物理化学每章题库

物理化学每章题库篇一：物理化学第一章习题及一章知识点第一章化学热力学根底1.1本章学习要求1.掌握化学热力学的根本概念和根本公式2.复习热化学内容；掌握Kirchhoff公式3.掌握熵变的计算；理解熵的统计意义1.体系和环境体系〔system〕:热力学中，将研究的对象称为体系。热力学体系是大量微观粒子构成的宏观体系。环境〔surroundings〕：体系之外与体系亲切相关的四周局部称作环境。体系与环境之间能够有明显的界面，也能够是想象的界面。①放开体系〔opensystem〕：体系与环境间既可有物质交换，又可有能量交换。②封闭体系〔closedsystem〕：体系与环境间只有能量交换，没有物质交换。体系中物质的量守恒。③孤立体系〔isolatedsystem〕：体系与环境间既无物质交换，又无能量交换。2.体系的性质〔propertyofsystem〕用来描绘体系状态的宏观物理量称为体系的性质〔systemproperties〕。如T、V、p、U、H、S、G、F等等。①广度性质〔extensiveproperties〕：体系这种性质的数值与体系物质含量成正比，具有加和性。②强度性质〔intensiveproperties〕：这种性质的数值与体系物质含量无关，无加和性。如T、p、d〔密度〕等等。3.状态及状态函数状态〔state〕：是体系的物理性质及化学性质的综合表现，即体系在一定条件下存在的方式。热力学中常用体系的宏观性质来描绘体系的状态。状态函数〔statefunction〕：体系性质的数值又决定于体系的状态，它们是体系状态的单值函数，因而体系的性质又称状态函数。按照经历知，一个纯物质体系的状态可由两个状态变量来确定，T、p、V是最常用确实定状态的三个变量。例如，假设纯物质体系的状态用其中的任意两个物理量〔如T、p〕来确定，那么其它的性质可写成T、p的函数Z=f(T、p)。状态函数的微小变化，在数学上是全微分，同时是可积分的。体系由状态1变到状态2，状态函数的改变量只与体系的始、终态有关，与变化过程无关。4.过程与途径过程〔process〕：状态变化的通过称为过程。途径〔path〕：完成变化的详细步骤称为途径。化学反响进度(advancementofreaction)化学反响aA+dD=gG+hH即0=式中RB表示各种反响物和产物，负值，即是反响物和产物的化学计量数，关于反响物，是正值，即。是；关于产物的量纲为1。定在反响开场时，物质B的量为nB(0)，反响到t时刻，物质B的量为nB(t)，反响进度义为单位是mol。反响的微小变化即或有限变化5.热力学平衡态(thermodynamicequilibrium)体系在一定外界条件下，经足够长的时间后，可观察的体系性质均不随时间变化，这种状态称为定态。假设将体系与环境隔离，体系中各局部可观察的体系性质仍不随时间变化，体系所处的状态称作热力学平衡态。体系的热力学平衡态应同时包括以下几个平衡：①热平衡〔thermalequilibrium〕：体系各局部的温度T相等且与环境温度相等。②力平衡(mechanicequilibrium)：体系各局部的压力相等且体系与环境的边界不发生相对位移。③相平衡(phaseequilibrium)：体系内各相的组成和数量不随时间变化。④化学平衡(chemicalequilibrium)：体系的组成不随时间变化。6．热与功热(heat)：因体系与环境间有温度差所引起的能量流淌称作热，热用Q表示。本书规定，体系吸热，Q为正值；体系放热，Q为负值。功(work)：体系与环境间因压力差或其它机电“力〞引起的能量流淌称作功，功以符号W表示。本书规定，环境对体系做功，W＞0；体系对环境做功，W＜0。体积功〔volumework〕：热力学中，体积功最为重要。体积功是因体系体积发生变化做的功。设体系对抗外力pe，体积膨胀了dV，由于力〔p〕的作用方向与体积变化方向相反，故体系所做功是负值。