物理化学1-3章习题课

1、精选优质文档-倾情为你奉上一、是非题（在题后括号内，正确的打“”，错误的打“×”）1、高温低压下的真实气体近似于理想气体。（ ）2、不同的真实气体处于对应状态下，具有基本相同的压缩因子。（ ）3、理想气体的热力学能和焓均只是温度的函数，而与压力或体积无关。（ ）(增补3-1)、对于理想气体，p、V、T均会影响其热力学能和焓的数值。（ × ）4、理想气体的熵只是温度的函数，而与压力或体积无关。（ × ）5、对于气体、液体和固体，均有Cp,mCv,m=R 。（ × ）6、自然界发生的一切过程都遵守能量转化与守恒定律，那么凡是遵守能量转化与守恒定律的一切过程是

2、否都能自发进行？（ × ）7、一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。（ × ）8、熵变是否总是等于过程的热温商？（ × ）9、对于恒温下的化学反应aAbB(g)，。 (× )10、非恒压过程仍存在H，但HQ 。( )11、dH = nCp,mdT这个公式对一定量的理想气体的任何单纯pVT变化过程均适用。（ ）二、选择题（在题后括号内，填上正确答案代号）1、在同一温度压力下，一定量某物质的熵值（ 1 ）。 （1） S(气) > S(液) > S(固)； （2） S(气) < S(液) < S(固)；（3） S(气) = S

3、(液) = S(固)； （4） S(气) > S(液) = S(固)。2、下列说法中( 4 )是正确的。 ( 1 )只有恒压过程才有焓的概念； ( 2 )系统的焓等于系统所含的热量； ( 3 )系统的焓等于系统在恒压过程中吸收的热量； ( 4 )在恒压且不作非体积功的条件下，系统吸收的热在数值上等于焓的增量。3、液态水在100及101.325 kPa下汽化成水蒸气，则该过程的（ 3 ）。（1）DH = 0； （2）DS = 0； （3）DG = 04、公式的适用条件是：( 4 )。 ( 1 )任何过程； ( 2 )恒压过程； ( 3 )组成不变的恒压过程； ( 4 )均相的组成不变的恒压

4、过程。增补：1、对于单原子理想气体，( 1 )(1) CV,m=； (2) CV,m=； (3) CV,m= Cp, m =2、对于理想气体、液体和固体，Cp,mCV,m ( 1 )(1) 对于理想气体Cp,mCV,m=R，对于液体和固体Cp,mCV,m0； (2) 对于理想气体Cp,mCV,m0，对于液体和固体Cp,mCV,m=R； (3) 对于理想气体、液体和固体，均有Cp,mCV,m=R；(4) 对于理想气体、液体和固体，均有Cp,mCV,m0；3、系统经一循环过程，其任一状态函数M的变化M( 2 )。(1)0； (2)0； (3)04、在298.15K、100kPa时，反应2A=B的=

5、( 2 )。(1)(B)-(A)； (2)(B) -2(A)；(3) 2(B)-(A)；5、热力学规定，( 2 )为零。(1)最稳定单质的；(2)最稳定单质的；(3) 完全氧化产物的6、反应与反应，在相同温度下二者的( )。(1) 相等； (2) 不相等，后者为前者的2倍； (3) 无法确定7、某一化学反应在烧杯中进行焓变H1，放热Q1；若安排成可逆电池，使始终态同上，这时焓变H2，放热Q2。则 ( 3 )(1) H1=H2，Q1=Q2； (2) H1H2，Q1Q2； (3) H1=H2，Q1Q2； (4) H1H2，Q1=Q2；8、理想气体经恒温压缩后，其H( 3 )。 （1）0； （2）0

