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1、 物理化学复习题第一章热力学第一定律一、填空题1、一定温度、压力下,容器中进展如下反响:Zn(s)+2HCl(aq)= ZnCl2(aq)+H2(g),假设按质量守恒定律,那么反响系统为系统;假设将系统与环境的分界面设在容器中液体的外表上,那么反响系统为系统。2、所谓状态是指系统所有性质的。而平衡态那么是指系统的状态的情况。系统处于平衡态的四个条件分别是系统必须到达平衡、平衡、平衡和平衡。3、以下各公式的适用条件分别为:U=f(T)和H=f(T)适用于;Qv=U适用于;Qp=H适用于;U=适用于;H=适用于;Qp=QV+ngRT适用于;pVr=常数适用于。4、按标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓的
2、定义,在C石墨、COg和CO2(g)之间,的标准摩尔生成焓正好等于的标准摩尔燃烧焓。标准摩尔生成焓为零的是,因为它是。标准摩尔燃烧焓为零的是,因为它是。5、在节流膨胀过程中,系统的各状态函数中,只有的值不改变。理想气体经节流膨胀后,它的不改变,即它的节流膨胀系数=。这是因为它的焓。6、化学反响热会随反响温度改变而改变的原因是;基尔霍夫公式可直接使用的条件是。7、在、不做非体积功的条件下,系统焓的增加值系统吸收的热量。8、由标准状态下元素的完全反响生成1mol纯物质的焓变叫做物质的。9、某化学反响在恒压、绝热和只做膨胀功的条件下进展, 系统温度由T1升高到T2,那么此过程的焓变零;假设此反响在恒
3、温T1、恒压和只做膨胀功的条件下进展,那么其焓变零。10、实际气体的=,经节流膨胀后该气体的温度将。11、公式QP=H的适用条件是。12、假设某化学反响,只做体积功且满足等容或等压条件,那么反响的热效应只由决定,而与无关。13、常温下,氢气经节流膨胀T0;W0;Q0;U0;H0。14、在充满氧的绝热定容反响器中,石墨剧烈燃烧的反响器以其中所有物质为系统Q0;W0;U0;H0。二、简答题1、为什么无非体积功的等压过程的热,只决定与体系的初终态?2、“因H = Qp所以只有等压过程才有H,这句话是否正确?为什么?3、“因为H = Qp,所以Qp也具有状态函数的性质对吗?为什么?4、为什么对于理想气
4、体,公式可用来计算任意变温过程的dU并不受定容条件的限制?5、为什么理想气体常数R在数值上等于1mol 理想气体升高1K所作的等压体积功?6、“稳定单质的焓值等于零;“化合物的摩尔生成热就是1mol该物质所具有的焓值对吗?为什么?7、反响A(g)+2B(g)C(g)的Hm(298.2K)0,那么此反响进展时必定吸热,对吗?为什么?8、从气体的同一初态出发分别经等温可逆压缩至终态体积是,那一个过程所作压缩功大些?为什么?9、从同一初态出发,分别经可逆的绝热膨胀与不可逆的绝热膨胀至终态体积一样时,气体的压力一样吗?为什么?10、测定CH3OH(l)+3/2 O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
5、反响的热效应。11、设有一电炉丝浸入水中,接上电源,通以电流一段时间。分别按以下几种情况作为体系,试问、为正、负,还是为零?(1) 以水和电阻丝为体系;(2) 以水为体系;(3) 以电阻丝为体系;(4) 以电池为体系;(5) 以电池、电阻丝为体系;(6) 以电池、电阻丝、水为体系。12、设有一装置如以下图所示,一边是水,另一边是浓硫酸,中间以薄膜分开,两边的温度均为T1,当将薄膜弄破以后温度由T1升到T2,如果以水和浓硫酸为体系,问此体系的U是正、负,还是零。如果以水和浓硫酸为体系,问此体系的U是正、负,还是零。如果在薄膜破了以后,设法通入冷却水使浓硫酸和水的温度仍为T1,仍以原来的水和浓硫酸
