物理化学试题-标准答案
物理化学试题及答案

物理化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 物质的量浓度为0.5 mol/L的溶液中,含有多少摩尔的溶质?A. 0.5 molB. 1 molC. 2 molD. 无法确定2. 根据热力学第一定律,下列哪项描述是错误的?A. 能量守恒B. 能量可以无限制地从低温物体传向高温物体C. 能量可以转化为其他形式D. 能量在转化过程中总量保持不变3. 以下哪个不是热力学基本定律?A. 能量守恒定律B. 熵增原理C. 热力学第三定律D. 牛顿第二定律4. 理想气体状态方程是:A. PV = nRTB. PV = P0V0C. P1V1/T1 = P2V2/T2D. P1V1 = P2V25. 根据范特霍夫方程,当温度升高时,化学平衡会向哪个方向移动?A. 正反应方向B. 逆反应方向C. 不变D. 无法确定6. 反应速率常数k与温度T的关系遵循:A. 阿累尼乌斯方程B. 范特霍夫方程C. 理想气体状态方程D. 热力学第一定律7. 以下哪个是化学动力学的基本概念?A. 反应热B. 活化能C. 熵变D. 吉布斯自由能8. 电化学中,阳极发生的反应是:A. 氧化反应B. 还原反应C. 酸碱中和反应D. 沉淀反应9. 根据吉布斯自由能变化,一个反应在恒温恒压下自发进行的条件是:A. ΔG > 0B. ΔG < 0C. ΔG = 0D. ΔG ≠ 010. 表面张力是液体表面分子间作用力的体现,它会导致液体表面:A. 收缩B. 膨胀C. 保持不变D. 无法确定二、填空题(每空2分,共20分)11. 物质的量浓度C= _______ 。
12. 热力学第一定律的数学表达式为 _______ 。
13. 理想气体状态方程的变量不包括 _______ 。
14. 阿累尼乌斯方程的数学表达式为 _______ 。
15. 电化学中,阴极发生的反应是 _______ 。
16. 吉布斯自由能变化的数学表达式为 _______ 。
本科物理化学试题及答案

本科物理化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪种物质的熔点最低?A. 冰B. 石墨C. 金刚石D. 石蜡答案:D2. 根据热力学第一定律,下列哪项描述是错误的?A. 能量守恒B. 能量可以被创造C. 能量可以被转化D. 能量可以被转移答案:B3. 以下哪种物质属于电解质?A. 乙醇B. 蔗糖C. 氯化钠D. 植物油答案:C4. 根据布朗运动,下列哪项说法是正确的?A. 布朗运动是分子运动的直接表现B. 布朗运动是宏观物体的运动C. 布朗运动是分子间相互作用的结果D. 布朗运动是分子间碰撞的结果答案:A5. 根据阿伏伽德罗定律,下列哪项描述是错误的?A. 相同体积的气体在相同温度和压力下含有相同数目的分子B. 气体的体积与温度成正比C. 气体的体积与压力成反比D. 气体的体积与分子数目成正比答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 根据理想气体状态方程 PV=nRT,其中P代表______,V代表______,n代表______,R代表______,T代表______。
答案:压强;体积;物质的量;气体常数;绝对温度2. 根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸热使之完全转化为______而不产生其他影响。
答案:功3. 根据波尔理论,氢原子的电子在最低能级时,其轨道半径为______。
答案:玻尔半径4. 在稀溶液中,溶质的摩尔浓度与溶液的______成正比。
答案:质量摩尔浓度5. 根据热力学第三定律,绝对零度时,所有完美晶体的______为零。
答案:熵三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述。
答案:开尔文表述指出不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响;克劳修斯表述指出不可能将热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响。
2. 描述什么是化学平衡,并举例说明。
答案:化学平衡是指在一定条件下,可逆反应中正反应和逆反应的速率相等,使得反应物和生成物的浓度不再随时间变化的状态。
物理化学试题及答案

物理化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 根据热力学第一定律,下列哪种情况下系统与外界无能量交换?A. 系统对外做功B. 系统吸收热量C. 系统与外界无功交换D. 系统与外界无热交换2. 在理想气体状态方程 PV=nRT 中,下列哪个变量与气体的体积成反比?A. 温度B. 压力C. 气体的摩尔数D. 气体的常数R3. 根据玻尔理论,氢原子的能级跃迁时,会伴随哪种现象?A. 电子的轨道半径变化B. 电子的自旋方向变化C. 电子的质子数变化D. 电子的轨道周期变化4. 根据热力学第二定律,下列哪种情况是不可能发生的?A. 自然界中的热能自发地从低温物体传递到高温物体B. 气体自发膨胀C. 热机的效率达到100%D. 热机的效率小于100%5. 在化学动力学中,反应速率常数与下列哪个因素无关?A. 反应物的浓度B. 反应的活化能C. 温度D. 催化剂6. 根据分子间作用力理论,下列哪种分子间作用力最强?A. 范德华力B. 氢键C. 离子键D. 共价键7. 在电解质溶液中,离子的迁移率与下列哪个因素有关?A. 离子的电荷数B. 离子的半径C. 离子的浓度D. 离子的摩尔质量8. 根据吉布斯自由能变化(ΔG)的定义,下列哪种情况下反应是自发的?A. ΔG > 0B. ΔG < 0C. ΔG = 0D. ΔG 无法确定9. 在相变过程中,下列哪种相变是不可逆的?A. 固体到液体B. 液体到气体C. 气体到固体D. 固体到气体10. 根据勒夏特列原理,下列哪种情况可以增加反应的平衡常数?A. 增加反应物的浓度B. 降低反应物的浓度C. 升高反应体系的温度D. 降低反应体系的温度答案:1-5 DBBCC;6-10 DBBBD二、填空题(每空1分,共10分)1. 根据热力学第一定律,能量守恒可以表示为ΔU = ____ + W。
2. 理想气体的内能只与____有关。
3. 根据玻尔理论,氢原子的能级公式为 E_n = - ____ / n^2。
物理化学试题及答案

