物理化学作业集

第一章测试题一.填空题1:封闭系统热力学第一定律的数学表达式为______(微分式)。答案2:—定量理想气体的热力学能和焓只是_______的函数。答案温度3:热力学平衡状态必须同时满足_______、_______、_______、_______。答案热平衡。力平衡。相平衡。化学平衡4:可逆过程的一个显著特征是体系在内、外_______性质只相差无限小的情况下发生的。答案强度5:理想气体向真空急速膨胀过程的W_______0，_______0。（，，=)答案=。=二.判断题1:如果说一个化学反应在标准态下发生，则反应式中各物质分别都处于各自所选定的标准态。答案是三.计算题1:有2mol理想气体，从到经下列三种不同过程，分别求出其相应过程中所做的功。(1)在298K时恒温可逆膨胀；(2)在298K时，保持外压为100kPa,做恒外压膨胀；(3)始终保持气体的压力和外压不变，将气体从加热到使体积膨胀到。答案2:(1)1mol水在373K,101.325kPa恒压下蒸发为同温同压下的蒸汽（假设为理想气体），吸热(2)1mol水在101.325kPa恒压下在373K的恒温真空箱中全部蒸发为蒸汽(假设为理想气体）。求过程的比较结果，说明什么问题。答案(2)过程2的始终态与过程1相同，故状态函数的改变量与过程1相同该过程为向真空蒸发，故比较过程1和2，结果表明，两种变化过程的相同，因为U,H是状态函数，其改变量与过程无关，只决定于系统的始终态。而两过程的Q和W不同，因为它们不是系统的状态函数，是与过程有关的物理量,所以尽管两变化过程的始终态相同，但所经历的途径不同，Q和W也不相同。第二章测试题一.填空题1:设高低温热源的温度分别是，则卡诺热机的效率为_______。答案2:热力学第二定律的数学表达式(Clausius不等式)的微分式是_______。答案3:隔离系统中熵值减小的过程是_______的过程。答案不可能实现(进行)的过程4:使用吉布斯函数作为过程方向和限度的判据，其适用条件是_______，_______，_______，_______。答案恒温。恒压。不做非体积功。封闭系统5:均相封闭系统热力学函数之间的4个基本系式为_______，_______，_______，_______。答案。。。二.判断题1:熵值不可能为负值。答案是三.计算题1:1mol理想气体在恒温下通过①可逆膨胀，②真空膨胀，体积增加到原来的10倍，分别求其系统和环境的熵变，并判断过程的可逆性。答案（1）可逆膨胀根据熵判据，过程(1)是可逆过程(2)真空膨胀熵是状态函数，真空膨胀与过程1中可逆过程的始终态柑同，熵变也相同，因此根据熵判据，过程(2)是不可逆过程。2:在标准压力100kPa和373K时，把1.0mol可逆压缩为液体，计算该过程的。已知该条件下水的蒸发热为，=,水蒸气可视为理想气体。答案第三章测试题一.填空题1:设分别是二组分系统中组分1和2的偏摩尔吉布斯函数，二种组分的物质的量分别是，则体系的吉布斯函数G为_______。答案2:写出用焓H定义的多组分系统中组分B的化学势表达式_______。答案3:理想溶液中任意一种组分B的蒸气压满足拉乌尔定律，即=_______。答案4:混合形成理想溶液的过程有:体积差_______0，熵变_______0。(=，，)答案=。5:纯理想气体的化学势的表达式为_______。答案6:甲醇-乙醇、乙醇-水、水-盐酸三组溶液中，可看成理想溶液的是_______。答案甲醇-乙醇溶液二.计算题1:常温常压下，1.0kg中加入，水溶液的体积（以表示）与溶质B的质量摩尔浓度的关系用下式表示：求：当和时，在溶液中的偏摩尔体积。答案2:293K时，0.50kg水(A)中溶有甘露糖醇(B)该溶液的蒸汽压为2322.4Pa。已知这该温度时，纯水的蒸汽压为2334.5Pa。求甘露糖醇的摩尔质量。答案代入数据，得第四章测试题一.