浙大远程《物理化学》课程作业选做及答案Word下载.docx

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B

A．TB、UC．PD．ρ（密度）

3.具有强度性质。

B

A．SB．VC．GD．η（粘度）

4.101.325kPa和273.15K的水等温等压变为冰，该过程的。

D

A．Q>

0B．△U=0C．△H>

0D．△H<

5.理想气体向真空膨胀，其体积从V1增大到V2，则系统做功为。

A

A．W=0B．W>

0C．W<

0D．

三、填空题

1.最稳定单质的标准摩尔生成焓=零（填“小于”、“大于”或“等于”）。

2.完全燃烧产物的标准摩尔燃烧焓=零（填“小于”、“大于”或“等于”）。

3.在充满氧气的定容绝热反应器中，石墨剧烈燃烧。

若以反应器以及其中所有物质为系统，则该过程的△H>

零（填“小于”、“大于”或“等于”）。

4.规定在标准压力p（100kpa）和指定温度T时，1摩尔的物质完全燃烧的等压热效应称为该物质的标准摩尔燃烧焓。

5.C（石墨）的标准摩尔燃烧焓<

CO（g）的标准摩尔生成焓（填“小于”、“大于”或“等于”）。

6.H2（g）的标准摩尔燃烧焓<

H2O（g）的标准摩尔生成焓（填“小于”、“大于”或“等于”）。

四、简答题

1.什么是状态函数？

答：

由系统状态确定的系统的各种热力学性质，称为系统的状态函数。

2.什么是等压过程？

在环境压力恒定下，系统始、终态压力相同且等于环境压力的过程。

3.什么是热力学能？

将能量守恒与转化定律应用于宏观的热力学系统即为热力学第一定律。

4.什么是体积功？

因系统的体积变化而引起的系统与环境之间交换的功

5.可逆过程有哪些特点？

（1）可逆过程是以无限小的变化进行，系统始终无限接近于平衡态，即整个过程由一系列无限接近于平衡的状态所构成。

（2）系统在可逆过程中作最大功，环境在可逆过程中作最小功，即可逆过程效率最高。

（3）沿与过程原来途径相反方向进行，可是系统和环境完全恢复原态，而没有任何耗散效应。

6.什么是理想气体？

分子本身不占有体积，分子之间没有作用力，实际不存在的假想气体。

当温度不是很低或很高，压力不是很低或很高，或没有其他特殊条件时，一般气体均视为理想气体。

7.什么是标准摩尔生成焓？

规定在标准压力p（100kpa）和指定温度T时，由最稳定单质生成标准状态下1摩尔化合物的焓变称为该化合物在此温度下的标准摩尔生成焓。

8.夏天为了降温，采取将室内电冰箱门打开，接通电源并紧闭门窗（设墙壁门窗均不传热）。

该方法能否使室内温度下降？

为什么？

不能。

该情况相当于一个绝热系统中作电功，电机发热只能使室温升高。

五、计算题

1.1mol理想气体在等压下升高1℃，求系统所做的功。

解：

p1V1=nRT1

p2V2=nRT2

等压过程

W=PdV=nR（T2-T1）=1×

R×

1=8.314J

2.1mol水在100℃、101.325kPa下蒸发为水蒸气，吸热40.7kJ，求该过程的Q、W、△U和△H。

因为在正常相变温度、压力下的相变为可逆相变过程，所以：

ΔH=Qp=Q=40.7KJ

W=-Pe（Vg-Vl）=-PVg=-NRT=-1*8.314*373=-3.101KJ（因为Vg>

>

Vl）

ΔU=Q+W=40.7-3.101=37.56KJ

3.已知在298.2K时的△rHmө。

Zn（s）+½

O2（g）=ZnO（s）△rHmө=351.5kJ·

mol-1

Hg（s）+½

O2（g）=HgO（s）△rHmө=90.8kJ·

求Zn（s）+HgO（s）=ZnO（s）+Hg（s）的△rHmө

2NaCl（s）+H2SO4（l）=Na2SO4（s）+2HCl（g）

△rHmө=（∑H）产物-（∑H）反应物=（-1383-92.3*2）-（-411*2-811.3）=65.7KJ/mol

第二章热力学第二定律

一、判断题

1.功可以完全变为热而不发生其它变化。

2.非理想气体经过绝热可逆过程，熵保持不变。

（√）

3.金刚石的标准摩尔生成吉布斯能等于零。

（×

4.某电解反应在等温等压下自发进行，该反应的△G一定小于零。

）

5.理想气体绝热可逆膨胀过程的△G等于零。

1.1mol90℃、101.325kPa的过冷水蒸气在等温等压下变为水，该过程的D。

A．△G>

0，△S>

0B．△G>

0，△S<

C．△G<

0D．△G<

2.化学反应CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）的A。

A．△H>

0B．△H>

C．△H<

3.当温度升高时，反应NH4Cl（s）=NH3（g）+HCl（g）的△rGmөC。

A．增大B．不变C．减小D．不确定

4.下列说法正确的是C。

A．绝热过程的ΔS=0B．绝热可逆过程的ΔS=0

C．绝热过程的ΔS>

0D．绝热可逆过程的ΔS>

5.若N2（g）和O2（g）都视为理想气体，等温等压下，1molN2（g）和1molO2（g）混合后，不发生变化的一组热力学性质是A。

A．U、H、VB．U、H、GC．S、F、GD．V、F、S

1.自发过程的共同特征是具有方向的单一和限度，不可逆，做功的能力。

