物化例题
南京大学《物理化学》每章典型例题
南京大学《物理化学》每章典型例题第一章 热力学第一定律与热化学例题1 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa 状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡，再由该状态恒容升温到97 ℃ ，则压力升到1013.25kPa 。
求整个过程的W 、Q 、△U 及△H 。
已知该气体的C V ，m恒定为20.92J •mol -1 •K -1。
解题思路：需先利用理想气体状态方程计算有关状态：(T 1=27℃, p 1=101325Pa ，V 1)→(T 2=27℃, p 2=p 外=?，V 2=?)→(T 3=97℃, p 3=1013.25kPa ，V 3= V 2)例题2水在 -5℃ 的结冰过程为不可逆过程，计算时要利用0℃ 结冰的可逆相变过程，即 H 2O （l ，1 mol ，-5℃ ，θp）H 2O （s ，1 mol ，-5℃，θp ）↓△H 2 ↑△H 4H 2O （l ，1 mol ， 0℃，θp ）H 2O （s ，1 mol ，0℃，θp ）△△∴ △H 1=△H 2＋△H 3＋△H 4例题3 在 298.15K 时，使 5.27 克的甲醇(摩尔质量为32克) 在弹式量热计中恒容燃烧，放出 119.50kJ 的热量。
忽略压力对焓的影响。
(1) 计算甲醇的标准燃烧焓θmc H ∆。
(2) 已知298.15K 时 H 2O(l) 和CO 2(g)的标准摩尔生成焓分别为－285.83 kJ·mol－1、－393.51 kJ·mol －1，计算CH 3OH(l)的θmfH ∆。
(3) 如果甲醇的标准蒸发焓为 35.27kJ·mol－1，计算CH 3OH(g) 的θmfH ∆。
解：(1) 甲醇燃烧反应：CH 3OH(l) +23O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(l)Q V =θmcU ∆=－119.50 kJ/(5.27/32)mol =－725.62 kJ·mol －1Q p =θmcH ∆=θmcU ∆+∑RTv)g (B= (－725.62－0.5×8.3145×298.15×10－3)kJ·.mol －1=－726.86 kJ·mol －1(2)θmc H ∆=θmfH ∆(CO 2) + 2θmfH ∆（H 2O )－θmfH ∆[CH 3OH(l)]θmf H ∆[CH 3OH (l)] =θmfH ∆ (CO 2) + 2θmfH ∆(H 2O )－θmcH ∆= [－393.51+2×(－285.83)－(－726.86) ] kJ·mol －1=－238.31 kJ·mol －1(3) CH 3OH (l) →CH 3OH (g) ，θmvap ΔH=35.27 kJ·.mol －1 θmf H ∆[CH 3OH (g)] =θmfH ∆[CH 3OH (l)]+θmvapH ∆= (－38.31+35.27)kJ·.mol －1=－203.04 kJ·mol －1第二章 热力学第二定律例1. 1mol 理想气体从300K ,100kPa 下等压加热到600K ，求此过程的Q 、W 、U 、H 、S 、G 。
物化练习题及答案
物化练习题及答案一、选择题1. 物质的量浓度(C)与摩尔浓度(c)之间的关系是：A. C = cB. C = 1000cC. C = 1/cD. C = 1000ρc/M2. 根据理想气体状态方程 PV = nRT，下列哪个选项是正确的？A. 温度不变时，压力与体积成反比B. 体积不变时，温度与压力成正比C. 压力不变时，温度与体积成反比D. 以上都是3. 以下哪个不是热力学第一定律的表达式？A. ΔU = Q + WB. ΔH = Q + ΔUC. ΔS = Q/TD. ΔG = ΔH - TΔS4. 一个化学反应的熵变(ΔS)为正值，这意味着：A. 反应是放热的B. 反应是吸热的C. 反应的混乱度增加D. 反应的混乱度减少5. 根据拉乌尔定律，当两种液体混合时，混合物的蒸汽压等于各组分蒸汽压的：A. 质量分数之和B. 摩尔分数之和C. 体积分数之和D. 质量分数乘以摩尔分数答案：1.D 2.D 3.B 4.C 5.C二、填空题1. 摩尔质量在数值上等于物质的______，单位是______。
答案：相对分子质量；g/mol2. 理想气体的内能只与______有关。
答案：温度3. 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______而不产生其他效果。
答案：功4. 物质的量浓度与摩尔浓度的关系是 C = ______c。
答案：1000ρ/M5. 热力学第三定律表明，当温度趋近于绝对零度时，完美晶体的熵趋近于______。
答案：零三、简答题1. 什么是阿伏伽德罗定律？请简述其内容。
答案：阿伏伽德罗定律指的是在相同的温度和压力下，等体积的不同气体含有相同数量的分子。
这个定律是理想气体行为的描述，它表明了气体分子的数目与其体积成正比。
2. 什么是热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述？答案：热力学第二定律的克劳修斯表述是：不可能实现一个循环过程，其唯一结果就是从一个热源吸热并将这热量完全转化为功。
(完整版)物化试题
1、在恒定温度下，向一容积为 2dm 3的抽空的容器中，依次充入始态为 100kPa ， 2dm 3的 N 2 和 200kPa ，1dm 3的 Ar 。
