物理化学习题解答

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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。

物理化学总习题解答

物理化学习题解答(一)习题 p60~6210解:(1) 平均自由程:,未知数n 怎么求?其物理意义是什么? 由公式pV =Nk B T , → n=N/V=p/(k B T )n =100×103/{p (1.381×10-23×298)}=2.43×1025m3=0.707/{3.14×(0.3×10-9)2×2.43×1025}= 1.03×10-7m(2) Z /=V a πd 2n , 未知数V a 怎么求?其物理意义是什么?V a ==15.01m .s -1Z /=×15.01×3.14×(0.3×10-9)2×2.43×1025=1.47×108/s(3) Z =½n Z /=½×2.43×1025×1.47×108=1.77×1033/s13解:(1) 理想气体: pV=nRT ， → ，α=nR/pV =nR /nRT =1/T (2) 范德华气体:(p +n 2a/V 2)(V -nb )=nRT ，展开方程式得,pV -nbp +n 2a/V -n 3ab /V 2=nRT =(RV 3-nbRV 2)/(RTV 3- 2a nV 2+4abn 2V -2ab 2n 3)21解: 2C+O 2=2CO C+O 2=CO 2(1) V O 2=1×0.21=0.21单位体积；V CO =2V O 2×0.92=0.3864单位体积；V CO 2=V O 2×0.08=0.0168单位体积；V 总=V 空+V CO +V CO 2-V O 2=1+0.3864+0.0168-0.21=1.1932单位体积.(2) x N 2=V N 2/V 总=1×0.78/1.1932=0.654；p nR T Vp /)(=∂∂p TVV )(1∂∂=αnR T V V ab n T V V an T V p P p p =∂∂+∂∂+∂∂)(/2)(/)(3322)/2//()(232V abn V an p nR T V p +-=∂∂)/2//()(13322V abn V an pV nR TV V p +-=∂∂=αx Ar=V Ar/V总=1×0.0094/1.1932=0.00788 x CO=V CO/V总=0.3864/1.1932=0.324；x CO2= V CO2/V总=(1×0.0003+0.0168)/1.1932=0.0143(3) 2C + O2 = 2CO C + O2 = CO224g 1mol2mol12/g 1mol1molx g x/24mol x/12mol y/g y/12mol y/12mol x+y=1000 x+y=1000 x=958.33/gx/24:y/12=92:8 x=23y y=41.67/gn O2=x/24+y/12=958.33/24+41.67/12=43.40mol；n CO=x/12=958.33/12=79.86mol；n CO2=y/12=41.67/12=3.47mol；n空=n O2/0.21=206.68moln总=n空+n CO+n CO2-n O2=206.68+79.86+3.47-43.40=246.61molV总=n总RT/p=246.61×8.314×293/105=6.00m325解:(1) ω=2π×3000/60=100π/s-1, V=ωr=40π/m.s-1E H2=½m H2V2=½×2/6.023×1023×(40π)2=2.6218×10-20JE O2=½m O2V2=½×32/6.023×1023×(40π)2=4.195×10-19J(2) n/n0(H2)=exp(-E H2/k B T)=exp[-2.6218×10-20/(1.381×10-23×293)]= 1.5347×10-3n/n0(O2)=exp(-E O2/k B T)=exp[-4.195×10-19/(1.381×10-23×293)]= 9.477×10-46 (3) n(H2)/n(O2)= 1.5347×10-3 /9.477×10-46=1.6194×1042物理化学习题解答(二)习题 p129~1333解:(1) ∵V 2=V 1，∴W =0，△U = 1.5R (T 2-T 1)=1.5×8.314×(546-273)=3404.58J ∵△U =Q+W ，∴Q=△U=3404.58Jp 2=nRT 2/V 2=1×8.314×546/(22.4×10-3)=202.65kPa(2) ∵T 2=T 1，∴△U =0W= -nRTln (V 2/V 1) = -1×8.314×546×ln(44.8/22.4)= -3146.50J∵△U =Q+W ，∴Q = -W = 3146.50Jp 3=nRT 3/V 3=1×8.314×546/(44.8×10-3)=101.33kPa(3) △U = 1.5R /(T 1-T 3)=1.5×8.314×(273-546)= -3404.58J Q= 2.5R (T 1-T 3)=2.5×8.314×(273-546)= -5674.31J W=△U-Q = -3404.58-(-5674.31)=2269.73Jp 1=nRT 3/V 3=1×8.314×273/(22.4×10-3)=101.33kPa8解:(1) V 1=nRT 1/p 1=1×8.314×423/(100×103)=35.17×10-3m 3W = -nRTln (V 2/V 1) = -1×8.314×423×ln (10/35.17)=4422.78J(2) p 1V m,1=RT 1+bp 1-a/V m,1+ab/V m,12100×103V m,1=8.314×423+3.71×10-5×100×103-0.417/V m,1+0.417×3.71×10-5/V m,12 105V m,13=3520.532V m,12-0.417V m,1+1.54707×10-5，V m,1=35.087×10-3m 3W = =-RTln {(V m,2-b )/(V m,1-b ) }-a (1/V m,2-1/V m,1)= -8.314×423ln{(10-0.0371)/(35.087-0.0371)}- 0.417×103 (1/10-1/35.087) = 4423.826-29.815= 4394.01J9解:⎰⎰==-2121/V V V V VdV nRT pdV =⎰dT nCT T m v 13,=⎰dT nC T T m p 13,⎰⎰=-=-2121/V V V V VdV nRT pdV ⎰⎰--=-2121}/)/({2V V V V m m m dV V a b V RT pdV ⎰=21,TT m v dT nC(1) W = -p e (V 2-V 1)= -100×103×(1677-1.043)×18×10-6= -3016.72J(2) W = -p e (V 2-V 1)≈-p e V 2= -100×103×1677×18×10-6= -3018.60J ；△W %=（3018.6-3016.72）/3016.72×100%=0.063%(3) V 2=nRT 2/p 2=1×8.314×373/(100×103)=31.0112dm 3W = -p e (V 2-V 1)≈-p e V 2= -100×103×31.011×10-3= -3101.12J(4) △vap H m = 40.69 kJ .mol -1；△vap U m =△vap H m +W =40.69-3.02=37.67kJ .mol -1(5) ∵△vap U m >0（实际上是T 、P 的函数），∴△vap H m ＞-W由于体积膨胀，分子间的平均距离增大，必须克服分子间引力做功，热力学能也增大，故蒸发的焓变大于系统所做的功。

