18秋 0129《物理化学》习题答案
《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。
《物理化学》课后习题第一章答案
习题解答第一章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 QU ∆ W(1) )(11,初末T T C m V - )(11,初末T T C m V -0 (2)（3） )(33,初末T T C m p - )(33,初末T T C m v - )(33初末V V p -则对整个过程:K 15.29831＝末初T T = K 15.37331==初末T T Q ＝)(11,初末－T T nC m v +0+)(33,初末－T T nC m p＝）初末33(T T nR -＝[1×8.314×(-75)]J ＝-623.55JU ∆＝)(11,初末－T T nC m v +0+)(33,初末－T T nC m v ＝0W ＝-)(33初末V V p -＝-）初末33(T T nR - ＝-[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10dm 3，再恒容升温至610K ； (2) 绝热自由膨胀到6.56dm 3，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1V ＝11/p nRT ＝(0.1×8.314×400/101325)dm 3＝32.8dm 3 W ＝恒容恒温W W +＝0ln12+V V nRT＝(0.1×8.314×400×8.3210ln +0)J ＝370.7JU ∆＝)(12,T T nC m V -＝[)400610(314.8231.0-⨯⨯⨯]J ＝261.9J Q ＝U ∆+W ＝632.6J H ∆＝)(12,T T nC m p -＝[)400610(314.8251.0-⨯⨯⨯]＝436.4J (2) Q ＝恒压绝热Q Q +＝0+)(12,T T nC m p -＝463.4J U ∆＝恒压绝热U U ∆+∆＝0+)(12,T T nC m V -＝261.9J H ∆＝恒压绝热H H ∆+∆＝0+绝热Q ＝463.4J W ＝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H U 和是状态函数，其值只与体系的始终态有关，与变化途径无关。
《物理化学》课后习题第一章答案
习题解答第一章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 QU ∆ W(1) )(11,初末T T C m V - )(11,初末T T C m V -0 (2)（3） )(33,初末T T C m p - )(33,初末T T C m v - )(33初末V V p -则对整个过程:K 15.29831＝末初T T = K 15.37331==初末T T Q ＝)(11,初末－T T nC m v +0+)(33,初末－T T nC m p＝）初末33(T T nR -＝[1×8.314×(-75)]J ＝-623.55JU ∆＝)(11,初末－T T nC m v +0+)(33,初末－T T nC m v ＝0W ＝-)(33初末V V p -＝-）初末33(T T nR - ＝-[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10dm 3，再恒容升温至610K ； (2) 绝热自由膨胀到6.56dm 3，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1V ＝11/p nRT ＝(0.1×8.314×400/)dm 3＝32.8dm 3 W ＝恒容恒温W W +＝0ln12+V V nRT＝(0.1×8.314×400×8.3210ln +0)J ＝370.7JU ∆＝)(12,T T nC m V -＝[)400610(314.8231.0-⨯⨯⨯]J ＝261.9J Q ＝U ∆+W ＝632.6J H ∆＝)(12,T T nC m p -＝[)400610(314.8251.0-⨯⨯⨯]＝436.4J (2) Q ＝恒压绝热Q Q +＝0+)(12,T T nC m p -＝463.4J U ∆＝恒压绝热U U ∆+∆＝0+)(12,T T nC m V -＝261.9J H ∆＝恒压绝热H H ∆+∆＝0+绝热Q ＝463.4J W ＝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H U 和是状态函数，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。
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