若两种气体均可视为理想气体，那么容器中混合气体的压力为： （答 案：B ）C 、 150KPaD 、 100kPa答案： B ） B 、气体温度不高于临界温度 D 、气体温度小于泊义耳温度3、在 0℃， 101.325kPa 下，若 CCl 4（M=154g/mol ） 的蒸汽可近似作为理想气体，则密度为： （答 案：B ）、热力学第一定律2、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是： （答案： C ）A 、T ，p ，V ，QB 、 m ， Vm ，Cp ，?VC 、T ，p ，V ，nD 、T ，p ，U ， W 3、x 为状态函数，下列表述中不正确的是： （答案： C ） A 、 dx 为全微分 B 、当状态确定， x 的值确定C 、?x = ∫d 的x 积分与路经无关，只与始终态有关D 、当体系状态变化， x 值一定变化 4、理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功 （答案： B ）A 、W > 0B 、W = 0C 、W < 0D 、无法计算5、在一个绝热刚瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（答案：C ）D 、Q < 0，W > 0，?U < 0 O 2、Ar 、CO 2、NH 3中一种，在 298K 时由 5dm 3 绝热可 逆膨胀到 6dm 3，温度降低 21K ，则容器中的气体是： （答案： B ）A 、O 2B 、CO 2C 、NH 3D 、Ar7、一种实际气体， μJ-T >0 则该气体经节流膨胀后A 、温度升高B 、温度下降C 、温度不变8、反应 C （金钢石 ） + ?O2（g ） → CO （g ） 的热效应为，问此值为 （答案： D ）A 、CO （g ） 的生成热B 、C （金钢石 ）的燃烧热 C 、碳的燃烧热D 、全不是 1、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。
(完整版)物化试题计算题
1．1mol 理想气体从298.15K,2P0经下列两条途径到达压力为1 P0的终态：(1)等温可逆膨胀；(2)自由膨胀，试求这两过程的ΔU 、ΔH 、Q 、W 、ΔS 、ΔG 和ΔA.2．试求1mol 理想气体从1000kPa,300K 等温可逆膨胀至100kPa 过程中的ΔU 、ΔH 、ΔS 、Q 、W 、ΔG 和ΔA 。
解：理想气体等温变化，因此：ΔU = ΔH =0； 设计同样始终状态的可逆过程，则：12114.191001000ln 314.81ln -⋅=⨯⨯===∆K J p p nR T Q S R kJ nRT p p nRT Vdp G 743.51000100ln 300314.811000100ln ln121001000-=⨯⨯⨯====∆⎰kJ p p nRT V V nRT pdV A 743.51000100ln 300314.81ln ln12121001000-=⨯⨯⨯==-=-=∆⎰或：()kJG nRT G pV G A 743.5)(-=∆=∆-∆=∆-∆=∆3.计算说明：-10℃、θp 下的过冷C6H6(l)变成定温定压的C6H6(s)，该过程是否为自发过程。
已知1mol 过冷C6H6(l)的蒸汽压为2632Pa ，C6H6(s)的蒸汽压为2280Pa ，Cp,m(l)=127J·mol-1·K-1， Cp,m(s)=123J·mol-1·K-1，凝固热为9940J·mol-1。
解：该过程为不可逆相变，需将其设计为可逆过程，p 1为液态C 6H 6的蒸汽压，p 2为固态C 6H 6的蒸汽压。
),(66θp l H C ),(66θp s H C),(166p l H C ),(266p s H C),(166p g H C ),(266p g H C54321G G G G G G ∆+∆+∆+∆+∆=∆其中，042=∆=∆G G 为两个可逆相变过程。
物理化学教材例题解析供参考
物理化学教材例题解析供参考例1－1 设1mol 理想气体经下列三种途径，由298K 、500kPa 的始态变成298K 、100kPa 的终态。
试计算系统在这三个过程中所做的体积功。
（1）向真空膨胀；（2）在外压恒定为100kPa 时膨胀至终态；（3）先将外压恒定为300kPa ，膨胀至中间态，再由此中间态在外压恒定为100kPa 时膨胀至终态；试比较这三个过程的功，比较的结果说明了什么问题？ 解（1）因，所以；（2）因，所以（3）系统分两步进行膨胀，第一步所做的功为 第二步所做的功为两步作功以上结果说明，始终态相同而途径不同时，系统对外所做的功不同；等温膨胀过程中，分步越多，系统反抗的外压越大，对环境所做的体积功越大。
0p =外0=W 2P P=外()2212211100kPa 111982J500kPa P nRT nRT W p V V p nRT nRT p p P ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--=--=--=--=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭外()11111111300kPa 11991J500kPa p nRT nRT W p V V p nRT nRT p p p ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--=--=--=--=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭外，外，外，中外，()222222100kPa 111652J 300kPa p nRT nRT W p V V p nRT nRT p p p ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--=--=--=--=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭外，中中中122643JW W W=+=-例1－2 在25℃、标准压力下，1molH 2与0.5molO 2生成1molH 2O （ｌ），放热285.90kJ 。
设Ｈ2及Ｏ2在此条件下均为理想气体，求△U 。
若在此条件下将此反应改在原电池中进行，做电功为187.82kJ ，求Q 、W 、∆U 。
解(1)反应为：(恒温恒压)若忽略的体积，则，，所以(2)始、终态一致，则与（1）相同， 总功=电功+体积功，即此题为第一定律在化学反应中的应用.例1－3 水的蒸发热为40.593kJ·mol -1，1kg 水的体积为1.043dm 3，1kg 水蒸气的体积为1677dm 3。
物化练习题及答案
