物理化学复习题汇编(含答案及简答题)

2019-01-26 12:48

1. 根据国际标准规定,系统对环境做功,功为 负 值,环境对系统做功,功为 正 值。

2. 在孤立系统中进行的可逆过程?S =0 ,进行不可逆过程?S >0 (填>0,=0,<0)。 3. 纯物质完美晶体在 0k 时熵值为零。

4. 在稀溶液中, 溶剂 服从拉乌尔定律,在同一浓度范围内, 溶质 服从亨利定律。 5. 写出理想溶液中任意组分B的化学势表达式: 。

7. 写出理想气体反应的等温方程式: ,写出标准平衡常数与温度的关系式 。

8. ????G??nB??既可以称为B组分的摩尔吉布斯函数,又可称为B组分的 化学势 。 ??T,p,nC(C?B)??B,如果反应物A的浓度lncA— t作图成一直线,则反应级数n= ,其9. 某反应A?半衰期t1/2? 。

10. 在化学电源中,负极也叫 阳 极,正极也叫 阴 极;作为电解池时,阳极也称

正极,阴极也称 负 极。

12. 在热力学研究中,根据系统的性质是否与物质的量有关,将系统的性质分为 广度性质 、 强度性质 。

14. 由?和?组成的两相系统中都含有A和B组分,在恒定T,p下建立平衡,若用化学势判据,

则有 和 。

15. 在电解池中,电解质正离子通过溶液向 正 极迁移,负离子向 负 极迁移,与此同时, 阳 极总是发生氧化反应, 阴 极上总是发生还原反应。

17. 一级反应的动力学特征是:① ;② ;③ 。 18. 物质的量为n的理想气体绝热向真空膨胀,状态由T、V1变到T、V2,其ΔS= __ 0 。 19. 温度对化学反应速率影响的关系式为: 或 。 20. 可逆电池必须具备的条件:① 电池反应必须可逆 ②电池反应条件必须可逆 。 21. 化学动力学是研究 化学反应机理 和 反应速率 。

23. Q、T、V、W等热力学量中属于状态函数的是 TV ,与过程有关的是

QW ,状态函数中属于强度性质的是 T ,属于容量性质的是 V 。

24. 热力学第二定律的经典表述之一为:不可能将热从低温物体转移到高温物体而 不留下其他

1

变化 数学表达式为 。

26. 对二组分相图,最多相数为 2 ,最大自由度为 3

30. 若Λm(MgCl2)?0.02588S?m2?mol?1,则Λm(MgCl2)? 。 31. 25℃时,H+和CH3COO-无限稀释的摩尔电导率分别是350×10-4S?m?mol和40×10-4S?m?mol,实验测得25℃,0.0312mol·dm-3的CH3COOH溶液的电导率?=2.871×10-4S·m2,此溶液中电离度?= ,电离平衡常数K= 。

32 公式QV??U的应用条件是:① 不做非体积功 ;② 恒容 。 35. 在电化学中把发生氧化反应的电极称为阳 ,把发生还原反应的电极称为 阴 。 36. 零级反应的半衰期t1/2与反应物的起始浓度之间的关系是 。 38. 原电池中正极发生 还原反应,负极发生氧化反应。 四、计算题

1.1mol单原子理想气体的始态为300K,500kPa。

(1)在等温条件下向真空膨胀至100kPa, 求此过程的Q、W、?U、?H、?S、?A、?G。 (2)在恒压条件下,体积增至原来的两倍(V2=2V1), 求此过程的Q、W、?U、?H、?S。 1.解:

(1) 因为向真空膨胀,等温过程,故:

Θ122?12?1Q1?0,W1?0,?U1?0,?H1?0

?A1??G1?nRTlnp2100kPa?1mol?8.314J?mol?1?K?1?300K?ln??4014J p1500kPa?S1?nRlnp1500kPa?1mol?8.314J?mol?1?K?1ln?13.38J?K?1 p2100kPap2V2p1V1,得T2?2T1?600K ?T2T15?8.31J4?mo?l1?K?1?(600?300K)?6236J 2(2) 因为p1?p2,V2?2V1所以,由

l ?H2?Q2?nCp,m(T2?T1)?1mo?l ?U2?nCV,m(T2?T1)?1mo?3?8.31J4?mo?l1?K?1?(600?300K)?374J1 2W2??U2?Q2?3741J?6236J??2495J

2

?S2??

