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物理化学例子
热力学第一定律
1、在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有：
C
A.W=0,Q<0,/U<0
B.W<0,Q<0,/U>0
C.W<（>）0,Q>0,/U>0
D.W<0,Q=0,/U>0
2、下述说法中,哪一种正确？
第一定律说明,封闭体系的D
（A）吸热Q是状态函数（B）对外做功W是状态函数
（C）Q+W是状态函数（D）热力学能U是状态函数
3、下列叙述中,不具可逆过程特征的是（C）
A.过程的每一步都接近平衡态,故进行得无限缓慢
B.沿原途径反向进行时,每一小步系统与环境均能复原
C.过程的初态与终态必定相同
D.过程中，若做功则做最大功，若耗功则耗最小功
4、在293K时,1mol理气等温膨胀至体积增加一倍,则所做的最大功为
（B）
A.733JB.1690JC-733JD.-1690J
W=nRTln2
5、下列表示式中正确的是（A）
A.恒压过程△H=AU+pAVB.恒压过程△H=0
C.恒压过程AH=AU+VApD.恒容过程AH=0
6、苯在一个刚性的绝热容器中燃烧,则：
B
C6H6（I）+（15/2）02—（g）6CO2+3H2O（g）
（A）AU=0,AH<0,Q=0
（B）AU=0,AH>0,W=0
（C）AU=0,AH=0,Q=0
（D）AUm0,AHm0,Q=0
7、关于等压摩尔热容和等容摩尔热容，下面的说法中不正确的是（B）
A.Cp,m与Cv,m不相等，因等压过程比等容过程系统多作体积功
B.Cp,m-Cv,m=R既适用于理想气体体系，也适用于实际气体体系
C.Cv,m=3/2R适用于单原子理想气体混合
D.在可逆相变中Cp,m和Cv,m都为无限大
8、对于理想气体，用等压热容Cp计算△H的适用范围为（C）
A.只适用于无相变，无化学变化的等压变温过程
B.只适用于无相变，无化学变化的等容变温过程
C.适用于无相变，无化学变化的任意过程
D.以上答案均不正确
9、0.01m3氧气由273K,1MPa经过
（1）绝热可逆膨胀⑵对抗外压p=0.1MPa做
绝热不可逆膨胀，气体最后压力均为O.IMPa,求两种情况所做的功。
（氧气的Cp,m=29.36J•K-1•mol-1）
解：
（1）绝热可逆膨胀12070J
（2）绝热不可逆膨胀6452J
10、下述哪一种说法正确：
（C）
A.理想气体的焦耳-汤姆逊系数卩不一定为零
B.非理想气体的焦耳-汤姆逊系数卩一定不为零
C.理想气体不能用作电冰箱的工作介质
D.使非理想气体的焦耳-汤姆逊系数卩为零的p,T值只有一组
热力学第二定律、第三定律
1、
设在0c时，用一隔板将容器分割成两部分，分别装
0.2mol101325Pa
的
O2和0.8mol
101325Pa的N2，抽去隔板后，
混合气体混合熵为
（
B）
A2.676J
B4.160J
C
1.484JD
-2.676J
2、270K、101.3kPa时，1mol水凝结成冰，对该过程来说，下面关系正确
的是（B）
A△S体系+△S环境＞0B△S体系+△S环境＞0
C△S体系+△S环境=0D△S体系+△S环境＜0
3、熵是混乱度（热力学微观状态数或热力学几率）的量度，下列结论中不正确的是：
（C）
（A）同一种物质的压力越大熵值越大；
（B）同种物质温度越高熵值越大；
（C）分子内含原子数越多熵值越大；
（D）0K时任何纯物质的熵值都等于零。
4、在标准压力下，90C的液态水气化为90C的水蒸汽，体系的熵变为：
（A）
（A）△S体〉0（B）△S体v0
（C）△S体=0（D）难以确定
5、热力学第三定律可以表示为：
（B）
（A）在0K时，任何晶体的熵等于零
（B）在0K时，任何完整晶体的熵等于零
（C）在0C时，任何晶体的熵等于零
（D）在0C时，任何完整晶体的熵等于零