物化练习题及答案物化练习题及答案物理和化学是自然科学中的两个重要分支，它们对于我们理解和探索自然世界起着至关重要的作用。
在学习物理和化学的过程中，练习题是非常重要的一部分，它们可以帮助我们巩固知识、提高解题能力。
本文将为大家提供一些物化练习题及其答案，希望能对大家的学习有所帮助。
一、物理练习题及答案1. 一个小球以10 m/s的速度向上抛出，经过2 s后它的速度是多少？答案：小球在上升过程中，受到重力的作用速度逐渐减小，所以经过2 s后，它的速度会小于10 m/s。
2. 一个物体以10 m/s的速度沿直线运动，经过5 s后它的位移是多少？答案：物体的位移等于速度乘以时间，所以位移等于10 m/s × 5 s = 50 m。
3. 一个力为10 N的物体在水平方向上受到一个摩擦力为5 N的作用，求物体的加速度。
答案：物体的净力等于力减去摩擦力，所以净力等于10 N - 5 N = 5 N。
根据牛顿第二定律，净力等于物体的质量乘以加速度，所以加速度等于净力除以质量，即5 N ÷ 质量。
二、化学练习题及答案1. NaCl是什么化合物？答案：NaCl是氯化钠的化学式，是由一个钠离子和一个氯离子组成的化合物。
2. H2O是什么分子？答案：H2O是水分子的化学式，由一个氧原子和两个氢原子组成。
3. CO2是什么气体？答案：CO2是二氧化碳的化学式，是一种无色、无臭、不可燃的气体，常见于大气中。
以上是一些物化练习题及其答案。
通过做题，我们可以巩固和提高我们的物理和化学知识，培养我们的解题能力。
希望大家能够在学习中善于思考，勤于练习，不断提高自己的科学素养。
物理化学例题
物理化学例题物理化学是化学的一个重要分支，它研究化学与物理之间的联系和原理，提供了理论基础和数学工具，用于解决各种化学问题，如反应速率、热力学、电化学等等。
这里，我们将通过一些物理化学例题，来了解其应用和思维方式。
一、热力学例题1.1熵变求解问题描述：有一个封闭的圆柱形容器，内部有一个活塞和一些气体分子。
在某一时刻，压力为 30 atm，温度为 27 ℃，活塞的面积为 20 cm²。
随后，缓慢地将活塞移动至第二个位置，使得容器内的体积从 20 L 扩大到 40 L，最终稳定于压力为 10 atm 的状态。
求系统的熵变。
解析：首先，我们要根据理想气体状态方程 PV = nRT，计算出气体分子的摩尔数。
由于体积扩大一倍，所以气体分子的摩尔数变为原来的一半。
因此，初态的摩尔数为 n₁ = PV/RT =20×10⁻⁶×30/8.31×(27+273) = 0.0225 mol，末态的摩尔数为 n₂ =n₁/2 = 0.01125 mol。
其次，根据热力学第二定律，熵变ΔS = S₂ -S₁ = nRln(V₂/V₁) + nRln(P₂/P₁) = nRln(2) + nRln(1/3) = -1.19J/K。
———1.2焓变求解问题描述：将 150 g 的水从 25 ℃加热至沸腾，又将蒸发的水蒸气冷却后凝结成水，最终浓度为 2 mol/L 的盐酸将水蒸气和液态水混合，形成了 200 mL 的溶液，温度为 40 ℃。
求温度升高的焓变。
解析：水的沸点为 100 ℃，其标准摩尔焓为 40.7 kJ/mol。
在常压下，将水从 25 ℃加热至 100 ℃的焓变为 q₁ = 150×4.18×(100-25) = 44175 J。
在 100 ℃下，将 150 g 的水蒸发的焓变可以根据水的蒸发热 40.7 kJ/mol 计算得出，其摩尔数为 n = 150/18 = 8.33 mol，所以 q₂ = 340 kJ。
物化例题汇总
pVm 1 p 1 14.186106 1 Z 1.487/ Tr 3 RTc Tr cRTc Tr 6.0210 8.315190.53 Tr pr p / pc 14.186/ 4.596 3.087
p假设
n(l) R T 0.3 8.314 400 P a 14.252kP a 7.50kP a 3 V2 70 10
p * V2 7.50 103 70 103 n ( l) mol 0.1579 mol R T 8.314 400
步骤 b1 pamb = p´ =100kPa
步骤 b2
p´ = 100 kPa V´ = 49.89a
途径 a 与途径 b 均为反抗恒外压膨胀， Wa = － pambV = － p2 (V2 V1) = － 50 kPa (99.78 33.26)dm3 = － 3.326 kJ Wb= Wb1 + Wb2 = － p´ (V ´ V1) p2 (V2 V ´) = －100 kPa (49.89 33.26) dm3 50 kPa (99.78 49.89) dm3 = － 4.158 kJ →Wa Wb ，相同始末态间，途径不同，功不同。 途径a与途径b所做的功在 p-V 图中表示如下：
由热一律: W= U = 1366 J
该例说明：非恒容过程
Q U nCV ,m dT
pVT 变化
理想气体
eg1:1mol温度为273K的冰在101.325kPa下加热为373K的水蒸气， 计算过程的ΔU、ΔH。 已知： 0℃、101.325kPa下冰的ΔfusHm=6.0 kJ· mol－1； 100℃、101.325kPa下水的ΔvapHm=40.64 kJ· mol－1； 0~100 ℃范围内水的Cp,m=75.31 J· K－1· mol－1。
物化练习题及答案
物化练习题及答案一、选择题（每题4分，共40分）1. 锌可以和下列哪种物质发生反应？A. 铜B. 铝C. 钢铁D. 铂答案：A2. 以下哪个元素是地球上最常见的金属元素？A. 铁B. 铝C. 铜D. 锌答案：B3. 哪种燃料的能量密度最高？A. 木材B. 天然气D. 汽油答案：D4. 以下哪种物质在常温下为液体？A. 铁B. 铝C. 汞D. 铂答案：C5. 温度为摄氏零下273.15度时，气体的体积为零，这一温度点被称为：A. 绝对零度B. 熔点C. 沸点D. 环境温度答案：A6. 水在常温下的存在形态是：A. 液体C. 固体D. 上述都是答案：D7. 以下哪个元素是地球上最常见的非金属元素？A. 氧B. 氮C. 碳D. 硅答案：A8. 化学式H2O表示的物质是：A. 水B. 氧气C. 化学反应D. 碳酸答案：A9. 哪种金属在常温下属于液体？B. 铝C. 汞D. 铜答案：C10. 化学名称Fe表示的元素是：A. 铝B. 铁C. 铅D. 锡答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 短程有色金属成本较低，适合制造耐腐蚀、散热等需要。
