物理化學(xué)每章題庫

物理化學(xué)每章題庫篇一：物理化學(xué)第一章習(xí)題及一章知識點(diǎn)第一章化學(xué)熱力學(xué)根底1.1本章學(xué)習(xí)要求1.掌握化學(xué)熱力學(xué)的根本概念和根本公式2.復(fù)習(xí)熱化學(xué)內(nèi)容；掌握Kirchhoff公式3.掌握熵變的計(jì)算；理解熵的統(tǒng)計(jì)意義1.體系和環(huán)境體系〔system〕:熱力學(xué)中，將研究的對象稱為體系。熱力學(xué)體系是大量微觀粒子構(gòu)成的宏觀體系。環(huán)境〔surroundings〕：體系之外與體系親切相關(guān)的四周局部稱作環(huán)境。體系與環(huán)境之間能夠有明顯的界面，也能夠是想象的界面。①放開體系〔opensystem〕：體系與環(huán)境間既可有物質(zhì)交換，又可有能量交換。②封閉體系〔closedsystem〕：體系與環(huán)境間只有能量交換，沒有物質(zhì)交換。體系中物質(zhì)的量守恒。③孤立體系〔isolatedsystem〕：體系與環(huán)境間既無物質(zhì)交換，又無能量交換。2.體系的性質(zhì)〔propertyofsystem〕用來描繪體系狀態(tài)的宏觀物理量稱為體系的性質(zhì)〔systemproperties〕。如T、V、p、U、H、S、G、F等等。①廣度性質(zhì)〔extensiveproperties〕：體系這種性質(zhì)的數(shù)值與體系物質(zhì)含量成正比，具有加和性。②強(qiáng)度性質(zhì)〔intensiveproperties〕：這種性質(zhì)的數(shù)值與體系物質(zhì)含量無關(guān)，無加和性。如T、p、d〔密度〕等等。3.狀態(tài)及狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)〔state〕：是體系的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)，即體系在一定條件下存在的方式。熱力學(xué)中常用體系的宏觀性質(zhì)來描繪體系的狀態(tài)。狀態(tài)函數(shù)〔statefunction〕：體系性質(zhì)的數(shù)值又決定于體系的狀態(tài)，它們是體系狀態(tài)的單值函數(shù)，因而體系的性質(zhì)又稱狀態(tài)函數(shù)。按照經(jīng)歷知，一個(gè)純物質(zhì)體系的狀態(tài)可由兩個(gè)狀態(tài)變量來確定，T、p、V是最常用確實(shí)定狀態(tài)的三個(gè)變量。例如，假設(shè)純物質(zhì)體系的狀態(tài)用其中的任意兩個(gè)物理量〔如T、p〕來確定，那么其它的性質(zhì)可寫成T、p的函數(shù)Z=f(T、p)。狀態(tài)函數(shù)的微小變化，在數(shù)學(xué)上是全微分，同時(shí)是可積分的。體系由狀態(tài)1變到狀態(tài)2，狀態(tài)函數(shù)的改變量只與體系的始、終態(tài)有關(guān)，與變化過程無關(guān)。4.過程與途徑過程〔process〕：狀態(tài)變化的通過稱為過程。途徑〔path〕：完成變化的詳細(xì)步驟稱為途徑。化學(xué)反響進(jìn)度(advancementofreaction)化學(xué)反響aA+dD=gG+hH即0=式中RB表示各種反響物和產(chǎn)物，負(fù)值，即是反響物和產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)，關(guān)于反響物，是正值，即。是；關(guān)于產(chǎn)物的量綱為1。