6在—10C和101325Pa下，1mol过冷水结成冰，则（D）
A.△S（系）＞0、△S（环）＞0、△S（总）＞0
B.△S（系）＜0、△S（环）＜0、△S（总）＜0
C.△S（系）＜0、△S（环）＞0、△S（总）＜0
D.△S（系）＜0、△S（环）＞0、△S（总）＞07、理想气体从状态A等温膨胀到状态B,可用哪个状态函数的变化来判断过程
的自发（B）
A.△UB.△SC.△AD.△G
8、在一定温度和压强下，有如下四个反应:
⑶H2（g）+1/2O2（g）二H20（g）;△S（3）炽
⑷Zn+H2SO4=ZnSO4+H2;△SW谕
其中正确的熵变符号是（C）
A.△S
（1）>0、△S
（2）>0B.△S
（2）<0、△S（3）>0
C.△S（3）<0、△S（4）>0D.△S
（1）<0、△S（4）<0
9、下列过程中当温度升高时△G增加的是（A）
A.MgC03（S）—MgO（S）+CO2（g）B.NH3（g）+HCI（g）—NH4CI（s）
C.NaOH（S）溶于水D.N2（g）与O2（g）的混合
10、1mol理想气体从300K,1X106Pa绝热向真空膨胀至1X105Pa,则该过程
（D）
A.△S>0△G>AAB.△S<0△GC.AS=0、AG^AAD.AA<0AG^AA
11、373K,101.3kPa的水向真空膨胀变为373K,101.3kPa的水蒸气，则
（D）
A.AS=0B.AU=0C.AH=0D.AG=0
12、2mol氦气（理想气体），始态为T1=273K,p1=3.04X105Pa,指定终态p2=2.03X105Pa,体积为V2,计算下列情况下的V2,Q,T2,WAU,AH,AS,AS,AG
（1）恒温反抗外压为2.03X105Pa；⑵恒温可逆过程
13、计算1摩尔过冷苯（液）在268.2K,101325Pa时凝固过程的AS及AG
已知268.2K时固态苯和液态苯的饱和蒸气压分别为2280Pa和2675Pa,268K时
苯的熔化热分9860J•mol-1。
解：
AS=-35.44J/KAG=-356.4J
14、下列各公式的适用条件分别是：
对亥氏函数判据公式△A<0,是（等温等
容、非体积功为零）。
对吉氏函数判据公式厶G<0是（等温等压非体积功为
零）。
对热力学基本方程式,女口dG=-SdT+Vdp等,是（封闭系统、非体积功为
零、可逆过程）
化学平衡
1、已知反应C（s）+O2（g）=CO2（g）的平衡常数为K1；CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）的平衡常数为K2;
2C（s）+O2（g）=2CO（g）的平衡常数为K3;
则K3与K1
K2的关系为。
2、对于气相反应，当体系总压力p变化时：
（）
（A）对KOf无影响（B）对Kr无影响
（C）对KpO无影响（D）对KfO,Kr,KpO均无影响
3、对于反应MgCO3菱镁矿）=MgO方镁石）+CO2（g）,
（1）计算298K时的△rHm,△rSm和厶rGm值；
（2）计算298K时MgCO3勺解离压力；
（3）设在25C时地表CO2的分解压力为P（CO2）=32.04Pa,
问此时的MgCO3能否自动分解为MgO和CO2
已知298K时的数据如下：
MgCO3（s）MgO（s）CO2（g）
△fHm/kJmol-1-1112.9-601.83-393.5
（1）△rHm=△rHm（MgO）+△rHm（CO2）-△rHm（MgCO3）
=117.57kJ•mol-1
△rSm=Sm（MgO）+Sm（CO2）-Sm（MgCO3）=174.9J・K1•mol-1
△rGm=^rHm-TArSm=117.57kJ•mo-1-298Kx174.J・K-1•mol-1
=65.45kJ•mol-1
（2）KpT=p（CO2）/pT=exp（-△rGm/RT）=3.37x10-12
p（CO2）=3.37x10-12x100000Pa=3.37x10-7Pa
