物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生版)(1)

1、.物理化学核心教程（第二版）参考答案 第 二 章 热力学第一定律一、思考题1. 判断下列说法是否正确，并简述判断的依据（1）状态给定后，状态函数就有定值，状态函数固定后，状态也就固定了。答：是对的。因为状态函数是状态的单值函数。（2）状态改变后，状态函数一定都改变。答：是错的。因为只要有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得变。（3）因为U=QV，H=Qp，所以QV，Qp 是特定条件下的状态函数? 这种说法对吗？答：是对的。DU，DH 本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下与QV，Qp的数值相等，所以QV，Qp不是状态函数。（4）根据热力学第一定律，因为能量

2、不会无中生有，所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量。答：是错的。根据热力学第一定律，它不仅说明热力学能（U）、热（Q）和功（W）之间可以转化，有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。所以功的转化形式不仅有热，也可转化为热力学能系。（5）在等压下，用机械搅拌某绝热容器中的液体，是液体的温度上升，这时H=Qp=0答：是错的。这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即Wf0，所以HQp。（6）某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q1，焓变为H1。如将化学反应安排成反应相同的可逆电池，使化学反应和电池反应的始态和终态形同，这时热效应为Q2，焓变为H2，则H1=H2。答：是对的。Q是非状态

3、函数，由于经过的途径不同，则Q值不同，焓（H）是状态函数，只要始终态相同，不考虑所经过的过程，则两焓变值DH1和DH2相等。2 . 回答下列问题，并说明原因（1）可逆热机的效率最高，在其它条件相同的前提下，用可逆热机去牵引货车，能否使火车的速度加快？答？不能。热机效率是指从高温热源所吸收的热最大的转换成对环境所做的功。但可逆热机循环一周是一个缓慢的过程，所需时间是无限长。又由可推出v无限小。因此用可逆热机牵引火车的做法是不实际的，不能增加火车的速度，只会降低。（2）Zn与盐酸发生反应，分别在敞口和密闭容器中进行，哪一种情况放热更多？答：在密闭容器中进行的反应放热多。在热化学中有Qp = QV+

4、 ng（RT），而Zn（s）+ H2SO4（aq）= Zn SO4 （aq）+ H2（g）的ng =1，又因该反应为放热反应Qp 、 QV的值均为负值，所以QV>Qp。（3）在一个导热材料制成的圆筒中装有压缩气体，圆筒中的温度与环境达成平衡。如果突然打开圆筒，是气体冲出去，当压力与外界相等时，立即盖上筒盖。过一段时间，筒中气体的压力有何变化？答：筒内压力变化过程：当压缩气体冲出，在绝热可逆过程有，当气体的压力与外界相等时，筒中温度降低。立即盖上筒盖，过一会儿，系统与环境的温度完全相等，筒内温度上升，则压力也升高，即大于环境的标准大气压。（4）在装有催化剂的合成氨反应室中，N2（g）与H2

5、（g）的物质的量的比为1:3，反应方程式为，N2（g）+ H2（g）N H3（g）。在温度为T1和T2的条件下，实验测定放出的热量分别为Qp（T1）和Qp（T2）.但是用Kirchhoff定律计算时计算结果与实验值不符，试解释原因。答：r，rHm实际是指按所给反应式，进行=1mol反应时的焓变，实验测得的数值是反应达到平衡时发出的热量，此时<1mol，因此经过计算使用Kirchhoff定律计算的结果与实验不符。3. 理想气体绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式计算，那两种过程的功是否一样?答：不一样。过程不同，终态不相同，即T不一样，因此绝热可逆和绝热不可逆两过程所做功不一样。4.

6、请指出所列公式的适用条件： （1） （2） （3）答：（1）式适用于不作非膨胀功的等压过程。（2）式适用于不作非膨胀功的等容过程。（3）式适用于理想气体不作非膨胀功的等温可逆过程。5. 用热力学概念判断下列各过程中功、热、热力学能和焓的变化值。第一定律数学表示式为U = Q + W。（1） 理想气体自由膨胀（2） van der Waals气体等温自由膨胀（3） Zn（s）+ 2HCl（l）= ZnCl2 + H2 （g）进行非绝热等压反应（4） H2（g）+ Cl2（g）= 2HCl（g） 在绝热钢瓶中进行 （5） 常温、常压下水结成冰（273.15 K，101.325kPa）答：（1）W

7、= 0 因为自由膨胀外压为零。 Q = 0 理想气体分子间没有引力。体积增大分子间势能不增加，保持温度不变，不必从环境吸热。 DU = 0 因为温度不变，理想气体的热力学能仅是温度的函数。 DH = 0 因为温度不变，理想气体的焓也仅是温度的函数。（2）W = 0 因为自由膨胀外压为零。 Q > 0 范氐气体分子间有引力。体积增大分子间势能增加，为了保持温度不变，必须从环境吸热。 DU > 0 因为从环境所吸的热使系统的热力学能增加。 DH > 0 根据焓的定义式可判断，系统的热力学能增加，焓值也增加。（3）W < 0 放出的氢气推动活塞，系统克服外压对环境作功。Q &