《物理化学》习题答案一、单选题1.在绝热条件下，用大于气筒内的压力迅速推动活塞压缩筒内的气体，此过程的熵变（C ）A.等于零B.小于零C.大于零D.不能确定2.任何一个化学变化，下列因素中哪个能影响平衡常数的数值（B ）A.催化剂B.温度C.反应物的浓度D.反应产物的浓度3.水的三相点的温度为（B ）A.273.15KB.273.16KC.298.15KD.373.15K4.用1法拉第的电量可以从CuSO 4溶液中沉淀出铜的质量为（C ）A.64gB.48gC.32gD.16g5.一级反应的半衰期与反应物的初始浓度（A ）A.无关B.呈正比C.呈反比D.平方根呈正比6.零级反应的半衰期公式是（D ） A.1/2ln 2t k = B.1/201t kc = C.21/2032t kc = D.01/22c t k= 7.下列化合物中，哪一个的无限稀释摩尔电导率不能作图求得（A ）A.CH 3COOHB.CH 3COONaC.NaClD.HCl8.凸面液体的饱和蒸汽压p r 与平面液体的饱和蒸汽压p 0相比较（C ）A.p r =p 0B.p r ＜p 0C.p r ＞p 0D.难以确定9.由纯物质形成理想液体混合物，则有（B ）A.△mix S ＝0B.△mix H ＝0C.△mix G ＝0D.△mix V ＞010.液体在毛细管中上升还是下降，主要与下列哪个因素有关（C ）A.表面张力B.附加压力C.液体是否润湿毛细管D.毛细管半径11.恒压下，无相变的单组份封闭体系的焓值随温度的升高而（A）A增加B减少C不变D不一定12.绝热可逆过程体系的熵变（C）A大于零B小于零C等于零D不确定13.1mol某液体在其沸点时蒸发为气体，下列哪个量增加（D）A蒸汽压B蒸发热C吉布斯自由能D热力学能14.在某温度下，反应N 2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的,14pK ，在此温度下氨的合成反应1 2N2(g)+32H2(g)=NH3(g)的,2pK为（B）A4B2C0.5D0.2515.水的三相点的温度为（B）A273.15KB273.16KC298.15KD373.15K16在无限稀释的KCl溶液中，Cl-离子的迁移数为0.505，则该溶液中K+离子的迁移数为（B）A35.5B0.495C0.505D23.517.一级反应的半衰期与反应物的初始浓度（A）A无关B呈正比C呈反比D平方根呈正比18.某一反应在一定条件下的转化率为33.5%，当加入催化剂后，其转化率（C）A＞33.5%B＜33.5%C=33.5%D难以确定19.液体在毛细管中上升的高度反比于（C）A热力学温度B表面张力C毛细管半径D大气压力20.CaCO3(s)部分分解为CaO(s)和CO2(g)，则该体系的独立组分数和自由度分别为（C）A K=1，f=1B K=2，f=2C K=2，f=1D K=1，f=221.在绝热条件下，用大于气筒内的压力迅速推动活塞压缩筒内的气体，此过程的熵变（C）A.等于零B.小于零C.大于零D.不能确定22.任何一个化学变化，下列因素中哪个能影响平衡常数的数值（B）A.催化剂B.温度C.反应物的浓度D.反应产物的浓度23.水的三相点的温度为（B ）A.273.15KB.273.16KC.298.15KD.373.15K24.用1法拉第的电量可以从CuSO 4溶液中沉淀出铜的质量为（C ）A.64gB.48gC.32gD.16g25.一级反应的半衰期与反应物的初始浓度（A ）A.无关B.呈正比C.呈反比D.平方根呈正比26.零级反应的半衰期公式是（D ） A.1/2ln 2t k = B.1/201t kc = C.21/2032t kc = D.01/22c t k= 27.下列化合物中，哪一个的无限稀释摩尔电导率不能用λ作图外推至c =0求得（A ）A.CH 3COOHB.CH 3COONaC.NaClD.HCl28.凸面液体的饱和蒸汽压p r 与平面液体的饱和蒸汽压p 0相比较（C ）A.p r =p 0B.p r ＜p 0C.p r ＞p 0D.难以确定29.由纯物质形成理想液体混合物，则有（B ）A.△mix S ＝0B.△mix H ＝0C.△mix G ＝0D.△mix V ＞030.液体在毛细管中上升还是下降，主要与下列哪个因素有关（C ）A.表面张力B.附加压力C.液体是否润湿毛细管D.毛细管半径31.恒压下，无相变的单组份封闭体系的焓值随温度的升高而（A ）A 增加B 减少C 不变D 不一定32.绝热可逆过程体系的熵变（C ）A 大于零B 小于零C 等于零D 不确定33.1mol 某液体在其沸点时蒸发为气体，下列哪个量增加（D ）A 蒸汽压B 蒸发热C 吉布斯自由能D 热力学能34.在某温度下，反应N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g)的,14p K =，在此温度下氨的合成反应12N 2(g)+32H 2(g)=NH 3(g)的,2p K 为（B ） A4B2C0.5D0.2535.水的三相点的温度为（B ）A273.15KB273.16KC298.15KD373.15K36.恒压下，无相变的单组份封闭体系的焓值随温度的升高而（ A ）。
