物化复习题

思考题

第一章

气体

一、填空题

1．理想气体微观模型必须具有的两个特征是 分子本身不占有体积，分子间无相互作用力 和 。

2．恒温条件下测定了一系列低压下的某气体 ， 值，则可在pVm-p图上用 法求取气体常数R的准确值。ｐ，Ｖｍ，外推 3．要使气体液化，一般需要 和 。温度低于临界温度，加压 4．在恒压下，为了将某容器中300K的气体赶出

1，需将容器（设容积不变）加热到 3 K．４５０

-3

5．在300.15K、200kPa下，测得Ne与Ar混合气体的密度为2.37kg·m。则混合气体中Ne的分压力为 kPa。104．74

6．在临界点处等温线的一阶、二阶偏导数 ，即均为零，０，０ ?p?2p)T? (2)T? (?Vm?Vm7．若不同的气体有两个对比状态参数彼此相当，则第三个对比状态参数 。大体上具有相同的值 8．对于一定量的组成不变的气体，则

?p?V?T ()T()p()V? －１ ?V?T?p?T)p= 。 ?V10．某实际气体在366.5K，2067kPa时临界温度Tc=385.0K, 临界压力ｐc=4123.9kPa。则该气体的对比温度Tr＝ ，对比压力ｐr＝ 。

11.当液体的蒸气压与外压相当时，液体就开始沸腾，此时的温度称为 ． 9．P/nR

10．0.952, 0.501 11．沸点

1．B 2．Ｃ ３．Ａ，Ｃ ４．Ｃ ５．Ｃ D 6．Ｂ 7．Ｂ 8．Ａ，Ｂ，Ｃ 9．Ａ，Ｂ １0．Ａ １1．Ｃ １2．Ｂ，Ｄ １3．Ｃ 二、选择题

１．对于实际气体，下列与理想气体相近的条件是（ ）。

A．高温高压 B.。高温低压 C。低温高压锅 D。低温低压 2．理想气体状态方程pV＝nRT包括了三个气体定律，它们是（ ）。 A．波义尔定律、盖-吕萨克定律和道尔顿定律 B．波义尔定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律

C．阿伏加德罗定律、盖-吕萨克定律和波义尔定律、 D．盖-吕萨克定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律 3．对于理想气体，下面不正确的是（ ）。 9．恒压下，物质的量恒定的某理想气体，其温度随体积的变化率(A.(?p)T?0 ?V?p)T?0 ?V4．在298.15Ｋ，Ａ、Ｂ两个抽空的容器中分别为100g和200g水。当达到气液平衡时，两个容器中的水蒸气压力分别为ｐA和ｐB，则有（ ）。

A.pApB C.pA=pB D.无法确定 ５．关于临界状态的描述，不正确的是（ ）。 Ａ.在临界状态气、液之间没有区别

Ｂ.临界点处等温线的一阶、二阶偏导数均为零

Ｃ.一般说来，物质的分子间引力愈大则对应有较低的临界温度 Ｄ.临界温度越低的物质，其气体越易液化

6．加压使实际气体液化，必要条件是气体要达到（ ）。 Ａ.波义耳温度之下 Ｂ。临界温度之下 Ｃ.温度低于沸点 Ｄ。临界温度之上 7．在一定Ｔ、ｐ下，某实际气体的Ｖｍ大于理想气体的Ｖｍ，则该气体的压缩因子Ｚ（ ）。 Ａ．＝１ Ｂ．＞１ Ｃ．＜１ Ｄ．无法确定 8．下面关于压缩因子Ｚ的阐述中，正确的是（ ）． Ａ．Ｚ主要用于对实际气体ｐ、Ｖ、Ｔ的计算 Ｂ．同一温度下，各种气体的Ｚ都随压力而变化

Ｃ．Ｚ＞１，气体不易压缩，而Ｚ＜１，气体易压缩 Ｄ．Ｚ＞１，气体不易液化，而Ｚ＜１，气体易液化

9．设ｉ为理想混合气体中的一个组分，下面正确的是（ ）．

pVnB.pIV=pVI=niRT A.i?i?i pVnC. (C.pIVI=niRT D.都正确

１0．真实气体在一定条件下，当分子间引力占主导地位时，其压缩因子（ ）． Ａ．小于1 Ｂ．大于１ Ｃ．等于１ Ｄ．不正确 １1．两种不同气体处于对应状态时，则它们（ ）相同．

