物理化学热力学习题
大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案
热力学第一定律课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“√”，错误的画“⨯”。
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. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。
( )3. 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。
( )4. 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。
( )5. 稳定态单质的∆f H(800 K) = 0。
( )二、选择题选择正确答案的编号，填在各题后的括号内：1. 理想气体定温自由膨胀过程为：（）。
（A）Q > 0；（B）∆U < 0；（C）W <0；（D）∆H = 0。
2. 对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。
( A ) Q；( B ) Q＋W；(C ) W( Q = 0 )；( D ) Q( W = 0 )。
3. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,m)适用的条件是：( )(A)绝热过程；( B)理想气体绝热过程；( C )理想气体绝热可逆过程；(D)绝热可逆过程。
4. 在隔离系统内：( )。
( A ) 热力学能守恒，焓守恒；( B ) 热力学能不一定守恒，焓守恒；(C ) 热力学能守恒，焓不一定守恒；( D) 热力学能、焓均不一定守恒。
5. 从同一始态出发，理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( )。
( A )可以到达同一终态；( B )不可能到达同一终态；( C )可以到达同一终态，但给环境留下不同影响。
6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。
( A )焓总是不变；(B )热力学能总是增加；( C )焓总是增加；(D )热力学能总是减少。
7. 已知反应H2(g) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T)，下列说法中不正确的是：（）。
（完整版）物理化学习题库（含答案）
（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。
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。
物理化学热一习题
答案：（B）
19 在绝热钢瓶中氢气与氧气化合生成水，试判断该
过程的Q，W， △U和△H 的正负号。
绝热钢瓶相当于一个隔离系统，既绝热又恒容，所以Q＝0， W＝0， △U＝0。 以后凡是碰到绝热刚性容器中发生反应（不做非膨胀功）， 不管它放热还是吸热，气体分子数增加还是减少，这三个物 理量都等于零，隔离系统内能量守恒。
23（1）因为可逆热机的效率最高，可逆热机 的效率可以大于等于1吗？
（2）可逆热机的效率最高，在其它条件相同的 情况下，可逆热机带动的机车速度最快吗？
答：不能。如果ηR＞1,则违背热力学第 一定律。如果ηR=1,则违背热力学第二 定律。
答：不对，热力学不讨论速度问题。可逆过 程的特点之一就是变化过程无限缓慢，因此 在其它条件相同的情况下，可逆热机带动的 机车速度最慢。但它所带动的机车所运行的 距离应是最长的。
21 有一个封闭系统，若经历了一个Q＝0，W＝0， △U＝0的过程，则系统的状态并未改变，这样说对 不对？
答，不对，状态函数变化值为零并不意味着状态未 变。 热和功是伴随状态变化的两种能量交换方式，但也 有的状态变化不一定有热和功的交换。 例如，理想气体向真空膨胀，或在绝热钢瓶中发生 了化学反应等，这些 过程的 Q＝0，W＝0， △U＝0 ，但系统的状态明 显改变了。
但是焓的变化就不一定了，因为焓是定义出来的函数，它不 遵守能量守恒定律， 氢氧化合生成水，虽然放出一点热量，但由于气体分子数的 减少，钢瓶内压力下降， 根据焓的定义， △H ＝ △U+ △（PV）＝V △P，由于压力 下降所以△H 小于零。 若钢瓶内是氢气与氯气化合成氯化氢，因为气体分子数不变， 放热反应，体积不变，由于温度升高，压力也升高，所以焓 是增加的。
上题还可以如此问： 有人认为孤立体系状态改变时，内能是守恒量， 而焓不是守恒量，请对此加以评论并举例说明。
物理化学热力学部分习题及解答
（3）如果将1 mol 水（100℃，101325kPa）突然 移到恒温100℃的真空箱中，水汽充满整个真空箱 ，测其压力为101.325 kPa,求过程的Q，W，△U 及 △H.
计算题2
在298.15K 的等温情况下，两个瓶子中间有 旋塞连通。开始时，一个瓶中放0.2molO2， 压力为0.2×101325Pa，另一个瓶中放 0.8molN2，压力为0.8×101325Pa，打开旋塞 后，两气互相混合。计算。（1）终了时瓶 中的压力；（2）混合过程中的Q，W，ΔU ，ΔS，ΔG；（3）如设等温下可逆地使气体 回到原状，计算过程中的Q 和W。
选择题
4.一可逆热机与另一不可逆热机在其他条件都相同 时，燃烧等量的燃料，则可逆热力牵引的列车行 走的距离和速度？ （A）较长；较快（B）较短；较慢（C）较长；较 慢（D）较短；较快 5.在一绝热箱中装有水，水中通一电阻丝，由蓄电 池供电，通电后水及电阻丝的温度均略有升高， 今以水和电阻丝为系统，其余为环境，则有： （A）Q<0，W=0，ΔU<0 （B）Q=0，W>0，ΔU>0 （C）Q>0，W=0，ΔU>0 （D）Q<0，W=0，ΔU>0
将 压缩373到K1及015302656P3aP，a再的作继水业续蒸在气1100103d2m53Pa恒下温部可分逆
液化到体积为10dm3 为止（此时气液平衡共存 ）。试计算此过程的Q、W、ΔU 和ΔH。假定 凝结水的体积可忽略不计，水蒸气可视作理想 气体。已知水的气化热为2259kJ·Kg-1。
甲苯正常沸点（383K）下气化热为3619J•g-1， 现将1mol 甲苯在383K 等温等压完全气化，求 该过程Q，W；并求甲苯的△Um，△Hm， △Sm，△Am，△Gm。若甲苯向真空气化（终 态同上），上述各量又是什么？（甲苯的分子 量为92）
关于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2(C) D。
因焓3(D) (pV) 45(A)(D)6．(D)7(A)答案：D W＝0，故由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得ΔU＝Q，蒸发过程需吸热Q＞0，故ΔU＞0。
8．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答案：A9．盖斯定律包含了两个重要问题, 即（）(A) 热力学第一定律和热力学第三定律 (B) 热力学第一定律及热的基本性质(C) 热力学第三定律及热的基本性质 (D) 热力学第一定律及状态函数的基本特征答案：D10．当某化学反应ΔrCp,m ＜0,则该过程的()r m H T ∆$随温度升高而（ ）(A) 下降 (B) 升高 (C) 不变 (D) 无规律 答案：A 。
根据Kirchhoff 公式,()/r m r p m d H T dT C ∆=∆$可以看出。
11．在下面涉及盖斯定律的表述中, 不正确的是（ ）(A) 对在等温等压且不做非体积功的条件下, 发生的各个化学反应过程和相变过程, 可使用盖斯定律(B) 对在等温等容且不做功的条件下, 发生的各个化学反应过程, 可使用盖斯定律(C) 同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时, 只要无溶解等现象, 相态不同也可加减(D) 利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应,设想一些中间步骤, 无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以12答案：C ＝Q ，说13(A) 答案：C （D ）等B14(A)15(A) ∑＋∑Wi ，16．与物质的燃烧热有关的下列表述中不正确的是(A) 可燃性物质的燃烧热都不为零 (B) 物质的燃烧热都可测定，所以物质的标准摩尔燃烧焓不是相对值(C) 同一可燃性物质处于不同状态时,其燃烧热不同 (D) 同一可燃性物质处于不同温度下,其燃烧热之值不同答案：B 。
物理化学 热力学第一,二定律 例题 20110925pt..
