冶物化课后习题标准答案
物理化学习题及答案[精品文档]
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物理化学习题及答案[精品文档]-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN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：D 5．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
物理化学课后习题答案1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1T T pV p V V T V V-==κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=?=?==??? ????=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
若将其中一个球加热到100℃，另一个球则维持0℃，忽略连接管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：方法一：在题目所给出的条件下，气体的量不变。
并且设玻璃泡的体积不随温度而变化，则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态（f ）时+=???? ??+=+=f f ff f f f f f f T T T T R Vp T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 kPaT T T T T p T T T T VR n p f f f f i i ff ff f 00.117)15.27315.373(15.27315.27315.373325.1012 2,2,1,2,1,2,1,2,1=+=?+=???? ??+=1-8 如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均克视为理想气体。
（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）隔板抽去前后，H 2及N 2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽去后，混合气体中H 2及N 2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）抽隔板前两侧压力均为p ，温度均为T 。
物理化学课后规范标准答案
第一章气体的pVT 关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1TT p V p V V T V V ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯==每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H Cn/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。
充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。
若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。
试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm Vl O H ==-=ρ n=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
冶金物理化学答案
冶金物理化学答案冶金物理化学是研究金属和合金在制备、加工、合成和结构过程中物理和化学变化的科学。
它涵盖了从矿石到最终产品的整个过程，包括提取、分离、合成和加工。
冶金物理化学在工业和科学研究中扮演着重要角色，对于理解金属和合金的性质以及优化其制备过程至关重要。
在冶金物理化学的研究中，人们通常的是金属和合金的物理和化学变化，包括相变、扩散、还原和氧化等。
这些变化受到温度、压力、浓度和时间等因素的影响。
通过对这些变化的深入研究，人们可以更好地理解金属和合金的结构和性质，并优化其制备过程。
在工业生产中，冶金物理化学的应用广泛且重要。
例如，在钢铁工业中，冶金物理化学可以帮助人们理解钢铁的相变和结构，从而优化其制备和处理过程。
在铝工业中，冶金物理化学可以帮助人们理解铝的熔炼和铸造过程，从而提高铝的质量和性能。
除了在工业生产中的应用，冶金物理化学还在材料科学和工程领域发挥了重要作用。
通过对金属和合金的深入研究，人们可以开发出具有优异性能的新材料，例如高强度钢、轻质铝合金和高导电铜合金等。
