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1、物理化学试题物理化学练习题 第一章 热力学第一定律一、填空题2、 1mol理想气体绝热可逆膨胀，W _ 0。3、 理想气体恒温可逆压缩，U _0，H_0。4、 1mol理想气体经恒温可逆膨胀、恒容加热、恒压压缩回到始态，U _ 0，H_0，W_0。5、 H2和O2以2 : 1的比例在绝热钢瓶中反应生成水，则U _0。13、10moL单原子理想气体在恒外压0.987p 下由400K，2p 等温膨胀至0.987p ，物体对环境作功_kJ。 二、是非题1、热量是由于温差而传递的能量，它总是倾向于从含热量较多的高温物体流向含热量较少的低温物体。10、反应N2(g)O2(g) 2NO 的热效应为rHm，

2、这就是N2(g)的燃烧热，也是NO(g)生成热的2 倍。11、热力学第一定律的数学表达式U =Q + W 只适用于封闭系统和孤立系统。14、液体在等温蒸发过程中的内能变化为零。19、dH = CpdT 及dHm = Cp,mdT 的适用条件是无化学反应和相变，且不做非体积功的任何等压过程及无化学反应和相变而且系统的焓值只与温度有关的非等压过程。 6凡是温度升高的过程体系一定吸热；而恒温过程体系不吸热也不放热。（错）7当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值（对）。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。（错12从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同

3、，（对）Q + W的值一般也不相同。（错13因QP = H，QV = U，所以QP 与QV 都是状态函数。（错14封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。（错16在101.325kPa下，1mol l00的水恒温蒸发为100的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程U = 0。（错181mol水在l01.325kPa下由25升温至120，其H = CP,mdT。（错24若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。（对28因理想气体的热力学能与体积压力无关，所以(U/p)V = 0，(U/V)p = 0。（错34对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，WR

4、 = U = nCV,mT，WIr = U = nCV,mT，所以WR = WIr 。（错三、单选题：2体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：(A) T，p，V，Q ；(B) m，Vm，Cp，V ；(C) T，p，V，n ；(D) T，p，U，W 。5. 理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀所做的体积功：(A) W 0 ； (B) W = 0 ； (C) W 0的过程都是不可逆过程。 5、熵增加原理就是隔离体系的熵永远增加。 1自然界发生的过程一定是不可逆过程。（对6由于系统经循环过程后回到始态，S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。（错8在任意一可逆过程中S

5、 = 0，不可逆过程中S 0。（错9理想气体经等温膨胀后，由于U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?（不矛盾10自发过程的熵变S 0。（错11相变过程的熵变可由计算。（错13一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。（对14冰在0，p 下转变为液态水，其熵变0，所以该过程为自发过程。（错16吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。（错17在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。（错18系统由V1膨胀到V2，其中经过可逆途径时做的功最多。（错21是非题：“某体系处于不同的状态，可以具有相同的熵值”，此话对否？（对“体系状态变化了，所有的状态函数都要变化”，此话对否？（不

6、对 自然界可否存在温度降低，熵值增加的过程？举一例。（有 1mol理想气体进行绝热自由膨胀，体积由V1变到V2，能否用公式：计算该过程的熵变？（可以22在100、p 时，1mol水与100的大热源接触，使其向真空容器中蒸发成100、p 的水蒸气，试计算此过程的S、S(环)。（S = H/T，S(环) = -U/T23的适用条件是什么？（1mol理想气体，等温过程，V1 V2过程 ；24指出下列各过程中，物系的U、H、S、A、G中何者为零？ 理想气体自由膨胀过程； 理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态； H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl； 0、p 时，水结成冰

7、的相变过程； 理想气体卡诺循环。(1) U = H = 0； (2) H = 0； (3) S = 0； (4) U = 0； (5) G = 0； (6) U、H、S、A、G都为 0。三、单选题：1适合于下列过程中的哪一个？ (A) 恒压过程 ； (B) 绝热过程 ； (C) 恒温过程 ； (D) 可逆相变过程 。4对于克劳修斯不等式，判断不正确的是：(A) 必为可逆过程或处于平衡状态；(B)必为不可逆过程 ；(C) 必为自发过程 ；(D) 违反卡诺定理和第二定律，过程不可能自发发生。8理想气体在绝热条件下，在恒外压下被压缩到终态，则体系与环境的熵变：(A)S(体) 0，S(环) 0 ；(B