别。此外，由于 Q=△H 只有在“无非体积功的等压过程”才成 立，对过程Ⅱ ，虽然等压，但有电功，因此Q≠ △H 。
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例6 已知101.3kPa、298K下液态丙烯腈（CH2=CH–CN）、石
墨和氢气的△cHmӨ分别为−1756.9、−392.9及
/(1.4–1) = –521.7J
或 W ” =△U = –521.7J
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[讨论] (a) 三个过程的终态压力相同，但终态温度不同，说明三者 分别到达不同的终态。另外，第三个途径是恒外压过程，而非等
压过程。因此，尽管Q= 0 ，但 △HⅡ≠0 。
(b) 功的大小为︱W︱>︱W ’︱>︱W ”︱，且W均小于零，表
(3) 绝热不可逆过程 △U = W 即n CV,m(T2” –T1)= –pe(V2” –V1) = –pe nR(T2”/ p2–T1/ p1)
将nCV ,m
5 R, pe p2 代入，整理得 2
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(5/2) (T2” –T1) = –T2”+p2 T1/ p1 T2” =(7/2) T1(5/2+ p2/ p1)= (7/2)×300×(5/2+ 3.5/40)=221.8K
箱中，水蒸气充满整个真空箱，测其压力为101325 Pa，求过
程的Q、W、△U和△H。比较这三种结果，说明什么问题。
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解： (1) Qp = △H =1 mol×40.67 kJ· mol–1=40.67 kJ
W = －p(Vg－Vl)≈－pVg =－nRT
(完整word版)物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案
第二章 热力学第二定律练习题一、判断题（说法正确否）：1 •自然界发生的过程一定是不可逆过程。
2 •不可逆过程-3 •熵增加的过程- 自发过程。
4•绝热可逆过程的？S= 0,绝热不可逆膨胀过程的 ？S > 0,绝热不可逆压缩过程的 ？S < 0。
5 •为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。
6 •由于系统经循环过程后回到始态， ？S = 0,所以一定是一个可逆循环过程。
7 •平衡态熵最大。
8 •在任意一可逆过程中 ？S = 0,不可逆过程中？S > 0。
9 •理想气体经等温膨胀后，由于 ？U=0,所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定 律矛盾吗？ 10 •自发过程的熵变？S > 0。
11. 相变过程的熵变可由 T 计算。
12 •当系统向环境传热时（Q < 0），系统的熵一定减少。
13 .一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。
“ AH14 .冰在0C, p ' T >0,所以该过程为自发过程。
15 •自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。
16 •吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。
17 •在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。
18 •系统由V i 膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。
19 •过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得 ?G = 0。
20 •理想气体等温自由膨胀时， 对环境没有做功，所以-pdV = 0 ,此过程温度不变，？ U = 0,代入热力学基本方程 dU = TdS - pdV ,因而可得dS = 0,为恒熵过程。
21 •是非题：⑴“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值” ，此话对否？ ⑵“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化” ，此话对否？ ⑶绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点？⑷自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。
物理化学-第一章-热力学第一定律-习题精选全文
273.15K
Q p1T1 p2T2
T2
p1T1 p2
2101.325 273.15 4 101.325
136.6K
V2
nRT2 p2
2.80dm3
2. U nCVmT 1.70kJ
H nCpmT 2.84kJ
3. QT C
p
Q pV RT CR p
p2 CR V
p CR V
(2)
9．反响CO〔g〕+1/2O2〔g〕→CO2〔g〕的 △rHmθ，以下说法何者是不正确的？
〔1〕△rHmθ是CO2〔g〕的标准摩尔生成焓 〔2〕△rHmθ是CO〔g〕的标准摩尔燃烧焓 〔3〕△rHmθ是负值 〔4〕△rHmθ与△rUmθ值不等
(1)
三.填空
1．在一绝热箱中置一绝热隔板，将箱分成两 局部。分别装有温度压力都不同的两种气 体。将隔板抽走使气体混合，假设以气体 为系统，那么Q0=〔 〕；W0=〔 〕； △U=〔 0 〕。
四 计算
1．1mol单原子理想气体，始态 2×101.325kPa，11.2dm3，经pT=常数的 可逆过程，压缩到终态为4×101.325kPa， Cvm=3/2R，求：
〔1〕终态的体积和温度； 〔2〕△U和△H； 〔3〕所作的功。
1.
T1
p1V1 nR
2 101.325 11.2 1 8.314
〔1〕B→C过程的△U2； 〔2〕B→C过程的Q2。
U U1 U2 U3 0 U1 0
U2 U3 W3
(2) B→C过程的Q2
∵△U=0, Q=-W(ABC围起的面积) ∵Q=Q1+Q2+Q3, Q3=0 ∴Q2=Q-Q1 Q1 (AB线下面的面积)
物理化学《化学热力学基础》习题及答案
物理化学《化学热力学基础》习题及答案1-2 选择题1、273K ，θp 时，冰融化为水的过程中，下列关系是正确的有（B ）A.0<WB.p Q H =∆C.0<∆HD.0<∆U2、体系接受环境做功为160J ，热力学能增加了200J ，则体系（A ）A.吸收热量40JB.吸收热量360JC.放出热量40JD.放出热量360J3、在一绝热箱内，一电阻丝浸入水中，通以电流。