答案：铝2. 电子元器件中常使用的金属材料是导体。
答案：铜3. 在自然界中，最多的元素是氢。
答案：氢4. 所有物质由不可再分割的最小粒子组成，称为原子。
答案：原子三、简答题（每题10分，共40分）1. 解释物质的三态是什么？并举例说明。
答案：物质的三态分别是固态、液态和气态。
在固态下，物质的分子密集排列，不易流动，例如冰。
在液态下，物质的分子较为稀疏，可以流动，例如水。
在气态下，物质的分子排列较为松散，具有较高的热运动能量，例如水蒸气。
2. 什么是化学反应？举例说明。
答案：化学反应是指物质在化学变化过程中，原有的物质经过分子之间的构建、断裂和重新组合，形成新的物质的过程。
例如，当铁与氧气反应形成铁锈时，化学反应发生。
3. 解释燃烧现象的化学原理。
答案：燃烧是一种快速氧化反应，它需要燃料、氧气和可燃物质达到着火点的温度。
物理化学例题及习题
物理化学例题与习题解答习题1.1：5mol理气(300K,1013.25kPa)→5mol理气(300K,101.325kPa)求：体积功解：(1) 在101.325kPa的空气中膨胀了2dm3.W=-P外(V2-V1)=-101.325×2=-202.65J(2) 在恒外压101.325kPa下膨胀至终态.W=-P外(V2-V1)=-nRT(1-P2/P1)=-5×8.314×300(1-101.325/1013.25)=-11.224 kJ(3) 恒温可逆膨胀至终态。
W＝nRTln(P2/P1)=5×8.314×300×ln101.325/1013.25 =-28.716 kJ习题1.2：2mol理气(373K,25dm3)→2mol理气(373K,100dm3)求：体积功解：(1) 向真空自由膨胀.W=-P外(V2-V1)=0(2) 在外压恒定为终态压强下膨胀至终态.W=-P外(V2-V1)=-nRT(1-P2/P1)=nRT(1-V2/V1)=2×8.314×373(1-100/25)=-4652 J(3) 恒温可逆膨胀至终态。
W＝-nRTln(V2/V1)=2×8.314×373×ln100/25 =-8598 J=202.65 kPa；V1=10dm3，V2=20dm3；Q=1255J；求：△U习题1.3：恒外压压缩，P外(V2-V1)=-202.65×(20-10)=-2027 J解：W=-P外△U=Q+W=1255-2027=-772 J习题1.4：(1)可逆(2)恒外压100gH2(298K,101.325kPa)→100gH2(298K,506.625kPa)→100gH2(298K,101.325kPa) 求：体积功解：(1) 恒温可逆压缩n=100/2=50molW＝nRTln(P2/P1)=50×8.314×298×ln506.625/101.325 =199.4 kJ(2)恒外压膨胀W=-P外(V2-V1)=-nRT(1-P2/P1)=-50×8.314×298(1-101.325/506.625)=-99.10 kJ习题1.5：(1)恒容(2)恒压1mol理气(10dm3,202.65kPa)→1mol理气(10dm3,2026.5kPa)→1mol理气(1dm3,2026.5kPa) 求：W Q △U △H解：因为P1V1=P3V3 , 所以T3=T1△U=△H=0W=-P2(V3-V2)=-2026.5(1-10)=18.2 kJQ=-18.2 kJ习题1.6：解：Q p=∫C pm dT=∫(26.78+0.04268T-146.4×10-7T2) dT=26.78(573-273)+0.04268/2(5732-2732)-146.4×10-7/3(5733-2733)=12.63 kJ△H= Q p=12.63 kJ△U=△H-nR△T=12.63-0.008314×(573-273)=10.14 kJW=Q+W=-2.49 kJ习题1.7：等温恒外压膨胀nmolN2(273K,2dm3,500kPa)→nmolN2(273K, 100kPa) 求：W、Q、△U、△H 解：△U=△H=0W=-P2(V2-V1) =-P1 V1 (1-P2/P1)=-500×2(1-100/500)=-800 JQ=800 J习题1.8：解：(1)恒容加热W=0Q v=△U= nC vm△T=1.5×8.314×(600-298)=3766 J△H= nC pm△T=2.5×8.314×(600-298)=6277 J(2)恒压加热Q p= △H=nC pm△T=2.5×8.314×(600-298)=6277 J△U= nC vm△T=1.5×8.314×(600-298)=3766 JW=△U-Q =-2511 J习题1.9：解：(1)恒温可逆膨胀△U=△H=0W＝nRTln(P2/P1)=8.314×298×ln101.325/607.9 =-4439 JQ=4439 J(2)等温恒外压膨胀W=-P外(V2-V1)=-nRT(1-P2/P1)=-8.314×298(1-101.325/607.9)=-2065 JQ=2065 J习题13：苯在正常沸点353.4K下的蒸发焓为30.810 kJ/mol，求100g苯在正常沸点下等压蒸发的W Q △U △H。
物化考试题库及答案解析
物化考试题库及答案解析一、选择题1. 物质的量（摩尔）是表示物质中所含微粒数的物理量，其单位是摩尔（mol）。
以下物质中，摩尔质量与相对原子质量数值相等的是：A. 氢气（H2）B. 氧气（O2）C. 二氧化碳（CO2）D. 氮气（N2）答案：A2. 根据理想气体状态方程 PV = nRT，当温度和体积不变时，气体的压强与物质的量成正比。
如果一个气体的压强从P1增加到P2，物质的量也增加到原来的两倍，那么温度变化为：A. 保持不变B. 增加到原来的2倍C. 增加到原来的4倍D. 减少到原来的1/2答案：B二、填空题1. 根据阿伏伽德罗定律，相同温度和压强下，等体积的任何气体都含有相同的分子数。