Ａ．压力 Ｂ．温度计 Ｃ．压缩因子 Ｄ．pVm １2．混合理想气体的组分Ｂ，其物质的量ｎB为( ).

pVpVA.nB?总总 B.nB?B总 RTRTpVpVC. nB?BB D. nB?总B RTRT

１3．关于临界点的性质，下面描述不正确的是（ ）． Ａ．液相摩尔体积与气相摩尔体积相等 Ｂ．液相与气相之间不存在界面 Ｃ．气、液、固三相共存 Ｄ．气化热为零 ☆选择题答案

1．B 2．Ｃ ３．Ａ，Ｃ ４．Ｃ ５．Ｃ D 6．Ｂ 7．Ｂ 8．Ａ，Ｂ，Ｃ 9．Ａ，Ｂ １0．Ａ １1．Ｃ １2．Ｂ，Ｄ １3．Ｃ

?p)T?0 ?VD.pV=nRT B. (

（三）讨论习题

-33

1． 计算1molNH3算在温度为473K、体积为0.311×10m时的压力，其中NH3的Tc＝

5

405.5K，pc＝112.8×10Pa。分别用①理想气体状态方程；②压缩因子图。 解：

①理想气体状态方程

RT8.314?4736p??()Pa?12.6?10Pa?12.6MPa

Vm0.311?10?3②压缩因子图

Tc?405.5K，于是，Tr?T473??1.166 Tc405.5pVmprpcVmpr?(112.8?105)?(0.311?10?3)Z????0.892pr

RTRT8.314?473在压缩因子图上，作Z＝0.892pr的直线，它与Tr＝1.166的Z-pr曲线交点所对应的pr＝0.90

故 p?prpc?0.90?(112.8?105)Pa?10.2?106Pa?10.2MPa

2．使32ml的CH4、H2和N2的气体混合物与61ml的O2充分燃烧，残余气体的体积为34.5ml，其中24.1ml被烧碱溶液吸收，试确定混合气体中CH4、H2和N2的体积分数（所有体积都在相同室温和压力条件下测得的）。

解：CH4、H2与O2的反应式分别为： CH4(g)+2O2(g) ===== 2H2O(l)+CO2(g) 2H2(g)+2O2(g) ===== 2H2O(l)

设混合气体中各气体的体积为VCH4、VH2、VN2，由题意得：

VCH4?VH2?VN2?32ml VCH4?VCO2?24.1ml

VH4?VN2?7.9ml （1） 设过量氧气的体积为VO2，则有：

VN2?VO2?(34.5?24.1)ml?10.4ml （2）

从反应式看出，１体积CH4需消耗２体积O2，２体积H2要消耗１体积O2，所以

12VCH4?VH2?VO2?61ml

2 利用VCH4?VCO2?24.1ml，上式可化为：

1VH?VO2?(61?2?24.1)ml?12.8ml （3） 22将式（２）、式（３）联立，得：

1VH2?VN2?2.4ml （4） 2再将式（１）、式（４）联立，得：

3VH2?10.3ml 2最后得VH2?6.87ml VN2?1.03ml 原始混合气体分数为：

yCH4?yH2?yN4?24.1?100%?75.3% 326.87?100%?21.5% 321.03?100%?3.2% 32第二章 热力学第一定律

(一) 填空题

1. 在一绝热容器中盛有水，将一电阻丝浸入其中，接上电源一段时间（见下左图）当选择

不同系统时,讨论Q和W的值大于零、小于零还是等于零。 2. 1298K 系统 3. 任意 恒容 4. U、H、V、T、P ， Q、Q W ， T、p ， U、W H、V ?U 5. 等， 大 ，大， 小 ， 等 ， 小 6. ΔT、W、Q、ΔU、ΔH 7. < < 8. = < 系统 电源 = < < 电阻丝 < > > 水 > = > 电源+< = < 水+ 水+电阻= > > = = = 电阻丝 电阻丝 丝+电源 电源 电阻丝 水 电源+电水+ 电阻水+电阻阻丝 丝 丝+电源 Q W ?U 2. 298K时，反应CH3CHO(g) = CH4(g) + CO(g)的反应热 ?rHm0 = -16.74kJ?mol-1，若反应恒压的热容?rCp,m= 16.74 J?mol-1?K-1，则在温度为 ?rCp,m与温度无关）。

