物理化学习题2
一、填空题（每小题2分，共20分）
1、系统处于热力学平衡状态时，必须同时满足、、
、四个条件平衡。
2、同一个系统的U、H、A、G这四个热力学量，最大，最小。
3、补全热力学函数关系式：dG= + VdP ；(?G/?p)T = 。
4、理想气体与温度为T的大热源接触作等温膨胀，吸热Q，所做的功是变化到相同终态的最大功的20%，则系统的熵变为（用T和Q表示）。
5、等温等压下两种纯物质混合形成理想溶液，则△mi x V 0，△mix H 0，△mix S 0，△mix G 0（填“＞”或“＜”或“=”）。
6、非理想气体的标准态是指：
。
7、热分析法绘制相图时，常需画出不同组成混合物的温度－时间曲线，这种线称之为。
8、写出化学反应等温式：。
9、反应C(s)+O2(g)=CO2(g)，2 CO(g) +O2(g)= 2CO2(g)，C(s)+ 1/2 O2(g)=CO(g)的平衡常数分别为K1Θ、K2Θ、K3Θ，这三个平衡常数之间的关系是K3Θ= 。
10、298K时有一仅能透过水的渗透膜将0.01mol/L和0.001mol/L的蔗糖溶液分开，欲使该体系达平衡，需在浓度为的溶液上方施加压力，该压力为Pa。
二、选择题（每小题2分，共30分）
1、下列说法不符合近代化学的发展趋势与特点的是（）
（A）从单一学科到交叉学科（B）从宏观到微观
（C）从平衡态研究到非平衡态研究（D）从表相到体相
2、下列关于热力学方法的叙述，不正确的是（）
（A）热力学研究对象是大量分子的集合，所得的结论不适用于分子的个体行为。
（B）热力学可以解决怎样把一个变化的可能性变为现实性的问题
（C）经典热力学不考虑物质的微观结构和反应机理
（D）经典热力学不能解决一个具体变化所需要的时间
3、下列参数中属于过程量的是（）
(A)H (B)U (C)W (D)V
4、实际气体处于下列哪种情况时，其行为与理想气体接近（）
(A)高温高压(B)高温低压
(C)低温高压(D)低温低压
5、在一个刚性绝热容器内发生苯在氧气中燃烧的反应（）
(A) △U=0，△H＜0，Q=0 (B) △U=0，△H＞0，W=0
(C) △U=0，△H=0，Q=0 (D) △U=0，△H=0，W=0
6、关于Joule-Thomson系数μJ-T，下列说法错误的是（）
（A）μJ-T是系统的强度性质
（B）μJ-T＜0，表示节流膨胀后气体的温度下降
（C）常温下，大多数气体的μJ-T为正值，而H2和He的μJ-T为负值
（D）理想气体的μJ-T = 0
7、工作在393K和293K的两个大热源间的卡诺热机，其效率约为（）
(A) 83％(B) 25％(C) 100％(D) 20％
8、当10mol N2和20mol H2混合通过合成氨塔，反应一段时间后有5mol NH3生成。对反应式N2+3H2=2NH3，反
应进度（）
(A) 等于2.5mol (B) 等于－2.5mol
(C) 对不同反应物计算结果不一样(D) 反应物没反应完而无法计算
9、在标准状态下2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) 的Δr H m?是（）
(A) 水的标准生成热Δf H m?(H2O，l)；
(B) H2(g)的标准燃烧热Δc H m?(H2，g)；
(C) 1/2Δr H m?是水的标准生成热Δf H m?(H2O，g)；
(D) 1/2Δr H m?是水的标准生成热Δf H m?(H2O，l)。
10、等温等压下，A和B组成的均相系统中，当改变浓度时A的偏摩尔体积增加，则B的偏摩尔体积将
（）
(A) 增加(B) 减小
(C) 不变(D) 随A和B的比例不同而不同
11、FeCl3和H2O能形成四种水合物，则在25℃，标准压力下，该系统最多可平衡共存的相数为
（）
(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5
12、两液体的混合物在T-x图上出现最高点，则该混合物对拉乌尔定律产生偏差的情况为
（）
(A) 正偏差(B)负偏差(C) 无偏差(D) 无规则
13、等温等压下，某反应的?r G mΘ=5kJ/mol，则该反应变化（）
(A) 正向自发(B)反向自发
(C) 不能判断(D) 不能进行
14、反应3O2(g)=2O3(g)，在25℃时Δr H m?=－280 J/mol，对该反应正向进行有利的条件是
（）
(A) 加压升温(B) 加压降温
(C) 降压升温(D) 降压降温
15、过饱和溶液中的溶剂的化学势与纯溶剂的化学势相比较，前者（）
(A) 大(B) 小(C) 与后者相等(D) 无法比较
四、解答题（每小题10分，共50分）
1、在273K，1000 kPa时，10.0dm3单原子理想气体（1）经过绝热可逆膨胀到终态压力100 kPa；（2）在恒外压100 kPa 下绝热膨胀到终态压力100 kPa。分别计算两个过程的终态温度、W、△U、△H、△S。
2、室温下，液体A与液体B能形成理想溶液。现有一A、B混合物的蒸气相，其中A的摩尔分数为0.4 ，把它放在一个带活塞的汽缸内，在室温下将汽缸缓慢压缩。已知纯A与纯B的饱和蒸气压分别为40.0 kPa和120.0 kPa，求（1）当液体开始出现时，汽缸内气体的总压；
（2）当气体全部液化后，再开始汽化时气体的组成。
3、CO2(g)与H2S(g)在高温的反应为CO2(g) + H2S(g) = COS(g) + H2O(g) ，在610K时将0.1 mol CO2(g)加入体积为2.5 dm3的空瓶中，然后再充入H2S(g)使总压为1000 kPa。达平衡后取样分析，其中H2O(g)的摩尔分数为0.02 。设该反应的Δr H m?= 2.74×105J/mol且不随温度变化，视气体为理想气体。分别求610K和620K时该反应的标准平衡常数。
4、
：
并回答下列问题：
对x
乙醇
=0.80的溶液，（1）进行蒸馏，最初馏出物的组成为？2）普通蒸馏到最后一滴时，余液组成为？
（3）在带有活塞的密闭容器中平衡蒸发到最后一滴时，余液组成为？
5、合成氨的反应可表示为N2(g) + 3 H2(g) = 2 NH3(g)，在298K和各气体均处于标准压力时该反应的Δr H m?= －92.22 kJ/mol，Δr G m?=－32.90 kJ/mol。已知：
C p,m(N2)=28.58 + 3.76×10-3T (J﹒K-1﹒mol-1) ；
C p,m(H2)=27.28 + 3.26×10-3T (J﹒K-1﹒mol-1) ；
C p,m(NH3)=29.75 +25.1×10-3T (J﹒K-1﹒mol-1) ，
请表示出Δr G m?与温度的函数关系，并计算1000K时该反应的Δr G m?和K?。
一、填空（每题2分，共20分）
