物理化學(xué)天津大學(xué)答案解析

1、1.2.1 填空題1. 溫度為400K，體積為2的容器中裝有2mol的理想氣體A和8mol的理想氣體B,則該混合氣體中B的分壓力=（13.302）?；?=2. 在300K，100下，某理想氣體的密度。則該氣體的摩爾質(zhì)量M=（ 2.016）。 = =3. 恒溫100下，在一帶有活塞的氣缸中裝有3.5mol的水蒸氣，當(dāng)緩慢地壓縮到壓力（101.325）時才可能有水滴出現(xiàn)。4. 恒溫下的理想氣體，其摩爾體積隨壓力的變化率=（ ）。5. 一定量的范德華氣體，在恒容條件下，其壓力隨溫度的變化率=（）。將范德華狀態(tài)方程改寫為如下形式：所以 6. 理想氣體的微觀特征是：（理想氣體的分子間無作用力，分子本身不

2、占有體積 ）。7. 在臨界狀態(tài)下，任何真實氣體的宏觀特征為：（氣相、液相不分）。8. 在n，T一定的條件下，任何種類的氣體當(dāng)壓力趨近于零時均滿足：=（ ）。9. 實際氣體的壓縮因子定義為=（）。當(dāng)實際氣體的時，說明該氣體比理想氣體（難壓縮），與處在臨界點(diǎn)時的壓縮因子的比值=（）。10. 實際氣體A的溫度為,臨界溫度為。當(dāng)（<）時，該氣體可通過加壓被液化，該氣體的對比溫度=（ ）。1.2.2 單項選擇題1. 在任意,下，理想氣體的壓縮因子（C）。（a） >1 （b）<1 （c）=1 （d）無一定變化規(guī)律因為理想氣體在任意條件下均滿足理想氣體狀態(tài)方程,由定義式知，在任意溫度、壓力

3、下。2. 在一定的,下，某真實氣體的大于理想氣體的，則該氣體的壓縮因子（a）。（a） >1 （b）<1 （c）=1 （d）無法判斷由壓縮因子的定義知：3.在以下臨界點(diǎn)的描述中，哪條是錯誤的？（c）（a）=0，=0（b）臨界參數(shù)是pc、Vm c、Tc的統(tǒng)稱（c）在pc、Vm c、Tc三個參數(shù)中，臨界摩爾體積最容易測定（d）在臨界點(diǎn)處，液體與氣體的密度相同、摩爾體積相同4.已知H2的臨界溫度tc=-239.9，臨界壓力pc=1.297*103kPa。有一氫氣鋼瓶，在-50時瓶中H2的壓力為12.16*103kPa，則H2一定是（a）態(tài)。（a）氣（b）液（c）氣液兩相平衡（d）無法確定其

4、狀態(tài)5.在溫度恒定為100、體積為2.0dm³的容器中含有0.035mol的水蒸氣H2O（g）。若向上述容器中再加入0025mol的液態(tài)水H2O（l）,則容器中的水必然是（b）態(tài)。（a）液態(tài)（b）氣態(tài)（c）氣液兩相平衡（d）無法確定其相態(tài)6.真實氣體在（d）的條件下，其行為與理想氣體相近。（a）高溫高壓（b）低溫低壓（c）低溫高壓（d）高溫低壓7.當(dāng)真實氣體的T與其波義耳溫度TB為：（1）TTB時，T（b）（2）TTB時，T（c）（3）TTB時，T（a）（a）0（b）0（c）0（d）無法判斷填空1.封閉系統(tǒng)由某一始態(tài)出發(fā)，經(jīng)歷一循環(huán)過程，此過程的U（=0）；H（=0）；Q和W的關(guān)系是