物理化学试题之一一、选择题(每题2分,共50分,将唯一的答案填进括号内) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. BA. ΔU=Q VB. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT)C. ΔU=dTC m ,V T T 21⎰ D.ΔH=ΔU+p ΔV2. ΔH 是体系的什么 2. CA. 反应热B. 吸收的热量C. 焓的变化D. 生成热3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为3. CA. 1/6.443B. (6.443)1/2C. (1/6.443)2D. 1/(6.443)1/24. 固态的NH 4HS 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. 1,1,1,2B. 1,1,3,0C. 3,1,2,1D. 3,2,2,2 5. 下列各量称做化学势的是A. i j n ,V ,S i )n (≠∂μ∂ B. i j n ,V ,T i )n p (≠∂∂ C. i j n ,p ,T i )n (≠∂μ∂ D. ij n ,V ,S i )n U(≠∂∂6. A 和B 能形成理想溶液。
已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时,与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是A. 1B. 0.75C. 0.667D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀,哪个函数不变?A. ΔS=0B. V=0C. ΔG=0D. ΔH=0 7. D( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上,有一最低恒沸点,恒沸物组成为x A =0.7。
现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物,将其精馏可得到A. 纯A 和恒沸混合物B. 纯B 和恒沸混合物C. 只得恒沸混合物D. 得纯A 和纯B 8. B( ) 9. 实验测得浓度为0.200mol·dm-3的HAc溶液的电导率为0.07138S·m-1,该溶液的摩尔电导率Λm(HAc)为9.BA. 0.3569S·m2·mol-1B. 0.0003569S·m2·mol-1C.356.9S·m2·mol-1D.0.01428S·m2·mol-111. 一体积的氢气在0℃,101.3kPa下等温膨胀至原来体积的3倍,其内能变化是多少?(设氢气是理想气体)11.BA. 0.4JB. 0C. 6JD.0.04J( ) 12. 已知反应CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)的ΔH,下列说法中何者不正确A. ΔH是CO2(g)的生成热B. ΔH是CO(g)的燃烧热C. ΔH是负值D. ΔH与反应ΔU的数值不等( ) 13. 对于0.002mol/kg的Na2SO4溶液,其平均质量摩尔浓度m±=0.219是A. 3.175×10-3B. 2.828×10-3C. 1.789×10-4D. 4×10-3 13.A( ) 15. 已知下列反应的平衡常数:15.AH2(g) + S(s) = H2S(g) K1S(s) + O2(g) = SO2(g) K2则反应H2S(g) + O2(g)= H2(g) + SO2(g) 的平衡常数为A. K2/K1B. K1—K2C. K1×K2D. K1/K2( ) 16. 对于N2和H2混合气体的绝热可逆压缩(没有生产NH3),则16.CA.ΔU=0B. ΔH=0C. ΔS=0D.ΔG=0@( ) 17. 温度升高溶胶的稳定性17.BA. 增加B. 下降C. 不变D. 先增加后下降( ) 18. 101℃时,水在多大外压下沸腾?18. CA. 101.3kPaB. 1013kPaC. 略高于101.3kPaD. 略低于101.3kPa( ) 19. 在HAc电离常数测定实验中,直接测定的物理量是不同浓度的HAc溶液的A. 电导率B. 电阻C. 摩尔电导D. 电离度19. B( ) 20. 定温下气相反应K p 有什么特点?20. AA. 恒为常数B. 恒等于K cC. 随压力而变D. 与体积有关 ( ) 21. 某化学反应其反应物消耗8/7所需的时间是它消耗掉4/3所需的时间的1.5倍,则反应的级数为 21.BA. 零级反应B. 一级反应C. 二级反应D. 三级反应( ) 22. 在一定量AgI 溶胶中加入下列不同电解质溶液,则使溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的量最少的是 22. BA. La(NO 3)3B. Mg(NO 3)2C. NaNO 3D. KNO 3@( a ) 23. 接触角可确定固体某种性质,若亲液固体表面能被液体润湿,其相应的接触角是 23. CA. 0=θB. 90>θC.90<θ D. θ为任意角( ) 24. 混合等体积0.08mol ·dm 3 KI 和0.1mol ·dm 3AgNO 3溶液得到一溶胶体系,在该体系中分别加入下述三个电解质:(1) MgSO 4, (2) CaCl 2, (3) Na 2SO 4, 则其聚沉能力的大小为 A. (1)>(2)>(3) B. (2)>(1)>(3) C. (3)>(1)>(2) D. (3)>(2)>(1) ( ) 25. 298K 时反应Zn+Fe 2+=Zn 2++Fe 的E 0为0.323V ,则其平衡常数为 A. 2.89×105 B. 8.34×1010 C. 5.53×104 D. 2.35×102一、二、计算题:(共50分)1.(10分) A(熔点651℃)和B(熔点419℃)的相图具有一个低共熔点,为368℃(42% A,质量百分数,下同)。
物理化学试卷及答案3套

三、计算题( 共5题60分)21. 10 分(0824)计算1mol He(理想气体) 在下列状态变化过程中的ΔH和ΔG。
He (101.325 kPa,473 K)−−→He (101.325 kPa,673 K)已知:C p, m [He(g)] = (5/2)R,473K 时S m[He(g)] = 135.1 J·K-1·mol-1。
22. 15 分(1104)某气体状态方程为pV = n(RT + Bp),始态为p1T1,该气体经绝热真空膨胀后终态压力为p2,试求该过程的Q,W及气体的ΔU,ΔH,ΔF,ΔG,ΔS。
23. 10 分(1809)两液体A, B形成理想液体混合物。
在320 K,溶液I含3 mol A和1 mol B,总蒸气压为:5.33×104 Pa。
再加入2 mol B 形成理想液体混合物II,总蒸气压为6.13×104 Pa。
(1) 计算纯液体的蒸气压p A*,p B*;(2) 理想液体混合物I的平衡气相组成y B;(3) 理想液体混合物I的混合过程自由能变化Δmix G m;(4) 若在理想液体混合物II中加入3 mol B形成理想液体混合物Ⅲ,总蒸气压为多少?24. 15 分(2419)固体CO2的蒸气压与温度间的经验式为:ln(p/Pa)=-3116 K/T + 27.537已知熔化焓∆fus H m= 8326 J·mol-1,三相点的温度为217 K。
试求出液体CO2的蒸气压与温度的经验关系式。
25. 10 分(2965)3H2+ N2= 2NH3在350℃的K p= 6.818×10-8(kPa)-2,并设与压力无关,从3:1的H2,N2混合物出发,在350℃下要获得物质的量分数为0.08 的NH3,压力至少要多大?26. 13 分(0957)4 g Ar(可视为理想气体,其摩尔质量M(Ar)=39.95 g·mol-1)在300 K时,压力为506.6 kPa,今在等温下反抗202.6 kPa的恒定外压进行膨胀。
物理化学试题和答案

