物理化学练习题

物理化学练习题（一）

一 回答下列问题

1、在一绝热容器中盛有水，其中浸有电热丝，通电加热，如图。将不同对象看作系统，则上述加热过程的Q或W大于、小于还是等于零？ （1）、以电热丝为系统；（2）、以水为系统；（3）、以容器内所有物质为系统；（4）、将容器内物质以及电源和其他一切有影响的物质看作整个系统。

2、使某一封闭系统由某一指定的始态变到某一指定的终态。Q、W、Q+W、△U中那些量

确定,那些量不能确定?为什么?若在绝热条件下,使系统由某一指定的始态变到某指定的终态,那么上述各是否完全确定?为什么?

3、一定量101325Pa、100℃的水变为同温、压下的水气，如视水气为理想气体，因为过程

的温度不变，则该过程的△U＝0、△H=0，此结论对不对？为什么？

4、定压或定容摩尔热容是不是状态函数？

5、一理想气体系统自某一态出发，分别进行定温的可逆膨胀和不可逆膨胀，能否达到同一终态？若自某一始态出发，分别进行绝热的可逆膨胀和不可逆膨胀，能否达到同一终态？为什么？ 6、是分别指出系统发生下列变化的△U、△H 、△S 、△A 、△G 、何者为零：（1）任何封闭系统经历了一个循环过程；（2）在绝热密闭的刚性容器内进行的化学反应；（3）一定量的理想气体的组成及温度都保持不变，但体积和压力发生变化；（4）101325Pa、100℃的水变为同温、压下的水气；（5）任何封闭系统经任何可逆过程到某指定的终态；（6）气体节流膨胀过程。

7、101325Pa、100℃的水向真空汽化为同温、压下的水气，是自发过程，所以其G<0，对不对？为什么？

8、热力学基本方程dG＝－SdT＋Vdp 应用的条件是什么？

9、比较dG＝－SdT＋Vdp及dG＝－SdT＋Vdp＋∑μBdnB应用的条件是什么？

10、克拉佩龙方程和克劳修斯－克拉佩龙方程应用的范围是什么？乙醇水溶液克拉佩龙方程是否适用？在推导这些方程时做了哪些假定？

11 已知氧存在时,臭氧的分解反应:2O3 →3O2 ,其反应速率方程为

2-1

-dc(O3)/dt=k(O3)[c(O3)][c(O2)]

(1)指出该反应的总级数n=?并解释臭氧的分解速率与氧的物质的量浓度关系.

(2)若以dc(O2)/dt表示其反应速率,k(O2)表示相应的反应速率系数,写出该反应的速率方程.

(3) 指出-dc(O3)/dt与dc(O2)/dt之间的关系及写出k(O3)与k(O2) 之间的关系. (4) 该反应是否为元反应? 为什么？ 答：（1）n=1; 成反比。 （2）

dc(o2)?k(o2)[c(o3)]2[c(o2)]?1 dt （3）2v(o2)=3v(o3) 2k(o2)=3k(o3)

(4) 不是；不符合质量作用定律。

12 如何区分反应级数与反应分子数两个不同概念?二级反应一定是双分子反应吗? 双分

1

子反应一定二级反应吗?你如何正确理解二者的关系?

答：反应分子数是指基元反应的反应物的分子个数，同时也是反应级数，并且只能是整数； 非基元反应无反应分子数，只有反应级数，并且是实数。二级反应不一定是双分子反

应。二级反应不一定是双分子反应，双分子反应一定是二级反应。 13 质量作用定律适用于总包反应吗?

14 反应A→Y,当反应掉3/4所需时间恰是它反应掉1/2所需时间的3倍,该反应为几级? 15反应B→Z, 当反应掉3/4所需时间恰是它反应掉1/2所需时间的2倍, 该反应为几级? 16反应C→P, 当反应掉3/4所需时间恰是它反应掉1/2所需时间的1.5倍, 该反应为几级?