计算体积功的通式是δW=－pedV假设pe的变化是连续的，在有限的变化区间可积分上式求体积功W=－∫pedV在可逆过程中，可用体系的压力p代替环境压力pe，即p=pe。W=－∫pdV一些特定情况下，体积功的计算如下：恒外压过程W=－peΔV定容过程W=－∫pedV=0理想气体的定温可逆过程理想气体自由膨胀〔pe=0〕过程W=0其它功〔nonvolumework〕：除体积功以外，将电功、外表功等等称为其它功，用符号W/表示，W/也称非体积功。1.2.2热力学能和热力学第一定律热力学能(thermodynamicenergy)：封闭体系的一种性质，它在指定不断态间的变化的改变值恒等于过程的Q+W，而与途径无关。这个性质称为热力学能，用符号U表示。体系的热力学能的绝对值无法明白。封闭体系热力学第一定律〔firstlawofthermodynamics〕确实是能量守衡定律在热力学中的应用，其数学表达式为dU=δQ+δW或ΔU=Q+W1.2.3焓焓〔enthalpy〕定义为H≡U+pV焓是状态函数，广度量，绝对值无法确定。1.2.4热和热容定容热QV=ΔU；δQV=dU封闭体系无其它功定容过程定压热Qp=ΔH；δQp=dH封闭体系无其它功定压过程相变热ΔH=Qp定温定压下封闭体系相变过程热容(heatcapacity)体系无相变、无化学变化时温度改变1K所需的热。定容摩尔热容(molarheatcapacityatconstantvolume)；定压摩尔热容(molarheatcapacityatconstantpressure)理想气体(idealgases)Cp,m－CV,m=R摩尔热容与温度的经历公式Cp,m=a+bT+cT2Cp,m=a+bT+cT2－；1.2.5热力学第一定律在理想气体中的应用1.Joule(焦耳)实验由理想气体自由膨胀〔向真空膨胀〕直截了当观测结果dT=0，〔体系温度不变〕得出结论：理想气体的热力学能U及焓H只是温度的函数，与体积、压力的变化无关。2.理想气体ΔU、ΔH的计算定温过程ΔU=0，ΔH=0，无化学变化、无相变的任意变温过程，dU=nCV,mdT，dH=nCp,mdT，3.理想气体绝热可逆状态方程Q=0，〔理想气体绝热可逆或不可逆过程〕〔理想气体绝热可逆过程〕1.2.6热力学第一定律在化学变化中应用1.化学反响热效应化学反响aA+dD=gG+hH化学反响摩尔焓变是当Δ=1mol时的定压热化学反响摩尔热力学能变化是当Δ=1mol的定容热篇二：物理化学练习题(各章的)物理化学练习题一、填空题2、100?C、1.5p?的水蒸汽变为100?C，p?的液体水，那么此过程的?S___0,?G___0。5、理想气体向真空膨胀，体积由V1变到V2，其?U___0，?S___0。6.NiO(s)与Ni(s),H2O(g),H2(g),CO2(g)及CO(g)呈平衡，那么该体系的独立组分数为______，自由度数为_______。6.在等温等压当W′=0的变化过程可用来推断过程的方向，在等温条件那么用来推断过程的方向。7.某反响的速率常数为0.462分-1，其初始浓度为0.1mol2dm-3，反响的半衰期为，对一个化学反响来说反响速率越快。1．在等体积0.08mol2dm-3KI和0.1mol2dm-3AgNO3溶液生成的AgI溶胶中，分别参加电解质NaCN,MgSO4,CaCl2其聚沉才能的顺序是。2．由和ξ电势是之间的电势。5．比外表能的定义式为细管上的接触角必。7.发生毛细管凝聚时，液体在毛细管上的接触角必。3、理想气体恒温可逆压缩，?U___0，?H___0。二、是非题1.2H++2e--H2，E1与2H2O+2e--H2+2OH-，E2，因它们都是氢电极反响，因而E1=E2。错19、dH=CpdT及dHm=Cp,mdT的适用条件是无化学反响和相变，且不做非体积功的任何等压过程及无化学反响和相变而且系统的焓值只与温度有关的非等压过程。