物理化学1习题

物理化学学习指导1第一章气体的PVT性质一、基本要求1熟悉理想气体模型、摩尔气体常数和混合物的组成和理想气体状态方程对理想气体混合物的应用。2掌握理想气体状态方程、理想气体的分压定律和分体积定律。3熟悉气体的临界状态和气体的液化、理解液体的饱和蒸汽压。4了解真实气体的PVMP图、范德华方程、压缩因子和对应状态原理。二、内容提要1理想气体分子间无作用力，分子体积视为零的气体。在高温低压下，任何实际气体的行为都很接近于理想气体的行为。平衡状态的理想气体的P、V、T及N之间满足下列关系式PVNRT此式称为理想气体状态方程。式中R是气体常数，常用的与单位是8314JK1MOL1。2对于混合的理想气体有分压定律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、体积条件下产生压力的总和，称道尔顿分压定律。数学式为PBYBP分体积定律混合气体中任一组分B的分体积VB是所含NB的B单独存在于混合气体的温度、总压力条件下占有的体积，称阿马格分体积定律。数学式为VBYBV3实际气体的范德华方程式实际气体分子是有一定的形状和大小并且分子间有作用力。实际气体状态方程形式很多，最著名的是范德华方程式（PN2A/V2）（VNB）NRT三、例题精解1两个容器A和B用旋塞连接，体积分别为1DM3和3DM3，各自盛有N2和O2二者可视为理想气体，温度均为25，压力分别为100KPA和50KPA。打开旋塞后，两气体混合后的温度不变，试求混合后气体总压及N2和O2的分压与分体积。解根据物质的量守恒建立关系式P总VAVB/29815PAVA/29815PBVB/29815得P总PAVAPBVB/VAVB1001503KPA/13625KPANN2PAVA/RTA1000000001/831529815MOL004034MOL物理化学学习指导2NO2PBVB/RTB500000003/831529815MOL006051MOLYN2NN2/NN2NO2004034/00403400605104YO21YN210406分压PN2YN2P总04625KPA25KPAPO2YO2P总06625KPA375KPA分体积VN2YN2V总044DM316DM3VO2YO2V总064DM324DM32在25时把乙烷和丁烷的混合气体充入一个05DM3的真空容器中，当容器中压力为101325PA时，气体的质量为08509G。求该混合气体的平均摩尔质量和混合气体中两种气体的摩尔分数。解NPV/RT10132505103/831529815MOL002044MOLMMIXM/N08509G/002044MOL4163GMOL1又MMIXM乙烷Y乙烷M丁烷Y丁烷3007Y乙烷58121Y乙烷4163得Y乙烷05879，Y丁烷1Y乙烷04121四、习题解答一、选择题1理想气体模型的基本特征是（）A分子不断地作无规则运动、它们均匀分布在整个容器中B各种分子间的作用相等,各种分子的体积大小相等C所有分子都可看作一个质点,并且它们具有相等的能量D分子间无作用力,分子本身无体积答案D。2关于物质临界状态的下列描述中,不正确的是（）A在临界状态,液体和蒸气的密度相同,液体与气体无区别B每种气体物质都有一组特定的临界参数C在以、为坐标的等温线上,临界点对应的压力就是临界压力D临界温度越低的物质,其气体越易液化答案D。3对于实际气体,下面的陈述中正确的是（）A不是任何实际气体都能在一定条件下液化B处于相同对比状态的各种气体,不一定有相同的压缩因子C范德华方程应用最广,并不是因为它比其它状态方程更精确D临界温度越高的实际气体越不易液化答案C。4理想气体状态方程PVNRT表明了气体的P、V、T、N这几个参数之间的定量关系，与气体种类无关。该方程实际上包括了三个气体定律，这三个气体定律是（）物理化学学习指导3A波义尔定律、盖吕萨克定律和分压定律B波义尔定律、阿伏加德罗定律和分体积定律C阿伏加德罗定律、盖吕萨克定律和波义尔定律D分压定律、分体积定律和波义尔定律答案C。5真实气体在什么条件下，与理想气体状态方程偏差最小（）A高温高压B高温低压C低温高压D低温低压答案B。6符合范德华方程的气体称为范德华气体，该气体分子间是相互（）A吸引B排斥C无相互作用D无法判断答案A。7抽取某液体的饱和气体，体积V0；恒温下使压力降低一半，则其体积为V1。V0与V1的关系为（）A2V0V1B2V0V1C2V00CQWDQ0物理化学学习指导12CW0DW0答案B。电阻丝得到电功，故W0；电功全部转化为热并部分传给水，故Q0；电阻丝仍有部分热没有传给水，故U0。20如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气视为理想气体，已知P右P左，将隔板抽去后AQ0,W0,U0（B）Q0,W0CQ0,W0（D）U0,QW0,H0（B）U0,H0CU0,H0,P0CQ0,H0,PV（D）无法确定答案C，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。