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℃)
以后，再在外压等于100 dm 3时气体的平衡压力下膨胀；
(4)定温可逆膨胀。
试比较这四个过程的功。比较的结果说明了什么问题？
[答案：0；2326J ；310l J ；4299J]
习题10 试证明对遵守范德华方程的1mol 实际气体来说，其定温可逆膨胀所作的功可用下式求算。
(范德华方程为()V =m 2a p b RT V m ?? ?+- ??
?） 11,2 =ln +a ,1,2,1V b m W RT V b V V m m m ??- ?- ?-??
习题11 假设CO 2遵守范德华方程，试求算1mol CO 2在27℃时由10dm 3定温可逆压缩到1dm 3所作的功。(所需范德华常数自己查表)。
[答案：—5 514J]
习题12 1mol 液体水在100℃和标准压力下蒸发，试计算此过程的体积功。
(1)已知在100℃和标准压力下，水蒸气的比体积(体积除以质量)为 1 677cm 3·g -1，水的比体积为1.043cm 3·g -1。
(2)假设水的体积比之蒸气的体积可略去不计，蒸气作为理想气体。
比较两者所得的结果，说明(2)的省略是否合理。
[答案：3.057×103J ；3.101×103J]
习题13 已知在0℃和标准压力下，冰的密度为0.917g ·cm -3，水的密度为1.000g ·cm -3。试计算在0℃及标准压力下，1mol 冰熔化成水所需之功。(要注意本题所需之功比之上题的涉及有蒸气的相变化的功是很小的)
[答案：-0.165J]
习题14 在373K 和标推压力下，水的蒸发热为4.067×104J·mol -1，1mol 液态水体积为18.08cm 3，蒸气则为30 200cm 3。试计算在该条件下1mol 水蒸发成气的ΔU 和ΔH 。
[答案：3.761×104J ；4.067×104J]
习题15 一理想气体在保持定压105
Pa 下，从10dm 3膨胀到16dm 3，同时吸热1 255J ，计算此过程的ΔU 和ΔH 。
[答案：655J ；1 255J] 习题16 假设N 2为理想气体。在0℃和5×105Pa 下，用2dm 3N 2作定温膨胀到压力为105Pa 。
(1)如果是可逆膨胀；
(2)如果膨胀是在外压恒定为105Pa 的条件下进行。
试计算此两过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。
[答案：(1)1 609J ；0；(2)800 J ；0]
习题17 试由0U V T ???= ????及0H V T ???= ????证明理想气体的0U p T ???= ????及0H p T
???= ????。 习题18 有3mol 双原子分子理想气体由25℃加热列150℃，试计算此过程的△U 和△H 。
[答案：7.79×103J ；1.09×104J]
习题19 有1mol 单原子分子理想气体在0℃，105Pa 时经一变化过程，体积增大一倍，△H ＝2 092J ，Q =1 674J 。(1)试求算终态的温度、压力及此过程的△U 和W ；(2)如果该气体经定温和定容两步可逆过程到达上述终态，试计算Q 、W 、△U 和△H 。
[答案：(1)373.7K ，6.84×104 Pa ，1255J ，419J ， (2)2828 J ，1573J ，1255J,2092J]
习题20 已知300K 时NH 3的m U V T
???
????=840 J ·m -3·mol -1, CV ,m=37.3J ·K -1·mol -1。当1mol NH 3气经一压缩过程其体积减少10㎝3而温度上升2度时，试计算此过程的△U 。
[答案：74.6J] 习题21 试证明对任何物质来说
()()12U V C C p p V V T p T H p C C V p V p T V T ??
??????-=+?? ? ???????????????????-=-?? ? ???????????
习题22 计算1gN 2在常压下由600℃冷却到20℃时所放出的热，所需数据自己查找。
[答案：629J]
习题23 试求算2mol100℃，4×104Pa 的水蒸气变成l00℃及标准压力的水时，此过程的△U 和△H 。设水蒸气可视为理想气体，液体水的体积可忽略不计。已知水的摩尔气化热为4 0670J ·mol -1。
[答案：—75 138J ；—81 340J]
习题24 已知任何物质的
2
C C TV p V αβ
-= 其中α为膨胀系数，β为压缩系数。现已查得25℃时液体水的定容热容C v ，m=75.2J ·K －1·mol －1, α=2.1×10－4K －1, β=4.44×10－10Pa －1，而水的V m ＝18×10－6m 3·mol -1
。试计算液体水在25℃时的C p,m =? [答案：75.7J ·K －1·mol －1 ]
习题25 一物质在一定范围内的平均定压摩尔热容可定义为
(),21Q p C p m n T T =
-
其中n 为物质的量。已知NH 3的 2-1-13533.64 2.9310 2.1310J K mol ,2K K T T C p m ??-- ?=+?+? ???
试求算NH 3在0～500℃之间的平均定压摩尔热容,C p m 。
[答案：41.4J ·K －1·mol －1 ]
习题26 已知N 2和O 2的定压摩尔热容与温度的关系式分别为
()()()-13N 27.87 4.2710J mol 2,K 135
-1-1O 36.1620.84510 4.31010J K mol ,22K /K T C p m T C p m T ??-=+? ???
??- ?=+?-? ???
试求空气的,p m C 与温度的关系式应为如何?
