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(完整版)物理化学作业答案
第二章 热力学第必定律2.11 1 mol 理想气体于 27°C ，101.325kPa 的始态下，先受某恒定外压温压缩至均衡态，再。
恒容 升温至 97.0 °C ，250.0 kPa ，求过程的 W ，Q ， U ， H, 已知气体的 C v,m mol -1 ? K -1。
=20.92Jn1moln 1moln 1mol T 1 300.15K dT 0T 2300.15KdV 0T 3370.15 K解：p 3250.00kPap 1 101.325kPap 2V 1V 2V 3 V 2因为 V 3p 2 p 3 p 3 T 2250.00 300.15V 2 ，有， p 2T 3370.15kPa 202.72kPaT 2 T 3W 2 0W 1p 2 (V 2 V 1 )nRT 1 p 2 nRT 1 nRT 1 ( p 21)p 1p 1 [1 8.314 300.15 (202.721)] J2.497kJ101.325所以 WW 1 W 2 2.497kJU nC V , m T3 T 1 [1 20.92 (370.15 300.15)J 1.464kJ H nC p ,mT3T 1 n(C V , m R) T 3 T 1[1 (20.92 8.314) (370.15 300.15)] J 2.046kJQUW (1.464 2.497kJ1.033kJ2.39 某双原子理想气体 1 mol 从始态 350K ， 200kPa 经过以下五个不一样过程达到各自的平衡态，求各过程的功 W1) 恒温可逆膨胀到 50kPa ；2) 恒温抗争 50kPa 恒外压不行逆膨胀； 3) 恒温向真空膨胀到 50kPa ； 4) 绝热可逆膨胀到 50kPa ；5)绝热抗争 50kPa 恒外压不行逆膨胀；解：（ 1） W nRT lnp 2(1 8.314 350 ln50)J4.034kJp 1 200Wp Vp(V 2 V 1 )p( nRTnRT )（ 2）p 2 p 11 8.314 350 1 8.314 350[ 50( 50200 )] j2.182kJ（ 3） p amb 0 ， Wp（ 4）对绝热可逆过程：C amb V 0p , m 3.5R ， C V ,m 2.5Rp 2 R / C p ,m T 1 [(50 R / 3.5R350] K 235.5KT T ())p 1200因为 Q=0，所以WU Q nC V ,m T 2 T 112.5 8.314 235 .5350 J2 .380 kJ（5）Q=0 ，所以而结合上述二式可得W U Q U nC V ,m T2T1 W p V p2( nRT2nRT1)p2p1( 1)5018.314 350K 1 2.58.314(T2350K ) 8.314T2200T2275K解出于是 W U nC V ,m T2T1 1 2.58.314235.5 350J1.559kJ第三章热力学第二定律3.1卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。
(完整版)物理化学试卷及答案,推荐文档
1）标出各区的相态；2）水平线 EF ， GDH 和垂线 CD 上体系的条件自由度是多少(列出计算过程)？ 3）在右图中画出 a，b，c 点冷却的步冷曲线。(本题共 12 分)
解：（1）
（6分）
1
2
3
4
5
6
l A+l C+l B+l A+C C+B
(2) EF 、 GDH 线： f * C 1 2 3 1 0 垂线 CD ： f * C 1 111 1
(2) 容器内原有 6.666 kPa 的 NH3(g)，问需加多大压力的 H2S，才能形成 NH4HS？
解：反应的化学计量式如下： NH4HS(s) NH3(g)+H2S(g)
由题给条件，25℃下， K $
p p NH3 H2S ( p$ )2
33.33 33.33 (101.325)2
0.1082
120℃范围内的平均比定压热容分别为 Cp (H2O, l) = 4.224 kJ·kg-1·K-1 及 Cp (H2O, g) = 2.033 kJ·kg-1·K-1。
今有 101.325 kPa 下 120℃的 1 kg 过热水变成同样温度、压力下的水蒸气。设计可逆途径，并按可逆途径分别求
过程的 ΔS 及 ΔG。
H H1 H2 H3 mCp (l)(T2 T1) mvap H mCp (g)(T1 T2 ) 1 4.224 (373.15 393.15) 1 2257.4 1 2.033 (393.15 373.15)