1、热平衡、力学平衡、相平衡、化学平衡。
2、H，A
3、－SdT ；V
4、5Q/T
5、=，=，>，<
6、在标准压力下，且符合理想气体性质的假想态
7、步冷曲线
8、?r G m=?r G mΘ+RT lnQ
9、K3Θ= K1Θ/
2 K
10、0.01mol/L ，22298 二、选择（每题2分，共30分）
D B C B B B B A D B A B C B B
三、解答题（每题10分，共50分）
1、每一问的T
2、W、△U、△H、△S五个量各1分
解：n=PV/(RT)=4.41mol
(1) γ= C p,m/ C V,m=5/3
由绝热可逆过程方程式P1V1γ=P2V2γ，代入数据得V2=39.8 dm3
T2= P2V2/(nR)=108.6K
W=△U= nC V,m(T2- T1)= —9.04kJ
△H=△U+△(PV)= —9.04×103+(105×39.8×10-3-106×10.0×10-3) (J)
= —15.06 kJ
△S=0
(2)绝热：W= nC V,m(T2- T1)
等外压：W= —P2(V2-V1)= —P2(nRT2/P2- nRT1/P1)
两式相等，代入数据，解得T2=175K
W=△U = nC V,m(T2- T1)= —5.39kJ
V2=nRT2/P2=64.16 dm3
△H=△U+△(PV)= —5.39×103+(105×64.16×10-3-106×10.0×10-3) (J)
=8.97 kJ
△S=nRln(V2/V1)+n C V,m ln(T2/T1)= 43.7 J/K
2、解：（1）P总=P A+P B= P A*x A+P B*x B =[40.0 x A+120.0(1-x A)]=120.0-80.0 x A(kPa)
y A= P A/P总= P A*x A/ P总
开始时，气相组成y A=0.4
即：0.4=40.0 x A/(120.0-80.0 x A) 解得x A=0.667
所以P
总
=120.0-80.0 ×0.667=66.67(kPa)
（2）全部液化后，液相组成与原始组成一致，即x A=0.4
P A = P A*x A=40.0×0.40=16.0 (kPa)
P B = P B*x B=120.0×0.60=72.0 (kPa)
y A= P A/P总=16.0/(16.0+72.0)=0.182
y B=0.818
3、解，初始H2S(g)的量=n总-n0(CO2)=PV/(RT)- n0(CO2)=0.393 mol
设生成H2O(g)物质的量为x
CO2(g) + H2S(g) = COS(g) + H2O(g)
开始时物质的量/mol 0.1 0.393
平衡时物质的量/mol 0.1-x 0.393-x x x
由于该反应Σν=0，反应前后n
总不变n
总
=0.493 mol
H2O(g)的摩尔分数为0.02，即x=0.02×0.493=0.00986 (mol)
该反应Σν=0，KΘ(610K）=K n=x2/[(0.1-x)( 0.393-x)]=2.82×10-3
由ln[KΘ(620K）/ KΘ(610K）]= (1/610K-1/620K)Δr H m?/R
代入数据后解得：KΘ(620K）=6.74×10-3
（1）最初馏出物的组成为x
乙醇
=0.69
（2）普通蒸馏到最后一滴时，余液为纯乙醇
（3）在带有活塞的密闭容器中平衡蒸发到最后一滴时，余液组成为x
乙醇
=0.88
5、?C p?,m= —50.92 + 36.66×10-3T (J﹒K-1﹒mol-1)
由基尔霍夫定律，d ?H m? =?C p?,m dT ，
将?C p?,m随温度变化的关系式代入上式作不定积分得
?H m? =?H0?-50.92T+18.33×10-3T2(J﹒mol-1)
将T=298K时?H m? =-92.22×103 J/mol代入上式，求得?H0?=-78680 J﹒mol-1 所以?H m?与温度的关系式为?H m? =-78680-50.92T+18.33×10-3T2(J﹒mol-1)
由吉-亥公式，d(?G m? /T)=-( ?H m? /T2)dT
将?H m?与温度的关系式代入上式作不定积分得
?G m? /T = —78680/T+50.92l nT-18.33×10-3T+I (J﹒K-1﹒mol-1) 2分即：?G m? =—78680+50.92T lnT -18.33×10-3T2+IT (J﹒mol-1)
将T=298K时?G m? =－32.90×103 J/mol代入上式，求得I=－131 J﹒K-1﹒mol-1
所以?G m?与温度的关系式?G m? =—78680+50.92T lnT -18.33×10-3T2-131T (J﹒mol-1) 将T=1000K代入，的?G m?(1000K) =123.8 kJ﹒mol-1)
K?=EXP(-?G m? /RT)=3.41×10-7
物理化学习题及答案
物理化学习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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 >0 6. 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 >0，则该变化过程自发 sys B 变化过程只要对环境放热，则该变化过程自发 ，变化过程是否自发无法判断 C 仅从系统的?S sys 8. 固态的NH HS放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分 4 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. 3，2，2，2 9. 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和条件自由度f'：（） A C=3，f'=1 B C=3，f'=2 C C=4，f'=2 D C=4，f'=3 10. 正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中（） (A) ΔS=0 (B) ΔG=0
物化下复习题 2