冶金物理化学是理解和优化金属和合金制备和处理过程的关键。
通过深入研究和应用冶金物理化学，我们可以提高工业生产的效率和质量，同时推动新材料的发展和进步。
冶金物理化学是一门研究金属和合金的冶炼、分离、精炼和提纯的学科。
它主要涉及金属和合金的物理和化学性质，以及这些性质在冶炼、分离、精炼和提纯过程中的变化。
冶金物理化学的研究范围广泛，包括金属和合金的相图、热力学性质、动力学性质、电化学性质以及表面化学性质等。
它可以帮助我们了解金属和合金在不同条件下的物理和化学行为，从而指导冶炼、分离、精炼和提纯的过程。
在冶炼过程中，冶金物理化学可以用来确定最佳的冶炼方法和工艺参数。
例如，通过研究铁、锰、铬等金属的氧化还原反应，我们可以了解它们在不同温度和压力下的行为，从而优化它们的冶炼过程。
在分离过程中，冶金物理化学可以用来研究不同金属之间的相互作用，以及它们与分离剂之间的相互作用。
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。
物理化学习题课精讲附答案完整版
化学反应热效应与温度的关：
2
r H m ( 2 ) r H m ( 1 )
1
B
B
C p , m ( B ) dT
二、思考题和例题
1. 指出下列公式使用的条件 (1) dU Q pdV (2) (3)
H U pV
H Q p
封闭系统，非膨胀功
1 ，纯固体和纯液体的标准态是指温 J mol
，
度为T，压力为100KPa的状态，纯气体的标准态是 指温度为T，压力为100KPa，且具有理想气体性质 的状态。
化学反应等容过程或等压过程不管是一步完成还
是分几步完成，该反应的热效应相同，这一规律在
1840年由Hess（赫斯）发现，称为Hess定律。自 热力学第一定律产生后，上述结论就成为必然结果 了。利用Hess定律可以通过已知的反应热效应求算 难以直接测量的反应热效应。热效应的种类有生成
p外 V p外 V
C V (T1 T 2 )
( p 1V 1 p 2V 2 )
C C
p
dT dT
Q p pV
Qp
p
C C
V
dT
C C C
p
dT
0
V
dT
p
dT
1
-
n R (T1 T 2 )
1
p外 V
U W
C
V
dT
p
dT
某热力学系统的状态是系统的物理性质和化学性质
的综合表现，可以用系统的性质来描述。在热力学中
把仅决定于现在所处状态而与其过去的历史无关的系
统的性质叫做状态函数，状态函数具有全微分的性质。
物化作业课后习题
辽宁科技大学辽宁科技大学物理化学课后习题答案学院：材料与冶金学院专业：金属材料工程辽宁科技大学第一章 化学热力学基础姓名：刘绍成 学号 ：120103208026 金材10-1-16-34P 82(1-1) 10 mol 理想气体由25℃，1.00MPa 。
设过程为：（i ）向真空膨胀；（ii ）对抗恒外压0.100MPa 膨胀。
分别计算以上各过程的(i)外(ii)（ii ）P 1V 11=24.777m 3;因为是恒温过程，故 V 2=21P P V 1=66101.0101777.24⨯⨯⨯=247.77m 3W=-⎰21v v Pdv =-P(V 2-V 1)=-22.2995J小结：此题考查真空膨胀的特点及恒外压做功的求法，所用公式有：PV=nRT;TPV=常数；W=-⎰21v v Pdv 等公式。
P 82(1-3) 473k, 0.2MPa ，1dm 3的双原子分子理想气体，连续经过下列变化：（I ）定温膨胀到3 dm 3；（II ）定容升温使压力升到0.2MPa ；（III ）保持0.2MPa 降温到初始温度473K 。
（i ）在p-v 图上表示出辽宁科技大学该循环全过程；（ii ）计算各步及整个循环过程的Wv 、Q ，ΔU ，及ΔH 。
已知双原子分子理想气体C p,m =27R 。
解：P 1V 1=nRT 1 n=111RT V P =4733145.8101102.036⨯⨯⨯⨯-mol=0.0509mol,P 1V 1=P 2V 2 ∴P 2=21V V P 1=31×0.2×106=0.067MPa,T 2=21P P T 1=6316102.0102.0⨯⨯⨯×473K=1419K.(i) 恒温膨胀A B △U i =0，△H i =0.辽宁科技大学W i =-⎰21v vPdv =-nRTln 12v v =-0.0509×8.3145×473×ln3=-219.92J.∴Q i =-W=219.92J.(ii) 等体过程 B C 因为是等体积过程所以W ii =0, Q ii =△U ii =nC V,m △T=n(C p,m -R)(T 2-T 1)=0.0509×(7-1)×8.3145×(1419-473)=1000.89J;△ H ii =nC p,m △T=0.0509×3.5×8.3145×(1419-473)=1401.2J. (iii) 等压过程 C AW iii =-P △V=-P(V 1-V 2)=-0.2×106×(1-3)×10-3=400J;△ H iii =nC p,m △T=0.0509×3.5×8.3145×(473-1419)=-1401.2J △ U iii =nC V,m△T=0.0509×2.5×8.3145×(473-1419)=-1000.89J Q=△U-W=-1000.89-400=-1400.89J在整个过程中由于温度不变所以△U=0, △H=0; Q=-W=-180.08J.小结：此题考查了恒温过程、等体过程以及等压过程的公式应用，内能和焓只是过于温度的函数。