（6 分）
84.48 2257.4 40.66 2213.58kJ
物理化学（一） B 卷 第 1 页 （共 3 页）
3 。在一定压力下和 CuSO4 溶液及冰共存的含水盐有 1 种。 9. 在恒熵、恒容、不做非体积功的封闭系统中，当热力学函数 热力学能 到达最 小 值的状态为平衡状态。
物理化学完整版答案
物理化学完整版答案物理化学核心教程（第二版）参考答案第一章气体一、思考题1. 如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状？采用了什么原理？答：将打瘪的乒乓球浸泡在热水中，使球壁变软，球中空气受热膨胀，可使其恢复球状。
采用的是气体热胀冷缩的原理。
2. 在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。
试问，这两容器中气体的温度是否相等？答：不一定相等。
根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。
3. 两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气体分开。
当左球的温度为273 K，右球的温度为293 K时，汞滴处在中间达成平衡。
试问：（1）若将左球温度升高10 K，中间汞滴向哪边移动？（2）若两球温度同时都升高10 K, 中间汞滴向哪边移动？答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。
（2）两球温度同时都升高10 K，汞滴仍向右边移动。
因为左边起始温度低，升高10 K所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边比右边大。
4. 在大气压力下，将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中，达保温瓶容积的0.7左右，迅速盖上软木塞，防止保温瓶漏气，并迅速放开手。
请估计会发生什么现象？答：软木塞会崩出。
这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀，当与迅速蒸发的水汽的压力加在一起，大于外面压力时，就会使软木塞崩出。
如果软木塞盖得太紧，甚至会使保温瓶爆炸。
防止的方法是灌开水时不要太快，且要将保温瓶灌满。
5. 当某个纯物质的气、液两相处于平衡时，不断升高平衡温度，这时处于平衡状态的气-液两相的摩尔体积将如何变化？答：升高平衡温度，纯物的饱和蒸汽压也升高。
但由于液体的可压缩性较小，热膨胀仍占主要地位，所以液体的摩尔体积会随着温度的升高而升高。
而蒸汽易被压缩，当饱和蒸汽压变大时，气体的摩尔体积会变小。
随着平衡温度的不断升高，气体与液体的摩尔体积逐渐接近。
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。
物理化学(第一章)作业及答案
每次物理化学作业及答案§1.1 热力学基本概念第一周(1) 练习1“任何系统无体积变化的过程就一定不对环境作功。
”这话对吗?为什么?答：不对，应该是无体积变化的过程,系统就一定不对环境作体积功。
系统和环境之间交换能量的方式,除体积功外,还有非体积功,如电功,表面功等.2“凡是系统的温度下降就一定放热给环境，而温度不变时则系统既不吸热也不放热。
”这结论正确吗?举例说明之。
答:不正确。
系统的温度下降，内能降低,可以不放热给环境.例如: (13页例1-4) 绝热容器中的理想气体的膨胀过程,温度下降释放的能量,没有传给环境,而转换为对外做的体积功.而温度不变时则系统既不吸热也不放热。
不对, 等温等压相变过程，温度不变,但需要吸热(或放热), 如一个大气压下，373.15K 下，水变成同温同压的水蒸汽的汽化过程，温度不变，但需要吸热。
3在一绝热容器中盛有水，其中浸有电热丝，通电加热。
将不同对象看作系统，则上述加热过程的Q或W大于、小于还是等于零?⑴以电热丝为系统Q<0; W>0；⑵以水为系统; Q>0;W=0；⑶以容器内所有物质为系统Q=0; W>0；⑷将容器内物质以及电源和其它一切有影响的物质看作整个系统。
Q=0;W=0.4在等压的条件下，将1mol理想气体加热使其温度升高1K，试证明所作功的数值为R。
证明：∵等压过程则P1=P2=P e∴W=-p(V2-V1)=-p[ nR(T+1)/p- nRT/p]= -p×(nR/p)= -R51mol理想气体，初态体积为25dm3，温度为373.2K，试计算分别通过下列四个不同过程，等温膨胀到终态体积100dm3时，系统对环境作的体积功。
