物理化學(xué)練習(xí)題2021-2-20

物理化學(xué)練習(xí)題2021220物理化學(xué)練習(xí)題2021-2-20物理化學(xué)練習(xí)一、熱力學(xué)(二)簡答題1.什么是卡諾理想的熱機(jī)？（p）3.什么是可逆過程？簡述其特征。5.為什么提出偏摩爾量的概念？舉三個例子。6.試分別簡述判斷過程方向及平衡的三個判據(jù)和其數(shù)學(xué)表達(dá)式及應(yīng)用條件。8.理想氣體系統(tǒng)是否可以通過從某一初始狀態(tài)進(jìn)行恒溫可逆膨脹和恒溫不可逆膨脹來達(dá)到相同的最終狀態(tài)？如果我們從某一初始狀態(tài)開始，分別進(jìn)行絕熱可逆膨脹和絕熱不可逆膨脹，我們能達(dá)到相同的最終狀態(tài)嗎？為什么？9.什么是理想溶液與非理想溶液？分別寫出其化學(xué)勢表達(dá)式。10.什么是狀態(tài)函數(shù)？它有何特點？11.什么是carnot循環(huán)？12.化學(xué)平衡的條件是什么？13.判斷自發(fā)過程的方向和限度有幾種判據(jù)？它們使用的條件是什么？14.可逆過程的特征是什么？它和不可逆過程的根本區(qū)別在哪里？15.指出下列平衡系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)（k），自由度數(shù)（f）各為多少？（1）NH4Cl（g）部分分解為NH3（g）和HCl（g）。（2）如果向上述系統(tǒng)中添加少量NH3（g）。16.什么是狀態(tài)函數(shù)？它的特點是什么？（3）填空1??h????0,說明焓只能是溫度的函數(shù)，與___體積__無關(guān)。（p48）??v?t2.熱力學(xué)第二定律可表達(dá)為：“功可全部變?yōu)闊幔珶岵荒苋孔優(yōu)楣Χ鴂而不引起任何其他變化。（p100）3.在一定的溫度和壓力下，溶液中任何組分在任何濃度范圍內(nèi)都服從拉烏爾定律的溶液稱為理想液體混合物。（第173頁）4.用δg≤0判斷過程的方向和限度的條件是_恒溫、恒壓、非體積功為零__。（p124）5.當(dāng)某氣體的壓縮因子z<1時,說明理想氣體比此真實氣體_難于_壓縮(易于,難于)。（p27）6.試寫出范德華方程__?a?p?v?b??rt。（p23）?2??mvm??7.臨界溫度使氣體可以液化的_最高_(dá)_溫度(最高，最低)。（p18）8.節(jié)流膨脹后理想氣體的熱力學(xué)能不變（增加、減少、不變）。（第83頁）9。熱力學(xué)第三定律表示為_u0k，純物質(zhì)完美晶體的熵等于零。（p118）10。寫出熱力學(xué)基本方程DG=_u;csdt+vdp__;（第128頁）11.g判據(jù):δg≤0的適用條件__恒溫、恒壓、非體積功為零。（p124）12.Gibbs-duheim方程的表達(dá)式為。（p156）13.1molH2（g）的燃燒焓等于1mol___;h2o（l）的生成焓。（第66頁）14.理想氣體絕熱向真空膨脹，體積由v1變到v2，其δs=__nrln(v2/v1)___。（p109）15.恒溫恒壓可逆相變，哪一個狀態(tài)函數(shù)為0。_δg_（p124）16.卡諾熱機(jī)工作在T1=600k高溫?zé)嵩春蚑2=300K低溫?zé)嵩粗g，熱機(jī)效率高η=0.5。（p102）117.高溫?zé)嵩礈囟萒1=600k，低溫?zé)嵩礈囟萒2=300K。如今，120kj的熱量直接從高溫?zé)嵩磦鬏數(shù)降蜏責(zé)嵩?，此過程δs=__200jk-1___。（p102）18.25°c時，10g某溶質(zhì)溶于1dm3溶劑中，測出該溶液的滲透壓π=0.4000kpa。該溶質(zhì)的相分子量為6.20*10419.1mol理想氣體由298k、100kpa作等溫可逆膨脹，若過程δg=－2983j，則終態(tài)壓力為30kpa.（p128）在20.25°C下，0.5mol和0.5mol形成理想的液體混合物δs=5.76jk-1.（p175）22。兩個體積為V的玻璃燈泡之間有一個細(xì)管連接，在標(biāo)準(zhǔn)條件下用空氣密封氣泡。如果一個球加熱到100°C，另一個球保持在0°C，忽略連接細(xì)管中的氣體體積，容器中的空氣壓力為219.5kpa23.一定量的理想氣體經(jīng)歷某過程變化到終態(tài),若變化過程中,pvν不變,則狀態(tài)函數(shù)δs不變。（第81頁、第106頁）θθ24.al2cl6（s）+6na（s）的反應(yīng)→2Al（s）+6nacl（s）δRHM=1072kjmol-1，NaCl（s）δfhm=θ-411.3kjmol-1，那么δfhm=c3539。8_kjmol-1.（第67頁）（四）判斷和改錯3.