《物理化学》复习题

物理化学复习题

第一章 热力学第一定律

一、填空题

1、一定温度、压力下，容器中进行如下反应：Zn(s)+2HCl(aq)= ZnCl 2(aq)+H 2(g)，若按质量守恒定律，则反应系统为 系统；若将系统与环境的分界面设在容器中液体的表面上，则反应系统为 系统。

2、所谓状态是指系统所有性质的 。而平衡态则是指系统的状态 的情况。系统处于平衡态的四个条件分别是系统内必须达到 平衡、 平衡、 平衡和 平衡。

3、下列各公式的适用条件分别为：U=f(T)和H=f(T)适用于 ；Q v =△U 适用于 ；Q p =△H 适用于 ；△U=dT nC 1

2T T m ,v ⎰适用

于 ；△H=dT nC 2

1T T m ,P ⎰适用于 ；Q p =Q V +△n g RT 适用

于 ；pV r =常数适用于 。

4、按标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓的定义，在C （石墨）、CO （g ）和CO 2(g)之间， 的标准摩尔生成焓正好等于 的标准摩尔燃烧焓。标准摩尔生成焓为零的是 ，因为它是 。标准摩尔燃烧焓为零的是 ，因为它是 。

5、在节流膨胀过程中，系统的各状态函数中，只有 的值不改变。理想气体经节流膨胀后，它的 不改变，即它的节流膨胀系数μ= 。这是因为它的焓 。

6、化学反应热会随反应温度改变而改变的原因是 ；基尔霍夫公式可直接使用的条件是 。

7、在 、不做非体积功的条件下，系统焓的增加值 系统吸收的热量。

8、由标准状态下元素的 完全反应生成1mol 纯物质的焓变叫做物质的 。

9、某化学反应在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进行, 系统温度由T 1升高到T 2，则此过程的焓变 零；若此反应在恒温（T 1）、恒压和只做膨胀

功的条件下进行，则其焓变 零。

10、实际气体的μ=0P T H 〈⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,经节流膨胀后该气体的温度将 。

11、公式Q P =ΔH 的适用条件是 。

12、若某化学反应，只做体积功且满足等容或等压条件，则反应的热效应只由 决定，而与 无关。

13、常温下，氢气经节流膨胀ΔT 0；W 0；Q 0；ΔU 0；ΔH 0。

14、在充满氧的绝热定容反应器中，石墨剧烈燃烧的反应器以其中所有物质为系统Q 0；

W 0；ΔU 0；ΔH 0。

二、简答题

1、为什么无非体积功的等压过程的热，只决定与体系的初终态？

2、“因△H = Q p 所以只有等压过程才有△H ，”这句话是否正确？为什么？

3、“因为△H = Q p ，所以Q p 也具有状态函数的性质”对吗？为什么？

4、为什么对于理想气体，公式dT C U T T m v ⎰=∆2

1, 可用来计算任意变温过程的dU 并不受定容条件的限制？

5、为什么理想气体常数R 在数值上等于1mol 理想气体升高1K 所作的等压体积功？

6、“稳定单质的焓值等于零”；“化合物的摩尔生成热就是1mol 该物质所具有的焓值”对吗？为什么？

7、反应A(g)+2B(g)→C(g)的△H m (298.2K)>0，则此反应进行时必定吸热，对吗？为什么？

8、从气体的同一初态出发分别经等温可逆压缩至终态体积是，那一个过程所作压缩功大些？为什么？从同一初态出发，分别经可逆的绝热膨胀与不可逆的绝热膨胀至终态体积相同时，气体的压力相同吗？为什么？

