物理化学实验答案1
物理化学中国石油大学课后习题答案第1章
= 37.59kJ ⋅ mol-1 （3）水在 373.2K 和 p! 压力下气化，这是一个等压过程，所以
Δ
vap
H
! m
=
Q
=
40.69kJ ⋅ mol-1
4.理想气体等温可逆膨胀，体积从V1 胀大到10V1 ，对外作了 41.85kJ 的功，体系的起始压力 为 202.65kPa 。 （1）求V1 ；（2）若气体的量为 2mol ，试求体系的温度。 解： （1）理想气体等温可逆膨胀
=
⎡⎢⎣100
×103
×
(1677
−
1.043)
×10−3
×
18.02 1000
⎤ ⎥⎦
J
=3020.1J
（2）忽略液态水的体积，则
W = p外ΔV ≈ p外Vg
=
⎡⎢⎣100
×103
×
1677
×10−3
×
18.02 1000
⎤ ⎥⎦
J=3022.0J
误差为
3022.0 − 3020.1 ×100% = 0.063% 3020.1
以 Zn 和盐酸为体系，求该反应所作的功及体系内能的变化。
解：反应所作的功：
W = pΔV ≈ pV (H2 ) = nRT = (1×8.314× 291) J = 2.42kJ
体系内能的变化：
ΔU = Q −W = (−152 − 2.42) kJ = −154.42kJ
3. 在 373.2K 和 pθ 压力下，使1 mol H2O（l）气化，己知水在气化时吸热 40.69kJ ⋅ mol−1 。 求
∫ ∫ W =
V2 pdV = V2 nRT dV
V1
V V1
物理化学习题课答案(一)
物理化学习题课答案〔一〕_________________ _________________ _________________一. 选择题1. 对于理想气体的内能有下述四种理解：<1> 状态一定,内能也一定<2> 对应于某一状态的内能是可以直接测定的<3> 对应于某一状态,内能只有一个数值,不可能有两个或两个以上的数值<4> 状态改变时,内能一定跟着改变其中正确的是：< D ><A>〔1〕〔2〕〔B〕〔3〕〔4〕<C>〔2〕〔4〕〔D〕〔1〕〔3〕2. 下列宏观过程：<1> p ,273 K 下冰融化为水<2> 电流通过金属发热<3> 往车胎内打气<4> 水在101 325 Pa, 373 K 下蒸发可看作可逆过程的是：< A ><A>〔1〕〔4〕〔B〕〔2〕〔3〕<C>〔1〕〔3〕〔D〕〔2〕〔4〕3. 一定量的理想气体从同一始态出发,分别经<1> 等温压缩,<2> 绝热压缩到具有相同压力的终态,以H1,H2分别表示两个终态的焓值,则有：< C ><A> H1> H2<B> H1= H2<C> H1< H2<D> 不能确定4. 对于下列的四种表述：<1> 因为ΔH=Q p,所以只有等压过程才有ΔH<2> 因为ΔH=Q p,所以Q p也具有状态函数的性质<3> 公式ΔH=Q p只适用于封闭体系<4> 对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程,其热量只决定于体系的始态和终态上述诸结论中正确的是：< B ><A>〔1〕〔4〕〔B〕〔3〕〔4〕<C>〔2〕〔3〕〔D〕〔1〕〔2〕5. ΔH = Q p适用于下列哪个过程？< B ><A> 理想气体从1×107Pa反抗恒定的外压1×105Pa膨胀到1×105Pa<B> 0℃、101325Pa下冰融化成水<C> 101325Pa下电解CuSO4水溶液<D> 气体从298K,101325Pa可逆变化到373K、10132.5Pa6. 在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间：< CD><A> 一定产生热交换<B> 一定不产生热交换<C> 不一定产生热交换<D> 温度恒定与热交换无关7. 在一个刚性的绝热容器中燃< B >C6H6<l> + <15/2>O2<g> 6CO2〔g〕+ 3H2O<g><A> ΔU = 0 ,ΔH < 0 ,Q = 0 <B> ΔU = 0 ,ΔH > 0 ,W = 0 <C> ΔU = 0 ,ΔH = 0 ,Q = 0 <D> ΔU ≠0 ,ΔH ≠0 ,Q = 08. 体系的压力p<体系>与环境的压力p<环境>有何关系? < D ><A> 相等 <B> 无关系<C>p<体系>> p<环境> <D> 可逆变化途径中p<体系>=p<环境>9. 如图,在绝热盛水容器中,浸有电阻丝,通以电流一段时间,如以电阻丝为体系,则上述过程的Q 、W 和体系的ΔU 值的符号为： < B ><A> W = 0,Q < 0, ΔU <0 <B> W> 0,Q < 0, ΔU >0 <C> W = 0,Q > 0, ΔU > 0 <D>W < 0,Q = 0, ΔU > 010. 理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? < BC > 11. 测定有机物燃烧热Q p ,一般使反应在氧弹中进行,实测得热效应为Q V .由公式得： Q p =Q V +ΔnRT=Q V +p ΔV,式中p 应为何值 < D ><A> 氧弹中氧气压力 <B> 钢瓶中氧气压力 <C> p <D> 实验室大气压力12. 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？ < D ><A> 体系本身没有任何变化<B> 再沿反方向经历一个可逆的卡诺循环,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13. 在 100℃ 和 25℃ 之间工作的热机,其最大效率为 < D ><A> 100 % <B> 75 % <C> 25 % <D> 20 %14. 在理想气体的S-T 图中,通过某点可以分别作出等容线和等压线,其斜率分别为则在该点两曲线的关系为： 〔A 〕〔A 〕 x < y 〔C 〕 x = y 〔D 〕 无确定关系15. 某气体状态方程为仅表示体积的函数,问在恒温下该气体的熵是随体积的增加而： < A> 〔A 〕 增加 〔B 〕减少 〔C 〕不变 〔D 〕不确定16. 室温25℃下, 1 mol 理想气体进行焦耳实验〔自由膨胀〕,求得 ΔS = 19.16 J·K -1,则体系的吉布斯自由能变化为： < AB ><A> ΔG = -5614 J <B> ΔG < 19.16 J <C> ΔG = -479 J <D> ΔG = 017. 2 mol H 2和 2 mol Cl 2在绝热钢筒内反应生成HCl 气体,起始时为常温常压.则< C ><A> Δr U = 0,Δr H = 0,Δr S > 0,Δr G < 0 <B> Δr U < 0,Δr H < 0,Δr S > 0,Δr G < 0 <C> Δr U = 0,Δr H > 0,Δr S > 0,Δr G < 0 <D> Δr U > 0,Δr H > 0,Δr S = 0,Δr G > 018. 理想气体与温度为T 的大热源接触作等温膨胀,吸热Q,所作的功是变到相同终态的最大功的20％,则体系的熵变为 < C >ӘS ӘT V x , y ,〔A 〕 Q/T 〔B 〕0 〔C 〕5 Q/T 〔D 〕－Q/T19. 单原子理想气体的温度由T 1变到T 2时,等压过程体系的熵变<ΔS>p 与等容过程的熵变<ΔS>v 之比为 < D > 〔A 〕 1:1 〔B 〕2:1 〔C 〕3:5 〔D 〕5:320. 在恒温恒压下不作非体积功的情况下,下列哪个过程肯定能自发进行？ < C ><A> ΔH > 0,ΔS > 0 <B> ΔH > 0,ΔS < 0 <C> ΔH < 0,ΔS > 0 <D> ΔH < 0,ΔS < 0二. 空题1. 公式Δmix S = － R ∑B n B lnx B 的应用条件是：封闭体系平衡态、理想气体、等温混合,混合前每种气体单独存在时的压力都相等,且等于混合后的总压力.2. 对一封闭体系,W f = 0 时,下列过程中体系的ΔU ,ΔS ,ΔG 何者必为零？<1> 绝热密闭刚性容器中进行的化学反应过程 ΔU ； <2> 某物质的恒温恒压可逆相变过程 ΔG ；<3> 某物质经一循环恢复原状态 ΔU ,ΔS ,ΔG. 3. 理想气体等温 <T = 300 K> 膨胀过程中从热源吸热 600 J,所做的功仅是变到相同终态时最大功的 1/10,则体系的熵变ΔS = 20 J·K -1. 因为 W R = Q R = 600 J×10 = 6.000 kJ 所以 ΔS = Q R /T = 6000 J/300 K = 20 J·K -14. 理想气体向真空膨胀,体积由V 1变到V 2,其ΔU=0 ,ΔS>0 .5. 1 mol 单原子分子理想气体,从p 1=202 650 Pa,T 1= 273 K 在p/T=常数的条件下加热,使压力增加到p 2=405 300 Pa,则体系做的体积功W = 0J. 