若1摩尔气体的体积为22.4升，则0.5摩尔气体的体积为______升。
答案：11.22. 热力学第一定律表明能量守恒，其表达式为ΔU = Q + W，其中ΔU表示内能变化，Q表示热量，W表示功。
若一个系统吸收了100焦耳的热量，对外做了50焦耳的功，那么系统的内能变化为______焦耳。
答案：150三、简答题1. 简述什么是热力学第二定律，并举例说明其在日常生活中的应用。
答案：热力学第二定律指出，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。
在日常生活中，例如冰箱的工作原理，冰箱通过压缩机将热量从冷箱内转移到外部环境中，这一过程需要消耗电能，体现了热力学第二定律。
四、计算题1. 已知某理想气体的初始压强P1=2 atm，初始体积V1=3升，最终压强P2=4 atm，最终体积V2=2升。
假设气体经历的是等温过程，求气体的最终温度T2，如果初始温度T1=300 K。
答案：由于是等温过程，气体的温度保持不变，所以最终温度T2=T1=300 K。
五、实验题1. 在一个密闭容器中，有1摩尔的氢气和1摩尔的氧气。
如果氢气和氧气在一定条件下反应生成水蒸气，写出该反应的化学方程式，并计算在标准状况下生成的水蒸气的摩尔数。
物理化学化学平衡例题
pCO2 Kp p 1.23Pa
方法2：先导出KӨ与T的关系，由此关系式求出KӨ(1000 K)。
ln
Kp
(298 K)
rGm RT
87.6
由
ln K T
p
p
rHm RT 2
其中 ΔrHmӨ(T) = (267103 + 4.0T) J.mol-1 代入上式, 得:
d ln K p
267 103 RT
达平衡时：pV = (1+)nRT
n WPCl5 W混
M M PCl5
PCl5
p W混 (1)RT RT (1) 100
V
M PCl5
M PCl5
解得： = 0.80
(2) 以1 mol PCl5为基准，则：
Kp
p p PCl3 Cl2 pPCl5 p
p
1
2
p
1 1
当p = pӨ时， = 0.80时，K p = 1.778
化学平衡典型例题
例1： 已知反应CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g)在973 K时的 KpӨ = 0.71。
(1) 若体系中各气体的分压都是1.5×105 Pa，问在973 K时反 应能否发生?
(2) 若p(CO) = 1.0×106 Pa, p(H2O) = 5.0×105 Pa， p(CO2) = p(H2) = 1.5×105 Pa，问情况又怎样?
在该条件下正向反应不能自发进行。
(2) ΔrGm = – RTlnKpӨ + RTlnQ
= (8.314 J-1 K-1 mol-1) (973 K)
1.5105 2
1
[ln
物化试题及答案
物化试题及答案1. 试述理想气体状态方程及其适用范围。
答案：理想气体状态方程为 PV = nRT，其中P表示压强，V表示体积，n表示摩尔数，R为理想气体常数，T表示绝对温度。
该方程适用于理想气体，即分子间无相互作用力，分子体积可以忽略不计的气体。
2. 什么是热力学第一定律？请举例说明。
答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。
例如，当燃烧燃料时，化学能转化为热能和机械能。
3. 解释熵的概念，并说明其在热力学中的意义。
答案：熵是热力学中描述系统无序程度的物理量。
在热力学中，熵的概念用于描述系统自发过程的方向和限度，即系统总是趋向于熵增加的方向。
4. 什么是相变？请举例说明。
答案：相变是指物质从一个相态转变为另一个相态的过程。
例如，水在0°C时从液态转变为固态，即发生凝固，是一种相变。
5. 描述布朗运动及其意义。
答案：布朗运动是指悬浮在流体中的微小颗粒由于周围分子的无规则碰撞而产生的随机运动。
布朗运动揭示了分子的无规则运动，是分子动力学理论的重要证据。
6. 简述热力学第二定律的开尔文表述。
答案：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，使之完全变为功而不产生其他效果。
这表明了热能与机械能之间的转换不是完全可逆的。
7. 什么是化学平衡？请解释其动态平衡的概念。
答案：化学平衡是指在一定条件下，可逆化学反应中正反应速率和逆反应速率相等的状态。
动态平衡意味着，尽管反应物和产物在不断转化，但它们的浓度保持不变。
8. 描述吉布斯自由能的概念及其在化学反应中的应用。
答案：吉布斯自由能是一个热力学势，用于描述在恒温恒压条件下，系统做非体积功的能力。
在化学反应中，吉布斯自由能的变化可以用来预测反应的方向和平衡位置。
9. 什么是表面张力？它是如何影响液体表面的行为的？答案：表面张力是液体表面分子间相互吸引力的宏观表现，它使得液体表面尽可能减小表面积。
物理化学经典例题
第二章热力学第一定律1. 始态为25 °C，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。
途经a先经绝热膨胀到°C，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。
途径b为恒压加热过程。
求途径b的及。
解：先确定系统的始、末态对于途径b，其功为根据热力学第一定律2. 2 mol某理想气体，。
由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力体积增大到150 dm3，再恒压冷却使体积缩小至25 dm3。
求整个过程的。
解：过程图示如下由于，则，对有理想气体和只是温度的函数该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的根据热力学第一定律3. 单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5 mol，摩尔分数，始态温度，压力。
今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平衡态。
求末态温度及过程的。