物理化学模拟题一、选择题(30分,每题2分)1. 热力学第三定律可以表示为┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈( ) (A).在0K 时,任何晶体的熵等于零(B).在0K 时,任何完整晶体的熵等于零 (C).在0℃时,任何晶体的熵等于零 (D).在0℃时,任何完整晶体的熵等于零2. 理想气体从状态p 1,V 1,T 等温膨胀到p 2,V 2,T ,此过程的ΔA 与ΔG 的关系为┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈( ) (A). ΔA >ΔG (B). ΔA <ΔG (C ). ΔA =ΔG (D).无法确定 3.一定量的理想气体,从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态,终态体积分别为V 1、V 2。
┈┈┈( ) (A). V 1 < V 2(B). V 1 = V 2(C ). V 1 > V 2 (D). 无法确定4.方程 mmV T H T P βαβα∆∆=d d 适用于以下哪个过程┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈( )(A).NH 4Cl(s)= NH 3(g)+ HCl(g) (B).NH 4Cl(s)溶于水形成溶液 (C).H 2O (s)= H 2O (l) (D).H 2和O 2化合为水 5. 两液体的饱和蒸汽压分别为p *A ,p *B ,它们混合形成理想溶液,液相组成为x ,气相组成为y ,若 p*A > p *B ,则:┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈( )(A) y A > x A (B) y A > y B (C) x A > y A (D) y B > y A 6. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为:┈┈┈┈┈┈( )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 47. 25℃时水的饱和蒸气压为3.168kPa, 此时液态水的标准生成吉布斯自由能 Δf G m 为-237.19kJ ·mol -1,则水蒸气的标准生成吉布斯自由能为:┈┈┈( ) (A) -245.76kJ ·mol -1 (B) -229.34kJ ·mol -1 (C) -245.04kJ ·mol -1 (D) -228.60kJ ·mol -18. 已知反应 3O 2(g) = 2O 3(g) 在25℃时θm r H ∆ =-280J ·mol -1,则对该反应有利的条件是:┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈( ) (A) 升温升压 (B) 升温降压 (C) 降温升压 (D) 降温降压 9. 298K 0.01mol•kg -1的CaCl 2水溶液中,CaCl 2的离子平均活度系数γ±为( )(A )0.847 (B )0.791 (C )0.889 (D )0.66610. 某反应表观速率常数k 与基元步骤速率常数间的关系为21412)(k kk k =,则表观活化能与各基元步骤活化能的关系为┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈( )(A )E=E 2+21(E 1-E 4) (B )E=E 2+21(E 1+E 4) (C )E=E 2+E 1-E 4 (D )E=E 2(41E E)2111. 由MgCO 3(s)、BaCO 3(s)、BaO(s)、MgO(s)及CO 2(g)构成的一个平衡系统,其独立组分数和自由度分别为┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈( ) (A) 5,3 (B) 4,2 (C) 3,1 (D) 3,0 12. 同一温度和压力下,一定量某物质的熵值存在┈┈┈┈( ) (A).s l g S S S 〈〈 (B). s l g S S S 〉〉 (C). s l g S S S == (D). s l g S S S =〉13.某反应物的速率常数为0.099min -1,反应物初始浓度为0.2mol·dm -3,则反应的半衰期为┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈( )(A). 7 min (B). 1.01 min (C). 4.04 min (D).50.5 min14.在α、β这两相中均含有A 、B 两种物质,当达到相平衡时下列化学势关系中正确的是┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈( )(A). ααμμB A = (B). βαμμA A = (C). αβμμB A = (D). ββμμB A =15.已知电极反应(1) Cu e Cu →++22 ,E 1 =0.34V (2) ++→+Cu e Cu 2,E2=0.167V则Cu e Cu →++的标准电极电势E 3为┈┈┈┈┈┈┈┈┈( ) (A).0.507V (B). 0.513V (C). 0.173V (D). 0.267V二、填空题(10分,每题2分)1、25℃时,0.5molA 与0.5molB 形成理想液态混合物,则混合过程的 ΔS=________。
物理化学试题及答案

物理化学试题及答案一、选择题1.下列化学方程式中,表示金属活动性递减的是()。
A. 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2B. 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2C. Mg + 2HCl → MgCl2 + H2D. Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2答案:D2.下列哪一组离子的溶液在酸性条件下可被还原()。
A. Cl-、NO3-、Cu2+B. Cl-、NO3-、H+C. Ag+、Mg2+、NO3-D. Ag+、Mg2+、H+答案:C3.某实验室在125 mL标准容量瓶中加入0.25 mol H2SO4,并用水稀释至刻度线。
则用该稀释液做3次分析所需取的稀释液用量相等。
试计算每次分析时所需稀释液的用量。
A. 50 mLB. 75 mLC. 100 mLD. 125 mL答案:B二、填空题1.根据醇的官能团,下列化合物中属于醇的是_______(填化合物名称)。
答案:乙醇2.在某一燃烧反应中,发生了3 mol O2和2 mol C6H6的反应,下列反应的反应物是_______(填化合物名称)。
答案:苯(C6H6)3.150 mL的0.2 mol/L NaOH溶液,和45 mL的0.15 mol/L HCl溶液进行中和反应,若反应完全,生成的盐的摩尔浓度为_______(填数值和单位)。
答案:0.1 mol/L三、解答题1.请简述光电效应的基本原理,并解释开阻尼和短路条件对光电效应的影响。
答案:光电效应是指当光照射到金属表面时,金属中的自由电子被光子击中后脱离金属原子,形成自由电子流的现象。
光电效应的基本原理是根据光子的能量与自由电子结合能之间的关系。
开阻尼条件下,光电子流可以顺利形成。
在这种情况下,金属表面电子受到足够的能量激发,能够脱离金属表面形成电子流。
短路条件下,光电子流受到阻碍,难以形成电子流。
因为短路条件下,电子流有一个低电阻路径可供选择,光电子流倾向于通过这个低阻抗路径而不是金属电极。
大学物理化学试题及答案

