物化熱力學(xué)統(tǒng)計習(xí)題

1、姓名B. Sm(CO) < S m(N2)D.不確定2d =(已知固體表面積為 A)統(tǒng)計練習(xí) 學(xué)號一、選擇1. 在分子運(yùn)動的各配分函數(shù)中與壓力有關(guān)的是：()(A) 電子運(yùn)動的配分函數(shù)(B)平均配分函數(shù)(C)轉(zhuǎn)動配分函數(shù)(D)振動配分函數(shù)2. 玻爾茲曼統(tǒng)計只能應(yīng)用于獨(dú)立粒子體系，下面的敘述，不屬于這一統(tǒng)計的特點(diǎn)的是: ()(A) 宏觀狀態(tài)參量 N、U、V為定值的封閉體系；(B) 體系由獨(dú)立可別粒子組成U = E n程；(C) 一可實現(xiàn)的微觀狀態(tài)，以相同的幾率出現(xiàn)；(D) 各能級的各量子狀態(tài)中分配的粒子數(shù)，受Pauli不相容原理的限制。3. 雙原子分子的振動配分函數(shù)q = 1-exp(- h

2、VkT)-1是表示：()(A)振動處于基態(tài)(B)選取基態(tài)能量為零(C)振動處于基態(tài)且選基態(tài)能量為零(D)振動可以處于激發(fā)態(tài)，選取基態(tài)能量為零4. 對于服波爾茲曼分布定律的體系，在常溫下，下列判斷何者正確？()(A) 與其它量子態(tài)相比，最低能級上單個量子態(tài)上粒子數(shù)最多；(B) 與其它能級相比，第一激發(fā)能級上粒子數(shù)最多；(C) 視具體條件而定；(D) 以上答案都不對。(武大00)5. 關(guān)于配分函數(shù)，下面哪一種敘述是不正確的()。A. q是一個粒子所有可能量子態(tài)的波爾茲曼因子之和B. 并不是所有的配分函數(shù)都無量綱C. 只有在獨(dú)立子體系中體系的配分函數(shù)可表示為粒子配分函數(shù)之積D. 平動配分函數(shù)與體積有

3、關(guān)(武大98)6. 忽略CO和N2的振動運(yùn)動對熵的貢獻(xiàn)，N2和CO的摩爾熵的大小為：()A. Sm(CO) > S m(N2)C. Sm(CO) = S m(N2)(武大98) 二、填空7. 已知氯原子中電子的最低能級0 = 0,電子的總角量子數(shù) J = 3/2 ,色=1.76 . 10 20 J, ge 1=2，則氯原子在 25 C時電子配分函數(shù) qe=。(k = 1.38 川qt，8. 被吸附在固體表面上的氣體分子可看作二維氣體，則此二維氣體分子的平動配分函數(shù)_ 2012. I2分子的振動能級間隔為0.43X 10_F2的轉(zhuǎn)動特征溫度 爲(wèi)=1.24 K,振動特征溫度 Ov=1284

4、K , qe=1。試求F2在298 K和1p 下的S m?（武大03）J,在298K下，碘分子某振動能級與較底振動能級上分子數(shù)之比 Ni/Ni-i為0.35. （武大01）13. 分子配分函數(shù)q可以分解為分運(yùn)動形式配分函數(shù)的乘積 ，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： q=.（武大01）三、問答14. N2與CO的分子量相等，轉(zhuǎn)動慣量的差別也極小，在298.15 K時，振動與電子均不激1 1 1 1發(fā)。但是N2的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵為191.5 J K- mol-，而CO為197.56 J mo。試分析其原因。四、證明15. （1）請證明線性分子的摩爾轉(zhuǎn)動熵值為：2e 8 兀 IkTSr,m二只山CT，h2（2）已知HBr