若以水和电阻丝为体系，其余为环境，则（C ）A.0,0,0>∆=>U W QB.0,0,0>∆==U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0<∆=<U W Q4、任一体系经一循环过程回到始态，则不一定为零的是（D ）A.G ∆B.S ∆C.U ∆D.Q5、对一理想气体，下列关系式不正确的是（A ）A.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂p T UB.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T V H C.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p H D.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p U 6、当热力学第一定律写成pdV Q dU -=δ时，它适用于（C ）A.理想气体的可逆过程B.封闭体系的任一过程C.封闭体系只做体积功过程D.封闭体系的定压过程7、在一绝热刚壁体系内，发生一化学反应，温度从21T T →，压力由21p p →，则（D ）A.0,0,0>∆>>U W QB.0,0,0<∆<=U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0=∆==U W Q 8、理想气体定温定压混合过程中，下列体系的性质不正确的是（C ）A.0>∆SB.0=∆HC.0=∆GD.0=∆U9、任意的可逆循环过程，体系的熵变（A ）A.一定为零B.一定大于零C.一定为负D.是温度的函数10、一封闭体系从B A →变化时，经历可逆R 和不可逆IR 途径，则（B ）A.IR R Q Q =B.T Q dS IRδ> C.IR R W W = D.TQ T Q IR R =11、理想气体自由膨胀过程中（D ）A.0,0,0,0=∆>∆>=H U Q WB.0,0,0,0>∆>∆=>H U Q WC.0,0,0,0=∆=∆><H U Q WD.0,0,0,0=∆=∆==H U Q W12、2H 和2O 在绝热定容的体系中生成水，则（D ）A.0,0,0=∆>∆=孤S H QB.0,0,0>∆=>U W QC.0,0,0>∆>∆>孤S U QD.0,0,0>∆==孤S W Q13、理想气体可逆定温压缩过程中，错误的有（A ）A.0=∆体SB.0=∆UC.0<QD.0=∆H14、当理想气体反抗一定外压做绝热膨胀时，则（D ）A.焓总是不变的B.热力学能总是不变的C.焓总是增加的D.热力学能总是减小的15、环境的熵变等于（B 、C ） A.环体T Q δ B.环体T Q δ- C.环环T Q δ D.环环T Q δ-16、在孤立体系中进行的变化，其U ∆和H ∆的值一定是（D ）A.0,0<∆>∆H UB.0,0=∆=∆H UC.0,0<∆<∆H UD.不能确定H U ∆=∆,017、某体系经过不可逆循环后，错误的答案是（A ）A.0=QB.0=∆SC.0=∆UD.0=∆H18、C 6H 6(l)在刚性绝热容器中燃烧，则（D ）A.0,0,0=<∆=∆Q H UB.0,0,0=>∆=∆W H UC.0,0,0==∆≠∆Q H UD.0,0,0=≠∆=∆W H U19 、下列化学势是偏摩尔量的是（ B ） A.Zn V T B n F ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B.Z n p T B n G ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C.Z n V S B n U ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D.Z n p S B n H ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 20、在℃10-，θp ，1mol 过冷的水结成冰时，下述表示正确的是（ C ）A.00,0,0>∆>∆>∆<∆孤环体，S S S GB.00,0,0<∆<∆<∆>∆孤环体，S S S GC.00,0,0>∆>∆<∆<∆孤环体，S S S GD.00,0,0<∆<∆>∆>∆孤环体，S S S G21、下述化学势的公式中，不正确的是（ D ） A.B B Z n p T n Gμ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,, B.m B pS T ,-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ C.m B TV p ,=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ D.Z n p T B n U ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 22、在373.15K ，101.325Pa ，)(2l O H μ与)(2g O H μ的关系是（ B ）A.)()(22g O H l O H μμ>B.)()(22g O H l O H μμ=C.)()(22g O H l O H μμ<D.无法确定23、制作膨胀功的封闭体系，pT G ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂的值（ B ） A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法确定24、某一过程0=∆G ，应满足的条件是（ D ）A.任意的可逆过程B.定温定压且只做体积中的过程C.定温定容且只做体积功的可逆过程D.定温定压且只做体积功的可逆过程25、1mol 理想气体经一定温可逆膨胀过程，则（ A ）A.F G ∆=∆B.F G ∆>∆C.F G ∆<∆D.无法确定26、纯液体在正常相变点凝固，则下列量减少的是（ A ）A.SB.GC.蒸汽压D.凝固热27、右图中哪一点是稀溶液溶质的标准态的点（ B ）A.a 点B.b 点C.c 点D.d 点28、在θp 下，当过冷水蒸气凝结为同温度的水，在该过程中正、负号无法确定的是（ D ）A.G ∆B.S ∆C.H ∆D.U ∆29、实际气体的化学势表达式为θθμμp f RT T ln)(+=，其中标准态 化学势为（ A ）A.逸度θp f =的实际气体的化学势B.压力θp p =的实际气体的化学势C.压力θp p =的理想气体的化学势D.逸度θp f =的理想气体的化学势30、理想气体的不可逆循环，G ∆( B )A.0<B.0=C.0>D.无法确定31、在βα,两相中含A 、B 两种物质，当达平衡时，正确的是（ B ）A.ααμμB A =B.ααμμA A =C.βαμμB A =D.ββμμB A =32、多组分体系中，物质B 的化学势随压力的变化率，即)(,B Z B Z n T p ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ的值（ A ） A.0> B.0< C.0= D.无法确定33、℃10-、标准压力下，1mol 过冷水蒸汽凝集成冰，则体系、环境及总的熵变为（ B ）A.0,0,0<∆<∆<∆univ sur sys S S SB.0,0,0>∆>∆<∆univ sur sys S S SC.0,0,0>∆>∆>∆univ sur sys S S SD.0,0,0<∆>∆<∆univ sur sys S S S34、p-V 图上，1mol 单原子理想气体，由状态A 变到状态B ，错误的是（ B ）A.Q U =∆B.Q H =∆C.0<∆SD.0<∆U35、体系经不可逆过程，下列物理量一定大于零的是（ C ）A.U ∆B.H ∆C.总S ∆D.G ∆36、一个很大的恒温箱放着一段电阻丝，短时通电后，电阻丝的熵变（ D ）A.0>B.0<C.0=D.无法确定37、热力学的基本方程Vdp SdT dG +-=可使用与下列哪一过程（ B ）A.298K ，标准压力的水蒸发的过程B.理想气体向真空膨胀C.电解水制备氢气D.合成氨反应未达平衡38、温度为T 时，纯液体A 的饱和蒸汽压为*A p ，化学势为*A μ，在1θp 时，凝固点为0f T ，向A 溶液中加入少量溶质形成稀溶液，该溶质是不挥发的，则A p 、A μ、f T 的关系是（ D ）A.f f A A A A T T p p <<<0,**,μμB.f f A A A A T T p p <<>0,**,μμC.f f A A A A T T p p ><>0,**,μμD.f f A A A A T T p p >>>0,**,μμ39下列性质不符合理想溶液通性的是： ( D )A. ∆mix V ＝0B. ∆mix S >0C. ∆mix G <0D. ∆mix G >040、从A 态到B 态经不可逆过程ΔS 体是： ( D )A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定41、常压下-10℃过冷水变成-10℃的冰，在此过程中，体系的ΔG 与ΔH 如何变化： ( D )A. ΔG<0，ΔH>0B. ΔG>0，ΔH>0C. ΔG=0，ΔH=0D. ΔG<0，ΔH<042、某绝热封闭体系在接受了环境所做的功之后，其温度:( A )A.一定升高B.一定降低C.一定不变D.不一定改变43、对于纯物质的标准态的规定，下列说法中不正确的是： (C)A. 气体的标准态就是温度为T ，压力为100kPa 下具有理想气体性质的纯气体状态。
