物理化学第一章课后题答案

习题解答

第一章

1． 1mol理想气体依次经过下列过程：(1)恒容下从25℃升温至100℃，(2)绝热自由膨胀至二

倍体积，(3)恒压下冷却至25℃。试计算整个过程的Q、W、?U及?H。 解：将三个过程中Q、?U及W的变化值列表如下：

过程 (1) (2)

Q

?U W

0 0

CV,m(T1末?T1初) CV,m(T1末?T1初)

0

0

（3） Cp,m(T3末?T3初) Cv,m(T3末?T3初) p(V3末?V3初)

则对整个过程:

T1初?T3末＝298.15K T1末?T3初?373.15K

Q＝nCv,m(T1末－T1初)+0+nCp,m(T3末－T3初)

＝nR(T3末?T3初）

＝[1×8.314×(-75)]J＝-623.55J

?U＝nCv,m(T1末－T1初)+0+nCv,m(T3末－T3初)＝0

W＝-p(V3末?V3初)＝-nR(T3末?T3初）

＝-[1×8.314×(-75)]J＝623.55J

因为体系的温度没有改变，所以?H＝0

2． 0.1mol单原子理想气体，始态为400K、101.325kPa，经下列两途径到达相同的终态：

(1) 恒温可逆膨胀到10dm3，再恒容升温至610K； (2) 绝

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物理化学

上册

第五版

天津大学物理化学教研室编

主讲教师陈平

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参考书目1、傅献彩，沈文霞等编，物理化学(上下册),高等教育出版社 2、李文斌主编，物理化学解题指南；物理化学例题和习题，天津大学出版社 3、王文清，高宏成等编，物理化学习题精解(上下册),科学出版社 4、朱文涛编著，物理化学中的公式与概念，清华大学出版社 5、范崇正，杭瑚等编，物理化学-概念辨析、解题方法，中国科学技术大学出版社

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绪

论

0.1物理化学的目的和内容什么是物理化学从研究化学现象和物理现象之间的相互联系入手，从而探求化学变化中具有普遍性的基本规律。在实验方法上主要采用物理学中的方法。

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南大傅献彩教授：物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手，来探求化学变化及相关的物理变化基本规律的一门科学。

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中国大百科全书，唐有祺教授：以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系的特殊规律的学科。

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自然科学学科发展战略调研报告物理化学是研究化学学科中的原理和方法，研究化学体系行为最一般规律和理论的学科，是化学的理论基础。

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物理化学的目的为了解决生产实际和科学实验中向化学提出

第一章 热力学第一定律

一、 填空题

1、一定温度、压力下，在容器中进行如下反应：

Zn(s)+2HCl(aq)= ZnCl2(aq)+H2(g)

若按质量守恒定律，则反应系统为 系统；若将系统与环境的分界面设在容器中液体的表面上，则反应系统为 系统。

2、所谓状态是指系统所有性质的 。而平衡态则是指系统的状态 的情况。系统处于平衡态的四个条件分别是系统内必须达到 平衡、 平衡、 平衡和 平衡。

3、下列各公式的适用条件分别为：U=f(T)和H=f(T)适用于 ；Qv=△U适用于 ；Qp=△H适用于 ； △U=?nCv,mdT适用于 ；

T2T1△H=?nCP,mdT适用于

第一章 热力学第一定律

一、 填空题

1、一定温度、压力下，在容器中进行如下反应：

Zn(s)+2HCl(aq)= ZnCl2(aq)+H2(g)

若按质量守恒定律，则反应系统为 系统；若将系统与环境的分界面设在容器中液体的表面上，则反应系统为 系统。

2、所谓状态是指系统所有性质的 。而平衡态则是指系统的状态 的情况。系统处于平衡态的四个条件分别是系统内必须达到 平衡、 平衡、 平衡和 平衡。

3、下列各公式的适用条件分别为：U=f(T)和H=f(T)适用于 ；Qv=△U适用于 ；Qp=△H适用于 ； △U=?nCv,mdT适用于 ；

T2T1△H=?nCP,mdT适用于

物理化学第一章模拟试卷B

班级 姓名 分数

一、选择题 ( 共13题 26分 ) 1. 2 分

标准离子生成焓取H+的摩尔生成焓为零,即 ΔfHm(H+,∞,aq)=0。在此规定下,H2的

摩尔生成焓ΔfHm(H2,g)为何值? ( ) (A) 为零 (B) 大于零 (C) 小于零 (D) 不定

2. 2 分

已知有下列一组公式可用于理想气体绝热过程功的计算： (1) W=CV (T1-T2)

第一章练习题

一、单选题

1. 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（ C）

A、 波义尔定律、盖－吕萨克定律和分压定律

B、 波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律 C、 阿伏加德罗定律、盖－吕萨克定律和波义尔定律 D、 分压定律、分体积定律和波义尔定律