定在反響開場時(shí)，物質(zhì)B的量為nB(0)，反響到t時(shí)刻，物質(zhì)B的量為nB(t)，反響進(jìn)度義為單位是mol。反響的微小變化即或有限變化5.熱力學(xué)平衡態(tài)(thermodynamicequilibrium)體系在一定外界條件下，經(jīng)足夠長的時(shí)間后，可觀察的體系性質(zhì)均不隨時(shí)間變化，這種狀態(tài)稱為定態(tài)。假設(shè)將體系與環(huán)境隔離，體系中各局部可觀察的體系性質(zhì)仍不隨時(shí)間變化，體系所處的狀態(tài)稱作熱力學(xué)平衡態(tài)。體系的熱力學(xué)平衡態(tài)應(yīng)同時(shí)包括以下幾個(gè)平衡：①熱平衡〔thermalequilibrium〕：體系各局部的溫度T相等且與環(huán)境溫度相等。②力平衡(mechanicequilibrium)：體系各局部的壓力相等且體系與環(huán)境的邊界不發(fā)生相對位移。③相平衡(phaseequilibrium)：體系內(nèi)各相的組成和數(shù)量不隨時(shí)間變化。④化學(xué)平衡(chemicalequilibrium)：體系的組成不隨時(shí)間變化。6．熱與功熱(heat)：因體系與環(huán)境間有溫度差所引起的能量流淌稱作熱，熱用Q表示。本書規(guī)定，體系吸熱，Q為正值；體系放熱，Q為負(fù)值。功(work)：體系與環(huán)境間因壓力差或其它機(jī)電“力〞引起的能量流淌稱作功，功以符號W表示。本書規(guī)定，環(huán)境對體系做功，W＞0；體系對環(huán)境做功，W＜0。體積功〔volumework〕：熱力學(xué)中，體積功最為重要。體積功是因體系體積發(fā)生變化做的功。設(shè)體系對抗外力pe，體積膨脹了dV，由于力〔p〕的作用方向與體積變化方向相反，故體系所做功是負(fù)值。計(jì)算體積功的通式是δW=－pedV假設(shè)pe的變化是連續(xù)的，在有限的變化區(qū)間可積分上式求體積功W=－∫pedV在可逆過程中，可用體系的壓力p代替環(huán)境壓力pe，即p=pe。W=－∫pdV一些特定情況下，體積功的計(jì)算如下：恒外壓過程W=－peΔV定容過程W=－∫pedV=0理想氣體的定溫可逆過程理想氣體自由膨脹〔pe=0〕過程W=0其它功〔nonvolumework〕：除體積功以外，將電功、外表功等等稱為其它功，用符號W/表示，W/也稱非體積功。1.2.2熱力學(xué)能和熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)能(thermodynamicenergy)：封閉體系的一種性質(zhì)，它在指定不斷態(tài)間的變化的改變值恒等于過程的Q+W，而與途徑無關(guān)。這個(gè)性質(zhì)稱為熱力學(xué)能，用符號U表示。體系的熱力學(xué)能的絕對值無法明白。封閉體系熱力學(xué)第一定律〔firstlawofthermodynamics〕確實(shí)是能量守衡定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為dU=δQ+δW或ΔU=Q+W1.2.3焓焓〔enthalpy〕定義為H≡U+pV焓是狀態(tài)函數(shù)，廣度量，絕對值無法確定。1.2.4熱和熱容定容熱QV=ΔU；δQV=dU封閉體系無其它功定容過程定壓熱Qp=ΔH；δQp=dH封閉體系無其它功定壓過程相變熱ΔH=Qp定溫定壓下封閉體系相變過程熱容(heatcapacity)體系無相變、無化學(xué)變化時(shí)溫度改變1K所需的熱。