物理化学综合练习题-答案

物理化学练习题一、判断题1.绝热过程Q＝0，由于Q＝ΔH，所以ΔH＝0。（×）2..一定量理想气体的熵只是温度的函数。（×）3.在恒温、恒压、非体积功为零的条件下，某反应的△rGm０，则反应物全部变成产物，反应将进行到底。（×）4.单组分系统的相数最多为3。（√）5.在一定温度下，p*Bp*A，由纯液态物质A和B形成理想液态混合物，当气—液两相达到平衡时，气相组成yB总是大于液相组成xB。（√）6.理想气体绝热过程功的计算式为W=nCv，m(T2-T1)，此式无论绝热过程是否可逆均适用。（√）7.△fHΘm（C，金刚石，298.15K）=0（×）8.在一体积恒定的绝热箱中置一绝热隔板，将其分为左右两部分。在两侧分别放入T、p皆不相同的同种气体。现将隔板抽去并达到平衡，若以箱内全部气体为系统，则此混合过程的Q、W、△U都为零。（√）9.在一定温度下，p*Bp*A，由纯液态物质A和B形成理想液态混合物，当气—液两相达到平衡时，气相组成yB总是大于液相组成xB。（√）10.纯物质完美晶体，0OC时熵值为零。（×）二、填空题1.nmol某理想气体在恒容下由T1加热到T2，其熵变为ΔS1，相同量的该气体在恒压下由T1加热到T2，其熵变为ΔS2，则ΔS1与ΔS2的大小关系为ΔS1ΔS2。2.1mol理想气体在298K下，从2×10-3m3等温可逆膨胀到20×10-3m3，此过程中系统的熵变△S为19.15J·K-1。3.反应2O3=3O2的速率方程可表示为2121323232d(O)d(O)(O)(O)(O)(O)ddcckcckcctt或则速度常数k和kˊ的关系为3k=2kˊ。4.400K时气相反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的mrG＝－3.0kJ·mol-1，该反应在400K时的KΘ为。5.一定量的理想气体从同一始态出发，分别经绝热可逆膨胀和恒温可逆膨胀到相同的终态体积V2，则终态的压力p2（恒温）p2（绝热）。（选填“”、“”“=”）6.在U、H、S、G四个热力学量中，系统发生恒温恒压可逆相变，不变的量是G，而绝热可逆过程中不变的量是S。7.已知EΘCu2+/Cu=0.337V，EΘCu+/Cu=0.521V，由此可求出EΘCu2+/Cu+=0.153V。8.在300K时，48.98dm3的理想气体从100kPa变到500kPa，△G为kJ。9.理想气体反抗恒外压绝热膨胀时,U00，T0（选填“”，“”，“=”）10.在一抽空的容器中，将过量的NH4HCO3(s)加热部分分解，并达到下列平衡，此平衡系统的相数P、组分数C、自由度数F分别为：2，1，1。NH4HCO3(s)====NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)11.0.1mol·kg-1的BaCl2溶液的离子强度I为0.3mol·kg-1三、选择题1.已知反应2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）的△rHΘm（T）＜0，当上述反应达到平衡后，若要平衡向产物方向移动，可以采取（D）的措施。A.升高温度，减小压力B.升高温度，增大压力C.降低温度，减小压力D.降低温度，增大压力2.对理想气体，下列关系式不正确的是（A）。A．0pUTB.0THVC．0THpD.0TUV3.不论是电解池还是原电池，极化的结果都将使（C）。A.阴、阳极电势同时增加B.阴、阳极电势同时减少C.阳极电势变大，阴极电势变小D.阳极电势变小，阴极电势变大4.高分散度固体表面吸附气体后，可使固体表面的吉布斯函数（A）。A.减小B.增大C.不改变D.无法确定5.100℃，101.325kPa下的水向真空气化为同温同压下的水蒸气，其△U（C）。a.=0b.＜0c.＞0d.无法确定6.有一球形肥皂泡，半径为r，肥皂水溶液的表面张力为γ，则肥皂泡内附加压力是（C）A.△p=2γ/rB.△p=γ/rC.△p=4γ/r7.在298.15K和100kPa下水汽化为同温同压的水蒸气，则系统与环境的熵变（C）A.ΔS（系）0，ΔS（环）0B.ΔS（系）0，ΔS（环）0C.ΔS（系）0，ΔS（环）0D.ΔS（系）0，ΔS（环）09.某基元反应为双分子反应，该反应的反应级数（A）。A.等于2B.大于2C.小于2D.无法确定10.在溶剂中加入非挥发性溶质后沸点升高，表明与未加溶质时相比，该溶剂的化学势（B）。