物化復(fù)習(xí)題講解

1、思考題第一章氣體一、填空題1理想氣體微觀模型必須具有的兩個(gè)特征是分子本身不占有體積，分子間無(wú)相互作用力和。2恒溫條件下測(cè)定了一系列低壓下的某氣體，值，則可在pvm-p用法求取氣體常數(shù)r 的準(zhǔn)確值。 ， ，外推3要使氣體液化，一般需要和。溫度低于臨界溫度，加壓圖上4在恒壓下，為了將某容器中300k 的氣體趕出1 ，需將容器（設(shè)容積不變）加熱到3k 5在 300.15k 、200kpa 下，測(cè)得 ne與 ar 混合氣體的密度為2.37kg m-3 。則混合氣體中 ne的分壓力為kpa。 104 746在臨界點(diǎn)處等溫線的一階、二階偏導(dǎo)數(shù)，即均為零，(p ) t(2 p ) tvmv 2m7 若 不

2、同 的 氣 體 有 兩 個(gè) 對(duì) 比 狀 態(tài) 參 數(shù) 彼 此 相 當(dāng) ， 則 第 三 個(gè) 對(duì) 比 狀 態(tài) 參數(shù)。大體上具有相同的值8對(duì)于一定量的組成不變的氣體，則(pvt)t () p ()vvtp9恒壓下，物質(zhì)的量恒定的某理想氣體，其溫度隨體積的變化率( t ) p =。v10某實(shí)際氣體在366.5k ，2067kpa 時(shí)臨界溫度 tc=385.0k,臨界壓力 c=4123.9kpa。則該氣體的對(duì)比溫度tr，對(duì)比壓力 r。11. 當(dāng)液體的蒸氣壓與外壓相當(dāng)時(shí)，液體就開(kāi)始沸騰，此時(shí)的溫度稱(chēng)為9 p/nr10 0.952, 0.50111沸點(diǎn)1 b 2，d678，9， 0 1 2， 3二、選擇題對(duì)于

3、實(shí)際氣體，下列與理想氣體相近的條件是（）。a 高溫高壓b.。高溫低壓c。低溫高壓鍋d。低溫低壓2理想氣體狀態(tài)方程pv nrt 包括了三個(gè)氣體定律，它們是（）。a 波義爾定律、蓋 -呂薩克定律和道爾頓定律b波義爾定律、阿伏加德羅定律和阿馬格定律c阿伏加德羅定律、蓋-呂薩克定律和波義爾定律、d蓋 -呂薩克定律、阿伏加德羅定律和阿馬格定律3對(duì)于理想氣體，下面不正確的是（）。a. ( p )t0b. ( p ) t 0vvp0d.pv=nrtc. ( ) tv4在 298.15，、兩個(gè)抽空的容器中分別為100g 和 200g水。當(dāng)達(dá)到氣液平衡時(shí)，兩個(gè)容器中的水蒸氣壓力分別為a 和 b，則有（）。a.p

4、 a pbc.pa =pbd.無(wú)法確定關(guān)于臨界狀態(tài)的描述，不正確的是（）。.在臨界狀態(tài)氣、液之間沒(méi)有區(qū)別.臨界點(diǎn)處等溫線的一階、二階偏導(dǎo)數(shù)均為零 .一般說(shuō)來(lái)，物質(zhì)的分子間引力愈大則對(duì)應(yīng)有較低的臨界溫度.臨界溫度越低的物質(zhì)，其氣體越易液化6加壓使實(shí)際氣體液化，必要條件是氣體要達(dá)到（）。.波義耳溫度之下。臨界溫度之下.溫度低于沸點(diǎn)。臨界溫度之上7在一定、 下，某實(shí)際氣體的大于理想氣體的，則該氣體的壓縮因子無(wú)法確定（）。8下面關(guān)于壓縮因子的闡述中，正確的是（）主要用于對(duì)實(shí)際氣體、的計(jì)算同一溫度下，各種氣體的都隨壓力而變化，氣體不易壓縮，而，氣體易壓縮，氣體不易液化，而，氣體易液化9設(shè)為理想混合氣體中