8、lt; 0 反应是放热反应。DU < 0 系统既放热又对外作功，热力学能下降。DH < 0 因为这是不做非膨胀功的等压反应，DH = Qp 。（4）W = 0 在刚性容器中是恒容反应，不作膨胀功。 Q = 0 因为用的是绝热钢瓶 DU = 0 根据热力学第一定律，能量守恒，热力学能不变。 DH > 0 因为是在绝热刚瓶中发生的放热反应，气体分子数没有减少， 钢瓶内温度升高，压力也增高，根据焓的定义式可判断焓值是增加的。（5）W < 0 常温、常压下水结成冰，体积变大，系统克服外压对环境作功。Q < 0 水结成冰是放热过程。DU < 0 系统既放热又对外作功，

9、热力学能下降。DH < 0 因为这是等压相变，DH = Qp 。 6. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：（1）氢气在氧气中燃烧；（2）爆鸣反应；（3）氢氧热爆炸；（4）氢氧燃料电池。在所有反应中，保持反应始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?答：应该相同。因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。这就是：异途同归，值变相等。7. 一定量的水，从海洋蒸发变为云，云在高山上变为雨、雪，并凝结成冰。冰、雪熔化变成水流入江河，最后流入大海，一定量的水又回到始态。问历经整个循环，水的热力学能和焓的变化

10、是多少?答：水的热力学能和焓的变化值都为零。因为热力学能和焓是状态函数，不论经过怎样的循环，其值都保持不变。这就是：周而复始，数值还原。8. 298 K，101.3 kPa压力下，一杯水蒸发为同温、同压的气是不可逆过程，试将它设计成可逆过程。答：可逆过程（1）：绕到沸点或可逆过程（2）：绕到饱和蒸气压二、概念题题号12345678选项DCBAADCC题号910111213141516选项BBABCCDB1. 对于理想气体的热力学能有下述四种理解：（1）状态一定，热力学能也一定 （2）对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的 （3）对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数

11、值（4）状态改变时，热力学能一定跟着改变其中都正确的是（ ）。（A）（1），（2） （B）（3），（4） （C）（2），（4） （D）（1），（3） 答：（D） 热力学能是状态的单值函数，其绝对值无法测量。2. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度将（ ）。（A）不变 （B）升高 （C）降低 （D）无法判定 答：（C）气体膨胀对外作功，热力学能下降。3. 有一真空钢筒，将阀门打开时，大气（视为理想气体）冲入瓶内，此时瓶内气体的温度将（ ）。（A）不变 （B）升高 （C）降低 （D）无法判定 答：（B）大气对系统作功，热力学能升高。4. 1 mo

12、l 373 K、标准压力下的水分别经历：（1）等温、等压可逆蒸发；（2）真空蒸发，变成373 K、标准压力下的水气。这两个过程中功和热的关系为（ ）。（A）W 1< W 2、Q 1> Q 2 （B） W 1< W 2、Q 1< Q 2 （C）W 1= W 2、Q 1= Q 2 （D） W 1> W 2、Q 1< Q 2 答：（A）过程（1）中，系统要对外作功，相变所吸的热较多。5. 在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱, 将冰箱门打开, 并接通电源使其工作, 过一段时间之后, 室内的平均气温将如何变化（ ）？（A）升高 （B）降低 （C）不变 （D）不一定

13、答：（A）对冰箱作的电功全转化为热了。6. 凡是在孤立系统中进行的变化，其U和H的值一定是（ ）。（A）U > 0，H > 0 （B）U = 0 ，H = 0 （C）U < 0，H < 0 （D）U = 0，H不确定答：（D） 热力学能是能量的一种，符合能量守衡定律，在孤立系统中热力学能保持不变。而焓虽然有能量单位，但它不是能量，不符合能量守衡定律。例如，在绝热钢瓶里发生一个放热的气相反应，H可能回大于零。7. 理想气体向真空绝热膨胀后，他的温度将（ ）。（A）升高 （B）降低 （C）不变 （D）不一定 答：（C）对于理想气体而言，内能仅仅是温度的单值函数，经真空绝热膨

14、胀后，内能不变，因此体系温度不变。8. 某气体的状态方程pVm= RT+bp（b是大于零的常数），此气体向真空绝热膨胀，温度将（ ）。（A）升高 （B）降低 （C）不变 （D）不一定 答：（C）由气体状态方程pVm= RT+bp可知此实际气体的内能只是温度的函数，经真空绝热膨胀后，内能不变，因此体系温度不变（状态方程中无压力校正项，说明该气体膨胀时，不需克服分子间引力，所以恒温膨胀时，热力学能不变）。9. 公式DH = Qp适用于哪个过程（ ）。（A）理想气体绝热等外压膨胀 （B）H2O（s）H2O（g）（C）Cu2+（aq）+2e- Cu（s） （D）理想气体等温可逆膨胀答：（B）式适用于不