26某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系温度由T1升高到T2，则此过程的焓变H物理化学学习指导13A小于零（B）大于零（C）等于零（D）不能确定答案C。因恒压、不做其它功，HQP，又因绝热故Q0。27下述说法中哪一个正确A热是体系中微观粒子平均平动能的量度B温度是体系所储存能量的量度C温度是体系中微观粒子平均能量的量度D温度是体系中微观粒子平均平动能的量度答案D。28下图为某气体的PV图。图中AB为恒温可逆变化，AC为绝热可逆变化，AD为多方不可逆变化。B,C,D态的体积相等。问下述关系中哪一个错误ATBTC（B）TCTD（C）TBTD（D）TDTC答案B。29在体系温度恒定的变化过程中，体系与环境之间A一定产生热交换（B）一定不产生热交换C不一定产生热交换（D）温度恒定与热交换无关答案C。例如，理想气体自由膨胀为恒温过程，W0，Q0。30某绝热封闭体系在接受了环境所做的功后，其温度A一定升高B一定降低C一定不变D不一定改变答案A。31体系的状态改变了，其内能值A必定改变B必定不变C不一定改变D状态与内能无关答案C。例如，理想气体恒温下体积发生变化其内能不变。32在一定T、P下，气化焓VAPH,熔化焓FUSH和升华焓SUBH的关系ASUBHVAPHBSUBHFUSHCSUBHVAPHFUSHDVAPHSUBH答案D。33一可逆热机与一不可逆热机在其它条件都相同时,燃烧等量的燃料,则可逆热机牵引的列车行走的距离A较长B较短C一样D无法确定答案A。34压力为106PA的2M3范德华气体进行绝热自由膨胀，直至体系压力达到5105PA时为止。此变化中，该气体做功为多少（）物理化学学习指导14A2106JB106JC105JD0J答案D。35封闭体系中，有一个状态函数保持恒定的变化途径是什么途径（）A一定是可逆途径B一定是不可逆途径C不一定是可逆途径D体系没有产生变化答案C。36某体系在非等压过程中加热，吸热Q，使温度从T1升到T2，则此过程的焓增量H（）AHQBH0CHUPVD无法确定答案C。37非理想气体进行绝热自由膨胀时，下述答案中哪一个错误（）AQ0BW0CU0DH0答案D。38在一绝热钢壁体系内，发生一化学反应，温度从T1T2，压力由P1P2，则（）AQ0，W0，U0BQ0，W0，U0CQ0，W0，U0DQ0，W0，U0答案D。39下述哪一种说法正确（）A理想气体的焦耳汤姆逊系数不一定为零B非理想气体的焦耳汤姆逊系数一定不为零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为零的P,T值只有一组答案C。因理想气体的焦耳汤姆逊系数等于零，膨胀后不能致冷，故不能用作冰箱的工作介质。40欲测定有机物的燃烧热QP,一般使反应在氧弹中进行，实测得热效为QV。公式QPQVNRT中的T为（）A氧弹中的最高燃烧温度B氧弹所浸泡的水的温度C外水套的水温度D2982K答案C。41欲测定有机物的燃烧热QP,一般使反应在氧弹中进行，实测得热效为QV。由公式得QPQVNRTQVPV,式中P应为何值（）A氧弹中氧气压力B钢瓶中氧气压力CPD实验室大气压力答案D。42下述说法何者正确（）A水的生成热即是氧气的燃烧热B水蒸汽的生成热即是氧气的燃烧热C水的生成热即是氢气的燃烧热D水蒸汽的生成热即是氢气的燃烧热答案C。43一恒压反应体系，若产物与反应物的CP0,则此反应（）物理化学学习指导15A吸热B放热C无热效应D吸放热不能肯定答案D。44对化学反应进度，下列表述正确的是A值与反应式的写法无关B值是体系的状态函数，其值不小于零C对指定的反应，值与物质的选择有关D对指定的反应，随反应的进行值不变答案B。三、填空题1一定量的理想气体由同一始态压缩至同一压力P，定温压缩过程的终态体积为V，可逆绝热压缩过程的终态体积V，则VV。（选择填、0表示节流膨胀后温度低于节流膨胀前温度。（第二空选答高于、低于或等于）5理想气体在定温条件下向真空膨胀，U0,H0,S0。（选择填,W，Q0。71MOL理想气体绝热可逆膨胀，W0，H0，W0，S0。21理想气体的定压热容与定容热容之差为NR。22公式HQP在应用时必须遵守的条件封闭体系、定压过程、不做非体积功。23体系的性质分为强度性质和广延性质。24273K，101325PA下1摩尔固体冰融化为水时的Q0；W0；U0。25与环境之间有物质和能量交换的体系称为敞开体系。四、计算题11MOL双原子分子理想气体从29815K及101325PA的始态恒容加热到压力为202650PA的终态，求过程的Q、W、U和H。解利用双原子分子理想气体的CP,M计算。