习题27 1molH 2在25℃、105 Pa 下，经绝热可逆过程压缩到体积为5dm 3，试求⑴终态温度T 2；⑵终态压力p 2；⑶过程的W ，△U 和△H 。（H 2的C V ，m 可根据它是双原子的理想气体求算）
[答案： 565K ；9.39×105 Pa ；5550J ；5550J ；7769J]
习题28 25℃的空气从106 Pa 绝热可逆膨胀到105 Pa ，如果做了1.5×104J 的功，计算空气的物质的量。
（假设空气为理想气体，空气的热容数据可查表或作一近似计算）
[答案：5.01mol] 习题29 某理想气体的C p,m=35.90J·K-1·mol-1，⑴当2mol此气体在25℃，1.5×106 Pa时，作绝热可逆膨胀到最后压力为5×105 Pa；⑵当此气体在外压恒定为5×105 Pa时作绝热快速膨胀；试分别求算上述两过程终态的T和V及过程的W、△U和△H。
[答案：⑴231K；7.68dm3；-3697J；-3697J；-4811J；⑵252K；8.38 dm3；2538J；-2538J；-3303J] 习题301mol某双原子分子理想气体发生可逆膨胀：（1）从2 dm3，106 Pa定温可逆膨胀到5×105 Pa；
⑵从2 dm3，106 Pa绝热膨胀到5×105 Pa。
⑴试求算过程⑴和⑵的W，Q，△U和△H；
⑵大致画出过程⑴和⑵在p—V图上的形状；
⑶在p—V图上画出第三个过程将上述两过程的终态相连，试问这第三个过程有何特点（是定容还是定压）？
[答案：⑴1386J；1386J；0；0；⑵919J；0；-919J；-1286J] 习题31某高压容器所含的气体可能是N2或是Ar。今在25℃时取出一些样品由5 dm3绝热可逆膨胀到6 dm3，发现温度下降了21℃，试判断容器中为何气体？
[答案：N2] 习题32 在573K及0至6×10-6Pa的范围内，N2(气)的焦耳—汤姆逊系数可近似用下式表示μJ—T=[1.40×10-7–2.53×10-14(p/Pa)]K·Pa-1
假设此式与温度无关。N2(气)自6×10-6Pa作节流膨胀到2×10-6Pa，求温度变化。
[答案：ΔT=－0.16K]习题33 已知CO2的μJ—T=1.07×10-5K·Pa-1，C p,m=36.6J·K-1·mol-1，试求算50g CO2在25℃下由105Pa定温压缩到106Pa时的ΔH。如果实验气体是理想气体，则ΔH又应为何值？
[答案：-401J；0]习题34 假设He为理想气体。1molHe由2×10-5Pa、0℃变为10-5Pa、50℃，可经两个不同的途径：(1)先定压加热，在定温可逆膨胀；(2)先定温可逆膨胀；再定压加热。试分别计算此二途径的Q、W、ΔU、ΔH。计算的结果说明什么问题？
[答案：(1)2900J,2276J,624J,1039J;(2)2612J,1988J,624J,10039J] 习题35将115V、5A的电流通过浸在100℃装在绝热筒中的水中的电加热器，电流通了1小时。试计算：(1)有多少水变成水蒸气？(2)将作出多少功？(3)以水和蒸气为系统，求ΔU。已知水的气化热为2259J·g-1。
[答案：916g；1.58×105J;1.91×106J] 习题36将100℃、5×104Pa的水蒸气100dm3定温可逆压缩至标准压力(此时仍全为水蒸气)，并继续在标准压力下压缩到体积为10dm3时为止(此时已有一部分水蒸气凝结成水)。试计算此过程的Q、W、ΔU 和ΔH。假设凝结成的水的体积可忽略不计；水蒸气可视为理想气体。
[答案：－5.56×104J；－7.50×103J；－4.81×104J；－5.21×104J] 习题37将1小块冰投入过冷到－5℃的100g水中，使过冷水有一部分凝结为冰，同时使温度回升到0℃。由于此过程进行得较快，系统与环境间来不及发生热交换，可近似看作是一绝热过程。试计算此过程中析出的冰的质量。已知冰的熔化热为333.5J·g-1；0℃到-5℃之间水的热容为4.314 J·g-1·K-1。
[答案：6.5g]习题38 假设下列所有反应物和产物均为25℃下的正常状态，问哪一个反应的△H和△U有较大的差别，并指出哪个反应的△H>△U，哪个反应的△H<△U。
(1) 蔗糖(C12H22O11)的完全燃烧；
(2) 萘被氧气完全氧化成苯二甲酸[C6H4(COOH)2]；
(3) 乙醇的完全燃烧；
(4) PbS 与O 2完全氧化成PbO 和SO 2。
习题39 已知下列反应在25℃时的热效应为
()()()()()()()()()1-11 Na Cl NaCl s 411.0kJ mol 22-12 H S +2O g H SO l 800.8kJ mol 2224s g H r m g s H r m
?+=?=-?+=?=-
()()()()()()()()()-13 2Na S +2O g Na SO s 1382.8kJ mol
22411-14 H Cl HCl g 92.30kJ mol 2222s s H r m g g H r m ?+=?=-?+=?=-
计算反应2NaCl(s)+H 2SO 4(l)=Na 2SO 4(s)+2HCl(g)在25℃时的H r m
??和U r m ?? [答案：55.4;50.4 kJ ·mol -1]
习题40 已知反应 ()()()()1-1H +O g =H O l 298K 285.9kJ mol 22
22g H r m ??=- 水的气化热为2.445kJ ·g -1 ，计算反应
()()()1H +O g =H O g 22
22g 的()298K H r m ??。
[答案：-242k J ·mol -1]
习题41 已知反应
(1)C （金刚石）+O 2(g)=CO 2(g) ()-1298K 395.4kJ mol H
r m ??=- (2) C （石墨）+O 2(g)=CO 2(g) ()-1298K 393.5kJ mol H
r m ??=- 求C （石墨）=C （金刚石）的()298K H r m
?? [答案：1.9 k J ·mol -1]
习题42 利用下列数据计算HCl （g ）的生成热。
()()()()()1N H a q ,+H C l a q ,=N H C l a q ,3
4-1 50.21298K kJ mol H r m ∞∞∞?-?= ()()()()
()()()
()
()()2N H +=N H a q ,