15、作非膨胀功的等压过程。10. 某理想气体的 =Cp/CV =1.40，则该气体为几原子分子（ ）？（A）单原子分子 （B）双原子分子 （C）三原子分子 （D）四原子分子 （B）1.40=，CV =R Cp=R ，这是双原子分子的特征。11. 当以5 mol H2气与4 mol Cl2气混合，最后生成2 mol HCl气。若以下式为基本单元，H2（g） + Cl（g） 2HC（g）则反应进度应是（ ）。(A) 1 mol (B) 2 mol (C) 4 mol (D) 5 mol 答：（A）反应进度=1 mol12. 欲测定有机物燃烧热Qp，般使反应在氧弹中进行，实测得热效应为QV ，公式 Qp

16、= QV + ngRT 中的n为（ ）。（A）生成物与反应物总物质的量之差 （B）生成物与反应物中气相物质的量之差 （C）生成物与反应物中凝聚相物质的量之差 （D）生成物与反应物的总热容差 答：（B）ngRT一项来源于（pV）一项，若假定气体是理想气体，在温度不变时（pV）就等于ngRT。13. 下列等式中正确的是（ ）。（A） （B）（C） （D）答：（C）在标准态下，有稳定单质生成1mol物质B产生的热效应为该物质B的摩尔生成焓；在标准态下，1mol物质B完全燃烧产生的热效应为该物质B燃烧焓，故有。14. 298 K时，石墨的标准摩尔生成焓（ ） 。（A）大于零 （B）小于零 （C）等于零

17、 （D）不能确定 答：（C）根据标准摩尔生成焓定义，规定稳定单质的标准摩尔生成焓为零。碳的稳定单质制定为石墨。15. 石墨（C）和金刚石（C）在 298 K ，标准压力下的标准摩尔燃烧焓分别为-393.4 kJ·mol-1和-395.3 kJ·mol-1，则金刚石的标准摩尔生成焓（金刚石, 298 K）为（ ）。（A）-393.4 kJ·mol-1 （B） -395.3 kJ·mol-1 （C）-1.9 kJ·mol-1 （D）1.9 kJ·mol-1 答：（D） 石墨（C）的标准摩尔燃烧焓就是二氧化碳的标准摩尔生成焓，为-393.4

18、 kJ·mol-1，金刚石的标准摩尔燃烧焓就是金刚石（C）燃烧为二氧化碳的摩尔反应焓变，等于二氧化碳的标准摩尔生成焓减去金刚石的标准摩尔生成焓，所以金刚石的标准摩尔生成焓就等于-393.4 kJ·mol-1 (-395.3 kJ·mol-1)= 1.9 kJ·mol-1 。16. 某气体的状态方程pVm= RT+bp（b是大于零的常数），则下列结论正确的是（ ）。（A）其焓H只是温度T的函数（B）其热力学能U只是温度T的函数（C）其热力学能和焓都只是温度T的函数（D）其热力学能和焓不仅与温度T有关，话语气体的体积Vm或压力p有关。答：由气体状态方程pVm

19、= RT+bp可知此实际气体的内能与压力和体积无关，则此实际气体的内能只是温度的函数。第三章 热力学第二定律一、思考题1. 自发过程一定是不可逆的，所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗？答： 前半句是对的，后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的，如不可逆压缩过程。2. 空调、冰箱不是可以把热从低温热源吸出、放给高温热源吗，这是否与第二定律矛盾呢？答： 不矛盾。Claususe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。热变为功是个不可逆过程，所以环境发生了变化。3. 能否说系统达平衡时熵值最大，Gibbs自由能最小？答：不能一概而

20、论，这样说要有前提，即：绝热系统或隔离系统达平衡时，熵值最大。等温、等压、不作非膨胀功，系统达平衡时，Gibbs自由能最小。4. 某系统从始态出发，经一个绝热不可逆过程到达终态。为了计算熵值，能否设计一个绝热可逆过程来计算？答：不可能。若从同一始态出发，绝热可逆和绝热不可逆两个过程的终态绝不会相同。反之，若有相同的终态，两个过程绝不会有相同的始态，所以只有设计除绝热以外的其他可逆过程，才能有相同的始、终态。5. 对处于绝热瓶中的气体进行不可逆压缩，过程的熵变一定大于零，这种说法对吗？ 答： 说法正确。根据Claususe不等式，绝热钢瓶发生不可逆压缩过程，则。6. 相变过程的熵变可以用公式来计