据题意理想气体的状态变化框图如下因为是恒容过程，故DV0，由此W0，且P/T常数。所以T2P2T1/P1202650PA/101325PA29815K59630KQVUNCV,MT2T15/2RNT2T15/2831515963029815J619779JHNCP,MT2T17/2RNT2T1358315JK1MOL11MOL59630K29815K867691J21MOL理想气体由500K、10MPA反抗恒外压绝热膨胀到01MPA，然后恒容升温至500K，求整个过程的W、Q、U和H。已知理想气体的CV,M20786JK1MOL1。解据题意，1MOL理想气体的状态变化框图如下因为T3T1，理想气体的始终态的内能和焓相同，故U0，H0又Q10，U1W1即有NCV,MT2T1P2V2V1NRT2NRT1P2/P1T2T1CV,MRP2/P1/CV,MR50020786831501/10K/2078683153714KWU1NCV,MT2T11MOL20786JK1MOL13714K500K2673J因为恒容，所以W20。整个过程WW12673J，QW2673J3在29815K时，使46克的乙醇摩尔质量为46G/MOL在弹式量热计中恒容燃烧，物理化学学习指导17放出13668KJ的热量。忽略压力对焓的影响。1计算乙醇的标准摩尔燃烧焓CHM。2乙醇恒压下燃烧的反应热QP。3已知29815K时H2OL和CO2G的标准摩尔生成焓分别为28583KJMOL1、39351KJMOL1，计算C2H5OHL的FHM。解1乙醇燃烧反应CH3CH2OHL3O2G2CO2G3H2OLCUMQV/N13668KJ/46/46MOL13668KJMOL1CHMCUMVBGRT136681831529815103KJMOL1136928KJMOL12QPQVPPVPPVPV产物V反应物GNGRTVBGRTN乙醇/V乙醇046/46MOL/101MOLVBG231QPQVVBGRT011831529815J24791J即有QPQV24791J13668J24791J38459J3CHMCH3CH2OH,L2FHMCO23FHMH2OFHMCH3CH2OHLFHMCH3CH2OHL2FHMCO23FHMH2OCHM239351328583136928KJMOL127523KJMOL141MOL25的水在101325PA下变为200的水蒸气，求过程的W、Q、U和H。已知水的CP,ML7529JK1MOL1，水蒸气的CP,MG3358JK1MO1，VAPHM10040637KJMOL1，水蒸气可看作理想气体。解据题意，在101325PA下1MOL水的状态变化框图如下1为液态水的恒压升温过程Q1H1NCP,MLT2T11MOL7529JK1MOL1373K298K5647KJ由于液体水在升温过程中体积变化不大，故W10。对由固态或液态物质组成的凝聚系统，VM/TP0，所以CP,MCV,M0即CP,MCV,M，故U1NCV,MT2T15647KJ2为水的平衡相变过程Q2H2NVAPHM40637KJW2PEVGVLPVGNRT1MOL8315JK1MOL1373K3101KJU2Q2W240637KJ3101KJ3754KJ3为水蒸气的恒压升温过程Q3H3NCP,MGT3T21MOL3358JK1MOL1473K373K3358JW3PEV3V2NRT3T21MOL8315JK1MOL1473K373K831JU3Q3W33358J831J2527J物理化学学习指导18对于整个过程而言WW1W2W30KJ3101KJ0831KJ3932KJQQ1Q2Q35647KJ40637KJ3358KJ49642KJHQP49642KJUQW49642KJ3932KJ45710KJ5始态为25，200KPA的5MOL某理想气体，经途径A，B两不同途径到达相同的末态。途经A先经绝热膨胀到2847，100KPA，步骤的功WA557KJ；再恒容加热到压力200KPA的末态，步骤的热QA2542KJ。途径B为恒压加热过程。求途径B的WB及QB。解先确定系统的始、末态3111061902000001529831485MPNRTV32101601000005824431485MPNRTVVKJKJQWUAA85194225575对于途径B，其功为KJJVPWB932706190101602000001）（根据热力学第一定律625下，密闭恒容的容器中有10G固体萘C10H8S在过量的O2G中完全燃烧成CO2G和H2O（L）。过程放热401727KJ。（MC10H81281705）求（1）C10H8S12O2G10CO2G4H2O（L）的反应进度；（2）C10H8S的CUM；（3）C10H8S的CHM。解物理化学学习指导19物理化学学习指导20第三章热力学第二定律一、基本要求1理解热力学第二定律的表述方法。