物理化学习题1-热力学第一定律
物理化学单元测验（一）一、选择题。
在题后括号内，填上正确答案代号。
1、对于理想气体，焦耳-汤姆孙系数μJ-T（）。
（1）> 0；（2）< 0；（3）= 0；（4）不能确定。
2、在同一温度下，同一气体物质的摩尔定压热容C p,m与摩尔定容热容C V,m之间的关系为：( )。
( 1 )C p,m < C V,m；( 2 )C p,m > C V,m；( 3 )C p,m = C V,m；( 4 )难以比较。
3、公式∆H n C TpTT=⎰,m d12的适用条件是：( )。
( 1 )任何过程；( 2 )等压过程；( 3 )组成不变的等压过程；( 4 )均相的组成不变的等压过程。
4、当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。
( 1 )焓总是不变；( 2 )热力学能总是增加；( 3 )焓总是增加；( 4 )热力学能总是减少。
5、25℃，下面的物质中标准摩尔生成焓不为零的是：（）。
（1）N2(g)；（2）S(s , 单斜)；（3）Br2(l)；（4）I2(s)。
6、范德华气体经绝热自由膨胀后，气体的温度：( )。
( 1 )上升；( 2 )下降；( 3 )不变。
7、理想气体状态方程式实际上概括了三个实验定律，它们是：( )。
（1）玻意耳定律，分压定律和分体积定律；（2）玻意耳定律，盖·吕萨克定律和阿伏伽德罗定律；（3）玻意耳定律，盖·吕萨克定律和分压定律；（4）玻意耳定律，分体积定律和阿伏伽德罗定律。
8、某坚固容器容积100 dm3，于25℃，101.3 kPa下发生剧烈化学反应，容器内压力、温度分别升至5066 kPa和1000℃。
数日后，温度、压力降至初态（25℃和101.3 kPa），则下列说法中正确的为：（）。
( 1 )该过程∆U = 0，∆H = 0( 2 )该过程∆H = 0，W≠0( 3 )该过程∆U = 0，Q≠0( 4 )该过程W = 0，Q≠09、H2和O2以2：1的摩尔比在绝热的钢瓶中反应生成H2O，在该过程中( )是正确的。
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2(C) D。
因焓3(A)(D) (pV) 45(A)(D)6．(D)7(A)答案：D。
W＝0，故由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得ΔU＝Q，蒸发过程需吸热Q＞0，故ΔU＞0。
8．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答案：A9．盖斯定律包含了两个重要问题, 即（）(A) 热力学第一定律和热力学第三定律(B) 热力学第一定律及热的基本性质(C) 热力学第三定律及热的基本性质(D) 热力学第一定律及状态函数的基本特征答案：D10．当某化学反应ΔrCp,m ＜0,则该过程的()r mH T ∆$随温度升高而（ ） (A) 下降 (B) 升高 (C) 不变 (D) 无规律 答案：A 。
根据Kirchhoff 公式,()/r m r p m d H T dT C ∆=∆$可以看出。
11．在下面涉及盖斯定律的表述中, 不正确的是（ ）(A) 对在等温等压且不做非体积功的条件下, 发生的各个化学反应过程和相变过程, 可使用盖斯定律(B) 对在等温等容且不做功的条件下, 发生的各个化学反应过程, 可使用盖斯定律(C) 同一物质在盖斯定律涉及的几个反应中都出现时, 只要无溶解等现象, 相态不同也可加减(D) 利用盖斯定律求某个反应的热效应时可引入一些别的反应,设想一些中间步骤, 无论实际反应是否按这些中间步骤进行都可以12答案：C U ＝Q ，13(A) 答案：C （D ）等B 的热与从14(A)15(A) ∑＋∑Wi ，16．与物质的燃烧热有关的下列表述中不正确的是(A) 可燃性物质的燃烧热都不为零 (B) 物质的燃烧热都可测定，所以物质的标准摩尔燃烧焓不是相对值(C) 同一可燃性物质处于不同状态时,其燃烧热不同 (D) 同一可燃性物质处于不同温度下,其燃烧热之值不同答案：B 。
物理化学热力学单元检测含答案
热力学单元检测一、单项选择题（每题2分，共35题，共计70分）（1）1mol 单原子分子理想气体，从始态p 1=202650Pa ，T 1=273K 沿着p /V =常数的途径可逆变化到终态为p 2=405300Pa 则ΔH 为（ ） (A) 17.02kJ (B) -10.21kJ (C) -17.02kJ (D) 10.21kJ（2）封闭体系中，有一个状态函数保持恒定的变化途径是什么途径？（ ）(A) 一定是可逆途径 (B) 一定是不可逆途径 (C) 不一定是可逆途径 (D) 体系没有产生变化（3）当体系将热量传递给环境之后，体系的焓：（ ）(A) 必定减少 （B ） 必定增加 (C) 必定不变 （D ） 不一定改变（4）下列关系式中哪个不需要理想气体的假设？（ ）(A) C p -C v =nR (B) (dln p )/d T =ΔH /(RT 2)(C) 对恒压过程，ΔH =ΔU+p ΔV (D) 对绝热可逆过程，pV γ=常数。
（5）对于孤立体系中发生的实际过程，下列关系中不正确的是（ ）。
A ．W =0B ．Q =0C ．ΔU =0D ．ΔH =0 （6）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，ΔU <0B ．W >0，Q <0，ΔU >0C ．W <0，Q <0，ΔU >0D ．W <0，Q =0，ΔU >0（7）某物质B 的标准摩尔燃烧焓为1(298.15K)200kJ mol c m H -∆=-⋅，则该物质B 在298.15K 时燃烧反应的标准摩尔焓变r m H ∆为（ ）。
A ．1200kJ mol --⋅ B ．10kJ mol -⋅ C ．1200kJ mol-⋅ D ．140kJ mol -⋅（8）在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的（ ）。
物理化学 第二章 热力学第一定律 经典习题及答案
V3 = V2 =
W b = − p外 ΔV = − p3 (V3 − V1 ) = − 200 × 103 (0.10167 − 0.06197) = −7.940kJ
由热力学第一定律
Wa + Qa = Wb + Qb -5.57+25.42= − 7.940 + Qb ∴ Qb = 27.79
= − 2 × 8.314 × 300 × (1 −
2.
∂H ∂p 求证： C p − CV = − + V ∂p T ∂ T V
方法一：和课件中的证明类似
方法二：
∂H ∂U ∂H ∂( H m − pVm C p,m − CV,m = m − m = m − ∂T ∂T p ∂T V ∂T p V ∂H ∂H ∂p = m − m +Vm ∂T V ∂T p ∂T V 令H = H (T , p) ∂H ∂H dH = dT + dp ∂T p ∂p T
2.10 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 n = 2mol 理想气体 T1 = ? p1 = 100kPa V1 = 0.05m3 n = 2mol 理想气体 恒容 → T2 = ? p2 = 200kPa V2 = 0.05m3 n = 2mol 理想气体 恒压 → T3 = ? p3 = 200kPa V3 = 0.025m3
3.
