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1、大学物理化学汇总物理化学习题汇总一、填空题1.一定量的某理想气体，经过节流膨胀，此过程的U =0 ,H =0,S 0,G ， 0 及环境的熵变Ssur 0 。(理想气体等温膨胀，体积增加，熵增加，但要从环境吸热，故环境的熵减少。）11.在50时，液体A的饱和蒸汽压是液体B的饱和蒸汽压的3倍，A和B两液体形成理想液态混合物，达气液平衡时，液相中A的摩尔分数为0.5，则气相中B的摩尔分数yB为_。0.25yB=PBP=PB*xB(PA*xA+PB*xB）13.道尔顿定理的内容：混合气体的总压力等于各组分单独存在于混合气体的温度体积条件下所产生压力的总和 。14.热力学第二定理表达式 ds &Q /

2、 T 。15.熵增原理的适用条件 绝热条件或隔离系统 。16.353.15K时苯和甲苯的蒸气压分别为100KPa和38.7KPa二者形成混合物，其平衡气相的组成Y苯为0.30，则液相的组成X苯为 0.142 。17.在室温下，一定量的苯和甲苯混合，这一过程所对应的DH大约为 0 。18.反应能否自发进行的判据 。答案：dS条件是绝热体系或隔离系统，（dA）T,V,Wf=o0，(dG)T,P,Wf。20.节流膨胀的的定义 。答案：在绝热条件下气体的的始末态压力分别保持恒定不变情况下的膨胀过程。21.吉布斯-杜亥姆方程描述了 的相互变化关系。答案：各组分偏摩尔量的变化。22.绝热可逆过程;Q= 0

3、;W= rU =nRTlnv1/v2; rH =nCpmrT;rS=0;rG= nCpmrT; rA= nRTlnv1/v2.答：绝热过程的Q=O,并且根据可逆功的计算公式便可得出一系列值。23.当产生制冷效应是，节流膨胀系数Uj-t=0 。答：节流膨胀dp0,制冷dt0,异号，所以小于零。24.两个不同温度的热源之间工作的所有热机，以可逆热机效率最大。答：在卡诺循环中，两个绝热可逆过程做功相同，符号相反。两个恒温可逆过程，因可逆过程功最大。因此两个恒温可逆过程功加和最大，所以卡诺循环效率最大。25.可逆相变的条件是：恒温，恒压，两相平衡。可逆相变过程熵变计算：rS=nrHm/T.26.对于纯

4、物质，其化学势就等于它的摩尔吉布斯函数；对于混合物或溶液中组分B的偏摩尔吉布斯函数GB定义为B的化学势。27.理想气体在微观上具有那两个特征：分子间无相互作用力，分子本身不占体积 。28.节流膨胀为 恒焓 过程。29.在绝热条件下，系统发生不可逆过程其 熵 增加。30.在理想气体的单纯PVT变化过程中，不论过程 与否，系统的热力学能量增量U均可由Cv,m借助 来计算。注：因为恒容，W=0，Q=U，而不恒容时，QU。答案：恒容 U= nCv,mT 31.1mol水蒸气（H2O，g）在100，101.325 kPa下全部凝结成液态水。求过程的功W= 。注：W=PambV1V2Pamb Vg液态的水

5、体积很小，可以不计=PnRTP=RT。答案：3.102kJ32.一定量理想气体经节流膨胀过程，j-t= ；H= ; U ;W= ;气体的S= ;G= ;A= 。注：因为是绝热的，所以T=0，Q=0，V=0，所以W=U=0，H=0，所以由QT得S，G、A有定义式得出答案。答案：0,0,0,0,0,0,0。答案：92.87。35.计算下列各恒温过程的熵变（气体看作理想气体）。 答：(1) nARln(V/VA) + nBRln(V/VB) = 0 (2) nRln(2V/2V) = 0 39.气体氦自初态273.2K,1013.25kPa,10dm3经绝热可逆过程膨胀至101.325KPa。分别求

6、出该过程的终态体积、温度及过程的Q=-、W=-、U=- 和H=-。解析5/3 nPV/RT101325010103/8.314273.24.461mol p1V1p2V2 V239.81dm3 ; T2P2V2/nR108.76K Q0 ; WUnCv,m（T2T1）-9148.3J HnCp,m（T2T1）-15247.2J40.等温可逆过程中：du=-，Q=-，H=-.A=-,G=-,S=-.解析：du=0,Q=-W=nRTIn(V终/V始),H=0，,A=G=-TS=nRTIn(V始/V终), S=Q/T=nRTIn(V终/V始)41.在 绝热 条件下，气体的始末态压力分别保持恒定不变的