在克拉佩龍方程中：DP/DT=δh/tδv，δh和δv的符號可以相同或不同?！痰?74頁。公式DS=NCV，mlnt2/T1僅適用于理想氣體的變溫過程。3p109θθ5.因為δG=-rtlnk，K由平衡時的成分表示，所以δG是平衡時產(chǎn)物和反應(yīng)物的吉布斯函數(shù)之差。三6.因為q、w不是系統(tǒng)的性質(zhì)，而與過程有關(guān)，所以熱力學(xué)過程中(q＋w)的值也應(yīng)由具體過程決定。37.熵差δS是過程的熱溫商。三8.在孤立系統(tǒng)中發(fā)生的任何過程都是自發(fā)過程?！?.可逆絕熱過程必定是等熵過程?！?0.對于同一種物質(zhì)，當(dāng)溫度升高時，熵增大?！?1.自發(fā)過程必須是不可逆轉(zhuǎn)的?！?2.熵增加的放熱反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)?！?3.孤立系統(tǒng)中的熵總是增加的?！?4.系統(tǒng)的混亂程度越大，熵就越大。√15.在標(biāo)準(zhǔn)壓力及指定溫度下，任何穩(wěn)定單質(zhì)的生成焓值為零?！?6.在兩個不同溫度的熱源之間工作的熱機(jī)以卡諾熱機(jī)的效率最大?！?7.當(dāng)理想氣體反抗一定外壓，作絕熱膨脹時，熱力學(xué)能總是減小?！?8.在絕熱過程中，系統(tǒng)所作的功只由系統(tǒng)的始末態(tài)決定。√19.熱力學(xué)能是狀態(tài)的簡單函數(shù)，所以當(dāng)兩個狀態(tài)相同時，它們的熱力學(xué)能值必須相同?！?0.卡諾熱機(jī)的效率只與兩個熱源的溫度有關(guān)，而與工作材料無關(guān)?！?1.不可逆過程必須是自發(fā)過程。3（第108頁）22.熱力學(xué)第一定律與熱力學(xué)第二定律是人們經(jīng)驗的總結(jié)，它不能從邏輯上或用其它理論方來證明這一點?！?3.利用彈式量熱容器測量萘的燃燒熱，這個實驗過程是絕熱定容過程?！?4.101325pa，100℃1mol液態(tài)水經(jīng)定溫蒸發(fā)成水蒸氣(若水蒸氣可視為理想氣體)，因溫度不變化，所以δu=0，δh=0。三25.nmol理想氣體從同一始態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)一定溫可逆膨脹過程和一絕熱自由膨脹過程，其終態(tài)溫度必定不同。326.在恒定溫度和壓力下，水可以電解成氧和氫δh=qp。三227.當(dāng)熱量從系統(tǒng)傳遞到環(huán)境中時，必須降低系統(tǒng)的熱力學(xué)能。三28.一定量的氣體，從始態(tài)a變化到終態(tài)b，系統(tǒng)吸收100j的熱量，對外作功200j，這不符合熱力學(xué)第一定律。3δu=－100j.29.在標(biāo)準(zhǔn)壓力和規(guī)定溫度下，金剛石是單質(zhì)，因此其焓為零。330.公式DH=NCP，MDT僅適用于理想氣體的恒壓變溫過程。公式Du=NCV，MDT僅適用于理想氣體的定容變溫過程。332.在恒溫恒壓下，只有體積功的相變過程中，δG必須等于零。333.功可以自發(fā)地轉(zhuǎn)化為熱，但熱不能轉(zhuǎn)化為功。334.系統(tǒng)的狀態(tài)不變，所有狀態(tài)函數(shù)值不變，狀態(tài)變化，所有狀態(tài)函數(shù)值必須變化。335.對于同一理想氣體的化學(xué)反應(yīng)，恒壓反應(yīng)熱效應(yīng)│QP│必須大于恒定體積熱效應(yīng)│QV│.336.對于理想氣體Du=NCV，MDT公式僅適用于定容過程。337δH=QP，因為H是一個狀態(tài)函數(shù)，QP也是一個狀態(tài)函數(shù)。38.系統(tǒng)經(jīng)一循環(huán)過程后，能恢復(fù)原狀，所以循環(huán)過程就是可逆過程。339.在一絕熱剛性容器中進(jìn)行一放熱反應(yīng)，則δu=δh=0。40.理想氣體在絕熱向真空膨脹的過程中，熱力學(xué)能保持不變?！?1.理想氣體的熱力學(xué)能和焓只是溫度的函數(shù)，與系統(tǒng)的壓力和體積無關(guān)。√42.當(dāng)氣體等溫時，其膨脹為理想的δU，δH為零?！?3.δU=q+W僅適用于封閉系統(tǒng)?！?4.水的標(biāo)準(zhǔn)生成熱也就是h2(g)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱。√45.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下CO2（g）和O2（g）的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為零。