大学物理化学试题及答案一、选择题(每题5分,共20分)1. 以下哪项不是理想气体的假设条件?A. 气体分子间无相互作用力B. 气体分子体积可以忽略不计C. 气体分子间有相互作用力D. 气体分子在容器内自由运动答案:C2. 阿伏伽德罗常数的数值大约是:A. 6.02×10^23 mol^-1B. 6.02×10^22 mol^-1C. 6.02×10^21 mol^-1D. 6.02×10^20 mol^-1答案:A3. 热力学第一定律表明:A. 能量守恒B. 能量可以创造C. 能量可以被消灭D. 能量可以无限制地转化为功答案:A4. 下列哪种物质不是电解质?A. NaClB. HClC. H2OD. C6H12O6答案:D二、填空题(每题5分,共20分)1. 一个理想气体的摩尔体积在标准状态下是_________L/mol。
答案:22.42. 热力学第二定律的开尔文表述是:不可能从单一热源取热使之完全转化为_________而不产生其他效果。
答案:功3. 反应速率常数k与温度T的关系可以用_________方程描述。
答案:阿累尼乌斯4. 根据吉布斯自由能变化公式,当ΔG < 0时,反应是_________的。
答案:自发三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述热力学系统的微观可逆性原理。
答案:微观可逆性原理指的是在热力学过程中,如果系统从初始状态经过一系列可逆过程达到某一中间状态,再经过一系列可逆过程回到初始状态,那么整个过程中系统和外界的相互作用可以完全恢复原状。
2. 什么是化学平衡常数?并说明其物理意义。
答案:化学平衡常数是一个用于描述在一定温度下,可逆化学反应达到平衡时,反应物和生成物浓度的比值。
其物理意义是表示在给定温度下,反应达到平衡状态时,反应物和生成物浓度的相对大小。
3. 解释布朗运动,并说明其对分子运动论的意义。
答案:布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微小颗粒由于受到周围分子的无规律撞击而产生的无规律运动。
天大物理化学试题及答案

天大物理化学试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 以下哪个选项是描述物质的量浓度的单位?A. 摩尔B. 摩尔每升C. 克每升D. 千克每立方米答案:B2. 根据热力学第一定律,下列说法正确的是?A. 能量可以被创造或消灭B. 能量守恒C. 能量只能从高温物体传递到低温物体D. 能量不能以任何形式转化为其他形式答案:B3. 阿伏伽德罗常数的值是?A. 6.022 x 10^23 mol^-1B. 6.022 x 10^23 mol^-1C. 6.022 x 10^26 mol^-1D. 6.022 x 10^19 mol^-1答案:B4. 以下哪种物质是电解质?A. 蔗糖B. 酒精C. 氯化钠D. 石墨答案:C5. 根据理想气体定律,下列说法错误的是?A. 气体分子间有相互作用力B. 气体分子间距离远大于分子直径C. 气体分子在容器内均匀分布D. 气体分子在容器内做无规则运动答案:A二、填空题(每题3分,共15分)1. 摩尔质量的单位是______。
答案:克每摩尔2. 物质的量浓度的定义是______。
答案:单位体积溶液中所含溶质的摩尔数3. 热力学第二定律的开尔文表述是:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响。
答案:正确4. 理想气体定律的公式是______。
答案:PV=nRT5. 阿伏伽德罗定律说明在相同温度和压力下,等体积的任何气体含有相同数目的分子。
答案:正确三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述热力学第二定律的克劳修斯表述。
答案:不可能把热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响。
2. 解释什么是熵。
答案:熵是热力学系统无序程度的度量,是系统状态函数之一。
3. 什么是化学反应的热效应?答案:化学反应的热效应是指在恒定压力下,化学反应过程中系统与环境之间交换的热量。
4. 描述布朗运动及其意义。
答案:布朗运动是指悬浮在液体中的微小颗粒由于周围液体分子的无规则热运动而产生的无规则运动。
物理化学试题及答案文库

物理化学试题及答案文库一、选择题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律表明能量守恒,其数学表达式为:A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔH = Q + PΔVD. ΔG = Q - TΔS答案:B2. 理想气体状态方程是:A. PV = nRTB. PV = mRTC. PV = RTD. PV = nR答案:A3. 以下哪种物质不是电解质?A. 硫酸B. 氢氧化钠C. 蔗糖D. 氯化钠答案:C4. 反应速率常数k与温度的关系由以下哪个方程描述?A. Arrhenius方程B. Van't Hoff方程C. Nernst方程D. Debye-Hückel方程答案:A5. 根据量子力学,原子中的电子云分布是:A. 确定的B. 不确定的C. 随机的D. 固定的答案:B6. 以下哪种物质具有超导性?A. 铜B. 铝C. 汞D. 铁答案:C7. 根据热力学第二定律,以下哪种说法是正确的?A. 热能自发地从低温物体流向高温物体B. 热能自发地从高温物体流向低温物体C. 热能不可能自发地从低温物体流向高温物体D. 热能不可能自发地从高温物体流向低温物体答案:B8. 以下哪种类型的晶体具有各向异性?A. 立方晶体B. 六方晶体C. 正交晶体D. 所有晶体答案:B9. 以下哪种类型的化学反应是放热反应?A. 燃烧反应B. 光合作用C. 电解水D. 氧化还原反应答案:A10. 根据Pauli不相容原理,以下哪种情况是不可能的?A. 两个电子具有相同的自旋B. 两个电子具有相反的自旋C. 两个电子具有相同的轨道角动量D. 两个电子具有相反的轨道角动量答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律的数学表达式为:ΔU = Q - __________。
答案:W2. 理想气体状态方程为:PV = n__________。
答案:RT3. 电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物,其中不包括__________。
物理化学本科试题及答案