∂U 已知：理想气体 =0 ∂V T
《物理化学》第二章热力学第一定律练习题（含答案）
第二章练习题一、填空题1、根据体系和环境之间能量和物质的交换情况，可将体系分成、、。
2、强度性质表现体系的特征，与物质的数量无关。
容量性质表现体系的特征，与物质的数量有关，具有性。
3、热力学平衡状态同时达到四种平衡，分别是、、、。
4、体系状态发生变化的称为过程。
常见的过程有、、、、。
5、从统计热力学观点看，功的微观本质是，热的微观本质是。
6、气体各真空膨胀膨胀功W= 07、在绝热钢瓶中化学反应△U= 0、在绝热钢瓶中化学反应△U= 08、焓的定义式为。
二、判断题（说法对否）：1、当体系的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。
（√）2、当体系的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。
（χ）3．因= ΔH， = ΔU，所以与都是状态函数。
（χ）4、封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。
（χ）错。
只有封闭系统不做非膨胀功等压过程ΔH=Q P5、状态给定后，状态函数就有定值；状态函数确定后，状态也就确定了。
（√）6、热力学过程中W的值应由具体过程决定( √ )7、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。
( √ )不变。
( √ )三、单选题1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是（、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是（ C ）A 、T、P、V、Q B 、m、W、P、H C、T、P、V、n、D、T、P、U、W 2、对于内能是体系的单值函数概念，错误理解是（、对于内能是体系的单值函数概念，错误理解是（ C ）A体系处于一定的状态，具有一定的内能体系处于一定的状态，具有一定的内能B对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值C状态发生变化，内能也一定跟着变化状态发生变化，内能也一定跟着变化D对应于一个内能值，可以有多个状态对应于一个内能值，可以有多个状态3下列叙述中不具有状态函数特征的是（D ）A体系状态确定后，状态函数的值也确定体系状态确定后，状态函数的值也确定B体系变化时，状态函数的改变值只由体系的始终态决定体系变化时，状态函数的改变值只由体系的始终态决定C经循环过程，状态函数的值不变经循环过程，状态函数的值不变D状态函数均有加和性状态函数均有加和性4、下列叙述中正确的是（、下列叙述中正确的是（ A ）A物体温度越高，说明其内能越大物体温度越高，说明其所含热量越多 物体温度越高，说明其内能越大 B物体温度越高，说明其所含热量越多C凡体系温度升高，就肯定是它吸收了热凡体系温度升高，就肯定是它吸收了热D凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热5、下列哪一种说法错误（、下列哪一种说法错误（ D ）A焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量B只有在某些特定条件下，焓变△H才与体系吸热相等才与体系吸热相等C焓是状态函数焓是状态函数D焓是体系能与环境能进行热交换的能量焓是体系能与环境能进行热交换的能量6、热力学第一定律仅适用于什么途径（、热力学第一定律仅适用于什么途径（ A ）A 同一过程的任何途径同一过程的任何途径B 同一过程的可逆途径同一过程的可逆途径C 同一过程的不可逆途径同一过程的不可逆途径D 不同过程的任何途径不同过程的任何途径7. 如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中,插入两个铜电插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭系统的是（极，以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭系统的是（ A ）(A) 绝热箱中所有物质绝热箱中所有物质 ； (B) 两个铜电极两个铜电极 ；(C) 蓄电池和铜电极蓄电池和铜电极 ； (D) CuSO4水溶液水溶液 。
物理化学《化学热力学基础》习题及答案
物理化学《化学热力学基础》习题及答案 1-2 选择题1、273K ，θp 时，冰融化为水的过程中，下列关系是正确的有（B ）A.0<WB.p Q H =∆C.0<∆HD.0<∆U2、体系接受环境做功为160J ，热力学能增加了200J ，则体系（A ）A.吸收热量40JB.吸收热量360JC.放出热量40JD.放出热量360J3、在一绝热箱内，一电阻丝浸入水中，通以电流。
若以水和电阻丝为体系，其余为环境，则（C ）A.0,0,0>∆=>U W QB.0,0,0>∆==U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0<∆=<U W Q4、任一体系经一循环过程回到始态，则不一定为零的是（D ）A.G ∆B.S ∆C.U ∆D.Q5、对一理想气体，下列关系式不正确的是（A ）A.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂p T UB.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T V H C.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p H D.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p U 6、当热力学第一定律写成pdV Q dU -=δ时，它适用于（C ）A.理想气体的可逆过程B.封闭体系的任一过程C.封闭体系只做体积功过程D.封闭体系的定压过程7、在一绝热刚壁体系内，发生一化学反应，温度从21T T →，压力由21p p →，则（D ）A.0,0,0>∆>>U W QB.0,0,0<∆<=U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0=∆==U W Q 8、理想气体定温定压混合过程中，下列体系的性质不正确的是（C ）A.0>∆SB.0=∆HC.0=∆GD.0=∆U9、任意的可逆循环过程，体系的熵变（A ）A.一定为零B.一定大于零C.一定为负D.是温度的函数10、一封闭体系从B A →变化时，经历可逆R 和不可逆IR 途径，则（B ）A.IR R Q Q =B.T Q dS IRδ> C.IR R W W = D.TQ T Q IR R =11、理想气体自由膨胀过程中（D ）A.0,0,0,0=∆>∆>=H U Q WB.0,0,0,0>∆>∆=>H U Q WC.0,0,0,0=∆=∆><H U Q WD.0,0,0,0=∆=∆==H U Q W12、2H 和2O 在绝热定容的体系中生成水，则（D ）A.0,0,0=∆>∆=孤S H QB.0,0,0>∆=>U W QC.0,0,0>∆>∆>孤S U QD.0,0,0>∆==孤S W Q13、理想气体可逆定温压缩过程中，错误的有（A ）A.0=∆体SB.0=∆UC.0<QD.0=∆H14、当理想气体反抗一定外压做绝热膨胀时，则（D ）A.焓总是不变的B.