(1)向真空膨胀。
(2)可逆膨胀。
(3)先在外压等于体积50dm3时气体的平衡压力下，使气体膨胀到50dm3，然后再在外压等于体积为100dm3时气体的平衡压力下使气体膨胀到终态。
(4)在外压等于气体终态压力下进行膨胀。
物理化学作业及答案
物理化学班级：10冶金本姓名：一、填空1、物理量Q(热量)、T(热力学温度)、V(系统体积)、W(功)，其中属于状态函数的是__________，与过程有关的量是___________________。
（T 、V ， Q 、W ）2、在T(热力学温度)、V(系统体积)中，属于广度量的是_______，属于强度量的是_______。
（V ，T ）3、物质的体涨系数和压缩系数定义如下：P T V V )(1∂∂=α ；T PV V k )(1∂∂-= ，则理想气体的α=___，k =_____。
(T 1 ,P1) 4、系统在可逆过程中的熵增量等于 。
（热温商）5、在隔离系统中进行的可逆过程ΔS______，进行不可逆过程______。
(=0， >0)6、纯物质完美晶体在 时熵值为零。
（0K ）7、H 2和O 2以2 : 1的比例在绝热钢瓶中反应生成水，则∆U __0。
（=）8、熵是系统_________ 的量度。
（无序度）9、在隔离系统中，实际发生的过程的方向总是从_________到________。
(有序、无序)10、若反应开始时无产物存在，两反应物的初始摩尔比等于____________比，则平衡反应进度最大。
(化学计量系数)11、纯物质两相平衡的条件是____________________。
(),,,(),,,(****P T B G P T B G m mβα=) 12、对于二组分系统，最多相数为________，最大的自由度数为________。
(4, 3)13、理想气体经恒温可逆膨胀，其∆H ____ Q 。
（＜)14、理想气体经一次卡诺循环后回到原来的状态，则此过程∆H ___Q 。
（＜ ）15、二元稀溶液，溶剂A 的蒸汽压对Raoult 定律产生正偏差，则溶液凝固点的降低∣∆T f '∣ ___ ∣∆T f ∣ 。
∆T f 是按溶剂服从Raoult 定律的计算值。
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)。
物理化学第五版作业答案
= 100 J ⋅ K −1
3.15
5 mol 单原子理想气体从始态 300 K，50kPa，先绝热可逆压缩至 100 kPa，再恒
压冷却使体积缩小至 85 dm3，求整个过程的Q，W，△U，△H，△S。
4
解：过程示意如下：
5mol 单原子气体 5mol 单原子气体 5mol 单原子气体 绝热可逆压缩 恒压冷却热 V1 = ？ , T1 = 300 K , ⎯⎯ ⎯⎯ ⎯→ V 0 = ？, T0 , ⎯⎯ ⎯ ⎯→ V 2 = 85dm 3 , T2 , p 2 p1 = 50kPa p 0 = 100kPa
（-379.178）+（-285.83）-（-424.72）-（-238.66） ｝kJ·mol-1 =｛
= - 1.628 kJ·mol-1
3
3.6 不同的热机工作于T1=600K的高温热源及T2=300K的低温热源之间。求下列三种情
况下，当热机从高温热源吸热Q1=300kJ时，两热源的总熵变△S。 （1）可逆热机效率 η=0.5； （3）不可逆热机效率 η=0.4。 解： （1） η = Q1 − Q2 = 0.5 ， Q1
B
单原子理想气体 A 的物质的量：n（A）=（5-2）mol =3mol 单原子理想气体 A 的 CV ,m = 3 R ，双原子理想气体 B 的 CV ,m = 5 R 2 2 过程绝热，Q=0，则 △U=W
n( A)CV , m ( A)(T2 − T1 ) + n( B)CV , m ( B)(T2 − T1 ) = − p amb (V 2 − V1 )
T2 = p 2V 2 100000 × 0.085 ={ }K = 204.47 K nR 5 × 8.314
(完整word版)物理化学课后习题答案
四．概念题参考答案1．在温度、容积恒定的容器中,含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压和分体积分别是Ap 和A V 。
若在容器中再加入一定量的理想气体C,问A p 和A V 的变化为 ( ）（A) A p 和A V 都变大 （B) A p 和A V 都变小 （C) A p 不变,A V 变小 (D ） A p 变小，A V 不变答:(C)。