(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。
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。
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《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。
物理化学课后习题答案
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1.5 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，1.9 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）隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？（3）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？解：（1）等温混合后即在上述条件下混合，系统的压力认为。
（2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？（3）根据分体积的定义对于分压1.11 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：向釜内通氮气直到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。
重复三次。
求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。
解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压p，混合气体的摩尔分数不变。
设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为，充氮气后，系统中氧的摩尔分数为，则，。
重复上面的过程，第n次充氮气后，系统的摩尔分数为，因此。
1.13 今有0 °C，40.530 kPa的N2气体，分别用理想气体状态方程及van der Waals方程计算其摩尔体积。
实验值为。
解：用理想气体状态方程计算用van der Waals计算，查表得知，对于N2气（附录七），用MatLab fzero函数求得该方程的解为也可以用直接迭代法，，取初值，迭代十次结果1.16 25 °C时饱和了水蒸气的湿乙炔气体（即该混合气体中水蒸气分压力为同温度下水的饱和蒸气压）总压力为138.7 kPa，于恒定总压下冷却到10 °C，使部分水蒸气凝结为水。
《物理化学》课后习题第一章答案
《物理化学》课后习题第⼀章答案习题解答第⼀章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 QU ?W(1) )(11,初末T T C m V - )(11,初末T T C m V -0 (2)0 0（3） )(33,初末T T C m p - )(33,初末T T C m v - )(33初末V V p -则对整个过程:K 15.29831＝末初T T = K 15.37331==初末T TQ ＝)(11,初末－T T nC m v +0+)(33,初末－T T nCmp＝）初末33(T T nR -＝[1×8.314×(-75)]J ＝-623.55JU ?＝)(11,初末－T T nC m v +0+)(33,初末－T T nC m v ＝0 W ＝-)(33初末V V p -＝-）初末33(T T nR -＝-[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10dm 3，再恒容升温⾄610K ； (2) 绝热⾃由膨胀到6.56dm 3，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1V ＝11/p nRT ＝(0.1×8.314×400/101325)dm 3＝32.8dm 3 W ＝恒容恒温W W +＝0ln12+V V nRT＝(0.1×8.314×400×8.3210ln +0)J＝370.7JU ?＝)(12,T T nC m V -＝[)400610(314.8231.0-]J ＝261.9JQ ＝U ?+W ＝632.6J H ?＝)(12,T T nCmp -＝[)400610(314.8251.0-]＝436.4J(2) Q ＝恒压绝热Q Q +＝0+)(12,T T nCmp -＝463.4JU ?＝恒压绝热U U ?+?＝0+)(12,T T nC m V -＝261.9J H ?＝恒压绝热H H ?+?＝0+绝热Q ＝463.4J W ＝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H U 和是状态函数，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 。