因为p/T=常数,当p 2 = 2p 1时,T 2 = 2T 1,即V 2 = V 1 所以W=06. 当一个化学反应的ΔCp 等于零时,该反应的热效应就不受温度影响. Kirchhoff 定律7. 对熵产生d i S 而言,当体系内经历可逆变化时其值=0, 而当体系内经历不可逆变化时其值>0.8. 对于任何宏观物质,其焓H 一定＞内能U <填上 ＞、＜、＝> ,因为H=U+pV ； 对于等温理想气体反应,分子数增多的ΔH 一定 ＞ΔU,因为Δn>0 .9. 在恒熵恒容只做体积功的封闭体系里, 当热力学函数 U 到达最 小 值时,体系处于平衡状态.因为10. 300 K 时,将2 mol Zn 片溶于过量的稀硫酸中,若反应在敞口容器中进行时放热Q p ,在封闭刚性容器中进行时放热Q V ,则Q V －Q p = - 4988 J.11. 在自发过程中,体系的热力学概率和体系的熵的变化方向 相同 ,同时它们又都是 状态函数,两者之间的具体函数关系是S = kln Ω,该式称为玻耳兹曼公式,它是联系宏观量和微观量 的重要桥梁.12. 如图.两条等温线的温度分别为T a ,T b .1mol 理想气体经过路径1231的W I 与经过路径4564的W II 大小关系是W I =W II .13. 在绝热封闭条件下,体系的∆S 的数值可以直接用作过程方向性的判据, ∆S = 0表示可逆过程；∆S > 0 表示不可逆过程；∆S < 0 表示不可能发生的过程. 14. 在横线上填上 ＞、＜、＝ 或 ？〔？代表不能确定〕. 水在 373.15 K 和 101.325 kPa 下通过强烈搅拌而蒸发,则 <A> ΔS____>__Q/TQ 为该过程体系吸收的热量()()()()反应物生成物∑∑-=∆C C Cmp B m p B p ,,νν<B> ΔF____<__ -W<C> ΔF____<__ -W f <忽略体积变化> <D> ΔG____<__ -W f15. 公式ΔS = nRln<V 2/V 1> + C V ln<T 2/T 1>的适用X 围是 封闭体系,理想气体从始态P 1,V 1,T 1经历任何过程到态终态P 2,V 2,T 2 .三. 指出下列公式的适用条件〔1〕dU=δQ–PdV〔2〕ΔH=Q P ； ΔU=Q V 〔3〕2211;T T P V T T C dT U C dT ∆H =∆=⎰⎰〔4〕21ln V W nRT V = 〔5〕W= －PΔV 〔6〕PV γ＝常数 〔7〕1221V Vln nR P P lnnR S ==∆〔8〕⎰=∆21P P Vdp G〔9〕ln mix BB S RnX ∆=-∑〔10〕12222111lnln ln ln p v p T V TS nR C nR C p T V T ∆=+=+ 答案： 1. 封闭体系非膨胀功为02. ΔH=Q P , 封闭体系、平衡态,不作非膨胀功,等压过程 ΔU=Q V , 封闭体系、平衡态,不作非膨胀功,等容过程3. 21T P T C dT ∆H =⎰,封闭体系、平衡态,状态连续变化的等压过程21T V T U C dT ∆=⎰,封闭体系、平衡态,状态连续变化的等容过程对于理想气体,适用于一切过程.4. 封闭体系、平衡态,不作非膨胀功,理想气体等温可逆过程.5. 封闭体系、平衡态,不作非膨胀功,等外压膨胀过程6. 封闭体系、平衡态,不作非膨胀功,理想气体绝热可逆过程.7. 封闭体系、平衡态,理想气体,等温过程,不作其他功.8. 封闭体系、平衡态,状态连续变化的等温过程,不作其他功. 9．封闭体系、平衡态,理想气体等温等压混合. 10．理想气体从始态经历任何过程到终态四. 计算题1. 1mol 单原子理想气体,始态为P 1＝202650Pa,T 1＝273K,沿可逆途径P/T ＝常数至终态,压力增加一倍.计算V 1,V 2,T 2,Q,W,V 1,ΔH,,ΔU.解答：3111m 0112.0Pa 202650K 273K mol J 314.8mol 1P nRT V 11=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⋅⋅⨯==-- 因为P/V=常数,所以：ΔU ＝nC V ,m 〔T 2 －T 1〕＝10.21kJΔH ＝nC P,m 〔T 2 －T 1〕＝17.02kJ Q ＝ΔU －W ＝13.61kJ2. 在p θ和373.15 K 下,把1mol 水蒸气可逆压缩为液体,计算Q,W,∆U m ,∆H m ,∆F m ,∆G m 和∆S m .已知在373.15 K 和p θ下,水的摩尔汽化热为40.691 kJ·mol -1.解答：当外压恒定时：W = —p ΔV m = p[V m <l>－V m <g>] ≈pV m <g> = RT ＝3.101 kJ·mol -1 此时：Q p = ΔH m = －Δvap H m = - 40.691 kJ·mol -1 <2分> ΔU m =ΔH m －p ΔV m = -37.588 kJ·mol -1 <2分> ΔG m = 0ΔF m = W R = 3.103 kJ·mol -1 ΔS m = Q R /T = -109.0 J·K-1·mol -13. 今有 A,B,C 三种液体,其温度分别为 303 K,293 K,283 K.在恒压下,若将等质量的 A 与 B 混合,混合后终态温度为 299 K ；若将A 与C 等质量混合,则终态温度为 298 K.试求 B 与C 等质量混合的终态温度.<设所有混合过程均无热的损失> 解答： A 、B 混合：m<T A -T 1>C p,A =m<T 1-T B >C p,B带入数据得：C p,B =<2/3>C p,AA 、C 混合：m<T A -T 2 >C p,A =m<T 2-T C >C p, C 得：C p,C =<1/3>C p,AB 、C 混合：m<T B -T>C p,B =m<T-T C >C p,C得BC 等质量混合得终态温度为：T=289.7K4. 试根据封闭体系热力学基本方程证明：p 22p )T G(T C ∂∂-= 证明：由dG=-SdT+Vdp 可得故p 22p p p p )TG (T T ))T G(T ()TG ()T H (C ∂∂-=∂∂∂∂-∂∂=∂∂=5. 经历下述可逆等压过程：此体系的 C p = 20 J·K -1,始态熵 S 1= 30 J·K -1.计算过程的Q,W 与体系的ΔU ,ΔH ,ΔS ,ΔF ,ΔG 的值.解答：封闭体系可逆等压过程中,Q p = ΔH =⎰21T T p C dT = 6.000 kJ体积功：W = －p<V 2－V 1> = －228.0 J ΔU = Q + W = 5.772 kJ ΔS =⎰21T T p C dln<T/K> = C p ln<T 2/T 1> = 11.2 J·K -1 S 2=ΔS +ΔS 1= 41.2 J·K -1ΔF =ΔU －Δ<TS> = -11.06 kJ ΔG =ΔH －Δ<TS> = -10.84 kJ6. 请分别根据条件<a>和条件<b>计算说明以下两种状态的的水哪一个更稳定.〔1〕H 2O 〔l,298.2K,p θ〕<2> H 2O <g,298.2K,p θ>.已知如下数据： <a> 水在298.2K 时的饱和蒸汽压是3167.7Pa<b> H 2O 〔l,298.2K,p θ〕→ H 2O <g,298.2K,p θ> 的1m r mol .kJ 01.44H -θ=∆,C p,m <H 2O,g>=30.12+11.3×10-3TJ·K -1·mol -1,C p,m <H 2O,l>=75.30J·K -1·mol -1解答：由Gibbs 判据P43,计算状态〔1〕到〔2〕的Gibbs 自有能变化就能判断哪种状态更稳定.设计如下过程：H 2O 〔l,298.2K, p θ〕→H 2O <l, 298.2K, 3167.7Pa>→ H 2O <g, 298.2K, 3167.7Pa>→H 2O <g, 298.2K, p θ>对于液体0G 1≈∆〔P47〕,02=∆G3G ∆＝nRTlnp 2/p 1 P47G ∆=8591J>0,所以：液态水更稳定.7. 根据熵增加原理,请论证一个封闭体系由始态A 到同温的状态B,在等温过程中,可逆过程吸热最多,对外做功最大.且在该体系中所有恒温可逆过程中吸的热和做的功都相等. 证明：a. 设体系由状态A 经任一等温不可逆过程〔I 〕到达状态B,吸热Q iR ,做功W iR , 另外状态A 经等温可逆过程〔II 〕到达状态B,吸热Q R ,做功W R ,用此两过程可以构成一个循环,A 经过程I 到B,然后经II 的逆过程回到A 此时,系统复原,0＝体S ∆,由于是等温过程,环境一定是温度为T 的热源,TQ Q S RiR +-∆＝环,由于整个循环过程是不可逆的0〉∆+∆环体S S ,所以Q R >Q iR由热力学第一定律 iR iR R R W Q W Q U +=+=∆W R ＜W iR所以：|W R |>|W iR |b. 