（完整版）物理化学习题及答案

（完整版）物理化学习题及答案物理化学期末复习一、单项选择题1. 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2. 下列三种胶体分散系统中，热力不稳定的系统是： ( )A. 大分子溶胶B. 胶体电解质C. 溶胶3. 热力学第一定律Δ U=Q+W只适用)(A) 单纯状态变化(B) 相变化(C) 化学变化(D) 封闭物系的任何4.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5.如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有( )(A)W =0 ，Q <0 ，U <0(B). W>0，Q <0，U >0(C)W <0，Q <0，U >0(D). W <0，Q =0，U >06.对于化学平衡 , 以下说法中不正确的是( )(A)化学平衡态就是化学反应的限度(B)化学平衡时系统的热力学性质不随时间变化(C)化学平衡时各物质的化学势相等(D)任何化学反应都有化学平衡态7.封闭系统内的状态变化： ( )A 如果系统的 S sys>0，则该变化过程自发B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发C 仅从系统的 S sys ，变化过程是否自发无法判断8. 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 9. 在定压下， NaCl 晶体，蔗糖晶体，与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数 C 和条件自由度 f ：( ) A C =3， f=1 B C =3 ， f=2 CC =4， f=2DC =4 ， f=310. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中( )(A) Δ S=0 (B) ΔG=0 (C) Δ H=0 (D) ΔU=012. 下面的说法符合热力学第一定律的是( )(A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时 , 其内能一定变化 (B) 在无功过程中 , 内能变化等于过程热 , 这表明内能增量不一定与热力学过程无关(C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时 , 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中 , 其内能的变化值与过程完成的方式无关13. 对于理想的水平液面，其值为零的表面物理量是( )(A) 表面能 (B) 比表面吉布斯函数 (C) 表面张力 (D) 附加压力14. 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Λ m (HAc) 为( )2 -1 2 -1A. 0.3569S · m 2· mol -1B. 0.0003569S ·m 2·mol -12 -1 2 -1C. 356.9S · m 2· mol -1D. 0.01428S ·m 2· mol -115. 某化学反应其反应物消耗7/8 所需的时间是它消耗掉3/4 所需的时间的 1.5 倍，则反应的级数为( )A. 零级反应B. 一级反应C. 二级反应D. 三级反应11. 以看作封闭体系的是( A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 C. 蓄电池和铜电极 D. CuSO 4 水溶液如图，将 C uSO 4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可)。

物理化学题库及详解答案

物理化学题库及详解答案物理化学是一门结合物理学和化学的学科，它通过物理原理来解释化学现象，是化学领域中一个重要的分支。

以下是一些物理化学的题目以及相应的详解答案。

题目一：理想气体状态方程的应用题目内容：某理想气体在标准状态下的体积为22.4L，压力为1atm，求该气体在3atm压力下，体积变为多少？详解答案：根据理想气体状态方程 PV = nRT，其中P是压力，V是体积，n是摩尔数，R是理想气体常数，T是温度。