这种情况符合Dalton 分压定律,而不符合Amagat 分体积定律。
2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中,含有A 和B 两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p .试判断下列公式中哪个是正确的？( ）（A ） A A p V n RT = （B) B A B ()pV n n RT =+(C ） A A A p V n RT = （D ） B B B p V n RT =答：（A ）。
题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所以只有（A)的计算式是正确的.其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。
3． 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==⨯。
有一氢气钢瓶,在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ⨯，这时氢气的状态为 ( ）(A ） 液态 (B ） 气态 （C)气-液两相平衡 （D) 无法确定答：(B)。
仍处在气态。
因为温度和压力都高于临界值,所以是处在超临界区域,这时仍为气相,或称为超临界流体.在这样高的温度下，无论加多大压力，都不能使氢气液化。
4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为101.325 kPa 的纯水，不留一点空隙，这时水的饱和蒸汽压 （ ）（A)等于零 （B ）大于101.325 kPa（C ）小于101。
325 kPa （D ）等于101.325 kPa答:（D ）.饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关,只要温度定了,其饱和蒸气压就有定值,查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。
(完整版)物理化学作业答案
第二章 热力学第一定律2.11 1 mol 理想气体于27°C ，101.325kPa 的始态下，先受某恒定外压温压缩至平衡态，再恒容 升温至97.0°C ，250.0 kPa ，求过程的W ，Q ， U ， H,已知气体的C v,m =20.92J 。
mol -1•K -1。
解：111325.10115.3001V kPa p K T mol n ===−−→−=0dT 22215.3001V p K T moln ==−−→−=0dV 233300.25015.3701V V kPap K T moln ====因为23V V =，有3322T p T p=，kPa kPa T T p p 72.20215.37015.30000.2503232=⨯==02=WkJJ p pnRT p nRT p nRT V V p W 497.2)]1325.10172.202(15.300314.81[)1()(12111211221=-⨯⨯⨯=-=+-=--=所以 kJ W W W 497.221=+=()()()kJkJ W U Q kJ J T T R Cn T TnC H kJJ T T nC U mV mp m V 033.1497.2464.1(046.2)]15.30015.370()314.892.20(1[)(464.1)15.30015.370(92.201[13,13,13,-=-=-∆==-⨯+⨯=-+=-=∆=-⨯⨯=-=∆2.39 某双原子理想气体1 mol 从始态350K ，200kPa 经过如下五个不同过程达到各自的平衡态，求各过程的功W1) 恒温可逆膨胀到50kPa ；2) 恒温反抗50kPa 恒外压不可逆膨胀； 3) 恒温向真空膨胀到50kPa ； 4) 绝热可逆膨胀到50kPa ；5) 绝热反抗50kPa 恒外压不可逆膨胀； 解：（1）kJ J p p nRT W 034.4)20050ln 350314.81(ln12-=⨯⨯⨯== （2）kJj p nRTp nRT p V V p V p W 182.2)]200350314.8150350314.81(50[)()(1212-=⨯⨯-⨯⨯⨯=--=--=∆-=（3）0=amb p ，0=∆-=V p W amb（4）对绝热可逆过程：R C m p 5.3,=，R C m V 5.2,=()K K T p p T R R C R T m p 5.235]350)20050[()(5.3/1/12,=⨯=⨯= 