同理用以上的思路设计包含两个恒温可逆过程的循环过程,而此过程是可逆的.所以得出两个过程的Q 和W 都相等.8. 一个绝热容器原处于真空状态,用针在容器上刺一微孔,使298.2K,Pθ的空气缓慢进入,直至压力达平衡.求此时容器内空气的温度.〔设空气为理想的双原子分子〕解答：设终态时绝热容器内所含的空气为体系,始终态与环境间有一设想的界面,始终态如 下图所示 在绝热相上刺一小孔后,n mol 空气进入箱内,在此过程中环境对体系做功为 P θV 0.体系对真空箱内做功为0.体系做的净功为Pθ V 0 ,绝热过程Q ＝0, ΔU ＝W ＝ P θV 0＝nRT 1 又理想气体任何过程： ΔU ＝ C v 〔T 2－T 1〕联立上式：nRT 1＝C v 〔T 2－T 1〕 对于双原子理想气体 C v,m ＝2.5R 则 T 2＝1.4T 1＝417.5K9. 有一个礼堂容积为1000m 3,气压为Pθ,室温为293K,在一次大会结束后,室温升高了5K,问与会者们对礼堂内空气贡献了多少热量？P=0 V 1 P=P θ V 1, T 2 P=P θ, n mol V 0 T 1=298K解答：若选取礼堂内温度为293K的空气为体系,则随着的温度升高,室内空气不断向外排出,体系已经不在封闭了,实际上这是一个敞开体系,室内空气随着温度的升高逐渐减少,现选取某一时刻礼堂内的空气为体系,在压力和体积维持恒定时,n＝PV/ RT.等压过程中的热量计算：会议过程中的总热量：可以近似认为空气为双原子分子,C P,m=7/2R,P,V,R,T1均已知,T2＝T1＋5＝298K代入得Q P＝6000.8J。
物理化学第五版第三章答案（1）
第三章 热力学第二定律3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作。
求（1） 热机效率；（2） 当向环境作功时，系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热。
解：卡诺热机的效率为根据定义3．2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求：（1） 热机效率；（2） 当从高温热源吸热时，系统对环境作的功及向低温热源放出的热解：(1) 由卡诺循环的热机效率得出（2）3．3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作，求（1）热机效率；（2）当向低温热源放热时，系统从高温热源吸热及对环境所作的功。
解： （1）(2)3．4 试说明：在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时，若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功－W 。
假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率，其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源，而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法。
证： （反证法） 设 r ir ηη>不可逆热机从高温热源吸热，向低温热源放热，对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等，即总的结果是：得自单一低温热源的热，变成了环境作功，违背了热力学第二定律的开尔文说法，同样也就违背了克劳修斯说法。
3．5 高温热源温度，低温热源温度，今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源，求此过程。
解：将热源看作无限大，因此，传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间。
求下列三种情况下，当热机从高温热源吸热时，两热源的总熵变。
（1）可逆热机效率。
（2）不可逆热机效率。
（3）不可逆热机效率。
解：设热机向低温热源放热，根据热机效率的定义因此，上面三种过程的总熵变分别为。
3.7 已知水的比定压热容。
今有1 kg，10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水，求过程的。
（1）系统与100℃的热源接触。
物理化学实验答案1
物理化学实验答案1一、溶液中的等温吸附五、注意事项1.溶液的浓度配制要准确，活性炭颗粒要均匀并干燥2.醋酸是一种有机弱酸，其离解常数Ka=1.76某，可用标准碱溶液直接滴定，化学计量点时反应产物是NaAc，是一种强碱弱酸盐，其溶液pH 在8.7左右，酚酞的颜色变化范围是8-10，滴定终点时溶液的pH正处于其内，因此采用酚酞做指示剂，而不用甲基橙和甲基红。
直到加入半滴NaOH标准溶液使试液呈现微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。
3．变红的溶液在空气中放置后，因吸收了空气中的CO2，又变为无色。
4.以标定的NaOH标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2，以它测定醋酸的浓度，用酚酞做为指示剂，则测定结果会偏高。
为使测定结果准确，应尽量避免长时间将NaOH溶液放置于空气中。
七、讨论1.测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当，即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。
既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附，又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。
2.按朗格谬尔吸附等温线的要求，溶液吸附必须在等温条件下进行，使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡，使之达到平衡。
本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。
实验过程中温度会有变化，这样会影响测定结果。
3．由实验结果可知，活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附，可用Langmuir吸附等温式表征其吸附特性。
用溶液吸附法测定活性炭比表面积，不需要特殊仪器，但测定过程中要防止溶剂挥发，以免引起测量误差。
此外，由于忽略界面上被溶剂占据部分，因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。
但由于方法简便，可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。
八、思考题（供参考）1．吸附作用与哪些因素有关？固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同？答：吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。
固体在溶液中的吸附，除了吸附溶质还有溶剂，液固吸附到达平衡时间更长；固体吸附剂吸附气体受温度、压力及吸附剂和吸附质性质影响：气体吸附是放热过程,温度升高吸附量减少；压力增大,吸附量和吸附速率增大；一般吸附质分子结构越复杂,被吸附能力越高。
物理化学 答案 第一章_习题解答
-
知此气体的 Cp,m=29.10 J·K 1，求过程的ΔU、ΔH、Q 和 W 。 解： （1）等容
ΔU = n ⋅ Cv ,m (T2 − T1 ) = 1 × (29.1 − 8.314) × 75 = 1559 J ΔH = n ⋅ C p ,m (T2 − T1 ) = 1 × 29.1 × 75 = 2183 J
η = −Wr / Q1 = (T1 − T2 ) / T1 = (500 − 300) / 600 = 40%
第二个卡诺热机效率
η ′ = −Wr / Q1′ = (T1 − T2′) / T1 = (500 − 250) / 600 = 50%
∵
η =η′
∴两个热机的效率不相同
（2）第一个热机吸收的热量： Q1 =
γ =1.4，试求 Cv,m。若该气体的摩尔热容近似为常数，试求在等容条件下加热该气体至 t2=
80℃所需的热。 解：∵ γ =
C p,m Cv , m
=
Cv , m + R Cv , m
= 1.4
∴ Cv, m =
R
γ
=
8.314 = 20.79 J ⋅ K -1 ⋅ mol-1 0.4
Qv = n ⋅ Cv ,m ⋅ ΔT = =
4