33-1 35.56298K kJ mol 3HCl +=HCl aq,-1 73.22298K kJ mol 4NH Cl +=4g H r m g H r m s ∞?-?=∞?-?= 水水水()
()
()()()()()()
NH Cl aq,4-1 16.32298K kJ mol 115
N g +2H Cl NH Cl s 222422
313.8298K kJ H r m g g H r m ∞?-?=+=?-?= ()()()()()-1mol 116 N g +1H NH g 22322
-1 46.02298K kJ mol g H r m =?-?= [答案：-92.5k J ·mol -1
]
习题43 利用生成热数据，计算下列反应的()298K H
r m
??。 (1)Cl 2(g)+2KI(s)=2KCl+I 2(s)
(2)CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)
(3)SO 2(g)+1/2O 2(g)+H 2O(l)=H 2SO 4
(4)CaCO 3(s)=CaO(s)+CO(g)
(5)CaO(s)+3C(石墨)=CaC 2(s)+CO(g)
(6)Fe 2O 3(s)+CO(g)=CO 2(g)+2FeO(s)
(7)2H 2S(g)+SO 2(g)=3S(s)+2H 2O(g)
(8)2Fe 2O 3(s)+3C(石墨)=4Fe(s)+3CO 2(g) [答案：-216.5；-41.2；-218.0；177.8； 462.3; 6.1；-146.5；463.7k J ·mol -1] 习题44 利用附录中的数据，计算下列反应的H
r m
??（298K ）。 (1) C 2H 4(g)+H 2(g)=C 2H 6(g)
(2) 3C 2H 2(g)=C 6H 6(l)
(3) C 4H 10(g)=C 4H 8(g)+H 2(g)
(4) C 4H 10(g)=C 4H 6(g)+2H 2(g)
[答案：–136.9；–631.2；125.9；236.6kJ ·mol -1]
习题45 已知C 2H 5OH(l)在25℃时的燃烧热为－1367kJ ·mol -1，试用CO 2(g)和H 2O(l) 在25℃时的生成热，计算C 2H 5OH （l ）在25℃时的生成热。
[答案：－277.4kJ ·mol -1 ] 习题46 已知PbO(s)在18℃的生成热为-219.5kJ ·mol -1，在18℃至200℃之间，Pb(s)，O 2(g)及PbO(s)的平均热容各为0.134、0.900和0.218J ·
K -1·g -1。试计算PbO(s)在200℃时的生成热。
[答案：－217kJ ·mol -1]
习题47 已知反应CO 2(g) + C(石墨) → 2CO(g)在20℃时的定压反应热
()5-1293K 1.73210J mol H r m ??=? 。求该反应的()H f T r m
??=的关系式。所需热容数据自行查表。 25-25:1.748107.2631.23107.8710 K K K T T T ???????--?-? ???????
答案 习题48 反应C(s)+1/2O 2(g)=CO(g)是放热反应，反应
C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g)
是吸热反应，所以只要H 2O(g)和O 2(g)的比例恰当，则将H 2O 和O 2的气体混合物通过赤热的焦碳时，可以保持温度恒定。假定上述反应是完全的，进入反应的气体已经预热到1000℃，出来的气体亦是1000℃。试求算欲使焦碳保持1000℃时H 2O(g)和O 2(g)的比例。其它所需数据可查表。
[答案：1.0：1.7]
习题49 试计算在25℃及标准压力下，1mol 液态水蒸发成水蒸气的气化热。已知100℃及标准压力下液态水的气化热为2259J ·g -1
，在此温度区间内，水和水蒸气的平均定压摩尔热容分别为75.3及33.2J·K -1·mol -1。 [答案：43.8kJ -1·mol -1]
习题50 已知H 2(g)+I 2(s)=2HI(g)在18℃时的-149.45kJ mol H r m
??= ；I 2(s)的熔点是113.5℃，其熔化热为1.674×104J ·mol -1；I 2(l)的沸点是184.3℃，其气化热为4.268×104J ·mol -1；I 2(s)、I 2(l)及I 2(g)的平均定压摩尔热容分别为55.65、62.67及36.86J ·K -1·mol -1。试计算反应H 2(g)+I 2(s)=2HI(g)在200℃
是的定压反应热。(其他所需数据可查附录)
[答案：–1.49×104J ·mol -1]
习题51 25℃时,甲烷的燃烧热为–890.4kJ ·mol －1,液态水的气化热为44.02 kJ ·mol －
1。设空气中氧气与氮气的物质的量之比为1：4。试计算甲烷与理论量的空气混合燃烧时所能达到的最高温度。所需热容数据自行查找。计算时，假设燃烧所放出的热全部用于提高产物的温度；不考虑产物的离解。
[答案：2186K]
习题52 在25℃时，将含有等物质的量H 2和CO 的水煤气与二倍于可供完全燃烧的空气在一起燃烧，问可能达到的最高温度为多少？
[答案：1622K]
习题53 某工厂中生产氯气的方法如下：将比例为1：2的18℃的氧气和氯化氢混合物连续地通过一个386℃的催化塔。如果气体混合物通得很慢，在塔中几乎可达成平衡，即有80%的HCl 转化成Cl 2和H 2O(g )。试求算欲使催化塔温度保持不变，则每通过1molHCl 时，需从系统取出多少热？
[答案：约7kJ]
习题54 某工厂用接触法制备发烟硫酸时，将二氧化硫和空气的混合物通入一盛有铂催化剂的反应室。进入反应室的混合气体的温度为380℃，此温度为发生快速反应所需的最低温度。由于反应的结果，反应室的温度将升高。为了避免生成的三氧化硫大量解离，必须控制温度升高的数值不超过100℃，这可以用通入过量空气的办法达到目的。试计算为了使温度升高值不超过100℃，一体积SO 2最少需要和若干体积的空气混合？已知在380℃时
()()()1SO +O g =SO g 22
32g 的4-19.2010J mol H r m ??=-? ，各气体的摩尔热容与氧或氮气相同，即C p,m =(27.2+4.18×10-3T/K)J ·mol -1并假定有97%SO 2转化为SO 3，反应室与外界的热交换可略去不计。