因为Q=0，所以()()[]kJJ T T nC Q U W m V 380.23505.235314.85.21012,-=-⨯⨯⨯=--=-∆=（5）Q=0，所以 ()12,T T nC U Q U W m V -=∆=-∆=而 )(11222p nRT p nRT p V p W --=∆-= 联合上述二式可得)350(314.85.21350314.8120050314.8)1(22K T K T -⨯⨯=⨯⨯⨯+⨯- 解出 K T 2752=于是()()[]kJ J T T nC U W m V 559.13505.235314.85.2112,-=-⨯⨯⨯=-=∆= 第三章 热力学第二定律 3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。
物理化学第二版作业答案
物理化学第二版作业答案IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】物理化学作业题答案第六章 相平衡思考题5．在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度？答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。
所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。
习题解析3．3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g)，根据相律解释下述实验事实。
(1) 在一定压力的2CO (g)中，将3CaCO (s)加热，实验证明在加热过程中，在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。
(2) 在3CaCO (s)的分解过程中，若保持2CO (g)的压力恒定，实验证明达分解平衡时，温度有定值。
解：(1) 该系统中有两个物种，2CO (g)和3CaCO (s)，所以物种数2S =。
在没有发生反应时，组分数2C =。
现在是一个固相和一个气相两相共存，2P =。
当2CO (g)的压力有定值时，根据相律，条件自由度*12121f C P =+-=+-=。
这个自由度就是温度，即在一定的温度范围内，可维持两相平衡共存不变，所以3CaCO (s)不会分解。
（2）该系统有三个物种，2CO (g)，3CaCO (s)和CaO(s)，所以物种数3S =。
有一个化学平衡，1R =。
没有浓度限制条件，因为产物不在同一个相，故2C =。
现在有三相共存（两个固相和一个气相），3P =。
若保持2CO (g)的压力恒定，条件自由度*12130f C P =+-=+-=。
也就是说，在保持2CO (g)的压力恒定时，温度不能发生变化，即3CaCO (s)的分解温度有定值。
5．结霜后的早晨冷而干燥，在-5℃，当大气中的水蒸气分压降至 Pa 时，霜会升华变为水蒸气吗若要使霜不升华，空气中水蒸气的分压要有多大？已知水的三相点的温度和压力分别为 K 和611 Pa ，水的摩尔气化焓1vap m 45.05 kJ mol H -∆=⋅，冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -∆=⋅。
(完整版)物理化学习题答案
《物理化学》作业习题物理化学教研组解2009，7第一章 热力学第一定律与热化学1. 一隔板将一刚性决热容器分为左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。
现将隔板抽去左、右气体的压力达到平衡。
若以全部气体作为体系，则ΔU 、Q 、W 为正为负或为零解：0===∆W Q U2. 试证明1mol 理想气体在衡压下升温1K 时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R 。
证明：R T nR V V p W =∆=-=)(123. 已知冰和水的密度分别为：×103kg ·m -3，现有1mol 的水发生如下变化： (1) 在100o C ，下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体； (2) 在0 o C 、下变为冰。
试求上述过程体系所作的体积功。
