过程的()r mH T ∆$随温度升高而（ ） (A) 下降 (B) 升高 (C) 不变 (D) 无规律 答案：A 。
根据Kirchhoff 公式,()/r m r p m d H T dT C ∆=∆$可以看出。
11．在下面涉及盖斯定律的表述中, 不正确的是（ ）(A) 对在等温等压且不做非体积功的条件下, 发生的各个化学反应过程和相变过程, 可使用盖斯定律(B) 对在等温等容且不做功的条件下, 发生的各个化学反应过程, 可使用盖斯定律(C) 同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时, 只要无溶解等现象, 相态不同也可加减(D) 利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应,设想一些中间步骤, 无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以12答案：C U ＝Q ，13(A) 答案：C （D ）等B 的热与从14(A)15(A) ∑＋∑Wi ，16．与物质的燃烧热有关的下列表述中不正确的是(A) 可燃性物质的燃烧热都不为零 (B) 物质的燃烧热都可测定，所以物质的标准摩尔燃烧焓不是相对值(C) 同一可燃性物质处于不同状态时,其燃烧热不同 (D) 同一可燃性物质处于不同温度下,其燃烧热之值不同答案：B 。
《工科大学化学》物理化学部分课后习题参考答案（可编辑）
《工科大学化学》物理化学部分课后习题参考答案第 1 章化学热力学基本定律与函数第第第 1 1 1 章章章化学热力学基本定律与函数化学热力学基本定律与函数化学热力学基本定律与函数习题?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QU WH恒容升温至 370 K、压强为 1 010 kPa。
求整个过程的、、及。
(答案:△U 1455 J,△H 2037 J,W17727 J,Q -16272 J)UH解: 第一步:恒外压恒温压缩至平衡态, 0, 03 3V 8.314×300/101×10 24.695dm ,13 3此平衡态的体积就是末态的体积 V , V 8.314×370/1010×10 3.046dm2 2-3此平衡态的压强 P’8.314×300/3.046×10 818.84kPa3 -3W-P’V -V -818.92×10 ×3.046-24.695×10 17727 J17.727 kJ2 1-QW17.727 kJ Q-17.727 kJ第一步: 因恒容 W0UQ C T -T 20.79×370-3001455.3 J1.455 kJv v,m 2 1H20.79+R×702037.3 J2.037 kJ整个过程:W17.727 kJ;Q -17.727+1.455 -16.27 kJ;UH1.455 kJ ;2.037 kJ。
UH2.设有 0.1 kg N ,温度为 273.15 K,压强为 101325 Pa,分别进行下列过程,求、、2QW及。
?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。
?4 4(答案: ①△U Q 1.01×10 J,△H 1.42×10 J,W 0;V②△H QP 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 气视为双原子理想气体,则2-1 -1C 29.10 J?mol ?K ;p,m-1 -1C 20.79 J?mol ?Kv,m1 W0, 末态温度 T 1.5T 1.5×273.15 K2 14U∴ Qvn CvT2-T1 100/28×20.79×1.5×273.15-273.151.01×10 J4Hn C T -T 100/28×29.10×1.5×273.15-273.151.42×10 Jp 2 12 末态温度 T 2T 2×273.15K2 1HQ n CpT -T 100/28×29.10×2×273.15-273.15 28388 J28.4 kJp 2 1Un CvT2-T1 100/28×20.79×273.15 20201 J20.20 kJVW -P -101325×100/28×8.314×273.15/101325 -8110J -8.11kJUH3 理想气体恒温, 0,W -Q -100/28×8.314×273.15×ln2 -5622 J -5.62 kJ0.4 0.4T V T V1 12 24 运用理想气体绝热过程方程:0.4 0.4T 1/2 ×T 1/2 ×273.15 207 K2 1Q0UTW n Cv,m 100/28×20.79×207-273.15 -4911 J - 4.911 kJH 100/28×29.10×207-273.15-6875 J -6.875 kJ-13.在 373.15 K、101325 Pa 下,1 mol 水缓慢蒸发。
(完整版)物理化学答案
V = ½(V1+V2) = 11RT/22 ，
ΔS1 = Rln(V/V1) = Rln(11/2)
ΔS2 = Rln(V/V2) = Rln(11/20) ， ΔS = ΔS1+ΔS2 = Rln(121/40) > 0 。
二、单选题答案：
1. D； B； 7. B； 12.D； 13.C； 18.C； 19.D； 25.C； 30.B； 31.D； 36.C； 37.A；
5. B；
6.