物理化学本科试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律表明了能量守恒,其表达式为:A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q + WC. ΔG = Q + WD. ΔS = Q/T答案:A2. 在理想气体状态方程 pV = nRT 中,各个符号代表的含义是:A. p: 压力,V: 体积,n: 物质的量,R: 气体常数,T: 温度B. p: 温度,V: 压力,n: 气体常数,R: 物质的量,T: 体积C. p: 温度,V: 体积,n: 压力,R: 物质的量,T: 气体常数D. p: 压力,V: 体积,n: 气体常数,R: 温度,T: 物质的量答案:A3. 下列哪项不是影响化学反应速率的因素?A. 温度B. 浓度C. 催化剂D. 反应物的相态答案:D4. 根据范特霍夫方程,温度升高时,一个吸热反应的平衡常数K将如何变化?A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案:A5. 阿伏加德罗常数6.022 x 10^23 mol^-1 表示的含义是:A. 1摩尔物质中包含的粒子数B. 1升水中的水分子数C. 1克氢气中的氢原子数D. 1摩尔任何物质的质量(克)答案:A6. 表面张力的单位是:A. N/mB. J/m^2C. ND. Pa答案:A7. 根据吉布斯自由能的变化,可以判断反应的自发性。
当ΔG < 0时,反应是:A. 非自发的B. 自发的C. 在恒温恒压下进行D. 在恒温恒容下进行答案:B8. 电解质溶液的导电性主要取决于溶液中的:A. 离子浓度B. 离子电荷C. 离子的运动性D. 所有上述因素答案:D9. 一个理想气体的内能只与温度有关,这是因为:A. 气体分子的势能可以忽略不计B. 气体分子的动能可以忽略不计C. 气体分子之间没有相互作用D. 气体分子的体积可以忽略不计答案:A10. 根据热力学第二定律,下列哪项描述是错误的?A. 不可能从单一热源吸热并将其完全转化为功而不产生其他效果B. 热量不可能自发地从低温物体传向高温物体C. 热机的效率不可能达到100%D. 熵增加原理表明宇宙的熵永远不会减少答案:D二、填空题(每题2分,共20分)11. 理想气体的温度是气体分子______的量度。
物理化学试题及答案

物理化学试题及答案一、选择题1.以下哪种物质是金属?A. 纯水B. 植物叶子C. 铁D. 空气答案:C. 铁2.以下哪个是最简单的化学元素?A. 氧B. 铁C. 铜D. 氢答案:D. 氢3.当温度升高时,以下哪个物质会最先变成气体?A. 沙子B. 水C. 金属D. 塑料答案:B. 水4.以下哪个化学方程式代表了酸和碱的反应?A. HCl + NaOH → NaCl + H2OB. C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2OC. 2H2 + O2 → 2H2OD. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O答案:A. HCl + NaOH → NaCl + H2O5.以下哪个化学元素常用于火箭燃料?A. 氢B. 氧C. 碳D. 氮答案:A. 氢二、填空题1.水的化学式是____。
答案:H2O2.化学元素周期表中,标有"O"的元素代表____。
答案:氧3.一氧化碳的化学式是____。
答案:CO4.pH值用来测量溶液的____。
答案:酸碱性5.化学方程式中标有"(s)"的物质表示是____。
答案:固体三、解答题1.简述原子和分子的区别。
答案:原子是化学元素的基本单位,由质子、中子和电子组成。
而分子是由两个或多个原子组成的,可以是相同元素的原子也可以是不同元素的原子。
2.解释氧化和还原反应的概念。
答案:氧化反应是指物质失去电子的过程,通常伴随着氧元素的结合。
还原反应是指物质获得电子的过程,通常伴随着氢元素的结合。
3.描述酸和碱的性质及其在中和反应中的作用。
答案:酸具有酸味、酸性溶液导电和与碱发生中和反应的性质。
碱具有苦味、碱性溶液导电和与酸发生中和反应的性质。
在中和反应中,酸和碱会相互中和,生成盐和水。
4.述说火焰的组成部分及其形成原因。
答案:火焰由火舌、火焰锥和火焰根组成。
火焰是气体燃烧时释放的光和热的可见表现。
火焰的形成是由于燃烧物质发生氧化反应,释放的热引起周围气体的加热膨胀,形成了明亮的火焰。
物理化学期末试题及答案

物理化学期末试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪种物质的摩尔质量不是以克/摩尔为单位?A. 氧气B. 二氧化碳C. 氢气D. 氮气答案:C2. 在理想气体状态方程中,PV=nRT中,P代表的是:A. 压力B. 体积C. 温度D. 摩尔数答案:A3. 根据热力学第一定律,下列哪项描述是正确的?A. 能量守恒B. 能量可以被创造或消失C. 能量可以被转化为质量D. 能量可以在不同形式间转换答案:D4. 以下哪个选项是正确的?A. 温度是热力学系统的宏观量B. 温度是热力学系统的微观量C. 温度是热力学系统的微观量和宏观量D. 温度不是热力学系统的量答案:A5. 根据热力学第二定律,下列哪项描述是错误的?A. 热量不能自发地从低温物体传递到高温物体B. 所有自然过程都会导致熵增加C. 熵是状态函数D. 熵是过程函数答案:D6. 在电化学中,哪个术语用于描述电子的流动?A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电势答案:A7. 什么是电解质?A. 一种不导电的物质B. 一种在溶液中不产生离子的物质C. 一种在溶液中产生离子的物质D. 一种在熔融状态下产生离子的物质答案:C8. 根据阿伏伽德罗定律,1摩尔任何气体在标准状态下的体积是多少?A. 22.4 LB. 22.4 mLC. 224 LD. 224 mL答案:A9. 什么是布朗运动?A. 原子的无规则运动B. 分子的无规则运动C. 电子的无规则运动D. 离子的无规则运动答案:B10. 在理想气体的范德瓦尔斯方程中,b代表什么?A. 气体分子的体积B. 气体分子间的相互作用力C. 气体分子的动能D. 气体分子的势能答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 摩尔质量的单位是______。
答案:克/摩尔2. 理想气体状态方程的公式是______。
答案:PV=nRT3. 热力学第一定律表明能量______。
答案:守恒4. 温度的单位是______。
物理化学试卷以及答案