5、的一個(gè)組分，下面正確的是（）p ivi nib.pi v=pv i =nirta.vnpc.pi v i=ni rtd.都正確0真實(shí)氣體在一定條件下，當(dāng)分子間引力占主導(dǎo)地位時(shí)，其壓縮因子（）小于 1大于等于不正確1兩種不同氣體處于對(duì)應(yīng)狀態(tài)時(shí)，則它們（）相同壓力溫度計(jì)壓縮因子 pv m2混合理想氣體的組分，其物質(zhì)的量b 為 ().a. nbp總v總b. nbpbv總rtrtpbvbp總vbc. nbd. nbrtrt3關(guān)于臨界點(diǎn)的性質(zhì)，下面描述不正確的是（）液相摩爾體積與氣相摩爾體積相等液相與氣相之間不存在界面氣、液、固三相共存氣化熱為零選擇題答案1 b 2，d678，9， 0 1 2， 3（三

6、）討論習(xí)題1 計(jì)算 1molnh 3 算在溫度為473k 、體積為0.31110-33時(shí)的壓力，其中nh 3 的 tcm405.5k ， pc 112.8 105pa。分別用理想氣體狀態(tài)方程；壓縮因子圖。解：理想氣體狀態(tài)方程prt(8.314 473)pa 12.6 106 pa 12.6mpav m0.31110 3壓縮因子圖tc405.5k ，于是， trt4731.166tc405.5zpvmp r p cvmp r(112.8 10 5 )(0.31110 3 )0.892 p rrtrt8.314473在壓縮因子圖上，作z 0.892pr 的直線，它與 tr 1.166 的 z-pr

7、 曲線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的pr 0.90故ppr pc0.90(112.8 105 )pa 10.2106 pa10.2mpa2使 32ml 的 ch4、h2 和 n2 的氣體混合物與61ml 的 o2 充分燃燒，殘余氣體的體積為34.5ml ，其中 24.1ml 被燒堿溶液吸收，試確定混合氣體中ch 4、h 2 和 n 2 的體積分?jǐn)?shù)（所有體積都在相同室溫和壓力條件下測(cè)得的）。解： ch 4、h 2 與 o2 的反應(yīng)式分別為：ch4(g)+2o 2(g)=2h 2o(l)+co 2(g)2h 2(g)+2o 2(g)=2h2o(l)設(shè)混合氣體中各氣體的體積為v ch4 、v h2、 v n2 ，由題

8、意得：vch 4v h 2v n 232mlvch 4vco224.1mlvh 4vn 27.9ml（ 1）設(shè)過(guò)量氧氣的體積為v o2，則有：vn 2vo2(34.5 24.1)ml10.4ml（ 2）從反應(yīng)式看出，體積ch 4 需消耗體積o2，體積 h2要消耗體積o2，所以2vch 41 vh 2vo261ml2利用 vch 4vco224.1ml ，上式可化為：1vo2 (612 24.1) ml 12.8ml（ 3）v h 22將式（）、式（）聯(lián)立，得：1（ 4）vh 2 vn 2 2.4ml2再將式（）、式（）聯(lián)立，得：3 vh 210.3ml2最后得 vh 26.87mlv n21.

9、03ml原始混合氣體分?jǐn)?shù)為：ych 424.1100%75.3%32y h26.87100%21.5%32y n41.03100%3.2%32第二章熱力學(xué)第一定律(一 ) 填空題1. 在一絕熱容器中盛有水，將一電阻絲浸入其中，接上電源一段時(shí)間（見(jiàn)下左圖）當(dāng)選擇不同系統(tǒng)時(shí) ,討論 q 和 w 的值大于零、小于零還是等于零。2.1298k電源 +水 +水 +電阻3.任意恒容系統(tǒng)電源電阻絲水電阻絲絲 +電源電阻絲、 、 、 、4. u hv tp ， q、=w、p，uq、， tw=h、vu=5. 等， 大 ，大， 小 ，等 ， 小6. t、 w、q、 u、 h7. 8. = 0h=0p0b q=0h