2理解克劳修斯不等式的意义。3理解如何从可逆性判据演变成特定条件下的平衡判据，并用以确定过程的方向和限度。4理解热力学第三定律及熵的意义及相关计算。5理解吉布斯能和亥姆霍兹的意义及相关计算。二、内容提要1热力学第二定律克劳修斯表述“热量由低温物体传给高温物体而不引起其它变化是不可能的”。开尔文表述“从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他变化是不可能的”。2卡诺热机效率结论（1）可逆热机的效率与两热源的温度有关，两热源的温差越大，热机的效率越大；（2）热机必须工作于不同温度两热源之间，把热量从高温热源传到低温热源而作功；（3）当T10，可使热机效率100，但这是不能实现的，因热力学第三定律指出绝对零度不可能达到，因此热机效率总是小于1。3熵热力学第二定律数学表达式克劳修斯不等式DSTQ0熵增原理对于绝热可逆过程，系统的熵值不变，S0；对绝热不可逆过程，系统的熵值增加，S0,在绝热过程中系统的熵值永不减少，这就是熵增加原理。孤立系统中自发过程的方向总是朝着熵值增大的方向进行，直到在该条件下系统熵值达到最大为止，即孤立系统中过程的限度就是其熵值达到最大。熵函数的物理意义A熵是系统混乱程度的度量B在绝对零度，任何纯物质完整晶体的熵等于零，即，所谓完整晶体即晶体中的原子、分子只有一种排列方式。C温度升高，熵值增大；物质的聚集状态不同会影响熵值大小固态0。（）34气体经绝热不可逆压缩S0的过程都不能自发进行。（）36100，101325KPA下水变为同温同压下的水蒸气的过程，不论过程是否可逆，G0均成立。（）37凡是系统熵增加的过程一定是自发的过程。（）38工作于两相同高低温热源间的任一热机的效率不会大于可逆热机的效率。（）二、选择题1G0的过程应满足的条件是A等温等压且非体积功为零的可逆过程B等温等压且非体积功为零的过程C等温等容且非体积功为零的过程D可逆绝热过程答案A。2在一定温度下，发生变化的孤立体系，其总熵A不变B可能增大或减小C总是减小D总是增大答案D。因孤立系发生变化必为自发过程，根据熵增原理熵必增加。3对任一过程，与反应途径无关的是A体系的内能变化B体系对外作的功C体系得到的功D体系吸收的热答案A。只有内能为状态函数与途径无关，仅取决于始态和终态。4下列各式哪个表示了偏摩尔量THTQSRRR物理化学学习指导27A,JITPNUNB,JITVNHNC,JITVNAND,JIITPNN答案A。首先根据偏摩尔量的定义，偏导数的下标应为恒温、恒压、恒组成。只有A和D符合此条件。但D中的I不是容量函数，故只有A是偏摩尔量。5氮气进行绝热可逆膨胀ABCAD答案B。绝热系统的可逆过程熵变为零。6关于吉布斯函数G,下面的说法中不正确的是AGW在做非体积功的各种热力学过程中都成立B在等温等压不做非体积功条件下,对各种可能变动,系统在平衡态吉氏函数最小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。7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答案D。正确的说法是，热不可能全部转化为功而不引起其它变化。8关于克劳修斯克拉佩龙方程下列说法错误的是A该方程仅适用于液气平衡B该方程既适用于液气平衡又适用于固气平衡C该方程假定气体的体积远大于液体或固体的体积D该方程假定与固相或液相平衡的气体为理想气体答案A。9关于熵的说法正确的是A每单位温度的改变所交换的热为熵B可逆过程熵变为零C不可逆过程熵将增加D熵与系统的微观状态数有关答案D。A熵变的定义/RDSQT其中的热应为可逆热；（B）与（C）均在绝热系统中才成立。10在绝热条件下，迅速推动活塞压缩气筒内空气，此过程的熵变A大于零B小于零C等于零D无法确定答案A。绝热不可逆过程熵要增加。11氢气进行不可逆循环ABCD答案B。循环过程状态函数不变。物理化学学习指导2812氢气和氧气在绝热钢瓶中生成水ABCHD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（PV）VP，因P不等于零故H亦不为零。恒温、恒压不做其它的可逆过程G0，上述过程并非此过程。13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。可逆相变为零。14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。15关于亥姆霍兹函数A,下面的说法中不正确的是AA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CA是守恒的参量DA的绝对值不能确定答案C。16关于热力学基本方程DUTDSPDV,下面的说法中准确的是ATDS是过程热BPDV是体积功CTDS是可逆热D在可逆过程中,PDV等于体积功,TDS即为过程热答案D。