7、膨胀 过程称为节流膨胀。42. 1mol理想气体在等温下通过可逆膨胀至体积增加到10倍,其熵S=-。等温可逆膨胀解析：43.恒温100。C下，在带有一活塞的气缸中装有3.5mol的水蒸气H2O（g)，当缓慢地压缩到压力p=101.325kPa时才可能有水滴H2O（l)出现。解析：因为100。C时水的饱和蒸汽压为101.325kPa，故当压缩至p=101.325时候才会有水滴出现。44.系统内部及系统与环境之间，在一系列无限接近平衡条件下进行的过程,称为可逆过程。45.在一个体积恒定为2m3，W=0的绝热反应器中，发生某化学反应是系统温度升高1200。C，压力增加300kPa，此过程的U=0；H

8、=600KJ。解析：H=u+(pv)=VP=600KJ46.在300K的常压下，2mol的某固体物质完全升华过程的体积功W=-4.99KJ。解析：W=-pV=-pVB=-npt=(-2*8.314*3000)J=-4.99KJ47.一定量单原子理想气体经历某过程的（pv)=20KJ,则此过程的U=30KJ；H=50KJ。解析：U=nCv,mT=n*1.5R*T=30KJ，H=nCp,mT=n*2.5R*T=50KJ48.绝热恒压状态下，终态温度升高，体积增大，其过程的W0, U0, H=0.解析：在恒压，体积增大条件下，W(-pv)0,在绝热状态下，Q=0，U=Q+W0，H=U+(pv), U

9、=-(pv), H=0.49.温度为400，体积为2立方米的容器中装有2mol的理想气体A和8mol的理想气体B，则该混合气体中B的分压力PB=13. 302Pa。解析：由道尔顿定律得:PB=nBRTV=（88.3144002）Pa=13.302Pa. 52.加压的液态氨NH3(l)通过节流阀迅速蒸发为NH3(g),则此过程的U0.解析：U=H(PV)=-(PV)=-P2Vg+P1Vl0。56.反应22() +2() 23()，已知（3）-. kJmol-1，rH =90.0 kJmol-1 ，rS =0.20 kJmol-1K-1 。则在标准态下逆向进行的最低温度为450K。57.1mol单

10、原子理想气体始态为273K、p，若经历恒温下压力加倍的可逆过程，则该过程的S5.763 JK-1，A1573 J。59.卡诺认为：“”这就是卡诺定理。(所有工作在同一高温热源与低温热源之间的热机，其效率都不能超过可逆机)60.A物质溶解于互不相容的a和b两相中，该物质在a和b相中分别以A和A2的形式存在，当两相达到平衡时，该物质在两相中的化学势有下列关系：。61.理想气体经节流膨胀，dS0，dG0（）。 62.在衡熵恒容只做体积功的封闭体系里，当热力学函数达到最值时，体系处于平衡状态。(U 小) 68.系統由相同的始态经过不同的途径达到相同的末态，若途径a的Qa=2.078KJ，Wa=69.1

11、57KJ，而途径b的Qb=0.692KJ。则Wb=（ ）。答案：1.387KJ解析：状态函数热力学能的改变量只与系统的始末态有关，根据热力学第一定律，U=W+Q，有， U=Wa+Qa=Wb+Qb，故Wb=Wa+QaQb=（4.157+2.078+0.692）KJ=1.387KJ。72.理想气体发生绝热可逆膨胀过程后，系统的U答案：U073.理想气体的混合过程，混合过程Smix：答案：Smix074.化学势的正确表达式是（）答案：(G/nB)T，P，n75. 恒温恒压下的一切相变化必然朝着化学势（ ）的方向自动进行。答案：减小。1.理想气体节流膨胀时H0, U0(、=、=、=、=、)。答案：1.