填空题1:封闭系统化学平衡的热力学条件为_______。答案2:的标准平衡常数为则的分解压p=_______。答案3:—定温度下，已知反应的和某时刻的活度商则=________。答案4:气相反应的标准平衡常数的表达式为_______。答案5:化学反应等温方程的表达式为_______。答案6:化学反应等压方程的表达式为_______。答案二.判断题1:某一反应的平衡常数是一个不变的常数。答案否三.计算题1:利用标准生成吉布斯函数数据，求算298K时，欲使反应得以进行，最少需要氧的分压为多少？答案解得第五章测试题一.填空题1:在包括重力场影响相平衡的情况下，相律的表达式为_______。答案2:单组分系统两相平衡时，平衡压力和平衡温度满足克拉珀珑(Clapeyron)方程，即_______。答案3:100kPa下，液态苯与苯蒸气成平衡，系统的自由度为_______。答案04:相律的一般表达式中的2代表_______。答案2代表影响相平衡的外界条件为T和p两个因素5:简单低共熔混合物二组分系统液-固平衡中，低共熔点的自由度f=_______。答案06:克拉普龙-克劳修斯方程的适用条件为_______。答案单组分两相平衡，气相体积液相体积，气体近似为理想气体,相变热不随温度而变二.判断题1:在二组分系统的恒压相图中，杠杆规则适用于任意两相平衡区。答案是2:—定T下，二组分理想溶液的p一定介于两种组分纯态的饱和蒸汽庄之间。答案是第八章测试题一.填空题1:—定温度和一定压力下，物质的比表面吉布斯函数定义为=_______，表面张力定义为=_______。答案。2:衡量液滴在平整固体表面润湿程度的接触角的杨氏公式为=_______。答案3:—定T下，同一液体的实心液滴、平整液面和曲液面上方的平衡蒸气压的大小为______________。(，，=)答案。4:衡量弯曲液面的附加压力的拉普拉斯公式是=________。答案5:一定温度下描述固体吸附气体的吸附量与平衡压力的关系式称为吸附_______式。答案等温6:溶液中溶质的浓度已经超过饱和溶解度而并不从溶液中结晶析出的现象称为_______现象。答案过饱和7:人工降雨的基本原理是为云层中的_______提供凝聚中心（如Agl颗粒）而使之成雨滴落下。答案过饱和水气8:表面活性物质加人到溶液中，引起溶液表面张力的变化_______0，所产生的吸附是_______吸附。答案。正模拟考试题（一）一.填空题(每空2分，共60分）1:热力学平衡状态必须同时满足_______、_______、_______和_______。答案热平衡。力平衡。相平衡。化学平衡2:系统与环境之间可通过_______和_______两种方式传递能量。答案热。功3:理想气体向真空（自由）膨胀过程W=_______，=_______。答案0。04:.设高低温热源的温度分别是则卡诺热机的效率为_______。答案5:经典热力学中，一个任意热力学过程发生后，其熵变的计算式为dS=_______。答案6:,101325Pa下，1mol液态水发生正常相变，变成同温同压下的水蒸气，则系统的W_______0,_______0,_______0,_______0;若这些液态水向真空蒸发为101325Pa的水蒸气，则_______0，_______0,W_______0。（，，=)答案。。。=。。=。=7:均相封闭系统热力学函数之间的4个基本关系式为：dU=_______,dH=_______，dA=_______,dG=_______。答案。。。8:混合实际气体中某组分B的化学势表达为:其中称为气体B的_______。答案逸度9:恒温恒压下，两种液体混合以后，形成理想溶液，则_______0,_______0,_______0,_______0.(,,=)答案=。。。=10:实际溶液中，当组分B的量分数时，B的蒸气压满足_______定律;当组分B的量分数时，B的蒸气压满足_______定律。