物理化学习题解答(十)

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物理化学答案详解

物理化学答案详解⽓体的pvT关系⼀、理想⽓体状态⽅程pV=（m/M）RT= nRT （1.1）或pV m=p（V/n）=RT （1.2）式中p、V、T及n的单位分别为P a、m3、K及mol。

V m=V/n称为⽓体的摩尔体积，其单位为m3·mol。

R=8.314510J·mol-1·K-1称为摩尔⽓体常数。

此式适⽤于理想，近似于地适⽤于低压下的真实⽓体。

⼆、理想⽓体混合物1．理想⽓体混合物的状态⽅程（1.3）pV=nRT=（∑BBn）RTpV=mRT/M mi x （1.4）式中M mi x为混合物的摩尔质量，其可表⽰为M mix def∑BBy M B (1.5)M mix=m/n=∑BBm/∑BBn（1.6）式中M B为混合物中某⼀种组分B的摩尔质量。

以上两式既适⽤于各种混合⽓体，也适⽤于液态或固态等均匀相混合系统平均摩尔质量的计算。

2.道尔顿定律p B=n B RT/V=y B p （1.7）P=∑BBp(1.8)理想⽓体混合物中某⼀种组分B的分压等于该组分单独存在于混合⽓体的温度T及总体积V的条件下所具有的压⼒。

⽽混合⽓体的总压即等于各组分单独存在于混合⽓体的温度、体积条件下产⽣压⼒的总和。

以上两式适⽤于理想⽓体混合系统，也近似适⽤于低压混合系统。

3.阿马加定律V B*=n B RT/p=y B V （1.9）V=∑V B*（1.10）V B*表⽰理想⽓体混合物中物质B的分体积，等于纯⽓体B在混合物的温度及总压条件下所占有的体积。

理想⽓体混合物的体积具有加和性，在相同温度、压⼒下，混合后的总体积等于混合前各组分的体积之和。

以上两式适⽤于理想⽓体混合系统，也近似适⽤于低压混合系统。

三、临界参数每种液体都存在有⼀个特殊的温度，在该温度以上，⽆论加多⼤压⼒，都不可能使⽓体液化，我们把这个温度称为临界温度，以T c或t c表⽰。

我们将临界温度T c时的饱和蒸⽓压称为临界压⼒，以p c表⽰。

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NH4HS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． 1,1，1,2 B. 1,１，3，0 C． 3,１，２，1 D. 3，2，2，29. 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f'：( ）条件自由度f'=１ B C=3,f'=2A C=3，f'=2 ＤC=4,f'＝3C C＝4,１０. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中( )(A) ΔS=0 (B) ΔG＝0(C）ΔH=0 （D) ΔU=011. 如图,将CuSO4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，可以看作封闭体系的是( ）。

(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。

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。

天津大学第五版-物理化学课后习题答案(全)

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 C n/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 V l O H ==-=ρn=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。

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

物理化学习题与答案全解

热力学第一定律练习题一、判断题：1．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。

当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。

4．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。

5．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。

7．因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。

8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。

10．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。

若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。

12．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH = ∑C P,m d T。

13．因焓是温度、压力的函数，即H= f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T= 0，d p= 0，故可得ΔH = 0。

16．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。

18．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。

20．气体经绝热自由膨胀后，因Q= 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。

28．对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，W R = ΔU = n C V,mΔT，W Ir = ΔU = n C V,mΔT，所以W R = W Ir。

1．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH = 0。

4．错，理想气体的U = f(T)，U与T不是独立变量。

5．错，绝热压缩温度升高；理想气体恒温可逆膨胀，吸热。

7．错，Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。

8．错，(1)未说明该过程的W'是否为零；(2)若W' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变。