2、在温度、容积恒定的容器中,含有A和B两种理想气体，这时A的分压是PA，分体积是VA。若在容器中再加入一定量的理想气体C，问PA和VA的变化为：（C）

A 、 PA和VA都变大 B 、 PA和VA都变小

C PA不变，VA 变小 D 、 PA变小，VA 不变 3、 在温度T、容积V都 恒定的容器中，含有A和B两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为nA PA VA和nB PB VB ,容器中的总压为P 。试判断下列公式中哪个是正确的（ A ）

A、PAV= nART B 、PAV= (nA+ nB )RT C、PAVA= nART D、PBVB= nBRT

第一章 热力学基础知识

习题

1-1.在压强为1atm、温度为0℃条件下，把空气视为分子量为29的相同分子组成的气体，分子的有效直径d = 3.7×10?10m。请你估算.：（a）一个一般房间的空气分子数目；(b) 单位时间内碰撞单位墙壁面的空气分子数； (c) 空气分子的平均速率；(d) 空气分子的碰撞频率；(e) 空气分子的平均自由程。

解：假设一般房间体积为150m2（此处面积之类的可自己自行设定）

PVV1.01325?105?15027（a）N? ???4?10?23kTV01.38?10?273.15N4?1027?2.7?1025 （b）n??V150??11nv??2.7?1025?485?2.17?1027 66113PV3P113P1270或者??nv?NA()2?2.17?10(利用公式v?()2?()2)

?nm66?V0（c）v?3RT3?8.31?273??485ms ?3Mm29?10225?102（d）Z?2nv?d?2?2.7?10?3.14??3.7?10（e）??v?6.13?10?8m Z??485?7.9?109

相似题型： 一封闭容器内贮有水和饱和蒸汽，水的温度为100℃，压

强为1.0 atm，已

第一章练习题

一、单选题

1. 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（ C）

A、 波义尔定律、盖－吕萨克定律和分压定律

B、 波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律 C、 阿伏加德罗定律、盖－吕萨克定律和波义尔定律 D、 分压定律、分体积定律和波义尔定律

2、在温度、容积恒定的容器中,含有A和B两种理想气体，这时A的分压是PA，分体积是VA。若在容器中再加入一定量的理想气体C，问PA和VA的变化为：（C）

A 、 PA和VA都变大 B 、 PA和VA都变小

C PA不变，VA 变小 D 、 PA变小，VA 不变 3、 在温度T、容积V都 恒定的容器中，含有A和B两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为nA PA VA和nB PB VB ,容器中的总压为P 。试判断下列公式中哪个是正确的（ A ）

A、PAV= nART B 、PAV= (nA+ nB )RT C、PAVA= nART D、PBVB= nBRT

第一章 化学热力学基础

1.1 本章学习要求

1. 掌握化学热力学的基本概念和基本公式 2. 复习热化学内容；掌握Kirchhoff公式 3. 掌握熵变的计算；了解熵的统计意义 1.2内容概要

1.2.1热力学基本概念 1. 体系和环境

体系（system）:热力学中，将研究的对象称为体系。热力学体系是大量微观粒子构成的宏观体系。

环境（surroundings）：体系之外与体系密切相关的周围部分称作环境。体系与环境之间可以有明显的界面，也可以是想象的界面。

①敞开体系（open system）：体系与环境间既可有物质交换，又可有能量交换。 ②封闭体系（closed system）：体系与环境间只有能量交换，没有物质交换。体系中物质的量守恒。

③孤立体系（isolated system）：体系与环境间既无物质交换，又无能量交换。 2. 体系的性质（property of system）

用来描述体系状态的宏观物理量称为体系的性质（system properties）。如T、V、p、U、H、S、G、F等等。

①广度性质（extensive properties）：体系这种性质的数值与体系物质含量成正比，具有加和性。

②强度性质（i

第十一章 化学动力学

3． 某一级反应，反应进行10 min后，反应物反应掉30%。问反应掉50%需多少时间？

解：根据一级反应速率方程的积分式

答：反应掉50%需时19.4 min。 6． 偶氮甲烷分解反应

为一级反应。287 oC时，一密闭容器中kPa，1000 s后总压为22.732 kPa，求

。

初始压力为21.332

解：设在t时刻的分压为p，

1000 s后

的气相反应，可以用分压表示组成：

，对密闭容器中

8． 某一级反应，初始速率为。求

和初始浓度

。

，1 h后速率为

解：一级反应的速率方程

11．某二级反应

后反应掉25 %，求 。

，两种反应物的初始浓度皆为，经10 min

解：由于A和B的计量系数和初始浓度相同，因此在反应过程中，

令，由速率方程的积分式的

18 在一定条件下，反应H2(g)?Br2(g)?2HBr(g)符合速率方程的一般形式，即在某温度下，当cH?cBr?0.1mol?dm?3及cH?cBr?2mol?dm?3时，反应速率

2222为v，其他不同浓度时的速率如下表所示。

cH2(mol?dm?3) cBr2(mol?dm?3) cHBr(0.1mol?dm?3