2.苯和甲苯混合过程的ΔG大于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。

3.△G=△H-T△S的适用条件是等温过程。

4.合成氨反应的ΔS小于零（填“小于”、“大于”或“等于”）。

5.亥姆霍兹能判据的适用条件是等温等容和非体积功为零。

1.什么是卡诺循环？

工作物质从高温热源（T2）吸取热量Q2，一部分做功W，一部分放热Q1给低温热源（T1），这个由处于不同温度的两等温步骤和两绝热步骤所组成的可逆循环即为卡诺循环。

2.熵的物理意义是什么？

熵是系统混乱程度的度量。

3.如何用亥姆霍兹能判据判断过程的方向？

孤立系统的熵值永远不会减少，（熵增原理），孤立系统杜绝了一切人为控制则可用熵增原理来判别过程的自发方向。

孤立系统中使熵值增大的过程是自发过程也是不可逆过程；

使系统的熵值保持不变的过程是可逆过程，系统处于平衡态；

孤立系统中不可能发生使熵值变小的任何过程。

4.空调可以把热从低温热源传递到高温热源，这是否与热力学第二定律矛盾？

不矛盾，克劳斯说的是“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化”，而冷冻机系列环境作了电功却得到了热，热变为功是不可逆过程，所以环境发生了变化。

5.什么是热力学第三定律？

在绝对零度，任何纯物质完整晶体的熵等于零。

6.什么是标准摩尔熵？

1摩尔物质处于温度T时在标准状态下的规定熵又称该物质在温度T时的标准摩尔熵。

1.1mol甲苯在其沸点383.2K时蒸发为气，已知该温度下甲苯的汽化热为362kJ·

kg-1，求该过程的Q、W、△U、△H、△S、△F和△G。

Q=362*0.092=33.304KJ

W=-P（Vg-VI）=-PVg=-RT=-8.314*383.2=-3185.9248J

△H=Q=33.304KJ

△G=0

2.在298K的室内有一冰箱，冰箱内温度为273K。

使1kg水结成冰，至少需耗电多少？

已知冰的熔化热为334.7J/kg。

3.计算下列等温（25℃）反应的熵变：

2C（石墨）+3H2（g）→C2H6（g）

已知25℃时C（石墨）、H2（g）和C2H6（g）的标准摩尔熵分别为：

5.74J·

mol-1·

K-1、130.6J·

K-1和229.5J·

K-1。

ΔrSmθ=Smθ，C2H6,g-3Smθ，H2,g-2Smθ，C,s

=229.5-3*130.6-2*5.74=-173.78J·

K-1

4.在25℃和标准状态下，已知CaCO3（s）、CaO（s）和CO2（g）的标准摩尔生成焓分别为-1206.92kJ·

mol-1、-635.09kJ·

mol-1和-393.51kJ·

mol-1，标准摩尔熵分别为92.9J·

K-1、39.75J·

K-1和213.74J·

K-1，求：

CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）

的。

ΔrHθ=-635.09+（-393.51）-（-1206.92）=178.32kJ·

ΔrSmθ=213.74+39.75-92.9=160.59J·

ΔrGθm=ΔrHθ-TΔrSmθ

=178.32*1000-（273+25）*160.59=130464J·

mol-1=130.46kJ·

第四章化学平衡

1.对于合成氨反应3H2（g）+N2（g）=2NH3（g），提高压力可以增大平衡常数，从而提高产率。

2.某化学反应的，在等温等压不做非体积功的条件下，该反应将自发进行。

（×

3.温度越高，平衡常数越大。

4.表示化学反应达到平衡时产物与反应物的吉布斯能差。

5.加入催化剂虽然不能改变经验平衡常数，但可以改变标准平衡常数。

1.1000K时反应Fe（s）+CO2（g）＝FeO（s）+CO（g）的Kө=1.84，当气相中CO2和CO的摩尔数之比为65∶35时，则B。

A．Fe不会被氧化B．Fe将被氧化

C．正好达化学平衡D．难于判断其进行方向

1.当反应PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）达平衡时，加入惰性气体，但维持系统总压力不变，平衡向左移动。

1.什么是标准生成吉布斯能？

在标准压力Pθ下，最稳定单质的吉布斯能为零，由稳定单质生成一摩尔某化合物时反应的标准吉布斯能变化就是该化合物的标准生成吉布斯能△Gmθ。

1.合成氨时所用的氢气和氮气的比例是3∶1，在673K、1013.25kPa下，平衡混合物中氨的物质的量分数为0.0385，求N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）的标准平衡常数。

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）

反应前130

a3a2a

反应后1-a3-3a2a

2a/【（1-a）+（3-3a）+2a】=0.0385

a=0.0744-2a=3.8523-3a=2.7781-a=0.926

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）

0.24040.72110.0385

Kp=（XNH3）2/[（XN2）（XH2）3]=0.0385*0.0385/[0.2404*（0.