3. 对理想气体的纯PVT变化，公式dU=nCV,mdT适用于 过程；而真实气

体的纯PVT变化，公式dU=nCV,mdT适用于 过程。 4.

物理量Q、W、U、H、V、T、p属于状态函数的有 ；属于途径函数的有 。状态函数中属于强度性质

的 ；属于容量性质的有 。

时，反应热将为零。（设：

5.

已知反应 C(S)+O2?CO2 ?rHm 0＜0 若该反应在恒容、绝热条件下进行，则ΔU 于零、ΔT 于零、ΔH 于零；若该反应在恒容、恒温条件下进行,则ΔU 于零、ΔT 于零、ΔH 于零。（O2、CO2可按理想气体处理）

6. 理想气体向真空膨胀过程，下列变量ΔT、ΔV、ΔP、W、Q、ΔU、ΔH中等于零的 有： 。

7. 1mol理想气体从相同的始态(p1、T1、V1)，分别经过绝热可逆膨胀至终态(p2、T2、V2)和经

绝热不可逆膨胀至终态(p2、T2'、V2')则T2等于)。

T‘2，V2V2’(填大于、小于或

8. 某化学在恒压、绝热只做膨胀功的条件下进行，系统温度由T1升高至T2，则此过程ΔH 零，如果这一反应在恒温（T1）恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其ΔH 于零。

9．范德华气体在压力不太大时，有T(?Vm2a)p?Vm??b且定压摩尔热容为CP,m、则此?TRT气体的焦——汤系数μJ-T = ，此气体节流膨胀后ΔH 0。

10． 1mol单原子理想气体（CV,m=1.5R）经一不可逆变化，ΔH =831.4J，则温度变化为ΔT = ，内能变化为ΔU = 。

11. 已知298K时H20(l)、H20(g)和C02(g)的标准摩尔生成焓分别为-285.83、 –241.82和-393.51kJ?mol-1，那么C(石墨)、H2 (g)、02(g)、H20(l)、H20(g)和C02(g)的标准摩尔燃烧焓分别为 。

12.某理想气体反应 2A+B＝A2B，对nA:nB=2:1的混合气体在某温度下有4molA气体、 molB气体反应，生成 mol A2B气体，对应的反应进度?为 。 13．1mol理想气体经恒压加热温度升高1℃，则该过程的功为W= 。

14． 1mol理想气体经恒温膨胀、恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态，此过程气体吸热20.0Kj。则ΔU = ，ΔH = ，W = 。 9．?J?T?12a(?b) = Cp,mRT10．40．0K 498.8J

11．-393.51 KJ?mol-1、-285.83 KJ?mol-1、 0、0、-44.01 KJ?mol-1、0 12．2 2 2 13．-8.314J

14．0 0 -20.0kJ （二） 选择题

1、 某化学反应在恒容、绝热、无其它功的条件下进行，体系的温度由T1升至T2，此过程

系统内能的变化ΔU（ ）；若这一反应在恒温T1、恒容、无其它功的条件下进行，系统内能的变化ΔU（ A．大于零 C.小于零

）。

B.等于零

D.不能确定

解： W=ΔU=nCv,m(T2-T1), ΔH=nCp,m(T2-T1) 先求T2

n =1mol T1=300K P1=300KPa 由封闭系统，理想气体

n =1mol T2 P2=100KPa T2P2V21p1V21V21T1＝＝＝?T1PV3pV3V3T2111111212T2＝T1，T2＝T1＝173.2K33