答案拉乌尔定律。亨利定律11:一定温度和一定压力下，纯物质的表面能定义为=_______，表面张力定义为=_______。答案。二.计算题(1，2，3小题分别为10,15,15分，共40分)1:1mol理想气体在300K下经恒温可逆过程从100kPa压缩到200kPa，试计算过程的。答案解理想气体恒温过程：根据热力学第一定律：Q=W所以因为此过程为恒温可逆过程，所以2:1mol水在及101325Pa下向真空蒸发变成及101325Pa的水蒸气，试计算此过程的，并判断此过程是否为自发过程。已知水在,101325Pa下的。答案解该相变为不可逆相变，因为=0，所以W=0经过分析知，该不可逆相变与同条件下可逆相变的始终态相同，故可利用可逆相变计算该过程的熵变。所以因为该过程为不可逆过程，故需用熵判据判断过程的方向和限度。根据热力学第一定律，Q=所以实际过程的热温商所以该相变过程为不可逆过程，即自发过程。3:在髙温下，水蒸气通过灼热煤层反应生成水煤气已知在1000K及1200K时，分别为2.472及37.58。(1)求算该反应在此温度范围内的;(2)求算1100K时该反应的。答案（1）解根据范特霍夫等压方程：所以⑵解所以模拟考试题（二）一.填空题（每空2分，共60分）1:在热力学函数中，两个广度(容量)性质之比为_______性质。答案强度2:封闭体系化学热力学的热力学第一定律表达式(微分式)是_______。答案3:一定量理想气体进行的任意恒温过程必有：dU=_______和dH=_______。答案0。04:恒温下对一定量的理想气体增加压力，其=_______0，=_______0，=_______0;如果在恒压下对其加热，则=_______0，=_______。(,,=)答案=。=。。。5:气体节流膨胀过程是恒_______过程。答案焓6:“熵判据”的表达式是_______0。答案7:Gibbs函数在恒温条件下的压力系数=_______,恒压下的温度系数_______。答案V。一S8:在绝热恒容容器中反应生成液态水，Q_______0，W_______0，_______0,_______0,_______0。(，，=)答案=。=。=。。9:写出理想气体绝热可逆过程的方程之一_______。答案10:混合实际气体中某组分B的化学势表达式为:。其中与理想气体的_______(相同/不同)，称为组分气体B的_______。答案相同。逸度11:包括温度和压力，同时考虑重力场、外电场和磁场影响相平衡的情况下，相律的表达式为f=_______。答案12:的标准平衡常数为,则的分解压p=_______。答案13:封闭系统化学平衡的热力学条件为_______或_______。答案。14:表面活性物质加入到溶液中，引起溶液表面张力的变化_______0，所产生的吸附是_______吸附。答案。正15:一定T下，同一液体的实心液滴、平整液面和凹液面上方的平衡蒸气压的大小为______________。答案。二.判断题1:—定T下，二组分理想溶液的p一定介于两种组分纯态的饱和蒸气压之间。答案是三.计算题(1，2，3小题分别为10,15,15分，共40分)1:假设He为理想气体，1molHe由200kPa,变为100kPa,，先恒压加热，再恒温可逆膨胀，计算过程的。答案解He为单原子分子，先恒压加热后恒温可逆膨胀整个过程2:1mol水在及101325Pa下向真空蒸发变成及101325Pa的水蒸气，试计算此过程的，并判断此过程是否为自发过程。已知水在,101325Pa下的。答案解该相变为不可逆相变，因为经过分析知.，该不可逆相变与同条件下可逆相变的始终态相同，故可利用可逆相变计算该过程的熵变.所以因为该过程为不可逆过程，故需用熵判据判断过程的方向和限度。根据热力学第一定律，所以实际过程的热温熵所以该相变过程为不可逆过程，即自发过程。3:时，反应的标准平衡常数与温度T的关系为(1)