[答案：29.1体积]
第二章
习题 第三章
习题 第四章
习题 第五章
习题 第六章
习题 第七章
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
物理化学经典习题(配南大傅献彩)
物理化学经典习题 一、填空题 1．硫酸与水可形成三种水合盐：H 2SO 4·H 2O 、H 2SO 4·2H 2O 、H 2SO 4 ·4H 2O 。常压下将一定量的H 2SO 4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、 H 2SO 4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是 。 2．Na +、H +的还原电极电势分别为 –2.71V 和 –0.83V ，但用Hg 作阴极电解 NaCl 溶液时，阴极产物是Na –Hg 齐，而不是H 2，这个现象的解释是 。 3．在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。其胶团结构式为 。注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。 4．在两个具有0.001mAgNO 3溶液的容器之间是一个AgCl 多孔塞，在多孔塞两端放两个电极，接通直流电源后，溶液将向 极方向流动。 5． 反应 A ?→?1k B (Ⅰ) ; A ?→?2 k D (Ⅱ)。已知反应(Ⅰ)的活化能大于反应(Ⅱ)的活化能，加入适当催化剂 改变获得B 和D 的比例。 6．等温等压（298K 及p ?）条件下，某一化学反应在不做非体积功条件下进行，放热40.0 kJ·mol -1，若该反应通过可逆电池来完成，吸热 4.00 kJ·mol -1，则该化学反应的熵变为 。
7．若稀溶液表面张力γ与溶质浓度c的关系为γ0–γ =A + B ln c（γ0为纯溶剂表面张力，A、B为常数），则溶质在溶液表面的吸附量Γ与浓度c的关系为。 1O2(g) ═ H2O(l) 的8．298.2K、101.325kPa下，反应H2(g) + 2 (?r G m–?r F m)/ J·mol-1为。 二、问答题 1．为什么热和功的转化是不可逆的？ 1O2(g) ═ H2O(g)，2．在绝热钢筒中进行一化学反应：H2(g) + 2 在反应自发进行。问此变化中下述各量哪些为零，哪些大于零，哪些小于零？Q，W，?U，?H，?S和?F。 3．对单组分体系相变，将克拉贝龙方程演化为克-克方程的条件是什么？ 4．为什么有的化学反应速率具有负温度系数，即温度升高反应速率反而下降？ 5．为什么说，热化学实验数据是计算化学平衡常数的主要基础？ 三、计算题 1．苯在正常沸点353K下的?vap H m?= 30.77 kJ·mol-1，今将353K及p?下的1molC6H6(l)向真空等温蒸发为同温同压下的苯蒸气（设为理想气体）。
(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 .
物理化学试题及答案
物理化学试题之一 一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. B A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 2 1? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 2. C A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为3. C A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)1/2 4. 固态的NH 4HS 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. 3，2，2，2 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
物理化学(下)复习题
物理化学（下）复习题 1、 在1000g 水中含有15.96g CuSO 4和17.00g NH 3 ，现将此溶液放在 两个铜电极间电解，在25℃时有0.01F 的电量通过溶液，通电后在103.66 g 阳极溶液中含有2.09 g CuSO 4和1.570g NH 3，计算络离子[Cu(NH 3)x ]2+中的x 值及迁移数。 2、298 K 时将电导率为0.185 S ?m -1的NaCl 溶液装进电导池，测得电阻为682Ω，在该电导池中若装进0.2 mol ?dm -1的NH 3?H 2O 溶液，测出电阻为2435Ω，计算NH 3?H 2O 溶液的电离度及电离平衡常数。 3、 计算298K 时，下述电池的电动势E ： Pb (S) | PbCl 2(S) | HCl (0.01mo l ·Kg -1) || H 2 (10KPa) | Pt (S) ,已知 2|0.126Pb Pb V q j +=-，该温度下，PbCl 2(S)在水中饱和溶液的质量摩尔浓度为 0.039 mo l ·Kg -1，HCl 溶液的离子平均活度系数g ±为0.690，PbCl 2(S) 饱和溶液的离子平均活度系数g ±为0.449。 4、 已知在0 ~ 45℃范围内，下列电池的电动势与温度的关系如下： Pt , H 2(101.3 KPa) | NaOH (a) | HgO (S) ,Hg (l) E = 0.9261- 0.2948×10-3（t-25）,已知H 2O （l ）的1237.19,f m G KJ mol -D =- ? 1285.84f m H KJ mol -D =- ?，试求25℃时HgO (S)的f m f m G H D D 和?? 。
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。
物理化学实验下思考题答案
