物理化学天津大学版答案解析

1.2.1 填空题1. 温度为400K，体积为2的容器中装有2mol的理想气体A和8mol的理想气体B,则该混合气体中B的分压力=（13.302）。或 =2. 在300K，100下，某理想气体的密度。则该气体的摩尔质量M=（ 2.016）。 = =3. 恒温100下，在一带有活塞的气缸中装有3.5mol的水蒸气，当缓慢地压缩到压力（101.325）时才可能有水滴出现。4. 恒温下的理想气体，其摩尔体积随压力的变化率=（ ）。5. 一定量的范德华气体，在恒容条件下，其压力随温度的变化率=（）。将范德华状态方程改写为如下形式：所以 6. 理想气体的微观特征是：（理想气体的分子间无作用力，分子本身不占有体积 ）。7. 在临界状态下，任何真实气体的宏观特征为：（气相、液相不分）。8. 在n，T一定的条件下，任何种类的气体当压力趋近于零时均满足：=（ ）。9. 实际气体的压缩因子定义为=（）。当实际气体的时，说明该气体比理想气体（难压缩），与处在临界点时的压缩因子的比值=（）。10. 实际气体A的温度为,临界温度为。当（1 （b）1 （b）0； （b），； （b）； （c），； （d），0； （b）=0； （c）0； （b）=0； （c）0； （b）=0； （c）0； （b）=0； （c）0； （b）=0； （c）0； （d）无法确定。选（a）当3.2.11.在高温热源和低温热源之间的卡诺循环，其热温熵之和（ 0 ）。循环过程的热机效率（ ）。2.任一不可逆循环过程的热温熵总和，可以表示为（ ）0；（ = ）0。1 在隔离系统中发生的（ c）程，系统的熵S=0。A 任何； B 循环； C 可逆； D 不可逆。根据熵判据判断2 在25时，fGm（石墨) （b）fGm（金刚石) （a） A 0； B =0； C 0； （b）=0； （c）0； （d）无法确定。解析：（c）（c）（c）（a）同样温度压力下，冰的有序度大于水的有序度；恒温恒压下过冷水结冰是自发过程，由G判据可知G0。5.空密闭的容器中1mol100，101.325kPa的液体水完全蒸发为100、101.325kPa的水蒸气，此过程的H（A）；S（A）；A（C）；G（B）A.0 ； B.=0； C.0 ； D.无法确定。解析：此过程状态函数改变量与水在100，101.325kPa下的蒸发过程状态函数改变量完全相同6. 封闭系统中，在恒温恒压条件下发生某一化学反应，反应进度1mol，则反应系统的rSm=（c）（a）rHmT； （b）Qp,m/T； （c）(rHm-rGm)/T ； （d）无法确定。恒温恒压下的反应热是不可逆热，所以不能直接用来计算熵变7.在绝热密闭刚性容器中发生某一化学反应，系统终态温度升高，压力增大，则此过程中的U( b );H( a );S( a );Samb( b )。A.0; B.=0; C. 0;根据熵增原理，绝热不可逆过程S0.8.在一带活塞的绝热气缸中发生某一化学反应，系统终态温度升高，体积增大，则此过程的W（ c）；H（b ）；S（a）；G（c ）。（a）0; (b)=0; (c)0，则该反应的随温度升高而（b） （a）增大； （b）减小 （c）不变 （d）无法确定。解析：（b）010. 对于理想气体，下列偏微分中，数值小于零的是（d）（a） （）P (b)（)s (c)()T (d)()T解析；()T =-()p0）的真是气体和理想气体各1mol，并均从同一始态T1，p1，V1出发，经绝热可逆膨胀到相同的V2时，则两系统的过程U（真实气体）（c）U（理想气体）；S（真实气体）（b）S（理想气体）。（a）; （b）=; （c）; （d）无法确定。dU=Wr=-pdV,-RTVm-bdV0 ; （b）=0 ； （c）0 ; （d）无法确定 。U=H-（pV）=-（pV）=-P2Vg+p1V10。4.某一系统在与环境300K大热源接触下经历一不可逆循环过程，系统从环境得到10KJ的功，则系统与环境交换的热Q=(-10KJ（因为循环过程=+=0）)；=（0）；=（33.33）。5.下列变化过程中，系统的状态函数该变量何者为零。（1）一定量理想气体绝热可逆膨胀过程。(,)（2）一定量真实气体绝热可逆膨胀过程。()（3）一定量谁在0,101.325KPa条件下结冰。()（4）实际气体节流膨胀过程。()6.一定量理想气体与300K大热源接触做等温膨胀，吸热Q=600Kj，对外可逆功的40%，则系统的熵变=(5)。