物理化学下册复习题 一．选择题 1. 半衰期为c 0/2k 的反应为( ). A ．零级反应 √ B ．一级反应 C ．二级反应 D ．三级反应 2. 较稀的KCl 溶液被一AgCl 多孔塞阻隔，在多孔塞两端放两个电极接上直流电源，此时该溶液（ ）. Ａ．向正极移动 √ Ｂ．向负极移动 Ｃ．不移动 Ｄ．不能确定 3. 一般将润湿分为三类：沾湿、浸湿和铺展，下列叙述不正确的是（ ）. A. 所有的润湿过程 ΔG ＜0 B. 润湿角θ＜1800 沾湿过程就能发生 C. 润湿角θ＜900 能发生浸湿 D. 润湿角θ＜00 能进行铺展√ 4. 导体可分为两类，第一类是电子导体，第二类是离子导体．当温度升高时,其导电能力 （ ）. Ａ第一类导体增大，第二类导体也增大 Ｂ第一类导体降低，第二类导体也降低 Ｃ第一类导体增大，第二类导体降低 Ｄ第一类导体降低，第二类导体升高√ 5· 科尔劳施(Kohlransch)从实验中总结出电解质溶液的摩尔电导率与其浓度成线性关系，c A m m -=∞ ΛΛ，这一规律适用于 A.弱电解质 B.强电解质的稀溶液√ C.无限稀释溶液 D.浓度为1mol·dm -3的溶液 6· 若设计某电池反应的电池电动势为负值时，表示此电池反应是： A. 正向进行； B. 逆向进行；√ C. 不可能进行； D. 反应方向不确定。 7·在298K 和101325Pa 下，把Zn 和CuSO 4溶液的置换反应设计在可逆电池中进行，将做电功100KJ ，并放热3KJ ，则过程中内能变化△U 为 A. -103 kJ √ B. -97kJ C. 97kJ D. 103kJ 8. 讨论固体对气体的等温吸附的兰格缪尔(Langmuir)理论其最重要的基本假设为 A. 气体是处在低压下 B. 固体表面的不均匀性 C. 吸附是单分子层的√ D. 吸附是多分子层的 9. 同时具有亲水和亲油基团的分子作为表面活性剂是因为 A. 在界面上产生负吸附 B. 能形成胶囊 C. 在界面上定向排列降低了表面能√ D. 使溶液的表面张力增大 10. 温度T 时某一级反应A →B,为了使A 的浓度改变1/5, 需时4s, 则反应的半衰期为 A. 12.42s √ B. 15.53s C. 4.14s D. 6.21s 11. 对行反应 当温度一定时由纯A 开始反应,下列说法中哪一点是不对的? A.起始时A 的消耗速率最快 B.反应进行的净速率是正逆两向反应速率之差 C.k 1/k -1的值是恒定的 D.达到平衡时正逆两向的速率常数相同。√ 12. 下面描述的平行反应: A B C k 1 k 2 的特点,哪一点是不正确的? A. k 1 和k 2 比值不随温度而改变√ B.反应的总速率等于两个平行的反应速率之和
物理化学第二章习题
第二章热力学第一定律习题 一、选择题 1. 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：( ) (A) H1> H2(B) H1= H2 (C) H1< H2(D) 无法比较 2. 下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是：( ) (A) 不做非体积功，终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 (C) 273.15 K，pθ下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 3. 非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个错误?（） (A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=0 4. 已知：Zn(s)+(1/2)O2??→ZnO Δr H m=351.5 kJ·mol-1 Hg(l)+(1/2)O2??→HgO Δr H m= 90.8 kJ·mol-1 因此Zn+HgO??→ZnO+Hg 的Δr H m是：( ) (A) 442.2 kJ·mol-1(B) 260.7 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1(D) -442.2 kJ·mol-1 5. 在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱,将冰箱门打开,并接通电源使其工作,过一段时间之后,室内的平均气温将如何变化? ( ) (A) 升高(B) 降低 (C) 不变(D) 不一定 6. 对于理想气体的热力学能有下述四种理解： (1) 状态一定，热力学能也一定 (2) 对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时，热力学能一定跟着改变 其中正确的是：( ) (A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 7. 按下列路线循环一周，哪种情况是系统对环境做功：( ) 8. 在一定T，p下,汽化焓Δvap H,熔化焓Δfus H和升华焓Δsub H的关系为：( ) (A) Δsub H＞Δvap H(B) Δsub H＞Δfus H (C) Δsub H=Δvap H+Δfus H(D) Δvap H＞Δsub H 上述各式中,哪一个错误?
物理化学第二章 热力学第一定律
第二章 热力学第一定律 一．基本要求 1．掌握热力学的一些基本概念，如：各种系统、环境、热力学状态、系 统性质、功、热、状态函数、可逆过程、过程和途径等。 2．能熟练运用热力学第一定律，掌握功与热的取号，会计算常见过程中 的, , Q W U ?和H ?的值。 3．了解为什么要定义焓，记住公式, V p U Q H Q ?=?=的适用条件。 4．掌握理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数，能熟练地运用热力学 第一定律计算理想气体在可逆或不可逆的等温、等压和绝热等过程中， , , , U H W Q ??的计算。 二．把握学习要点的建议 学好热力学第一定律是学好化学热力学的基础。热力学第一定律解决了在恒 定组成的封闭系统中，能量守恒与转换的问题，所以一开始就要掌握热力学的一 些基本概念。这不是一蹴而就的事，要通过听老师讲解、看例题、做选择题和做 习题等反反复复地加深印象，才能建立热力学的概念，并能准确运用这些概念。 例如，功和热，它们都是系统与环境之间被传递的能量，要强调“传递”这 个概念，还要强调是系统与环境之间发生的传递过程。功和热的计算一定要与变 化的过程联系在一起。譬如，什么叫雨？雨就是从天而降的水，水在天上称为云， 降到地上称为雨水，水只有在从天上降落到地面的过程中才被称为雨，也就是说， “雨”是一个与过程联系的名词。在自然界中，还可以列举出其他与过程有关的 名词，如风、瀑布等。功和热都只是能量的一种形式，但是，它们一定要与传递 的过程相联系。在系统与环境之间因温度不同而被传递的能量称为热，除热以外， 其余在系统与环境之间被传递的能量称为功。传递过程必须发生在系统与环境之 间，系统内部传递的能量既不能称为功，也不能称为热，仅仅是热力学能从一种 形式变为另一种形式。同样，在环境内部传递的能量，也是不能称为功（或热） 的。例如在不考虑非膨胀功的前提下，在一个绝热、刚性容器中发生化学反应、 燃烧甚至爆炸等剧烈变化，由于与环境之间没有热的交换，也没有功的交换，所 以0, 0, 0Q W U ==?=。这个变化只是在系统内部，热力学能从一种形式变为