6、； （3）0三、填空题（在题中“_”处填上答案）1、热力学基本方程之一为dU= TdS-pdV 。2、热力学第三定律的文字表述为 0K纯物质完美晶体的熵值为零。 3、气体的标准态规定为 下的纯理想气体 。（增补3-1）、理想及真实气体的标准态均规定为 下的纯理想气体 。4、体积功的通用计算公式是W = ；在可逆过程中，上式成为W = ；在恒压过程中，上式成为W = p( V2V1 ) 。5、理想气体在绝热条件下向真空膨胀，DU = 0，DH = 0，DS > 0。（选填> ， = ， <）6、已知某化学反应在T1时的DH（T1），又知该反应的DCp，则温度在T2时该反应的 D

7、H（T2）= 。7、理想气体的两个条件是： 分子本身无体积； 分子间无作用力 。8、焓的定义、性质和用途是： H=U+pV，状态函数，Qp=H（封闭系统，恒压，w'=0） 。9、吉布斯函数的定义、性质和用途是： G=H-TS，状态函数，封闭系统、恒温、恒压、w'=0时：<0(自发)，=0（平衡） 。 四、计算题 （第一类变化）1 mol理想气体由298K、1000 kPa分别经过三种过程膨胀到298K、100 kPa。（1）可逆膨胀；（2）自由膨胀；（3）反抗恒外压100 kPa膨胀。分别计算三种过程系统的W，S，并选择合适的判据判断过程（3）的自发性。解：(1) W =

8、 -nRTln（p1/ p2）, DS=nRLn(p1/p2) (2) W =0, DS=nRLn(p1/p2) (3) p外( V2V1 )= p外( nRT2/p2 nRT1/p1)选择S判据，S（隔）=S+S(环)= nRLn(p1/p2)+（-Q(系)/T）>0，自发。（其中：Q(系)= DUW=0W=W（3）五、计算题 （第二类变化） 1 mol水在100、101.325 kPa恒温恒压蒸发为同温同压下的水蒸气，然后将此水蒸气恒温可逆膨胀变为100、50 kPa的水蒸气，求此过程的Q，W，DU，DH，S，A和G 。已知水在100、 Pa下的DvapHm为40.67 kJ. mo

9、l-1 。解：DH =DH1 + DH2 =40.67+0=40.67 kJ （若为n mol 呢？若相变方向相反呢？） DU =DU1 +DU2 =DU1 +0=DHD( pV ) = DH - nRT = 37.57 kJ W = W1 + W2 =nRT+nRTln=5.29 kJ Q = DUW = 42.9 kJ DS=DH/T+nRLn(p1/p2)=114.9 J.K-1 DA=DU-TDS=5.29 kJ DG=DH-TDS=2.20 kJ 六、计算题乙醇气相脱水可制备乙烯，其反应为： C2H5OH (g) = C2H4(g) + H2O(g)各物质298 K时的DfH及S如下

10、：物 质C2H5OH (g)C2H4 (g)H2O (g)DfH / kJ·mol-1 235.0852.23 241.60S/ J·K- 1·mol-1281.73219.24188.56计算298 K时反应的DrH(298 K)、DrS (298 K)、DrG 和 K。解：DrH(298 K)= 241.60+52.23( 235.08) = 45.71 kJ·mol-1 DrS (298 K) = 188.56+219.24281.73 = 126.07 J·K- 1·mol-1 DrGDrH-T DrS (298 K) = 4

11、5 710298×126.07= 8141.14 J·mol-1 七、计算题2 mol理想气体在300 K下，等温可逆膨胀体积增加一倍，计算该过程的W，Q，DU，DH，DS，DA及DG。解：DU = 0 DH = 0 W = -nRTln（V2/V1）=-2´（8.314 ´ 300 ´ ln2）= -3.458 kJ Q = -W = 3.458 kJ DS = Q / T = 3458 J / 300 K = 11.53J.K-1 DG = DA =DH（DU）-TDS = -3.458 kJ 八、计算题在温度为298.15K，压力为下，C