10、测定CH 3OH(l)+3/2 O 2(g)=CO 2(g)+2H 2O(l)反应的热效应。

11、设有一电炉丝浸入水中，接上电源，通以电流一段时间。分别按下列几种情况作为体系，试问△Ｕ、Ｑ、Ｗ为正、负，还是为零？

（1）以水和电阻丝为体系；

（2）以水为体系；

（3）以电阻丝为体系；

（4）以电池为体系；

（5）以电池、电阻丝为体系；

（6）以电池、电阻丝、水为体系。

12、设有一装置如下图所示，一边是水，另一边是浓硫酸，中间以薄膜分开，两边的温度均为T1，当将薄膜弄破以后温度由T1升到T2，如果以水和浓硫酸为体系，问此体系的△U是正、负，还是零。如果以水和浓硫酸为体系，问此体系的△U是正、负，还是零。如果在薄膜破了以后，设法通入冷却水使浓硫酸和水的温度仍为T1，仍以原来的水和浓硫酸为体系，问△U是正、负，还是零。

12题图

13、一个绝热圆筒上有一个无摩擦无重量的绝热活塞，其内有理想气体，圆筒内壁绕有电炉丝。当通电时气体慢慢膨胀，这是等压过程。请分别讨论（1）选理想气体为体系；（2）选理想气体和电阻丝为体系；两个过程的Q和体系的△H 是大于、等于还是小于零？

14、判断下列过程中Q、W、△U、△H各量是正、零还是负值；

理想气体自由膨胀；理想气体节流膨胀；理想气体绝热、反抗恒外压膨胀；理想气体恒温可逆膨胀；1 mol实际气体恒容升温；H2O（1，P0，273K）→H2O （S，P0，273K）在绝热恒容器中，H2（g）与Cl2(g)生成HCl(g)(理想气体反应)

15、如下图所示，设有一电炉丝浸于水中，接上电源，通以电流一段时间。如果按下列几种情况作为系统，试问△U、Q、W为正、为负还是为零？（1）以电炉丝为系统；（2）以电炉丝和水为系统；（3）以电炉丝、水、电源、及其他一切有影响的部分为系统。

15题图16题图

16、设有一装置如上图所示，（1）将隔板抽去以后，以空气为系统时，△U、Q、W为正、为负还是为零？（2）如右方小室亦有空气，不过压力较左方小，将隔板抽去以后，以所有空气为系统时，△U、Q、W为正、为负还是为零？

17、在标准压力下和100O C，1mol水等温蒸发为蒸汽。假设蒸汽为理想气

,这一结论对体。因为这一过程中系统的温度不变，所以，△U=0，⎰=

dT

Q

C

=0

p

p

否？为什么？

18、一气体从某一状态出发，经绝招可逆压缩或等温可逆压缩到一固定的体积哪一种压缩过程所需的功大？为什么？如果是膨胀，情况又将如何？

三、综合题

1、已知PbO(s)在291K的生成热为-219.5kJ·mol-1，在291K到473K之间，Pb(s)，O2(g)及PbO(s) 的平均比热各为0.134，0.900和0.218J·g-1·K-1，试计算PbO(s)在473K时的生成热。

2、n mol理想气体由p1，V1，T1，恒温膨胀到p2，V2，T2，求过程的焓变ΔH，结果能说明什么？

3、已知冰在0℃及101.325kPa，熔化热为6008J·mol-1，水在100℃及101.325kPa下，蒸发热为44011J·mol-1，在0℃～100℃间水的平均比热为

75J·K-1·mol-1，求在101.325kPa下，将1mol的0℃冰变成100℃的水蒸气，试计算其ΔU，ΔH。

4、0.01m3氧气由273K，1MPa经过(1)绝热可逆膨胀(2)对抗外压p=0.1MPa 做绝热不可逆膨胀，气体最后压力均为0.1MPa，求两种情况所做的功。(氧气的

C p,m=29.36J·K-1·mol-1)

5、10mol的理想气体分别经过下述(a)和(b)两个过程，在673K从1.8×10-3m3等温膨胀到2.4×10-3m3，试计算其膨胀功W及体系所吸收的热Q。(a)可逆恒温膨胀；(b)对抗外压为2.026×105Pa的等温膨胀。