物理化学练习题2021-2-20

物理化学练习题2021220物理化学练习题2021-2-20物理化学练习一、热力学(二)简答题1.什么是卡诺理想的热机？（p）3.什么是可逆过程？简述其特征。5.为什么提出偏摩尔量的概念？举三个例子。6.试分别简述判断过程方向及平衡的三个判据和其数学表达式及应用条件。8.理想气体系统是否可以通过从某一初始状态进行恒温可逆膨胀和恒温不可逆膨胀来达到相同的最终状态？如果我们从某一初始状态开始，分别进行绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀，我们能达到相同的最终状态吗？为什么？9.什么是理想溶液与非理想溶液？分别写出其化学势表达式。10.什么是状态函数？它有何特点？11.什么是carnot循环？12.化学平衡的条件是什么？13.判断自发过程的方向和限度有几种判据？它们使用的条件是什么？14.可逆过程的特征是什么？它和不可逆过程的根本区别在哪里？15.指出下列平衡系统的组分数（k），自由度数（f）各为多少？（1）NH4Cl（g）部分分解为NH3（g）和HCl（g）。（2）如果向上述系统中添加少量NH3（g）。16.什么是状态函数？它的特点是什么？（3）填空1??h????0,说明焓只能是温度的函数，与___体积__无关。（p48）??v?t2.热力学第二定律可表达为：“功可全部变为热，但热不能全部变为功而_而不引起任何其他变化。（p100）3.在一定的温度和压力下，溶液中任何组分在任何浓度范围内都服从拉乌尔定律的溶液称为理想液体混合物。（第173页）4.用δg≤0判断过程的方向和限度的条件是_恒温、恒压、非体积功为零__。（p124）5.当某气体的压缩因子z<1时,说明理想气体比此真实气体_难于_压缩(易于,难于)。（p27）6.试写出范德华方程__?a?p?v?b??rt。（p23）?2??mvm??7.临界温度使气体可以液化的_最高__温度(最高，最低)。（p18）8.节流膨胀后理想气体的热力学能不变（增加、减少、不变）。（第83页）9。热力学第三定律表示为_u0k，纯物质完美晶体的熵等于零。（p118）10。写出热力学基本方程DG=_u;csdt+vdp__;（第128页）11.g判据:δg≤0的适用条件__恒温、恒压、非体积功为零。（p124）12.Gibbs-duheim方程的表达式为。（p156）13.1molH2（g）的燃烧焓等于1mol___;h2o（l）的生成焓。（第66页）14.理想气体绝热向真空膨胀，体积由v1变到v2，其δs=__nrln(v2/v1)___。（p109）15.恒温恒压可逆相变，哪一个状态函数为0。_δg_（p124）16.卡诺热机工作在T1=600k高温热源和T2=300K低温热源之间，热机效率高η=0.5。（p102）117.高温热源温度T1=600k，低温热源温度T2=300K。如今，120kj的热量直接从高温热源传输到低温热源，此过程δs=__200jk-1___。（p102）18.25°c时，10g某溶质溶于1dm3溶剂中，测出该溶液的渗透压π=0.4000kpa。该溶质的相分子量为6.20*10419.1mol理想气体由298k、100kpa作等温可逆膨胀，若过程δg=－2983j，则终态压力为30kpa.（p128）在20.25°C下，0.5mol和0.5mol形成理想的液体混合物δs=5.76jk-1.（p175）22。两个体积为V的玻璃灯泡之间有一个细管连接，在标准条件下用空气密封气泡。如果一个球加热到100°C，另一个球保持在0°C，忽略连接细管中的气体体积，容器中的空气压力为219.5kpa23.一定量的理想气体经历某过程变化到终态,若变化过程中,pvν不变,则状态函数δs不变。（第81页、第106页）θθ24.al2cl6（s）+6na（s）的反应→2Al（s）+6nacl（s）δRHM=1072kjmol-1，NaCl（s）δfhm=θ-411.3kjmol-1，那么δfhm=c3539。8_kjmol-1.（第67页）（四）判断和改错3.在克拉佩龙方程中：DP/DT=δh/tδv，δh和δv的符号可以相同或不同。√第374页。公式DS=NCV，mlnt2/T1仅适用于理想气体的变温过程。3p109θθ5.因为δG=-rtlnk，K由平衡时的成分表示，所以δG是平衡时产物和反应物的吉布斯函数之差。三6.因为q、w不是系统的性质，而与过程有关，所以热力学过程中(q＋w)的值也应由具体过程决定。37.熵差δS是过程的热温商。三8.在孤立系统中发生的任何过程都是自发过程。√9.可逆绝热过程必定是等熵过程。√10.对于同一种物质，当温度升高时，熵增大。√11.自发过程必须是不可逆转的。√12.熵增加的放热反应是自发反应。√13.孤立系统中的熵总是增加的。√14.系统的混乱程度越大，熵就越大。√15.在标准压力及指定温度下，任何稳定单质的生成焓值为零。√16.在两个不同温度的热源之间工作的热机以卡诺热机的效率最大。