定容摩爾熱容(molarheatcapacityatconstantvolume)；定壓摩爾熱容(molarheatcapacityatconstantpressure)理想氣體(idealgases)Cp,m－CV,m=R摩爾熱容與溫度的經(jīng)歷公式Cp,m=a+bT+cT2Cp,m=a+bT+cT2－；1.2.5熱力學(xué)第一定律在理想氣體中的應(yīng)用1.Joule(焦耳)實(shí)驗(yàn)由理想氣體自由膨脹〔向真空膨脹〕直截了當(dāng)觀測結(jié)果dT=0，〔體系溫度不變〕得出結(jié)論：理想氣體的熱力學(xué)能U及焓H只是溫度的函數(shù)，與體積、壓力的變化無關(guān)。2.理想氣體ΔU、ΔH的計(jì)算定溫過程ΔU=0，ΔH=0，無化學(xué)變化、無相變的任意變溫過程，dU=nCV,mdT，dH=nCp,mdT，3.理想氣體絕熱可逆狀態(tài)方程Q=0，〔理想氣體絕熱可逆或不可逆過程〕〔理想氣體絕熱可逆過程〕1.2.6熱力學(xué)第一定律在化學(xué)變化中應(yīng)用1.化學(xué)反響熱效應(yīng)化學(xué)反響aA+dD=gG+hH化學(xué)反響摩爾焓變是當(dāng)Δ=1mol時(shí)的定壓熱化學(xué)反響摩爾熱力學(xué)能變化是當(dāng)Δ=1mol的定容熱篇二：物理化學(xué)練習(xí)題(各章的)物理化學(xué)練習(xí)題一、填空題2、100?C、1.5p?的水蒸汽變?yōu)?00?C，p?的液體水，那么此過程的?S___0,?G___0。5、理想氣體向真空膨脹，體積由V1變到V2，其?U___0，?S___0。6.NiO(s)與Ni(s),H2O(g),H2(g),CO2(g)及CO(g)呈平衡，那么該體系的獨(dú)立組分?jǐn)?shù)為______，自由度數(shù)為_______。6.在等溫等壓當(dāng)W′=0的變化過程可用來推斷過程的方向，在等溫條件那么用來推斷過程的方向。7.某反響的速率常數(shù)為0.462分-1，其初始濃度為0.1mol2dm-3，反響的半衰期為，對一個(gè)化學(xué)反響來說反響速率越快。1．在等體積0.08mol2dm-3KI和0.1mol2dm-3AgNO3溶液生成的AgI溶膠中，分別參加電解質(zhì)NaCN,MgSO4,CaCl2其聚沉才能的順序是。2．由和ξ電勢是之間的電勢。5．比外表能的定義式為細(xì)管上的接觸角必。7.發(fā)生毛細(xì)管凝聚時(shí)，液體在毛細(xì)管上的接觸角必。3、理想氣體恒溫可逆壓縮，?U___0，?H___0。二、是非題1.2H++2e--H2，E1與2H2O+2e--H2+2OH-，E2，因它們都是氫電極反響，因而E1=E2。錯(cuò)19、dH=CpdT及dHm=Cp,mdT的適用條件是無化學(xué)反響和相變，且不做非體積功的任何等壓過程及無化學(xué)反響和相變而且系統(tǒng)的焓值只與溫度有關(guān)的非等壓過程。12．從同一始態(tài)經(jīng)不同的過程到達(dá)同一終態(tài)，那么Q和W的值一般不同，〔對〕Q+W的值一般也不一樣?！插e(cuò)16．在101.325kPa下，1moll00℃的水恒溫蒸發(fā)為100℃的水蒸氣。假設(shè)水蒸氣可視為理想氣體，那么由于過程等溫，因而該過程ΔU=0?！插e(cuò)1．自然界發(fā)生的過程一定是不可逆過程?！矊?1．相變過程的熵變可由?S??HT計(jì)算?！插e(cuò)⑴“某體系處于不同的狀態(tài)，能夠具有一樣的熵值〞，此話對否？〔對⑸1mol理想氣體進(jìn)展絕熱自由膨脹，體積由V1變到V2，能否用公式：?S?Rln??計(jì)算該過程的熵變？〔能夠?V2???V?1?三、單項(xiàng)選擇題：4．