12、（金刚石）和C（石墨）的摩尔熵分别为2.45和5.71,其摩尔燃烧焓分别为-395.40和-393.51，其密度分别为3513和2260kg.m-3。试求：（1）在298.15K及下，石墨 金刚石的；（2）在298.15K及下，哪一种晶型较为稳定？ 解题思路：判断恒温、恒压且非体积功为零时过程的方向，应由判据进行判断比较方便。解：（1）对于恒温恒压下的相变过程：石墨 金刚石(2)恒温恒压且非体积功为零时，可用判据判断过程的自发方向。而过程自发进行的方向，即物态趋于稳定的方向。由以上计算结果知，即由石墨变为金刚石的过程是非自发的，而其逆过程是自发的，所以298.15K、下石墨较为稳定。物理化学练

13、习题一、是非题。在题后括号内，正确的打“”，错误的打“×”。1、已知温度T时反应 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O() 的DrH，则DrH在数值上等于温度为T时H2(g)的DcH，同时也等于温度为T时H2O()的DfH。（ ）2、已知温度T时反应 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g) 的DrH，则DrH在数值上等于温度为T时H2(g)的DcH，同时也等于温度为T时H2O()的DfH。（ ）（增补2-1）、25时，C（石墨）的标准摩尔燃烧焓在数值上等于CO(g)的标准摩尔生成焓。( × )3、质量作用定律适用于基元反应。（ ）4、基元反应符合质量作用

14、定律。（ ）5、液体的分子间力与其表面张力之间的关系是增函数的关系。而表面张力与温度或压力之间的关系是减函数的关系。（ ）6、可逆绝热过程是等熵过程，而不可逆绝热过程是熵增过程。（ ）7、弯曲液面的饱和蒸气压与同温度下平液面的蒸气压之间的关系为。（ ）8、恒T、p、W=0下，DG > 0的过程不可以自发向右进行。（ ）9、如果一个化学反应的DrH不随温度变化，则其DrS也不随温度变化。（ ）10、克拉佩龙方程适用于纯物质的任何两相平衡。（ ）11、克克方程适用于纯物质的任何两相平衡。（ ）12、一定温度下的乙醇水溶液，可应用克克方程式计算其饱和蒸气压。（ ）13、在任何条件下，稀溶液的沸

15、点总是高于纯溶剂的沸点。（ ）14、在任何条件下，稀溶液的凝固点总是低于纯溶剂的凝固点。（ ）15、DfH(C，金刚石或无定型炭298 K) = 0。（ ） 答案：1、是；2、不是；3、是；4、是；5、是；6、是；7、是；8、是；9、是；10是； 11、不是；12、不是；13、不是；14、不是；15、不是；二、填空题。在题中“_”处填上答案。（增补0）、按系统与环境之间物质及能量的交换情况，系统可分为： 系统、 系统、 系统。1、隔离系统是与环境 能量交换及 物质交换的系统。(选填有、无)2、封闭系统是与环境 能量交换及 物质交换的系统。(选填有、无)3、敞开系统是与环境 能量交换及 物质交换

16、的系统。(选填有、无)4、反应温度对反应速率的定性影响规律为_ _。5、反应活化能对反应速率的定性影响规律为_ _。6、温度或压力对表面张力的定性影响规律为_ _。7、NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2 S(g)达平衡时，其C、P、F依次为_ _。8、NH4HS(s)和其分解产物NH3(g)及H2 S(g)达平衡时，其C、P、F依次为_ _。9、PCl5的分解反应PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 在473 K达到平衡时PCl5(g) 有48.5%分解，在573 K 达到平衡时，有97 %分解，则此反应是 热反应。(选填吸、放) 10、双参数普遍化压缩因子图的建立是