物理化学试卷以及答案一、单选题(共40 道试题,共80 分。
)1. 体系的下列各组物理量中都是状态函数的是:( 才)A. T,p,V,QB. m,Vm,Cp,ΔVC. T,p,V,nD. T,p,U,W满分:2 分2. 已知反应CO(g)=C(s)+1/2O2(g)的ΔH为正值,ΔS为负值,设ΔH和ΔS不随温度而变,下列说法中哪一种是正确的? AA. 任何温度下都是非自发变化B. 高温下是自发变化C. 低温下是自发变化D. 低温下是非自发变化,高温下是自发变化满分:2 分3. 1克-10ºC的水凝固成-10ºC的冰,其ΔS为多少?AA. -334/273+(2.05-4.18)ln(236/273)B. 334/273+(2.05-4.18)ln(263/273)C. -334/263D. 334/263满分:2 分4. 同外压恒温下,微小液滴的蒸气压比平面液体的蒸气压:( A)A. 大B. 一样C. 小D. 不定满分:2 分5. 1mol液体在其沸点蒸发为气体,下列哪些量增加了? CA. 蒸汽压,熵;B. 熵,自由能;C. 熵,内能;D. 蒸汽压,内能满分:2 分6. 已知298K时水的表面张力为0.0728N•m-1,则半径为1×10^(-5)cm的小水滴内受到的附加压力为(B)。
A. 1.46×10^(4)PaB. 1.46×10^(6)PaC. 2.92×10^(4)PaD. 2.92×10^(6)Pa满分:2 分7. 某反应无论反应物的起始浓度如何,完成65% 反应的时间都相同,则反应的级数为:(B )A. 0 级反应B. 1 级反应C. 2 级反应D. 3 级反应满分:2 分8. 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水(A) 和纯水(B)。
经历若干时间后,两杯液面的高度将是:AA. A 杯高于B 杯B. A 杯等于B 杯C. A 杯低于B 杯D. 视温度而定满分:2 分9. 明矾净水的主要原理是 BA. 电解质对溶胶的稳定作用B. 溶胶的相互聚沉作用C. 对电解质的民化作用D. 电解质的对抗作用满分:2 分10. 水中加入表面活性剂后,将发生 AA. dr/da<0 正吸附B. dr/da<0 负吸附C. dr/da>0 正吸附D. dr/da>0 负吸附满分:2 分11. 反应2NO (g)+ O2(g) = 2NO2(g) 的ΔrHm< 0 ,当此反应达到平衡时,若要使平衡向产物方向移动,可以()。
物理化学试题答案

物理化学试题答案一、选择题1. 物理化学是研究物质的物理性质及其与化学反应关系的科学。
以下哪项不是物理化学的研究内容?A. 物质的结构B. 化学反应的速率C. 物质的热力学性质D. 生物体内的分子运动答案:D2. 在恒温条件下,理想气体的状态方程为:A. PV=nRTB. PV=nHC. U=Q+WD. G=H-TS答案:A3. 以下关于熵变的描述,哪项是错误的?A. 熵是一个状态函数B. 熵变通常用ΔS表示C. 熵增加表示系统无序度增加D. 所有自然过程都会导致系统熵的减少答案:D4. 表面张力的形成是由于:A. 分子间作用力的不平衡B. 重力的作用C. 液体与气体的相互作用D. 温度的变化答案:A5. 电解质溶液的电导率与以下哪个因素无关?A. 电解质的浓度B. 电解质的化学性质C. 溶液的温度D. 电极的材料答案:D二、填空题1. 在相同温度和压力下,气体的摩尔体积与气体的__________无关。
答案:种类2. 化学反应的平衡常数K只与__________有关。
答案:温度3. 物质的溶解度是指在一定温度下,__________溶剂中能溶解一定量的物质。
答案:100克4. 热力学第一定律表明能量守恒,即系统的内能变化等于__________和__________的总和。
答案:热量;功5. 阿伦尼乌斯方程用于描述化学反应速率常数与__________的关系。
答案:温度三、简答题1. 请简述布朗运动的物理意义及其对物理化学研究的重要性。
布朗运动是指微小粒子在流体中因受到分子碰撞而表现出的无规则运动。
这一现象直接体现了分子的热运动,是研究分子动力学和扩散现象的重要依据。
布朗运动的观察和分析有助于理解物质的微观结构和宏观性质之间的关系,对于化学动力学、胶体化学以及生物学等领域的研究具有重要意义。
2. 描述焓变和熵变在化学反应中的作用及其对反应方向的影响。
焓变(ΔH)是化学反应过程中系统与环境之间热量交换的量度,反映了化学反应的能量变化。
物理化学考试题及答案

物理化学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪个是物理化学中的基本概念?A. 质量B. 能量C. 熵D. 速度答案:C2. 根据热力学第一定律,能量守恒的数学表达式是:A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔH = Q - WD. ΔH = Q + W答案:B3. 理想气体状态方程是:A. PV = nRTB. PV = mRT/MC. P = nRT/VD. P = mRT/V答案:A4. 阿伏伽德罗常数的数值是:A. 6.02 × 10^23 mol^-1B. 6.02 × 10^26 mol^-1C. 6.02 × 10^32 mol^-1D. 6.02 × 10^-23 mol^-1答案:A5. 以下哪个不是热力学过程?A. 等温过程B. 等压过程C. 等熵过程D. 等速过程答案:D二、填空题(每空2分,共20分)6. 热力学第二定律表明,不可能从单一热源______而不产生其他影响。
答案:吸热使之完全转化为功7. 反应的吉布斯自由能变化(ΔG)是判断反应______的重要标准。
答案:自发性8. 化学平衡常数K与温度T的关系可以通过______方程来描述。
答案:范特霍夫9. 表面张力是液体表面分子之间相互吸引的力,它使得液体表面具有______。
答案:收缩趋势10. 根据分子运动论,气体分子的平均速率与温度成正比,其表达式为______。
答案:\( \sqrt{\frac{8kT}{\pi m}} \)(k为玻尔兹曼常数,m为分子质量)三、简答题(每题10分,共30分)11. 简述热力学系统与环境之间的能量交换方式。
答案:热力学系统与环境之间的能量交换主要有两种方式:做功和热传递。
做功是指系统与环境之间通过边界的位移变化来交换能量;热传递是指系统与环境之间由于温度差而发生的内能转移。
12. 描述熵的概念及其在热力学中的重要性。
物理化学试题及答案