21、算，这种说法对吗？答：说法不正确，只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件，相变过程的熵变可以用公式来计算。7. 是否恒大于 ?答：对气体和绝大部分物质是如此。但有例外，4摄氏度时的水，它的等于。8. 将压力为101.3 kPa，温度为268.2 K的过冷液体苯，凝固成同温、同压的固体苯。已知苯的凝固点温度为278.7 K，如何设计可逆过程？答：可以将苯等压可逆变温到苯的凝固点278.7 K：9. 下列过程中，Q ，W，U，H，S，G和A的数值哪些为零？哪些的绝对值相等？（1）理想气体真空膨胀；（2）实际气体绝热可逆膨胀；（3）水在冰点结成冰；（4）理想气体等温可逆膨胀；（5）H2（g）

22、和O2（g）在绝热钢瓶中生成水；（6）等温等压且不做非膨胀功的条件下，下列化学反应达到平衡：H2（g）+ Cl2（g） 2HCl（g）答： （1）（2）（3）（4）（5）（6）， 10. 298 K时，一个箱子的一边是1 mol N2 (100 kPa)，另一边是2 mol N2 (200 kPa )，中间用隔板分开。问298 K时抽去隔板后的熵变值如何计算？答：设想隔板可以活动，平衡时压力为150 kPa, = 0 =-1.41J·K-111. 指出下列理想气体等温混合的熵变值。（1）（2）（3）答：（1） 因为气体的体积缩小了一半。（2） 因为理想气体不考虑分子自身的体积，两种气

23、体的活动范围没有改变。（3） 因为气体的体积没有改变，仅是加和而已。12. 四个热力学基本公式适用的条件是什么？ 是否一定要可逆过程？答： 适用于组成不变的封闭体系、热力学平衡态、不作非膨胀功的一切过程。不一定是可逆过程。因为公式推导时虽引进了可逆条件，但是由于都是状态函数，对于不可逆过程也可以设计可逆过程进行运算。二、概念题题号12345678选项CAB DBCDC题号910111213141516选项DDDAABBB1. 理想气体在等温条件下反抗恒定外压膨胀，该变化过程中系统的熵变S体及环境的熵变S环应为（ ）。（A）S体>0，S环=0 （B）S体<0，S环=0（C）S体>

24、;0，S环<0 （D）S体<0，S环>0答：（C）理想气体等温膨胀，体积增加，熵增加，但要从环境吸热，故环境熵减少。2. 在绝热条件下，用大于气缸内的压力迅速推动活塞压缩气体，此过程的熵变（ ）。（A）大于零 （B）小于零 （C）等于零 （D）不能确定答：（A）封闭系统绝热不可逆过程，熵增加。 3. H2和 O2在绝热钢瓶中生成水的过程（ ）。（A）H = 0 （B）U = 0 （C）S = 0 （D）G = 0 答：（B）因为钢瓶恒容，并与外界无功和热的交换，所以能量守衡，U = 0。4. 在273.15 K和101 325 Pa条件下，水凝结为冰，判断系统的下列热力学量中

25、何者一定为零（ ）。（A）U （B）H （C）S （D）G 答：（D）等温、等压、不作非膨胀功的可逆相变，Gibbs自由能不变。5. 一定量的理想气体向真空绝热膨胀，体积从变到，则熵变的计算公式为（ ）。（A）S=0 （B） （C） （D）无法计算 答：（B）因为Q=0，W=0，即U=0，则体系温度不变，可设置为等温膨胀过程，QR=-WR= nRTln，即。6. 在 N2和 O2混合气体的绝热可逆压缩过程中，系统的热力学函数变化值在下列结论中正确的是（ ）。（A）U = 0 （B）A = 0 （C）S = 0 （D）G = 0 答：（C）绝热可逆过程是衡熵过程，QR= 0 故S = 0 7.

26、单原子分子理想气体的CV, m =(3/2)R，温度由T1变到T2时，等压过程系统的熵变Sp与等容过程熵变SV之比是（ ）。 （A）1 : 1 （B）2 : 1 （C）3 : 5 （D）5 : 3 答：（D）相当于摩尔等压热容与摩尔等容热容之比。8. 1×10-3 kg 水在 373 K，101325 Pa 的条件下汽化为同温同压的水蒸气，热力学函数变量为 U1，H1和 G1；现把 1×10-3 kg 的 H2O（温度、压力同上）放在恒 373 K 的真空箱中，控制体积，使系统终态蒸气压也为101325 Pa，这时热力学函数变量为U2，H2和 G2。问这两组热力学函数的关系

27、为（ ）。（A）U1> U2，H1> H2，G1> G2 （B）U1< U2，H1< H2，G1< G2 （C）U1= U2，H1= H2，G1= G2 （D）U1= U2，H1> H2，G1= G2答：（C）系统始态与终态都相同，所有热力学状态函数的变量也都相同，与变化途径无关。9. 298 K时，1 mol 理想气体等温可膨胀，压力从 1000 kPa变到100 kPa，系统Gibbs自由能变化为多少（ ）。（A）0.04 kJ （B）-12.4 kJ （C）1.24 kJ （D）-5.70 kJ 答：（D）根据dG=Vdp-SdT ，即dG=Vd