二 是非题(在下述题中的说法是否正确? 正确的在题后括号内画∨，错误的画

×）

1 （ ）隔离系统的热力学能是守恒的。

2 （ ）1mol、100℃、101325Pa下水变成同温同压下的水蒸气，该过程⊿U=0。

0 3 （ ）△fHm(C,金刚石，298。15K,)=0。

4 （ ）绝热过程都是定熵过程。

5 （ ）由同一始态出发，系统经历一个绝热不可逆过程所达到的终态与经历一个绝热

可逆过程所达到的终态是不同的。

6 （ ）系统经历一个不可逆循环过程，其熵变△S＞0。

0 7 （ ）298.15K时稳定态的单质，其标准摩尔熵Sm(B，稳定相态，298.15K)＝0。

8 （ ）一定量理想气体的熵只是温度的函数。

9 （ ）100℃、101325 Pa时水变为同温同压下水气，该过程△G＜0。

＇＇

10 （ ）系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2，非体积功W＞0，且有W＞

△G和△G＜0，则此状态变化一定能发生。

11 （ ）任何一个偏摩尔量均是温度、压力和组成的函数。 12 （ ）克拉佩龙方程适用于纯物质的任何两相平衡 。

13 （ ）一定温度下乙醇水溶液，可应用克－克方程式计算其饱和蒸气压。 14 （ ）克－克方程比克拉佩龙方程方程精度高。

15 （ ）恒压热效应等于系统的焓变，所以恒压热效应是可逆热。 16 （ ）反应速率系数kA与反应物A的浓度有关。 17 （ ）反应级数不可能是负数。 18 （ ）一级反应肯定是单分子反应。 19 （ ）质量作用定律仅适用于元反应。

20 （ ）对于元反应反应级数总随着温度的升高而增大。 21 （ ）胶体是均相系统，在热力学上是稳定的。

22 （ ）溶胶粒子因带有相同符号的电荷而相互排斥，因而在一定的时间内能稳定存在。 23 （ ）在外加直流电场中，AgI正溶胶的胶粒向负极移动，而其扩散层向正极移动。 24 （ ）乳状液必须有乳化剂存在才能稳定。

三、选择题

1 （ ）热力学能是系统的状态函数，若某一系统从一始态出发经历一个逆循环过程，

2

则系统热力学能增量是：

A. ⊿U=0 B. △U＞0 C. △U＜0

2 ( )焓是系统的状态函数,定义为H＝U＋pV, 若系统发生状态变化时，则焓变为△H

＝△U＋△(pV)，式中△(pV)的含义是：

A. △(pV)＝△p△V B. △(pV)＝p2V2－p1V1 C. △(pV)＝p△V＋V△pV 3 （ ）一摩尔理想气体从p1、V1、T1分别经（1）绝热可逆膨胀到p2、V2、T2；；（2）

绝热对抗恒外压膨胀到p′,V′,T′;若p2= p′则有

A. T′= T2 , V′= V2 , S′=S2; B. T′﹥ T2 , V′﹤ V2 , S′﹤S2

C. T′﹥ T2 , V′﹥ V2 , S′﹥S2

4 ( )同一温度,压力下,一定量纯物质的熵值是:

A. S(气)﹥S(液) ﹥S(固) B. S(气) ﹤S(液) ﹤S(固)

C. S(气)=S(液) =S(固)

5 ( )一定条件下, 一定量的纯铁与碳钢相比,其熵值是:

A. S(纯铁) ﹥S(碳钢) B. S(纯铁) ﹤S(碳钢) C. S(纯铁) =S(碳钢) 6 ( )某系统如图表示.抽去隔版,则系统的熵

1mol O2 20℃ V 1mol N2 20℃ V

A.增加 B. 减少 C.不变

7 ( ) 某系统如图表示.抽去隔版,则系统的熵

1mol N2 20℃ V

A.增加 B. 减少 C.不变 8 ( ) 对封闭的单组分均相系统且W＇＝0时， A. ＜0 B. ＞0 C. ＝0 9 （ ）下面哪一个关系是不正确的 A.

GG B. ??????= V ?TP??S?pT1mol N2 20℃ V ??的量值应

?G?pTC. ??T?????GT??=-H U=- D.

??T??VT????T??pT?A2 10 （ ） 物质的量为n的理想气体定温压缩，当压力由p1 变到 p2 时，其△G是 A. nRTln p1/ p2 B.