物理化学试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 以下哪个选项是物质的三态变化?A. 固态、液态、气态B. 固态、液态、等离子态C. 固态、液态、超导态D. 固态、液态、超流态答案:A2. 热力学第一定律的表达式是:A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q - WC. ΔG = Q - WD. ΔS = Q/T答案:A3. 以下哪种力不属于分子间力?A. 范德华力B. 静电力C. 氢键D. 重力答案:D4. 理想气体状态方程是:A. PV = nRTB. PV = mRTC. PV = nTD. PV = mT答案:A5. 阿伏伽德罗常数的值大约是:A. 6.022 x 10^23 mol^-1B. 6.022 x 10^23 mol^-2C. 6.022 x 10^23 mol^-3D. 6.022 x 10^23 mol^-4答案:A二、填空题(每空1分,共10分)1. 物质的摩尔质量在数值上等于该物质的______。
2. 根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸热使之完全转化为______。
3. 一个化学反应的熵变可以表示为反应物和生成物的______之差。
4. 电化学中,阳离子向______移动,阴离子向______移动。
5. 根据波耳兹曼分布,粒子在高能级上的分布与温度的______成正比。
答案:1. 分子质量2. 功3. 摩尔熵4. 正极,负极5. 指数三、计算题(每题10分,共20分)1. 已知1 mol 理想气体在298 K和1 atm下,求其体积。
答案:根据理想气体状态方程 PV = nRT,其中 R = 0.0821L·atm/mol·K,n = 1 mol,T = 298 K,P = 1 atm,代入计算得 V = 22.4 L。
2. 一个化学反应的ΔH = -57.8 kJ/mol,ΔS = 0.267 kJ/mol·K,求在298 K时该反应的自由能变化ΔG。
物理化学试题及答案

物理化学试题及答案一、选择题1. 理想气体状态方程为 \(PV=nRT\),其中 \(P\) 表示压力,\(V\) 表示体积,\(T\) 表示温度,\(R\) 是气体常数。
如果一个气体在恒温条件下,压力增加到原来的两倍,那么体积将如何变化?A. 体积减少到原来的一半B. 体积增加到原来的两倍C. 体积减少到原来的四分之一D. 体积不变答案:A2. 在化学反应中,下列哪个术语描述的是一个物质转化为另一个物质的过程?A. 饱和B. 溶解C. 置换反应D. 稀释答案:C3. 电化学电池中的阳极是指:A. 正电荷积累的电极B. 负电荷积累的电极C. 发生还原反应的电极D. 发生氧化反应的电极答案:D二、填空题4. 在标准状况下,1摩尔理想气体的体积约为 ________ 升。
答案:22.45. 物质的量浓度(摩尔浓度)是指单位体积溶液中所含物质的________ 数量。
答案:摩尔三、计算题6. 一个气体在 273K 和 1 大气压下,体积为 24 升。
如果温度升高到 298K 而压力保持不变,该气体的体积将变为多少升?答案:24升× (298K / 273K) = 33.9升7. 某化学反应的平衡常数 \(K_c\) 在 298K 时为 0.05。
如果反应的生成物浓度为 0.1M,求反应物的浓度。
答案:假设反应物浓度为 \(x\) M,生成物浓度为 \(0.1 - x\) M。
根据平衡常数的定义 \(K_c = \frac{[产物]}{[反应物]}\),可得\(0.05 = \frac{0.1 - x}{x}\)。
解得 \(x = 0.05\) M,所以反应物的浓度为 0.05M。
四、实验题8. 实验中,如何通过溶解度积(Ksp)来确定一个沉淀-溶解平衡系统是否达到饱和状态?答案:首先,计算溶液中各离子的浓度乘积。
然后,将该乘积与该物质的溶解度积 \(K_{sp}\) 进行比较。
如果离子浓度乘积大于\(K_{sp}\),则溶液过饱和,会有沉淀形成。
物理化学试题-标准答案