磁化率的测定 1．本实验在测定XM做了哪些近似处理 答：（1）忽略了X反（2）X0=0（样品周围介质的体积磁化率）（3）H0=0(样品顶端磁场强度为0。近似认为样品顶端就是试管顶端) 2．为什么可以用莫尔盐来标定磁场强度 答：莫尔盐的XM仅与T有关,物质,物质稳定，组成固定，对磁场反应良好。 3.样品的填充高度和密度以及在磁场中的位置有何要求若样品的填充高度不够，对测量结果有何影响 答：样品管与磁极中心线平齐，不与磁极接触，样品要紧密均匀填实。若样品的填充高度不够，则样品最上端处磁场强度不为零。（样品的填充高度距样品管口处，样品要紧密均匀填实。将样品悬挂在天平上，样品底部处于磁场强度最大区域【H】管顶则位于场强最弱甚至为0的区域，若样品的填充高度不够，对样品处于磁场中的受力产生影响） 三组分体系等温相图 1. 实验为什么根据体系由清变浑的现象即可测定相界 答：各组分彼此互溶时，体系为均相，一旦体系恰好不相容，则分相达到相界。 2.如连接线不通过物系点，其原因可能是什么 答：（1）苯水分层不彻底（2）苯、醋酸乙酸挥发（3）酚酞变色范围为碱性，通过NaOH 滴定醋酸量偏高。 3. 实验根据什么原理求出苯-乙酸-水体系连接线 答：在苯和水含量确定的前提下，互溶曲线上的点与醋酸量一一对应。 电极的制备与原电池电动势的测定 1. 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用如何保护及正确使用 答：（1）电位差计是按照对消法测量原理设计的一种平衡式电学测量装置，能直接给出
待测电池的电动势值，测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短，以防止电流通过而改变电极表面的平衡状态。（2）标准电池是用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降。（3）检流计用来检验电动势是否对消，在测量过程中，若发现检流计受到冲击，应迅速按下短路按钮，以保护检流计。检流计在搬动过程中，将分流器旋钮置于“短路”。（4）工作电池（稳压电源）电压调至与电位差计对电源的要求始终相一致。 2. 参比电极应具备什么条件它有什么功用 答(1)装置简单、可逆性高、制作方便、电势稳定。 (2)以标准氢电极(其电极电势规定为零)作为标准，与待测电极组成一电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极，如：甘汞电极。 3. 盐桥有什么作用选用作盐桥的物质应有什么原则 答：（1）盐桥用来减小液体接界电势。（2）作盐桥的物质正负离子的迁移数应接近；在使用温度范围内浓度要大；不能与两端电池溶液发生反应。 4. UJ34A型电位差计测定电动势过程中，有时检流计向一个方向偏转，分析原因。 答：随着反应的进行，导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。电极管中有气泡；电极的正负极接反；线路接触不良；工作电源电压与电位差计对电源的要求数据不一致等。在测量金属电极的电极电势时，金属电极要加以处理，以除去氧化膜。 6. 如何使E测定准确 答：（1）电极管不能漏液。（2）准电池和待测电池极化，“标准/未知选择”旋钮在“标准”或“未知”位置的时间应尽可能的短。对“待测溶液”应将读数盘预置到理论值后再将“标准/未知选择”旋钮旋到，“未知”。（3）甘汞电极不用时浸泡在饱和氯化钾溶液中。（4对新制锌汞齐电极和新镀铜电极应及时测量，避免再度被氧化。
南京大学《物理化学》每章典型例题
第一章 热力学第一定律与热化学 例题1 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa 状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡，再由该状态恒容升温到97 ℃ ，则压力升到。求整个过程的W 、Q 、△U 及△H 。已知该气体的C V ，m 恒定为? ?K -1 。 解题思路：需先利用理想气体状态方程计算有关状态： (T 1=27℃, p 1=101325Pa ，V 1)→(T 2=27℃, p 2=p 外=，V 2=) →(T 3=97℃, p 3=，V 3= V 2) 例题2水在 -5℃ 的结冰过程为不可逆过程，计算时要利用0℃ 结冰的可逆相变过程，即 H 2O （l ，1 mol ，-5℃ ，θ p ） s ，1 mol ，-5℃，θ p ） ↓△H 2 ↑△H 4 H 2O （l ，1 mol ， 0℃，θp ）（s ，1 mol ，0℃，θ p ） ∴ △H 1=△H 2＋△H 3＋△H 4 例题3 在 时，使 5.27 克的甲醇(摩尔质量为32克) 在弹式量热计中恒容燃烧，放出 的热量。忽略压力对焓的影响。 (1) 计算甲醇的标准燃烧焓 θ m c H ?。 (2) 已知时 H 2O(l) 和CO 2(g)的标准摩尔生成焓分别为－ kJ·mol －1 、－ kJ·mol －1 ， 计算CH 3OH(l)的θ m f H ?。 (3) 如果甲醇的标准蒸发焓为 ·mol －1 ，计算CH 3OH(g) 的θ m f H ?。 解：(1) 甲醇燃烧反应：CH 3OH(l) + 2 3 O 2(g) → CO 2(g) + 2H 2O(l) Q V =θ m c U ?=－ kJ/32)mol =－ kJ·mol －1 Q p =θ m c H ?=θ m c U ?+ ∑RT v )g (B = (－－×××10－3 )kJ·.mol －1
物理化学课后习题第二章答案
2.15 容积为0.1m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板,其两侧分别为0℃,4mol的Ar(g)及150℃,2mol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ΔH 。 已知：Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容C p,m分别为20.786J·mol-1·K-1及24.435 J·mol-1·K-1，且假设均不随温度而变。 解: 恒容绝热混合过程Q = 0 W = 0 ∴由热力学第一定律得过程ΔU=ΔU(Ar,g)+ΔU(Cu,s)= 0 ΔU(Ar,g) = n(Ar,g) C V,m (Ar,g)×(t2－0) ΔU(Cu,S) ≈ΔH (Cu,s) = n(Cu,s)C p,m(Cu,s)×(t2－150) 解得末态温度t2 = 74.23℃ 又得过程 ΔH =ΔH(Ar,g) + ΔH(Cu,s) =n(Ar,g)C p,m(Ar,g)×(t2－0) + n(Cu,s)C p,m(Cu,s)×(t2－150) = 2.47kJ 或ΔH =ΔU+Δ(pV) =n(Ar,g)RΔT=4×8314×(74.23－0)= 2.47kJ 2.17 单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5mol，摩尔分数y =0.4， B 始态温度T1=400K，压力P1=200kPa，今该混合气体绝热反抗恒外压p=100kPa 膨胀到平衡态，求末态温度T2及过程的W,ΔU及ΔH。