8、) S(体) 0，S(环) 0，S(环) = 0 ；(D) S(体) 0，S(环) 0 。10计算熵变的公式 适用于下列：(A) 理想气体的简单状态变化 ； (B) 无非体积功的封闭体系的简单状态变化过程 ；(C) 理想气体的任意变化过程 ； (D) 封闭体系的任意变化过程 ；122mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其 S(JK-1)为：(A) -5.76 ；(B) 331 (C) 5.76 ； (D) 11.52 。17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：(A) 同一种物质的；(B) 同种物质温度越高熵值越大 ；(C) 分

9、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 。20G = A的过程是：(A) H2O(l,373K,p)-H2O(g,373K,p) ；(B)N2(g,400K,1000kPa)-N2(g,400K,100kPa) ；(C) 等温等压下，N2(g) + 3H2(g)-NH3(g) ；(D) Ar(g,T,p )-Ar(g,T+100,p ) 。27在 -10、101.325kPa下，1mol水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用：(A) U = TS； （B）；(C) H = TS + Vp； (D) GT,p = 0。29373.2K、101325Pa的水，使其与大

10、热源接触，向真空蒸发成为373.2K、101325Pa下的水气，对这一个过程，应选用哪一个作为过程方向的判据：(A) U ；(B) A ；(C) H ；(D) G 。34下列各量中哪个是偏摩尔量：C35对多组分体系中i物质的偏摩尔量， 下列叙述中不正确的是：(A) Xi是无限大量体系中i物质每变化1mol时该系统容量性质X的变化量 ；(B) X为容量性质，Xi也为容量性质 ；(A) Xi不仅决定于T、p，而且决定于浓度；(D) X = niXi 。四、计算题2、在373K及p条件下，使 2mol H2O(l)向真空气化为水汽，终态为p ，373K，求此过程中的W ，Q及vapU，vapH，va

11、pS。H2O的气化热为40.6kJmol-1 。H2O在373K的密度为 0.9798kgm3。（假设水汽可作为理想气体）3、1mol 理想气体在 273.15K等温地从10p 膨胀到p ，若膨胀是可逆的，试计算此过程的Q（单位J）、W（单位J）及气体的U（单位J），H（单位J），S（单位J/K），G（单位J），F（单位J）。4、298K、p 下，Zn和CuSO4溶液的置换反应在可逆电池中进行，做出电功200kJ，放热6kJ，求该反应的rU（单位kJ），rH（单位kJ），rF（单位kJ），rS（单位J/K），rG（单位kJ）（设反应前后的体积变化可忽略不计）。4. (14分) 计算下列过程的

12、Q、W、U、H、S(体)、S(环)、S(孤)、A、G。(1). 1mol理想气体由300K、101325Pa恒外压1013250Pa 等温压缩到终态。 (2). 36克100、101325Pa的水蒸汽在外压为101325Pa下凝结为100、101325Pa的水。已知水的vapH=40.5KJ/mol，水蒸汽可视为理想气体。 第四章 溶 液一、填空题8.已知A、B两组分可构成理想液体混合物，且该混合物在p 下沸点为373.15K。若A、B两组分在373.15K时的饱和蒸气压为106658Pa和79993Pa，则该理想液体混合物的组成为：xA = _， 平衡气相的组成为：yB = _。二、是非题9

13、.利用稀溶液的依数性可测定溶剂的摩尔质量。三、单选题：11mol A与n mol B组成的溶液，体积为0.65dm3，当xB = 0.8时，A的偏摩尔体积VA = 0.090dm3mol-1，那么B的偏摩尔VB 为：(A) 0.140 dm3mol-1 ；(B) 0.072 dm3mol-1 ；(C) 0.028 dm3mol-1 ； (D) 0.010 dm3mol-1 。 6对于亨利定律，下列表述中不正确的是：(A) 仅适用于溶质在气相和溶液相分子状态相同的非电解质稀溶液 ；(B) 其表达式中的浓度可用xB，cB，mB ；(C) 其表达式中的压力p是指溶液面上的混合气体总压 ；(D) 对于