解：(1) )(m 1096.11092.010183633--⨯⨯⨯＝＝冰V )(m 1096.1100.110183633--⨯⨯⨯＝＝水V )(10101.3373314.81)(3J nRT V V p W e ⨯=⨯⨯===冰水－ (2) )(16.0)108.11096.1(101325)(55J V V p W e =⨯-⨯⨯=-=--水冰4. 若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。
(1)Q 、W 、Q －W 、ΔU 是否已经完全确定。
(2)若在绝热条件下，使体系从某一始态变化到某一终态，则(1)中的各量是否已完全确定为什么解：(1) Q －W 与ΔU 完全确定。
(2) Q 、W 、Q －W 及ΔU 均确定。
5. 1mol 理想气体从100o C 、0.025m 3 经过下述四个过程变为100o C 、0.1m 3： (1) 恒温可逆膨胀； (2) 向真空膨胀；(3)恒外压为终态压力下膨胀；(4)恒温下先以恒外压等于气体体积为0.05m 3时的压力膨胀至0.05 m 3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1m 3。
求诸过程体系所做的体积功。
物理化学习题详细答案
葛华才等编.《物理化学》（多媒体版）配套部分章节的计算题解.高等教育出版社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 mol葛华才编.《物理化学》（多媒体版）配套部分章节的计算题解.高等教育出版社－3 y (N 2)= n (N 2)/{ n (N 2)+ n (O 2)}= 0.04034/(0.04034+0.06051)=0.4y (O 2)=1- y (N 2)=1-0.4=0.6分压p (N 2)= y (N 2) p 总 = 0.4×62.5 kPa= 25 kPap (O 2)= y (O 2) p 总 = 0.6×62.5 kPa= 37.5 kPa分体积 V (N 2)= y (N 2) V 总 = 0.4×4 dm 3 = 1.6 dm 3V (O 2)= y (O 2) V 总 = 0.6×4 dm 3 = 2.4 dm 33. 在 25℃，101325Pa 下，采用排水集气法收集氧气，得到 1dm 3 气体。
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（2）25 ØC时
因此，
7.14250C时，电池Zn|ZnCl2(0.555mol kg-1)|AgCl(s)|Ag的电动势E=1.015V。已知，Eθ（Zn2+|Zn）=--0.7620V，Eθ（Cl-1|AgCl|Ag）=0.2222V，电池电动势的温度系数 。。
1)写出电池反应；
即
（2）计算100°C时反应的 ，需要知道反应的 。
由题给条件，25°C时
，所以 与温度无关，根据范特霍夫方程的积分式
代入数据，得
第六章相平衡
6.1指出下列平衡系统中的组分数C，相数P及自由度F。
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；
1)恒温可逆膨胀到50kPa；
2)恒温反抗50kPa恒外压不可逆膨胀；
3)恒温向真空膨胀到50kPa；
4)绝热可逆膨胀到50kPa；
5)绝热反抗50kPa恒外压不可逆膨胀；
解：（1）
（2）
（3） ，
（4）对绝热可逆过程： ，
因为Q=0，所以
（5）Q=0，所以
而
联合上述二式可得
解出
于是
第三章热力学第二定律
可知，
另由k的单位可知反应级数n=1
则由一级反应的速率：
得 时，分解率
（2）当T=303.15K， 时，由一级反应速率方程知：
进一步由 得，
所以
即保存温度不能超过13.31
解：为了防止毛细管内方液面上升，需抵抗掉附加压力 的作用，故需施加的压力的大小等于附加压力。
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物理化学习题作业答案第一章热力学第一定律一、问答题1. 被划定的研究对象称为系统，不属于系统但与系统密切相关的部分称为环境。
2. 状态函数是描述平衡系统宏观性质的物理量。
3. 在环境压力恒定下，系统始、终态压力相同且等于环境压力的过程。
4. 系统中物质的所有能量的总和。
5. 第一类永动机是不可能造成的。
6. 因系统的体积变化而引起的系统与环境之间交换的功。
7. 可逆过程有三个特点：(1) 系统从始态到终态，过程是以无限接近平衡状态下进行的；(2) 在可逆过程中，系统做最大功，环境做最小功；(3) 沿与过程原来途径相反方向进行，可使系统和环境完全恢复原来状态。
8. 可以忽略分子间的作用力和分子本身体积的气体。
9. 在标准压力和指定温度下，由最稳定的单质生成一摩尔物质的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓。