解：过程图示如下分析：因为是绝热过程，过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。
因此，单原子分子，双原子分子由于对理想气体U和H均只是温度的函数，所以4. （单原子分子）理想气体，由、300K按下列两种不同的途径压缩到、300K，试计算并比较两途径的Q、W、ΔU及ΔH。
(1）等压冷却，然后经过等容加热；（2）等容加热，然后经过等压冷却。
解：C p,m=, C V,m=（1）、300K 、、300K33Q=Q1+Q2=××+ ××=-3745+2247=-1499(J)W=W1+W2=×103×ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+×（2）、300K 、、300KQ=Q1+Q2=××+ ××=5632-9387=-3755(J)W=W1+W2=×103× =3755(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+×计算结果表明，Q、W与途径有关，而ΔU、ΔH与途径无关。
大连大学 物化例题
t2 = 300K p2 = p环 V2
恒容
t3=370K p3 = 10atm V3 = V2
（2）
ΔU=nCV,m（T3-T2）=1×20.92 ×（370-300）=1464J
H U nRT 1464 1 8.314 (370 300) 2045J
p环=p2=p3×T2/ T3 W1=－ p环ΔV= －p2（V2-V1） = －p2V2＋p2V1=－nRT2＋p2（nRT1/p1） =－ nRT2｛1-（p3/ p2）×（T1/ T3）｝ =－1×8.31×300.15｛1-（10/1）×300.15/370.15｝ =17740J W2=0 W= W1+ W2=17740J Q=ΔU－W=1464－17740＝16276J
2. 1mol理想气体于27℃、1atm时受某恒定外压恒温压缩 到平衡，再于该状态下恒容升温至97℃则压力达10atm。
求整个过程的W、Q、ΔU、ΔH。已知气体的
CV=20.92J· -1· -1。 mol K 解： n=1mol，理想气体 T1 =300 K p1 = 1atm V1
（1） 恒温、恒外压
（1） （2） 0 ＋ ＋ （3） ＋ － ＋ （4） － 0 － （5） 0 － － （6） 0 0 0
W Q U
＋ 0 ＋
例： CO(g) 的生成反应是：
1 C石墨 O 2 g CO g 2
a
用量热实验装置直接测定它的恒容热是不可能的，因为C 与 O2(g) 反应必然会生成副产物 CO2。但在同一温度下，如下两 个燃烧反应是完全而容易测定的：
=－ 50.663kPa×(48.90 － 24.45) dm3 =－1.239kJ (1) W1=－ p(环) (V2－V1) = 0 = 0
物化例题集
nCV,m(T2- T1)=-P2[（nRT2/P2)- （nRT1/P1)] = -nRT2+ nRT1(P2 /P1) 因为Cp,m- CV,m=R所以nCp,mT2= nRT1 （ P2 /P1 )+ nCV,mT1 T2= [n（ P2 /P1 ）+ CV,m][ T1 / Cp,m] =[（1×8.314/5)+12.47] ×(273/20.79)=186K (2)Q=0 (3)W=△U= nCV,m(T2- T1) 3 =2.20 × 12.47 ×(186-273)=-2.39 ×10 J (4) U =W=-2.39 ×10 J (5) △H= nCp,m(T2- T1)=2.20 × 20.79×(186-273) 3 =-3.98 ×10 J
三、 相变焓与温度的关系 当变温过程中如果有相变化时，则热的求算 应分段进行，并加上相变热。 例题 恒定压力下，2mol 50℃的液态水变作 150 ℃的水蒸气，求过程的热。 已知：水和水蒸气的平均定压摩尔热容分别为 -1 -1 75.31及33.47J· · K mol ;水在100 ℃及标准压 -1 力下蒸发成水的摩尔汽化热为40.67 KJ· mol
3
膨胀时所做的功等于所吸的热： W1=Q=nRTln(V2/V1)=(4.461×8.314×273.2ln(100.0/10.0) =23.33kJ 2）绝热可逆膨胀:因为 =(Cp,m/Cv,m)=[(3/2)R+R]/(3/2)R =5/3 1/ 所以：V2=(p1/p2) V1 5/3 3 3 =10 ×10dm =39.81dm 从p2 V2=nRT2,可得最后温度为 -3 3 T2= [1013.25kPa×39.81×10 m ]/ -1 -1 4.461mol ×8.314J K mol =108.8K 在绝热过程中W2=∆U=nCv,m(T2-T1) =4.461mol × 3/2 ×8.314 ×(108.8-273.2)=-9146J
物化练习题及答案
物化练习题及答案一、选择题1. 根据热力学第一定律，下列哪种情况的系统内能变化为零？A. 系统吸收热量，同时对外做功B. 系统放出热量，同时对外做功B. 系统吸收热量，同时外界对系统做功D. 系统放出热量，同时外界对系统做功答案：D2. 理想气体状态方程为PV=nRT，其中P代表压强，V代表体积，n代表摩尔数，R代表气体常数，T代表温度。
若气体体积不变，温度升高，则压强将如何变化？A. 保持不变B. 降低C. 升高D. 无法确定答案：C3. 以下哪种情况下，物质的扩散速度会加快？A. 温度降低B. 温度升高C. 压强降低D. 压强升高答案：B4. 阿伏伽德罗常数是指在标准状况下，1摩尔任何物质所含有的粒子数，其数值为_________。
答案：6.022×10^235. 根据热力学第二定律，不可能制造一种循环动作的热机，从单一热源吸热全部用来做功而不引起其它变化，这被称为_______。
答案：开尔文-普朗克表述6. 在一定温度和压强下，气体的体积与摩尔数成正比，这是根据_______定律得出的。
答案：阿伏伽德罗三、简答题7. 请简述什么是热力学第二定律，并给出两种不同的表述方式。
答案：热力学第二定律是热力学中描述能量转换和热传递方向性的定律。
它有两种常见的表述方式：- 开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