物理化学课后习题答案
四．概念题参考答案 1．在温度、容积恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，这时A 的分压 和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ，问A p 和A V 的 变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变，A V 变小 (D) A p 变小，A V 不变 答：(C)。这种情况符合Dalton 分压定律，而不符合Amagat 分体积定律。 2．在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的 物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ，容器中的总压为p 。试 判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答：(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件，所 以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3． 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。 有一氢气钢瓶，在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?，这时氢气的状态为 （ ） (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定 答：(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值，所以是处在超临界 区域，这时仍为气相，或称为超临界流体。在这样高的温度下，无论加多大压力， 都不能使氢气液化。 4．在一个绝热的真空容器中，灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水，不留一点 空隙，这时水的饱和蒸汽压 （ ） （A ）等于零 （B ）大于 kPa （C ）小于 kPa （D ）等于 kPa 答：（D ）。饱和蒸气压是物质的本性，与是否留有空间无关，只要温度定了， 其饱和蒸气压就有定值，查化学数据表就能得到，与水所处的环境没有关系。
物理化学上册习题答案
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 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=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有、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 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=（÷）=小时 1-3 0℃、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：33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器，质量为。充以4℃水之后，总质量为。若改用充以25℃、的某碳氢化合物气体，则总质量为。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 ==-=ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 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
物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案
第一章 气体 一．基本要求 1．了解低压下气体的几个经验定律； 2．掌握理想气体的微观模型，能熟练使用理想气体的状态方程； 3．掌握理想气体混合物组成的几种表示方法，注意Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提； 4．了解真实气体m p V -图的一般形状，了解临界状态的特点及超临界流体的应用； 5．了解van der Waals 气体方程中两个修正项的意义，并能作简单计算。 二．把握学习要点的建议 本章是为今后用到气体时作铺垫的，几个经验定律在先行课中已有介绍，这里仅是复习一下而已。重要的是要理解理想气体的微观模型，掌握理想气体的状态方程。因为了解了理想气体的微观模型，就可以知道在什么情况下，可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。通过例题和习题，能熟练地使用理想气体的状态方程，掌握,,p V T 和物质的量n 几个物理量之间的运算。物理量的运算既要进行数字运算，也要进行单位运算，一开始就要规范解题方法，为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。 掌握Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提，以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。 在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时，要认真听讲，注意在Power Point 动画中真实气体的m p V -图，掌握实际气体在什么条件下才能液化，临界点是什么含义等，为以后学习相平衡打下基础。 三．思考题参考答案 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，使球的壁变软，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。
物理化学习题解析