10.不能。
该情况相当于一个绝热系统中作电功，电机发热只能使室温升高。
二、判断题（正确打√，错误打×）1. √2. √3. √4. ×5. ×6. ×7. ×8. √9. √10. √三、选择题（选1个答案）1. A2. D3. B4. D5. A6. C7. A8. D9. C 10. A四、填空题1. 封闭2. 封闭系统中不做非体积功的等压过程3. 等于4. 等于5. 大于6. 在标准压力和指定温度下，一摩尔物质完全燃烧的焓变7. 小于8. 小于9. 强度性质10.小于五、计算题1. -8.314J2. （1）Q=0，W=0，△U=0，△H=0（2）Q=2430J，W=-2430J，△U=0，△H=0（3）Q=1548J，W=-1548J，△U=0，△H=03.Q=40.7kJ，W=-3.10kJ，△U=37.6kJ，△H=40.7kJ4. 65.7kJ5. 260.7 kJ·mol-1第二章热力学第二定律一、问答题1.第二类永动机是不可能造成的。
2.由理想气体的等温可逆膨胀→绝热可逆膨胀→等温可逆压缩→绝热可逆压缩所组成的循环过程。
3.熵是系统混乱度的量度.4.在孤立系统中的任何过程，或封闭系统中的绝热过程:△S＞0 表示自发过程△S=0 表示可逆过程△S＜0 表示不可能发生的过程5.在封闭系统中的等温等压非体积功为零的过程:△G＜0 表示自发过程△G=0 表示可逆过程△G＞0 表示不可能发生的过程6.在封闭系统中的等温等容非体积功为零的过程:△F＜0 表示自发过程△F=0 表示可逆过程△F＞0 表示不可能发生的过程7.不矛盾。
热力学第二定律指出：“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化”，而空调在制冷时，环境作了电功，同时得到了热，所以环境发生了变化。
8.一般情况下，固体溶解是熵增加过程，而气体溶解是熵减小过程。
根据△G=△H-T△S提高温度对固体溶解有利，而对气体溶解不利。
9.在绝对零度，任何纯物质完整晶体的熵等于零。
10.根据热力学第三定律得到的一摩尔物质在标准压力、指定温度时的熵。
二、判断题（正确打√，错误打×）1. ×2. √3. ×4. ×5. √6. ×7. ×8. ×9. ×10. √三、选择题（选1个答案）1. C2. D3. A4. A5. A6. C7. C8. B9. A 10. B四、填空题1.过程的不可逆性2.过程的方向和限度3.大于4.小于5.绝热可逆压缩6.等温过程7.封闭系统中的等温等压不做非体积功过程8.等于9.小于10.封闭系统中的等温等容不做非体积功过程五、计算题1.Q=33.35kJ，W=-3.186kJ，△H=33.35kJ，△G=02. -173.8 J·K-13. （1）△S恒温槽=-11.31 J·K-1，（2）△S空气=13.94 J·K-1，（3）不可逆4. 2.87 kJ·mol-1，石墨更稳定5. 130.43 kJ·mol-1第三章化学平衡一、问答题1.在标准压力下，由最稳定单质生成1mol 化合物的标准吉布斯能变化，称为该化合物的标准生成吉布斯能。
2.化学反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 是吸热反应，提高反应温度可以增大平衡常数利于反应正向进行。
3.乙苯脱氢生成苯乙烯是吸热反应，提高反应温度有利；该反应也是增加体积的反应，减小压力有利。
通入过热水蒸气既可以提供热量，维持较高的反应温度，同时还由于水蒸气不参加反应，起稀释作用，与减小压力的效果相同。
二、判断题（正确打√，错误打×）1. ×2. √3. ×4. ×5. √6. ×7. ×8. ×三、选择题（选1个答案）1. B2. D3. B4. A5. B6. C四、填空题1. (K1ө／K2ө)22. 0.024093. 向左4. 向右5. 向右6. -15.92五、计算题1. 1.644×10-42. 130.18 kJ·mol-13. 2.157×10 494. 27.18 (298.2K)，0.01516 (500K)5. 5.521×10-3 ，能自动分解第四章相平衡一、问答题1. 要在平面上绘制相图，变量数不能大于2，即自由度不能大于2。
根据相律：f=K -Φ+n，当相数Φ最小时，自由度f最大。
将K=2和最小的Φ（Φ=1）代入相律，得f=2-1+n≤2 n≤1因此，对于二组分系统相图，必须保持温度或压力恒定。
2. 气-液平衡时两相组成相同的混合物。
3. 两个平衡共存的液相，互称为共轭溶液。
4. 两种液体能够以任何比例完全互溶的最低温度。