冶金物理化学标准答案
北京科技大学 2006—2007学年 第一学期冶金物理化学标准答案一、简答 （每小题5分，共50分）1. 试用相图的基本规则说明以下相图的错误所在？答：违背了相图的构筑规则“在二元系中，单相区与两相区邻接的界线延长线必须进入两相区，不能进入单相区”2. 在Ellingham 图上，为什么形成CO 的曲线的斜率为负值，而一般的斜率为正值？ 答：CO O C 222=+ΘΘΘΘ−−=ΔC O CO S S S S 2202f ΘΘ−≈S S CO 0p ΘΔ−∴S ；∴ΘΔG ~T 曲线的斜率小于零。
同理可以证明一般反应的~T 曲线的斜率大于零。
ΘΔG 3. 简述分子理论的假设条件。
答：1）熔渣是由各种电中性的简单氧化物分子、CaO 、MgO 、、、及它们之间形成的复杂氧化物分子FeO 32O Al 2SiO 52O P 2SiO CaO •、22SiO CaO •、、等组成的理想溶液。
22SiO FeO •52O P CaO •2）简单氧化物分子于复杂氧化物分子之间存在着化学平衡，平衡时的简单氧化物的摩尔分数叫该氧化物的活度。
以简单氧化物存在的氧化物叫自由氧化物；以复杂氧化物存在的氧化物叫结合氧化物。
如：（）=2（）+（） 22SiO CaO •CaO 2SiO 2222SiO CaO SiO CaO D x x x K •=由K D 计算的x CaO 及x SiO2叫及的活度。
CaO 2SiO 4. 试解释正规溶液定义。
答：过剩混合热（其实为混合热）不为零，混合熵与理想溶液的混合熵相同的溶液叫正规溶液。
5. 试从热力学原理说明熔渣的氧化还原性？ 答：定义∑FeO 0表示渣的氧化性。
决定炉渣向钢液传氧的反应是（）=FeO [][]Fe O +[]FeOa O K00=Θ或[]FeOa O L 000=令[]FeOa O L00'0=----代表实际熔渣中的值。
当时，'oL f 0L f 0'0'00ln ln ln L L RT L RT L RT G =+−=Δ0，反应逆向进行，钢液中的氧向熔渣传递；当时，='oL p 0L G Δ0'0ln L L RT 0p ，反应正向进行，熔渣中的氧向钢液传递。
物理化学课后习题答案(全)
−
300)
+
0.263 × (5002 2
− 3002
)
−
84 ×10 −6 3
× (5003
−
300
3
⎤ )⎥
⎦
J
= 37.6×103 J = 37.6 kJ
11. 将 101325 Pa 下的 100 g 气态氨在正常沸点 (-33.4℃) 凝结为 液体，计算 Q 、 W 、 ΔU 、 ΔH 。已知氨在正常沸点时的蒸发焓为 1368 J ⋅ g −1 ，气态氨可作为理想气体，液体的体积可忽略不计。
⎝ 16.04
⎠
5. 计算 1000 g CO2 在 100℃、5.07MPa 下的体积：(1) 用理想气体 状态方程；(2) 用压缩因子图。
第 1 章 物质的 pVT 关系和热性质
·29·
解：(1) V = nRT p
=
⎡ ⎢⎣
(1000
/
44.01)
× 8.3145 × 5.07 ×106
(100
及 101325Pa 时 1g 水的体积为 1.044cm3，1 g 水蒸气的体积为 1673cm3。
(1) 试求此过程的功； (2) 假定略去液态水的体积，试求结果的百分误
差； (3) 假定把水蒸气当作理想气体，试求结果的百分误差； (4) 根
据(2)、(3)的假定，证明恒温下若外压等于液体的饱和蒸气压，则物质
Pa
=
32.3
MPa
(2) 由表 1–6 查得， a = 0.141 Pa ⋅ m6 ⋅ mol−2 ，
b = 0.0391 × 10−3 m3 ⋅ mol −1 ，则
p = RT − a Vm − b Vm2
冶金原理课后题答案
冶金原理课后题答案第一章冶金热力学基础1．基本概念：状态函数，标准态，标准生成自由能及生成焓，活度、活度系数和活度相互作用系数，分解压和分解温度，表面活性物质和表面非活性物质，电极电势和电池电动势，超电势和超电压。
2．△H 、△S 和△G 之间有何关系，它们的求算方法有什么共同点和不同点？3．化合物生成反应的ΔG °-T 关系有何用途？试根据PbO 、NiO 、SiO2、CO 的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。