12．从同一始态经不同的过程到达同一终态，那么Q和W的值一般不同，〔对〕Q+W的值一般也不一样。〔错16．在101.325kPa下，1moll00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。假设水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，因而该过程ΔU=0。〔错1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。〔对11．相变过程的熵变可由?S??HT计算。〔错⑴“某体系处于不同的状态，能够具有一样的熵值〞，此话对否？〔对⑸1mol理想气体进展绝热自由膨胀，体积由V1变到V2，能否用公式：?S?Rln??计算该过程的熵变？〔能够?V2???V?1?三、单项选择题：4．关于克劳修斯不等式(A)(B)(C)(D)，推断不正确的选项：必为可逆过程或处于平衡状态；必为不可逆过程；必为自发过程；违犯卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。2．体系的以下各组物理量中都是状态函数的是：(A)T，p，V，Q；(B)m，Vm，Cp，?V；(C)T，p，V，n；(D)T，p，U，W。11．某高压容器中盛有的气体可能是O2、Ar、CO2、NH3中一种，在298K时由5dm3绝热可逆膨胀到6dm3，温度降低21K，那么容器中的气体是：(A)O2；(B)CO2；(C)NH3；(D)Ar。10．计算熵变的公式适用于以下：(A)理想气体的简单状态变化；(B)无体积功的封闭体系的简单状态变化过程；(C)理想气体的任意变化过程；(D)封闭体系的任意变化过程；12．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W=0时体积增加一倍，那么其?S(J2K-1)为：(A)-5.76；(B)331；(C)5.76；(D)11.52。17．熵是混乱度(热力学微观状态数或热力学几率)的量度，以下结论中不正确的是：(A)同一种物质的；(B)同种物质温度越高熵值越大；(C)分子内含原子数越多熵值越大；(D)0K时任何纯物质的熵值都等于零。20．?G=?A的过程是：(A)H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p)；(B)N2(g,400K,1000kPa)N2(g,400K,100kPa)；(C)等温等压下，N2(g)+3H2(g)--NH3(g)；(D)Ar(g,T,p)--Ar(g,T+100,p)。27．在-10℃、101.325kPa下，1mol水凝聚成冰的过程中，以下哪个公式能够适用：(A)?U=T?S；〔B〕(C)?H=T?S+V?p；(D)?GT,p=0。35．对多组分体系中i物质的偏摩尔量，以下表达中不正确；的是：(A)Xi是无限大量体系中i物质每变化1mol时该系统容量性质X的变化量；(B)X为容量性质，Xi也为容量性质；(A)Xi不仅决定于T、p，而且决定于浓度；(D)X=∑niXi。四、计算题4.(14分)计算以下过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS(体)、ΔS(环)、ΔS(孤)、ΔA、ΔG。(1).1mol理想气体由300K、101325Pa恒外压1013250Pa等温压缩到终态。(2).36克100℃、101325Pa的水蒸汽在外压为101325Pa下凝聚为100℃、101325Pa的水。已经明白水的ΔvapH=40.5KJ/mol，水蒸汽可视为理想气体。7、0.5mol氮气〔理想气体〕，通过以下三步可逆变化回复到原态：1〕.从2p?,5dm3在恒温T1下压缩至1dm32〕.恒压可逆膨胀至5dm3，同时温度由T1变至T2；3〕.