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1、下列关于电解质溶液的电导率的概念,说法正确的就是1m3导体的电导含1mol电解质溶液的电导两个相距为1m的平行电极间导体的电导面积各为1m2且相距1m的两平行电极间导体的电导2、关于电极电势,下列说法中正确的就是电极电势就是指电极与溶液之间的界面电位差,它可由实验测出还原电极电势越高,该电极氧化态物质得到电子的能力越强电极电势只与电极材料有关,与温度无关电极电势就就是标准电极电势3、在T、p时,理想气体反应C H(g)＝H(g)+C H(g)的K/K为/RTRT1/RTRT4、某绝热体系在接受了环境所做的功之后,其温度一定不变不一定改变一定降低一定升高5、主要决定于溶解在溶液中粒子的数目,而不决定于这些粒子的性质的特性叫一般特性各向同性特征依数性特征等电子特性6、已知某对行反应的反应焓为-150kJ·mol-1,则该正反应的活化能为低于150kJ•mol-1高于150kJ•mol-1等于150kJ•mol-1无法确定7、对亲水性固体表面,其相应接触角θ就是θ<90°θ>90°θ=180°θ可为任意角8、关于电极电势,下列说法中正确的就是还原电极电势越高,该电极氧化态物质得到电子的能力越强电极电势就是指电极与溶液之间的界面电位差,它可由实验测出电极电势只与电极材料有关,与温度无关电极电势就就是标准电极电势9、下列说法中不正确的就是:任何液面都存在表面张力平面液体没有附加压力弯曲液面的表面张力方向指向曲率中心弯曲液面的附加压力指向曲率中心10、在25℃时,电池Pb(Hg)(a1)|Pb(NO3)2(aq)|Pb(Hg)(a2)中a1>a2,则其电动势E<0>0=0无法比较11、对恒沸混合物的描述,下列各种叙述中哪一种就是不正确的？不具有确定的组成平衡时,气相与液相的组成相同其沸点随外压的改变而改变与化合物一样,具有确定的组成12、AgCl 在以下溶液中(a) 0、1mol·dm-3 NaNO3 (b) 0、1mol·dm NaCl (c) H O(d) 0、1mol·dm Ca(NO) (e) 0、1mol·dm NaBr溶解度递增次序为(a) < (b) < (c) < (d) < (e)(b) < (c) < (a) < (d) < (e)(c) < (a) < (b) < (e) < (d)(c) < (b) < (a) < (e) < (d)13、区域熔炼技术主要就是应用于制备低共熔混合物提纯制备不稳定化合物获得固熔体14、设N2与O2皆为理想气体,它们的温度、压力相同,均为298K、pθ ,则这两种气体的化学势应该相等不一定相等与物质的量有关不可比较15、关于亨利系数,下列说法中正确的就是其值与温度、浓度与压力有关其值与温度、溶剂性质与浓度有关其值与温度、溶质性质与标度有关其值与温度、溶质与溶剂性质及浓度的标度有关16、1mol 单原子理想气体,从p1=202650Pa,T1=273K 经p/T＝常数的途径加热使压力增加到p2=405300Pa,则体系做的功为大于零小于零零无法确定17、分子数增加的放热化学反应在一绝热钢瓶中进行,则Q>0,W>0 ΔU>0Q=0,W<0 ΔU<0Q=W=0 ΔU=018、杯高B杯A杯等于B杯A杯低于B杯视温度而定19、一个电池反应确定的电池,E 值的正或负可以用来说明E、电池就是否可逆F、电池反应就是否已达平衡电池反应自发进行的方向电池反应的限度20、1-1型电解质溶液的摩尔电导率可以瞧作就是正负离子的摩尔电导率之与,这一规律只适用于:( )A、强电解质B、弱电解质C、无限稀释电解质溶液D、摩尔浓度为1的溶液判断题21、循环过程不一定就是可逆过程A、√B、×22、熵增加的过程一定就是自发过程。
A、√B、×23、在相平衡系统中,当物质B在其中一相达到饱与时,则其在所有相中都达到饱与A、√B、×24、体系达平衡时熵值最大,吉布斯自由能最小。
A、√B、×25、化学势不适用于整个化学反应体系,因此,化学亲合势也不适用于化学反应体系。
A、√B、×26、温度越高、压力越低,亨利定律越正确A、√B、×27、功可以全部转化为热,但热不能全部转化为功。
A、√B、×28、通过1F的电量能使在电解池阴极上沉积出1mol金属铜。
A、√B、×29、反应物分子的能量高于产物分子的能量,则此反应就不需要活化能。
A、√B、×30、一个化学反应进行完全所需的时间就是半衰期的2倍。
A、√B、×31、恒沸物的组成不变。
A、√B、×32、可逆热机的效率最高,在其她条件相同的情况下,由可逆热机牵引火车,其速度将最慢。
A、√B、×33、溶液的化学势等于溶液中各组分化学势之与。
A、√B、×34、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。
A、√B、×35、在等温、等压下,吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。