5、分子的轉(zhuǎn)動特征溫度11.9K，試求298.15K、1p°下，1摩爾HBr的轉(zhuǎn)動摩爾熵？（武大00）16. 雙原子分子 Cl2的振動特征溫度 0V= 801.3K，不考慮電子運(yùn)動及核運(yùn)動的貢獻(xiàn)，（1）求Cl2在323K時的Cv，m； （2）當(dāng)Cl2分子的平動、轉(zhuǎn)動和振動運(yùn)動全部展開時，其Cv，m為何值；（3）說明以上兩值產(chǎn)生差別的原因？（武大98） 五、計算17. （1）試求NO（g）在298.15 K, 1p下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾規(guī)定熵（不考慮核運(yùn)動和電子運(yùn)動對熵的 貢獻(xiàn)）? 已知：NO的轉(zhuǎn)動特征溫度 Qr=2.42 K，振動特征溫度 Gv=2690 K ,（2）若用量熱方法測量 NO（g）在

6、298.15 K, 1p下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾規(guī)定熵，說明需要測量的物理量及計算規(guī)定熵的方法，請列出計算式簡要說明。（武大 07、01）18. O2的摩爾質(zhì)量 M=0.03200 kg mol-1, O2分子的核間距離 R=1.2074 10-10 m,振動特征溫 度 L-）v =2273 K。（1）求02分子的轉(zhuǎn)動特征溫度 心r ； 求02理想氣體在298 K的標(biāo)準(zhǔn)摩爾轉(zhuǎn)動熵；（3）設(shè)O2的振動為簡諧振動，選振動基態(tài)為振動能量零點(diǎn)，寫出。2分子的振動配分函數(shù)（4）求02理想氣體占據(jù)第一振動激發(fā)態(tài)的概率為最大的溫度。（武大05）19. CO2的:v = 3070 K，計算在300 K時，處于振動能級第一

7、激發(fā)態(tài)上的分子數(shù)所占的分率? （武大04）21. 宇宙第一速度為 7.9公里/秒，高空中的02至少需為多高溫度才能逃離地球 ？并求氧 氣在此溫度下的 Cv，m ? （ 0的相對摩爾質(zhì)量等于 16， 02的振動特征溫度 Gv = 2230 K，不 考慮核運(yùn)動和電子運(yùn)動對熱容的貢獻(xiàn)）（武大02）22計算298 K時，如下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾 Gibbs自由能變化值和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。H2(g) + b (g) = 2HI(g)已知298 K時，HI , H2 , I2的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：物質(zhì))-H °(0T1H°(-H°(0 %tAf H m, T-1kJ *mol-1 -1J *

8、K *mol-1 -1J* molH2(g)-101.3429.099012(g)-226.6133.82762.438HI(g)-177.6729.10126.5（南大習(xí)題）23.用配分函數(shù)計算298 K時，如下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。H2（g） + 12（g） = 2HI（g）已知反應(yīng)的.：rU O 0 = -8.03 kJ mol-1 ,在298 K時的參數(shù)如表所示，忽略電子和核的貢獻(xiàn)。分子-1M /(kg mol ) r/KO v/KH2(g)32.0 X 10-85.4610012(g)253.8 X 10-30.054310HI(g)3127.9 X 10-9.03200（南大習(xí)題）2

9、4.計算5000 K時，反應(yīng)N2（g） = 2N（g）的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。已知 N2（g）分子是轉(zhuǎn)動特征溫度 r= 2.84 K，振動特征溫度 0v = 3350 K，解離能D = 708.35 kJ mol"1 , N2（g）的電子基態(tài)是 非簡并的，而 N原子的基態(tài)是4度簡并的。（南大習(xí)題）39.l2(g)樣品光譜的振動能級上分子的布居為2/Nu= 0 = 0.5414時，體系的溫度為 。(已知振動頻率 r = 6.39 X 109 10 11 12 * s-1, h = 6.626 X 10-34 Js , k = 1.38 X 10-23 J k-1)10.在 298.15 K 時，F(xiàn)2 分子的轉(zhuǎn)動慣量 I = 32.5X 10-47 kg m2 , h = 6.626X 10-3