28、p。10. 对于不做非膨胀功的隔离系统，熵判据为（ ）。（A）(dS)T, U0 （B）(dS)p, U0 （C）(dS)U, p0 （D）(dS)U, V0答：（D）隔离系统的U，V不变。11. 甲苯在101.3kPa时的正常沸点为110，现将1mol甲苯放入与110的热源接触的真空容器中，控制容器的容积，使甲苯迅速气化为同温、同压的蒸汽。下列描述该过程的热力学变量正确的是（ ）。（A）vapU=0 （B）vapH=0 （C）vapS=0 （D）vapG=0答：（D）因为GT，p=0，本过程的始态、终态与可逆相变化的始态、终态相同。12. 某气体的状态方程为pVm = RT +p，其中为大于

29、零的常数，该气体经恒温膨胀，其热力学能（ ）。（A）不变 （B）增大 （C）减少 （D）不能确定 答：（A）状态方程中无压力校正项，说明该气体膨胀时，不需克服分子间引力，所以恒温膨胀时，热力学能不变。 13. 封闭系统中，若某过程的，应满足的条件是（ ）。（A）等温、可逆过程 （B）等容、可逆过程（C）等温等压、可逆过程 （D）等温等容、可逆过程答：（A）这就是把Helmholtz自由能称为功函的原因。14. 热力学第三定律也可以表示为（ ）。（A）在0 K时，任何晶体的熵等于零 （B）在0 K时，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：

30、（B）完整晶体通常指只有一种排列方式，根据熵的本质可得到，在0K时，完整晶体的熵等于零。15. 纯H2O（l）在标准压力和正常温度时，等温、等压可逆气化，则（ ）。（A）vapU= vapH，vapA= vapG，vapS> 0（B）vapU< vapH，vapA< vapG，vapS> 0（C）vapU> vapH，vapA> vapG，vapS< 0（D）vapU< vapH，vapA< vapG，vapS< 0答：（B）因为， 16. 在-10、101.325kPa下，1mol水凝结成冰的过程中，下列公式仍使用的是（ ）。（A）

31、U = TS （B） （C）U = TS + Vp D）G T，p = 0答：（B）适用于等温、非体积功为零的任何封闭体系或孤立体系，本过程只有（B）满足此条件。*;第 四 章 多组分热力学第 四 章 多组分热力学一、思考题1. 偏摩尔量与摩尔量有什么异同？答：偏摩尔量（XB）是指一个均相多组分系统在等温、等压下，保持除B以外的其它物质组成不变时，系统任一广度性质X（如：V、U、H、S、A和G等）随B物质的量改变而改变的变化率称为偏摩尔量。用公式表示为：摩尔量（Xm）是指一个均相单组分组分系统中系统任一广度性质X（如：V、U、H、S、A和G等）除以B物质的量的商。用公式表示为：2. 什么是化学

32、势？与偏摩尔量有什么区别？答：通常所说的化学势是指它的狭义定义，即偏摩尔Gibbs自由能是偏摩尔量之一。在等温、等压下，保持除B以外的其它物质组成不变时，Gibbs自由能随B物质的量改变而改变的变化率称为化学势。用公式表示为：3. Roult 定律和Henry定律的表示式和适用条件分别是什么？答：Roult 定律的表示式为：式中为纯溶剂的蒸气压，为溶液中溶剂的蒸气压， 为溶剂的摩尔分数。该公式用来计算溶剂的蒸气压。公式适用条件为：定温、稀溶液、非挥发性溶质，后来推广到液态混合物。Henry定律的表示式为： 式中kx，km和kc是用于物质B用不同浓度表示时的Henry系数，Henry系数与温度、

33、压力、溶质和溶剂的性质有关。 Henry定律说明挥发性溶质在液体里的溶解度与其平衡分压成正比。只有溶质在气相和液相中分子状态相同时才能使用该定律。对于液态混合物，Henry定律与Roult定律是等效的。4. 什么是稀溶液的依数性？稀溶液有哪些依数性？答： 稀溶液依数性是指在溶剂的种类和数量固定后，这些性质只取决于所含溶质粒子的数目，而与溶质的本性无关。 稀溶液中由于溶剂的蒸气压降低，因而导致如下依数性质： （1）凝固点下降；（2）沸点升高；（3）渗透压。5. 溶液的化学势等于溶液中各组分的化学势之和，这样说对不对?答：不对。化学势是某组分的偏摩尔Gibbs自由能。溶液中可以分为溶剂的化学势或溶