第二章 热力学第一定律 五．习题解析 1．（1）一个系统的热力学能增加了100 kJ ，从环境吸收了40 kJ 的热，计算系统与环境的功的交换量。 （2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20 kJ 的功，同时吸收了20 kJ 的热，计算系统的热力学能变化值。 解：（1）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ?=+ 100 k J 40 k J 6 W U Q =?-=-= 即系统从环境得到了60 kJ 的功。 （2）根据热力学第一定律的数学表达式U Q W ?=+ 20 k J 20 k J U Q W ?=+=-= 系统吸收的热等于对环境做的功，保持系统本身的热力学能不变。 2．在300 K 时，有10 mol 理想气体，始态的压力为1 000 kPa 。计算在等温下，下列三个过程所做的膨胀功。 （1）在100 kPa 压力下体积胀大1 dm 3 ； （2）在100 kPa 压力下，气体膨胀到终态压力也等于100 kPa ； （3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。 解：（1）这是等外压膨胀 33e 100 kPa 10m 100 J W p V -=-?=-?=- （2）这也是等外压膨胀，只是始终态的体积不知道，要通过理想气体的状态方程得到。 2e 212 2 11()1n R T n R T p W p V V p n R T p p p ????=--=--=- ? ? ?? ?? 100108.3143001 J 22.45 kJ 1000 ?? ??=???-=- ???? ?? ? （3）对于理想气体的等温可逆膨胀 122 1 ln ln V p W nRT nRT V p == 100(108.314300) J ln 57.43 kJ 1000 =???=- 3．在373 K 的等温条件下，1 mol 理想气体从始态体积25 dm 3，分别按下列
物理化学教程课后习题答案
第一章 化学热力学基础 姓名：刘绍成 学号 ：120103208026 金材10-1-16-34 P 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=21 P P V 1=6 6 101.0101777.24???=247.77m 3 W=-?2 1 v 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; T PV =常数；W=-?2 1 v 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：
dT=0 dV=0 dP=0 P 1V 1=nRT 1 n=1 11RT V P = 473 3145.8101102.03 6????-mol=0.0509mol, P 1V 1=P 2V 2 ∴P 2=21V V P 1=3 1×0.2×106=0.067MPa, T 2= 2 1 P P T 1= 63 1 6102.0102.0???×473K=1419K. (i) 恒温膨胀A B △U i =0，△H i =0. W i =-?2 1 v v Pdv =-nRTln 12 v 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×(2 7 -1)×8.3145× (1419-473)=1000.89J; △ H ii =nC p,m △T=0.0509×3.5×8.3145×(1419-473)=1401.2J. T 1=473k P 1=0.2MPa V 1=1dm 3 A T 1=473k P 2= V 2=3dm 3 B T 2= P 1=0.2MPa V 2=3dm 3 C T 1=473k P 1=0.2MPa V 1=1dm 3 A
物理化学第一、二章习题
一、选择题 1、纯物质单相系统的下列各量中不可能大于零的是[ B ] A (S U/? H/? ?)S ?)V D(P H/? ?)P C (S ?)P B (T G/? 2、1mol单原子理想气体，从初态273K、202.65kPa,经pT=常数的可逆途径压缩到405.3 kPa的终态，该过程的U ?是[ D ] A 1702J B -406.8J C 406.8J D -1702J 3、下面的那些叙述是正确的？ [ D ] A 发生热传导的两个物体温度差值越大，就对传热越有利； B 任何系统的熵一定增加； C 有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能够变为有规则运动的能量； D 以上三种说法均不正确。 4、有10A电流通过一个质量为5g，Cp=0.8368 J·g-1K-1·，R=20Ω的电阻1s，同时使水流经电阻，以维持原来温度10°C，则电阻的熵变是[ ]，若改用绝热线将电阻包住，电阻的熵变又是[ A ]。 A 0，4.1374 B 7.0634，0 C 7.0634，4.1374 D 0，7.0634 5、甲说：由热力学第一定律可证明，任何热机的效率不能等于 1。乙说：热力学第二定律可以表述为效率等于100%的热机不可能制成。丙说：由热力学第一定律可以证明任何可逆热机的效率都等于1- T2/ T1。丁说：由热力学第一定律可以证明理想气体可逆卡诺热机效率等于1- T2/ T1。对于以上叙述，哪种评述是对的？[ D ] A 甲、乙、丙、丁全对； B 甲、乙、丙、丁全错； C 甲、乙、丁对，丙错； D 乙、丁对，甲、丙错。 6、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皆不同的N2(g)，N2(g)视为理想气体。今抽去隔板达到平衡，以N2(g)作为系统，此过程的[ A]。 A.W=0，△U=0，△H=0 B. W>0，△U>0，△H>0 C.W<0，△U<0，△H<0 D. W=0，△U=0，△H>0 7、温度400K的巨大物体，从温度500K的另一巨大物体吸热1000J，若以两物体为系统，则熵变的值为多少，该过程是否为自发过程[ C ]
物理化学第二章课后答案完整版.docx