热力学能总是不变的C.焓总是增加的D.热力学能总是减小的15、环境的熵变等于（B 、C ） A.环体T Q δ B.环体T Q δ- C.环环T Q δ D.环环T Q δ-16、在孤立体系中进行的变化，其U ∆和H ∆的值一定是（D ）A.0,0<∆>∆H UB.0,0=∆=∆H UC.0,0<∆<∆H UD.不能确定H U ∆=∆,017、某体系经过不可逆循环后，错误的答案是（A ）A.0=QB.0=∆SC.0=∆UD.0=∆H18、C 6H 6(l)在刚性绝热容器中燃烧，则（D ）A.0,0,0=<∆=∆Q H UB.0,0,0=>∆=∆W H UC.0,0,0==∆≠∆Q H UD.0,0,0=≠∆=∆W H U19 、下列化学势是偏摩尔量的是（ B ） A.Zn V T B n F ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B.Z n p T B n G ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C.Z n V S B n U ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D.Z n p S B n H ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 20、在℃10-，θp ，1mol 过冷的水结成冰时，下述表示正确的是（ C ）A.00,0,0>∆>∆>∆<∆孤环体，S S S GB.00,0,0<∆<∆<∆>∆孤环体，S S S GC.00,0,0>∆>∆<∆<∆孤环体，S S S GD.00,0,0<∆<∆>∆>∆孤环体，S S S G21、下述化学势的公式中，不正确的是（ D ） A.B B Z n p T n Gμ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,, B.m B pS T ,-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ C.m B TV p ,=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ D.Z n p T B n U ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 22、在373.15K ，101.325Pa ，)(2l O H μ与)(2g O H μ的关系是（ B ）A.)()(22g O H l O H μμ>B.)()(22g O H l O H μμ=C.)()(22g O H l O H μμ<D.无法确定23、制作膨胀功的封闭体系，pT G ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂的值（ B ） A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法确定24、某一过程0=∆G ，应满足的条件是（ D ）A.任意的可逆过程B.定温定压且只做体积中的过程C.定温定容且只做体积功的可逆过程D.定温定压且只做体积功的可逆过程25、1mol 理想气体经一定温可逆膨胀过程，则（ A ）A.F G ∆=∆B.F G ∆>∆C.F G ∆<∆D.无法确定26、纯液体在正常相变点凝固，则下列量减少的是（ A ）A.SB.GC.蒸汽压D.凝固热27、右图中哪一点是稀溶液溶质的标准态的点（ B ）A.a 点B.b 点C.c 点D.d 点28、在θp 下，当过冷水蒸气凝结为同温度的水，在该过程中正、负号无法确定的是（ D ）A.G ∆B.S ∆C.H ∆D.U ∆29、实际气体的化学势表达式为θθμμp f RT T ln)(+=，其中标准态 化学势为（ A ）A.逸度θp f =的实际气体的化学势B.压力θp p =的实际气体的化学势C.压力θp p =的理想气体的化学势D.逸度θp f =的理想气体的化学势30、理想气体的不可逆循环，G ∆( B )A.0<B.0=C.0>D.无法确定31、在βα,两相中含A 、B 两种物质，当达平衡时，正确的是（ B ）A.ααμμB A =B.ααμμA A =C.βαμμB A =D.ββμμB A =32、多组分体系中，物质B 的化学势随压力的变化率，即)(,B Z B Z n T p ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ的值（ A ） A.0> B.0< C.0= D.无法确定33、℃10-、标准压力下，1mol 过冷水蒸汽凝集成冰，则体系、环境及总的熵变为（ B ）A.0,0,0<∆<∆<∆univ sur sys S S SB.0,0,0>∆>∆<∆univ sur sys S S SC.0,0,0>∆>∆>∆univ sur sys S S SD.0,0,0<∆>∆<∆univ sur sys S S S34、p-V 图上，1mol 单原子理想气体，由状态A 变到状态B ，。
物理化学第二、三章习题及答案
主要计算公式
总结
1. 热力学第一定律的数学表达式 ：
dU Q W 或 U Q W
适用于封闭体系中的单纯PVT变化、相变化、化学变化
2. 恒容热和恒压热
Qv U
Qp H
适用于dV=0，W’=0条件下的三类反应
适用于dP=0，W’=0条件下的三类反应
3. 摩尔定压热容和摩尔定容热容之间的关系：
n= 1 mol T1=300.15K P1=101.32 KPa V1
dT 0 n= 1 mol T2=300.15K P2 V2
习题
n= 1 mol T3=370.15K P3=250.00 KPa V3 = V2
dV 0
因为V2=V3，则p2/T2=p3/T3， p2=p3T2/T3=250.00×300.15/370.15 kPa=202.72 kPa nRT p 1 W2=0 W p (V V ) nRT p nRT ( 2 1)
vap H m 1 1 p2 ( ) 克-克方程 ln p1 R T2 T1
可用来计算不同温度下的蒸气压或摩尔蒸发热。
热力学第一定律
习题
1、 1 mol 某理想气体于27oC ，101.325 kPa 的始态下，先受 某恒定外压恒温压缩至平衡态，再恒容升温至97oC ， 250.00 kPa。求过程的W，Q, △U， △H。已知气体的
热力学第一定律
n= 5 mol T1=300 P1=200 KPa
dTV 0 n= 5 mol T2=300K P2=50 KPa
习题
T3 P3=200 KPa
Qr 0 n= 5 mol
整个过程由于第二步为 绝热过程，计算热是方 便的，而第一步 为恒温可逆过程，则： U1 0 Q1 W1 , Q1 -W1 V2 p1 Q Q1 Q2 W1 0 nRT ln nRT ln V1 p2 (5 8.314 300 ln 200/ 50) J 17.29kJ W U Q (15.15 17.29)kJ 2.14kJ
物理化学 热力学习题