3 3 ⎧ ⎧ ⎪V1 = 5dm ⎪V2 = 6dm Q (可 ) = 0 ⎯⎯⎯⎯ → ⎨ ⎨ ⎪T1 = 298.15 K ⎪T2 = 278.15 K ⎩ ⎩
由理想气体绝热可逆过程方程式可知
T2 / T1 = (V1 / V2 ) Cv ,m =
R / Cv , m
物理化学实验答案1
物理化学实验答案1 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN一、溶液中的等温吸附五、注意事项1.溶液的浓度配制要准确，活性炭颗粒要均匀并干燥2. 醋酸是一种有机弱酸，其离解常数Ka = 1.76× ，可用标准碱溶液直接滴定，化学计量点时反应产物是NaAc，是一种强碱弱酸盐，其溶液pH 在8.7 左右，酚酞的颜色变化范围是8-10，滴定终点时溶液的pH 正处于其内，因此采用酚酞做指示剂，而不用甲基橙和甲基红。
直到加入半滴NaOH 标准溶液使试液呈现微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。
3．变红的溶液在空气中放置后，因吸收了空气中的CO2，又变为无色。
4. 以标定的NaOH 标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2，以它测定醋酸的浓度，用酚酞做为指示剂，则测定结果会偏高。
为使测定结果准确，应尽量避免长时间将NaOH 溶液放置于空气中。
七、讨论1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当，即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。
既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附，又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。
2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求，溶液吸附必须在等温条件下进行，使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡，使之达到平衡。
本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。
实验过程中温度会有变化，这样会影响测定结果。
3．由实验结果可知，活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附，可用Langmuir 吸附等温式表征其吸附特性。
用溶液吸附法测定活性炭比表面积，不需要特殊仪器，但测定过程中要防止溶剂挥发，以免引起测量误差。
此外，由于忽略界面上被溶剂占据部分，因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。
但由于方法简便，可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。
八、思考题（供参考）1．吸附作用与哪些因素有关？固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同？答：吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。
物理化学答案_上册_高教_第五版[1]
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A的 为系统，求经可逆膨胀到 解：过程图示如下
。 始态温度 时，系统的
，压力 及过程的
。 今以气体 B 。
将 A 和 B 共同看作系统，则该过程为绝热可逆过程。作以下假设（ 1）固体 B 的体积不随温度变化；（2）对固体 B ，则
从而
对于气体 B
2.26 已知水（H2O, l）在 100 °C 的饱和蒸气压 尔蒸发焓 结成液体水时的
（2）气体 B 得到的功 （3）气体 A 的末态温度
。 。 。
（4）气体 A 从电热丝得到的热 解：过程图示如下
由于加热缓慢，B 可看作经历了一个绝热可逆过程，因此
功用热力学第一定律求解
气体 A 的末态温度可用理想气体状态方程直接求解，
将 A 与 B 的看作整体，W = 0，因此
2.25 在带活塞的绝热容器中有 4.25 mol 的某固态物质 A 及 5 mol 某单原子理想气体 B，物质
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
要确定
，只需对第二步应用绝热状态方程
，
对
双
原
子
气
体
因此
由于理想气体的 U 和 H 只是温度的函数，
整个过程由于第二步为绝热，计算热是方便的。而第一步为恒温可逆
2.24 求证在理想气体 p-V 图上任 一点处，绝热可逆线的斜率的绝对值大于恒温可逆线的绝 对值。
整理的物化实验题1(1)
选择题1、实验测定电池电动势时，采用补偿法这是为了( C )A 测量回路电流保持恒定B 测量回路电压保持恒定C 测量回路的电流接近于零D 测量回路电压接近于零2、若在测量中，通电时间长，会造成电极的极化，其结果为( A)A 测量值比实际值小B 测量值比实际值大C 不会有影响D 正极更正3、饱和蒸汽压测定实验中，测定之前不驱逐空气对测定有何影响？A 沸点偏低B 沸点不变C 沸点偏高D 压力差偏高4、当等压计管b与管c两液面相平时，乙酸甲酯的饱和蒸气压P*与外压P的关系是( C )。
A P*>PB P*<PC P*=PD P*≠P5、纯液体的饱和蒸气压与温度有何关系？A与温度无关 B 随温度升高而增大C 随温度升高而减小D 随温度降低而增大6、燃烧热实验测定中，量热计水当量是（）A 氧弹筒的热容；B 量热计的热容；C水和量热计的热容； D 氧弹筒、水和量热计的热容7、燃烧热实验测定中，实验所需样品的量有何要求？A 可以多一些B 可以少一些C太多太少都不好，在压片后精确称量 D 按规定量粗略称量8、用补偿法测定电池电动势的实验中，若发现检流计始终偏向一边，则可能的原因是( B )A 被测电池的温度不均匀B 被测电极的两极接线反了C 搅拌不充分使浓度不均匀D 检流计灵敏度差9、下述四种电池(或仪器)中,哪一种是不能用作直流电源的: ( C )A 蓄电池B 干电池C标准电池 D 直流稳压电源10、在燃烧热实验中, 若测得ΔcHm=-5140.7 kJ·mol-1, Δ│ΔH│max=25.47kJ·mol-1, 则实验结果的正确表示应是（D ）A ΔcHm=-5140.7kJ·mol-1B ΔcHm=-5140.7±25.47kJ·mol-1C ΔcHm=-(5.1407±0.02547)×103kJ·mol-1D ΔcH m=-5140.7±25.5 kJ·mol-111、在测定蔗糖水解实验中, 下列哪一组数据间为线性关系? ( C ) A α t ～ t B ln α t ～ t C ln(α t －α∞) ～ t D α t ～ 1/t12、在测定蔗糖溶液的旋光度时, 使用的光源是： ( A )A 钠光灯B 白炽灯C 水银灯D 红外灯13、某同学用对消法测得电池Zn│ZnSO 4(0.1000mol·kg -1)‖KCl(1.0000mol·kg -1)│Ag—AgCl(s) 的电动势与温度的关系为：E/V=1.0367-5.42×10-4(T/K-298)，则298 K 时，电池Zn+2AgCl(s)=2Ag+ZnCl 2的可逆热效应为：( A )A -31.2 kJB -200.1 kJC 31.2 kJD 200.1 kJ14、为测定物质在600～100℃间的高温热容, 首先要精确测量物系的温度。
物理化学习题及答案1
一：选择题1.对于只作体积功的封闭系统，正确表达热力学第一定律的式子是（ ）Vdp dH Q d dV p dU Q c W Q U b W Q U a amb -=-=+=+=∆δδδδ)()()(）（ 2.一封闭系统经两条不同途径从始态变化到终态，下列式子那些可以成立？（ ）11212121)()()(H Q d U U c W W b Q Q a ∆=∆=∆==）（3. 计算体积功的基本公式为（ ）)()()()()()(1122212112V p V p W d pdV W c dV p W b V V p W a amb --=-=-=--=⎰∑ 4.一个与环境完全绝热的寝室，室内有一电冰箱正在工作，打开冰箱门，冷气传向室内，试问室内温度将如何变化？（ ） （a ）不断升高 (b) 不断降低 (c) 保持不变 (d) 无法判断5.对于状态函数的描述，下列说法哪个是不恰当的？（ ）(a)是状态的单值函数。
(b) 其改变值只决定于始、终态，与变化途径无关。
(c) 其简单组合必也是状态函数。
(d) 其微分是全微分。