3?8.314(173.2?300)}J=--1.581 kJ 25ΔH={?8.314(173.2?300)}J=--2.636 kJ

2ΔU={

?W??PdV

∵ TV＝常数， d(TV)=0

TdV=-VdT， dV??TdV=-VdT， dV??可逆VdT TVdT T

dT?nRdTTW?nR(T2?T1)??1.054kJ

?W?PVQ??U?W??0.527kJ

第三章 热力学第二定律

（一）、填空题

1、1mol理想气体在温度T下从10 dm-3做恒温可逆膨胀，若其熵变为5.76 J?K-1，则其终态的体积为

。

2、 1mol理想气体在298K和101.325 kPa下做恒温可逆压缩，若过程的?G为5966J，则其

末态压力为

。

3、 对于无相变、无化变、只做体积功的封闭系统，(零、小于零或等于零）。

?G)T的值 ?p （填：大于

4、 1mol范德华气体在等温下从体积V1膨胀到体积V2的?S =

。

5、 298K下，将两种理想气体分别取1mol进行恒温恒压的混合，则混合前后热力学性质

的变化情况为：?U

0，?S

0，?G

0。（填：>、= 或 <）。

6、 298K下，将两种理想气体分别取1dm3恒温混合成1dm3的混合气体，则混合前后热力

学性质的变化情况为：?U

0，?S

0，?G

0。（填：>、= 或 <）。

7、 268K及101.325 kPa下，1mol过冷液态苯凝固为固态苯，放热9874 J?mol-1，此时的熵

变化为-35.65 J?mol-1?K-1。若有2mol的苯发生这样的不可逆相变化，则系统的?G = 。

8、理想气体卡诺循环：

在T-S图上可表示为：

T/K

在T-H图上可表示为： T/K S/J?K-1 H/kJ 9、1mol理想气体从同一始态Ⅰ(p1, V1, T1)分别经绝热可逆和绝热向真空自由膨胀至相同的V2，其相应的终态为Ⅱ(p2, V2, T2) 及Ⅲ(p3, V2, T3)，则在两个终态间的关系是：T2 p2

10、323.15K时水的饱和蒸气压为13.33 kPa，若1mol 水在323.15K，13.33 kPa的条件下向真空蒸空蒸发为323.15K，13.33 kPa的水蒸气，则此过程的?U 0、?H 0、?S 0、?A 0、?G 0。（填>、= 或 <）

11、有1mol理想气体，始态温度为T1，体积为V1，经下述不同过程达到终态，终态体积均为2V1，则系统的熵变分别为：

（1）等温不可逆膨胀，?S （2）绝热等外压膨胀，?S （3）绝热可逆膨胀，?S

0； 0；

0。（填空：>、= 或 <）

p3，S2 S3。（填>、= 或 <）

T3，

.8/(T/K)。则A= ，12、水的饱和蒸气压与温度的关系为：ln(p/kPa)?A?4883水的摩尔蒸发焓Δ

vapH= ，250K时水的饱和蒸气压为： 。

填空题答案：

1. 20dm-3

2. 1.126?103 kPa

3. 大于零

4.RlnV2?bmol V1?b5. = > < 6.= = = 7. –639.6 J 8. T/K B A D C S/J?K-1 T/K A,B C,D H/kJ