在标准状态下，P1 = 1atm，V1 = 22.4L，T1 = 273.15K。

假设气体摩尔数n和温度T不变，仅压力变化到P2 = 3atm。

将已知条件代入理想气体状态方程，得到：\[ P1V1 = nRT1 \]\[ P2V2 = nRT2 \]由于n和R是常数，且T1 = T2（温度不变），我们可以简化方程为：\[ \frac{P1}{P2} = \frac{V2}{V1} \]代入已知数值：\[ \frac{1}{3} = \frac{V2}{22.4} \]\[ V2 = \frac{1}{3} \times 22.4 = 7.46667L \]所以，在3atm的压力下，该气体的体积约为7.47L。

题目二：热力学第一定律的应用题目内容：1摩尔的单原子理想气体在等压过程中吸收了100J的热量，如果该过程的效率为40%，求该过程中气体对外做的功。

详解答案：热力学第一定律表明能量守恒，即ΔU = Q - W，其中ΔU是内能的变化，Q是吸收的热量，W是对外做的功。

对于单原子理想气体，内能仅与温度有关，且ΔU = nCvΔT，其中Cv 是摩尔定容热容，对于单原子理想气体，Cv = 3R/2（R是理想气体常数）。

由于效率η = W/Q，我们有：\[ W = ηQ \]\[ W = 0.4 \times 100J = 40J \]现在我们需要找到内能的变化。

由于过程是等压的，我们可以利用盖-吕萨克定律（Gay-Lussac's law）PV = nRT，由于n和R是常数，我们可以简化为PΔV = ΔT。

物理化学课后答案

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。

当气体的摩尔体积与液体的摩尔体积相等时，这时的温度就是临界温度。

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)物理化学习题库(含答案)

《物理化学》复习思考题热力学一、判断题：1、在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变， CO2的热力学能和焓也不变。

( )2、25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。

（）3、稳定态单质的Δf H mΘ(800K)=0 。

( )4、d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。

( )5、系统处于热力学平衡态时，其所有的宏观性质都不随时间而变。

（）6、若系统的所有宏观性质均不随时间而变，则该系统一定处于平衡态。

（）7、隔离系统的热力学能是守恒的。

（）8、隔离系统的熵是守恒的。

（）9、一定量理想气体的熵只是温度的函数。

（）10、绝热过程都是定熵过程。

（）11、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。

（）12、系统从同一始态出发，经绝热不可逆过程到达的终态，若经绝热可逆过程，则一定达不到此终态。

（）13、热力学第二定律的克劳修斯说法是：热从低温物体传到高温物体是不可能的。

（）14、系统经历一个不可逆循环过程，其熵变> 0。

（）15、系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W’<0，且有W’>G和G<0，则此状态变化一定能发生。

（）16、绝热不可逆膨胀过程中S >0，则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中S <0。

（）17、临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。

( )18、可逆的化学反应就是可逆过程。

( )19、Q和W不是体系的性质，与过程有关，所以Q + W也由过程决定。

( )20、焓的定义式H = U + pV是在定压条件下推导出来的，所以只有定压过程才有焓变。

( )21、焓的增加量∆H等于该过程中体系从环境吸收的热量。

( )22、一个绝热过程Q = 0，但体系的∆T不一定为零。

( )23、对于一定量的理想气体，温度一定，热力学能和焓也随之确定。

( )24、某理想气体从始态经定温和定容两过程达终态，这两过程的Q、W、∆U及∆H是相等的。

(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。

物理化学习题及答案

物理化学习题及答案物理化学是研究物质的物理性质和化学性质之间关系的科学。

它结合了物理学的原理和化学的实验方法，以探究物质在不同条件下的性质和行为。

以下是一些物理化学的习题及答案，供学习者参考。

# 习题1：热力学第一定律某理想气体在等压条件下，从状态A（\( P_1, V_1 \)）变化到状态B （\( P_2, V_2 \)）。

已知气体的摩尔热容在等压条件下为\( C_p \)。

求气体在这一过程中的内能变化。

答案：由于气体在等压条件下变化，根据热力学第一定律，内能变化\( \Delta U \)可以通过热量\( Q \)计算：\[ \Delta U = Q - W \]其中，\( W \)是做功，对于等压过程，\( W = P \Delta V \)。