⑶32.04Pa>3.4x10-7Pa故知MgCO不能自动分解。
4、298K时，水的饱和蒸气压为3.168kPa，此时液态水的标准摩尔生成Gibbs自由能为-237.19kJmol-1，则水蒸气的标准摩尔生成Gibbs自由能为。
5、放热反应2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）达平衡后，若分别采取：
①增加压力；②减少NO2的分压；③增加O2的分压；④升高温度；
⑤加入催化剂；能使平衡向产物方向移动的是：
（A）①、②、③（B）②、③、④
（C）③、④、⑤（D）①、②、⑤
&有理想气体反应达化学平衡A（g）+B（g）=3C（g），在等温下维持体系总压不变，向体系中加入惰性气体，平衡移动；若将气体置于钢筒内
加入惰性气体后平衡移动。
7、已知反应CuSO45H2O（s）—CuSO4（s）+5H2O（g）在一定温度时可以进
行，试计算当水蒸气压达到1333.2Pa时反应的温度有多高？
设不随温度而
变，已知298K时各物质的热力学数据如下：
/kJmol-1
/kJ
mol-1
CuSO4（s）
-769.9
-661.9
CuSO45H2O（s）
-2278
-1880
H2O（g）
-241.8
-228.6
多组分体系
1、关于偏摩尔量，下列说法中错误的是（）
A.偏摩量必须有等温、等压条件
B.只有容量性质才有偏摩尔量，强度性质不可能有偏摩尔量
C.偏摩尔量是两个容量性质之比，它本身是一个强度性质
D.某组分的偏摩尔量不随温度T，压力p的变化而变化
相平衡
1、氢气和石墨粉在无催化剂时，在一定的温度和压力下不发生化学反应，体系的组分数是（）。
2、在上述体系中，有催化剂时可生成n种碳氢化合物，平衡时组分数为
（）。
（a）2；（b）3；（c）4；（d）5。
3、定压下，NaCI晶体和蔗糖晶体与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数K:
（a）K=1，（b）K=2，（c）K=3，（d）K=4。
4、298K时，蔗糖水溶液与纯水达到渗透平衡，系统的独立组分数，相数，自由度数是（）
AK=2©=2f=1BK=2©=2f=2
CK=2©=1f=2DK=2©=1f=3
5、硫酸与水可形成H2SO4H2O（s），H2SO4ZH2O（s），H2SO4!
H2O（s）三种水合
物，问在101325Pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最
多可有多少种？
（）
（1）3种；⑵2种；（3）1种；（4）不可能有硫酸水合物与之平衡共存
6、Na2CO3的水合物有下列几种：
Na2CO3•H2O;Na2CO3•7H2O;Na2CO3•10H2O;
常压下将Na2CO3S入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是Na2CO冰溶液，一相是Na2CO3则另一相是：
（a）冰（b）Na2CO3-H2O（c）Na2CO3•7H2O（d）Na2CO3-10H2O
7、如右图所示，当水处在三相点平衡时，若系统发生绝热膨胀，水的相态将如何变化？
（）
A.气相、固相消失，全部变成液态；：
B.气相、液相消失，全部变成固态；
C.液相消失，固相、气相共存；
D.固相消失，液相、气相共存
8、克拉佩龙方程表明（）
A.两相平衡时的平衡压力随温度而变化的变化率
B.任意状态下压力随温度的变化率
C.它适用于任何物质的两相平衡
D.以上说法都不对
9、下图为C02的相图，把钢瓶中的液体CO2在空气中喷出的瞬间（）
A.大部分成为气体
B.全部成为气体
C.全部成为固体
D.有少部分液体存在
10.一定温度下，二元理想液态混合物中若纯B的饱和蒸气压大于纯A的饱和
蒸汽（pB*>pA*）则xB增大汽-液两相达平衡时，系统压力（
B.