6.理想气体恒温膨胀由1000kPa 变化到100kPa ，试问： 0)()(0)()(0)(0)()(H d U c W b Q a ∆∆）（7.常温下气体物质的恒压摩尔热容与恒容摩尔热容相比（ ）：无法比较）（)()()(,,,,,,d C C c C C b C C a m V m p m V m p m V m p =<> 8.一绝热容器中间用一隔板隔开，一边抽成真空，另一边装有1000kPa 、298.15K 的理想气体，抽掉隔板后气体充满整个容器，达平衡后容器内的温度将（ ）：(a) 高于298.15K (b) 低于298.15K (c) 等于298.15K (d) 无法判断9.一真空绝热筒，有一活塞与大气相通，打开活塞后气体立即进入筒中，当筒内压力与大气压力相等时关闭活塞，则筒内温度（ ）(a) 高于大气T (b) 低于大气T (c) 等于大气T (d) 无法判断10一绝热筒内装有1000kPa 气体，其温度与大气相等，打开活塞气体喷出筒外，当筒内压力与大气压力相等时迅速关闭活塞，此时（）(a) 筒T >大气T (b) 筒T <大气T (c)筒T =大气T (d) 无法判断11.298.15K ，101.325kPa 下反应 )()(44aq ZnSO Cu aq CuSO Zn +=+可经途径（1）使反应在烧杯中进行，途径（2）使反应在可逆电池中进行，则下列那些式子成立？（ ）12112121)()(H Q c H Q c Q Q b H H a ∆=∆==∆=∆）（）（ 12.在封闭系统内当热从系统传向环境时，系统的热力学能和焓（ ）(a) 必降低 (b)必升高 (c) 保持不变 (d) 不一定降低13.一定量理想气体由同一始态出发，分别经恒温可逆膨胀和绝热可逆膨胀到相同终态压力时，终态体积哪个大？（ ）)()())(d V V c V V b V V a 绝热恒温绝热恒温绝热恒温（=<>无法判断14. 一定量理想气体由同一始态出发，分别经恒温可逆膨胀和绝热可逆膨胀到相同终态体积时，终态压力哪个大？（ ）)()())(d p p c p p b p p a 绝热恒温绝热恒温绝热恒温（=<>无法判断 15.下列那些式子可以用⎰=∆21dT C H p 计算过程的焓变？（ ）水在常压下由25℃升温到75℃；(b) 理想气体恒压下进行化学反应水在恒压下蒸发为水蒸气； (d) 恒容钢筒中理想气体由25℃升温到75℃。
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)。
物化实验六个参考题略解 (1)
一 皂化反应1、本实验中，被测溶液的电导是哪些离子的贡献？反应过程中溶液的电导为何会发生变化？答： Na +1、OH -1、CH3COO -1，OH -1减少而CH3COO -1增加，又由于OH -1的迁移速率要大于CH3COO -1的迁移速率，电导率会逐渐减小。
2 本实验中公式9的应用条件是什么？本实验是采取哪些措施来满足这些条件的？答：（1）反应开始时以及反应过程中两种反应物浓度相等，（2）反应过程中近似的认为乙酸乙酯和乙醇不导电，反应过程中电导率的变化完全是由于反应物OH 不断被产物CH3COO 所取代而引起的（3）稀溶液中每种强电解质的电导率与其浓度成正比，溶液的总电导率等于组成溶液的电解质的电导率之和。
反应开始时操作尽可能快、尽可能完全的使两种溶液等浓度等体积混合。
3 反应开始时为什么要尽可能快、尽可能完全的使两种溶液混合？答：为了在计算机出图前完成混合，并且满足反应时两种反应物浓度相等。
4、根据式(8)作图，可从所得直线的斜率求算速率常数，但需要相关数据。
试设想如何通过实验直接测得。
答：0κ，配制C/2的氢氧化钠溶液测量其电导率；∞κ，直接测定C/2浓度的醋酸钠溶液的电导率为κ∞。
5、本实验中，应如何对电导率仪进行校正？答：将补偿温度调至25℃，然后在“测量档”测定C/2的氢氧化钠溶液的电导率，将其值调至“8”附近。
二 电动势的测定1 电池表达式中，左侧为负极，右侧为正极，负极是阳极，正极为阴极。
2 测量电动势时应如何连接电位差计和待测溶液，为什么？答：电位差计正极连线连接待测电池正极，负极连负极。
为了形成电路的抵消作用。
3 在配制已知溶液时，如果所用固体NaAc 吸水，对所测定电池的电动势及pH 值有何影响？ 答：吸水导致所用醋酸钠的量偏少，导致ph 值偏小，而所测电动势偏大。
参考教材公式9,12.4 本实验所用盐桥内的电解质是什么？在制备盐桥时，电解质的选择应注意什么？答：KNO3，参考物理化学教材相应部分，三条内容。
基础化学实验四习题及答案一
物理化学实验习题一选择题1.在燃烧热实验中，需用作图法求取反应前后真实的温度改变值△T，主要是因为：()(A) 温度变化太快，无法准确读取(B) 校正体系和环境热交换的影响(C) 消除由于略去有酸形成放出的热而引入的误差(D) 氧弹计绝热，必须校正所测温度值2.在氧弹实验中, 若要测定样品在293 K时的燃烧热, 则在实验时应该：()(A) 将环境温度调至293K(B) 将内筒中3000 cm3水调至293 K(C) 将外套中水温调至293 K(D) 无法测定指定温度下的燃烧热。
3.在氧弹实验中, 若测得∆c H m=-5140.7 kJ·mol-1,∆│∆H│最大=25.47 kJ·mol-1,则实验结果的正确表示应为:()(A) ∆c H m= -5140.7 kJ·mol-1(B) ∆c H m= -5140.7±25.47 kJ·mol-1(C) ∆c H m= -(5.1407±0.02547)×103 kJ·mol-1(D) ∆c H m= -5140.7±25.5 kJ·mol-14.为测定物质在600～100℃间的高温热容, 首先要精确测量物系的温度。
此时测温元件宜选用：()(A) 贝克曼温度计(B) 精密水银温度计(C) 铂-铑热电偶(D) 热敏电阻5.在测定中和热的实验中, 试样为10 ml, 中和作用的热效应引起试样的温度改变不到1℃, 根据这样的实验对象, 宜选择的测温元件是：()(A) 贝克曼温度计(B) 0.1℃间隔的精密温度计(C) 铂-铑热电偶(D) 热敏电阻6.测温滴定实验中, 当用NaOH来滴定H3BO3时, 随着NaOH加入记录仪就记录整个过程的温度变化。
严格地说, 与这温度变化相对应的是：()(A) 中和热(B) 中和热和稀释热的总效应(C) 中和热、稀释热、解离热的总效应(D) 中和热和解离热的总效应7.某固体样品质量为1 g左右，估计其相对分子质量在10 000 以上，可用哪种方法测定相对分子质量较简便：()(A) 沸点升高(B) 凝固点下降(C) 蒸气压下降(D) 粘度法8.凝固点降低法测摩尔质量仅适用下列哪一种溶液：()(A) 浓溶液(B) 稀溶液(C) 非挥发性溶质的稀溶液(D) 非挥发性非电解质的稀溶液9.用凝固点下降法测定溶质的摩尔质量，用到贝克曼温度计，本实验需要精确测定：()(A) 纯溶剂的凝固点(B) 溶液的凝固点(C) 溶液和纯溶剂凝固点的差值(D) 可溶性溶质的凝固点10.有A，B 二组分溶液，已知与溶液平衡的气相中B 组分增加使总蒸气压升高，则：( )(A) B 组分的气相浓度大于液相浓度(B) B 组分的液相浓度大于气相浓度(C) 溶液中B 的浓度大于A 的浓度(D) 气相中B 的浓度小于A 的浓度11.对旋光度不变的某样品, 若用长度为10 cm, 20 cm的旋光管测其旋光度, 测量值分别为α1, α2,： ()(A)α1=２α2(B)２α1=α2(C)α1=α2(D)α1≠α212.在动态法测定水的饱和蒸气压实验中, 实验温度在80℃～100℃之间, 则所测得的气化热数据是：()(A) 水在80℃时的气化热(B) 水在100℃时的气化热(C) 该数值与温度无关(D) 实验温度范围内气化热的平均值13.常利用稀溶液的依数性来测定溶质的摩尔质量, 其中最常用来测定高分子溶质摩尔质量的是：()(A) 蒸气压降低(B) 沸点升高(C) 凝固点降低(D) 渗透压14.在测定纯水的饱和蒸气压的实验中, 我们是通过测定不同外压下纯水的沸点来进行的, 这种测定饱和蒸气压的方法是属于：()(A) 静态法(B) 动态法(C) 饱和气流法(D) 流动法15.在双液系气液平衡实验中, 常选择测定物系的折光率来测定物系的组成。
物理化学实验课后思考题答案
实验十六 可逆电池电动势的测定
1、测定电池电动势为什么用补偿法？本实验的测定过程中，在找到光点不偏转之前，仍有电 流通过被测电池，将带来什么影响?如何减少这些影响？ 答：热力学可逆电池的条件之一就是必须非常接近平衡状态，即通过的电流无限小，所以要 用补偿法来削减电流，使待测电池工作在可逆状态。
2 应化一班 扈培杰 703 宿舍考试特辑系列
物理化学实验课后题答案总结
实验五 燃烧热的测定