由于\( P \)是常数，\( \Delta V = V_2 - V_1 \)，所以：\[ W = P(V_2 - V_1) \]将\( W \)代入第一定律公式，得到：\[ \Delta U = Q - P(V_2 - V_1) \]由于\( Q = nC_p \Delta T \)，而\( \Delta T \)可以通过\( \Delta V \)和\( C_p \)计算，所以：\[ \Delta U = nC_p \Delta T - P(V_2 - V_1) \]最终，内能变化只与温度变化有关，与体积变化无关。

# 习题2：理想气体状态方程一个理想气体在标准状态下（0°C，1 atm）的体积是22.4 L。

如果这个气体被压缩到1/4其原始体积，求最终的压强。

答案：根据理想气体状态方程\( PV = nRT \)，其中\( P \)是压强，\( V \)是体积，\( n \)是摩尔数，\( R \)是理想气体常数，\( T \)是温度。

在这个问题中，温度和摩尔数保持不变，所以：\[ P_1V_1 = P_2V_2 \]代入已知值，\( P_1 = 1 \) atm，\( V_1 = 22.4 \) L，\( V_2 =\frac{22.4}{4} \) L，解得：\[ P_2 = \frac{P_1V_1}{V_2} = \frac{1 \times 22.4}{22.4/4} =4 \text{ atm} \]# 习题3：化学平衡在一个封闭容器中，反应 \( A(g) \leftrightarrow 2B(g) \) 达到平衡。

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

物理化学习题解答

每个球的体积为：0.03446/2=0.01723m3 由于两个球之间有细玻璃管连通，两个球处于不同温度时，体积和压力均相同，则：
pV n1 RT1 n2 RT2
即: n1T1 n2T2 , 300n1 400n2 且： n1 n2 0.7
联立解得： n1 0.4mol, n2 0.3mol 压力为： p
与实测值产生的误差：
5.37 4.16 0.291 29.1% 4.16
（ii）二氧化碳气体的范德华参数： a=0.3640Pa·m6·mol-2, b=4.267×10-5 m3·mol-1,
RT n2a 8.314 323 0.3640 2 3 5 (V nb) V (0.5 10 1 4.267 10 ) (0.5 10 3 ) 2 2685 0.3640 5871419 1456000 4.415 10 6 Pa 4.415MPa 0.0004573 0.25 10 6 p
解：（1）以电炉丝为系统：环境对系统做功，W>0,电炉丝放热，Q<0, 电炉丝温度升高， U >0； (2)以电炉丝和水为系统：环境对系统做功，W>0,绝热，Q=0，U >0； (3)以电炉丝、水、电源及其它一切有影响的部分为系统： W=0,Q=0, U =0。
2、在 25℃时，2mol H2 的体积为 15dm3,此气体（1）在定温条件下（即始态和终态的温度相同），反抗外压为 105Pa 时，膨胀到体积为 50 dm3；（2）在定温下，可逆膨胀到体积为 50 dm3。
2、一球形容器抽空后质量为25.0000 g，充以4℃的水(体积质量为 1000 kg·m-3)，总质量为125.0000 g。若改充以25 ℃，l.333 × 104 Pa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163 g，试求该气体的摩尔质量。若据元素分析结果，测得该化合物中各元素的质量分数ω分别为 ω(C)=0.799，ω(H)=0.201，试写出该碳氢化合物的分子式。解：设容器的体积为V：密度：水 1000kg m 3

物理化学(全册)习题(答案)

《物理化学》复习题一、选择题：1.体系的状态改变了，其内能值（）A 必定改变B 必定不变状态与内能无关 2.μ=0 3. （）A. 不变B. 可能增大或减小C. 总是减小4.T, p, W ‘=0≥0 C. (dG)T,V, W=0≤0 D. (dG) T, V, W ‘=0≥0 5.A. (dA)T, p, W ‘=0≤0B. (dA) T, p, W ‘=0≥ T, V, W ‘=0≥0 6.下述哪一种说法正确？因为A. 恒压过程中,焓不再是状态函数B. 恒压过程中,焓变不能量度体系对外所做的功 D. 恒压过程中, ΔU 不一定为零 7. NOCl 2（g ）＝NO （g ） + Cl 2（g ）为吸热反应，改变下列哪个因素会使平衡向右移动。

（）增大压力 C. 降低温度 D. 恒温、恒容下充入惰性气体 8. ）A. 溶液中溶剂化学势较纯溶剂化学势增大B. 沸点降低C. 蒸气压升高 9．ΔA=0 的过程应满足的条件是（）C. 等温等容且非体积功为零的过程10.ΔG=0 的过程应满足的条件是（） C. 等温等容且非体积功为零的过程D. 等温等容且非体积功为零的可逆过程 11. 300K 将1molZn Q p ，恒容反应热效应为Q v ，则Q p -Q v = J 。