17、基于 原理。11、已知某化学反应在T1时的DH（T1），又知该反应的DCp，则温度在T2时该反应的 DH（T2）=_。12、在标准摩尔燃烧焓的定义中，指定有机物中的C变为 ，H变为 ， N变为 ，S变为 。13、焓的数学定义式为H= 。14、吉布斯函数的数学定义式为G= 。15、物理吸附的吸附力是 ；化学吸附的吸附力是 。16、热力学第三定律的文字表述为 。17、在外电场下，胶体粒子的定向移动称为 ；分散介质的定向移动称为 。18、理想液态混合物与其蒸气达气、液两相平衡时，相图中的哪一条相线为直线 。19、接触角是指 。20、一定温度下，在一定浓度范围内的理想稀溶液中，溶剂服从 定律，溶质服从

18、 定律。21、临界胶束浓度()的大小对表面活性剂活性大小的影响规律是 。22、纯水、盐水、皂液相比，其表面张力的大小顺序是 。23、对于可逆过程，系统的熵变与其热温商之和相比二者之间的大小关系为 。24、对于不可逆过程，系统的熵变与其热温商之和相比二者之间的大小关系为 。 25、相律的数学表达式为 。26、在恒温或恒压条件下，相律的数学表达式为 。27、在二组分凝聚系统的相图中，相律的数学表达式为 。28、推导朗缪尔吸附等温式时, 其中假设之一：吸附是_分子层的。29、基元反应 H·Br2 HBrBr·的反应分子数是 。 30、A(g)和B(g)溶于水中的亨利常数分别是1&

19、#215;107 Pa·kg·mol-1和2×107 Pa·kg·mol-1，由亨利常数可知，在相同条件下， 在水中的溶解度大于_在水中的溶解度。答案：1、无，无；2、有，无；3、有，有；4、反应温度越高，反应速率越大；5、反应活化能越大，反应速率越小；6、温度或压力升高，表面张力降低；7、C=2，P=2，F=2。8、C=1，P=2，F=1；9、吸热反应；10、对应状态原理；11、；12、CO2(g)，H2O(l)，N2(g)，SO2(g)；13、H=U+pV；14、G=H-TS；15、范德华力，化学键力；16、纯物质完美晶体在0 K 时的熵值

20、为零；17、电泳，电渗；18、p-xB线；19、界面经过液体至界面间的夹角；20、拉乌尔，亨利；21、临界胶束浓度()越大的表面活性剂，其活性越低；22、s（盐水）>s（纯水）>s（皂液）；23、前者等于后者；24、前者大于后者；25、F=C-P+2；26、F=C-P+1；27、F=C-P+1；28、单；29、2；30、前者大于后者。三、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。1、下列说法中( )是正确的。 ( 1 )只有等压过程才有焓的概念； ( 2 )系统的焓等于系统所含的热量； ( 3 )系统的焓等于系统在等压过程中吸收的热量； ( 4 )在等压且不作非体积功的条件下，系统吸

21、收的热在数值上等于焓的增量。2、附加压力产生的原因是（ ）。(1)由于存在表面； (2)由于存在表面，且在表面上存在表面张力； (3)由于表面张力的存在，在弯曲表面两边压力不同。3、在农药中通常都要加入一定量的表面活性物质，其主要目的是 ( )。(1)增加农药的杀虫药性； (2)防止农药挥发；(3)提高农药对植物表面的润湿能力。4、已知在T1到T2的温度范围内某化学反应所对应的nBCp, m(B) > 0 ，则在该温度范围内反应的DrHm（ ）。（1）不随温度变化； （2）随温度升高而减小；（3）随温度升高而增大； （4）与温度的关系无法简单描述。5、已知理想气体反应：aA + bB =

22、 yY + zZ 已知ånB 0，则对于该反应，增大总压时，平衡将：（ ）。 （1）向左移动； （2）不移动； （3）向右移动。5+、已知理想气体反应：aA + bB = yY + zZ 已知ånB 0，则对于该反应，等温等压下添加惰性组分，平衡将：（ ）。 （1）向左移动； （2）不移动； （3）向右移动。6、若某液体能在某固体表面铺展，则铺展系数j一定：（）。（）；（）；7、下列基元反应中哪一个反应的活化能为零。（ ） （1）A2 +B2 2AB （2）A + BC AB +C （3）A2 + M 2A + M （4）A + A + M A2 + M 。 8、恒T、p、