關(guān)于克勞修斯不等式(A)(B)(C)(D)，推斷不正確的選項(xiàng)：必為可逆過程或處于平衡狀態(tài)；必為不可逆過程；必為自發(fā)過程；違犯卡諾定理和第二定律，過程不可能自發(fā)發(fā)生。2．體系的以下各組物理量中都是狀態(tài)函數(shù)的是：(A)T，p，V，Q；(B)m，Vm，Cp，?V；(C)T，p，V，n；(D)T，p，U，W。11．某高壓容器中盛有的氣體可能是O2、Ar、CO2、NH3中一種，在298K時(shí)由5dm3絕熱可逆膨脹到6dm3，溫度降低21K，那么容器中的氣體是：(A)O2；(B)CO2；(C)NH3；(D)Ar。10．計(jì)算熵變的公式適用于以下：(A)理想氣體的簡單狀態(tài)變化；(B)無體積功的封閉體系的簡單狀態(tài)變化過程；(C)理想氣體的任意變化過程；(D)封閉體系的任意變化過程；12．2mol理想氣體B，在300K時(shí)等溫膨脹，W=0時(shí)體積增加一倍，那么其?S(J2K-1)為：(A)-5.76；(B)331；(C)5.76；(D)11.52。17．熵是混亂度(熱力學(xué)微觀狀態(tài)數(shù)或熱力學(xué)幾率)的量度，以下結(jié)論中不正確的是：(A)同一種物質(zhì)的；(B)同種物質(zhì)溫度越高熵值越大；(C)分子內(nèi)含原子數(shù)越多熵值越大；(D)0K時(shí)任何純物質(zhì)的熵值都等于零。20．?G=?A的過程是：(A)H2O(l,373K,p)H2O(g,373K,p)；(B)N2(g,400K,1000kPa)N2(g,400K,100kPa)；(C)等溫等壓下，N2(g)+3H2(g)--NH3(g)；(D)Ar(g,T,p)--Ar(g,T+100,p)。27．在-10℃、101.325kPa下，1mol水凝聚成冰的過程中，以下哪個(gè)公式能夠適用：(A)?U=T?S；〔B〕(C)?H=T?S+V?p；(D)?GT,p=0。35．對多組分體系中i物質(zhì)的偏摩爾量，以下表達(dá)中不正確；的是：(A)Xi是無限大量體系中i物質(zhì)每變化1mol時(shí)該系統(tǒng)容量性質(zhì)X的變化量；(B)X為容量性質(zhì)，Xi也為容量性質(zhì)；(A)Xi不僅決定于T、p，而且決定于濃度；(D)X=∑niXi。四、計(jì)算題4.(14分)計(jì)算以下過程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS(體)、ΔS(環(huán))、ΔS(孤)、ΔA、ΔG。(1).1mol理想氣體由300K、101325Pa恒外壓1013250Pa等溫壓縮到終態(tài)。(2).36克100℃、101325Pa的水蒸汽在外壓為101325Pa下凝聚為100℃、101325Pa的水。已經(jīng)明白水的ΔvapH=40.5KJ/mol，水蒸汽可視為理想氣體。7、0.5mol氮?dú)狻怖硐霘怏w〕，通過以下三步可逆變化回復(fù)到原態(tài)：1〕.從2p?,5dm3在恒溫T1下壓縮至1dm32〕.恒壓可逆膨脹至5dm3，同時(shí)溫度由T1變至T2；3〕.恒容下冷卻至始態(tài)T1，2p?,5dm3。試計(jì)算：〔1〕T1,T2；〔2〕經(jīng)此循環(huán)的ΔU總，ΔH總，Q總，W總。3、1mol理想氣體在273.15K等溫地從10p?膨脹到p?，假設(shè)膨脹是可逆的，試計(jì)算此過程的Q〔單位J〕、W〔單位J〕及氣體的?U〔單位J〕，?H〔單位J〕，?S〔單位J/K〕，?G〔單位J〕，?F〔單位J〕。第五章相平衡一、填空題2.CO2的三相點(diǎn)為216.15K，5.13p?，可見固體CO2〔干冰〕升華的壓力范圍是p___5.13p?。二、是非題1.等溫等容條件下，B在?、?兩相中達(dá)平衡，有?B?=?B?。