无法判定12．已知FeO(s)+C(s)=CO(g)+Fe(s)，反应的Δr H m 0为正，Δr S m 0为正（设Δr H m 0和Δr S m 0不随温度而变化）A. 高温有利B. 低温有利与压力无关13．化学反应 N 2(g) +3H 2(g) = 2NH 3(g)A. 3NH 2H 2N μμμ==B. 032=++3NH 2H 2N μμμC. NH 2H 2N μμμ32==14. 某化学反应的方程式为2A →P ，则在动力学研究中表明该反应为（）A.二级反应B.基元反应C.双分子反应15. 已知298 K 时， Hg 2Cl 2 + 2e - === 2Hg + 2Cl -， E 1 AgCl + e - === Ag + Cl -， E 2= 0.2224 V 。

物理化学习题及答案

一、单选题（每题2分，共30分）1. 在298K及101.325KPa下的1.00dm3氢气，等温可逆膨胀到2.00 dm3，所做功的绝对值为CA、0.418 JB、0.0418 JC、70.3JD、7.11J2. 对于孤立体系的实际过程，下列关系式不正确的是DA、W=0B、Q=0C、△U=0D、△H=03. 一封闭系统进行可逆循环，其热温商之和DA、总是正值B、总是负值C、是温度的函数D、总为零4. 液体A和B混合成实际溶液时，当A和B之间的作用力大于相同分子之间的作用力时，该溶液对拉乌尔定律将BA、产生正偏差B、产生负偏差C、不产生偏差D、无法确定5. 关于偏摩尔量，下面的叙述不正确的是BA、偏摩尔量是状态函数，其值与物质的量无关B、偏摩尔量的值不能小于零C、体系的强度性质无偏摩尔量D、纯物质的偏摩尔量等于摩尔量6.克拉贝龙方程dP/dT=△H m(相变)/T△Vm(相变)，其应用条件是DA、只适用于纯物质的气液、气固平衡B、只适用于服从理想气体行为的为气液、气固平衡C、任何纯物质的相变热不随温度而变的两相平衡D、任何纯物质两相平衡体系7.含KNO3和NaCl的水溶液与纯水达到渗透平衡，其自由度数f为DA、1B、2C、3D、48.分解反应A(s)=B(g)+2C(g) 该反应的平衡常数Kp与分解压力P的数值之间为 CA、Kp=P3B、Kp>P3C、Kp<P3D、无法比较9.在一定温度和压力下，某化学反应达到平衡应满足的条件是BA、B、C、D、10.放射性元素B的半衰期是8h，16克B在32h后还剩DA、8gB、4gC、2gD、1g11.一反应物转化率与其初始浓度无关，该反应的速率方程是AA、-dc/dt=kcB、-dc/dt=kC、-dc/dt=kc2D、-dc/dt=kc312.有关活化能的下列说法正确的是： AA、活化能与反应本性有关B、活化能与反应温度完全无关C、活化能与反应途径无关D、活化能与反应物浓度有关13.若浓度为m的H2SO4溶液的平均活度系数γ±为，则其活度为：CA、41/3γ±mB、γ±mC、4γ±3m3D、γ±m314.对Fe(OH)3胶体聚沉能力最强的电解质是：DA、NaClB、MgCl2C、AlCl3D、Na2SO415.不同弯曲液面饱和蒸气压之间存在：BA、P平>P凹>P凸B、P凸>P平>P凹C、P凹>P平>P凸D、P凸>P凹>P平16．在298K及101325Pa下1.00dm3 等温可逆膨胀到2.00 dm3，所做的功的绝对值为：D（A）0.418J （B）0.0418J （C）7.115J （D）70.3J17．下列各式不受理想气体条件限制的是：D（A）PVV =常数（B）（P/ v）T =－P/V（C）Qp=Qv+ΣνBRT （D）△H=△U+P△V18．下列关系式不能成立的是C（A）理想气体向真空膨胀时，△S=nRlnV2/V1（B）水在298K，101325Pa下蒸发△S=（△H-△G）/T（C）恒温恒压下，可逆的电池反应中△S=△H/T（D）对不可逆的电池反应中△S=-（△G / T）P19．在等压下，体系对外所做的有用功的绝对值（A）可以大于体系G降低的绝对值（B）等于体系G降低的绝对值（C）等于体系F降低的绝对值（D）不能大于体系G降低的绝对值20．多组分均相体系中任一物质B的偏摩尔内能的定义是：B（A）（эU/эnB）T.V。