34、质的化学势，而没有整个溶液的化学势。6. 对于纯组分，它的化学势就等于其Gibbs自由能，这样说对不对?答： 不对，至少不完整。应该说某纯组分的化学势等于其摩尔Gibbs自由能。7. 在同一稀溶液中，溶质B的浓度可用和表示，则其标准态的选择也就不同，那相应的化学势也不同，这样说对不对?答：不对。浓度表示方式不同，则所取标准态也不同，它们的标准态时的化学势是不相等的。但是，B物质在该溶液中的化学势只有一个数值，是相同的。8. 二组分理想溶液的总蒸气压，一定大于任一组分的蒸气分压，这样说对不对？答： 对。因为二组分理想溶液的总蒸气压等于两个组分的蒸气压之和。9. 在室温下，物质的量浓度相同的蔗糖溶

35、液与食盐水溶液的渗透压是否相等?答： 不相等。渗透压是溶液依数性的一种反映。依数性只与粒子的数目有关，而与粒子的性质无关。食盐水中，NaCl会离解成两个离子，所以物质的量浓度相同的食盐水的渗透压可以是蔗糖溶液的两倍。10. 农田中施肥太浓时植物会被烧死。盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，试解释其原因?答： 这是由于水份在庄稼体内和土壤中化学势不等，发生渗透造成的。当土壤中肥料或盐类的浓度大于在植物中的浓度时，水在植物中的化学势比在土壤中的要高，水就要通过细胞壁向土壤中渗透，所以植物就会枯萎，甚至烧死。11. 液态物质混合时，若形成液态混合物，这时有哪些主要的混合性质?答： 混合时体积不变，总体

36、积等于各个液态物质体积的加和；内能不变；焓值不变；混合熵增加；混合Gibbs自由能下降,即：12. 北方人冬天吃冻梨前，将冻梨放入凉水中浸泡，过一段时间后冻梨内部解冻了，但表面结了一层薄冰。试解释原因？答：凉水温度比冻梨温度高，可使冻梨解冻。冻梨含有糖分，故冻梨内部的凝固点低于水的冰点。当冻梨内部解冻时，要吸收热量，而解冻后的冻梨内部温度仍略低于水的冰点，所以冻梨内部解冻了，而冻梨表面上仍凝结一层薄冰。二、概念题题号12345678选项CAB CBDBB题号9101112131415选项BDCAACD1. 2 mol A物质和3 mol B物质在等温、等压下，混合形成理想液态混合物，该系统中A

37、和B的偏摩尔体积分别为1.79×10-5 m3×mol-1，2.15×10-5 m3×mol-1 ，则混合物的总体积为（ ）。 （A）9.67×10-5 m3 （B）9.85×10-5 m3 （C）1.003×10-4 m3 （D）8.95×10-5 m3 答：（C）运用偏摩尔量的集合公式（）。2. 下列偏微分中，能称为偏摩尔量的是（ ）。（A） （B）（C） （D） 答：（A）偏摩尔量定义。 3. 下列偏微分中，不是化学势的是（ ）。（A） （B）（C） （D） 答：（B）广义的化学式：4. 已知373 K时，液

38、体A的饱和蒸气压为133.24 kPa，液体B的饱和蒸气压为66.62 kPa。设A和B 形成理想液态混合物，当A在溶液中的摩尔分数为0.5时，在气相中A的摩尔分数为（ ）。（A）1 （B） （C） （D）答：（C）用Roult定律算出总蒸气压，再把A的蒸气压除以总蒸气压。kPa5. 298 K，标准压力下，苯和甲苯形成理想液态混合物。第一份混合物体积为2 dm3，苯的摩尔分数为0.25，苯的化学势为m1，第二份混合物的体积为1 dm3，苯的摩尔分数为0.5，化学势为2，则（ ）。（A）m1>2 （B）m1<2 （C）m1=2 （D）不确定 答：（B）化学势是偏摩尔Gibbs自由能

39、，是强度性质，与混合物的总体积无关，而与混合物的浓度有关。第一份的浓度低于第二份的浓度，故化学势小。6. 在温度 T 时，纯液体 A 的饱和蒸气压为 ，化学势为，并且已知在大气压力下的凝固点为 ，当 A 中溶入少量与 A 不形成固态溶液的溶质而形成为稀溶液时，上述三物理量分别为 ，和 ，则（ ）。（A）， （B）， （C）， （D）， 答：（D）纯液体 A 的饱和蒸气压和化学势比稀溶液中的大，加入溶质后，稀溶液的凝固点会下降。7. 在 298 K 时，A和B两种气体单独在某一溶剂中溶解，遵守Henry定律，Henry常数分别为 kA和 kB，且知 kA> kB，则当 A 和 B 压力（平

40、衡时的）相同时，在一定量的该溶剂中所溶解的关系为（ ）。（A）A 的量大于 B 的量 （B）A 的量小于 B 的量 （C）A 的量等于 B 的量 （D）A 的量与 B 的量无法比较答：（B）根据Henry定律，当平衡压力相同时，Henry常数大的溶解量反而小。8. 在400 K时，液体A的蒸气压为 4×104Pa，液体B的蒸气压为 6×104Pa，两者组成理想液态混合物，平衡时溶液中A的摩尔分数为0.6，则气相中B的摩尔分数为（ ）。 （A）0.60 （B）0.50 （C）0.40 （D）0.31答：（B）用Roult定律算出总蒸气压，再把B的蒸气压除以总蒸气压。9. 在5