5、（Q=-W），但Q與W的數(shù)值（無法確定），因為（循環(huán)過程的具體途徑未知）。2.狀態(tài)函數(shù)在數(shù)學(xué)上的主要特征是（全微分性）3.系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)可以分為（廣度量和強(qiáng)度量），凡與系統(tǒng)物質(zhì)的量成正比的物理量皆稱為（廣度量）4.在300K的常壓下，2mol的某固體物質(zhì)完全升華過程的體積功W=（-4.99kJ）5.某化學(xué)反應(yīng)：A（l）+0.5B（g）C（g）在500k恒容條件下進(jìn)行，反應(yīng)速度為1mol時放熱10kJ,若反應(yīng)在同樣溫度恒壓條件下進(jìn)行，反應(yīng)進(jìn)度為1mol時放熱（7.92kJ)6.已知水在100的摩爾蒸發(fā)焓vapHm=40.668kJ/mol，1mol水蒸氣在100、101.325kPa條件下凝結(jié)為

6、液體水。此過程的Q=（-40.668KJ）；W=（3.10KJ）；U=（-37.57KJ）；H=（-40.668KJ）7.一定量單原子理想氣體經(jīng)歷某過程的（pV）=20kJ，則此過程的U=（300KJ）；H=（50KJ）8.一定量理想氣體，恒壓下體積功隨溫度的變化率。9.封閉系統(tǒng)過程的的條件：（1）對于理想氣體單純變化過程其條件是；（2）對于有理想氣體參加的化學(xué)反應(yīng)其條件是。10.壓力恒定為下的一定量單原子理想氣體其。11.體積恒定為的一定量雙原子理想氣體其。12.化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓隨溫度的變化率，在一定的溫度范圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓與溫度無關(guān)的條件是。13.系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)與環(huán)境之間，在過程

7、，稱為可逆過程。14.在一個體積為恒定為，的絕熱反應(yīng)容器中，發(fā)生某化學(xué)反應(yīng)使系統(tǒng)溫度升高，壓力增加，此過程的；。15.在一定溫度下；。16.在時乙烷的。，17.要確定甲烷燃燒能夠達(dá)到的最高火焰溫度，所需要的熱力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是。18.一定量理想氣體經(jīng)節(jié)流膨脹過程;；流動功。因為，所以；。1.一定量的某種理想氣體，在確定該系統(tǒng)的狀態(tài)時，只需要說明系統(tǒng)的。對于定量定組成的均相系統(tǒng)，所有狀態(tài)函數(shù)中只有兩個獨(dú)立變量，但對于理想氣體，所以不能選。2.在一定壓力和一定溫度范圍內(nèi)，液體的摩爾蒸發(fā)焓隨適宜溫度的變化率（ b ）（a）>0； （b）<0； （c）=0 ； （d）無法確定。3.一定量的某理

8、想氣體，從同一始態(tài)，出發(fā)，經(jīng)絕熱可逆過程膨脹至，和反抗恒定外壓絕熱膨脹至，則（ ），在數(shù)值上（不可逆）（ ）（可逆）。（a）>，>； （b）<，>； （c）>，<； （d）<，<。4.某液體物質(zhì)在恒溫恒壓條件下蒸發(fā)為蒸氣，過程的（ a ）（a）>0； （b）=0； （c）<0； （d）無法確定。在溫度一定條件下，一定量某物質(zhì)由液體變?yōu)檎魵?，分子間勢能減小，則5.真實氣體經(jīng)歷自有膨脹過程，系統(tǒng)的（ c ），系統(tǒng)的溫度變化（ ）（a）=0，=0； （b）0，=0； （c）=0，0； （d）0，0。自由膨脹過程，則，但，當(dāng)時，6.甲烷燃燒反