10、=0p0p05、 若要通過(guò)節(jié)流膨脹達(dá)到制冷的目的，則焦耳 湯姆生系數(shù)為：a cj tj ttptp0b j tt0phh0d與 j-t 取值無(wú)關(guān)h6、 由于 h=u+pv ，系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí)h=u+(pv) ，式中(pv) 的意思是：a (pv)=pvb (pv)=p 2v 2- p1v 1c(pv)= pv-vpd (pv)= pv+vp7對(duì)理想氣體下列公式中不正確的是：u0u0a bvtpth0d以上都不對(duì)cvt8. 公式 h=q p 的條件是a 不做非體積功的恒壓過(guò)程b恒外壓過(guò)程c外壓等于體系壓力的可逆過(guò)程d恒溫恒壓的化學(xué)變化過(guò)程9 2c（墨） +o2（ g） 2co(g) 的反應(yīng)熱 rh

11、 m0 等于a chm0（石墨）b 2 f hm0（ co）c 2 chm0（石墨）d fh m0 (co)10. 對(duì)理想氣體a hbt11p tp hcud z 00p t11某理想氣體從同一始態(tài)( p1 ,v1, t1 ) 出發(fā)分別經(jīng)（ 1）絕熱可逆壓縮； （ 2）絕熱不可逆壓縮達(dá)到同一終態(tài)溫度t2，則過(guò)程的功：a w1w2b w1 w2c w1w2d w1與w2無(wú)確定關(guān)系12始態(tài)完全相同 (p1,v1 ,t1 ) 的一個(gè)理想氣體系統(tǒng)和一個(gè)范德華氣體系統(tǒng)，分別進(jìn)行絕熱恒外壓 (p0 ) 膨脹，當(dāng)膨脹了相同體積v2 之后，下述哪一種說(shuō)法正確。a 范德華總體的內(nèi)能減少量比理想氣體多；b范德華總

12、體的終態(tài)溫度比理想氣體低；c范德華總體的所做的功比理想氣體少；d理想氣體的內(nèi)能減少量比范德華氣體多。13對(duì)狀態(tài)函數(shù)的描述，哪一點(diǎn)是不確切的？a 它是狀態(tài)的單值函數(shù)，狀態(tài)一定它就有唯一確定的值；b狀態(tài)函數(shù)的改變值只取決于過(guò)程的始終態(tài)，與過(guò)程進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)；c狀態(tài)函數(shù)的組合仍然是狀態(tài)函數(shù)；d熱力學(xué)中很多狀態(tài)函數(shù)的絕對(duì)值不能測(cè)定，但其變化值卻可以直接或間接測(cè)定的。14理想氣體經(jīng)歷如圖所示 a b ca 的循環(huán)過(guò)程。aa b 為恒溫可逆過(guò)程，b c 為恒壓過(guò)程， c a 為絕熱可逆過(guò)程。對(duì)于其中b c 過(guò)程的bcu ，當(dāng)用圖上bc陰影面積來(lái)表示時(shí)對(duì)應(yīng)的圖為：abcd15某液態(tài)混合物由狀態(tài) a 變化到狀

13、態(tài) b ，經(jīng)歷兩條不同的途徑，其熱、功、內(nèi)能變化、焓變化分別為 q1、 w1、 u1、 h1 和 q2 、w2、 u2、 h2 則：aq1w1q2 w2bu 1w1u 2w2ch 1q1h 2 q2du 1h 1u 2h 2參考答案：1 b、c2 c3 b4b5 b6 b7d8 a9 b10 c11 c12 b13 c14 c15d三、討論習(xí)題1. 100 ,50.663kpa 的水蒸氣100dm3 ,等溫可逆壓縮至101.325kpa，并在101.325kpa 下繼續(xù)壓縮至 10dm3 為止， (1) 試計(jì)算此過(guò)程的q， w ，u ，h 。已知 100， 101.325kpa,水的蒸發(fā)熱 4