A、√B、×36、电池的电动势随池反应的化学计量系数不同而变化。
A、√B、×37、三相点就是指液体的蒸气压等于A、√B、×38、单分子反应一定就是基元反应。
A、√B、×39、温度越高、压力越低,亨利定律越正确A、√B、×40、化学势不适用于整个化学反应体系,因此,化学亲合势也不适用于化学反应体系。
A、√B、×主观题41、标准压力、273、15K 时,水凝结为冰,可以判断系统的下列热力学量△G= 参考答案:42、AgCl (s)电极属于电极,其电极反应为,其电极表示式可写为。
参考答案:金属难溶盐;Ag(s) + Cl－(a) →AgCl(s) + e;Ag (s),AgCl(s)│Cl－(a)43、1/2级反应的速率常数单位就是________参考答案:<!--[if !vml]--><!--[endif]-->mol44、对于复合反应A→B→C,若B就是目标产物,且第一步的活化能小于第二步的活化能,那么,为提高B的产量,应当控制温度较。
参考答案:低45、已知CH COOH(l),CO(g),H O(1)的标准摩尔生成焓。
△H(298K)/kJ·mol分别为-484、5,-393、5,-285、8。
则CH COOH(1)的标准摩尔燃烧焓ΔH(298K)/kJ·mol为。
参考答案:-847、1kJ/mol46、氯仿(1)与丙酮(2)形成非理想液体混合物,在T时,测得总蒸气压为29398Pa,蒸气中丙酮的物质的量分数y=0、818,而该温度下纯氯仿的饱与蒸气压为29571Pa,则在溶液中氯仿的活度a为。
参考答案:0、18147、Na2CO3与水可形成三种水合物Na2CO3•H2O(s)、Na2CO3•7H2O(s)、Na2CO3•10H2O (s),这些水合物与Na2CO3水溶液及冰冰平衡共存。
(填能、不能)参考答案:能48、摩尔电导率就是指__________时的溶液的电导,常用于测定溶液电导的装置为__________。
参考答案:电解质的含量为1mol;电导率仪49、形成胶束的最低浓度称为_____ __,表面活性物质的HLB 值表示表面活性物质的_______ 。
参考答案:临界胶束浓度;亲水性50、单原子理想气体的C=1、5R,温度由T变到T时,等压过程系统的熵变△S与等容过程熵变△S之比就是。
参考答案:5:351、NaCl 水溶液与纯水经半透膜达成渗透平衡时,该体系的自由度就是。
参考答案:352、反应2NO(g)+ O(g)= 2NO(g)的△H0为负值,达到平衡后,要使平衡向产物方向移动,则可____温度,____压力,____惰性气体。
降低;升高;减少53、某反应在恒压P,绝热,W=0的条件下进行,系统温度由T参考答案:△H=054、已知等温反应(i)CH4(g)=C(s)+2H2(g) ,(ii) CO(g)+2H(g)=CH3OH(g) 若提高系统总压,则它们的平衡移动方向分别为、。
参考答案:向左;向右55、已知水在正常冰点时的摩尔熔化热△fus Hθ=6025J·mol-1 ,某水溶液的凝固点为258、15K,该溶液的浓度x B为。
参考答案:0、142956、单原子理想气体的C v,m=1、5R,温度由T1变到T2时,等压过程系统的熵变△S p与等容过程熵变△S V之比就是。
参考答案:5:357、将某理想气体热容为C,从温度T加热到T。
若此变化为非恒压过程,则其焓变。
参考答案:△H=C(T2-T1)58、1mol 单原子理想气体从298K,202、65kPa 经历①等温; ②绝热; ③等压; 三条途径可逆膨胀使体积增加到原来的2 倍,所作的功分别为-W,-W,-W,三者的关系就是参考答案:-W>-W>-W59、在101、325KPa下,水-乙醇二元气液平衡相图上有最低恒沸物,恒沸组成W2=95、57%,在恒沸点系统的自由度为____;今有含乙醇W2=80％的二元混合物,能否用一精馏塔得到纯乙醇？_____。
参考答案:60、某绝热体系在接受了环境所做的功之后,其温度一定。
(增大,减少,不变)参考答案:增大61、某药物分解30％即为失效, 若放置在3℃的冰箱中,保存期为两年。
某人购回此新药物,因故在室温(25℃)下搁置了两周,试通过计算说明此药物就是否已经失效。
已知该药物分解百分数与浓度无关,且分解活化能为Ea = 130、0 kJ·mol-1。
参考答案:[答案]ln(k2/k1) = Ea/R×(1/T1- 1/T2)k2/k1= 65、48t2/t1= k2/k1 t2= 11、2 d故放置二周即失效62、参考答案:63、25 ℃电池Ag(s)-AgCl(s)│KCl(m)│Hg2Cl2-Hg(l)的电动势E=0、0455V ,V、K-1。
写出电池反应,求该温度下的ΔG、ΔH、ΔS及可逆电池的热效应Q。
参考答案:64、试求标准压力下,268K 的过冷液体苯变为固体苯的S,判断此凝固过程就是否可能发生。
已知苯的正常凝固点为278K,在凝固点时熔化热,液体苯与固体苯的,。
参考答案:65、参考答案: 66、参考答案: 67、参考答案:68、在27℃时,1mol理想气体由106 Pa定温膨胀到105 Pa,试计算此过程的U 、H 、S 、A 与G。