物理化学解题指导南京大学编

南京大学物理化学模拟题及答案

第一章 气体的PVT性质

选择题

1. 理想气体模型的基本特征是

(A) 分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中 (B) 各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等

(C) 所有分子都可看作一个质点, 并且它们具有相等的能量 (D) 分子间无作用力, 分子本身无体积 答案：D

2. 关于物质临界状态的下列描述中, 不正确的是

(A) 在临界状态, 液体和蒸气的密度相同, 液体与气体无区别 (B) 每种气体物质都有一组特定的临界参数

C）在以ｐ、Ｖ为坐标的等温线上, 临界点对应的压力就是临界压力 (D) 临界温度越低的物质, 其气体越易液化 答案：D

3. 对于实际气体, 下面的陈述中正确的是 (A) 不是任何实际气体都能在一定条件下液化

(B) 处于相同对比状态的各种气体,不一定有相同的压缩因子

(C) 对于实际气体, 范德华方程应用最广, 并不是因为它比其它状态方程更精确 (D) 临界温度越高的实际气体越不易液化 答案：C

4. 理想气体状态方程pV=nRT表明了气体的p、V、T、n、这几个参数之间的定量关系，与气体种类无关。该方程实际上包括了三个气体定律，这三个气体定律是

第二章 热力学第二定律

第一部分 内容提要 热力学第二定律

大量事实说明，符合热力学第一定律的过程未必都能发生。如果不能发生，为什么？如果能发生，其方向和限度如何？这是热力学第二定律讨论的中心。一切自发过程都有确定的方向和限度，且为不可逆过程。各种热力学过程的不可逆性，彼此密切相关。因此，在各种不同的热力学过程之间，建立起一个统一的，普遍适用的判断方向和限度的共同准则是可行的。

在热力学的研究史上，人们是从研究热功转换的不可逆性入手，深入地了解到功变为热及热变功这两个方向的不等价性，找到了热转化为功的限度。此后，利用各种热力学过程不可逆性的相关性，建立了普遍适用的判据。这就是热力学第二定律。

利用状态函数熵S，亥姆霍兹函数A和吉布斯函数（自由能）G的改变量判断过程的方向和限度。

热力学第二定律经典表述有Clausius说法：热不可能自动地从低温物体传到高温物体，揭示了热量传递的不可逆性；Kelvin说法：不可能从单一热源取热，使之完全转变为功而不发生其它变化。揭示了热功交换的不可逆性。

卡诺定理

热力学第二定律证明，所有工作于同温热源与同温冷源之间的热机，其效率都不可能超过可逆机，这便是卡诺定理。由卡诺定理可得到一个重要推论：所有工作于同

第二章 热力学第二定律

第一部分 内容提要 热力学第二定律

大量事实说明，符合热力学第一定律的过程未必都能发生。如果不能发生，为什么？如果能发生，其方向和限度如何？这是热力学第二定律讨论的中心。一切自发过程都有确定的方向和限度，且为不可逆过程。各种热力学过程的不可逆性，彼此密切相关。因此，在各种不同的热力学过程之间，建立起一个统一的，普遍适用的判断方向和限度的共同准则是可行的。

在热力学的研究史上，人们是从研究热功转换的不可逆性入手，深入地了解到功变为热及热变功这两个方向的不等价性，找到了热转化为功的限度。此后，利用各种热力学过程不可逆性的相关性，建立了普遍适用的判据。这就是热力学第二定律。

利用状态函数熵S，亥姆霍兹函数A和吉布斯函数（自由能）G的改变量判断过程的方向和限度。

热力学第二定律经典表述有Clausius说法：热不可能自动地从低温物体传到高温物体，揭示了热量传递的不可逆性；Kelvin说法：不可能从单一热源取热，使之完全转变为功而不发生其它变化。揭示了热功交换的不可逆性。