5. 两者并不矛盾。
因为沸点是指液体的饱和蒸气压等于外压时对应的温度。
在相同温度下，不同液体的饱和蒸气压一般不同，饱和蒸气压高的液体，其饱和蒸气压等于外压时，所需的温度较低，故沸点较低；克劳修斯—克拉珀龙方程是用于计算同一液体在不同温度下的饱和蒸气压的，温度越高，液体越易蒸发，故饱和蒸气压越大.二、判断题（正确打√，错误打×）1. √2. √3. √4. √5. √6. ×7. ×8. √9. ×10. ×三、选择题（选1个答案）1. B2. C3. B4. A5. D6. D7. A8. D四、填空题1.) 22.) 23.) 1 4) 4 5.)0 6).07.在相图中，代表系统总组成的点8.在相图中，代表各相组成的点9.纯 B10.固体混合物在某个比例时的熔点最低，该熔点五、计算题1. 144.1℃2.p=1454Pa，△H=49.55 kJ·mol-13.n s=6mol，n l=4mol4. (1)A区（上面）：液相B区（中左）：液相+固相邻硝基氯苯C区（中右）：液相+固相对硝基氯苯D区（下面）：固相邻硝基氯苯+固相对硝基氯苯（2）W l=75.34(g)W s=24.66g第五章电化学一、问答题1.相距1m、截面积为1m2的两平行电极间放置1m3电解质溶液时所具有的电导。
2.相距1m的两平行电极间放置1mol电解质溶液时所具有的电导。
3.电池中进行的化学反应、能量转换和其它过程均可逆的电池。
4.在标准状态下，标准氢电极作为负极，给定电极作为正极所组成的电池的电动势称为该电极的标准电极电势二、判断题（正确打√，错误打×）1. √2. √3. ×4. ×5. √6. ×7. √三、选择题（选1个答案）1. D2. B3. D4. D5. C6. A7. C 8 D四、填空题1. 0.01646S·m2·mol-12.Cl- (a1) + Ag+ (a2) = AgCl (s)3.HgO (s) + H2O + 2e- = Hg(l) + 2OH- (a)4.H2 (p1) = 2H+ (m) + 2e-5.标准氢电极6.封闭系统中的等温等压、非体积功只做电功的可逆过程θθ7. ϕ3 =2ϕ+ ϕ8.正五、计算题1. 22.96 m-1, 0.06105 S·m-1, 0.02442 S·m2·mol-12. 1.87×10-103. 1.40×10-5 mol·kg−14. (1) 正极MnO4- +8H++5e → Mn2+ + 4H2O负极2Cl - -2e → Cl2电池反应2MnO4- +16H+ +10 Cl -→ 2Mn2+ + 5Cl2+8H2O（2）Eө=0.149V（3）E=0.0543V5. △r G m=__45.45KJ.mol_，Kө= 9.154×107第六章化学动力学一、问答题1.可以。
计量方程式仅仅表示所有反应物和产物之间量的比例关系，在计量方程式中乘上一个常数不会改变原有的比例关系。
2.不可以。
机理方程式表示相应的基元反应是如何发生的。
在方程式中乘上一个常数，虽然不改变消耗的各种反应物粒子和生成的各种产物粒子之间的比例关系，但却改变了方程式所表示的机理。
而且，反应物和产物的粒子数只能是正整数，分数是没有意义的，机理方程式中的系数不可能是分数。
3.不可能。
合成氨反应的化学方程式为3H2 + N2 →2NH3方程式中反应物的系数之和等于4，四分子反应迄今还没有发现过。
4.速率常数的单位与反应级数有关。
对于n级反应，其单位是：时间-1•浓度1-n。
5.反应级数反映反应物和产物的浓度对反应速率的影响程度，与计量方程式的写法无关。
计量方程式乘上一个常数后，反应级数不变。
6.有些反应实际上不是真正的一级反应，但由于其它反应物的浓度在反应过程中保持不变或变化很小，这些反应物的浓度项就可以并入速率常数中，使得反应速率只与某反应物的一次方成正比，其速率方程的形式与一级反应相同，这样的反应称为准一级反应。
7.根据波兹曼能量分布定律，温度升高，高能量分子所占的比例增大，即活化分子增多，反应速率加快。
8.在热化学反应中，活化分子是根据玻尔兹曼能量分布反应物分子中能量大于阈能的部分。
温度升高，活化分子所占的比例明显增大，速率常数增大。
而在光化反应中，活化分子主要来源于反应物分子吸收光子所形成，活化分子数与温度关系不大，因此，速率常数也与温度关系不大。
9.催化反应一定是复杂反应。
在催化反应中，由于催化剂在反应前后的数量和化学性质都没有改变，催化剂至少参加了两步反应：一步是作为反应物，一步是作为产物。
10.由于合成氨反应是放热反应，降低反应温度有利于提高合成氨反应的平衡转化率, 但实际生产中，不仅要考虑平衡转化率，还要考虑反应速率，升高温度对提高反应速率有利。