- 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
8. 描述理想气体和实际气体在行为上的主要区别。
答案：理想气体是理论上假设的气体，它不计分子间的吸引力和分子体积，符合理想气体状态方程PV=nRT。
实际气体则因分子间存在吸引力和分子本身体积，在高压或低温下会偏离理想气体的行为。
9. 一个绝热容器内装有1摩尔理想气体，初始温度为T1=300K，压强为P1=1atm。
若气体在绝热容器内膨胀，最终达到压强P2=0.5atm，求最终温度T2。
答案：根据理想气体状态方程，绝热过程中P1V1/T1 = P2V2/T2。
物化习题——精选推荐
选择题：1、已知挥发性纯溶质A液体的蒸气压为67Pa，纯溶剂B的蒸气压为26665Pa，该溶质在此溶剂的饱和溶液的物质的量分数为0.02，则此饱和溶液(假设为理想液体混合物)的蒸气压为(A) 600Pa (B) 26133Pa (C) 26198Pa (D) 599Pa2、下列宏观过程：(1) 1×p ，273K的冰融化为水(2) 电流通过金属发热(3) 往车胎内打气(4) 水在101325Pa压力和373K下蒸发可看作可逆过程的是(A) (1)，(4) (B) (2)，(3) (C) (1)，(3) (D) (2)，(4)3、下列诸过程可应用公式d U=(Cp−nR)d T进行计算的是(A) 实际气体等压可逆冷却(B) 恒容搅拌某液体以升高温度(C) 理想气体绝热可逆膨胀(D) 量热弹中的燃烧过程4、体系经历一个正的卡诺循环后，试判断下列哪一种说法是错误的？(A) 体系本身没有任何变化(B) 再沿反方向经历一个可逆卡诺循环，最后体系和环境都没有任何变化(C) 体系复原了，但环境并未复原(D) 体系和环境都没有任何变化5、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V1，V2，则(A) V1>V2 (B) V1<V2 (C) V1=V2 (D) 无法确定6、下列四个反应：(1) CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)；∆r H m=179.5kJ·mol−1(2) C2H2(g)+H2O(l)→CH3CHO(g)；∆r H m=−107.2kJ·mol−1(3) C2H4(g)+H2O(l)→C2H5OH(l)；∆r H m=−44.08kJ·mol−1(4) CS2(l)+3O2(g)→CO2(g)+2SO2(g)；∆r H m=−897.6kJ·mol−1其中热效应|Qp|>|QV|的反应是(A) (1)，(4) (B) (1)，(2) (C) (1)，(3) (D) (4)，(3)7、石墨(C)和金刚石(C)在25℃，101325Pa下的标准燃烧热分别为−393.4kJ·mol−1和−395.3kJ·mol−1，则金刚石的标准生成热∆f H(金刚石，298K)为(A) −393.4 (B) −395.3 (C) −1.9 (D) 1.98、人在室内休息时，大约每天要吃0.2kg的酐酪(摄取的能量约为4000kJ)。
物化练习题及答案
物化练习题及答案一、选择题1. 物质的量浓度（mol/L）是指：A. 每升溶液中溶质的质量（g）B. 每升溶液中溶质的物质的量（mol）C. 每升溶液中溶质的体积（L）D. 每升溶液中溶质的摩尔数（mol）答案：B2. 阿伏伽德罗常数是指：A. 1摩尔物质的质量（g）B. 1摩尔物质的粒子数C. 1摩尔物质的体积（L）D. 1摩尔物质的重量（kg）答案：B二、填空题1. 1摩尔任何物质都含有________个粒子，这个数值称为阿伏伽德罗常数。
答案：6.022×10^232. 将50g葡萄糖（C6H12O6）溶解在200g水中，葡萄糖的摩尔质量是180g/mol，求溶液的物质的量浓度。
答案：0.417 mol/L三、简答题1. 请简述什么是摩尔质量，并给出一个例子。
答案：摩尔质量是指1摩尔物质的质量，单位是g/mol。
例如，水（H2O）的摩尔质量是18g/mol，因为1摩尔水的质量是18g。
2. 什么是溶液的稀释定律？请用一个例子来说明。
答案：溶液的稀释定律是指在稀释过程中，溶质的物质的量保持不变。
例如，将100mL 1mol/L的盐酸溶液稀释到200mL，稀释后的溶液浓度为0.5mol/L。
四、计算题1. 某溶液中含有0.5mol的NaCl，求该溶液中氯离子的浓度。
答案：氯离子的浓度为0.5mol/L，因为NaCl在水中完全电离，产生1个Na+和1个Cl-。
2. 如果有1L 0.1mol/L的硫酸溶液，求硫酸中氢离子的浓度。
答案：硫酸（H2SO4）是二元酸，每个硫酸分子可以释放2个氢离子。
因此，氢离子的浓度是硫酸浓度的两倍，即0.2mol/L。
五、实验题1. 实验目的：测定未知溶液的pH值。
实验器材：pH计、标准缓冲溶液、未知溶液。
实验步骤：a. 校准pH计，使用标准缓冲溶液。
b. 将pH计的电极浸入未知溶液中。
c. 读取并记录pH计上的数值。
d. 清洗pH计的电极，准备下一次测量。
答案：实验步骤正确，能够准确测定未知溶液的pH值。
考研物化试题及答案
考研物化试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列关于物质的量浓度的描述，正确的是：A. 物质的量浓度与溶液体积成正比B. 物质的量浓度与溶液质量成正比C. 物质的量浓度与溶质的摩尔数成正比D. 物质的量浓度与溶剂的摩尔数成反比答案：C2. 根据热力学第一定律，下列说法正确的是：A. 系统对外做功，内能一定增加B. 系统吸收热量，内能一定增加C. 系统对外做功，内能可能增加也可能减少D. 系统吸收热量，内能可能增加也可能减少答案：D3. 在理想气体状态方程中，下列哪个变量是温度的函数？A. PB. VC. nD. T答案：D4. 根据吉布斯自由能的定义，下列说法正确的是：A. 吉布斯自由能增加，反应自发进行B. 吉布斯自由能减少，反应自发进行C. 吉布斯自由能不变，反应处于平衡状态D. 吉布斯自由能增加，反应不自发进行答案：B5. 根据热力学第二定律，下列说法正确的是：A. 熵总是增加的B. 熵总是减少的C. 