华理物化上册练习题答案新

《物理化学》上学期练习题答案-1

第1章 物质的pVT关系和热性质

基本概念

1. (1) (3)。

2. (1)分子无体积；(2)分子间无相互作用。 3. 气。

4. 气液共存区的边界线；不稳定区的边界线。 Zc?以及对应状态原理。

5. a气体；b饱和气体；c气液共存；d饱和液体；e液体。 6. 不能，p?59.8MPa

7. 状态一定，状态函数的量值一定；状态函数量值的变化仅与系统的初终状态有关。对于一个均相系统，如果不考虑除压力以外的其他广义力，为了确定平衡态，除了系统中每一种物质的数量外，还需确定两个独立的状态函数。

8. (1) p?p外，(2) p?p外＝常数。

9. (1) 封闭系统；(2) 封闭系统，恒容过程，非体积功为零；(3) 封闭系统，恒压过程，非体积功为零。

10. 压力为0.1MPa下处于理想气体状态的气态纯物质。压力为0.1MPa下的液态和固态纯物质。压力为0.1MPa下浓度为1mol?dm?3或1mol?kg?1的理想稀溶液中的溶质。

11. 降低；＝。 12. ??pcVc?0.375，得到普遍化的范德华方程RTcnB?nB(0)?B。从数量上统一表达反应进行的程度。

13. < ， =。 14. ＝， <。 15. ＝， >。

16. (1)×； (2)×；(3)√。

17. 实验测定；经验半经验方法；理论方法。 18. 反应前后气体的物质的量之差。 计算题

pV?169.21?103?100?10?6??3??1. 解：n??mol?6.71?10mol RT???8.3145?(30?273.15)?m ? n1 M1 ? n2 M2 ? n y1 M1 ? n y2 M2 ? n ?y1 M1 ? (1-y1) M2? ? n ?y1 (M1- M2)?M2?

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《物理化学》上学期练习题答案-2

11?0.219??m??y1???M2?????46.01??0.836 ??3?n?M1?M2?6.71?10?30.01?46.012. 解：以“1”代表空气，以“2”代表H2O，

pV1?101.325?103?15.0?10?3?n1????mol?0.613mol

RT?8.3145??25?273.15??p2?py2?p?n1?n2n10.01982????101.325??kPa?3.174kPa

n1?n2?0.613?0.01982?0.613?0.01982?15.0dm3?15.5dm3

0.613n2V??V1?3. 解：以“1”代表NO，以“2”代表“Br2”，以“3”代表NOBr 开始时，p1(0) = 23.102kPa p2(0)?n2RT(m2/M2)RT(0.660/159.81)?8.3145?300??Pa?9.76kPa ?3VV1.055?10平衡时，

1?1?p?p1?p2?p3??p1(0)?p3???p2(0)?p3??p3?p1(0)?p2(0)?p3

2?2??p3?2?p1(0)?p2(0)?p??2(23.102?9.76?25.737)kPa?14.25kPa

p1?p1(0)?p3?(23.102?14.25)kPa?8.85k Pa p2?p2(0)?11p3?(9.76??14.25)kPa?2.64k Pa22RT?b， Vm,2?kVm,1 p4. 解： p?Vm?b??RT， Vm? 即

p1??RT?RTRTRTRTRT????， ?b?k??b?k?kbb(1?k)?k??k?????p2p1p1p2p1?p2??p1??b?p1?1RT????k??1?kp1?p?2?18.3145?(0?273.15)?101.325?3?1??0.011075???m?mol 31?0.01107510132.5?101.325?10?

? ?2.437?10?5m3?mol?1

4b?4Vm*?4??r3?NA

3 2

《物理化学》上学期练习题答案-3

?3b??r???16?N??A??1/3?3?2.437?10?5?????16??6.022?1023???1/3m?0.134?10?9m?0.134nm

5. 解：(1) I，液－固；II，气－液；III，气－固。1，固；2，液；3，气。

(2) 三相线，其压力为610.5 Pa，温度为273.16K。c点称临界点，其压力为22.04MPa，温度

??2p???p???0。 为647.15K，其数学特征：???0，?2???V??T??V?T(3)

纯水的状态图 水的相图

6. 解： 1mol H2O(l) 100℃ p?