4．化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态？如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种因素对平衡的影响？5．试谈谈你对活度标准态的认识。
活度标准态选择的不同，会影响到哪些热力学函数的取值？哪些不会受到影响？6．如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小？7．试根据Kelvin 公式推导不同尺寸金属液滴（半径分别为r1、r2）的蒸汽压之间的关系。
8．已知AlF 3和NaF 的标准生成焓变为ΔH °298K,AlF3(S)=-1489.50kJ ·mol -1, ΔH °298K,NaF(S)=-573.60kJ ·mol -1，又知反应AlF 3(S)+3NaF (S)=Na 3AlF 6(S)的标准焓变为ΔH °298K=-95.06kJ ·mol -1，求Na 3AlF 6(S)的标准生成焓为多少？(-3305.36 kJ ·mol -1)9．已知炼钢温度下：（1）Ti (S)+O 2=TiO 2(S) ΔH 1=-943.5kJ ·mol -1（2）[Ti]+O 2=TiO 2(S) ΔH 2=-922.1kJ ·mol -1 （3）Ti(S)=Ti(l) ΔH 3=-18.8kJ ·mol -1求炼钢温度下，液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。
关于物理化学课后习题答案
关于物理化学课后习题答案第⼀章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，1.8 如图所⽰，⼀带隔板的容器中，两侧分别有同温、不同压的H2与N2，P(H2）=20kpa，P(N2)=10kpa,⼆者均可视为理想⽓体。
（1）保持容器内温度恒定,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）计算混合⽓体中H2和N2的分压⼒；（3）计算混合⽓体中H2和N2的分体积。
第⼆章2.2 1mol⽔蒸⽓（H2O,g）在100℃，101.325kpa下全部凝结成液态⽔，求过程的功。
假设：相对⽔蒸⽓的体积，液态⽔的体积可以忽略不计。
2.11 1mol某理想⽓体与27℃，101.325kpa的始态下，先受某恒定外压恒温压缩⾄平衡态，在恒容升温⾄97.0℃，250.00kpa。
求过程的W,Q, ΔU, ΔH。
已知⽓体的体积Cv,m=20.92J*mol-1 *K-1。
2.15 容积为0.1 m3的恒容密闭容器中有⼀绝热隔板，其两侧分别为0 ?C，4 mol 的Ar(g)及150 ?C，2 mol的Cu(s)。
现将隔板撤掉，整个系统达到热平衡，求末态温度t及过程的。
已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为及，且假设均不随温度⽽变。
解：图⽰如下假设：绝热壁与铜块紧密接触，且铜块的体积随温度的变化可忽略不计则该过程可看作恒容过程，因此假设⽓体可看作理想⽓体，，则2.25 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓ΔfusHm=6.012KJ*mol-1 *K-1。
已知在-10~0℃范围内过冷⽔（H2O,l）和冰的摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=76.28J*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=37.20J*mol-1 *K-1。
物理化学课后习题答案
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：0.92×103kg·m -3，现有1mol 的水发生如下变化： (1) 在100o C ，101.325kPa 下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体； (2) 在0 o C 、101.325kPa 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。
冶物化课后习题答案
冶金物化（第二版） p431. 在不同温度测得反应FeO (s)十CO ＝Fe 十CO 2的平衡常数值如表1—19，请用作图法及回归分析法求上反应的平衡常数及0G ∆的温度关系式。
表1-19 反应平衡常数的测定值 温度，℃ 1038 1092 1177 1224 1303 K 0.377 0.357 0.331 0.315 0.297解：811lg 1.041k T=-分析作图结果：811ln 19.147( 1.041)1552819.93G RT k T T T∆==--=-+2. 略。