14、.06 104j.mol-1（2）若使終態(tài)物系恒溫 100，反抗 50.663kpa 外壓，使其恢復(fù)到始態(tài)， 求此過(guò)程中的q，w， u， h。（3）若使終態(tài)物系恒溫 100向真空蒸發(fā)，并使其恢復(fù)至始態(tài)，求q， w ， u，h 。解：(1)100等溫可逆壓縮100可逆相變10050.663kpa101.325kpa101.325kpa100dm3v210dm3n1(g)u 1h 1n1(g)u2n2(g)h 2u 1 0，h 1 0v 2nrt ln v2nrt ln p1p1v1 ln p1q1 w1 pdvv 1v1p2p250.663100ln 50.663 j3511j101.325第一

15、步 t,n 不變，對(duì)理想氣體：p2v2p1v1v2 100 50.663dm 350dm3101.325第二步是相變過(guò)程，冷凝成水的物質(zhì)的量為:n n1 n2p2v2p3v350.66 100101.325 10 mol1.306molrtrt8.314373.15h244=-1.3064.06 10 j=-5.30210 jq2= h 2=-5.302 104jw 2=-p2 v=-101.325(10-50)j=40101.325j=4052ju2=q 2+w 2=-53020+4052j=-48968j所以得：u=u 12+u =-48968jh=h 1+h 2=-53020jq=q 1

16、+q2 =(-3511-53020)j=-56531jw= （ 3511+4052） j=7563j（ 2）解：此過(guò)程的始態(tài)與終態(tài)正好是（1）問(wèn)中的始態(tài)與終態(tài)的顛倒，所以：u=(u 1-u 3)=-(u 3-u1 )=48968jh=(h 1-h 3)=-(h 3-h1 )=53020jw -p 外v=-50.663 (100-10)j=-4559jq=u-w=(48968+4559)j=53527 j(3) 解：此過(guò)程的始態(tài)、終態(tài)與（ 2）問(wèn)相同u=48968 j h=53020 jw=-p 外v=0 jq=u=48968 j2. 64g o2 在 101.325kpa,25時(shí)，絕熱膨脹至5

17、0.663kpa，計(jì)算 q， w ，u ，h ，已知：雙原子分子cp,m=3.5r,c v,m=2.5r 。(1) 若此過(guò)程可逆地進(jìn)行；(2) 若此過(guò)程是反抗恒定的 50.663kpa 外壓的絕熱膨脹。解：64g,o2絕熱64g,o2101.325kpa50.66kpa25t2（ 1）絕熱可逆進(jìn)行：q 03.5r1.42.5r( t2 )1( p2 )t1p150.6631.41t21.4298.15k244.59k101.325645( 244.59 298.15) ju =ncv(t2-t1)=8.314322=-2226 jw=-2226jh =u +(pv)=u+nrt=-2226+2

18、8.314 (244.59-298.15)j=-3117j(2)絕熱不可逆膨脹：q0u wncv(t 2-t 1)=-p 外 (v 2-v 1 )=-p 外( nrt2nrt1)p 2p1n5r(t 2-t 1)=-p 外 (v 2-v 1)=-p 外 ( t2t1 )2p2p15 (t2 -t1)= -p 外( t2t1 )2p2p15(t2 -298.15k)=-0.5t2298.15k2(1)0.5t2=255.56k58.314(255.56-298.15)j=-1770 ju=nc v(t 2-t 1)=22w=-1770 jh=u+ (pv)=u+nrt=-1770+28.314

19、(255.56-298.15)j=-1770+2 8.314(255.56-298.15)j=-2479 j此題結(jié)論：絕熱可逆過(guò)程與絕熱不可逆過(guò)程從同一始態(tài)出發(fā)不能一步到達(dá)同一終點(diǎn)。3.1mol 單原子理想氣體從300k 、300kpa 的始態(tài)，沿 tv 常數(shù)的途徑可逆膨脹到100kpa 的終態(tài)，求該過(guò)程的w、 q、u 和h。解： w= u=nc v,m(t 2-t1 ), h=nc p,m(t 2-t 1)先求 t2n =1moln =1molt 1=300kt2p1=300kpap2=100kpa由封閉系統(tǒng)，理想氣體t2 p2v2 1 p1v2 1 v21 t1t1p1v13 p1v13