2.21 已知水(H2O,l)在100℃的饱和蒸气压p s=101.325kPa，在此温度、压力下 水的摩尔蒸发焓。求在100℃,101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的W，Q，ΔU，ΔH和ΔH。设水蒸气适用理想气体状态方程式。 解: 题给过程的始末态和过程特性如下： n = m/M = 1kg/18.015g·mol-1 = 55.509mol
关于物理化学课后习题答案
关于物理化学课后习题 答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
第一章两个容积均为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， 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。 H2 3dm3 P(H2） T N2 1dm3 P(N2) T （1） 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 1mol水蒸气（H2O,g）在100℃，下全部凝结成液态水，求过程的功。假 设：相对水蒸气的体积，液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃，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℃，。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。 容积为 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 冰（H2O,S）在100kpa下的熔点为0℃，此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*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）=*mol-1 *K-1和Cpm（H2O,S）=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l）在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水（H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm（H2O,l）=*mol-1 *K-1和Cpm （H2O,g）=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。 应用附录中有关物资的热化学数据，计算 25 C时反应 的标准摩尔反应焓，要求：（1）应用25 C的标准摩尔生成焓数据；
物理化学经典例题
一、选择题 1. 下面有关统计热力学的描述，正确的是：( ) A. 统计热力学研究的是大量分子的微观平衡体系 B. 统计热力学研究的是大量分子的宏观平衡体系 C. 统计热力学是热力学的理论基础 D. 统计热力学和热力学是相互独立互不相关的两门学科B 2.在研究N、V、U有确定值的粒子体系的统计分布时，令∑ni = N，∑niεi = U， 这是因为所研究的体系是：( ) A. 体系是封闭的，粒子是独立的 B 体系是孤立的，粒子是相依的 C. 体系是孤立的，粒子是独立的 D. 体系是封闭的，粒子是相依的C 3.假定某种分子的许可能级是0、ε、2ε和3ε，简并度分别为1、1、2、3 四个这样的分子构成的定域体系，其总能量为3ε时，体系的微观状态数为：( ) A. 40 B. 24 C. 20 D. 28 A 4. 使用麦克斯韦-波尔兹曼分布定律，要求粒子数N 很大，这是因为在推出该定律时：( ). ! A、假定粒子是可别的 B. 应用了斯特林近似公式C.忽略了粒子之间的相互作用 D. 应用拉氏待定乘因子法A 5.对于玻尔兹曼分布定律ni =(N/q)·gi·exp( -εi/kT)的说法：(1) n i是第i 能级上的粒子分布数; (2) 随着能级升高，εi 增大，ni 总是减少的; (3) 它只适用于可区分的独立粒子体系; (4) 它适用于任何的大量粒子体系其中正确的是：( ) A. (1)(3) B. (3)(4) C. (1)(2) D. (2)(4) C 6.对于分布在某一能级εi上的粒子数ni，下列说法中正确是：( ) A. n i与能级的简并度无关 B.εi 值越小，ni 值就越大 C. n i称为一种分布 D.任何分布的ni 都可以用波尔兹曼分布公式求出B 7. 15．在已知温度T时，某种粒子的能级εj = 2εi，简并度gi = 2gj，则εj 和εi 上分布的粒子数之比为：( ) A. 0.5exp(εj/2kT) B. 2exp(- εj/2kT) C. ( -εj/kT) D. 2exp( 2εj/kT) C 8. I2的振动特征温度Θv= 307K，相邻两振动能级上粒子数之n(v + 1)/n(v) = 1/2的温度是：( ) A. 306 K B. 443 K C. 760 K D. 556 K B 9.下面哪组热力学性质的配分函数表达式与体系中粒子的可别与否无关：( ) 《 A. S、G、F、Cv B. U、H、P、C v C. G、F、H、U D. S、U、H、G B 10. 分子运动的振动特征温度Θv 是物质的重要性质之一，下列正确的说法是：( C ) A.Θv 越高，表示温度越高 B.Θv 越高，表示分子振动能越小 C. Θv越高，表示分子处于激发态的百分数越小 D. Θv越高，表示分子处于基态的百分数越小 11.下列几种运动中哪些运动对热力学函数G与A贡献是不同的：( ) A. 