41、0时，液体A的饱和蒸气压是液体B饱和蒸气压的3倍，A和B两液体形成理想液态混合物。气液平衡时，在液相中A的摩尔分数为0.5，则在气相中B的摩尔分数为（ ）。（A）0.15 （B）0.25 （C）0.50 （D）0.65答：（B）用Roult定律算出总蒸气压，再把B的蒸气压除以总蒸气压。10. 298 K，标准压力下，两瓶含萘的苯溶液，第一瓶为2 dm3（溶有0.5 mol萘），第二瓶为1 dm3（溶有0.25 mol萘），若以1和2分别表示两瓶中萘的化学势，则（ ）。 （A）1= 102 （B）1= 22 （C）1= 2 （D）1=2 答：（D）化学势是偏摩尔Gibbs自由能，是强度性质，与混

42、合物的总体积无关，而与混合物的浓度有关。两份的浓度相同，故化学势相等。11. 在273K，200kPa时，H2O（l）的化学势为（H2O，l），H2O（s）的化学势为（H2O，s），两者的大小关系为（ ）。（A）（H2O，l）> （H2O，s） （B）（H2O，l）= （H2O，s） （C）（H2O，l）< （H2O，s） （D）无法比较答：（C）压力大于正常相变化的压力，压力增大有利于冰的融化，冰的化学势大于水的化学势。12. 两只烧杯各有 1 kg水，向 A 杯中加入 0.01 mol 蔗糖，向 B 杯内溶入0.01 mol NaCl，两只烧杯按同样速度冷却降温，则有（ ）。（

43、A）A 杯先结冰 （B）B 杯先结冰 （C）两杯同时结冰 （D）不能预测其结冰的先后次序 答：（A）稀溶液的依数性只与粒子数有关，而与粒子的性质无关。B 杯内溶入 NaCl，NaCl解离，其粒子数几乎是A 杯中的两倍，B 杯的凝固点下降得多，所以A 杯先结冰。13. 在恒温抽空的玻璃罩中，封入两杯液面相同的糖水（A杯）和纯水(B杯)。经历若干时间后，两杯液面的高度将是（ ）。（A）A 杯高于 B 杯 （B）A 杯等于 B 杯 （C）A 杯低于 B 杯 （D）视温度而定 答：(A) 纯水的饱和蒸气压大于糖水，纯水不断蒸发，蒸气在含糖水的A 杯中不断凝聚，所以A 杯液面高于 B 杯。14. 冬季建

44、筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入少量盐类，其主要作用是（ ）。（A）增加混凝土的强度 （B）防止建筑物被腐蚀 （C）降低混凝土的固化温度 （D）吸收混凝土中的水份答：（C）混凝土中加入少量盐类后，凝固点下降，防止混凝土结冰而影响质量。15. 盐碱地的农作物长势不良，甚至枯萎，其主要原因是什么（ ）。（A）天气太热 （B）很少下雨（C）肥料不足 （D）水分从植物向土壤倒流答：（D）盐碱地中含盐量高，水在植物中的化学势大于在盐碱地中的化学势，水分会从植物向土壤渗透，使农作物长势不良。第 六 章 相平衡第 六 章 相平衡一、思考题1. 硫氢化铵的分解反应：（1） 在真空容器中分解；（

45、2） 在充有一定氨气的容器中分解，两种情况的独立组分数是否一样?答：两种独立组分数不一样。 在（1）中，C =1。因为物种数S 为3，但有一个平衡限制条件和1个浓度限制条件；在（2）中， C =2，浓度限制条件被破坏，所以独立组分数为 2。2. 纯的碳酸钙固体在真空容器中分解，这时独立组分数为多少?答：独立组分数为2。因为物种数为3，有一个平衡限制条件，但没有浓度限制条件。因为氧化钙与二氧化碳不处在同一个相，没有摩尔分数累加和等于1的限制条件，所以独立组分数为 2。3. 制水煤气时有三个平衡反应，求独立组分数C ？（1）H2O（g）+ C（s）= H2（g）+ CO（g）（2）CO2（g）+

46、H2g）= H2O（g）+ CO（g）（3）CO2（g）+ C（s）= 2CO（g）答： 三个反应中共有5个物种，方程（1）)可以用方程（3）减去（2）得到，因而只有2个独立的化学平衡。没有明确的浓度限制条件，所以独立组分数为3。4. 在抽空容器中，氯化铵的分解平衡，指出该系统的独立组分数、相数和自由度？NH4Cl（s） NH3（g）+ HCl（g） 答：反应中有三个物种，一个平衡限制条件，一个浓度限制条件，所以独立组分数为1，相数为2。根据相律，自由度为1。即分解温度和分解压力两者之中只有一个可以发生变化。5. 在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡，指出该系统的独立组分数、相数和自由度？NH