√17.当理想气体反抗一定外压，作绝热膨胀时，热力学能总是减小。√18.在绝热过程中，系统所作的功只由系统的始末态决定。√19.热力学能是状态的简单函数，所以当两个状态相同时，它们的热力学能值必须相同。√20.卡诺热机的效率只与两个热源的温度有关，而与工作材料无关。√21.不可逆过程必须是自发过程。3（第108页）22.热力学第一定律与热力学第二定律是人们经验的总结，它不能从逻辑上或用其它理论方来证明这一点。√23.利用弹式量热容器测量萘的燃烧热，这个实验过程是绝热定容过程。√24.101325pa，100℃1mol液态水经定温蒸发成水蒸气(若水蒸气可视为理想气体)，因温度不变化，所以δu=0，δh=0。三25.nmol理想气体从同一始态出发，分别经一定温可逆膨胀过程和一绝热自由膨胀过程，其终态温度必定不同。326.在恒定温度和压力下，水可以电解成氧和氢δh=qp。三227.当热量从系统传递到环境中时，必须降低系统的热力学能。三28.一定量的气体，从始态a变化到终态b，系统吸收100j的热量，对外作功200j，这不符合热力学第一定律。3δu=－100j.29.在标准压力和规定温度下，金刚石是单质，因此其焓为零。330.公式DH=NCP，MDT仅适用于理想气体的恒压变温过程。公式Du=NCV，MDT仅适用于理想气体的定容变温过程。332.在恒温恒压下，只有体积功的相变过程中，δG必须等于零。333.功可以自发地转化为热，但热不能转化为功。334.系统的状态不变，所有状态函数值不变，状态变化，所有状态函数值必须变化。335.对于同一理想气体的化学反应，恒压反应热效应│QP│必须大于恒定体积热效应│QV│.336.对于理想气体Du=NCV，MDT公式仅适用于定容过程。337δH=QP，因为H是一个状态函数，QP也是一个状态函数。38.系统经一循环过程后，能恢复原状，所以循环过程就是可逆过程。339.在一绝热刚性容器中进行一放热反应，则δu=δh=0。40.理想气体在绝热向真空膨胀的过程中，热力学能保持不变。√41.理想气体的热力学能和焓只是温度的函数，与系统的压力和体积无关。√42.当气体等温时，其膨胀为理想的δU，δH为零。√43.δU=q+W仅适用于封闭系统。√44.水的标准生成热也就是h2(g)的标准燃烧热。√45.标准状态下CO2（g）和O2（g）的标准燃烧热为零。√46.δH=QP的关系仅适用于体积功的恒压过程。√47.δu=QV的关系适用于只做体积功的定容过程。√48.理想气体的恒压摩尔热容和定容摩尔热容之差为r。√49.1mol苯在298k时置于弹式量热容器中完全燃烧，生成co2(g)和h2o(l)，同时放热3264kj，则其恒压燃烧热QP为-3268kj。三θ50.C（石墨）在任何温度下的标准燃烧热δCHM和CO2（g）在相同温度下的标准生成热θδFH的值相等。√?h?h)pdt?()tdp?p51.因焓是温度与压力的函数h=f(t,p),则dh=?t,在正常相变时，dt=（0，DP=0，所以这个过程δh=0θ化学反应CO（g）+1/2O2（g）==CO2（g）在52.298k和101325pa下δRHM是CO2（g）的标准θ生成焓δfhm，co2（g）。三γγ53.p1v1=p2v2的关系式只能用于绝热可逆过程。3理想气体54.热力学第三定律可以表示为：在0K时，任何物质的熵S为零。3完美晶体55在恒温恒压下仅做体积功δ的条件下，G>0的过程不能进行。第二种永动机是一种从单一热源吸收热量并连续循环工作的机器。3.不变58.101325pa、100℃、1mol液态水向真空蒸发为同温度同压力的水蒸气，因为过程是不可逆过程，所以δg不等于零。359.2mol理想气体从恒温膨胀到真空，体积从V1变为V2，从Du=δq＋δW知道，因为p=0，δW=0，因为DT=0，Du=0，所以δq=0，然后从公式Du=TDS－PDV：δq=TDS，δW=PDV，我们可以得到DS=0。三60.在101325pa，－10℃的过冷水变为－10℃的冰，热效应为qp，∵qp=δh相变，则δS相变=δH相变/T.三61.理想气体是一个抽象概念，它要求气体分子间没有作用力，分子本身没有体积。√三62.在si单位制中，通用气体常数r的数值与单位为8.314j.mol-1.k-1。√63.在水的三相点时，s冰＜s水＜s气。√64.在等温条件下，在理想气体状态变化期间，δa=δg√65.不可逆循环后的非理想气体系统δs=0.366.由热力学关系式dg=－sdt＋vdp，对于h2o（g）298k、101325pa→h2o（l）298k、101325pa∵dt=0，dp=0∴dg=0.3不可逆相变过程67当理想气体在恒定温度下膨胀时，吸收的所有热量用于外功，即从单一热源吸收热量并使其完整部变为功的过程，但这与热力学第二定律矛盾，因此是不可能的。3发生了变化68.卡诺循环是由两个定温过程和两个绝热过程组成的。369.所有遵循能量守恒定律的过程都可以自发进行。热力学第二定律也必须被观察到热不能从低温物体转移到高温物体。