6．單組分系統(tǒng)的相圖中兩相平衡線都能夠用克拉貝龍方程定量描繪?！矊?．杠桿規(guī)那么只適用于T～x圖的兩相平衡區(qū)。錯(cuò)14．在簡單低共熔物的相圖中，三相線上的任何一個(gè)系統(tǒng)點(diǎn)的液相組成都一樣。對四、主觀題：2．滑冰鞋下面的冰刀與冰接觸面長為7.68cm，寬為0.00245cm。(1)假設(shè)滑冰者體重為60kg，試求施于冰面的壓強(qiáng)為多少？(雙腳滑行)-1(2)在該壓強(qiáng)下，冰的熔點(diǎn)是多少？巳知冰的摩爾熔化熱為6009.5J·mol，冰的密度為0.92g·cm-3，水的密度為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積分：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．下面是兩組分凝聚體系相圖，注明每個(gè)相圖中相態(tài)，并指出三相平衡線。6．解：7．Ni與Mo構(gòu)成化合物MoNi，在1345℃時(shí)分解成Mo與含53％Mo的液相，在1300℃有唯一最低共熔點(diǎn)，該溫下平衡相為MoNi，含48％Mo的液相和含32％Mo的固熔相，巳知Ni的熔點(diǎn)1452℃，Mo的熔點(diǎn)為2535℃，畫出該體系的粗略相圖[t℃～c圖]。7．解：化合物中含Mo為62%。8.解：篇三：物理化學(xué)朱傳征第一章習(xí)題例1-1在25℃時(shí)，2mol氣體的體積為15dm3，在等溫下此氣體：〔1〕對抗外壓為105Pa，膨脹到體積為50dm3；〔2〕可逆膨脹到體積為50dm3。試計(jì)算各膨脹過程的功。解〔1〕等溫對抗恒外壓的不可逆膨脹過程W??pe(V2?V1)???105?10?3?(50?15)?J??3500J(2)等溫可逆膨脹過程W???pdV??nRTlnV1V2V2???2?8.314??J??5970JV1【點(diǎn)評】題中雖未作說明，但可將氣體視為理想氣體。由題意推斷得出：〔1〕為等溫不可逆過程；〔2〕為等溫可逆過程。兩種過程需采納不同的計(jì)算體積功公式。假設(shè)明白p1、p2，可逆功W?nRTln例1-2在等溫100℃時(shí)，1mol理想氣體分別經(jīng)歷以下四個(gè)過程，從始態(tài)體積V1=25dm3變化到體積V2=100dm3：〔1〕向真空膨脹；〔2〕在外壓恒定為氣體終態(tài)壓力下膨脹至終態(tài)；〔3〕先在外壓恒定的氣體體積50dm3時(shí)的氣體平衡壓力下膨脹至中間態(tài)，然后再在外壓恒定的氣體體積等于100dm3時(shí)的氣體平衡壓力下膨脹至終態(tài)；〔4〕等溫可逆膨脹。試計(jì)算上述各過程的功。解(1)向真空膨脹pe=0，因而W1?0(2)在外壓恒定為氣體終態(tài)壓力下膨脹至終態(tài)p2。p1pe?nRT?1?8.314?(100?273.15)????kPa?31.02kPaV100??W2??pe(V2?V1)???31.02?(100?25)?J??2327J(3)分二步膨脹第一步對抗外壓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所做的總功W3?W??W????3102J(4)恒溫可逆膨脹W4??nRTlnV2???1?8.314?373.15?ln(10025)?J??4301JV1【點(diǎn)評】由題意可知，系統(tǒng)在等溫下分別經(jīng)歷四個(gè)不同的方式〔過程〕到達(dá)一樣的終態(tài)。其中〔1〕、〔2〕均為一次不可逆膨脹過程；〔3〕分二次完成，第一次不可逆膨脹到一個(gè)中間狀態(tài)，再一次不可逆過程膨脹到終態(tài)；〔4〕為可逆膨脹過程。