7. 1mol过饱和蒸汽A（g）在恒温恒压下凝结为A（I），要计算过程的熵变，首先需要设计（可逆相变途经）。8.在恒定温度,压力的条件下，比较同样质量的纯铁与碳钢的熵值，S（纯铁）（kB。当气相中两气体的分压pA=pB时，则在1mol该溶剂中溶解的A的物质的量（小于）B的物质的量。因为pA=kAxA=pB= kBxB，且kAkB，所以xAxB。6.在25时，A与B两种气体均能溶于水形成稀溶液，且不解离、不缔合。若它们在水中溶解的亨利系数kc,A=2kc,B，且测得两气体同时在水中溶解达平衡分压满足pA=2pB。则A与B在水中的浓度cA与cB间的关系为cA/cB=（1）。因为pA=kc,AcA，pB=kc,B cB，pA=2pB，kc,A=2kc,B，所以pApB=2=kc,AcAkc,B cB=2cAcB，即cAcB=1。7.在一定的温度与压力下，理想稀溶液中挥发性溶质B的化学势B（溶质）与平衡气相中B的化学势B（g）的关系是（B（溶质）=B（g）；B（g）的表达式是B（g）=（B（g）+ RTln（pB/p）。当挥发性溶质B在气液两相中达平衡时，其在两相中的化学势相等，B（溶质）=B（g）。8.在温度T时，某纯液体的蒸汽压为11732pa。当0.2mol不挥发性溶质溶于0.8mol该液体时，溶液的蒸汽压为为5333pa。假设蒸气为理想气体，则该溶液中溶剂的活度A=（0.4546），活度因子fA=（0.5683）。溶剂 =p溶液p溶剂*=533311732=0.4546f=溶剂x溶剂=溶剂n溶剂(n溶质+n溶剂）=0.45460.8=0.56839.在300K时，某组成为xB=0.72的溶液上方B的蒸气压是纯B的饱和蒸气压的60，则该溶液中B的活度为（0.6），活度因子为（0.83）。同温度下从此大量溶液中取出1mol纯B（溶液组成可视为不变），则过程的G的变化为（1274.1）J/mol。B =p溶液pB*=60pB*pB*=0.6f=BxB=0.60.72=0.83G=B*-B=- RTlnB=（-8.314*300*ln0.6）J/mol=1274.1J/mol10.在288K时纯水的蒸气压为1703.6pa。当1mol不挥发性溶质溶解在4.559mol水中形成溶液时，溶液的蒸气压为596.7pa。则在溶液及纯水中，水的化学势的差（H2O）-*（H2O）=（-2512.0 J/mol）。（H2O）-*（H2O）= RTln（H2O）= RTlnp溶液P*（H2O） =（8.314*288*ln596.71703.6）J/mol=-2512.0 J/mol11.在一完全密闭的透明恒温箱中放有两个体积相同的杯子。往A、B杯中分别倒入1/3体积的纯水和蔗糖水溶液，并置于该恒温箱中。假设恒温箱很小，有少量水蒸发时就可达到饱和。那么经足够长时间后，两杯中的现象为：A杯中（水蒸发完），B杯中（溶液体积达到2/3）。因为同温度下纯水的蒸气压大于含不挥发溶质的溶液的水蒸气压，故当纯水未达饱和时，对溶液则达饱和，因此水蒸气会不断从纯水液面蒸发，不断在溶液表面凝结，最终导致A杯中水蒸发完，全部转移至B杯中。4.2.2 多项选择题1.由水（1）与乙醇（2）组成的二组分溶液，下列各偏导数中不是乙醇化学势的有（ d ）；不是偏摩尔量的有（ a、c ）。 (a) Hn2s,p,n1 ; (b) Gn2T,p,n1 ; (c) Gn2T,V,n1 ; (d) Un2T,p,n1 。解：B=UnBS,V,nC =HnBS,P,nC=AnBT,V,nC=GnBT,P,nC但只有恒温恒压条件下的偏导才是偏摩尔量。2.在某一温度下，由纯A与纯B形成理想液态混合物。已知PA* ; b ; c= ; d无法判断 。解：因为PB=pyB=PB*xB，PA=pyA=PA*xA，即PA=p(1-yB)=PA*(1-xB)所以 1-yByB = PA*PB*1-xBxB又因为 PA*PB* ，即PA*PB* 1所以 1-yByB = 1-xBxB， 即 1yBxB3.在T=300K，p=102.0kPa外压下，质量摩尔浓度b1=0.002mol/kg的蔗糖水溶液的渗透压为1， b2=0.002mol/kg的KCl水溶液渗透压为2，则必然存在2（ a ）1的关系。a ; b0 b0 ；mixGm 0 ；mixUm= mixHm-p mixVm=0；mixAm= mixUm- TmixSm 0。6. 在T、p及组成一定的真实溶液