卡诺定理

热力学第二定律证明，所有工作于同温热源与同温冷源之间的热机，其效率都不可能超过可逆机，这便是卡诺定理。由卡诺定理可得到一个重要推论：所有工作于同

第一章 热力学第一定律及其应用

物化试卷（一）

1．物质的量为n的纯理想气体，该气体在如下的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有定值。 ( )

(A) p (B) V (C) T,U (D) T, p 2. 下述说法哪一个正确? ( )

(A) 热是体系中微观粒子平均平动能的量度 (B) 温度是体系所储存热量的量度

(C) 温度是体系中微观粒子平均能量的量度 (D) 温度是体系中微观粒子平均平动能的量度 3. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将： ( )

(A)不变 (B)升高 (C)降低 (D)无法判定

4. 1 mol 373 K，标准压力下的水经下列两个不同过程变成373 K，标准压力下的水气， (1) 等温等压可逆蒸发， (2) 真空蒸发 这两个过程中功和热的关系为： ( ) (A) |W1|> |W2| Q1> Q2 (B)|W1|< |W2| Q1< Q2 (C) |W1|= |W2| Q1= Q2 (D)|W1|> |W2| Q1< Q2

5. 恒

第一章 热力学第一定律及其应用

物化试卷（一）

1．物质的量为n的纯理想气体，该气体在如下的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有定值。 ( )

(A) p (B) V (C) T,U (D) T, p 2. 下述说法哪一个正确? ( )

(A) 热是体系中微观粒子平均平动能的量度 (B) 温度是体系所储存热量的量度

(C) 温度是体系中微观粒子平均能量的量度 (D) 温度是体系中微观粒子平均平动能的量度 3. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将： ( )

(A)不变 (B)升高 (C)降低 (D)无法判定

4. 1 mol 373 K，标准压力下的水经下列两个不同过程变成373 K，标准压力下的水气， (1) 等温等压可逆蒸发， (2) 真空蒸发 这两个过程中功和热的关系为： ( ) (A) |W1|> |W2| Q1> Q2 (B)|W1|< |W2| Q1< Q2 (C) |W1|= |W2| Q1= Q2 (D)|W1|> |W2| Q1< Q2

5. 恒

第一章 热力学第一定律及其应用

物化试卷（一）

1．物质的量为n的纯理想气体，该气体在如下的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有定值。 ( )

(A) p (B) V (C) T,U (D) T, p 2. 下述说法哪一个正确? ( )

(A) 热是体系中微观粒子平均平动能的量度 (B) 温度是体系所储存热量的量度

(C) 温度是体系中微观粒子平均能量的量度 (D) 温度是体系中微观粒子平均平动能的量度 3. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将： ( )

(A)不变 (B)升高 (C)降低 (D)无法判定

4. 1 mol 373 K，标准压力下的水经下列两个不同过程变成373 K，标准压力下的水气， (1) 等温等压可逆蒸发， (2) 真空蒸发 这两个过程中功和热的关系为： ( ) (A) |W1|> |W2| Q1> Q2 (B)|W1|< |W2| Q1< Q2 (C) |W1|= |W2| Q1= Q2 (D)|W1|> |W2| Q1< Q2

5. 恒

第一章 热力学第一定律及其应用

物化试卷（一）

1．物质的量为n的纯理想气体，该气体在如下的哪一组物理量确定之后，其它状态函数方有定值。 ( )

(A) p (B) V (C) T,U (D) T, p 2. 下述说法哪一个正确? ( )

(A) 热是体系中微观粒子平均平动能的量度 (B) 温度是体系所储存热量的量度

(C) 温度是体系中微观粒子平均能量的量度 (D) 温度是体系中微观粒子平均平动能的量度 3. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将： ( )

(A)不变 (B)升高 (C)降低 (D)无法判定

4. 1 mol 373 K，标准压力下的水经下列两个不同过程变成373 K，标准压力下的水气， (1) 等温等压可逆蒸发， (2) 真空蒸发 这两个过程中功和热的关系为： ( ) (A) |W1|> |W2| Q1> Q2 (B)|W1|< |W2| Q1< Q2 (C) |W1|= |W2| Q1= Q2 (D)|W1|> |W2| Q1< Q2

5. 恒

第十章 化学动力学基础（一）

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1. 298 K时N2O5(g)分解反应半衰期t1/2为5.7 h,此值与N2O5的起始浓度无关,试求:

(1) 该反应的速率常数. (2) 作用完成90%时所须的时间.