3. 在682℃测得Cd-Sn 合金的镉在不同浓度的蒸气压如表1—20。
试以(1)纯物质，(2)假想纯物质，（3）重量1%浓度溶液为标准态计算镉的活度及活度系数。
Cd P ，Pa Cd P ，Pa 1 27.8910⨯ 60 43.0310⨯ 20 31.1510⨯ 80 43.2210⨯ 40 32.3710⨯10043.2910⨯解：（1）以纯物质为标准态：CdCd Cd a f x =CdCdCd P a P *=CdCd Cd a r x =%%%CdCd Cd CdSnCdSnm x M M =+%Cd120 40 60 80 100 Cd x 0.0106 0.2088 0.4132 0.6130 0.8086 1.000 Cd a0.024 0.441 0.720 0.921 0.979 1.000 Cd r2.2642.1121.7421.5021.2111.000（2）以假想纯物质为标准态：247.89107.443100.0106H R Pa ⨯==⨯ CdCd H P a R =CdCdCd a f x =%Cd120 40 60 80 100 Cd x0.0105 0.2088 0.4132 0.6130 0.8086 1.000Cd a Cd f1.0000.9330.7700.6640.5350.44227.89101%i i DK Pa ==⨯ %%Cd Cda f =%Cd120 40 60 80 100 Cd a1.000 18.38 30.04 38.40 40.81 41.70 %f1.0000.9170.7510.6400.5700.4174. A-B 系合金在1000K 时组分A 的蒸气压如表1-21。
冶物化课后习题答案
P1881.试计算高炉中炉气的CO 2为16%的区域内。
总压为126656.25Pa 时，石灰石的分解温度和沸腾温度。
CaO 3 =CaO CO 2. ：G ° =1 7 0 5 77 1 4T4. 1 98908 lg P CO 2 = 7.53- P CS 20265 ° - P CO 2 =— = ------------- =0.22P- 101325T =1082.5KT =1198.4K2.根据氧势图， 求Fe 2O 3分解在大气中分解的开始温度和沸腾温度，并与 Fe 2O 3分解压的热力学计算值进行比较。
P)2'也=苛=0.21 % =0.21 101325Pa连接 “O” 与 P 2=10皿87 点，T=1380 C沸腾 P O =1=10° T=1460 C 计算：6Fe 2O 3 =4Fe 3O 4 0200= 58 67 70 3 4T0. 2 0开始分解：T 开=1338 C沸腾：T 沸=1451 C 3.把5X10~kg 的碳酸钙放在体积为1.5乂10誓m 3真空容器内，加热到800C ，问有多少kg 的 碳酸钙未能分解而残留下来。
CaO 3 =CaO CO 2G 0 =1 7 0 577 1 4T4. 19①开始分解P'CO 2 =P 总、勺6%= 126656.2 0.16 =20265Pa ②沸腾时：P CO 2=P 总、P C O 2普=1.25IgP o^ =30645.517.77_。
8908T=800C ( 1073K) Ig F CO 2 = —+7.53F C O 2 =0.169.F C O =0.169 101.325Pa =17124Pa 按理想气体处理，分解的CO 2量则分解的CaO 3摩尔数为n = 0.00288molm = 100g / mol 0.00288mol = 0.288g：m =0.5 103 -0.288 10^ =0.212 10°kg5.用空气/水汽=3(体以比)的混合气体去燃烧固体碳。
物理化学课后答案
第一章气体的pVT 关系1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下：1 1T T pV p V V T V V⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系？解：对于理想气体，pV=nRT111 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=T TVV p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=⋅=⋅=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=p p V V pnRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯（C 2H 3Cl ）气体300m 3，若以每小时90kg 的流量输往使用车间，试问贮存的气体能用多少小时？解：设氯乙烯为理想气体，气柜内氯乙烯的物质的量为mol RT pV n 623.1461815.300314.8300106.1213=⨯⨯⨯==每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145.621090109032-⋅=⨯=⨯=h mol M v Cl H Cn/v=（14618.623÷1441.153）=10.144小时1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。