1、在本实验中，哪些是体系，哪些是环境？体系和环境通过哪些途径进行热交换？这些热交 换对结果的影响怎样？ 答：氧弹、内筒及氧弹周围的水支架等是体系；恒温夹套、夹套与内筒之间的空气层以及外 界大气是环境；体系通过热辐射、热传导以及热对流的方式向环境中传递热量。这些热交换 可能会造成量热出现偏差，造成测量值不准（总热交换的形式不可知，故无法断定测量值是 偏大还是偏小）。 2、量热容器内的水温为什么要比恒温夹套内水温低？低多少为合适？为什么？ 答：这样可以抵消与外部热交换的热量，减小实验误差。低 0.7-1℃合适，因为实验造成的水 温变化仅仅为 1.5-2.0℃，故低 0.7-1℃足以抵消热交换造成的偏差。
实验十三 三组分液-液平衡相图的测绘
1、本实验所用的滴定管(盛苯的)、锥形瓶、分液漏斗液管、滴管为什么要干燥？ 答：若不干燥。则配置的溶液中水含量与要求的值有所偏差，影响实验相图的绘制。 2、绘制溶解度曲线时，若先配溶液所取的体积不是记录表中规定的数值，对测绘溶解度曲线 的准确性有没有影响？记录表中规定的数值是根据什么原则确定的？配溶液时读取所用的各 组分体积不准确会带来什么影响？ 答：无影响。记录表中规定的数值，是根据取点尽量均匀、均匀分布在相图中的原则确定的， 配溶液时，读取所用的各组分体积不准确时，会使溶解度曲线与实际有偏差，影响系线。 3、当体系总组成在溶解度曲线上方及下方时，体系的相数有什么不同？在本实验中是如何判 断体系总组成正处于溶解度曲线上的？此时分几相？ 答：在曲线上方时为一相，下方时为两相。在本实验中，溶液恰好由澄清变浑浊或者由浑浊 变澄清时，可以认为体系的总组成正处于溶解度曲线上，此时为两相 4、温度升高，此时三组分溶解度曲线会发生什么样的变化？在本实验中应当注意哪些问题， 以防止温度变化影响实验的准确性？ 答：温度升高，溶解度曲线下移，且峰变窄。本实验中要注意滴定的速度、称量的速度等等。 5、测绘系线时，如何保证取得真正的在室温下达到平衡的共轭水层？你认为用什么方法可以 检验液-液共存的两相体系达到平衡？ 答：静置时间足够长，保证体系与环境进行充分的热交换，以达到室温。向溶液中滴入少量 苯、乙醇或水，观察是否由清变浑浊，若变浑浊，则液-液共存的两相体系达到平衡。 6、从测量精度来看，体系质量分数用几位有效数字表示？ 答：用 3 位有效数字表示 7、当温度、压力恒定时，单相区的自由度数是多少？ 答：f*=C+ψ+0=3-1+0=2
物理化学第1次必做在线答案
您的本次作业分数为：99分单选题1.（）不是状态函数。
∙ A H∙ B U∙ C S∙ D △G单选题2.关于活化分子，下列说法错误的是（）。
∙ A 能量大于反应物分子的平均能量的分子是活化分子∙ B 只有活化分子的碰撞才可能发生化学反应∙ C 活化分子数与反应温度有关∙ D 活化分子数与反应物浓度有关单选题3.（）的标准摩尔生成焓等于零。
∙ A C（石墨）∙ B C（金刚石）∙ C CO2∙ D CO单选题4.1 mol 100℃、101.325kPa 的水在等温等压下变为水蒸气，该过程的（）。
∙ A △G=0，△H<0∙ B △G=0，△H>0∙ C △G<0，△H<0∙ D △G<0，△H>0单选题5. 在电导滴定中，用强酸滴定强碱时，终点以后溶液的电导（）。
∙ A 不变∙ B 减小∙ C 不规则改变∙ D 增加单选题6.已知A和B可以形成最低恒沸混合物，纯A的沸点低于纯B的沸点。
对某一比例的A和B混合物进行精馏，（）。
∙ A 塔底得到纯A，塔顶得到纯B∙ B 塔底得到纯B，塔顶得到纯A∙ C 塔底得到纯A或纯B，塔顶得到最低恒沸混合物∙ D 塔底得到最低恒沸混合物，塔顶得到纯A或纯B单选题7.下列说法正确的是（）。
∙ A 熵不会减小∙ B 熵总是增大∙ C 孤立系统中熵不会减小∙ D 孤立系统中熵总是增大单选题8.（）的标准摩尔燃烧焓等于零。
∙ A C（石墨）∙ B C（金刚石）∙ C CO2∙ D CO单选题9.如果表面层浓度小于本体浓度，则（）。
∙ A 浓度增大使表面张力减小∙ B 溶质可能是表面活性剂∙ C 发生负吸附∙ D 表面超量大于零单选题10.对于摩尔电导率与电解质浓度的关系，下列说法正确的是（）。
∙ A 摩尔电导率总是随着电解质浓度的增大而增大∙ B 摩尔电导率总是随着电解质浓度的减小而增大∙ C 摩尔电导率与电解质浓度无关∙ D 当电解质浓度增大时，摩尔电导率可能增大，也可能减小单选题11.化学反应刚产生沉淀时，生成的沉淀颗粒大小不一，当放置一段时间后，会出现的现象是（）。
物理化学实验答案
1、如何检查系统是否漏气？答：关闭真空泵，关闭阀门，观察平衡常数测定仪的示数是否变化，若变化则说明系统漏气，若变化过快，则需要检查装置重新抽气。
2、当使空气通入系统时，若通得过多有何现象出现？如何克服？答：反应体系将漏入空气。
因此通气速率一定要慢，如将气泡引入，重新抽完全重新做。
3、在氨基甲酸铵的分解平衡实验中，如何判定盛样小球的空气已抽尽?答：在同一温度下重复测定两次平衡时的真空度，如果两次数据相差不超过0.3kpa，就可以认为是空气已经排尽了。
5液体的饱和蒸汽压1、克－克方程在什么条件下才适用?答：克－克方程的适用条件：一是液体的摩尔体积V与气体的摩尔体积Vg相比可略而不计；二是忽略温度对摩尔蒸发热△vap H m的影响，在实验温度范围内可视其为常数。
三是气体视为理想气体2、在开启旋塞放空气进入系统内时,放得过多应如何办?实验过程中为什么要防止空气倒灌答：必须重新排除净弯管内的空气;弯管空间内的压力包括两部分：一是待测液的蒸气压;另一部分是空气的压力。
测定时，必须将其中的空气排除后，才能保证等压计液面上的压力为液体的蒸气压。
主要是防止空气倒灌后，反应生成的物质会和空气中的某种成分发生反应，使生成物的成分变得不纯或复杂3、在体系中安置缓冲瓶和应用毛细管放弃的目的是什么？答：调节U型管左右两液面平齐4.、本实验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关？答：有关。
5、等压计U型管中的液体起什么作用？冷凝器起什么作用？为什么可用液体本身作U型管封闭液？答：(1)U型管作用：①封闭气体，防止空气进行AB弯管内；?②作等压计用，以显示U型管两端液面上的压力是否相等。
(2)将U型管内封闭液蒸气冷凝，防止其“蒸干”(3)封闭液作用是封闭和作等压计用，可用液体本身作封闭液。
若用其它液体作封闭液，则平衡时a球上方的气体为封闭液蒸气和乙醇蒸气的混合气体，测定结果偏高。
6 凝固点降低法测定摩尔质量1、什么叫凝固点?凝固点降低公式在什么条件下才适用?它能否用于电解质溶液?答：凝固点就是大气压下固液两态平衡共存的温度凝固点降低公式适用于难挥发非电解质稀溶液，由于电解质溶液中阴阳离子之间的复杂的作用力，所以该公式不适用于电解质溶液2、为什么会产生过冷现象？答：过冷现象是由于溶解在溶液中的溶质在温度降到凝固点以后，没有晶体析出而达到过饱和状态的现象，原因一般是由于降温过快或溶液中较干净，没有杂质晶核3、为什么要使用空气夹套。
[理学]物理化学答案——第一章-热力学第一定律
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第一章 热力学第一定律一、基本公式和基本概念 基本公式1. 功 'W W W δδδ=+体积，W 体积：体积功；'W ：非体积功 热力学中体积功为重要的概念： W p dV δ=-外体积 本书规定：系统对环境做功为负，相反为正。
如果p 外的变化是连续的，在有限的变化区间可积分上式求体积功d W p V =-⎰外在可逆过程中，可用系统的压力p 代替外压p 外，即p p =外 d W p V =-⎰一些特定条件下，体积功计算如下： 恒外压过程 W p V =-∆外 定容过程 d 0W p V =-=⎰外 理想气体定温可逆过程 212112lnln V V V p W pdV nRT nRT V p =-=-=-⎰理想气体自由膨胀(向真空膨胀)过程 0W = 2. 热力学第一定律 U Q W ∆=+ 3. 焓 H U pV ≡+焓是状态函数，容量性质，绝对值无法确定。
理想气体的热力学能和焓只是温度的单值函数。
4. 热容 QC dTδ=(1)定压热容 ()pp p Q H C dTTδ∂==∂ 注意：()p p HC T∂=∂的适用条件为封闭系统，无非体积功的定压过程。
而对于理想气体无需定压条件。
(2) 定容热容 ()d VV V Q U C TTδ∂==∂ 同样，()V V UC T∂=∂的适用条件为封闭系统，无非体积功的定容过程。
对于理想气体来说，则无需定容条件。