10．错，这不是理想气体的单纯pVT 变化。

12．错，在升温过程中有相变化。

13．错，H= f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。

物理化学

《物理化学》习题答案一、单选题1.在绝热条件下，用大于气筒内的压力迅速推动活塞压缩筒内的气体，此过程的熵变（C ）A.等于零B.小于零C.大于零D.不能确定2.任何一个化学变化，下列因素中哪个能影响平衡常数的数值（B ）A.催化剂B.温度C.反应物的浓度D.反应产物的浓度3.水的三相点的温度为（B ）A.273.15KB.273.16KC.298.15KD.373.15K4.用1法拉第的电量可以从CuSO 4溶液中沉淀出铜的质量为（C ）A.64gB.48gC.32gD.16g5.一级反应的半衰期与反应物的初始浓度（A ）A.无关B.呈正比C.呈反比D.平方根呈正比6.零级反应的半衰期公式是（D ） A.1/2ln 2t k = B.1/201t kc = C.21/2032t kc = D.01/22c t k= 7.下列化合物中，哪一个的无限稀释摩尔电导率不能作图求得（A ）A.CH 3COOHB.CH 3COONaC.NaClD.HCl8.凸面液体的饱和蒸汽压p r 与平面液体的饱和蒸汽压p 0相比较（C ）A.p r =p 0B.p r ＜p 0C.p r ＞p 0D.难以确定9.由纯物质形成理想液体混合物，则有（B ）A.△mix S ＝0B.△mix H ＝0C.△mix G ＝0D.△mix V ＞010.液体在毛细管中上升还是下降，主要与下列哪个因素有关（C ）A.表面张力B.附加压力C.液体是否润湿毛细管D.毛细管半径11.恒压下，无相变的单组份封闭体系的焓值随温度的升高而（A）A增加B减少C不变D不一定12.绝热可逆过程体系的熵变（C）A大于零B小于零C等于零D不确定13.1mol某液体在其沸点时蒸发为气体，下列哪个量增加（D）A蒸汽压B蒸发热C吉布斯自由能D热力学能14.在某温度下，反应N 2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的,14pK ，在此温度下氨的合成反应1 2N2(g)+32H2(g)=NH3(g)的,2pK为（B）A4B2C0.5D0.2515.水的三相点的温度为（B）A273.15KB273.16KC298.15KD373.15K16在无限稀释的KCl溶液中，Cl-离子的迁移数为0.505，则该溶液中K+离子的迁移数为（B）A35.5B0.495C0.505D23.517.一级反应的半衰期与反应物的初始浓度（A）A无关B呈正比C呈反比D平方根呈正比18.某一反应在一定条件下的转化率为33.5%，当加入催化剂后，其转化率（C）A＞33.5%B＜33.5%C=33.5%D难以确定19.液体在毛细管中上升的高度反比于（C）A热力学温度B表面张力C毛细管半径D大气压力20.CaCO3(s)部分分解为CaO(s)和CO2(g)，则该体系的独立组分数和自由度分别为（C）A K=1，f=1B K=2，f=2C K=2，f=1D K=1，f=221.在绝热条件下，用大于气筒内的压力迅速推动活塞压缩筒内的气体，此过程的熵变（C）A.等于零B.小于零C.大于零D.不能确定22.任何一个化学变化，下列因素中哪个能影响平衡常数的数值（B）A.催化剂B.温度C.反应物的浓度D.反应产物的浓度23.水的三相点的温度为（B ）A.273.15KB.273.16KC.298.15KD.373.15K24.用1法拉第的电量可以从CuSO 4溶液中沉淀出铜的质量为（C ）A.64gB.48gC.32gD.16g25.一级反应的半衰期与反应物的初始浓度（A ）A.无关B.呈正比C.呈反比D.平方根呈正比26.零级反应的半衰期公式是（D ） A.1/2ln 2t k = B.1/201t kc = C.21/2032t kc = D.01/22c t k= 27.下列化合物中，哪一个的无限稀释摩尔电导率不能用λ作图外推至c =0求得（A ）A.CH 3COOHB.CH 3COONaC.NaClD.HCl28.凸面液体的饱和蒸汽压p r 与平面液体的饱和蒸汽压p 0相比较（C ）A.p r =p 0B.p r ＜p 0C.p r ＞p 0D.难以确定29.由纯物质形成理想液体混合物，则有（B ）A.△mix S ＝0B.△mix H ＝0C.△mix G ＝0D.△mix V ＞030.液体在毛细管中上升还是下降，主要与下列哪个因素有关（C ）A.表面张力B.附加压力C.液体是否润湿毛细管D.毛细管半径31.恒压下，无相变的单组份封闭体系的焓值随温度的升高而（A ）A 增加B 减少C 不变D 不一定32.绝热可逆过程体系的熵变（C ）A 大于零B 小于零C 等于零D 不确定33.1mol 某液体在其沸点时蒸发为气体，下列哪个量增加（D ）A 蒸汽压B 蒸发热C 吉布斯自由能D 热力学能34.在某温度下，反应N 2(g)+3H 2(g)=2NH 3(g)的,14p K =，在此温度下氨的合成反应12N 2(g)+32H 2(g)=NH 3(g)的,2p K 为（B ） A4B2C0.5D0.2535.水的三相点的温度为（B ）A273.15KB273.16KC298.15KD373.15K36.恒压下，无相变的单组份封闭体系的焓值随温度的升高而（ A ）。

物理化学部分习题答案

第一章习题答案1.1 物质的体膨胀系数αV 与等温压缩率κT 的定义如下： p v TV V )(1∂∂=αT T pV V )(1∂∂-=κ试导出理想气体的V α、κT 与压力、温度的关系。

解：∵理想气体 pV=nRT∴ ()p nR T p nRT T V pp =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂/ ()2/-⋅-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂p nRT p p nRT pV TT 12)(11-=-⋅-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⋅-=p p nRT V p V V T T κ 则 111-=⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⋅=T pnR V T V V p V α1.5 两个容积均为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℃，忽略连接细管中气体的体积，试求该容器内空气的压力。

解：始态： p 0 0℃ p 0 0℃ 末态 p ,0℃ p ,100℃以容器内的空气为系统，则两玻璃泡的体积不变，n 总不变。

211010RT pV RT pV RT V p RT V p +=+ 即 21102T p T p T p +=∴ ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=21012T T p p = ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯K K kPa 15.37315.2731325.1012 = 117.0kPa1.9 如图所示一带隔板的容器中，两侧分别有同温同压的氢气和氮气，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和N 2的摩尔体积是否相同？(3) 隔板抽去后，混合气体中H 2与N 2的分压力之比以及它们的分体积各为若干？解：⑴ 总混混V RT n p=()总VRT n nN H 22+= p V RTRT pV RTpV N H =⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=总22 ⑵ 对H 2： pRTn V V H Hm ==22,前 pRT n p RT n n V V H H H H m ===2222/,后∴隔板抽去前后H 2的摩尔体积相同。

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。

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。

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(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 。