第二章热力学第一定律 1mol 理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。 解：理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式（ 2.2.3） W =－ p amb V －=p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－ 1mol 水蒸气 (H2O,g)在 100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：相对于水蒸气的体 积，液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程 ,水蒸气可看作理想气体 , 应用式（ 2.2.3） W =－ p amb V =－p(V l -V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下，电解 1mol 水(H2O,l)，求过程的体积功。 H2O(l)＝ H2(g) + 1/2O2(g) 解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式（ 2.2.3） W=－p amb V =－ (p2V2-p1V1)≈－ p2V2 =－n2RT=－ 若途径 a 的 Q a=,Wa=－；而途径 b 的Q b=系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。 －。求 W b. 解 :热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关 ,故ΔU a=ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = －
始态为 25℃，200 kPa 的 5 mol 某理想气体，经途径 a ，b 两不同途径到达相同的末态。途 经 a 先经绝热膨胀到 -28.47℃， 100 kPa ，步骤的功 ；再恒容加热到压力 200 kPa 的末态，步骤的热 。途径 b 为恒压加热过程。求途径 b 的 及 。 解：先确定系统的始、末态 V 1 = nRT 1 =5 ×8.314 ×298.15 3 P 1 = 0.0619 m 200000 V 2 = V = nRT = 5 ×8.314 ×244.58 = 0.1016 m 3 P 100000 U = W a + Q a = (－5.57 + 25.42 )kJ = 19.85kJ 对于途径 b ，其功为 W b = － p 1 V = －200000（0.1016－0.0619） J = －7.932kJ 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体，温度升高 20℃ , 求 ΔH－ΔU 的值。 解：根据焓的定义 -3 水 (H 2 在 ℃ 下：（ ）压力从 增 已知水在 25℃ 的密度 ρ =997.04kg ·m。求 1mol 100kPa O,l) 25 1 加至 200kPa 时的 H;（2）压力从 100kPa 增加至 1Mpa 时的 ΔH。假设水的密度不随压力改 变，在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关。 -3 -3 -1 解 : 已知 ρ= 997.04kg ·m H2O = × 10 kg mol · M
物理化学习题与答案
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。16．错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。18．对。 20．错，一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。28．错，两个过程的ΔT不同。 二、单选题：2．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：(A) T，p，V，Q ； (B) m，V m，C p，?V；(C) T，p，V，n； (D) T，p，U，W。 8．下述说法中，哪一种不正确： (A)焓是体系能与环境进行交换的能量；(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；(C) 焓是体系状态函数；(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。 12．下述说法中，哪一种正确：(A)热容C不是状态函数； (B)热容C与途径无关； (C)恒压热容C p不是状态函数； (D) 恒容热容C V不是状态函数。 18．1 mol H2(为理气)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3，那么终态温度T2 与内能变化?U分别是：(A)562K，0 kJ ； (B)275K，-5.49 kJ ；(C)275K，5.49kJ ；(D) 562K，5.49 kJ 。 21．理想气体从同一始态（p1,V1,T1）出发分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时，环境对体系所做功的绝对值比较：(A) W T > W i；(B)W T < W i；(C) W T = W i； (D) 无确定关系。 热力学第二定律练习题 一、判断题：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0。5．为计算绝热不可逆过程的熵变，可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。8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。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。24．指出下列各过程中，物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零？⑴理想气体自由膨胀过程；⑵实际气体节流膨胀过程；⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态；⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；⑸ 0℃、p 时，水结成冰的相变过程；⑹理想气体卡诺循环。1．对。 4 正确。5．错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6 错，环境的熵变应加在一起考虑。 8．错。14．错。未计算环境的熵变；15．错，条件 16．错，必须在等温等压，W’= 0的条件下才有此结论。24．(1) ΔU = ΔH = 0；(2) ΔH = 0； (3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0；(5) ΔG = 0；6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。 二、单选题： 2．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车： (A) 跑的最快；(B)跑的最慢； (C) 夏天跑的快； (D) 冬天跑的快。 12．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其?S(J·K-1)为： (A) -5.76 ； (B) 331 ； (C) 5.76 ； (D) 11.52 。 13．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是： (A) 图⑴； (B) 图⑵；(C)图⑶； (D) 图⑷。