A.不变
减小C.增大D.不一定
11.组分A与组分B形成完全互溶系统，在一定温度下，若纯B的饱和蒸汽
压大于纯A的饱和蒸汽压（pB*>pA*）,当此组分构成的混合液，处于汽液平衡时（
A.yB>XB
12、在温度为T时,
B.yBA（l）与B（l）
DABC都有可能
C.yB=XB
的饱和蒸气压分别为30.0kPa和35.0kPa,
pA=lO.OkPa,pB=15.0kPa，则此二元液
A与B完全互溶，当
xA=0.5时,
13、
馏,
由下图可看出,则能得到（）
将xB=0.8的CH3COOC2H5和.C2H5OH组成的溶液进行分
A.
最低恒沸混合物和纯CH3COOC2H5
B.
C.
最低恒沸混合物和纯C2H5OH
D.
纯C2H5O和CH3COOC2H5
14、在右上图中，将组成为x的溶液进行蒸馏时，最初馏出液的组成为（）
A.a
B.b
C.c
D.d
15、当下图中，wB=0.2时，下列叙述中不正确的是（）右图中PQ线上
B.f*=1
C.A和B不互溶
D.A和B完全互溶
16、下图中，气液两相组成相同的点为（）
A.A、B点
B.C点
C.A、B、C点
D.气相线和液相线上各点
17、在标压下，用水蒸气蒸馏法提纯某不溶于水的有机物时，系统的沸点:
（）。
（1）必低于373.2K；
（2）必高于373.2K；
（3）取决于水与有机物的相对数量；
（4）取决于有机物相对分子质量的大小
18、对恒沸混合物的描写，下列各种叙述中哪一种是不正确的（）
A、与化合物一样，具有确定的组成；
B、恒沸混合物的组成随压力的改变而改变；
C、平衡时，气相和液相的组成相同；
D、其沸点随外压的改变而改变。
19、在101.325kPa下，A~B系统的相图如下图所示
由相图回答:
00
70
100
trc
90
0.4OS1£
悬―>B
图8
（1）系统中x（A）=0.68时：
开始沸腾的温度约为C,
的摩尔分数约为。
蒸馏到最后一滴液体时，溶液中
最初馏出物中
B的摩尔分数约为
（2）如将组成为xB=0.85的A-B混合液进行精馏，则在塔顶得到，在塔釜财⑷两欣loo
A%—E
得到。
20、A与B可构成液态部分互溶二组分系统其相图如右上图所示。
今将40kg
B与60kgA混合加热至53乜，系统为相；若此时，将所得液体冷却至
20°C,系统为相，各相的组成分别为和
21、A和B两种物质的混合物在101325Pa下沸点-组成图如右上图（600
度），若将1molA和4molB混合，在101325Pa下先后加热到t1=200C,t2=400C,t3=600C,根据沸点-组成图回答下列问题：
（1）上述3个温度中，什么温度下平衡系统是两相平衡？
哪两相平衡？
各平衡相的组成是多少？
各相的量是多少（mol）?
（2）上述3个温度中，什么温度下平衡系统是单相？
是什么相？
22、下列数据为乙醇和乙酸乙酯在101.325kPa下蒸馏时所得：
温度t/C
77.1575.071.8
78.3
71.672.8
76.4
y（C2H5OH气相
0.000
0.164
0.398
0.462
0.600
0.880
1.000
x（C2H5OH）液
0.000
0.100
0.360
0.462
0.710
相
0.942
1.000
（1）依据表中数据绘制t-x图草图，标示出图中各相区的相态及成分
⑵在溶液组成x（C2H5OH）=0.75时最初馏出物（气相）的组成是什么？
（3）用精馏塔将
（2）之溶液分离得到的物质是什么？
23、邻硝基氯苯与对硝基氯苯的温度-组成图如下：
（1）指出图中点、线、区的意义；
（2）某厂对硝基氯苯车间的结晶器每次处理氯苯硝化料液7.8X10kg，料液的
组成为VB=0.66，VA=0.33（W0.01,可忽略不计）温度约为54C，若将此料液冷却到17C,问：
a每次所得对硝基氯苯的产量为多少kg？
b平衡产率如何？
c冷母液的组成如何？
冷母液中尚含对硝基氯苯及邻硝基氯苯各多少kg？
I-
i
IV
III
I
I
I
||
II
I
（晶）
A）0,35（B）
L丄J
卩"i
24、下图为H2O-NH4C的温度-组成图。
根据相图回答下列冋题：
（1）若一溶液冷却到268K时开始析出冰，问750g该溶液含有多少克
NH4C?