17理想气体在自由膨胀过程中,其值都不为零的一组热力学函数变化是AU、H、S、VBS、A、V、GCT、G、S、VDU、A、H、V答案B。理想气体自由膨胀过程不做功亦不放热，故U0，T0。18在一绝热恒容箱中,将NOG和O2G混合,假定气体都是理想的,达到平衡后肯定都不为零的量是AQ,W,UBQ,U,HCH,S,GDS,U,W答案C。此条件下Q、W和U都为零。由HU（PV）可见反应前后压力有变化故H不为零，微观状态数有变化故S不为零，GH（TS）亦不为零。19在下列过程中,GA的是A液体等温蒸发B气体绝热可逆膨胀C理想气体在等温下混合D等温等压下的化学反应答案C。由GA（PV）可知若（PV）0则GA。20一卡诺热机在两个不同温度之间的热源之间运转,当工作物质为气体时,热机效率为42,若改用液体工作物质,则其效率应当A减少B增加C不变D无法判断物理化学学习指导29答C21理想气体绝热向真空膨胀，则ADS0，DW0BDH0，DU0CDG0，DH0DDU0，DG0答案B。22对于孤立体系中发生的实际过程，下式中不正确的是AW0BQ0CDS0DDH0答案D。23理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程,则A可以从同一始态出发达到同一终态B不可以达到同一终态C不能确定以上A、B中哪一种正确D可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定答案B。24求任一不可逆绝热过程的熵变DS，可以通过以下哪个途径求得A始终态相同的可逆绝热过程B始终态相同的可逆恒温过程C始终态相同的可逆非绝热过程DB和C均可答案C。25在绝热恒容的系统中，H2和CL2反应化合成HCL。在此过程中下列各状态函数的变化值哪个为零ARHMBRUMCRSMDRGM答案B。因Q0，W0。26将氧气分装在同一气缸的两个气室内，其中左气室内氧气状态为P11013KPA，V12DM3,T12732K右气室内状态为P21013KPA,V21DM3,T22732K；现将气室中间的隔板抽掉，使两部分气体充分混合。此过程中氧气的熵变为ADS0BDS0BS体0BS体S环0,S环0CS体0,S环0DS体0。34理想气体在绝热条件下，经恒外压压缩至稳态，此变化中的体系熵变S体及环境熵S环应为AS体0,S环0CS体0,S环0DS体0；又因绝热过程，故S环0。35在1013KPA下，110的水变为110水蒸气，吸热QP，在该相变过程中下列哪个关系式不成立AS体0BS环不确定CS体S环0DG体0,S环0CS体0,S环0答案B。反应由气相变为凝聚相熵减少，S体0。37263K的过冷水凝结成263K的冰，则AS0CS0D无法确定答案A。恒温下液体变固体熵减少。物理化学学习指导3138理想气体由同一始态出发，分别经（1）绝热可逆膨胀（2）多方过程膨胀,达到同一体积V2，则过程1的熵变S1和过程2的熵变S2之间的关系是AS1S2BS1GBA0答案C。隔离系统的熵不可能减少。43下列四个关系式中哪一个不是麦克斯韦关系式ABCDSPPSTVPTTVTVVSPSSPSVVTPT答案A。44在，两相中均含有A和B两种物质，当达到平衡时，下列种哪情况是正确的ABAAABABABCD答案B。45热力学第三定律可以表示为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0时，任何晶体的熵等于零D在0时，任何完整晶体的熵等于零答案B。理想气体恒温膨胀做功时U0，故QW，即所吸之热全部转化为功。三、填空题物理化学学习指导321热力学第三定律的普朗克说法的数学表达式为S0K,完美晶体0。21MOL理想气体由同一始态开始分别经可逆绝热膨胀（）与不可逆绝热膨胀（）至相同终态温度，则U（）U（），S,0；U0；H0；A0,0,0，非自发过程的S0故为不可逆过程。43551的恒温槽中有一带活塞的导热圆筒，内有1MOL氧气及装于小玻璃瓶中的1MOL液态乙醚。在环境压力也即系统压力维持100KPA不变下，将小玻璃瓶打破，液态乙醚蒸发至平衡态，试求过程的Q，W，U，H，S，A及G。已知乙醚在3551时的饱和蒸气压为101325PA，乙醚的摩尔蒸发焓为25104KJMOL1。解设计如下途径计算1因真空蒸发可理解为PE0或恒容过程，W0可忽略压力对凝聚系统的焓的影响，H10；理想气体恒温时H30，故HH1H2H30VAPH013077KJ3077KJQUHPVVAPHPVGVLNVAPHMPVGNVAPHMNRT3077018315353J27835J2SS1S2S30S2S3H2/TNRLNP/P30770/35318315LN101325KPA/100KPAJK18728JK1GHTS307703538728J3984J3SEQ/TE7835J/353K7885JK14可用熵判据判断过程的性质，此过程SISOSSYSSE8728JK17885JK1843JK10故为不可逆过程。