9、應(yīng):，在以下不同條件下進(jìn)行：（氣相可視為理想氣體）（1）25，常壓條件下反應(yīng)，其過程的Q（ ）；W（ ）；（ ）；（ ）。（2）25，恒容條件下發(fā)應(yīng)，其過程的Q（ ）；W（ ）；（ ）；（ ）。（3）在絕熱密閉剛性容器中反應(yīng)，終態(tài)溫度升高，壓力增大，其過程的（ ）；（ ）。（4）在絕熱恒壓條件下反應(yīng)，終態(tài)溫度升高，體積增大，其過程的W（ ）；（ ）；（ ）。（a）>0； （b）=0； （c）<0； （d）無法確定。（1）（c）；（a）；（c）；（c）恒溫恒壓燃燒反應(yīng)：，一般，所以（2）（c）；（b）；（c）；（c）對于理想氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，恒溫恒容燃燒反應(yīng)與恒溫恒壓燃燒反應(yīng)的都相

10、同，又（2）（b）；（a）（3）（c）；（c）；（b）7.在一保溫良好、門窗緊閉的房間內(nèi)，放有電冰箱，若將電冰箱門打開，不斷向冰箱供給電能，室內(nèi)的溫度將（ ）。（a）逐漸降低； （b）逐漸升高 （c）不變； （d）無法確定。選（b）；因環(huán)境對系統(tǒng)做了電功，所以室內(nèi)溫度將升高。8.在一體積恒定的絕熱箱中有一絕熱隔板，其兩側(cè)放有n，T，p皆不同的可視為理想氣體，今抽去隔板，則此過程的（ ）；（ ）。（a）>0； （b）=0； （c）<0； （d）無法確定。選（b）；（b）因為整個系統(tǒng)絕熱恒容，所以。所以9.下列各摩爾反應(yīng)焓中，屬于摩爾生成焓的是（ ）。（a）（b）（c）（d）選（c）1

11、0.已知25時，金剛石的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓石墨的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓則金剛石的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓（）。（a） （b）（c） （d）無法確定。選（c）由公式：可計算金剛石的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓11.若要通過節(jié)流膨脹達(dá)到制冷效果，則要求（ ）（a）>0； （b）=0； （c）<0； （d）無法確定。選（a）12.某狀態(tài)下的空氣經(jīng)節(jié)流膨脹過程的則（ ）（a）>0； （b）=0； （c）<0； （d）無法確定。選（a）當(dāng)1.在高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g的卡諾循環(huán)，其熱溫熵之和（ 0 ）。循環(huán)過程的熱機(jī)效率（ ）。2.任一不可逆循環(huán)過程的熱溫熵總和，可以表示為（ < ）0。根據(jù)卡諾定理可知。3.

12、在絕熱密閉剛性容器過程中發(fā)生某一化學(xué)反應(yīng)，此過程的（ > ）0；（ = ）0。1 在隔離系統(tǒng)中發(fā)生的（ c）程，系統(tǒng)的熵S=0。A 任何； B 循環(huán)； C 可逆； D 不可逆。根據(jù)熵判據(jù)判斷2 在25時，fGm（石墨) （b）fGm（金剛石) （a） A >0； B =0； C <0 ； D 無法確定。3具有相同狀態(tài)n,T,V的氧氣與氮?dú)?，在維持恒溫恒容條件下混合，此過程系統(tǒng)的熵變S（d）（a）0 ； （b）nRln2； （c）-nRln2； （d）2nRln2。，-5條件下過冷水結(jié)冰，則此過程的H（ c ）S（c）；G（c）；Samb（a） （a）>0； （b）=0；

13、 （c）<0； （d）無法確定。解析：（c）（c）（c）（a）同樣溫度壓力下，冰的有序度大于水的有序度；恒溫恒壓下過冷水結(jié)冰是自發(fā)過程，由G判據(jù)可知G<0；Samb=>0。5.空密閉的容器中1mol100，101.325kPa的液體水完全蒸發(fā)為100、101.325kPa的水蒸氣，此過程的H（A）；S（A）；A（C）；G（B）A.>0 ； B.=0； C.<0 ； D.無法確定。解析：此過程狀態(tài)函數(shù)改變量與水在100，101.325kPa下的蒸發(fā)過程狀態(tài)函數(shù)改變量完全相同6. 封閉系統(tǒng)中，在恒溫恒壓條件下發(fā)生某一化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)度1mol，則反應(yīng)系統(tǒng)的rSm=（c