转动运动 B. 电子运动 C. 振动运动 D. 平动运动D 12.三维平动子的平动能为εt = 7h2 /(4mV2/3 )，能级的简并度为：( ) A. 1 B. 3 C. 6 D. 2 C 的转动惯量J = ×10 -47 kg·m2 ，则O2 的转动特征温度是：( ) A. 10 K B. 5 K C. K D. 8 K C ; 14. 对于单原子分子理想气体，当温度升高时，小于分子平均能量的能级上分布的粒子数：( ) A. 不变 B. 增多 C. 减少 D. 不能确定C 15.在相同条件下，对于He 与Ne 单原子分子，近似认为它们的电子配分函数 相同且等于1，则He 与Ne 单原子分子的摩尔熵是：( ) A. Sm(He) > Sm (Ne) B. Sm (He) = Sm (Ne) C. Sm (He) < S m(Ne) D. 以上答案均不成立C 二、判断题 1．玻耳兹曼熵定理一般不适用于单个粒子。（√） 2．玻耳兹曼分布是最概然分布，但不是平衡分布。（×） 3．并不是所有配分函数都无量纲。（×） 4．在分子运动的各配分函数中平均配分函数与压力有关。（√） - 5．粒子的配分函数q 是粒子的简并度和玻耳兹曼因子的乘积取和。（×） 6．对热力学性质(U、V、N)确定的体系，体系中粒子在各能级上的分布数一定。（×） 7．理想气体的混合物属于独立粒子体系。（√）
物理化学习题集及答案2
相平衡 一、选择题： 1. 二组分体系恒温时．可能同时存在的最大相数为 （ ） (A) Φ=2 (B) Φ=3 (C) Φ=4 2. 在α、β两项中都含有A 和B 两种物质，当达相平衡时，下列哪种情况正确 （ ） A B A A A B A B (A ) (C) (D) (B )αααβαβββμμμμμμμμ==== 3. 在101325Pa 下，水、冰和水蒸气平衡的系统中，自由度为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 4. 在密闭容器中有食盐饱和溶液，并且存在着从溶液中析出的细小食盐结晶，则系统的自由度是 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 5. 系统是N 2和O 2两种气体的混合物时，自由度应为 （ ） (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 6. 在101325 Pa 下，水和水蒸气呈平衡的系统，其自由度f 为 （ ） (A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3 7. NH 4Cl(s)在真空容器中分解达到平衡NH 4Cl(s) → HCl(g) + NH 3(g) （ ） (A) K =3, Φ=2, f =2 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =1, Φ=2, f =1 (D) K =4, Φ=2, f =1 8. 25 ℃及标准压力下，NaCl(s)与其水溶液平衡共存 （ ） (A) K =1, Φ=2, f =1 (B) K =2, Φ=2, f =1 (C) K =2, Φ=2, f =0 (D) K =4, Φ=2, f =1 9. 已知在318 K 时纯丙酮的的蒸气压为43.063 kPa ，今测得氯仿的摩尔分数为0.30的丙酮－氯仿二元溶液上丙酮的蒸气压为26.77 kPa ，则此溶液： （ ） (A) 为理想液体混合物 (B) 对丙酮为负偏差 (C) 对丙酮为正偏差 (D) 无法确定 10. 苯(A)与甲苯(B)形成理想混合物，当把5 mol 苯与5 mol 甲苯混合形成溶液，这时，与溶液相平衡的蒸汽中，苯(A)的摩尔分数是： （ ）
南京大学《物理化学》(上学期)每章典型例题.doc
第一章 热力学第一定律与热化学 例题1 1mol 理想气体于27℃ 、101325Pa 状态下受某恒定外压恒温压缩到平衡，再由该状态恒容升温到97 ℃ ，则压力升到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。 解题思路：需先利用理想气体状态方程计算有关状态： (1mol, T 1=27℃, p 1=101325Pa ，V 1)→(1mol, T 2=27℃, p 2=p 外=?，V 2=?) →(1mol, T 3=97℃, p 3=1013.25kPa ，V 3= V 2) 例题2 计算水在 θp ，-5℃ 的结冰过程的△H 、△S 、△G 。已知θ)(,,2l O H m p C ，θ )(,,2s O H m p C 及 水在 θ p ，0℃的凝固焓θm con H ?。 解题思路：水在 θp ，-5℃ 的结冰过程为不可逆过程，计算时要利用θp ，0℃结冰的可逆相变过程，即 H 2O （l ，1 mol ，-5℃ ，θp 2O （s ，1 mol ，-5℃，θp ） ↓△H 2,△S 2, △G 2 ↑△H 4,△S 4, △G 4 H 2O （l ，1 mol ， 0℃，θ p H 2O （s ，1 mol ，0℃，θ p ） △H 1=△H 2＋△H 3＋△H 4=θ)(,,2l O H m p C （273K-268K ）+θ m con H ?+θ )(,,2s O H m p C (268k-273K) △S 1=△S 2＋△S 3＋△S 4=θ)(,,2l O H m p C ln(273/268)+ θm con H ?/273+θ )(,,2s O H m p C ln(268/273) △G 1=△H 1-T 1△S 1 例题3 在 298.15K 时，使 5.27 克的甲醇(摩尔质量为32克) 在弹式量热计中恒容燃烧，放出 119.50kJ 的热量。忽略压力对焓的影响。 (1) 计算甲醇的标准燃烧焓 θ m c H ?。 (2) 已知298.15K 时 H 2O(l) 和CO 2(g)的标准摩尔生成焓分别为－285.83 kJ·mol －1 、－ 393.51 kJ·mol － 1，计算CH 3OH(l)的θ m f H ?。 (3) 如果甲醇的标准蒸发焓为 35.27kJ·mol － 1，计算CH 3OH(g) 的θ m f H ?。
物理化学练习题