14、非理想溶液，只有理想溶液有。第五章 相 平 衡一、填空题2. CO2的三相点为216.15K， 5.1p ，可见固体CO2（干冰）升华的压力范围是p _ 5.1p 。6. NiO(s)与Ni(s),H2O(g), H2(g), CO2(g)及CO(g)呈平衡，则该体系的独立组分数为_，自由度数为_。二、是非题1.等温等容条件下，B在 、 两相中达平衡，有B = B 。3.根据相律，单组分体系相图只能有唯一的一个三相共存点。10.只要两组分的蒸汽压不同，利用简单蒸馏总能分离得到两纯组分。一、判断题： 2单组分系统的物种数一定等于1。（错4相图中的点都是代表系统状态的点。错5恒定压力下，根据相律得

15、出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的值。错 6单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。（对8在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对的量。（对9杠杆规则只适用于Tx图的两相平衡区。错10对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。错14在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点的液相组成都相同。对四、主观题：2滑冰鞋下面的冰刀与冰接触面长为7.68cm，宽为0.00245cm。(1) 若滑冰者体重为60kg，试求施于冰面的压强为多少？(双脚滑行)(2) 在该压强下，冰的熔点是多少？巳知冰的摩尔熔化热为6009.5 Jmol-1，冰的

16、密度为0.92gcm-3，水的密度为1.0 gcm-3 。2解：(1) p = W/2S = 60/(7.62 0.00245 3) = 1607 kgcm-2 = 1549 104 Pa(2) dp/dT = H/TV ，dp = (H/TV) dT 积分：p2-p1 = (H/V) ln(T2/T1)，p2 = 15749 104 Pa，p1 = 101325 PaT1 = 273.15 K， V = 18.02/1.00 - 18.02/0.92 = -1.567 cm3 ln(T2/T1) = (p2-p1) V/H = (15746 104-101325) (-1.567 10-6)

17、/6009.5 = -0.04106T2 = 0.9598 T1 = 0.9598 273.15 = 262.16 K 即： t2 = - 116下面是两组分凝聚体系相图，注明每个相图中相态，并指出三相平衡线。6解：7Ni与Mo形成化合物MoNi，在1345时分解成Mo与含53 Mo的液相，在1300有唯一最低共熔点，该温下平衡相为MoNi，含48 Mo的液相和含32 Mo的固熔相，巳知Ni的熔点1452，Mo的熔点为2535，画出该体系的粗略相图tc图。7解： 化合物中含Mo为 62 % 。 8. 解： 9如图，是NaCl(NH4)2SO4H2O在298K、101.325kPa时的相图。现有

18、NaCl与(NH4)2SO4混合盐100克，其中(NH4)2SO4含量为25%，物系点相当图中f点，利用相图计算，可以最多提纯得到多少克NaCl晶体？9解：在图上联结 Cf，交AD线于g点，量出Cf = 3.7 cm，Cg = 2.6 cm，用杠杆规则计算g点物系质量，w(g) = 100 3.7/2.6 = 142.3 g ，加水 42.3 g量出AD = 2.6 cm ，Dg = 0.9 cm， w (NaCl) = 142.3 0.9/2.6 = 49.26 g10CaCO3在高温分解为CaO和CO2。(1) 由相律证明我们可以把CaCO3在保持固定压力的CO2气流中加热到相当的温度而不

19、使CaCO3分解；(2) 证明当CaCO3与CaO的混合物与一定压力的CO2共存时有且仅有一个平衡温度。10解：(1) 根据题意，体系中只存在CaCO3和CO2S = 2 ，R = R = 0 K = S-R-R = 2因为压力p固定，且 = 2CaCO3(s)，CO2 (g) 所以： f = K- + 1 = 2-2 + 1 = 1这说明体系尚有一个自由度，此即为温度，在温度可自由变化的情况下，体系中CaCO3不分解。(2) 体系中有CaCO3(s)，CaO(s)和CO2 (g)同时存在化学平衡 CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g)故 S = 3 ，R = 0 ，R = 1 K

20、 = S-R-R = 2 因为压力p固定，且 = 3CaCO3(s)，CaO(s)，CO2 (g)所以 f = K- + 1 = 2-3 + 1 = 0区：CaO(s) + CO2(g)区：CaO(s) + CaCO3(s)区：CO2(g) + CaCO3(s)12NaClH2O二组分体系的低共熔点为 -21.1，此时冰、NaCl2H2O(s) 和浓度为22.3(重量百分数)的NaCl水溶液平衡共存，在 -9时有一不相合熔点，在该熔点温度时，不稳定化合物NaCl2H2O分解成无水NaCl和27 的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)。(