14、）（a）rHmT； （b）Qp,m/T； （c）(rHm-rGm)/T ； （d）無法確定。恒溫恒壓下的反應(yīng)熱是不可逆熱，所以不能直接用來計算熵變7.在絕熱密閉剛性容器中發(fā)生某一化學(xué)反應(yīng)，系統(tǒng)終態(tài)溫度升高，壓力增大，則此過程中的U( b );H( a );S( a );Samb( b )。A.0; B.=0; C. < 0; D.無法確定。H=Vp>0;根據(jù)熵增原理，絕熱不可逆過程S>0.8.在一帶活塞的絕熱氣缸中發(fā)生某一化學(xué)反應(yīng)，系統(tǒng)終態(tài)溫度升高，體積增大，則此過程的W（ c）；H（b ）；S（a）；G（c ）。（a）>0; (b)=0; (c)<0; (d)無

15、法確定。rGm=rHm-TrSm9、若已知某化學(xué)反應(yīng)的rCp，m>0，則該反應(yīng)的隨溫度升高而（b） （a）增大； （b）減小 （c）不變 （d）無法確定。解析：（b）<010. 對于理想氣體，下列偏微分中，數(shù)值小于零的是（d）（a） （）P (b)（)s (c)()T (d)()T解析；()T =-()p<011.下列關(guān)系式中，適用于理想氣體的是（ ）（a）TVs=-VCV,m; （b）TVs=-pCV,m; （c）TVs=-nRV; （d）TVs=-R由熱力學(xué)基本方程得dS=dUT+pdVT,對于理想氣體dU=nCV,mdT,所以dS=nCV,mT+pdVT。當(dāng)dS=0時，

16、TVs=-pnCV,m。12.狀態(tài)方程為pVm=RT+bp（b>0）的真是氣體和理想氣體各1mol，并均從同一始態(tài)T1，p1，V1出發(fā)，經(jīng)絕熱可逆膨脹到相同的V2時，則兩系統(tǒng)的過程U（真實氣體）（c）U（理想氣體）；S（真實氣體）（b）S（理想氣體）。（a）> （b）=; （c）< （d）無法確定。dU=Wr=-pdV,-RTVm-bdV<-RTVmdV,所以U（理想氣體）。13.加壓的液態(tài)氨NH3（l）通過節(jié)流閥而迅速蒸發(fā)為氣態(tài)氨NH3(g)，則此過程的U（c）；H（b）；S（a）。 （a）>0 ; （b）=0 ； （c）<0 ; （d）無法確定 。U=H

17、-（pV）=-（pV）=-P2Vg+p1V1<0；節(jié)流膨脹過程H=0;Q=0;S>0。4.某一系統(tǒng)在與環(huán)境300K大熱源接觸下經(jīng)歷一不可逆循環(huán)過程，系統(tǒng)從環(huán)境得到10KJ的功，則系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱Q=(-10KJ（因為循環(huán)過程=+=0）)；=（0）；=（33.33）。5.下列變化過程中，系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)該變量何者為零。（1）一定量理想氣體絕熱可逆膨脹過程。(,)（2）一定量真實氣體絕熱可逆膨脹過程。()（3）一定量誰在0,101.325KPa條件下結(jié)冰。()（4）實際氣體節(jié)流膨脹過程。()6.一定量理想氣體與300K大熱源接觸做等溫膨脹，吸熱Q=600Kj，對外可逆功的40%，則系統(tǒng)