9. < < < 10. > > > < =

11. > > = 12．17.71 40.60 kJ?mol-1 （二）、选择题：

1. 隔离系统内发生的可逆变化过程：

A．?S = 0，?S(环) = 0 C．?S = 0，?S(环) > 0

（ ）

B．?S > 0，?S(环) = 0 D．?S > 0，?S(环) > 0

（ ）

2. 实际气体经一不可逆循环：

A．?S = 0，?U> 0 C．?S = 0，? U = 0

B．?S > 0，?U>0

D．?S> 0， ?U= 0

（ ）

3. 理想气体向真空膨胀时：

A．?U = 0，?S = 0，?G = 0 C．?U < 0，?S < 0，?G < 0

1. A 2. C

3. D

4. A

B．?U > 0，?S > 0，?G > 0 D．?U = 0，?S > 0，?G < 0

6. C

7. C

8. C

5. B

9.C 10.C 11. D 12. B 13. A 14．B 15.C

4. 对于单组分系统，温度一定时，下列图形正确的是： （ ）

G/[G]gG/[G]llgG/[G]glG/[G]lgp/Pap/Pap/Pap/Pa A． B． C． D．

5. 1mol理想气体经过一个恒温可逆压缩过程，则该过程：

A．?G>?A

B．?G=?A

C．?G

（ ）

D．无法比较

6. 某系统经任一循环过程，系统与环境所交换的热与温度的关系可表示为：（

A．

）

??QT?0 B．??QT?0不可 C．??QT?0不可 D．

Q1?Q2?1 Q107．在298K时已知气相反应2CO?O2?为-514.2kJ·mol-1，则发生??2CO2的?rGm1mol 反应的?A0：

（ ）

A．?A0= -514.2 kJ?mol-1 B．?A0= 0

C．?A0> -514.2 kJ?mol-1

D．?A0< -514.2 kJ?mol-1

8．欲使一过程的?G= 0，应满足的条件是：

（ ）

A．可逆绝热过程

B．恒容绝热且只作膨胀功的过程 C．恒温恒压且只作膨胀功的可逆过程 D．恒温恒容且只作膨胀功的可逆过程

9．在恒温恒压不作非体积功的情况下，下列哪个过程肯定可以自发进行？（ ）A．?H>0，且?S>0 B．?H>0，且?S<0 C．?H<0，且?S>0

D．?H<0，且?S<0

10．下列说法中，哪一种是不正确的？

（ ）A．隔离物系中的熵永不减少 B．在绝热过程中物系的熵决不会减少 C．物系处于平衡态时熵值最大 D．任何热力学过程不可能出现?S总<0

11．在实际气体绝热可逆膨胀过程中： （ ）

A．?S>0

B．?S<0 C．?U>0

D．?U <0

12．理想气体经一个不可逆循环过程，则： （ ）

A．?S(系) > 0 B．?S(环) > 0 C．?S(系) <0

D．?S(环) <0

13．气体CO与O2在一坚固的绝热箱内发生化学反应，系统的温度升高，该过程：（ A．?U = 0，

B．?H = 0 C．?S = 0

D．?G = 0

14．对于封闭系统纯PVT变化过程，(?A?V)T的值： （ ） A．大于零，

B．小于零 C．等于零 D．正负不定

15．在101.325kP下，-10℃时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程中：（ ）

A． ?S = 0，?G = 0

B． ?S > 0，?G< 0 C． ?S < 0，?G < 0 D． ?S > 0，?G > 0

）（三）讨论习题

1．1mol理想气体连续经历下列过程： （1）由100kPa、25℃等容加热到100℃； （2）绝热向真空膨胀至体到增大一倍； （3）恒压冷却到温度为25℃。

求总过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG。 解：三个过程用框图表示如下：

T2=373.15K T1=298.15K P2 p1=100kPa V2= V1 V1 （1）是恒容过程，所以 T3=373.15K P3 V3=2 V1 T4=298.15K P4= P3 V4 p1T1?p2T2p2?T2373.15p1??100KPa?125.16kPa T1298.15p2V2V?p21?62.58kPa V32V1（2）理想气体向真空膨胀温度不变，所以

p2V2?p3V2?p3?（3）恒压过程：

p4?p3?62.58kPa T4?T1 ?U??H?0

?S??nRlnP462.58??1?8.34lnJ?K?1?3.90JK?1?3.90J P1100?A??U?T?S??T?S??298.15?3.90J??1162J

?G??H?T?S??A??1162J

W?W1?W2?W3

W1?0,W2?0,W3??P3(V4?V3)??nR(T4?T3)

W?W3??nR(T4?T3)??1?8.314(298.15?373.115)J?623.55J

Q??U?W??W??623.55J

2．在90℃、101.325kPa下，1mol过饱和水蒸汽凝结为同温同压下的水，求此过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA及ΔG。已知水的CP,m(l)?73.31J?mol?K?1?1，

CP,m(g)?(30.0?107?10?2T/K)J?mol?1?K?1，水在正常沸点的摩尔蒸发热为

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