若冷却该溶液，最多可析出多少克纯冰？
（2）将15%NH4C水溶液冷却到268K可得多少冰？
（3）将100g25%勺NH4C1水溶液冷却到263K,此时系统共有几相，各相的浓度和质量各为多少？
WE
NH^Cl
25、苯（A）和二苯基甲醇（B）的正常熔点分别为6C和65C,两种纯态物不互溶，低共熔点为「C,低共熔液中含B为0.2（摩尔分数）,A和B可形成不稳定化合物AB2（即AB2熔融时固液相组成不一致），它在30C时分解。
（1）根据以上数据画出苯-二苯基甲醇的T~X示意图；
（2）标出各区域的相态；
（3）说明含B的摩尔分数为0.8的不饱和溶液在冷却过程中的变化情况。
26、NaCI-H2O所组成的二组分系统，在-21C时有一个低共熔点，此时冰、NaCI・2H2O和（质量百分比）浓度为23.3%的NaCl水溶液平衡共存。
在-9C时不稳定化合物NaCl・2H2O分解，生成无水NaCl和27%勺NaCl水溶液。
已知无水NaCl在水中的溶解度受温度的影响不大（当温度升高时，溶解度略有增加）
（1）试绘出相图，并标出各部分存在的相态
（2）若有1000克的NaCl溶液，由160C冷却到-10C,问此过程中最多能析
出多少纯NaCl?
27、试将下列银-锡的相图中各区、线、点的情况加以标明，并说明含锡40%勺熔融物在冷却过程中的情况，且画出其相应的步冷曲线。
Ag与Sn的化合物为
Ag3Srt
（a）在1173K时，Ag在液态Sn中的溶解度，以及与液相平衡的固态溶液中Sn的溶解度；
（b）在773K时，体系中能否存在Ag3Sn?
（c）在673K时，饱和液态溶液中含银%?
;若折算成Ag3Sn的百分率为多少？
E/V=0.0694+1.881X10-3T/K-2.9
（1）写出正极、负极和电池的反应式;
（2）计算293K时该反应的吉布斯函数变rGm、熵变rSm、焓变rHm
2、298.15K时已知双液浓差电池符号为:
Ag（s）|AgN03（a1=0.01）||AgN03（a2=0.02）|Ag（s）
则电池的电势为：
（）
A0.0178VB0.00890v
C-0.0178VD-0.00890V
3、电池：
Ag-AgCI|HCI（a=1）|CI2（p?
）（Pt），在298K下测得
E=1.1372V,温度系数为-5.95X10-4V-K-10
（1）写出电极反应及电池反应方程式；
（2）求可逆通电1法拉第后的热效应；
（3）若此反应为热化学反应，则其热效应为多少?
4、在298K时，电池Zn|ZnSO4（0.01mol•kg-1）|Ag2SO4（s）|Ag的
电动势E=1.559V,已知此温度下Ag2SO4溶度积Ksp=9.58X10-6
E9（Ag+|Ag）=0.799V。
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）用德拜一休格尔极限公式（式中常数A=0.509（mol-1•kg）1/2）
计算ZnSO4在此浓度下的离子平均活度系数丫土；
（3）计算298K时，电极Zn2+|Zn的标准电极电势。
5、Ag+|Ag和Cl-|AgCI（s）|Ag在298K时标准电极电势分别为0.7991V和0.2224V。
电池：
Pt（H2）|H2SO4（aq）|Ag2SO4（s）|Ag（s）的标准电势为0.627V,求Ag2SO4活度积常数。
&设25C时有下列电池：
Au|Aul（s）|HI（a）|H2（g,p）|Pt
（1）写出电极反应和电池反应；
（2）当b（HI）=10-4mol•kg-1时，E=-0.97V;
求当b（HI）=3.0mol•kg-1时，HI溶液的平均活度系数丫土；
（3）已知E9（Au+/Au）=1.68V,计算AuI的溶度积Ksp。
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