18、的熵變=(5)。7. 1mol過飽和蒸汽A（g）在恒溫恒壓下凝結(jié)為A（I），要計算過程的熵變，首先需要設(shè)計（可逆相變途經(jīng)）。8.在恒定溫度,壓力的條件下，比較同樣質(zhì)量的純鐵與碳鋼的熵值，S（純鐵）（<）S（碳鋼）。9.熱力學(xué)第三定律用公式表示為:（完美晶體，0K ）=(0)。10.根據(jù)熱力學(xué)基本方程dG=-SdT+Vdp可知，任一化學(xué)反應(yīng)的（1）（）=（）；（2）()=（）;（3）（）=（）。11.任一化學(xué)反應(yīng)的（）=（），因此在一定范圍溫度內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的不隨溫度而變化的條件是（=0）。12.一定量理理想氣體，恒溫條件下熵隨體積的變化率=（）一定量范德華氣體，恒溫條件下熵隨體積的變化率積的

19、變化率=（）。13.已知25時Hg（I）的=1.482，恒壓熱膨脹系數(shù)=（）=1.82。在恒溫25時，將1molHg（I）由100kpa加壓到1100kpa,假設(shè)此過程汞的體積變化可忽略不計，則此過程的=（-2.697）。14.乙醇液體在常壓，正常沸點(diǎn)溫度下蒸發(fā)為乙醇蒸氣，過程的與的關(guān)系是（=;）；與的關(guān)系是乙醇液體在正常沸點(diǎn)下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓（=），計算所需要的熱力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；（乙醇在正常沸點(diǎn)下的蒸發(fā)焓）或者（乙醇液體在正常沸點(diǎn)下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓）和（乙醇蒸氣在正常沸點(diǎn)下的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓）。15.已知汞的熔點(diǎn)-38.87，液體汞的密度小于固體汞的密度，此汞的熔點(diǎn)隨外壓增大而（增大），所依據(jù)的

20、公式形式為（=）。填空題1.已知二組分溶液中溶劑A的摩爾質(zhì)量為MA,，溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度為bB，則B的摩爾分?jǐn)?shù)xB=（bB/(bB+1/MA)）。2.在溫度T的理想稀溶液中，若已知溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度為bB，則B的化學(xué)勢b,B =（b,B+RTln(bBb)）；若溶質(zhì)B的濃度用物質(zhì)的量濃度cB來表示，則B的化學(xué)勢c,B=（c,B+RTln(cBc)）；溶質(zhì)A的化學(xué)勢則可表示為A=（A（l）+RTlnxA）。3.在常溫真實溶液中，溶質(zhì)B的化學(xué)勢可表示為b,B=b,B+ RTln（bBBb）,其中B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)為溫度T、壓力p=p=100kpa下、bB/b=（1）、B=（1）、同時又遵循亨利定律的假

21、想態(tài)。4.恒溫恒壓下的一切相變化必然朝著化學(xué)勢（減?。┑姆较蜃詣舆M(jìn)行。5.298K時，A和B兩種氣體溶解在某種溶劑中的亨利系數(shù)分別為kA和kB，且kA>kB。當(dāng)氣相中兩氣體的分壓pA=pB時，則在1mol該溶劑中溶解的A的物質(zhì)的量（小于）B的物質(zhì)的量。因為pA=kAxA=pB= kBxB，且kA>kB，所以xA<xB。6.在25時，A與B兩種氣體均能溶于水形成稀溶液，且不解離、不締合。若它們在水中溶解的亨利系數(shù)kc,A=2kc,B，且測得兩氣體同時在水中溶解達(dá)平衡分壓滿足pA=2pB。則A與B在水中的濃度cA與cB間的關(guān)系為cA/cB=（1）。因為pA=kc,AcA，pB=k