物理化学(B卷)学院班级任课教师教研室主任学生人数交题时间:年月日补充:1、作图分析题(20分)A, B两金属的步冷曲线如下图, 被测体系中x B = 0; 0.1; 0.25; 0.4; 0.5; 0.6; 0.75; 0.9 和1.0共9条;已知两金属可形成分子比为1:1的稳定化合物C, 且两者不形成固溶体。
(1) 请绘出A,B两合金的相图; (2) 标明相图中各区域相的组成和自由度; (3) 绘出x B = 0.3的步冷曲线;(4) 相图中有几条三相平衡共存线,并分别指明每条有哪三相平衡共存?1、2 mol单原子分子理想气体由始态(300 K, 10 Pθ), 经历如下一些途径膨胀到2 Pθ:(1) 等温可逆膨胀; (2) 等温恒外压(2 Pθ)膨胀; (3) 绝热可逆膨胀;(4) 绝热恒外压(2 Pθ)膨胀;分别求上述途径的w, Q, ∆U, ∆H, ∆S, ∆G?解: (1) 理想气体等温可逆过程:∵dT=0 ∴∆U=0; ∆H=0Q=-W=nRTln(p1/p2)= 2×8.314×300×ln(10/2)= 8029 J∆S=Qr /T=nRln(p1/p2)= 8029/300= 26.76 J.K-1∆G= nRTln(p2/p1)=-8029 J(4)等温恒外压(2pθ)膨胀:因为途径(2)与途径(1)的始末态相同, 故状态函数的变值相同, 故有: ∆U=0, ∆H=0, ∆S=26.76 J.K-1, ∆G=-8029 J.Q=-W=p2(V2-V1)= p2V2-p2V1=p2V2-0.2p1V1=nRT(1-0.2)=0.8nRT= 3991 J(5)绝热可逆过程:Qr =0 ∆S=∫(δQr/T) =0单原子理气r=C p,m / C V,m = 5/3 而对于理气绝热可逆过程有P11-r T1r = P21-r T2r代入已知条件,可得 T2= 157.6 K∆U = w = CV (T2- T1) = 2×1.5×8.314×(157.6-300)=-3551.7 J∆H = Cp (T2- T1) = 2×2.5×8.314×(157.6-300)= -5919.5 J(4)绝热恒外压(2pθ)膨胀: Q=0 w =∆U = CV (T2- T1) = 2×1.5×8.314×(T2-300)又w =-p2(V2-V1)= p2V1-p2V2=0.2p1V1-p2V2= nR (0.2 T1-T2)= 2×8.314×(60-T2)所以可解出 T2= 204 K∆U = w = CV (T2- T1) = 2×1.5×8.314×(204-300)=-2394.4 J∆H = Cp (T2- T1) = 2×2.5×8.314×(204-300)= -3990.7 J2、1pθ下水的正常沸点为373K,摩尔蒸发焓∆vap Hm=40.70 kJ·mol-1;今将383K,1pθ下1mol液态水等温等压蒸发为同温同压的水蒸汽。
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任课教师教研室主任学生人数
交题时间:年月日
补充:
1、作图分析题(20分)
A, B两金属的步冷曲线如下图, 被测体系中x B = 0; 0.1; 0.25; 0.4; 0.5; 0.6; 0.75; 0.9 和1.0共9条;已知两金属可形成分子比为1:1的稳定化合物C, 且两者不形成固溶体。
(1) 请绘出A,B两合金的相图; (2) 标明相图中各区域相的组成和自由度; (3) 绘出x B = 0.3的步冷曲线;(4) 相图中有几条三相平衡共存线,并分别指明每条有哪三相平衡共存?
1、2 mol单原子分子理想气体由始态(300 K, 10 Pθ), 经历如下一些途径膨胀到2 Pθ:
(1) 等温可逆膨胀; (2) 等温恒外压(2 Pθ)膨胀; (3) 绝热可逆膨胀;
(4) 绝热恒外压(2 Pθ)膨胀;
分别求上述途径的w, Q, ∆U, ∆H, ∆S, ∆G?
解: (1) 理想气体等温可逆过程:
∵dT=0 ∴∆U=0; ∆H=0
Q=-W=nRTln(p
1/p
2
)= 2×8.314×300×ln(10/2)= 8029 J
∆S=Q
r /T=nRln(p
1
/p
2
)= 8029/300= 26.76 J.K-1
∆G= nRTln(p
2/p
1
)=-8029 J
(4)等温恒外压(2pθ)膨胀:
因为途径(2)与途径(1)的始末态相同, 故状态函数的变值相同, 故有: ∆U=0, ∆H=0, ∆S=26.76 J.K-1, ∆G=-8029 J.
Q=-W=p
2(V
2
-V
1
)= p
2
V
2
-p
2
V
1
=p
2
V
2
-0.2p
1
V
1
=nRT(1-0.2)=0.8nRT= 3991 J
(5)绝热可逆过程:Q
r =0 ∆S=∫(δQ
r
/T) =0
单原子理气r=C p,m / C V,m = 5/3 而对于理气绝热可逆过程有
P
11-r T
1
r = P
2
1-r T
2
r代入已知条件,可得 T
2
= 157.6 K
∆U = w = C
V (T
2
- T
1
) = 2×1.5×8.314×(157.6-300)=-3551.7 J
∆H = C
p (T
2
- T
1
) = 2×2.5×8.314×(157.6-300)= -5919.5 J
(4)绝热恒外压(2pθ)膨胀: Q=0 w =∆U = C
V (T
2
- T
1
) = 2×1.5×8.314×(T
2
-300)
又w =-p
2(V
2
-V
1
)= p
2
V
1
-p
2
V
2
=0.2p
1
V
1
-p
2
V
2
= nR (0.2 T
1
-T
2
)
= 2×8.314×(60-T
2
)
所以可解出 T
2
= 204 K
∆U = w = C
V (T
2
- T
1
) = 2×1.5×8.314×(204-300)=-2394.4 J
∆H = C
p (T
2
- T
1
) = 2×2.5×8.314×(204-300)= -3990.7 J
2、1pθ下水的正常沸点为373K,摩尔蒸发焓∆
vap H
m
=40.70 kJ·mol-1;今将383K,1pθ下1mol
液态水等温等压蒸发为同温同压的水蒸汽。
已知C
p,m (H
2
O,g)=33.6 J.K-1.mol-1, C
p,m
(H
2
O, l)=
75.3 J.K-1.mol-1,设水蒸气可视为理想气体。
(1) 计算该过程的Q、w、∆U、∆H、∆S和∆G;
(2) 使用哪种判据,可以判别上述过程可逆与否?并判别之。
(3) 环境的熵变。
解:(1) 水的此不可逆相变过程可设计下列可逆过程实现:
∆H= ∆H
1+ ∆H
2
+ ∆H
3
∆S= ∆S
1
+ ∆S
2
+ ∆S
3
而∆H
1
=⎰373
383d)l(T
C
p = n C
p,m
(H
2
O, l) ∆T = 1×75.3×(373-383)= -753 J
∆H2 = 40.70 kJ
∆H3 = ⎰383
373d)g(T
C
p = n C
p,m
(H
2
O, g) ∆T =1×33.6×(383-373)= 336 J
所以∆H= ∆H
1+ ∆H
2
+ ∆H
3
= 40283 J Q=Q
p
=∆H = 40283 J
而又∆S
1
=⎰373
383
d
)l(
T
T
C
p
= n C
p,m
(H
2
O, l) ln (373/383)= 1×75.3×ln (373/383) = -1.99 J.K-1
∆S2= ΔH2
T
= 40700/373 = 109.12 J.K-1
∆S 3=
⎰T 383
373T
d )g (p C = n C p,m (H 2O, g) ln (383/373)= 1×33.6×ln(383/373)= 0.89 J.K -1 所以 ∆S= ∆S 1+ ∆S 2+ ∆S 3 = 108.02 J.K -1
∆G=∆H -T ∆S=40283 J -383 K ×108.02 J.K -1 =-1088.66 J <0
w=-p ex ∆V=-p ∆V=- p(V g -V l ) ≈ - pV g =-nRT=-1×8.314×383=-3184 J
∆U=Q+W=37.10 kJ
(2) 该相变过程是在 dT=0 dp=0的条件下进行的,所以可以利用吉布斯函数判据来判断过程可逆与否: ∆G=-1088.66 J <0 该相变过程可以自发进行,也即为一不可逆过程。