5已知反应CACO3SCAOSCO2G在25一些物质的热力学数据如下物理化学学习指导35计算25时该反应RGM。假设反应熵RSM和RHM均不随温度而变。当温度升1000的常压时，该反应能否进行估算反应在常压下能够进行的最低温度分解温度。解25时RHMVBFHM635093935112068JK1MOL11782KJMOL1RSMVBSM402137929KJMOL11608JK1MOL1RGMRHMTRSM17820298151608KJMOL11303KJMOL11000的常压时RGM17821273151608KJMOL12652KJMOL1PB，则（）AYAXABYAYBCXAYADYBYA答案A。16已知373K时液体A的饱和蒸气压为13324KPA，液体B的饱和蒸气压为6662KPA。设A和B形成理想溶液，当溶液中A的物质的量分数为05时，在气相中A的物质的量分数为（）物理化学学习指导44A1B1/2C2/3D1/3答案C。17298K时，HCLG,MR365溶解在甲苯中的亨利常数为245KPAKGMOL1,当HCLG在甲苯溶液中的浓度达2时，HCLG的平衡压力为（）A138KPAB1199KPAC49KPAD49KPA答案A。18真实气体的标准态是（）AFP的真实气体BPP的真实气体CFP的理想气体DPP的理想气体答案D19下述说法哪一个正确某物质在临界点的性质（）A与外界温度有关B与外界压力有关C与外界物质有关D是该物质本身的特性答案D。20今有298K，P的N2状态I和323K，P的N2状态II各一瓶，问哪瓶N2的化学势大（）AIIIBI2B10，T，K，吸热反应，提高温度有利反应。RHM0，T，K不变，温度对反应无影响。RHM0（V0）P，KX。若0（V0）P对KX无影响。若0反应加入惰性气体，KN。若0反应加入惰性气体，无影响。BBPDDAAHHGGNNPPKNPKNNNNK2MRLNRTHTKP21MR1211LNTTRHKKOOPPKKX物理化学学习指导52若1，则应控制的反应温度A必须低于4093B必须高于4093K物理化学学习指导56C必须低于4093KD必须等于4093K答案C。9某化学反应在298K时的标准吉布斯自由能变化为负值，则该温度时反应的KP将是AKP0BKP1D02C1，则应控制反应的温度T430K。物理化学学习指导6018已知反应CSO2GCO2G的平衡常数为K1；COG1/2O2GCO2G的平衡常数为K2；2CSO2GCOG的平衡常数为K3；则K3与K1、K2的关系为K3K1/K2N，N2。19过饱和溶液中溶剂的化学势纯溶质的化学势。填入或P2。填、XA，即易挥发组分在气相中含量大于其在液相中的含量。杠杆规则在相图中的应用杠杆规则是二相平衡时二个相的物质量多少的定量关系式，与物系点位置和相点的位置有关。非理想的完全互溶双液体系A当混合后分子间作用力减弱时，产生正偏差，当分子间作用力增强时，产生负偏差。B正偏差很大时，在TX相图中会出现最低点，此点的温度为最低恒沸温度，组成称为最低恒沸组成；负偏差很大时，在TX相图中会出现最高点，此点的温度为最高恒沸温度，组成称为最高恒沸组成。以恒沸点为界，进行精馏时，分别得到不同的纯组分和恒沸物。7部分互溶和完全不互溶的双液系统部分互溶的双液系统A两种液体由于极性等性质有显著差别，以致在常温时只能有条件的相互溶解，超过一定范围便要分层形成两个平衡液相。两液相互饱和，互称为共轭相。B利用杠杆规则计算共轭相组成。8完全不互溶的双液系统A完全不互溶的双液系统的蒸气压是两纯组分的饱和蒸气压之和，因此系统的沸点低于任一纯组分。B它的重要应用是水蒸气蒸馏。两种完全不互溶的液体共同在低于其中任一组分沸点的温度下沸腾，利用其完全不互溶的性质进行分离。9二组分固液系统平衡相图简单低共熔系统的相图A简单低共熔系统的相图中，有二个SL平衡区和一个SS平衡区，杠杆规则适用于这些区域的计算。有一条低共熔三相线和相应的低共熔点。B物质间形成低共熔的混合物有许多应用，例如样品的纯度检验、微晶的形成、冷冻剂和散热介质的选择等；利用结晶和蒸馏相结合，可分离恒沸物和低共熔物。三、例题精解1指出下列体系分别有几相（1）空气；（2）冰雹；（3）金刚石和石墨混合物；（4）白色的冰和盐的共晶体；（5）一块黄铜30的锌铜合金；（6）酒精水溶液；（7）油和水的混合物；（8）密闭容器中让碳酸钙分解并达平衡；（9）牛奶AAAXPPBBBXPPBAPPP物理化学学习指导68解（1）、（2）、（5）、（6）只有一个相，（3）、（4）、（7）、（9）有两个相，（8）有三个相。判断相数的一般原则是无论有几种气体混合均为单相。同一物质若物理性质和化学性质都相同，仅仅是有界面分开仍为一相。