√46.δH=QP的關(guān)系僅適用于體積功的恒壓過程?！?7.δu=QV的關(guān)系適用于只做體積功的定容過程?！?8.理想氣體的恒壓摩爾熱容和定容摩爾熱容之差為r?！?9.1mol苯在298k時置于彈式量熱容器中完全燃燒，生成co2(g)和h2o(l)，同時放熱3264kj，則其恒壓燃燒熱QP為-3268kj。三θ50.C（石墨）在任何溫度下的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱δCHM和CO2（g）在相同溫度下的標(biāo)準(zhǔn)生成熱θδFH的值相等。√?h?h)pdt?()tdp?p51.因焓是溫度與壓力的函數(shù)h=f(t,p),則dh=?t,在正常相變時，dt=（0，DP=0，所以這個過程δh=0θ化學(xué)反應(yīng)CO（g）+1/2O2（g）==CO2（g）在52.298k和101325pa下δRHM是CO2（g）的標(biāo)準(zhǔn)θ生成焓δfhm，co2（g）。三γγ53.p1v1=p2v2的關(guān)系式只能用于絕熱可逆過程。3理想氣體54.熱力學(xué)第三定律可以表示為：在0K時，任何物質(zhì)的熵S為零。3完美晶體55在恒溫恒壓下僅做體積功δ的條件下，G>0的過程不能進(jìn)行。第二種永動機(jī)是一種從單一熱源吸收熱量并連續(xù)循環(huán)工作的機(jī)器。3.不變58.101325pa、100℃、1mol液態(tài)水向真空蒸發(fā)為同溫度同壓力的水蒸氣，因為過程是不可逆過程，所以δg不等于零。359.2mol理想氣體從恒溫膨脹到真空，體積從V1變?yōu)閂2，從Du=δq＋δW知道，因為p=0，δW=0，因為DT=0，Du=0，所以δq=0，然后從公式Du=TDS－PDV：δq=TDS，δW=PDV，我們可以得到DS=0。三60.在101325pa，－10℃的過冷水變?yōu)椋?0℃的冰，熱效應(yīng)為qp，∵qp=δh相變，則δS相變=δH相變/T.三61.理想氣體是一個抽象概念，它要求氣體分子間沒有作用力，分子本身沒有體積?！倘?2.在si單位制中，通用氣體常數(shù)r的數(shù)值與單位為8.314j.mol-1.k-1?！?3.在水的三相點時，s冰＜s水＜s氣。√64.在等溫條件下，在理想氣體狀態(tài)變化期間，δa=δg√65.不可逆循環(huán)后的非理想氣體系統(tǒng)δs=0.366.由熱力學(xué)關(guān)系式dg=－sdt＋vdp，對于h2o（g）298k、101325pa→h2o（l）298k、101325pa∵dt=0，dp=0∴dg=0.3不可逆相變過程67當(dāng)理想氣體在恒定溫度下膨脹時，吸收的所有熱量用于外功，即從單一熱源吸收熱量并使其完整部變?yōu)楣Φ倪^程，但這與熱力學(xué)第二定律矛盾，因此是不可能的。3發(fā)生了變化68.卡諾循環(huán)是由兩個定溫過程和兩個絕熱過程組成的。369.所有遵循能量守恒定律的過程都可以自發(fā)進(jìn)行。熱力學(xué)第二定律也必須被觀察到熱不能從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體。3.不可能自動71.在相變過程中，熵差的計算公式可用δs=δh/δt（δh為相變熱）。3可逆相變73.化學(xué)反應(yīng)的定容反應(yīng)熱與定壓反應(yīng)熱的關(guān)系式δh=δu＋rtδn中，δn是指產(chǎn)物的總摩爾數(shù)與反應(yīng)物總摩爾數(shù)之差。3摩爾氣體物質(zhì)74.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下生成1mol量的某物質(zhì)時反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變化值就是該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成吉布斯函數(shù)。3.通過穩(wěn)定的單質(zhì)75.偏摩爾體積的物理意義可表示為在恒溫、恒壓條件下，往系統(tǒng)中加入1mol物質(zhì)之所引更改系統(tǒng)卷的值。3變成一個無限系統(tǒng)76.克拉佩龍（clapeyron）方程式對于任何純物質(zhì)的任何兩相平衡均適用?！?1．理想氣體，經(jīng)歷不可逆循環(huán)后，系統(tǒng)的δs一定等于零。387.族分?jǐn)?shù)K是平衡體系中各種物質(zhì)的物種數(shù)。三89．