任意系统：p V T pU V C C p V T ⎡⎤∂∂⎛⎫⎛⎫-=+⎪ ⎪⎢⎥∂∂⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 理想气体：p V C C nR -= 摩尔热容与温度的经验公式2,p m C a bT cT =++ 2,''p m C a b T c T -=++5. 热定容热： d ;V V Q U Q U δ==∆ 条件为封闭系统无其他功的定容过程 定压热： d ;p p Q H Q H δ==∆ 条件为封闭系统无其他功的定压过程相变热： p H Q ∆= 条件为定温定压条件下系统的相变过程 6. 热力学第一定律在理想气体中的应用 (1) 理想气体,U ∆ H ∆的计算定温过程：0,U ∆= 0,H ∆= 2112ln ln V p Q W nRT nRT V p -==-=- 无化学变化、无相变的任意定温过程21,d T V m T U nC T ∆=⎰，21,d T p m T H nC T ∆=⎰(2) 理想气体绝热可逆过程方程绝热可逆过程方程：11pV TVp T γγγγ--===常数；常数；常数 (p VC C γ=)理想气体绝热功： 1211221()()1V W C T T p V p V γ=--=--- 理想气体绝热可逆或不可逆过程：21,0,d d T V m T Q U W p V nC T =∆==-=⎰外理想气体绝热可逆过程：2212,,,1121lnln ,lnln V m p m V m V T V pR C C C V T V p =-= 7. 热力学第一定律在化学变化中的应用 反应进度：(0)B B Bn n ξν-=mol(1) 化学反应热效应化学反应摩尔焓变：,B r m p m BHH H Q n νξ∆∆∆===∆∆ 当1mol ξ∆=时的定压热 化学反应摩尔热力学能变化：,B r m V m BUU U Q n νξ∆∆∆===∆∆ 当1mol ξ∆=时的定容热 (2) 化学反应的r m H ∆与r m U ∆的关系无气相物质参与的化学反应系统：,,,r m T r m T r m T H U pV U ∆=∆+∆≈∆ 有气相物质(理想气体)参与的化学反应系统：,,,,r m T r m T r m T B g H U pV U RT ν∆=∆+∆=∆+∑(3) 化学反应定压热效应的几种计算方法 利用标准摩尔生成焓值：(298.5)()r m Bf m B H K H B θθν∆=∆∑利用标准摩尔燃烧焓值：(298.5)()r m Bc m BH K H B θθν∆=-∆∑(4) 化学反应焓变与温度的关系---基尔霍夫方程2121,()()()d T r m r m Bp m T BH T H T C B T ν∆=∆+∑⎰基本概念1. 系统和环境热力学中，将研究的对象称为系统，是由大量微观粒子构成的宏观系统。
物理化学习题答案(1-5章)
第一章 热力学定律思考题1. 设有一电炉丝浸入水槽中(见下图)，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ΔU 、Q 、W 为正、为负，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、电阻丝和水为体系。
答：该题答案列表如下。
2. 任一气体从同一始态出发分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀达到体积相同的终态，终态压力相同吗?答：不同。
膨胀到相同体积时，绝热可逆与绝热不可逆的终态温度和压力不同。
3. 熵是量度体系无序程度大小的物理量。
下列情况哪一种物质的摩尔熵值更大？(1)室温下纯铁与碳钢； (2)100℃的液态水与100℃的水蒸气； (3)同一温度下结晶完整的金属与有缺陷的金属；(4)1000℃的铁块与1600℃铁水。
答：温度相同的同一种物质，气、液、固态相比（例如水蒸气、液态水和冰相比），气态的微观状态数最大，固态的微观状态数最小，液态居中，因此，摩尔熵气态最大，液态次之，固态最小；同类物质，例如，氟、氯、溴、碘，分子量越大摩尔熵越大；分子结构越复杂熵越大；分子构象越丰富熵越大；同素异形体或同分异构体的摩尔熵也不相同。
（1）、（2）、（3）和（4）均是后者摩尔熵值大。
4. 小分子电解质的渗透压与非电解质的渗透压哪个大？为什么？电解质的稀溶液是否有依数性？其渗透压公式是怎样的？答：非电解质的渗透压大。
因为非电解质不能电离，通过半透膜的几率就小，这样就造成膜两侧的浓差增大，使渗透压增大。
小分子电解质的稀溶液有依数性，但不显著。
稀溶液以浓度代替活度，()RT RT 212c 1c 1c 2c +=∆=π，若c 1>>c 2，RT 1c 2=π；若c 2>>c 1，RT 1c =π，c 1、c 2分别为溶液一侧和溶剂一侧的浓度。
5. 下列物理量中，哪一组是广度性质的状态函数？(1). C p ，C v ，S ，H m (2). U m ，T ，P ，V m (3). V m ，H m ，μ，U (4). H ，V ，U ，G答：（4）组，即H ，V ，U ，G 是广度性质的状态函数。
物理化学实验题及参考答案1
物理化学实验一、选择题1. 在BET容量法测定多孔物质比表面的实验中, 为测量低压下气体的压力, 较适宜的是用复合真空计, 它是哪些真空规的复合?(A) 电偶真空规与电离真空规的复合(B) 麦氏真空规与电离真空规的复合(C) 电偶真空规与麦氏真空规的复合(D) 麦氏真空规、电偶真空规和电离真空规的复合2. 使用分光光度计测量吸光度A，为了使测得的A更精确，则应：(A) 在最大吸收波长进行测定(B) 用比较厚的比色皿(C) 用合适浓度范围的测定液(D) 选择合适的波长，比色皿及溶液浓度，使A值落在0 ~ 0.8 区间内3. FeSO4·7H2O 在磁场下称重, 其质量比无磁场时：(A) 增加(B) 减少(C) 不变(D) 不能确定4. 在动态法测定水的饱和蒸气压实验中, 实验温度在80℃～100℃之间, 则所测得的气化热数据是：(A) 水在80℃时的气化热(B) 水在100℃时的气化热(C) 该数值与温度无关(D) 实验温度范围内气化热的平均值5. 为使吸附剂脱附活化, 常要抽真空, 在使用油扩散泵来获得真空的实验中, 正确的操作应是：(A) 采用吸附泵作其前级泵(B) 不必采用前级泵(C) 需要机械泵作为前级泵(D) 可用钛泵作前级泵6. 在测定正丙醇溶液的表面张力实验中,下列哪一组数据之间为线性关系?(γ为表面张力，Γ 为吸附量，c 为浓度)(A) γ～c(B) c/Γ～c(C) lnΓ～c(D) Γ～c7. 若H2流速为F H2, N2流速为F N2, 总流速为F T, 大气压力为p A, 则N2的分压为：(A) p＝FFNH22·p A(B) p＝FFNT2·pA(C) p＝FFHN22·p A(D) p＝FF FNT H22·p A8. 在测定中和热的实验中, 试样为10 ml, 中和作用的热效应引起试样的温度改变不到1℃, 根据这样的实验对象, 宜选择的测温元件是：(A) 贝克曼温度计(B) 0.1℃间隔的精密温度计(C) 铂-铑热电偶(D) 热敏电阻9. 测温滴定实验中, 当用NaOH来滴定H3BO3时, 随着NaOH加入记录仪就记录整个过程的温度变化。
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一、溶液中的等温吸附五、注意事项1.溶液的浓度配制要准确，活性炭颗粒要均匀并干燥2. 醋酸是一种有机弱酸，其离解常数Ka = 1.76× ，可用标准碱溶液直接滴定，化学计量点时反应产物是NaAc，是一种强碱弱酸盐，其溶液pH 在8.7 左右，酚酞的颜色变化范围是8-10，滴定终点时溶液的pH 正处于其内，因此采用酚酞做指示剂，而不用甲基橙和甲基红。
直到加入半滴NaOH 标准溶液使试液呈现微红色，并保持半分钟内不褪色即为终点。
3．变红的溶液在空气中放置后，因吸收了空气中的CO2，又变为无色。
4. 以标定的NaOH 标准溶液在保存时若吸收了空气中的CO2，以它测定醋酸的浓度，用酚酞做为指示剂，则测定结果会偏高。
为使测定结果准确，应尽量避免长时间将NaOH 溶液放置于空气中。
七、讨论1. 测定固体比表面时所用溶液中溶质的浓度要选择适当，即初始溶液的浓度以及吸附平衡后的浓度都选择在合适的范围内。
既要防止初始浓度过高导致出现多分子层吸附，又要避免平衡后的浓度过低使吸附达不到饱和。
2. 按朗格谬尔吸附等温线的要求，溶液吸附必须在等温条件下进行，使盛有样品的磨口锥形瓶置于恒温器中振荡，使之达到平衡。
本实验是在空气浴中将盛有样品的磨口锥形瓶置于振荡器上振荡。
实验过程中温度会有变化，这样会影响测定结果。
3．由实验结果可知，活性炭在醋酸溶液中的吸附为单分子层吸附，可用Langmuir 吸附等温式表征其吸附特性。
用溶液吸附法测定活性炭比表面积，不需要特殊仪器，但测定过程中要防止溶剂挥发，以免引起测量误差。
此外，由于忽略界面上被溶剂占据部分，因此由这一方法所测得的比表面积一般偏小。
但由于方法简便，可以作为了解固体吸附剂特性的一种简便方法。
八、思考题（供参考）1．吸附作用与哪些因素有关？固体吸附剂吸附气体与从溶液中吸附溶质有何不同？答：吸附作用与温度、压力、溶剂、吸附质和吸附剂性质有关。
固体在溶液中的吸附，除了吸附溶质还有溶剂，液固吸附到达平衡时间更长；固体吸附剂吸附气体受温度、压力及吸附剂和吸附质性质影响：气体吸附是放热过程,温度升高吸附量减少；压力增大,吸附量和吸附速率增大；一般吸附质分子结构越复杂,被吸附能力越高。