3.不可能自动71.在相变过程中，熵差的计算公式可用δs=δh/δt（δh为相变热）。3可逆相变73.化学反应的定容反应热与定压反应热的关系式δh=δu＋rtδn中，δn是指产物的总摩尔数与反应物总摩尔数之差。3摩尔气体物质74.在标准状态下生成1mol量的某物质时反应的吉布斯函数变化值就是该物质的标准生成吉布斯函数。3.通过稳定的单质75.偏摩尔体积的物理意义可表示为在恒温、恒压条件下，往系统中加入1mol物质之所引更改系统卷的值。3变成一个无限系统76.克拉佩龙（clapeyron）方程式对于任何纯物质的任何两相平衡均适用。√81．理想气体，经历不可逆循环后，系统的δs一定等于零。387.族分数K是平衡体系中各种物质的物种数。三89．体积是广度性质的状态函数；在有过剩nacl(s)存在的饱和水溶液中，当温度、压力一时机；系统的体积与系统中的水和NaCl总量成正比。三90．在101.325kpa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。391.一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。392.系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。393.通过不同的过程，从相同的初始状态到相同的最终状态，Q和W的值通常不同，Q+W的值通常不同不相同。394.由于QP=δh，qv=δu。所以QP和qv都是状态函数。三95．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。3w'是否为零96.对于一定量的理想气体，当温度恒定时，热力学能和焓值恒定，差值也恒定。√97.在101.325kpa下，100℃下的1mol水在恒温下蒸发成100℃的蒸汽。如果水蒸气可以被视为理想气体体，那么由于过程等温，所以该过程δu=0。3相变98.1mol、80.1℃和101.325kpa的液态苯蒸发至真空，使气态苯蒸发至80.1℃和101.325kpa。已知的该过程的焓变为30.87kj，所以此过程的q=30.87kj。3不是恒压过程L01中99.1mol的水在325kpaδh下温度从25℃上升到120℃=∑cp，mdt.3在加热100的过程中有相变。因为焓是温度和压力的函数，即H=f（T，P），当相变发生在恒定的温度和压力下时，由于DT=0，dp=0，故可得δh=0。3h=f(t,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。101．因qp=δh，qv=δu，所以qp-qv=δh-δu=δ(pv)=-w。3102．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。3103.如果一个系统经历一个无穷小的过程，这个过程是可逆的。三104．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。3若有外力存在，是不可逆转的4105.如果一个过程是可逆的，那么这个过程中的每一步都是可逆的。√107．气体经绝热自由膨胀后，因q=0，w=0，所以δu=0，气体温度不变。3108．(?u/?v)t=0的气体一定是理想气体。3109.由于理想气体的热力学能与体积压力无关，（？U/？P）v=0，（？U/？v）P=0。三110．若规定温度t时，处于标准态的稳定态单质的标准摩尔生成焓为零，那么该温度下稳定态单质的热力学能的规定值也为零。3u=h-pvθ111.298.15K下的CO2浓度为δFHM，0℃至1000℃的热容CP，m为1000Kθ下CO2的热容。标准摩尔生成焓为δFHM（1000K）=δFHM（298.15K）+∫cp，mdt.3。标准生成焓没有规定温度112的值。一定量的理想气体在0℃和200KPa的初始状态下与恒定外压（p环=100KPA）的绝热膨胀达到平衡，则末态温度不变。3113.当系统向环境传热（Q<0）时，系统的热力学能将降低。三114．在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则δh=qp=0。3w’≠0115．对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，wr=δu=ncv,mδt，wir=δu=ncv,mδt.SoWR=wir。两个过程中的3个δT不同116自然界中发生的过程必须是不可逆的。√117.不可逆过程必须是自发过程。3118.熵增加的过程必须是自发的。三119．绝热可逆过程的?s=0，绝热不可逆膨胀过程的?s>0，绝热不可逆压缩过程的?s<0。3120.为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在起始态和结束态之间设计绝热可逆路径。3系统由同一