47、4Cl（s） NH3（g）+ HCl（g） 答： 反应中有三个物种，一个平衡限制条件，没有浓度限制条件。所以独立组分数为2，相数为2，自由度为2。6. 碳和氧在一定条件下达成两种平衡，指出该系统的独立组分数、相数和自由度。 答：物种数为4，碳，氧，一氧化碳和二氧化碳，有两个化学平衡，无浓度限制条件，所以独立组分数为2， 相数为2，自由度为2。7. 水的三相点与冰点是否相同?答：不相同。纯水的三相点是气-液-固三相共存，其温度和压力由水本身性质决定，这时的压力为610.62 Pa，温度为273.16 K 。热力学温标1 K就是取水的三相点温度的1/273.16 K 。水的冰点是指在大气压力下，水

48、的三相共存点的温度。由于冰点受外界压力影响，在101.3 kPa压力下，冰点下降0.00747 K,由于水中溶解了空气，冰点又下降0.0024 K,所以在大气压力为101.3 kPa 时，水的冰点为273.15 K 。8. 沸点和恒沸点有何不同?答：沸点是对纯液体而言的。在大气压力下，纯物的液-气两相达到平衡，气相压力等于大气压力时的温度称为沸点。 恒沸点是对完全互溶的二组分系统而言的。定压下，二组分系统的气相和液相组成完全相同时的温度，称为该溶液的恒沸点。用简单蒸馏的方法不能把二组分完全分开。在恒沸点时自由度为1，外压改变，恒沸点也改变, 恒沸混合物的组成也随之改变。当压力固定时，条件自由度

49、为零，恒沸点温度有定值。9. 恒沸混合物是不是化合物?答： 不是。它是完全互溶的两个组分的混合物。在外压固定时，它有一定的沸点，这时气相组成和液相组成完全相同。但是，当外压改变时，恒沸混合物的沸点和组成都随之而改变。化合物的沸点会随外压改变而改变，但组成不会改变。10. 在汞面上加了一层水能减少汞的蒸气压吗?答： 不能。因为水和汞是完全不互溶的两种液体，两者共存时，各组分的蒸气压与单独存在时一样。汞的蒸气压并没有因为水层的覆盖而下降，液面上的总压力等于水和汞的蒸气压之和。如果要蒸馏汞的话，加了水可以使混合物的沸点降低，这就是蒸气蒸馏的原理。但是，在汞面上加一层水不能减少汞的蒸气压。11. 单组

50、分系统的三相点与低共熔点有何异同点?答： 共同点：都是三相共存。不同点：单组分系统的三相点是气-液-固三相共存，这时的自由度为零，它的压力、温度由系统自身性质决定，不受外界因素影响。而二组分系统的低共熔点如T-x图上的E点，是固体A、固体B和组成为E的液体三相共存。这时的自由度为1，在等压下的条件自由度为零。E点的组成由A和B的性质决定，但E点的温度受压力影响，外压改变，E点的温度和组成也会随之而改变。12. 低共熔物能不能看作是化合物？答： 不能。低共熔物不是化合物，它没有确定的熔点，压力改变，低共熔物的熔化温度和组成都会改变。虽然低共熔物在金相显微镜下看起来非常均匀，但它仍是两个固相的混合

51、物，由两相组成。13. 在实验中，常用冰与盐的混合物作为制冷剂。当将食盐放入0的冰-水平衡系统中时，为什么会自动降温？降温的程度是否有限制？为什么？这种制冷系统最多有几相？答：食盐放入0的冰-水中，溶液的饱和蒸汽压下降导致凝固点下降。有限制，一定条件下，食盐在水中的溶解度是一定的。最多4相。二、概念题题号12345678选项ACCBCDCA题号9101112131415选项ABCBBDD1. NH4HS（s）和任意量的NH3（g）及H2S（g）达平衡时，有（ ）。（A） C= 2，P = 2，f= 2 （B） C= 1，P = 2，f= 1 （C） C= 2，P = 3，f= 2（D） C= 3，P = 2，f= 3答：（A）反应有三个物种，一个平衡条件，所以组分数为2，有2相共存，根据相律，自由度为2。2. 在大气压下，FeCl3（s）与H2O（l）可以生成FeCl3·2H2O（s）、FeCl3·5H2O（s）、FeCl3·6H2O（s）和FeCl3·7H2O（s）四种固体水合物，则平衡系统的组分数C和能够平衡共存的最大相数P为（ ）。（A）C= 2，P = 2 （B）C= 1，P = 4 （C）C= 2，P = 3 （D）C= 3，P = 5答：（C）反应有S=6，R=4，所以组分数为2，根