9. D；
10.B；
11.A；
15.B；
16.A；
17.B；
21.B；
22.A；
23.C；
hing at a time and All things in their being are good for somethin
25.B； 30.B。
26.C；
27.D；
28.B；
29.D；
(4) ΔU =
0；
(5) ΔG = 0；
(6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG 都为 0。
25．ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG > 0，ΔH > 0，ΔA < 0，ΔG 无法确定 ；
27．W、Q、ΔU、ΔH = 0，ΔS > 0。V1 = RT/10 ，V2 = RT
3．一体系由A态到B态，沿途径Ⅰ放热 100J，对体系作功 50J。问(1)由A态沿途径Ⅱ到B 态体系作功 80J，其Q值为多少？(2) 如体系由B态沿途径Ⅲ回到A态得50J功，体系吸热环 是放热？Q为多少？ 答：(1) ΔUA→B＝－100＋50＝－50J Q＝ΔUA→B－W＝－50－(－80)＝30J
hing at a time and All things in their being are good for somethin
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3. 理想气体绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式V W C T =∆计算，那两种过程的功是否一样? 答：不一样。
过程不同，终态不相同，即ΔT 不一样，因此绝热可逆和绝热不可逆两过程所做功不一样。
6. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：（1）氢气在氧气中燃烧；（2）爆鸣反应；（3）氢氧热爆炸；（4）氢氧燃料电池。
在所有反应中，保持反应始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?
答：应该相同。
因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。
这就是：异途同归，值变相等。
7. 理想气体向真空绝热膨胀后，他的温度将（ ）。
（A ）升高 （B ）降低 （C ）不变 （D ）不一定
答：（C ）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变。
9. 公式∆H = Q p 适用于哪个过程（ ）。
（A ）理想气体绝热等外压膨胀 （B ）H 2O （s ）273K 101.3kPa 垐垐垐垎噲垐垐垐，H 2O （g ）
（C ）Cu 2+（aq ）+2e - → Cu （s ） （D ）理想气体等温可逆膨胀
答：（B ）式适用于不作非膨胀功的等压过程。
1. （1）一系统的热力学能增加了100kJ ，从环境吸收了40kJ 的热，计算系统与环境的功的交换量；
（2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20kJ 的功，同时吸收了20kJ 的热，计算系统热力学能的变化值。
解：根据热力学第一定律：ΔU = W ＋ Q ，即有：
（1）W =ΔU －Q = 100 – 40 = 60kJ
（2）ΔU = W ＋ Q = -20 ＋ 20 = 0
2. 在300 K 时，有 10 mol 理想气体，始态压力为 1000 kPa 。
计算在等温下，下列三个过程做膨胀功：
（1）在100 kPa 压力下体积胀大1 dm 3 ；
（2）在100 kPa 压力下，气体膨胀到压力也等于100 kPa ；
（3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。
解：根据理想气体状态方程p V= nRT ，即有：
V
nRT p = （1）∵ W = -p e ΔV = -p e (V 2－V 1)
∴ W = -100×103×1×10-3 = -100J
（2）∵ W = -p e ΔV = -p e (V 2－V 1) = - 2p (2p nRT －1p nRT ) = - ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-121p p nRT ∴ W = -10×8.314×300×（1-
1000100）= -22.45 kJ （3）∵ W = -dV p ⎰ =-21V V nRT dV V
⎰= -12ln V V nRT = -21ln p p nRT ∴ W = - 10×8.314×300×1001000ln
= -57.43 kJ 3. 在373 K 恒温条件下，计算1 mol 理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。
已知始、终态体积分别为25 dm 3和100 dm 3 。
（1）向真空膨胀；
（2）等温可逆膨胀；
（3）在外压恒定为气体终态压力下膨胀；
（4）先外压恒定为体积等于50 dm 3 时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50 dm 3以后，再在外压等于100 dm 3 时气体的平衡压力下膨胀。
试比较四个过程的功，这说明了什么问题？
解：（1）向真空膨胀，外压为零，所以
20W =
（2）等温可逆膨胀
1111225ln 1 mol 8.314 J mol K 373 K ln 4299 J 100
V W nRT V --==⨯⋅⋅⨯⨯=- （3）恒外压膨胀
3e 21221212
()()()nRT W p V V p V V V V V =--=--=-- 11331 mol 8.314 J mol K 373 K (0.10.025)m 2326 J 0.1 m
--⨯⋅⋅⨯=-⨯-=- （4）分两步恒外压膨胀
4e,121e,232213223
()()()()nRT nRT W p V V p V V V V V V V V =----=---- 12232550(11)(2)50100V V nRT nRT nRT V V =-+-=+-=-。