一、选择题（10题）1、如图所示，在绝热盛水容器中，浸有电阻丝，通电后水与电阻丝的温度均升高，如以水和电阻丝为系统，则上述过程中的Q、W和系统的△U的符号为：（D）A. W=0，Q<0, △U<0 B. W>0，Q<0, △U>0C. W=0，Q>0, △U>0D. W<0，Q=0, △U>02、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 %3、1mol单原子分子理想气体，从273 K，202.65 kPa, 经 pT=常数的可逆途径压缩到405.3 kPa的终态，该气体的ΔU为： ( D )A. 1702 JB. -406.8 JC. 406.8 JD. -1702 J4、理想气体从相同始态分别经绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的压力，则其终态的温度，体积和系统的焓变必定是( B )A. T(可逆)>T(不可逆),V(可逆)>V(不可逆)，△H(可逆)>△H(不可逆)B. T(可逆)<T(不可逆),v(可逆)<v(不可逆)，△H(可逆)<△H(不可逆)C. T(可逆)<T(不可逆),V(可逆)>V(不可逆)，△H(可逆)<△H(不可逆)D. T(可逆)<T(不可逆),V(可逆)<v(不可逆)，△H(可逆)>△H(不可逆)5、在一个体积恒定的绝热箱中有一绝热隔板，其两侧放有n、T、p皆不相同的N 2(g)，N2(g)视为理想气体。
今抽去隔扳达到平衡，以N2(g)作为系统，此过程的( A )A. W=0，△U=0，△H=0B. W>0，△U>0，△H>0C. W<0，△U<0，△H<0D. W=0，△U=0，△H>06、理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀，吸热Q，所做的功是变到相同终态的最大功的20%，则系统的熵变为 ( C )A．Q/T B．-Q／T C．5Q/T D．- 5Q/T7、单原子理想气体的Cv,m =3R/2．当温度由T1，变到T2时，等压过程系统的熵变(△S)p 与等容过程熵变(△s)v之比是 ( D )A.1;1B.2:IC.3:5D.5:38. 正常沸点时液体气化为蒸气的过程在定压下升高温度时体系的△VapG⊖值应如何变化？( C )A. △Vap G⊖＝0 B. △VapG⊖≥0 C.△VapG⊖＜0 D. △VapG⊖＞09、p=1x106Pa 时，某气相反应在T 1=400 K 的热效应与T 2=800 K 时的热效应相等，则两种条件下反应的熵变 ( B )A.△r S M (T 1)>△r S M (T 2)B. △r S M (T 1)=△r S M (T 2)C.△r S M (T 1)<△r S M (T 2)D.不能确定其相对大小10、对物质的量为n 的理想气体，(∂T/∂P)s 应等于 ( D ) A. V/R B.V/(nR) c. V/Cv D.V/Cp二、填空题（10题）1. 等温、等压下，1mol 苯和甲苯形成了液态混合物，现在要将两组分完全分离为纯组分至少要做的非体积功的数值为 ___-2 RTln0.5___2.已知25℃时，金刚石的标准摩尔生成焓△f H m =1.90KJ/mol,石墨的标准摩尔燃烧焓△c H m =-393.51KJ/mol,则金刚石的标准摩尔燃烧焓△c H m ___-395.41KJ/mol _____3. 已知金属铝的熔点T f 为933K 、熔化热△fus H m 为10619J •mol-1, 若其液态和固态时的摩尔恒压热容C Ｐ, Ｍ(l)和C Ｐ, Ｍ(s)分别为34.3 J •mol -1•K -1和32.8 J •mol -1•K -1，则当铝从873K 加热到973K ，其熵变化为15.0 J •mol -1•K -14. 实际气体经一不可逆循环，则△S = 0, △U = 05. 已知:在298K,1大气压下:△c H m (H 2,g)=-241.8kJ/mol; △c H m (C 6H 6,g)=-3169.5kJ/mol; △c H m (C 6H 12,g)=-3688.9kJ/mol. 各物质的热容为: C p,m (C 6H 6,g)=11.72+0.2469T; C p,m (H 2,g)=28.87; C p,m (C 6H 12,g) =10.88+0.4017T计算反应: C 6H 6(g)+3H 2(g)=C 6H 12(g) 在125℃下的△H=___-209.4 kJ/mol ____6. 室温下，10×P ⊖的理想气体绝热节流膨胀至 5×P ⊖的过程有：(1) W > 0 ； (2) T 1> T 2； (3) Q = 0 ； (4) △S > 0 其正确的答案应是： (3)、(4)7. 某非理想气体服从状态方程 PV = nRT + bP （b 为大于零的常数），1mol 该气体经历等温过程体积从 V 1变成 V 2，则熵变 △S m 等于 R ln (V 2-b)/(V 1-b)8. 选择“＞”、“＜”、“＝”中的一个填入下列空格理想气体经节流膨胀 △S _>__0，△G __<__ 0。
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第1章气体的PVT习题（二）1.试由波义尔定律, 盖吕萨克定律和阿伏加德罗定律导出理想气体状态方程.（参考答案）解：将状态方程写成V = f ( p, T, n)式中的三个变化率可依次由题给三个定律求出:2.某空气压缩机每分钟吸入101.325kPa, 30.0 ℃的空气41.2 m3. 经压缩后, 排出空气的压力192.5kPa, 温度升高至90.0 ℃. 试求每分钟排出空气的体积.（参考答案）解：压缩机稳定工作时单位时间吸入和排出的空气量相等:3.今有300K, 104365Pa的湿烃类混合气体(含水蒸气的), 其中水蒸气的分压力是25.5mmHg. 欲得到1000mol脱除水以后的干烃类混合气体, 试求应从湿混合气体中除去H2O的物质的量n(H2O)以及所需湿烃类混合气体的初始体积V. （参考答案）解：所需湿烃类混合气体中水的摩尔分数y(H2O) 为4．某待分析的混合气体中仅含CO2一种酸性组分. 在常温常压下取样100.00cm3, 以NaOH溶液充分洗涤除去其中所含CO2后, 于同样温度压力下测得剩余气体的体积为90.50cm3. 试求混合气体中的摩尔分数y(CO2).（参考答案）解：常温常压下的混合气体看成理想气体.混合气体中的除CO2外其它组分的分体积之和V｀= 90.50cm3; 故CO2的分体积V(CO2) = (100.00－90.50)cm3 = 9.50 cm3此例反映了在混合气体组成分析中常用的奥氏(Orsat)气体分析器的基本原理.5．若甲烷在2533.1kPa, 203K条件下服从范德华方程, 试求其摩尔体积. （参考答案）解：6.已知二氟二氯甲烷的临界参数为T c = 385.0K和p c = 4123.9 kPa, 试用压缩因子图计算T = 366.5K, p = 2067 kPa 条件下该气体的摩尔体积V m. 文献值为1.109 dm3⋅mol－1. （参考答案）解：计算值与文献值的相对误差E为E = (1.06－1.109) /1.109 = 4.41%第2章热力学第一定律习题（一）1.5mol的理想气体于始态t1 = 25℃, p1 = 101.325kPa, V1恒温膨胀至末态, 已知末态体积V2= 2V1, 分别计算气体膨胀时反抗恒定外压p(环) = 0.5p1及进行可逆膨胀时系统所作的功, 并在p -V图上绘出两种不同途径的功所对应的面积.（参考答案）解：2. 1mol理想气体由202.65kPa, 10dm3 恒容升温, 使压力升高到2026.5kPa, 再恒压压缩至体积为1dm3. 求整个过程的W, Q, ∆ U, 及∆ H.（参考答案）解：答3. 1mol理想气体由27℃, 101.325kPa受某恒定外压恒温压缩到平衡, 再恒容升温至97℃, 则压力升至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.