T2nCp,mTT1dT??600K1?Cp,mT300K5600KdT?1??8.314ln?14.4J?K?1

2300K2.1mol理想气体,始态压力202650Pa,体积为22.4dm3,连续经历下列三个过程达到终态。

(1) 从始态可逆膨胀至B,其压力为101325Pa; (2) B再等容加热至C,其温度为1091.9K;

(3) C再在等压条件下冷却至终态D,其温度为545.9K。

试求:(1) 在p-V图上绘出上述过程的示意图;(2) 计算整个过程的Q、W、ΔU、ΔH。 2. 解:

(1)先确定各状态参量,从中分析状态之间的区别和联系

A: n=1mol pA=202650Pa VA=22.40dm3 TA=pV/nR=545.9K B: n=1mol pB=101325Pa VB=nRT/p=44.8dm3 TB=545.9K C: n=1mol pC=202650Pa(求) VC=44.80dm3 TC=1091.9K D: n=1mol pD=202650Pa VD=22.40dm3 TD=545.9K D与A的状态相同,所以为循环过程,p-V示意图如下:

p/Pa ③

202650 A(D) C

② 101325 ① B

0 22.40 44.80 V/dm3

(2)循环过程的 ΔU=0, ΔH=0,Q=W

WV21?144.80dm3?1??nRTlnV??1mol?8.314J?K?mol?545.9K?ln.4dm3??3145.9J1223

W2?0

W3??pe(V2?V1)??202650Pa?(22.4?44.8)?10?3m3?4538J

所以 W=W1+W2+W3=-3145.9+0+4538=1392J

3.设有1molN2,温度为0℃,压力为101.3kPa,试计算下列过程的Q、W、△U、△H(已知N2

的CV,m?5R)。 2(1) 等容加热至压力为152.0kPa。 (2) 等温可逆膨胀为原来体积的两倍。 (3) 绝热可逆膨胀为原来体积的两倍。 3.解:(1) 等容加热过程 W?0

nRT1mol?8.314J?mol?1?K?1?273.15K31 V1???0.0224m3p1101.3?10Pap2V2p2V1152.0?103Pa?0.0224m3T2????409.5K ?1?1nRnR1mol?8.314J?mol?K5Q1??U1?nCV,m(T2?T1)?1mol??8.314J?mol?1?K?1?(409.5?273.15)K?2834J

27?H1?nCp,m(T2?T1)?1mol??8.314J?mol?1?K?1?(409.5?273.15)K?3968J

2 (2) 等温可逆膨胀 ?U2?0,?H2?0 W??nRTlnV22V??nRTln1??1mol?8.314J?mol?1?K?1?273.15K?ln2??1574J V1V1Q??W?1574J

(3) 绝热可逆膨胀

Q3?0

由T1V1??1?V1(7/2)R??1?1.4,得T2???T2V2,???V(5/2)R?2??????1T1?0.50.4?273.15K?207.0K

5?U3?nCV,m(T2?T1)?1mol??8.314J?mol?1?K?1?(207.0?273.15)K??1375J

2 4

7?H3?nCp,m(T2?T1)?1mol??8.314J?mol?1?K?1?(207.0?273.15)K??1925J

2Q3??U3??1375J

6. 今有1mol理想气体,始态为273K,1000kPa,在273K令其反抗恒定外压100kPa膨胀至体积为原来的10倍,求该过程的Q、ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG并判断过程的自发性。

nRT1mol?8.314J?K?1?mol?1?273K6. 解:V1???2.27?10?3m3 3p11000?10Pa V2?10V1?10?2.27?10m?22.7?10m ?U?0 ?H?0

?Q?W??p(V2?V1)??100?10Pa?(22.7?2.27)?10Pa??204J3

3?3?33?33Q??W?2043J

?S?nRlnp11000kPa?1mol?8.314J?K?1?mol?1?ln?19.14J?K?1 p2100kPa?A??U?T?S??T?S?273K?19.14J?K?1??5225J ?G??H?T?S??T?S?273K?19.14J?K?1??5225J

7. 已知在298.15K时有下列数据:

Θ?fHm/kJ?mol?1 ΘSm/J?K?1?mol?1 CO2(g) -393.15 213.64 NH3(g) -46.19 192.51 H2O(g) -241.83 188.72 CO(NH2)2(g) -333.19 104.60

98.15K下,反应CO2(g)?2NH3(g)?H2O(g)?CO(NH2)2(g)得?rGm及反应的平衡常。

7. 解: ?rHm(T)?ΘΘ???HBfΘm(B,?,T)

=(-241.83)+(-333.19)-(-393.15)-2×(-46.19)kJ·mol-1

5


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