恒容下冷却至始态T1，2p?,5dm3。试计算：〔1〕T1,T2；〔2〕经此循环的ΔU总，ΔH总，Q总，W总。3、1mol理想气体在273.15K等温地从10p?膨胀到p?，假设膨胀是可逆的，试计算此过程的Q〔单位J〕、W〔单位J〕及气体的?U〔单位J〕，?H〔单位J〕，?S〔单位J/K〕，?G〔单位J〕，?F〔单位J〕。第五章相平衡一、填空题2.CO2的三相点为216.15K，5.13p?，可见固体CO2〔干冰〕升华的压力范围是p___5.13p?。二、是非题1.等温等容条件下，B在?、?两相中达平衡，有?B?=?B?。6．单组分系统的相图中两相平衡线都能够用克拉贝龙方程定量描绘。〔对9．杠杆规那么只适用于T～x图的两相平衡区。错14．在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都一样。对四、主观题：2．滑冰鞋下面的冰刀与冰接触面长为7.68cm，宽为0.00245cm。(1)假设滑冰者体重为60kg，试求施于冰面的压强为多少？(双脚滑行)-1(2)在该压强下，冰的熔点是多少？巳知冰的摩尔熔化热为6009.5J·mol，冰的密度为0.92g·cm-3，水的密度为1.0g·cm-3。-242．解：(1)p=W/2S=60/(7.62×0.00245×3)=1607kg·cm=1549×10Pa(2)dp/dT=ΔH/TΔV，dp=(ΔH/TΔV)·dT4积分：p2-p1=(ΔH/ΔV)×ln(T2/T1)，p2=15749×10Pa，p1=101325Paln(T2/T1)=(p2-p1)×ΔV/ΔHT2=0.9598T1=0.9598×273.15=262.16K即：t2=-11℃6．下面是两组分凝聚体系相图，注明每个相图中相态，并指出三相平衡线。6．解：7．Ni与Mo构成化合物MoNi，在1345℃时分解成Mo与含53％Mo的液相，在1300℃有唯一最低共熔点，该温下平衡相为MoNi，含48％Mo的液相和含32％Mo的固熔相，巳知Ni的熔点1452℃，Mo的熔点为2535℃，画出该体系的粗略相图[t℃～c图]。7．解：化合物中含Mo为62%。8.解：篇三：物理化学朱传征第一章习题例1-1在25℃时，2mol气体的体积为15dm3，在等温下此气体：〔1〕对抗外压为105Pa，膨胀到体积为50dm3；〔2〕可逆膨胀到体积为50dm3。试计算各膨胀过程的功。解〔1〕等温对抗恒外压的不可逆膨胀过程W??pe(V2?V1)???105?10?3?(50?15)?J??3500J(2)等温可逆膨胀过程W???pdV??nRTlnV1V2V2???2?8.314??J??5970JV1【点评】题中虽未作说明，但可将气体视为理想气体。由题意推断得出：〔1〕为等温不可逆过程；〔2〕为等温可逆过程。两种过程需采纳不同的计算体积功公式。假设明白p1、p2，可逆功W?nRTln例1-2在等温100℃时，1mol理想气体分别经历以下四个过程，从始态体积V1=25dm3变化到体积V2=100dm3：〔1〕向真空膨胀；〔2〕在外压恒定为气体终态压力下膨胀至终态；〔3〕先在外压恒定的气体体积50dm3时的气体平衡压力下膨胀至中间态，然后再在外压恒定的气体体积等于100dm3时的气体平衡压力下膨胀至终态；〔4〕等温可逆膨胀。试计算上述各过程的功。解(1)向真空膨胀pe=0，因而W1?0(2)在外压恒定为气体终态压力下膨胀至终态p2。p1pe?nRT?1?8.314?(100?273.15)????kPa?31.02kPaV100??W2??pe(V2?V1)???31.02?(100?25)?J??2327J(3)分二步膨胀第一步对抗外压p′?nRT?1?8.314?373.15????kPa?62.05kPaV50??W???p?V???62.05?(50?25)?J??1551JW????p?V???31.02?