?p2p1nRTpdp C.V(p2－p1) D.nRTln

p2p1

11 （ ）反应：A＋2B→Y，若其速率方程为－dcA/dt＝kAcAcB 或 －dcB/dt＝kBcAcB,则 kA、kB的关系是

A．kA＝kB B。kA＝2kB C。2kA＝kB＋

12 （ ）对于反应A→Y，如果反应物的浓度减少一半，的半衰期也缩短一半，则该反应

的级数为

3

A. 零级 B。一级 C。二级

13 ( )在??两相中都含有AB两种物质,当达到相平衡时,下列三种情况正确的是

????? A. ?? B. C. ????????ABAAAB

四、填空题

1、物理量Q、T、U、A、W、G、S、p、H、V，其中属于状体函数的是＿＿＿＿＿＿＿；

与过程有关的量是＿＿＿＿；状体函数中属于广度量的是＿＿＿＿＿；属于强度量的 是＿＿＿＿。

2、QV＝△UV 应用的条件是＿＿＿＿；＿＿＿＿＿；＿＿＿＿＿。

3、焦耳-汤姆逊系数μJ-T＝＿＿＿＿，μJ-T＞0表示节流膨胀后温度＿＿＿节流膨胀前温

度

4、熵增加原理表述为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

5、在隔离系统中进行的可逆过程△S＿＿＿；进行的不可逆过程△S＿＿＿。 6、一定量的纯物质的

A???V?TSGS?V?＿＿. ?＿＿;???T?p?=＿＿;???T?＿＿;???Tp? 7、填写下列表中所列公式的应用条件

公 式 应 用 条 件 △A＝W dG＝－SdT＋Vdp △G＝△H＋T△S 8、8mol某理想气体（Cp.m=29.10J.K.mol）由始态(400K,0.20MPa)分别经下列三个不同过程变到该过程所指定的终态，分别计算个过程的Q、W、△U、△H 、△S 、△A 、△G，将结果填入下表。（1）：定温可逆膨胀到0.10MPa；（2）自由逆膨胀到0.10MPa；（3）定温对抗恒外压0.10MPa膨胀到0.10MPa。 Q、 W、 △U、 △H 、 △S 、 △A 、 △G （1） （2） （3） 9、5mol、－2℃、101325Pa下的过冷水，定温、定压下凝结为－2℃、101325Pa的冰。 计算该过程的Q、W、△U、△H 、△S 、△A 、△G，将结果填入下表。（已知冰在

0℃、101325Pa下的熔化焓为5.858kJ·mol-1，水和冰的摩尔定压热容分别是Cp.m(l)=75.31 J·K-1·mol-1, Cp.m(s)=37.66 J·K-1·mol-1, 水和冰的体积质量可视为相等）

Q、 W、 △U、 △H 、 △S 、 △A 、 △G 10、纯物质两相平衡的条件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 11、由克拉佩龙方程导出克－克方程的积分式时所作的三个近似处理分别是 （1）＿＿＿

（2）＿＿＿＿＿＿＿（3）＿＿＿＿＿＿＿。 12、理想气体混合物中组分B的化学式μB与温度T及组分B的分压pB的关系是μB＝＿＿，

4

-1-1 其标准选为＿＿＿＿＿＿．

13、２８．１５℃时，摩尔分数ｘ（丙酮）＝０．２８７的氯仿－丙酮混合物的蒸气压为

２９．４０ｋＰａ，饱和蒸汽中氯仿的摩尔分数为ｙ（氯仿）＝０。１８１。已知纯氯仿在该温度时的蒸气压为２９。５７ｋＰａ。以同温度下纯氯仿为标准态，氯仿在该溶液中的活度因子为＿＿＿＿＿；活度为＿＿＿＿＿。

１４、一级反应的特征是ａ＿＿＿＿＿＿＿；ｂ＿＿＿＿＿＿＿＿；ｃ＿＿＿＿＿＿＿． １５、二级反应的半衰期与反应物的初始浓度的关系为＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

１６、若反应 Ａ＋２Ｂ→３Y是元反应，则其反应速率方程可以表示成－ｄｃＡ／ｄｔ

＝＿＿＿＿＿＿＿＿．

五、计算题

1、Ag(s)可能被H2S(g)腐蚀发生如下反应： Ag(s)+ H2S(g) = Ag2S(s) + H2(g)

若在298K和100kPa条件下，将Ag(s)置于等体积混合的H2(g)与H2S(g)的混合气中，

试问： （1）、用计算说明Ag(s)是否变成Ag2S(s)。 （2）、混合气中，H2S(g)的含量低于多少，Ag(s)才不被腐蚀？已知298K时，Ag2S(s)

?和H2S(g)的标准摩尔Gibbs生成自由能分别为?fGm( H2S,g)= -33.02kJ·mol,

-1

-1?( Ag2S,s)= - 40.26 kJ·mol. ?fGm 2、在298K时,A和B组成液态混合物, 在混合物（甲）中，B的蒸汽压为10.67kPa,

在混合物（乙）中，B B的蒸汽压为3.60kPa.

(1)现在要将2mol的B从混合物（甲）中移至混合物（乙）中，计算需做的最大非 体积功。

(2)若将压力为100kPa的B2mol,溶于大量的A中,形成混合物，B的蒸汽压为3.60kPa,

计算该过程的最大非体积功。P154.7 解：混合物中混合物中任意组分的化学势表示式为

? ?B??B?RTlnpB p? （1）转移前后化学式的变化为 ?B（乙）- ?B（甲）= RTlnpB(y)pB(j)

-1

= （8.314×298×ln3.60/10.67）J·mol

-1

= -2.69 kJ·mol

?=?G=nB??=(2×(-2.69))kJ = -5.38 kJ Wmax （2）物质在溶解前后，化学式的变化 ?B- ?B=?B + RTln??pBpB?-= RTln?B??pp?=?G=nB??={2×(8.314×298×ln3.60/100)}J=-16.47 kJ Wmax

5

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