（参考答案）解：4．已知CO2的C p,m={26.75+42.258 ⨯10－3T/K-14.25 ⨯10－6(T/K)2} J⋅mol－1⋅K－1. 试求100kg常压, 27℃的CO2恒压升温至527℃的∆H, 并按定义求算该温度范围内的平均定压摩尔热容.（参考答案）解：5．水煤气发生炉出口的水煤气的温度是1100℃, 其中CO及H2的体积分数各为0.50. 若每小时有300kg水煤气由1100℃冷却到100℃, 并用所回收的热加热水, 使水温由25℃升高到75℃. 试求每小时生产的热水量.（参考答案）解：6.已知25℃水的饱和蒸气压为3.167kPa, 它的∆vap H m(298.15K) = 44.01kJ⋅mol－1. 今有1mol 25℃水在相对湿度为30%的101kPa大气中蒸发, 试求所需的热, 并由此题的计算过程体会到: 只要蒸发过程中液相的焓随压力变化可以忽略, 气体可被视为理想气体, 则摩尔蒸发焓与压力无关.（参考答案）解：n = 1mol, 恒温298.15K7.压力恒定下单位质量物质升温1K所需的热称为定压热容, 以C p表示, 常用单位是J⋅g－1. 今有15℃, 212g的合金块置于量热计中,于恒压101.325kPa下通过一定量100℃的水蒸气. 当金属块温度上升到97.6℃时, 表面上有3.91g水凝出. 已知100℃时水的摩尔蒸发焓为40.64kJ⋅mol－1, 水的定压热容为4.184 J⋅g－1⋅℃－1, 设量热计绝热良好, 试求该金属的定压热容.（参考答案）解：8.水在180℃温度下饱和蒸气压为1000.2kPa. 试求生产180℃饱和蒸气的锅炉中注入水温为20℃时, 每生产1kg 180℃的饱和蒸气所需的热. 水（L)的平均热容可取 75.37J⋅mol－1⋅K－1, ∆vap H m(373.15K) = 40.64kJ⋅mol－1.（参考答案）9.已知25℃时反应CH3COOH(l) + C2H5OH(l) → CH3COOC2H5(l) + H2O(l)的标准摩尔反应焓为－9.20kJ⋅mol－1,C2H5OH(l)的标准燃烧焓为－1366.8kJ⋅mol－1, CH3COOH(l)则为－874.54kJ⋅mol－1. 试求CH3COOC2H5(l)的标准摩尔生成焓∆f H m(298.15K). （参考答案）解：先求出298.15K下CH3COOC2H5(l)的标准燃烧焓∆c H m(酯, l).(1) CH3COOH(l) + C2H5OH(l)? CH3COOC2H5(l) + H2O(l)再求298.15K下CH3COOC2H5(l)的标准生成焓∆f H m(酯, l).10. 计算1000K温度下,下列反应的标准摩尔焓2MgO(s) + Si(s) → SiO2(s) + 2Mg(g)已知MgO(s)及SiO2(s)的∆f H m(291.15K)分别为－611.282kJ⋅mol -1及－85.077kJ⋅mol－1, 金属Mg的升华焓近似取151.126kJ⋅mol－1, 各物质的定压摩尔热容分别为（参考答案）解：3. 18℃时反应CO(g) + (1/2)O2→ CO2(g) 的∆r H m = 282043 J⋅mol－1. 今将CO与起始温度为18℃, 则燃烧所能达到的最高温度是多少? 所需热数据见附录.（参考答案）.7. 1molH2由p1 = 101.325kPa, t1 = 0℃,分别经(a)向真空膨胀统与环境交换的体积功W(a)及W(b).（参考答案）结果表明: 系统在相同的始态, 末态的条件下, 不同具体途径中气体反抗的环境压力不同9. 298 K时, 将0.05 kg的N2由0.1 MPa恒温可逆压缩到2MPa, 试计算此过程的功, 问此过程的功又是多少? （参考答案）10.理想气体恒温可逆膨胀, 从V1至10V1, 对外作功41.85 kJ, p1 = 202.6 kPa, 求V由 W = -nRT ln(V/ V第3章热力学第二定律习题1.如果1000cm3水中加入1mol 的H2SO4，溶液的体积增加ΔV，则H2SO4的偏摩尔的数值就是ΔV吗？为什么？（参考答案）解：不是，题中的ΔV值是溶液变化的体积，不是H2SO4的偏摩尔体积，因为偏摩尔体积的定义是V(H2SO4)=( V/ n)T，。
可以理解为无限大量的H2SO4水溶液中，加入1mol H2SO4所引起溶液体积的变化值ΔV，本题条件不是无限大量体系，p，n1因此ΔV不是H2SO4的偏摩尔体积。
2.当溶液浓度趋向饱和时，溶质的微分溶解热与摩尔积分溶解热各趋向何值？当浓度趋向无限稀释时，又将怎样？解：当浓度趋向饱和时，溶质的微分溶解热趋向于零，而摩尔积分溶解热趋向于某一定值。
当浓度趋向无限稀释时，微分溶解热等于溶质的积分溶解热曲线在原点时的斜率。
而积分溶解热倾向于零，但是它的摩尔积分溶解热趋向一个定值。
3.自发过程一定是不可逆的。
而不可逆过程一定是自发的。
上述说法都对吗？为什么？（参考答案）解：第一句对，第二句错，因为自发过程的逆过程也可以不可逆的。
4．亨利常数对每一种物质是否是一个定值，它会随浓度、温度、溶剂性质而变吗？（参考答案）解：亨利常数对每一种物质不是一个定值，对不同的物质，在不同的温度与溶剂有不同的亨利常数值，对同一温度与同一溶剂，其亨利常数不随浓度的变化而变化，但随温度的变化而变化。
另外，亨利常数随使用的浓度单位不同而数值不同，但不同浓度单位的亨利常数之间可相互转化换算。
5．何谓溶剂，何谓溶质，两者各服从怎样的规律性？（参考答案）6.K x、K m与K C三个实验值是否存联系？有人认为其间存在的关系为：K x＝K m／M A＝KρA／M A，你相信否？（参考答案）解：由于ｘB、m B、c B三种浓度单位之间存在联系，故K x、K m与K C之间必然存在联系。
在稀溶液的条件下，三种浓度单位的亨利常数之间存在题中给出的关系式。
7.标准态具有怎样的意义，溶剂与溶质的标准态有何异同？如果溶质也选用摩尔分数ｘB为浓度单位，那么它的标准态是怎样一个状态？（参考答案）解：答物质的标准态一般是计算该物质在混合物中，或在溶液中的化学势相对值时而选取的基准态。
液态理想混合物中任一组分组分 B 的标准态为μB =μB*(l，T，p )。
稀溶液中溶剂A的标准态为μA(T)=μ*A(l，T，p )；溶质B的标准态为亨利定律直线的延长线上某一状态，其浓度为1个浓度单位(x B＝1，m B＝1或c B＝1，视所用的浓度单位而定)并用其活度系数γB(γx，γm或γC)亦为1的一个假想态。
如果以ｘB表示浓度，标准态是ｘB＝1，并且仍符合亨利定律的假想态。
8.什么是可逆过程？自然界是否存在真正意义上的可逆过程？有人说，在昼夜温差较大的我国北方冬季，白天缸里的冰融化成水，而夜里同样缸里的水又凝固成冰。
因此，这是一个可逆过程。
你认为这种说法对吗？为什么?（参考答案）解：条件不同了。
9.μB(l，T，p)、μB*(l，T，p)、μB(l，T)、μB(g，T) 四个符号的意义有何不同？（参考答案）解：μB(l，T，p) 为在温度T，压力p时液态混合物中组分B 的化学势。
μ*B(l，T，p) 为在温度T，压力p时液态纯B 的化学势；μB(l，T) 为温度T，标准压力p 下，液态混合物中，组分B的标准态化学势；μB(g，T) 为温度T，标准压力p 下，但为气态混合物中组分B 的标准化学势。
10.若有人想制造一种使用于轮船上的机器，它只是从海水中吸热而全部转变为功。
你认为这种机器能造成吗？为什么？这种设想违反热力学第一定律吗？（参考答案）解：这相当于第二类永动机器，所以不能造成，但它不违反热力学第一定律。