(100?50)?J??1551J所做的总功W3?W??W????3102J(4)恒温可逆膨胀W4??nRTlnV2???1?8.314?373.15?ln(10025)?J??4301JV1【点评】由题意可知，系统在等温下分别经历四个不同的方式〔过程〕到达一样的终态。其中〔1〕、〔2〕均为一次不可逆膨胀过程；〔3〕分二次完成，第一次不可逆膨胀到一个中间状态，再一次不可逆过程膨胀到终态；〔4〕为可逆膨胀过程。计算结果说明：各过程所做的体积功是不同的，验证了功不是状态函数，而是过程量；在一样的始、终态之间，系统所做的功与与经历的过程有关。例1-310mol理想气体从压力为2×106Pa、体积为1dm3等容降温使压力降到2×105Pa，再在等压膨胀到10dm3，求整个过程的W、Q、ΔU和ΔH。解由题先利用已经明白数据求出T1,T2,T3p1V1?2?106?10?3?1?T1????K?24KnR?10?8.314?T2?pVp2V2?2.4K，T3?33?24KnRnRT1?T3，对理想气体U、H仅是温度的函数因而整个过程的?U?0、?H?0第一步为等容降温过程，因而?V?0,W1?0第二步为等压膨胀过程，W2??p?V???2?105?10?3?(10?1)?J??1800J总功为W?W1?W2??1800JQ??W?1800J【点评】正确分析题意，系统经历的过程是解此题的关键，整个过程由第一步等容过程和第二步等压过程组成。先分别计算系统在始态、中间态、终态时的温度，然后使用正确的公式分别计算各过程的W、Q、ΔU和ΔH，再分别加合求得整个过程的W、Q、ΔU和ΔH。例1-4将100℃、0.5p?压力的100dm3水蒸气等温可逆压缩到p?，如今仍为水蒸气，再接着在p?压力下局部液化到体积为10dm3为止，如今气液平衡共存。试计算此过程的Q、W,、ΔU和ΔH。假定凝聚水的体积可忽略不计，水蒸气可视作理想气体，已经明白水的汽化热为2259J?g-1。解在100℃时，H2O〔g〕经历如下二个步骤的过程〔1〕水蒸气等温可逆压缩到一个中间态H2O〔g〕，0.5p?，100dm3→H2O〔g〕，p?，V′→H2O〔l，g〕，p?，10dm3求始态时水蒸气物质的量n?pV?0.5?101.325?100????mol?1.6330molRT?8.314?373.15?nRT?1.6330?8.314?373.15?33???dm?50dmp101.325??求中间态时水蒸气的体积V??等温可逆压缩过程的功W1??nRTlnV????1.6330?8.314?373.15?2)?J?3512JV1此为理想气体等温过程，因而△U1=0,△H1=0〔2〕为等压可逆相变过程，有局部水蒸气凝聚为同温度的水求终态时水蒸气物质的量ng?pV2?101.325?10????mol?0.3266molRT?8.314?373.15?那么局部水蒸气液化为水的物质的量为W2=－p?〔V2－Vˊ〕=－{101.325×〔10－50〕}J=4053J△H2=nl△Hg→l=｛1.3064×(－2259)×18×10-3｝｝kJ=－53.12kJ△U2=△H2－p?〔V2－Vˊ〕=－53.12kJ+4.053kJ=－49.07kJ总过程的功的W、△H、△U、Q分别为W?W1?W2?7565J△H=△H2=－53.12kJ△U=△U2=－49.07kJQ=△【点评】1.分析题意可知，水蒸气在等温下先经可逆压缩至一个中间态，压力是原来的一倍，可视为理想气体等温可逆过程，系统的热力学能和焓均无变化；然后在等温、等压下压缩水蒸气至终态，过程中伴随有可逆相变发生，有局部水蒸气凝聚为水，系统的热力学能变、焓变与凝聚水的物质的量有关，凝聚水的物质的量能够按照物料衡算求得。2.另需留意的是，由于正常相变的温度容易查得，因而可逆相变常被设计在一个标准大气压下进展。例1-6气体He从0℃、5×105Pa、1