體積是廣度性質(zhì)的狀態(tài)函數(shù)；在有過剩nacl(s)存在的飽和水溶液中，當(dāng)溫度、壓力一時機(jī)；系統(tǒng)的體積與系統(tǒng)中的水和NaCl總量成正比。三90．在101.325kpa、100℃下有l(wèi)mol的水和水蒸氣共存的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的狀態(tài)完全確定。391.一定量的理想氣體，當(dāng)熱力學(xué)能與溫度確定之后，則所有的狀態(tài)函數(shù)也完全確定。392.系統(tǒng)溫度升高則一定從環(huán)境吸熱，系統(tǒng)溫度不變就不與環(huán)境換熱。393.通過不同的過程，從相同的初始狀態(tài)到相同的最終狀態(tài)，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都是狀態(tài)函數(shù)。三95．封閉系統(tǒng)在壓力恒定的過程中吸收的熱等于該系統(tǒng)的焓。3w'是否為零96.對于一定量的理想氣體，當(dāng)溫度恒定時，熱力學(xué)能和焓值恒定，差值也恒定?！?7.在101.325kpa下，100℃下的1mol水在恒溫下蒸發(fā)成100℃的蒸汽。如果水蒸氣可以被視為理想氣體體，那么由于過程等溫，所以該過程δu=0。3相變98.1mol、80.1℃和101.325kpa的液態(tài)苯蒸發(fā)至真空，使氣態(tài)苯蒸發(fā)至80.1℃和101.325kpa。已知的該過程的焓變?yōu)?0.87kj，所以此過程的q=30.87kj。3不是恒壓過程L01中99.1mol的水在325kpaδh下溫度從25℃上升到120℃=∑cp，mdt.3在加熱100的過程中有相變。因為焓是溫度和壓力的函數(shù)，即H=f（T，P），當(dāng)相變發(fā)生在恒定的溫度和壓力下時，由于DT=0，dp=0，故可得δh=0。3h=f(t,p)只對組成不變的均相封閉系統(tǒng)成立。101．因qp=δh，qv=δu，所以qp-qv=δh-δu=δ(pv)=-w。3102．卡諾循環(huán)是可逆循環(huán)，當(dāng)系統(tǒng)經(jīng)一個卡諾循環(huán)后，不僅系統(tǒng)復(fù)原了，環(huán)境也會復(fù)原。3103.如果一個系統(tǒng)經(jīng)歷一個無窮小的過程，這個過程是可逆的。三104．若一個過程中每一步都無限接近平衡態(tài)，則此過程一定是可逆過程。3若有外力存在，是不可逆轉(zhuǎn)的4105.如果一個過程是可逆的，那么這個過程中的每一步都是可逆的?！?07．氣體經(jīng)絕熱自由膨脹后，因q=0，w=0，所以δu=0，氣體溫度不變。3108．(?u/?v)t=0的氣體一定是理想氣體。3109.由于理想氣體的熱力學(xué)能與體積壓力無關(guān)，（？U/？P）v=0，（？U/？v）P=0。三110．若規(guī)定溫度t時，處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零，那么該溫度下穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)的熱力學(xué)能的規(guī)定值也為零。3u=h-pvθ111.298.15K下的CO2濃度為δFHM，0℃至1000℃的熱容CP，m為1000Kθ下CO2的熱容。標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為δFHM（1000K）=δFHM（298.15K）+∫cp，mdt.3。標(biāo)準(zhǔn)生成焓沒有規(guī)定溫度112的值。一定量的理想氣體在0℃和200KPa的初始狀態(tài)下與恒定外壓（p環(huán)=100KPA）的絕熱膨脹達(dá)到平衡，則末態(tài)溫度不變。3113.當(dāng)系統(tǒng)向環(huán)境傳熱（Q<0）時，系統(tǒng)的熱力學(xué)能將降低。三114．在等壓下，機(jī)械攪拌絕熱容器中的液體，使其溫度上升，則δh=qp=0。3w’≠0115．對于同一始態(tài)出發(fā)的理想氣體的絕熱變化過程，wr=δu=ncv,mδt，wir=δu=ncv,mδt.SoWR=wir。兩個過程中的3個δT不同116自然界中發(fā)生的過程必須是不可逆的?！?17.不可逆過程必須是自發(fā)過程。3118.熵增加的過程必須是自發(fā)的。三119．絕熱可逆過程的?s=0，絕熱不可逆膨脹過程的?s>0，絕熱不可逆壓縮過程的?s<0。3120.為了計算絕熱不可逆過程的熵變，可以在起始態(tài)和結(jié)束態(tài)之間設(shè)計絕熱可逆路徑。3系統(tǒng)由同一