22、c,B cB，pA=2pB，kc,A=2kc,B，所以pApB=2=kc,AcAkc,B cB=2cAcB，即cAcB=1。7.在一定的溫度與壓力下，理想稀溶液中揮發(fā)性溶質(zhì)B的化學(xué)勢B（溶質(zhì)）與平衡氣相中B的化學(xué)勢B（g）的關(guān)系是（B（溶質(zhì)）=B（g）；B（g）的表達(dá)式是B（g）=（B（g）+ RTln（pB/p）。當(dāng)揮發(fā)性溶質(zhì)B在氣液兩相中達(dá)平衡時，其在兩相中的化學(xué)勢相等，B（溶質(zhì)）=B（g）。8.在溫度T時，某純液體的蒸汽壓為11732pa。當(dāng)0.2mol不揮發(fā)性溶質(zhì)溶于0.8mol該液體時，溶液的蒸汽壓為為5333pa。假設(shè)蒸氣為理想氣體，則該溶液中溶劑的活度A=（0.4546），活度因

23、子fA=（0.5683）。溶劑 =p溶液p溶劑*=533311732=0.4546f=溶劑x溶劑=溶劑n溶劑(n溶質(zhì)+n溶劑）=0.45460.8=0.56839.在300K時，某組成為xB=0.72的溶液上方B的蒸氣壓是純B的飽和蒸氣壓的60，則該溶液中B的活度為（0.6），活度因子為（0.83）。同溫度下從此大量溶液中取出1mol純B（溶液組成可視為不變），則過程的G的變化為（1274.1）J/mol。B =p溶液pB*=60pB*pB*=0.6f=BxB=0.60.72=0.83G=B*-B=- RTlnB=（-8.314*300*ln0.6）J/mol=1274.1J/mol10.在2

24、88K時純水的蒸氣壓為1703.6pa。當(dāng)1mol不揮發(fā)性溶質(zhì)溶解在4.559mol水中形成溶液時，溶液的蒸氣壓為596.7pa。則在溶液及純水中，水的化學(xué)勢的差（H2O）-*（H2O）=（-2512.0 J/mol）。（H2O）-*（H2O）= RTln（H2O）= RTlnp溶液P*（H2O） =（8.314*288*ln596.71703.6）J/mol=-2512.0 J/mol11.在一完全密閉的透明恒溫箱中放有兩個體積相同的杯子。往A、B杯中分別倒入1/3體積的純水和蔗糖水溶液，并置于該恒溫箱中。假設(shè)恒溫箱很小，有少量水蒸發(fā)時就可達(dá)到飽和。那么經(jīng)足夠長時間后，兩杯中的現(xiàn)象為：A杯中

25、（水蒸發(fā)完），B杯中（溶液體積達(dá)到2/3）。因為同溫度下純水的蒸氣壓大于含不揮發(fā)溶質(zhì)的溶液的水蒸氣壓，故當(dāng)純水未達(dá)飽和時，對溶液則達(dá)飽和，因此水蒸氣會不斷從純水液面蒸發(fā)，不斷在溶液表面凝結(jié)，最終導(dǎo)致A杯中水蒸發(fā)完，全部轉(zhuǎn)移至B杯中。4.2.2 多項選擇題1.由水（1）與乙醇（2）組成的二組分溶液，下列各偏導(dǎo)數(shù)中不是乙醇化學(xué)勢的有（ d ）；不是偏摩爾量的有（ a、c ）。 (a) Hn2s,p,n1 ; (b) Gn2T,p,n1 ; (c) Gn2T,V,n1 ; (d) Un2T,p,n1 。解：B=UnBS,V,nC =HnBS,P,nC=AnBT,V,nC=GnBT,P,nC但只有恒溫恒壓條件下的偏導(dǎo)才是偏摩爾量。2.在某一溫度下，由純A與純B形成理想液態(tài)混合物。已知PA*<PB*,當(dāng)空氣液兩相平衡時，氣相組成yB總是（ a ）液相組成xB。a> ; b< ; c= ; d無法判斷 。解：因為PB=pyB=PB*xB，PA=pyA=PA*xA，即PA=p(1-yB)=PA*(1-xB)所以 1-yByB = PA*PB*1-xBxB又因為 PA*<PB* ，即PA*PB*< 1所以 1-yByB = 1-xBxB， 即 1yB<1xB 即 yB>xB3.在T=300K，p=10