?H 1mol H2O(g) 100℃, 50663Pa ?H1 1mol H2O(g) 100℃, 101325Pa ?H2 ?H??H1??H2??1?40.66?0?kJ?40.66kJ

?U??H???pV???H??p2V2?p1V1???H??nRT?0?

?40.66?1?8.3145??100?273.15??10?3kJ?37.56 k J（忽略液体体积）

W?0，Q??U?W??U?37.56kJ 7. 解： 3 C2H2 (g) 25℃，po ?H1 ?H C6H6 (g) 25℃，po ?H2 C6H6 (g) 1200℃，po ?? 3

《物理化学》上学期练习题答案-4

3C2H2?g??C6H6?g?

?H1??1?82.93?3?226.73?kJ??597.26kJ

?H2?1?191.52??1200?25??10-3kJ?225.04kJ ?

?H??H1??H2??372.22kJ

第2章 热力学定律和热力学基本方程

基本概念

1. 过程的方向和限度问题。

2. 热从低温物体传给高温物体而不产生其他变化是不可能的；从一个热源吸热，使之完全转化为功，而不产生其他变化是不可能的。

3. 不违背开尔文说法，因为理想气体的状态发生了变化。

-Qd?0 4. dS?T环5. ΔS==def?BA-QdR；系统混乱程度的度量。 T6. dS?0，孤立系统或绝热过程。 7. ＝

8. (1) 2；(2) W???CdVVAV?VBC?pV?，W???VBnRTVAVdV。

9. 1.15J?K?1；2.74J?K?1。 10. ＝， <， >。 11. (2)，(4)。

12. 证明：dU?TdS?pdV

??U???S????T???p ??V?T??V?T??S???p?由麦克斯韦关系式??????V?T??T??V和pV?nRT

nR??U???p??p?0 得???T???p?TV??V?T??T?V13. 理想气体恒温过程；恒压变温过程；可逆相变化；恒温过程；纯组分系统，

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《物理化学》上学期练习题答案-5

L?V，Vm(l)?0，气体为理想气体，?vapHm?C；纯组分系统的两相平衡。

14. 根据克-克方程

dp?相变Hm ?dTT?相变Vm由于H2O的Vm(l)?Vm(s)，而 C6H6的Vm(l)?Vm(s)

所以水的相图中液固平衡线的斜率是负值，而苯的相图中液固平衡线的斜率是正值。 15. 当温度趋于0K时，凝聚系统中恒温过程的熵变趋于零。

16. 当温度趋于0K，系统中所有处于内部平衡的状态之间，熵变趋于零。 17. 在积分的温度范围内无相变化。 18. 恒温，恒容，非体积功为零的封闭系统。 19. 恒温，恒压，非体积功为零的封闭系统。 计算题

1. 解：(1) W??nRTlnV2?40.00????2?8.3145?298.2?ln?J??4864J； V1?15.00??U?0； ?H?0。

?U?0；?H?0。(2) W??p外?V2?V1???101325??40.00?15.00??10J??2533J；

?3(3) W??p?V2?V1???nR?T2?T1???2?8.3145??795.2?298.2?J??8265J

325 ?H?nCp,m?T2?T1??2??8.3145??795.2?298.2?J?20.66kJ

22. 解：(1) 取He，O2为系统，经历恒容绝热过程。

?U?nCV,m?T2?T1??2??8.314?5?79.52?29.82?J?12.40 kJt?t1??n2CV,m,?t?t2??0 ?U??U1??U2?0， n1CV,m,?12 1?R(x?100)?0.5?R(x?0)?0，

解得 x = 54.55，即t = 54.55℃。

(2) 取He，O2为系统，经历恒压绝热过程。

3252?H??H1??H2?0，n1Cp,m,1?t?t1??n2Cp,m,2?t?t2??0

1?R(x?100)?0.5?R(x?0)?0，

解得 x = 58.82，即t = 58.82℃。

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