物理化学2习题与例题
物理化学习题与例题 第一章习题 习题1设有一电炉丝浸于水中,接上电源，通过电流一段时间。如果按下列几种情况作为系统，试问ΔU，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、电源及其它一切有影响的部分为系统。 习题2设有一装置如图所示，(1)将隔板抽去以后，以空气为系统时，ΔU，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，ΔU，Q，W为正为负还是为零？ 习题3(1)如果一系统从环境接受了160J的功，内能增加了200J，试问系统将吸收或是放出多少热?(2)一系统在膨胀过程中，对环境做了10 540J的功，同时吸收了27 110J的热，试问系统的内能变化为若干？ [答案：(1) 吸收40J；(2) 16 570J] 习题4如右图所示，一系统从状态1沿途径1-a-2变到状态2时，从环境吸收了314.0J的热,同时对环境做了117.0J的功。试问：(1)当系统沿途径1—b—2变化时，系统对环境做了44.0J的功，这时系统将吸收多少热?(2)如果系统沿途径c由状态2回到状态1，环境对系统做了79.5J的功，则系统将吸收或是放出多少热? [答案：(1)241.0 J;(2)放热276.5J] 习题5在一礼堂中有950人在开会，每个人平均每小时向周围散发出4．2xl05J的热量，如果以礼堂中的空气和椅子……等为系统，则在开会时的开始20分钟内系统内能增加了多少?如果以礼堂中的空气、人和其它所有的东西为系统，则其ΔU＝? [答案：1.3×l08J;0] 习题6一蓄电池其端电压为12V，在输出电流为10A下工作2小时，这时蓄电池的内能减少了1 265 000J，试求算此过程中蓄电池将吸收还是放出多少热？ [答案：放热401000J] 习题7 体积为4.10dm3的理想气体作定温膨胀，其压力从106Pa降低到105Pa,计算此过程所能作出的最大功为若干? [答案：9441J] 习题8 在25℃下，将50gN2作定温可逆压缩，从105Pa压级到2×106Pa，试计算此过程的功。如果被压缩了的气体反抗恒定外压105Pa作定温膨胀到原来的状态，问此膨胀过程的功又为若干？ [答案：–1.33×104J；4.20×103J] 习题9 计算1mol理想气体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为25dm3终态体积为100dm3；始态及终态温度均为100℃。 (1)向真空膨胀； (2)在外压恒定为气体终态的压力下膨胀； (3)先在外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3(此时温度仍为100℃)
(完整word版)物理化学复习题 (2)
一. 填空题 1. 20 ℃下，含25.6％O2 、4.4％CO2和70％N2 ( 质量百分比) 的混合气体的压力为200 kPa ，则O2的分压为47 kPa. 2. 在300 K下2 mol理想气体从300 kPa不可逆地压缩至1.66 dm3，并放热10 kJ，此过程的ΔS = -38.3J.K-1. 3. 乙苯脱氢制苯乙烯的反应: C6H6C2H5(g)＝C6H5C2H3(g) + H2(g). 保持温度不变的情况下， 要提高乙苯的平衡转化率可采取的措施是降压或通入惰性气体. 4. 将1摩尔的H2(g) 与1摩尔的I2(g) 放在真空容器中, 发生反应H2(g)＋I2(g) ＝2HI(g) , 达到平衡时, 系统的独立组分数C = 1, 自由度数f =2. 5. 质量摩尔浓度为1 mol·kg-1的Na2SO4水溶液, 平均活度系数为γ±，该溶液的平均活 度a 1.59γ±. 6. 已知25 ℃时下列物质的无限稀释摩尔电导率Λm/(S.cm2.mol-1): 氯化铵＝149.8、氢氧化钠＝248.11、氯化钠＝26.5，则氢氧化氨的Λm = 271.4S.cm2.mol-1. 7. 在一定温度下, 弯曲液面的附加压力与液体的表面张力成正比, 与液面的曲率半径成反比。 8. 1 mol H2(可看作理想气体)等温可逆地由 100 kPa、20 dm3压缩至 200 kPa，终态体 积 V ＝ 10dm3。 9. 101.3 kPa下, 1 kg 100 ℃的水蒸气冷凝为同温度下的水,此过程ΔS(系统)< 0, ΔS(总)=0 ( 填 >, < 或 = ). 10. 一定量的 PCl5(g)在 25 ℃、101.3 kPa下分解为 PCl3(g)和 Cl2(g). 达到平衡时混 合气体的体积为 1 dm3, PCl5(g)的离解度为 50 ％. 若将气体总体积扩大至 2 dm3,此时 PCl5(g)的离解度增大(填增大、减小或不变). 11. 在 N2, H2和 NH3组成的系统中,存在 N2(g) + 3H2(g)＝ 2NH3(g)的平衡,且系统中 N2(g): H2(g) = 1:3,此系统的独立组分数为1,自由度数为2. 12. 25 ℃时,反应 2H2O(l) ＝ 2H2(g) ＋ O2(g) 所对应电池的标准电动势 Eθ＝－ 1.229 V. 反应 H2(g)＋1/2O2＝ H2O(l) 所对应的电池标准电动势应为 1.229v .
第五版物理化学第二章习题答案
第二章热力学第一定律 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃，求过程中系统与环境交换的功。解：理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V2-V1) =－(nRT2-nRT1) =－ 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设：相对于水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式（2.2.3） W =－p ambΔV =－p(V l-V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下，电解1mol水(H2O,l)，求过程的体积功。