23、W=0下，液体A在25及其饱和蒸气压下气化成蒸气，则该过程的（ ）。（1）； （2）DH = 0； （3）DS = 0； （4）DG = 0。 答案：1、（4）；2、（3）；3、（3）；4、（3）；5、（1）；5+（3）；6、（2）；7、（4）；8、（4）。四、计算题25时，电池反应为Pb(s)+ Hg2Cl2(s)=PbCl2(s)+2Hg(l)的电池电动势E=0.5316V, 电动势温度系数=1.45×10-4V·K-1，计算25电池可逆放电时的Qr（按以上电池反应），及该反应的DrG m，DrSm 及DrHm。四、解：DrG m=-ZFE=- (2×9650

24、0×0.5316) J·mol-1=102.60 kJ·mol-1 DrSm =zF =（2×96500×1.45×10-4）J·mol-1 = 27.98 J·K-1·mol-1 DrHm=DrGm+ TDrSm=(102.60+298.15×27.98 ×10-3) kJ·mol-1 =94.26 kJ·mol-1 Qr= TDrSm=(298.15×27.98 )J·mol-1=8.338 kJ·mol-1 五、计算题已知各物质在

25、298.15K时的热力学数据如下： 物质C2H5OH(g)C2H4(g)H2O(g)-235.3052.283-241.80282.0219.45188.7465.4443.5633.577(1)求反应C2H5OH(g) = C2H4(g) + H2O(g)在298.15K时的、及 。(2)求反应C2H5OH(g) = C2H4(g) + H2O(g)在298.15K、，此时反应能否向右进行？(3)判断在298.15K及各物质的标准态(p=100 kPa)下该反应能否向右进行。五、解：（1） （2） 此时反应能向右进行。 （3） 此时反应不能向右进行。 六、计算题 2 mol苯在其正常沸点80

26、.1、101.325 kPa恒温恒压蒸发为同温同压下的苯蒸气。求此过程的Q，W，DU，DH，S，A和G 。已知苯在80.1、101.325 kPa下的DvapHm为30 kJ. mol-1 。（忽略液体苯的体积，且苯蒸气按理想气体处理）。六、解：恒压下有：DH=Q=2DvapHm=2×30=60kJ （注意是2mol！若相变方向相反呢？） （或按焓的定义来求。） 七、计算题已知反应 A B为一级反应，反应速率系(常)数kA与温度的关系为： ln(kA / min-1) = + 18求：( 1 )反应在100时的速率系(常)数kA； ( 2 ) 在100时当反应的转化率达90%时所需要

27、的时间。七、解：( 1 ) ln(kA / min-1) = + 18 = 35.6 解得：kA=3.46×10-16 min-1 ( 2 ) =kt t=6.65×1015 min 八、计算题2mol理想气体，始态为300K、10，在300K下恒温可逆膨胀至2，求该过程的。八、解：理想气体恒温过程：， 因为：，所以： = 九、计算题甲醇与乙醇组成理想液态混合物，在20时纯甲醇的饱和蒸气压为11.83 kPa，纯乙醇的饱和蒸气压为5.93 kPa。 ( 1 ) 计算100 g甲醇与200 g乙醇所组成的理想液态混合物中两种物质的摩尔分数；( 2 ) 求与上述组成的理想液态混合物成平衡的蒸气总压力及两物质的分压力；( 3 ) 求与上述组成的理想液态混合物成平衡的蒸气的组成（以摩尔分数表示）。( 已知甲醇与乙醇的摩尔质量分别为32.0 g·mol与46.1 g·mol。）九、计算题解：( 1 ) x(甲)= = 0.419 x(乙)= 1-0.419=0.581 ( 2 ) p(甲)= p*(甲)x(甲)= 11.83×0.