A．增加B.减小C．不变D.不能确定11.若系统经历任意的不可逆过程，该系统的熵变（C）。A.一定大于零B.一定小于零C.可能大于零，也可能小于零四、简答题1．理想液态混合物的定义是什么?说明理想液态混合物的混合性质。答：定义：若液态混合物中任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律，则该混合物称为理想液态混合物。混合性质：△miXV=0△miXH=0△miXS0△miXG02.理想气体等温膨胀后，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？为什么？答：不矛盾。热力学第二定律指出不可能从单一热源吸热全部转化为功而不产生其它影响。理想气体恒温膨胀（△U=0）,系统从热源吸的热全转变为对环境作的功（Q=-W）,但同时系统的状态发生了变化(膨胀了)。3.在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程?答：由热力学看，吸附过程为一自发进行的过程，因此在一定温度、压力下，随着吸附的进行，系统△G0。另一方面，气体分子吸附在固体表面上是气体分子由在三维空间运动转为二维空间上运动，分子的平动受到制约，从宏观上表现为熵减的过程，即△S0。在一定温度、压力下，存在△G=△H+T△S，因△G0，△S0，所以吸附焓（在恒压下为吸附热）必然是小于零，就是说物理吸附都是放热过程。4.写出S、A、G三个状态函数作为过程方向的判据及其应用条件？（1）绝热条件下，ΔS≥0不可逆＝可逆或isosysambSSS0不可逆＝可逆（2）ΔG≤0自发＝平衡（恒温，恒压，非体积功为0）（3）ΔA≤0自发＝平衡（恒温，恒容，非体积功为0）五、计算题1.已知苯在101.325kPa下于80.1oC沸腾，在此条件下的摩尔蒸发焓30.878vapmHkJ·mol-1，求在上述温度、压力条件下，1mol液态苯全部变为苯蒸汽时的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔG、ΔA。解：液态苯在353K，101.325kPa下发生可逆相变△H=n△vapHm=2mol×30.75kJ·mol-1=61.5kJ可逆相变热为恒压热,即Q=△H=61.5kJW=－P(Vg－Vl)≈－PVg=－nRT=（－2×8.315×353）J=－5.87kJ△U=Q+W=(61.5-5.87)kJ=55.63kJ可逆相变△S=△H/T={61.5/353}kJ·K-1=0.174kJ·K-1△A=△U-T△S=△U-△H=(55.63-61.5)kJ=-5.87KJ△可逆相变，△G=02.250C时，电池Ag|AgCl(s)|HCl(b)|Cl2(g,100kPa)|Pt的电动势E＝1.136V，电动势的温度系数=-5.95×10-4V·K-1。求（1）写出电极反应和电池反应。（2）计算该电池反应在25oC时的rmG、rmS、rmH3.已知甲苯、苯在90°C下纯液体的饱和蒸气压分别为54.22kPa和136.12kPa。两者可形成理想液态混合物。取200.0g甲苯和200.0g苯置于带活塞的导热容器中，始态为一定压力下90°C的液态混合物。在恒温90°C下逐渐降低压力，问（1）压力降到多少时，开始产生气相，此气相的组成如何？（2）压力降到多少时，液相开始消失，最后一滴液相的组成如何？（3）压力为92.00kPa时，系统内气-液两相平衡，两相的组成如何？两相的物质的量各为多少？解：原始溶液的组成为0/0.5412//BBBBBAAmMxmMmM，10.4588ABxx1）刚开始出现气相时，液相的组成等于系统组成即xB=xB.0（2）只剩最后一滴液体时，气相的组成等于原始溶液的组成即yB=xB.03）根据（2）的结果**(1)98.54BBABppxpxkPa***0.5412(1)0.7476BBBBBABBpxypxpxx***0.5412(1)0.3197BBBBBABBpxypxpxx**(1)80.40BBABppxpxkPa由杠杆原理知，**(1)90.200.4613BBABBppxpxkPax***0.6825(1)BBBBBABpxypxpx,0,0()0.68250.5412()0.54120.4613BBBByxnlngxxBB()()4.7309AAmmngnlnMM总()=3.022,()1.7089nlmolngmol