熵可以增加也可以减少D. 熵在孤立系统中总是增加的答案：D6. 根据拉乌尔定律，下列说法正确的是：A. 溶液的蒸气压与溶质的摩尔分数成正比B. 溶液的蒸气压与溶剂的摩尔分数成正比C. 溶液的蒸气压与溶质的摩尔数成正比D. 溶液的蒸气压与溶剂的摩尔数成正比答案：B7. 根据亨利定律，下列说法正确的是：A. 气体的溶解度与压力成正比B. 气体的溶解度与压力成反比C. 气体的溶解度与温度成正比D. 气体的溶解度与温度成反比答案：A8. 根据阿伏伽德罗定律，下列说法正确的是：A. 在相同温度和压力下，不同气体的体积与摩尔数成正比B. 在相同温度和压力下，不同气体的体积与摩尔数成反比C. 在相同温度和压力下，不同气体的体积与摩尔数无关D. 在相同温度和压力下，不同气体的体积与摩尔数成正比，但与温度无关答案：A9. 根据范特霍夫方程，下列说法正确的是：A. 反应的平衡常数与温度无关B. 反应的平衡常数与温度成正比C. 反应的平衡常数与温度成反比D. 反应的平衡常数与温度的关系取决于反应的焓变答案：D10. 根据化学动力学原理，下列说法正确的是：A. 反应速率与反应物浓度无关B. 反应速率与反应物浓度成正比C. 反应速率与反应物浓度成反比D. 反应速率与反应物浓度的关系取决于反应级数答案：D二、填空题（每题2分，共10分）1. 理想气体的摩尔体积是________。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
苯在正常沸点353K时摩尔汽化焓为30.75kJmol-1，今将353K，101.325kPa下的1mol液态苯向真空定温蒸发变为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）．
(1)求此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA和ΔG。
(2)应用有关原理，判断此过程是否为不可逆过程．
例：2mol某理想气体，其摩尔定容热容Cv,m=3/2R，由500K，405.2kPa的始态，依次经历下列过程：(1)在恒外压202.6kPa下，绝热膨胀至平衡态; (2)再可逆绝热膨胀至101.3kPa; (3)最后恒容加热至500K的终态，试求整个过程的Q、W、ΔU、ΔH及ΔS。
1mol 理想气体从300K ,100kPa下等压加热到600K，求此过程的Q、W、∆U、∆H、∆S、
∆G。
已知此理想气体300K时的S mθ=150.0J·K－1·mol－1，c p,m=30.00 J·K－1·mol－1。
解：W＝－p∆V=－p(V2-V1) =－pV2+pV1= -nRT2+ nRT1= nR(T1-T2)
=1mol×8.315J·K－1·mol－1×(300K-600K)= -2494.5J
∆U= n c V,m (T2-T1) =1mol×(30.00-8.315)J·K－1·mol－1×(600K-300K)= 6506J
∆H= n c p,m (T2-T1) =1mol×30.00J·K－1·mol－1×(600K-300K)= 9000J
Q p= ∆H =9000J
∆S = n c p,m ln(T2/T1) =1mol×30.00J·K－1·mol－1×ln(600K/300K)
= 20.79J·K－1·mol－1
由S mθ(600K)=S mθ(300K)+∆S=(150.0+20.79)J·K－1·mol－1
=170.79J·K－1·mol－1
∆TS =n(T2S2－T1S1)
=1mol×(600K×170.79J·K－1·mol－1－300K×150.0J·K－1·mol－1)
＝57474J
∆G= ∆H－∆TS＝9000J－57474J =－48474J。
l mol单原子理想气体由始态(273K，pθ )经由下列两个途径到达终态( T2，pθ /2)：(l)可逆绝热膨胀；(2)反抗pθ/2的外压绝热膨胀．试分别求出T2，W，∆S m和∆G m．并回答能否由∆G m来判断过程的方向? 已知S θ (298K)=100J ·K-1·mol-1。
解：(1)可逆绝热膨胀过程
Q r = Q = 0 J
∆S= 0 J·K-1(可逆过程为恒熵过程)
单原子理想气体的绝热系数γ=1.667，利用绝热可逆公式
T= 207K
∴W=∆U=nC V,m(T2 - T1) =1mol×(1.5×8.3145J·K-1·mol-1)×(207K- 273K)= -823.1 J ∆H=nC P,m(T2 - T1) =1mol×(2.5×8.3145J·K-1·mol-1)×(207K- 273K)= -1371.9 J ∆G= ∆H - ∆(TS) =∆H - (T2S2 - T1S1)=∆H - S(T2- T1)
= -1371.9 J - 100 J·K-1×(207K-273K)
= 5228 J
S(298)=100 S(273)=98.18 ∆G=5108
过程为非恒温过程，不能用∆G来判断过程的方向。
(2) 恒外压绝热膨胀过程，利用Q=0，∆U=W建立方程求出T2。
∆U = n C V,m(T2 - T1) = n(1.5×R)×(T2 - T1)
W= - p外(V2 - V1)= - p2(V2 - V1)= - nR[T2 - (T1/ p1) p2]
= - nR(T2 - T1/2)
∴n(1.5×R)×(T2 - T1) = - nR(T2 - T1/2)
T2 = 0.8T1 = 0.8×273K = 218.4 K
W=∆U=nC V,m(T2 - T1) =1mol×(1.5×8.3145J·K-1·mol-1)×(218.4K-273K)
=-681.0 J
利用公式得∆S = 1.125 J·K-1
∆H=nC p,m(T2 - T1) =1mol×(2.5×8.3145J·K-1·mol-1)×(218.4K- 273K)= -1135J ∆G= ∆H - ∆(TS) =∆H - [T2∆S -+ (T2-T1)S1]
= -1135 J - [218.4K×1.125J·K-1 +(218.4K - 273K)×100J·K-1]
= 4079 J
过程为非恒温过程，不能用∆G来判断过程的方向。