12、= = 2. ， 0，G = nRTln(p2/p1) V2。答案：因绝热过程无法从环境吸热，则同样温度下压力较低，体积较小。14. 理想气体在恒温条件下，经恒外压压缩至某一压力，此变化中体系的熵变S体及环境的熵变S环应为： S体 0。答案：理想气体恒温压缩混乱度减小，故熵减小；而理想气体恒温压缩时内能不变，得到的功要以热的形式释放给环境，故环境得到热S环 0。19.说明下列有关功的计算公式的使用条件（1）Wp(外)V（2）WnRTlnV2/V（3）WpV=nRT（4）WCvT由体积功计算的一般公式 dVpW)(外可知：（1） 外压恒定过程。则Wp(外)V。（2） 理想气体恒温可逆过程。此时p

13、(外)p(内)，pV=nRT，（3） 液体在恒温恒压条件下（4） 理想气体的绝热过程20.在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵_解：总是增大，因孤立系发生的变化必为自发过程，根据熵增原理其熵必增加21.理想气体经历等温可逆过程，其熵变的计算公式是：S=nRln(V2/V1)22.在101.325kPa下，385K的水变为同温下的水蒸汽。对于该变化过程，S体+S环_0解：大于，因该变化为自发过程23. 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Qa=2.078kJ，Wa= -4.157kJ；而途径b的Qb= -0.692kJ。求Wb( )解：因两条途径的始末态相同，故有Ua=Ub

14、，则 所以有，24. 4mol 某理想气体，温度升高20，求H -U( )解：26. 始态为T1=300K，p1=200kPa 的某双原子气体 1 mol，经下列不同途径变化到T2=300K，p2=100 kPa的末态, 恒温可逆膨胀Q( )S( )解: 恒温可逆膨胀，dT =0，U = 0，根据热力学第一定律，得= - 18.314300ln（100/200） J = 1729 J=1.729 kJ = - 18.314ln（100/200） JK-1 = 5.764 JK-128.卡诺热机的效率只与_有关，而与_无关.答案详解：根据定义可知为 两个热源的温度 工作物质29. 已知下列反应的

15、平衡常数：H2(g)+S(s)=H2S(s)为K1；S(s)+O2(g)=SO2(g)为K2。则反应H2(g)+SO2(g)=O2(g)+H2S(g)的平衡常数为_（ K1/K2。由反应式可知，K= K1/K2）31.已知温度T时，液体A的蒸气压为13330Pa，液体B的蒸气压为6665Pa，设A与B构成理想液体混合物，则当A在溶液中摩尔分数为0.5时，其在气相中的摩尔分数为_.33.恒温恒压下，在a与b组成的均相体系中，若a的偏摩尔体积随溶度的改变而增加，则b的偏摩尔体积将如何变化？ 减小，吉布斯-杜亥姆公式 36.体系经历一个不可逆循环后-？ 环境的熵一定增加。.37.公式的适用条件是封闭

16、系统 , 等温等压可逆过程。2.按系统与环境之间物质及能量的传递情况，系统可分为敞开系统、封闭系统、隔离 系统。47.若某状态下的空气经节流膨胀过程的（pV）0，则J-T（无法确定）；H（=0）U=（-（pV）0）。选择填入：（a）0；（b）=0；（c）0；（d）无法确定。48.绝热恒压状态下，终态温度升高，体积增大，其过程的W0, U0, H=0.解析：在恒压，体积增大条件下，W(-pv)0,在绝热状态下，Q=0，U=Q+W)0，G(0）55.热力学第二定律告诉我们只有（可逆）过程的热温商才与体系的熵变相等。56.在等温等压，不作其它功的条件下，自发过程总是向着吉布斯自由能（减小）的方进行5

17、7.在（绝热条件）下气体的始末态压力分别（保持恒定不变）得情况下地膨胀过程称为(节流膨胀)58.一定量的某种理想气体，在确定该气体状态时，只需要说明系统的（T，p）【对于定量定组成的均相系统，所有状态函数中只有两个独立变量。】 61.在恒熵、恒容不做非体积功的封闭体系中，当热力学函数_到达最_值的状态为平衡状态。 U；小65.当溶液中的溶质浓度增大时，溶质化学势（ ）（增大、减小、不变）67.1摩尔理想气体等温膨胀使终态体积等于终态体积的100倍，其熵变为（ ）38.29J/k二、选择题1.在273k,标准压力下，冰融化成水的过程中，下列正确的是（B）A:w0 B:dH=Qp c:dH0 D:

18、dU0,S环0(B)S体0(C)S体0,S环=0(D)S体0。8.关于吉布斯函数G, 下面的说法中不正确的是(A) GW，在做非体积功的各种热力学过程中都成立(B)在等温等压且不做非体积功的条件下对于各种可能的变动系统在平衡态的吉氏函数最小 (C) 在等温等压且不做非体积功时，吉氏函数增加的过程不可能发生(D) 在等温等压下，一个系统的吉氏函数减少值大于非体积功的过程不可能发生答案：A.因只有在恒温恒压过程中GW才成立。 9关于热力学第二定律下列哪种说法是错误的(A) 热不能自动从低温流向高温(B) 不可能从单一热源吸热做功而无其它变化(C) 第二类永动机是造不成的(D) 热不可能全部转化为功

19、答案：D。正确的说法应该是，热不可能全部转化为功而不引起其它变化10.对于一个封闭系统，下列说法中正确的有：( D )。 ( A ) 等容绝热过程U = 0； ( B ) 等容过程所作的功等于零； ( C ) 绝热过程；U=-pdv; ( D ) 循环过程U = 0。 11. 在373K和标准大气压下，水汽化为蒸汽，由于过程的温度和压力都恒定，所以（ D ）（A）U=0 （B）H=0 （C）H0 （D）H012、对于组成恒定的系统，下列偏导数何者小于零：（ B ） （A）； （B）； （C）； （D） 13. 理想气体进行绝热自由膨胀，下列各组答案正确的是（ A ）（A）S0 U=0 （B）S

20、0 U0（C）S=0 U=0 （D）S=0 U014. 下述过程，体系的何者为零？(A) 理想气体的等温膨胀 (B) 孤立体系的任意过程 (C) 在100,101325Pa下1mol 水蒸发成水汽 （D）绝热可逆过程答案：C可逆相变G为零15. 关于熵的性质下面的说法中不正确的是(A) 环境的熵变与过程有关(B) 某些自发过程中可以为系统创造出熵(C) 熵变等于过程的热温商(D) 系统的熵等于系统内各部分熵之和答案：C。正确的说法应为熵变等于过程的可逆热温商。16. 关于亥姆霍兹函数A下面的说法中不正确的是(A) A的值与物质的量成正比 (B) 虽然A具有能量的量纲但它不是能量 (C) A是守

21、恒的参量 (D) A的绝对值不能确定答案：C 17.B物质在相中的浓度大于在相中的浓度，当两相接触时，有（D）A B由相向转移 B B由相向相转移 C B在两项中处于平衡 D 无法确定22.在体积为V、温度为T及压力为P的系统中，反应PCl5(g) PCl3 (g) + Cl2 (g)处于平衡状态，若保持T不变，增加气体总压，使系统体积变为1/2V，则AB的解离度（ C ）（A）不变 （B）增加 （C）减少 （D）无法确定 23.在同一温度下，某气体物质的摩尔定压热容Cp,m与摩尔定容热容Cv,m之间的关系为：(B)(A)Cp,mCv,m(C)Cp,mCv,m (D)难以比较Cp,m-Cv,m

22、=R24.某体系在非等压过程中加热，吸热Q，使温度从T1升至T2，则此过程的焓增量H为：(C)(A)HQ； (B)H0；(C)HU(PV)； （D）H等于别的值25.对偏摩尔体积有下列描述，其正确的是：(C)(A)偏摩尔体积是某组分在溶液中所占有的真实体积(B)偏摩尔体积具有加和性(C)偏摩尔体积有可能是负值(D)体系中所有组分的偏摩尔体积都是互不相关的29.理想气体在等温条件下,经恒外压压缩至稳定,此变化中的体系熵变S体及环境熵变S环应为：(B)(A)S体0,S环0 (B)S体0 (C)S体0,S环=0 (D)S体0,S环=0解析：变化前后理想气体的温度不变,但体积减小,所以S体0；因此S环

23、0。30.下列定义式中，表达正确的是（ B ）。A. G=HTS B. G=APV C. A=UTS C. H=UPV31.在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（ C ）A.Q0，W0，U0 B.Q=0，W=0，U0 C.Q=0，W=0，U=0 D.Q0，U032.关于热力学可逆过程,下面的说法中不正确的是(A)可逆过程不一定是循环过程(B)在等温可逆过程中,系统做功时,系统损失的能量最小(C)在等温可逆过程中,环境做功时,系统得到的功最小(D)可逆过程中的任何一个中间态都可从正逆两个方向到达答案：B。因可逆过程系统做最大功，故系统损失的能量最大33. 氢气和氧气在绝热钢瓶中生成水（A）(B)(C)H(D)答案：D。绝热钢瓶中进行的反应无热交换、无体积功，即QW0，故U0。此过程为绝热不可逆过程故S0。此过程恒容HU