不同晶型的同一物质是不同的相。例如石墨和金刚石。不同物质若能以分子、原子或离子形式混合，即形成真溶液即为一相。例如，水溶液，固溶体合金都为单相。两种不同物质的固体相混合，若不形成固溶体则为两相。例如，碳酸钙和氧化钙混合为两相。2把N2、H2和NH3三种气体充进77315K、32107PA的塔中，分别指出下列情况时的物质数和组分数。1未达平衡之前2已达平衡3若只充NH3气入塔，待平衡后，情况又如何解1未达平衡前，物种数为3，组分数也是3。2已达平衡时物种数仍为3，组分数为2，因平衡时，三者存在一个化学平衡关系。3若只充NH3入塔，待其平衡，则物种数为3，组分数为1。因除有一个化学平衡关系外。还存在一个浓度比例关系，即H2与N2的比为31。3在一个真空容器中，NH4CLS部分分解，求平衡时体系的组分数。解体系中有一平衡分解反应NH4CLSNH3HCL所以物种数3，化学平衡限制条件数R1。NH3和HCL都是由NH4CLS分解得到的，并且它们在一相中，因此，体系中存在着浓度限制条件数R1。CSRR31114如图为CO2的相图，试问（1）将CO2在25液化，最小需加多大压力（2）打开CO2灭火机阀门时，为什么会出现少量白色固体（俗称干冰）解（1）根据相图，当温度为25液一气平衡时，压力应为67大气压，在25时最小需要67大气压才能使CO2液化。（2）CO2的三相点压力为511大气压，当外压小于511大气压时液相就不能稳定存在。当打开阀门时，由于压力迅速降到及大气压，液相不能稳定存在，大量气化需吸收热量，使周围温度迅速降低，在相图上该系统有可能进入固相区，而出现固体CO2，即干冰。物理化学学习指导69图1CO2相图四、习题解答一、是非题（正确的打，错误的打）1独立组分数指确定体系所需的最少组分数。（）2体系的可变因素为体系的自由度数。（）3相律是一切平衡体系均适用。（）4单组分体系的三相点是三条曲线（气液线、气固线、液固线的交点，此时体系的温度、压力不能任意变动。（）5在一定浓度范围内，溶液的总蒸气压小于任何一个纯组分的蒸气压，所以在PX图上出现最高点。（）6对沸点组成图上有最高恒沸点的溶液进行精馏，最后可将A和B两组分完全分离开来。（）7水蒸气蒸馏可以保证高沸点液体不致因温度过高而分解。（）8具有两种临界溶解温度的体系其溶解度图是一个封闭曲线。（）9当两个三组分体系D和E构成一个新的三组分体系C时其组成一定位于D、E两点的连线上。（）10分配定律适用于任何浓度的溶液。（）11单组分系统可有四相共存点。（）12单组分的三相点数决不会多于一个。（）13二元稀溶液的沸腾温度总比纯溶剂的高。（）14A与B组成的二元混合物，知纯B的蒸汽压比纯A的蒸汽压大，则B在气相的含量必大于液相的含量。（）15101325KPA下纯甲苯的沸点为1106,在其中加入少量的苯，成为稀溶液，根据稀溶液的依数性，该溶液的沸点一定大于1106。（）物理化学学习指导7016恒沸混合物液体中，任一组分的活度系数RI1。（）17温度升高，液体在液体中的溶解度总是增加。（）18水和乙醇在恒T，P下混合形成非理想液态混合物，则有VMXAVA，MXBVB，M。（）19在大气压下，纯A的沸点低于纯B的沸点，由A与B的组成的混合物进行精馏时，塔顶一定得到纯A，塔釜一定得到纯B。（）20一般正，负偏差的二元液态混合物，易挥发分B有YBXB。（）21二元系最多有4相平衡共存。（）22二元气液平衡，若A组分对拉乌尔定律是正偏差（或负偏差），则B组分也必为正偏差（或负偏差）。（）23二元气液平衡，其一组分对拉乌尔定律的偏差不管什么浓度只会是一种（如正偏差或负偏差），而不会出现某些浓度下是正偏差，某些浓度下是负偏差。（）二、选择题1二元恒沸混合物的组成A）固定B随温度而变C随压力而变D无法判断答案C。2一单相体系,如果有3种物质混合组成,它们不发生化学反应,则描述该系统状态的独立变量数应为A3个B4个C5个D6个答案B。FCP231243通常情况下，对于二组分物系能平衡共存的最多相为A1B2C3D4答案D。F2P24P，F不能为负值，最小为零。当F0时P4。4正常沸点时，液体蒸发为气体的过程中AS0BG0CH0DU0答案B。此为可逆过程故G0。5NACLS、NACL水溶液及水蒸汽平衡共存时,系统的自由度AF0BF1CF2DF3答案B。FCP2，C2，P3，故F2321。6如果只考虑温度和压力的影响,纯物质最多可共存的相有AP1BP2CP3DP4答案C。FCP21P23P，当F最小为零时P3。7对于相律,下面的陈述中正确的是A相律不适用于有化学反应的多相系统物理化学学习指导71B影响相平衡的只有强度因素C自由度为零意味着系统的状态不变D平衡的各相中,系统包含的每种物质都不缺少时相律才正确答案B。8关于三相点,下面的说法中正确的是A纯物质和多组分系统均有三相点B三相点就是三条两相平衡线的交点C三相点的温度可随压力改变D三相点是纯物质的三个相平衡共存时的温度和压力所决定的相点答案D。