H2O(l) ＝ H2(g) + 1/2O2(g)解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式（2.2.3） W=－p ambΔV =－(p2V2-p1V1)≈－p2V2 =－n2RT=－ 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Q a=,Wa=－；而途径b的Q b=－。求W b. 解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a－Q b = － 始态为25℃，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28.47℃，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。
解：先确定系统的始、末 态 311106190200000 1529831485m ...P nRT V =××== 3210160100000 58 24431485m ...P nRT V V =××== = kJ .kJ )..(Q W U Δa a 85194225575=+=+=－ 对于途径b ，其功为 kJ .J ..V Δp W b 932706190101602000001－）－（－－=== 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体，温度升高20℃, 求ΔH－ΔU 的值。 解：根据焓的定义
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．不可逆过程一定是自发过程。 3．熵增加的过程一定是自发过程。 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。 14．冰在0℃，p下转变为液态水，其熵变>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V1膨胀到V2，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 -p d V= 0，此过程温度不变，?U= 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V，因而可得d S = 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。 ⑸ 1mol理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V1变到V2，能否用公式： 计算该过程的熵变 22．在100℃、p时，1mol水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成 100℃、p的水蒸气，试计算此过程的?S、?S(环)。 23．的适用条件是什么 24．指出下列各过程中，物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零 ⑴理想气体自由膨胀过程；⑵实际气体节流膨胀过程； ⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态； ⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl； ⑸ 0℃、p时，水结成冰的相变过程；⑹理想气体卡诺循环。 25．a mol A与b mol B的理想气体，分别处于(T,V,p A)与(T,V,p B)的状态，等温等容混合为 (T,V,p)状态，那么?U、?H、?S、?A、?G何者大于零，小于零，等于零 26．一个刚性密闭绝热箱中，装有H2与Cl2混合气体，温度为298K，今用光引发，使其化合为HCl(g)，光能忽略，气体为理想气体，巳知(HCl) = ·mol-1，试判断该过程中?U、?H、?S、?A、?G是大于零，小于零，还是等于零 27．在一绝热恒容箱内，有一绝热板将其分成两部分，隔板两边各有1mol N2，其状态分别为298K、p0与298K、10p0，若以全部气体为体系，抽去隔板后，则Q、W、?U、?H、?S中，哪些为零
物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案
物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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．不可逆过程一定是自发过程。 3．熵增加的过程一定是自发过程。 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 H S ?= ?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。 14．冰在0℃，p 下转变为液态水，其熵变 T H S ?= ?>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 1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 -p d V = 0，此过程温度不变，?U = 0，代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ，因而可得d S = 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。 ⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V 1变到V 2，能否用公式： ???? ??=?12 ln V V R S 计算该过程的熵变？ 22．在100℃、p 时，1mol 水与100℃的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成 100℃、p 的水蒸气，试计算此过程的?S 、?S (环)。 23． ? ??? ??=?12ln V V R S 的适用条件是什么？ 24．指出下列各过程中，物系的?U 、?H 、?S 、?A 、?G 中何者为零？