20、v13 t22 12， 1t23t1t23t1 173.2ku=3300)j=-1.581 kj8.314(173.22h=5300) j=-2.636 kj8.314(173.22可逆w pdv tv 常數(shù)， d(tv)=0vdttdv=-vdt，dvtvdttdv=-vdt，dvtw pv dt nrdttwnr(t2t1 )1.054kjquw0.527kj第三章熱力學(xué)第二定律（一）、填空題1、 1mol 理想氣體在溫度t 下從 10 dm-3做恒溫可逆膨脹，若其熵變?yōu)?.76 j k -1 ，則其終態(tài)的體積為。2、 1mol 理想氣體在298k 和 101.325 kpa 下做恒溫可逆

21、壓縮， 若過(guò)程的g 為 5966j，則其末態(tài)壓力為。3、 對(duì)于無(wú)相變、無(wú)化變、只做體積功的封閉系統(tǒng)，( g ) t 的值（填：大于p零、小于零或等于零） 。4、 1mol 范德華氣體在等溫下從體積v 1 膨脹到體積 v 2 的 s =。5、 298k 下，將兩種理想氣體分別取1mol 進(jìn)行恒溫恒壓的混合，則混合前后熱力學(xué)性質(zhì)的變化情況為： u0，s0， g0。（填： 、= 或 、 = 或 、=或 、 =或、 = 或 6.=7. 639.6 jv1b8.t/kt/ka,babdcc,ds/j k -1h/kj9.=12 17.7140.60 kj mol-1（二）、選擇題：1.隔離系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的可

22、逆變化過(guò)程：（）a s = 0， s(環(huán) ) = 0b s 0， s(環(huán) ) = 0c s = 0， s(環(huán) ) 0d s 0， s(環(huán) ) 02.實(shí)際氣體經(jīng)一不可逆循環(huán)：（）a s = 0， u 0b s 0， u0c s = 0， u = 0d s 0， u= 03.理想氣體向真空膨脹時(shí)：（）a u = 0 ， s = 0， g = 0b u 0 ， s 0， g 0c u 0 ， s 0， g 0， g abg= acg -514.2 kj mol -1d a 00 ，且s0bh0 ，且s0ch0dh0 ，且s010下列說(shuō)法中，哪一種是不正確的？（）a 隔離物系中的熵永不減少b 在絕熱過(guò)

23、程中物系的熵決不會(huì)減少c物系處于平衡態(tài)時(shí)熵值最大d 任何熱力學(xué)過(guò)程不可能出現(xiàn)s 總 0bs0du 0 b s(環(huán) ) 0cs(系 ) 0ds(環(huán)) 0，g 0cs 0，g 0，g 0）（三）討論習(xí)題1 1mol 理想氣體連續(xù)經(jīng)歷下列過(guò)程：（ 1）由 100kpa、 25等容加熱到 100；（ 2）絕熱向真空膨脹至體到增大一倍；（ 3）恒壓冷卻到溫度為 25。求總過(guò)程的 q、 w、u、h、 s、a 、g。解：三個(gè)過(guò)程用框圖表示如下：t1=298.15kt2=373.15kt3=373.15kt4=298.15kp1 =100kpap23p4= p3v1v2= v1pv3=2 v1v4（1）是恒容過(guò)程，所以p1t1p2t2p1373.15 100kpa125.16kpap2t2t1298.15（2）理想氣體向真空膨脹溫度不變，所以p2v2v1p2v2p3v2p3v3p2 2v162.58kpa（3）恒壓過(guò)程：p4p362.58kpat4t1uh 0snrln p418.34 ln 62.58 jk 13.90 jk 13.90jp1100autsts298.153.90j1162 jghtsa1162 jww1w2w3w10, w20, w3p3 (v4v3 )nr(t4t3 )ww3nr(t4t3 )18.314( 298.15373.115) j6