9用相律和CLAPEYRON方程分析常压下水的相图，下述结论中不正确的是A在每条曲线上,自由度F1B在每个单相区,自由度F2C在水的凝固点曲线上,HM相变和VM的正负号相反D在水的沸点曲线上任一点,压力随温度的变化率都小于零答案D。10二组分系统的最大自由度是AF1BF2CF3DF4答案C。FCP22P24P，当P1时F3。11关于杠杆规则的适用对象,下面的说法中不正确的是A不适用于单组分系统B适用于二组分系统的任何相区C适用于二组分系统的两个平衡相D适用于三组分系统的两个平衡相答案B。12区别单相系统和多相系统的主要根据是A化学性质是否相同B物理性质是否相同C物质组成是否相同D物理性质和化学性质是否都相同答案D。13CLAPEYRON方程不适用于A纯物质固纯物质固可逆相变B理想溶液中任一组分的液气可逆相变C纯物质固气可逆相变D纯物质在等温等压下的不可逆相变答案D。14对于三组分系统,在相图中实际可能的最大自由度数是AF1BF2CF3DF4物理化学学习指导72答案C。FCP23P2，P最小为1，F3124。因三组分系统相图无法表达出4个自由度，故取答案C。15关于等边三角形座标的特点,不正确的说法是A在过三角形某顶点任一直线上各点所代表系统中,另外两组分的浓度比都相同B任意两点代表的系统组成新系统时,新系统的物质点必在原来两点的连接线上C任意三点代表的系统组成新系统时,新系统物质点必在原来三点连成三角形内D由三角形内任一点向三边作垂线,三垂线之和等于三角形高,且等于100答案D。16三组分水盐系统的相图常用来分离或提纯盐类,处理时必须使物系点进入所需要的相区。为此配合使用的操作很多，但一般不包括A加水稀释B加入另一种盐或盐溶液C升高或降低温度D水蒸汽蒸馏答案D。17分配定律不适用于A浓度小的系统B溶质难挥发的系统C分子在两相中形态相同的系统D溶质在一相中全部电离的系统答案D。18对于下述结论,正确的是A在等压下有确定沸点的液态系统一定是纯物质B任何纯固体物质都有熔点C在一定温度下,纯液体的平衡蒸气压与液体所受外压力无关D纯固体物质的熔点可以有很多个答案D。因熔点是与压力有关。19下面的表述中不正确的是A在定压下,纯固体物质不一定都有确定的熔点B在定压下,纯液态物质有确定的唯一沸点C在定压下,固体混合物都不会有确定的熔点D在定温下,液体的平衡蒸气压与外压有关答案C。共熔混合物在定压下有确定的熔点。20涉及化合物的分解压力的下列表述中正确的是A各化合物都有特定的分解压力B化合物分解时,其分解压力必须等于外界压力C化合物分解压力越大,它越不易分解D化合物的分解压力与温度有关答案D。21体系中含有H2O、H2SO44H2O、H2SO42H2O、H2SO4H2O、H2SO4，其组分数C为物理化学学习指导73A1B2C3D4答案B。22在410K，AG2OS部分分解成AGS和O2G，此平衡体系的自由度为A0B1C2D1答案A。FCP12310。23一个水溶液包含N个溶质，该溶液通过一半透膜与纯水相平衡，半透膜仅允许溶剂水分子通过，此体系的自由度为ANBN1CN1DN2答案D。FCP2N112。24绝热条件下，27315K的NACL加入27315K碎冰中，体系温度将如何变化A不变B降低C升高D不能确定答案B。冰熔化吸热。25下图中，从P点开始的步冷曲线为图1答案D。26图1中，生成固体化合物的经验式为ACCL4C4H10O2BCCL4C4H10O22CCCL42C4H10O2DCCL4C4H10O23答案C。27图1中，区域H的相态是A溶液B固体CCL4C固体CCL4溶液D固体化合物溶液物理化学学习指导74答案C。28CACO3S,CAOS,BACO3S,BAOS及CO2G构成平衡物系，其组分数为A2B3C4D5答案B。CSRR520329由CACO3S,CAOS,BACO3S,BAOS及CO2S构成平衡体系其自由度为AF2BF1CF0DF3答案C。共5种物质，2个化学反应，故C523,有5个相，FCP20。30三相点是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答案D。31某一固体在25和P压力下升华，这意味着A固体比液体密度大些B三相点的压力大于PC固体比液体密度小些D三相点的压力小于P答案B。32N2的临界温度是124K，室温下想要液化N2,就必须A在恒温下增加压力B在恒温下降低压力C在恒压下升高温度D在恒压下降低温度答案D。33对于与本身蒸气处于平衡状态的液体，下列哪种作图法可获得一直线AP对TBLGP/PA对TCLGP/PA对1/TD1/P对LGT/K答案C。由克劳修斯_克拉佩龙方程可以看出1LN/EVPMHPPCRT34当克劳修斯_克拉佩龙方程应用于凝聚相转变为蒸气时，则AP必随T之升高而降低BP必不随T而变CP