21、1) 请绘制相图，并指出图中线、面的意义；(2) 若在冰水平衡体系中加入固体NaCl作致冷剂可获得最低温度是几度？(3) 若有1000g 28 的NaCl溶液，由160冷到 -10，问此过程中最多能析出多少纯NaCl ？12解：(1) 图中的 ac 为水的冰点下降曲线；ec 为水化物NaCl2H2O的溶解曲线；eh 为NaCl的溶解度曲线；bd 为三相线，线上任意一点代表冰、水化物和具有 c 点组成的NaCl溶液三相平衡共存；eg 为三相线，线上任意一点代表NaCl、水化物和具有e点组成的NaCl溶液三相平衡共存。是液相区；是固 (NaCl) 液平衡区；是冰液平衡区；是固 (NaCl2H2O)

22、 液平衡区。(2) 由相图可知，在冰水平衡体系中加入NaCl，随着加入NaCl的增多，体系温度沿c线下降，至c点温度降为最低，这时体系的温度为 -21.1。(3) 在冷却到-9时，已达到低共熔点，此时已开始有NaCl2H2O析出，到-10，纯NaCl已消失，因此在冷却到-10过程中，最多析出的纯NaCl可由杠杆规则计算：w (液) 1 = w (NaCl) 72 w (NaCl) / w总 = 1/(72 + 1) = 1/73w (NaCl) = w总/ 73 = 1000/73 = 13.7 g即冷却到-10过程中，最多能析出纯NaCl 13.7 g。14已知Bi和Cd的熔点和熔融焓分别是

23、544.2K、594.1K以及11.00 kJmol-1、5.98 kJmol-1，预言由这两个金属所形成的最低共熔混合物的温度和组成(设形成理想混合物)。实验值为140和Cd的含量(质量百分数)为40 。14解：(1)由图知X为A3B。1：L + A(s)；2：A(s) + A3B(s)；3：A3B(s) + L；4：A3B(s) + B(s)；5：B(s) + L(2) 由图知： 1：；2：L + ；3：L + ；4：；5： + (3) 由图知X为A2B，Y为AB 。1：L；2：；3：L + ；4：L + A2B(s)；5： + A2B(s)； 6：L + AB(s)；7：A2B(s) +

24、 AB(s)； 8：L+ AB(s)； 9：L+B(s) 10：AB(s) + B(s) 三、单选题：2 克劳修斯克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系所处的温度要求：(A) 大于临界温度 ； (B) 在三相点与沸点之间 ；(C) 在三相点与临界温度之间 ； (D) 小于沸点温度 。3单组分固液两相平衡的pT曲线如图所示，则：(A) Vm(l) = Vm(s) ； (B) Vm(l)Vm(s) ；(C) Vm(l)Vm(s) ； (D) 无法确定 。6硫酸与水可组成三种化合物：H2SO4H2O(s)、H2SO42H2O(s)、H2SO44H2O(s)，在p 下，能与硫酸水溶液

25、共存的化合物最多有几种：(A) 1 种 ； (B) 2 种 ； (C) 3 种 ； (D) 0 种 。12相图与相律之间是：(A) 相图由实验结果绘制得出，相图不能违背相律 ； (B)相图由相律推导得出；(C)相图由实验结果绘制得出，与相律无关 ；(D) 相图决定相律 。13下列叙述中错误的是：(A) 水的三相点的温度是273.15K，压力是610.62 Pa ；(B) 三相点的温度和压力仅由系统决定，不能任意改变 ；(C) 水的冰点温度是0(273.15K)，压力是101325 Pa ；(D) 水的三相点f = 0，而冰点f = 1 。16.三相点是： ( )(A) 某一温度，超过此温度，液相就不能存在 (B) 通常发现在很靠近正常沸点的某一温度(C) 液体的蒸气压等于25时的蒸气压三倍数值时的温度(D) 固体、液体和气体可以平衡共存时的温度和压力25.二元合金处于低共熔温度时，物系的自由度： ( )(A) f = 0 (B) f = 1 (C) f = 3 (D) f = 2 26.区域熔炼技术主要是应用于： ( )(A) 制备低共熔混