2．弗罗因德利希吸附等温式与朗缪尔吸附等温式有何区别？答：朗缪尔吸附等温式是一个理想的吸附公式，它代表了在均匀表面上,吸附分子彼此没有作用,而且吸附是单分子层情况下吸附达平衡时的规律性，有饱和吸 附量值；弗罗因德利希吸附等温式属于真实吸附，是经验公式，但也有理论说明， θ 范围比Langmuir 等温式要大一些，没有饱和吸附量值。
3．如何加快吸附平衡的到达？如何判断是否达到吸附平衡？答：提高振荡速度；滴定两次不同时间的醋酸浓度时，两次消耗NaOH 体积相 同，即可判断吸附已达到平衡。
二、最大泡压法测定溶液的表面张力注意事项：1.仪器系统不能漏气。
2.所用毛细管必须干净、干燥，应保持垂直，其管口刚好与液面相切。
3.读取压力计的压差时，应取气泡单个逸出时的最大压力差。
思考题：1.毛细管尖端为何要刚好接触液面？答：因为如果将毛细管尖端插入到溶液内部，毛细管内会有一段水柱，产生压力P ˊ，则测定管中的压力Pr 会变小，△pmax 会变大，测量结果偏大。
2.为何毛细管的尖端要平整？选择毛细管直径大小时应注意什么?答：毛细管半径不能太大或太小。
太大，∆pmax 小，引起的读数误差大；太小，气泡易从毛细管中成串、连续地冒出，泡压平衡时间短，压力计所读最大压力差不准。
一般选用毛细管的粗细在测水的表面张力时∆pmax 读数为500Pa~800Pa 。
3.如果气泡出得很快对结果有何影响？答：如果气泡出得很快，气泡的形成与逸出速度快而不稳定，致使读数不稳定，不易观察出其最高点而起到较大的误差。
4.用最大气泡法测表面张力时，为什么要取一标准物质？本实验中若不用水作标准物质行不行？最大气泡法的适用范围怎样？答：由于毛细管的半径较小，直接测量R 误差较大。
通常用一已知表面张力为0σ的液体（如水、甘油等）作为参考液体，实验测得其对应的最大压力差为0,max p ∆。
可得被测液体的表面张力σ1=σ2*(△p1/△p2)=K △p1。
本实验中用DMP-2B 型数字式微压差测量仪测量，该仪器可直接显示以Pa 为单位的压力差。
不行，试验中要求由稀到浓测定不同浓度正丁醇溶液的△p ，且如果用其他物质作标准物质，若有残留，对后面实验可能产生影响。
最大气泡法：非常适用于测量表面张力随时间的变化，测量气泡最高的压力。
5.在本实验中，有哪些因素将会影响测定结果的准确性？答：装置漏气；毛细管尖端不平整或有异物堵塞；要求毛细管与液面相切，但实际中可能做不到，毛细管插入液面的深浅不一，或不垂直；表面吸附量Г是指单位面积的表层中所含溶质的量与具有相同质量溶剂的本体溶液中所含溶质的量之差，因此，当浓度较低时，由于溶质优先排布在溶液表面层，使Г随浓度增加而增加，但当浓度增大到一定值后，再增加溶质浓度，必定使溶质在表面层的浓度与在体相中的浓度之差越来越小，直到浓度无限大时，这个差值为零，而我们实验中是近似地忽略掉溶液本体的溶质量的，所以可能存在一点点偏差；在实验数据处理的时候是用excel 的粗略拟和，产生误差。
1、实验时，为什么毛细管口应处于刚好接触溶液表面的位置？ 如插入一定深度将对实验带来什么影响？答案：减少测量∆P max 误差，因为∆P max是气泡内外的压力差，在气泡形成的过程中，由于表面张力的作用，凹液面产生一个指向液面外的附加压力△P ，K =ΔP r γ=ΔP 2m ax m ax ，如果插入一定深度，P 外还要考虑插入这段深度的静压力，使得∆P max的绝对值变大，表面张力也变大。
2、最大气泡法测定表面张力时为什么要读最大压力差?答案：最大气泡法测定表面张力时要读最大压力差。
因为随着气泡的形成，曲率半径逐渐由大变小又变大，当曲率半径等于毛细管半径时，气泡呈半球形，气泡曲率半径最小，△P 最大。
这时的表面张力为: K =ΔP r γ=ΔP 2m ax m ax 式中的K 为仪器常数，可用已知表面张力的标准物质测得。
∆P max由压力计读出。
3、实验中为什么要测定水的∆P m ax？ 答案：当曲率半径等于毛细管半径时的表面张力为:K =ΔP r γ=ΔP 2m ax m ax 式中的K 为仪器常数，可用已知表面张力的标准物质测得，这种标准物质就是水。
4、对测量所用毛细管有什么要求？答案：毛细管一定要清洗干净，管口平齐。
5、在毛细管口所形成的气泡什么时候其半径最小？答案：测量时∆P m ax最大 6、如何用镜象法从σ—C 等温线上作不同浓度的切线求Tc γ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭或Z ？ 如图所示，经过切点a 作平行于横坐标的直线，交纵坐标于b 点。
用镜象法求作切线。
以Z 表示切线和平行线在纵坐标上截距间的距离，显然Z 的长度等于 Tc c γ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭， 即 7、答案：表面张力为什么必须在恒温槽中进行测定？答案：因为表面张力与温度有关，温度升高，表面张力下降。
8、如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，对实验结果有何影响?答案：如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，即气泡形成时间太短，则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来，测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。
9、根据什么来控制滴液漏斗的放液速度？对本实验有何影响？答案：要求气泡从毛细管缓慢逸出，通过控制滴液漏斗的放液速度调节逸出气泡每分钟10个左右。
若形成时间太短，则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来，测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。
10、测定正丁醇溶液的表面张力时，浓度为什么要按低到高的顺序依次测定？ 答案：溶液的表面张力与浓度有关，浓度按低到高的顺序依次测定，可减少由测量瓶清洗不够干净引起的误差。
11、温度变化对表面张力有何影响，为什么？答案：温度升高，表面张力下降。
表面张力与温度有关，12、测定时如何读取微压力计的压差？答案：测量时读取微压计上的最大压力。
13、对同一试样进行测定时，每次脱出气泡一个或连串两个所读结果是否相同，为什么？答案：不同；每次脱出一个气泡结果才准确。
如果气泡逸出的很快，或几个气泡一齐出，即气泡形成时间太短，则吸附平衡就来不及在气泡表面建立起来，测得的表面张力也不能反映该浓度之真正的表面张力值。
14、 准确地取x ml 正丁醇和(1000－x)ml 蒸馏水能得到准确的1000ml 溶液吗？为什么？x 越大时差别越大还是越小（1< x <500范围内）？答案：不能，因为对真实液态混合物，混合前后体积不等，而且x 越大（浓度越大）时差别越大。
15、本实验为何要测定仪器常数？仪器常数与温度有关系吗？答案：当曲率半径等于毛细管半径时的表面张力为:K =ΔP r γ=ΔP 2m ax m ax 式中的K 为仪器常数，可用已知表面张力的标准物质-蒸馏水测得。
仪器常数与温度无关，16、影响本实验结果的主要因素是什么？答案：气泡逸出速度、是否∆P m ax、溶液浓度、温度、系统的气密性等。
17、如何检验仪器系统漏气？答案：旋开分液漏斗，使压差计显示一定的数值，旋紧分液漏斗，此值保持一段时间不变。
18、从毛细管中逸出的气泡有什么要求？ 如何控制出泡速度？答案：要求气泡从毛细管缓慢逸出，一个一个的出，逸出气泡每分钟10个左右。
通过控制滴液漏斗的放液速度调节。
19、由0.5mol/l 的正丁醇溶液稀释浓度为0.02mol/l 正丁醇溶液50 ml ，如何配制最简单？写出计算公式。
答案：0.5×0.25=(ρ/74)V 正丁醇 （11.45ml ）0.5x=0.02×50 x=2 ml20、微压计如何采零？答案：采零:打开大试管上的活塞，使体系与大气相通，在数显微压差仪上，选"Kpa"键，在体系与大气相通的时候，按下"采零"键，读数应显示"00.00"。
额外：如何由实验结果求算乙醇的横截面积？并与文献值相比较，写出计算相对误差和绝对误差的计算公式。
答案：由实验求得的m Γ代入 =m m 1a ΓL 可求被吸附分子的截面积m a 。
文献值：直链醇分子截面积为2.16×10-19m 2相对误差=（2.16×10-19m 2-m a ）/2.16×10-19m 2：绝对误差=2.16×10-19m 2-m a1. 用最大气泡压力法测定表面张力时为什么要读最大压力差？提示：若读中间某个压力差值，不能保证每次读压力差对应大小相同气泡。
2. 为何要控制气泡逸出速率？提示：气泡逸出速率会影响气泡的大小，近而影响压力差值的大小，因而要保证测定过程中气泡逸出速率恒定。