试求甲烷在标准状况下的密度。
解：33714.015.273314.81016101325444--⋅=⨯⨯⨯=⋅=⋅=m kg M RT p M V n CH CH CHρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为25.0000g 。
充以4℃水之后，总质量为125.0000g 。
若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体，则总质量为25.0163g 。
试估算该气体的摩尔质量。
解：先求容器的容积33)(0000.10010000.100000.250000.1252cm cm Vl O H ==-=ρ n=m/M=pV/RTmol g pV RTm M ⋅=⨯-⨯⨯==-31.301013330)0000.250163.25(15.298314.841-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接，泡内密封着标准状况条件下的空气。
冶金原理课后习题及解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。
物理化学习题及答案
物理化学习题及答案篇一：物理化学课后习题答案第1章化学热力学基本定律1．1mol双原子理想气体在300 K、101 kPa下，经恒外压恒温压缩至平衡态，并从此状态下恒容升温至370 K、压强为1 010 kPa。
求整个过程的?U、?H、W及Q。
（答案：△U = 1455 J，△H = 2037 J，W=17727 J，Q = -16272 J）解：第一步：恒外压恒温压缩至平衡态，?U=0，?H=0V1=×300/101=,此平衡态的体积就是末态的体积V2， V2=×370/1010=此平衡态的压强P’=×300/(×10-3)=W=-P’(V2-V1)=-×103×()×10-3 =17727 J= kJ-Q=W= kJ Q=- kJ第一步：因恒容W=0?U=Qv=Cv,m(T2-T1) =×(370-300)= J= kJ?H=(+R)×70= J= kJ整个过程：W= kJ；Q= -+= - kJ；?U= kJ ；?H= kJ。
2．设有 kg N2，温度为 K，压强为101325 Pa，分别进行下列过程，求?U、?H、Q及W。
(1) 恒容加热至压强为 Pa； (2) 恒压膨胀至原体积的2倍；(3) 恒温可逆膨胀至原体积的2倍； (4) 绝热可逆膨胀至原体积的2倍。
（答案：①△U = QV = ×104 J，△H = ×104 J，W = 0；②△H = QP = kJ，△U = kJ，W= - kJ；③ Q = 5622 J ，W = -5622 J，△H = △U = 0 J；④ Q = 0，W = △U = -4911 J，△H = - 6875 J）解：将N2 气视为双原子理想气体，则Cp,m= J·mol-1·K-1;Cv,m= J·mol-1·K-1(1) W=0, 末态温度 T2==× K∴?U=Qv=n Cv(T2-T1) =(100/28)××(×)=×104 J?H= n Cp(T2-T1) =(100/28)××(×)=×104 J(2) 末态温度 T2=2T1=2×?H=Qp= n Cp(T2-T1) =(100/28)××(2×) =28388 J= kJ?U=n Cv(T2-T1) =(100/28)×× = 20201 J= kJW= -P?V= -101325×(100/28)××/101325= -8110J= -(3) 理想气体恒温，?H=?U=0,W= -Q= -(100/28)×××ln2= -5622 J= - kJ(4) 运用理想气体绝热过程方程：?T2=(1/2)×T1=(1/2)× =207 K;Q=0W=?U= n Cv,m?T= (100/28)××()= -4911 J= - kJ?H= (100/28)××()=-6875 J= - kJ3．在 K、101325 Pa下，1 mol水缓慢蒸发。
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P188下册1．试计算高炉中炉气的2CO 为16%的区域内。
总压为126656.25Pa 时，石灰石的分解温度和沸腾温度。