计算、分析与证明题 *1. 设有300K的1mol理想气体做等温膨胀，起始压力为1500kPa，终态体积为10 dm3。试计算该过程的Q,W及气体的ΔU，ΔH。 2、在水的正常沸点（373.15K，101.325Kpa）,有1molH2O(l)变为同温同压的H2O(g)，已知水的 △Vap H=40.69kJ·mol-1，请计算该变化的Q、W、△U、△H各为多少？ 3、已知下列反应在标准压力和298K时的反应焓为： （1）CH3COOH(l)+2O2==2CO2+2H2O(l) Δr H m(l)=-870.3 kJ·mol-1 （2）C(s)+O2(g) == CO2Δr H m(l)=-393.5 kJ·mol-1 O2(g) ==H2O(l) （3）H2+ 1 2 Δr H m(l)=-285.8 kJ·mol-1 试计算反应：（4）2C(s)+2H2(g)+O2== CH3COOH(l)的Δr H mθ（298K）。 4、在P及298K下，反应： (1) CuSO 4 (s) + 800H2O (l) ─→ CuSO4.800H2O，Δr H (1)=-68.74kJ.mol-1 (2) CuSO 4.5H2O (s) + 795H2O (l) —→ CuSO4.800H2O，Δr H (2)=10.13 kJ.mol-1 求反应： (3) CuSO 4(s) + 5H2O (l) ─→ CuSO4.5H2O的热效应Δr H（3）
*5、1mol单原子理想气体在298K、1×106Pa下，绝热可逆膨胀到1×105Pa。计算系统在此过程中的W、Q、△U、△H。 6、在P下，把25g、273K 的冰加到200g、323K 的水中，假设系统与环境无能量交换，计算系统熵的增加。已知水的比热为4.18 kJ·kg-1.K-1，冰的熔化焓为333 kJ.kg-1，设它们为常数。 7、某化学反应在等温、等压下（298K,Pθ）进行，放热40.00kJ，若使该反应通过可逆电池来完成，则吸热4.00kJ。 （1）计算该化学反应的Δr S m； （2）当该反应自发进行时（即不做电功时），求环境的熵变及总熵变（即Δr S m，体+Δr S m，环）； （3）计算系统可能做的最大电功为多少？ 8、请计算1mol苯的过冷液体在-5℃，pθ下凝固的ΔS和ΔG。（已知：-5℃时，固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为 2.25kPa和2.64kPa；-5℃，pθ时，苯的摩尔熔化焓为9.860 kJ·mol-1） *9、苯的正常沸点为353K，摩尔气化焓是Δvap H m＝30.77 kJ·mol-1，今在353K ，pθ下，将1mol液态苯向真空等温气化为同温同压的苯蒸气（设为理想气体）。 （1）计算该过程中苯吸收的热量Q和做的功W； （2）求苯的摩尔气化自由能Δvap G m和摩尔气化熵Δvap S m； （3）求环境的熵变； （4）可以使用哪种判据判别上述过程可逆与否？并判别之。 10、已知298K下，CO2(g)、CH3COOH(l)、H2O（l）的标准生成焓
物理化学经典习题
物理化学经典习题 一、填空题 1．硫酸与水可形成三种水合盐：H2SO4?H2O、H2SO4?2H2O 、H2SO4 ?4H2O。常压下将一定量的H2SO4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、 H2SO4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是。 2．Na+、H+的还原电极电势分别为–2.71V和–0.83V，但用Hg作阴极电解 NaCl溶液时，阴极产物是Na–Hg 齐，而不是H2，这个现象的解释是。3．在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。其胶团结构式为。注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。 4．在两个具有0.001mAgNO3溶液的容器之间是一个AgCl多孔塞，在多孔塞两端放两个电极，接通直流电源后，溶液将向极方向流动。 5．反应 A B (Ⅰ) ; A D (Ⅱ)。已知反应(Ⅰ)的活化能大于反应(Ⅱ)的活化能，加入适当催化剂改变获得B和D的比例。 6．等温等压（298K及p?）条件下，某一化学反应在不做非体积功条件下进行，放热40.0 kJ?mol-1，若该反应通过可逆电池来完成，吸热 4.00 kJ?mol-1，则该化学反应的熵变为。 7．若稀溶液表面张力γ与溶质浓度c的关系为γ0 –γ = A + B ln c（γ0为纯溶剂表面张力， A、B 为常数），则溶质在溶液表面的吸附量Γ与浓度c的关系为。8．298.2K、101.325kPa下，反应 H2(g) + O2(g) ═ H2O(l) 的 (?rGm– ?rFm)/ J?mol-1为。 二、问答题 1．为什么热和功的转化是不可逆的？ 2．在绝热钢筒中进行一化学反应：H2(g) + O2(g) ═ H2O(g)，在反应自发进行。问此变化中下述各量哪些为零，哪些大于零，哪些小于零？Q，W，?U，?H，?S和 ?F。 3．对单组分体系相变，将克拉贝龙方程演化为克-克方程的条件是什么？ 4．为什么有的化学反应速率具有负温度系数，即温度升高反应速率反而下降？ 5．为什么说，热化学实验数据是计算化学平衡常数的主要基础？ 三、计算题 1．苯在正常沸点353K下的?vapHm? = 30.77 kJ?mol-1，今将353K及p?下的1molC6H6(l)向真空等温蒸发为同温同压下的苯蒸气（设为理想气体）。 (1) 求算在此过程中苯吸收的热量Q与所做的功W； (2) 求苯的摩尔气化熵 ?vapSm? 及摩尔气化自由能 ?vapGm?； (3) 求环境的熵变 ?S环，并判断上述过程是否为不可逆过程。 2．把一定量的气体反应物A迅速引入一个温度800K的抽空容器内，待反应达到指定温度后计时（已有一部分A分解）。已知反应的计量方程为 2A(g) 2B(g) + C(g) ，反应的半衰期与起始浓度无关；t=0时，p总=1.316×104Pa ；t=10min时，p总 =1.432×104Pa ；经很长时间后，p总 =1.500×104Pa。试求： (1) 反应速率常数k和反应半衰期t1/2 ； (2) 反应进行到1小时时，A物质的分压和总压各为多少？ 3．A和B能形成两种化合物A2B和AB2，A的熔点比B低，A2B的相合熔点介于A和B之间，