計(jì)算結(jié)果說明：各過程所做的體積功是不同的，驗(yàn)證了功不是狀態(tài)函數(shù)，而是過程量；在一樣的始、終態(tài)之間，系統(tǒng)所做的功與與經(jīng)歷的過程有關(guān)。例1-310mol理想氣體從壓力為2×106Pa、體積為1dm3等容降溫使壓力降到2×105Pa，再在等壓膨脹到10dm3，求整個(gè)過程的W、Q、ΔU和ΔH。解由題先利用已經(jīng)明白數(shù)據(jù)求出T1,T2,T3p1V1?2?106?10?3?1?T1????K?24KnR?10?8.314?T2?pVp2V2?2.4K，T3?33?24KnRnRT1?T3，對理想氣體U、H僅是溫度的函數(shù)因而整個(gè)過程的?U?0、?H?0第一步為等容降溫過程，因而?V?0,W1?0第二步為等壓膨脹過程，W2??p?V???2?105?10?3?(10?1)?J??1800J總功為W?W1?W2??1800JQ??W?1800J【點(diǎn)評】正確分析題意，系統(tǒng)經(jīng)歷的過程是解此題的關(guān)鍵，整個(gè)過程由第一步等容過程和第二步等壓過程組成。先分別計(jì)算系統(tǒng)在始態(tài)、中間態(tài)、終態(tài)時(shí)的溫度，然后使用正確的公式分別計(jì)算各過程的W、Q、ΔU和ΔH，再分別加合求得整個(gè)過程的W、Q、ΔU和ΔH。例1-4將100℃、0.5p?壓力的100dm3水蒸氣等溫可逆壓縮到p?，如今仍為水蒸氣，再接著在p?壓力下局部液化到體積為10dm3為止，如今氣液平衡共存。試計(jì)算此過程的Q、W,、ΔU和ΔH。假定凝聚水的體積可忽略不計(jì)，水蒸氣可視作理想氣體，已經(jīng)明白水的汽化熱為2259J?g-1。解在100℃時(shí)，H2O〔g〕經(jīng)歷如下二個(gè)步驟的過程〔1〕水蒸氣等溫可逆壓縮到一個(gè)中間態(tài)H2O〔g〕，0.5p?，100dm3→H2O〔g〕，p?，V′→H2O〔l，g〕，p?，10dm3求始態(tài)時(shí)水蒸氣物質(zhì)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??求中間態(tài)時(shí)水蒸氣的體積V??等溫可逆壓縮過程的功W1??nRTlnV????1.6330?8.314?373.15?2)?J?3512JV1此為理想氣體等溫過程，因而△U1=0,△H1=0〔2〕為等壓可逆相變過程，有局部水蒸氣凝聚為同溫度的水求終態(tài)時(shí)水蒸氣物質(zhì)的量ng?pV2?101.325?10????mol?0.3266molRT?8.314?373.15?那么局部水蒸氣液化為水的物質(zhì)的量為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總過程的功的W、△H、△U、Q分別為W?W1?W2?7565J△H=△H2=－53.12kJ△U=△U2=－49.07kJQ=△【點(diǎn)評】1.分析題意可知，水蒸氣在等溫下先經(jīng)可逆壓縮至一個(gè)中間態(tài)，壓力是原來的一倍，可視為理想氣體等溫可逆過程，系統(tǒng)的熱力學(xué)能和焓均無變化；然后在等溫、等壓下壓縮水蒸氣至終態(tài)，過程中伴隨有可逆相變發(fā)生，有局部水蒸氣凝聚為水，系統(tǒng)的熱力學(xué)能變、焓變與凝聚水的物質(zhì)的量有關(guān)，凝聚水的物質(zhì)的量能夠按照物料衡算求得。2.另需留意的是，由于正常相變的溫度容易查得，因而可逆相變常被設(shè)計(jì)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下進(jìn)展。例1-6氣體He從0℃、5×105Pa、1