32CaO CaO CO =+0170577144.19G T ∆=-28908lg 7.53CO P T=-+ ① 开始分解2'16%126656.20.1620265CO P P Pa =⨯=⨯=总22'202650.2101325COCO P P P θ∴===1082.5T K = ② 沸腾时：2'CO PP =总22'1.25CO CO P PPθ==1198.4T K =2．根据氧势图，求23Fe O 分解在大气中分解的开始温度和沸腾温度，并与23Fe O 分解压的热力学计算值进行比较。
22'0.21O O P P P θ==2'0.21101325O P Pa =⨯连接“O ”与2'0.68710O P -=点，T=1380℃ 沸腾20110O P == T=1460℃ 计算：2334264Fe O Fe O O =+0586770340.20G T ∆=-230645.5lg 17.77O P T=-+ 开始分解：T 开=1338℃ 沸腾：T 沸=1451℃3．把4510kg -⨯的碳酸钙放在体积为31.510-⨯3m 真空容器内，加热到800℃，问有多少kg 的碳酸钙未能分解而残留下来。
32CaO CaO CO =+0170577144.19G T ∆=-T=800℃（1073K ）28908lg 7.53CO P T=-+20.169CO P =2'0.169101.32517124CO P Pa Pa ∴=⨯=按理想气体处理，分解的2CO 量PV nRT =317124 1.5100.002888.3141073PV n mol RT -⨯⨯⇒===⨯ 则分解的3CaO 摩尔数为0.00288n mol =100/0.002880.288m g mol mol g =⨯= 3330.5100.288100.21210m kg ---∆=⨯-⨯=⨯5． 用空气／水汽＝3(体以比)的混合气体去燃烧固体碳。
试计算总压为51.0132510⨯Pa, 温度为1127℃时煤气的组成。
(提示：初始态中(/)O H n n ⨯⨯初=（1+20.213)/2) 设碳过剩下，平衡气相中气体为2222CO CO H H O N ++++独立反应：22C CO CO +=221COCO P K P =01169008177.19G T ∆=- 222()CO H CO H O g +=+2222CO H O H CO P P K P P =023449329.83G T ∆=-927℃（1200K ）：11690817.19120l n 3.78.314120K -+⨯==⨯143.41K =23449329.831200ln 0.138.3141200K -+⨯==⨯2 1.14K =又空气与水汽的体积比为3，101.325P Pa =总，T=927℃(/)O H n n ⨯⨯初=（1+20.213)/2=2.26/2① 分压总和方程：22221CO CO H H O N p p p p p ++++=② 平衡常数方程：221CO CO P K P =221/CO CO P P K ⇒=2222CO H O H CO P P K P P =222221221H O H OCO H CO CO COP P P K P P P K K P ⇒=⋅⋅=③ 元素的原子摩尔量比恒定方程：2222O O H O H O O n n n p p ==+⨯∑２i 初初初初初n ＋２（3）p2222H O CO CO O H O O O n n n n p p p ==+⨯∑２i 平平平Ｃ平Ｃ平平n＋２＋（＋）p222H H O H O n n p =∑i 初初初初n=２p2222)H O H H O n n n p p ==+⨯∑２i 平Ｈ平平Ｈ平平n２＋２（2p(/)(/)O H O H n n n n 平初=2.26=222222CO CO H O H O H p p p p p =+平＋＋（）２又22222(/)0.79/2((/))H N H O N H O H O H n n p p p p p n n ⨯=２Ｎ平平初初=３/２)=(/２(+)2222.37(N H O H p p p =+平)令：CO p x =2H O p y =2212H O H K yp p y K x+=⋅+ 1212)1(2)/() 2.26K yy K xK yx y y K x⋅+=++⋅+=2121x+x /k +3.37(x /k解得：0.3946x =0.0018y =所以：0.3946CO p =20.00183H O p =20.0036CO p =20.1766H p =2N p =0.4229（三）P3377将0.1mol 34Fe O 和0.5mol 的固体碳垃入体积为-333010m ⨯的真空反应器内， 抽去空气后气，加热到700℃，进行还原反应： 34434Fe O C Fe CO +=+。
试求1)反应器内的压力； 2)气相组成： 3)反应器中未反应残留的碳量。