2. 某人工放射性元素放出α粒子,半衰期为15 min ,试问该试样有80%分解,需时若干?

3. 把一定量的PH3(g)迅速引入温度为950 K的已抽空的容器中,待反应物达到该温度时开始计时(此时已有部分分解),测得实验数据如下: t/s 0 58 108 ∞ P/kPa 35.00 36.34 36.68 36.85 已知反应 4pH3(g)

P4(g) + 6H2(g) 为一级反应,求该反应的速率常数k值

(设在t=∞ 时反应基本完成)

4. 在某化学反应中随时检测物质A的含量,1小时后,发现A已作用了75%,试问

2小时后A还剩余多少没有作用?若该反应对A 来说是: (1) 一级反应. (2) 二级反应(设A与另一反应物B起始浓度相同) (3) 零级反应(求A作用完所用时间)

5. 在298 K时, NaOH与CH3COOCH3皂化作用的速率常数k2与NaOH与CH3COOC2H

第一章 气体 一．基本要求

1．了解低压下气体的几个经验定律；

2．掌握理想气体的微观模型，能熟练使用理想气体的状态方程；

3．掌握理想气体混合物组成的几种表示方法，注意Dalton分压定律和Amagat分体积定律的使用前提；

4．了解真实气体p?Vm图的一般形状，了解临界状态的特点及超临界流体的应用；

5．了解van der Waals气体方程中两个修正项的意义，并能作简单计算。 二．把握学习要点的建议

本章是为今后用到气体时作铺垫的，几个经验定律在先行课中已有介绍，这里仅是复习一下而已。重要的是要理解理想气体的微观模型，掌握理想气体的状态方程。因为了解了理想气体的微观模型，就可以知道在什么情况下，可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。通过例题和习题，能熟练地使用理想气体的状态方程，掌握p,V,T和物质的量n几个物理量之间的运算。物理量的运算既要进行数字运算，也要进行单位运算，一开始就要规范解题方法，为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。

掌握Dalton分压定律和Amagat分体积定律的使用前提，以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。

在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时，要认真听讲，注

第一章 气体

2．将温度为300 K，压力为1800 kPa的钢瓶中的氮气，放一部分到体积为20 dm3的贮气瓶中，使贮气瓶压力在300 K时为100 kPa，这时原来钢瓶中的压力降为1600kPa（假设温度未变）。试求原钢瓶的体积。仍假设气体可作为理想气体处理。

解： 设钢瓶的体积为V，原有的气体的物质的量为n1，剩余气体的物质的量为n2，放入贮气瓶中的气体物质的量为n。根据理想气体的状态方程，

pV?n1RTp2V?n2RT 1n?n1?n2?p1Vp2VV??(p1?p2) RTRTRTp3V3100 kPa?20?10?3 m3n???0.80 mol ?1?1RT8.314 J?mol?K?300 KV?nRT p1?p20.80 mol?8.314 J?mol?1?K?1?300 K??9.98 dm3

(1 800?1 600) kPa

5．有氮气和甲烷（均为气体）的气体混合物100 g，已知含氮气的质量分数为0.31。在420 K和一定压力下，混合气体的体积为9.95 dm3。求混合气体的总压力和各组分的分压。假定混合气体遵守Dalton分压定律。已知氮气和甲烷的摩尔质量分别为28 g?mol?1和16 g?mol?1。