34434Fe O C Fe CO +=+333010V m -=⨯973T K =342434Fe O CO Fe CO +=+01412011.82G T ∆=--+10.400K =22CO C CO +=02169008172.19G T ∆=-20.935K = 由011ln G RT K ∆=-2021%4ln4ln%CO COp CO p G RT RT p COp ⇒∆=-=-总总4100%ln %CO RT CO-=-（）②41100%0.400(%CO K CO-==）%55.68CO ∴=2%44.32CO = 2280.562844CO CO CO n n n ⨯∴=⨯+⨯220.4CO CO n n +=由此可推出：0.2CO n mol =20.1CO n mol = 所以0.3n mol =∑310.38.314973/3010808950.8nRT P Pa atm V∴==⨯⨯⨯== ③20.3C CO CO n n n mol =+=0.50.30.2C C n n n mol ∴∆=-=-=总0.212 2.4m g =⨯=8．铝真空下还原氧化钙，其反应为236()2()3()3()CaO s Al s Ca g CaO Al O s +=+⋅659984288.75G T θ∆=-（1）如使反应能在1200℃进行，需要多大的真空度？（2）如采用1.33Pa 真空度，求CaO 为Al 还原的开始温度，（3）如在同样的真空度（1.33Pa ）下，将CaO 的用量减少一半，试估计复杂化合物的形成对还原的作用，此时的反应为：2332()3()3()CaO Al s Ca g Al O s +=+，703270261.94G T θ∆=-解：（1）3ln Ca G G RT P θ∆=∆+659984288.7538.314ln Ca T T P =-+⨯又1473T =代入0G ∆=得：ln 6.387Ca P =-0.00168170.56Ca P atm Pa ==（2）659984288.7524.942ln(1.33/101325)G T T ∆=-+659984569.120T =-=1159.66886.5T K ==开℃（3）2332()3()3()CaO Al s Ca g Al O s +=+703270261.94G T θ∆=-3ln 703270261.9424.942ln(1.33/101325)Ca G G RT P T T θ∆=∆+=-+703270542.310T =-=1296.691023.5T K ==开℃1296.691159.66137(T K ∆=-=下降）10．向装有x Fe O 球团的反应管内通入组成为52%H 2， 32%CO ，8%H 2O 及8%CO 2的还原气体进行还原，温度为1105K ，总压为51.0132510⨯Pa ，试求反应管放出的气体的成分。
解：22x Fe O H xFe H O +=+01179989.95G T ∆=-2x Fe O CO xFe CO +=+021788321.08G T ∆=-+ 2211ln ln H O H P G RT K RT P ∆=-=- T=1105K22220.4670.467H O H O H H P P P P =⇒= （1）2022ln lnCO COP G RT K RT P ∆=-=-220.5550.555CO CO CO CO P P P P =⇒= （2）2223281()()222(528)3CO CO O H H O H n n n n n n ++===++平初 2221.5()H O H CO CO P P P P ∴+=+又2221H O H CO CO P P P P +++=22.5()1CO CO P P +=20.4CO CO P P ⇒+=结合式（1）得0.257CO P =20.143CO P = 又可得到220.6H O H P P +=结合式（2）得20.409H P =20.191H O P =11． SiO 2为碳还原，生成的硅溶解于金属铁液中，其浓度为20%，0.333Si f =。
试求SiO 2开始还原的温度。
2()2[]2SiO C Si CO +=+579513383.12G T θ∆=-选纯2SiO 为标准态，Si a 选1%Si 溶液为标准态[%]0.33320 6.66Si Si a f Si ==⨯= CO p p θ=，C 选石墨为标准态222ln Si COC SiO a p G G RT a a θ∆=∆+ln Si G RT a θ=∆+=0 579513383.128.314ln6.660T T -+=5795131577.51304.5367.36T K ===℃12．在高炉内冶炼钒钛磁铁矿石时，生铁的成分为0.189%Ti, 0.165%Si, 0.4205%V , 0.30%Mn, 0.155%P, 0.0569%S, 4.24%C.熔渣成分为25.53%TiO 2, 24.89SiO 2, 25.98%CaO, 7.60%MgO,15.00%Al 2O 3,0.27%V 2O 5,试计算熔渣中TiO2为碳还原的开始温度。