6、为体系,问U是正、负,还是零。 12题图13、一个绝热圆筒上有一个无摩擦无重量的绝热活塞,其有理想气体,圆筒壁绕有电炉丝。当通电时气体慢慢膨胀,这是等压过程。请分别讨论1选理想气体为体系;2选理想气体和电阻丝为体系;两个过程的Q和体系的H是大于、等于还是小于零?14、判断以下过程中Q、W、U、H各量是正、零还是负值;理想气体自由膨胀;理想气体节流膨胀;理想气体绝热、对抗恒外压膨胀;理想气体恒温可逆膨胀;1 mol实际气体恒容升温;H2O1,P0,273KH2OS,P0,273K在绝热恒容器中,H2g与Cl2(g)生成HCl(g)(理想气体反响)15、如以下图所示,设有一电炉丝浸于水中,接上电源
7、,通以电流一段时间。如果按以下几种情况作为系统,试问U、Q、W为正、为负还是为零?1以电炉丝为系统;2以电炉丝和水为系统;3以电炉丝、水、电源、及其他一切有影响的局部为系统。 15题图16题图16、设有一装置如上图所示,1将隔板抽去以后,以空气为系统时,U、Q、W为正、为负还是为零?2如右方小室亦有空气,不过压力较左方小,将隔板抽去以后,以所有空气为系统时,U、Q、W为正、为负还是为零?17、在标准压力下和100OC,1mol水等温蒸发为蒸汽。假设蒸汽为理想气体。因为这一过程中系统的温度不变,所以,U=0,,这一结论对否?为什么?18、一气体从某一状态出发,经绝招可逆压缩或等温可逆压缩到一固定
8、的体积哪一种压缩过程所需的功大?为什么?如果是膨胀,情况又将如何?三、综合题1、PbO(s)在291K的生成热为-219.5kJmol-1,在291K到473K之间,Pb(s),O2(g)及PbO(s) 的平均比热各为0.134,0.900和0.218Jg-1K-1,试计算PbO(s)在473K时的生成热。2、n mol理想气体由p1,V1,T1,恒温膨胀到p2,V2,T2,求过程的焓变H,结果能说明什么?3、冰在0及101.325kPa,熔化热为6008Jmol-1,水在100及101.325kPa下,蒸发热为44011Jmol-1,在0100间水的平均比热为75JK-1mol-1,求在10
9、1.325kPa下,将1mol的0冰变成100的水蒸气,试计算其U,H。4、0.01m3氧气由273K,1MPa经过 (1)绝热可逆膨胀 (2)对抗外压p=0.1MPa做绝热不可逆膨胀,气体最后压力均为0.1MPa,求两种情况所做的功。(氧气的Cp,m=29.36JK-1mol-1)5、10mol的理想气体分别经过下述(a)和(b)两个过程,在673K从1.810-3m3等温膨胀到2.410-3m3,试计算其膨胀功W及体系所吸收的热Q。(a)可逆恒温膨胀;(b)对抗外压为2.026105Pa的等温膨胀。6、298.15K及101325Pa压力下,反响A(s)+2BD(aq)=AD2(aq)+B
10、2(g)在电池中进展,完成一个单位的反响时,系统做电功150kJ,放热80kJ,计算该反响的rHm,rUm,Q,W。7、在298.2K,101325Pa时有0.5molZn与过量稀硫酸反响,生成氢气和硫酸锌,此反响放热为7.155104J,试计算:(1)上述过程中Q,W,U,H 的值;(2)假设上述反响在密闭容器中发生,求Q,W,H,U的值。8、将1kg水过冷到-5,在101.325kPa下,参加极少量的冰屑.使过冷水迅速结冰,并使冰与水的混合物的温度迅速升至冰点,冰的熔化热为333.5Jg-1,0至-5水的比热为4.238JK-1,求结出冰的质量。9、水在100时的蒸发热为2259.36Jg
11、-1,那么在100时蒸发30g水,系统的Q,W,H,为多少?10、有13.074gH2,由283.0K升至333.2K(视为理气),假设以下述二种不同的过程进展,求Q,W,U,H。(A)等容过程;(B)与环境无热交换。11、将1mol单原子理想气体,在1.013105Pa下从298K加热到373K,再恒温可逆膨胀至体积增加一倍,最后绝热可逆膨胀至温度为308K,求全过程的W,Q,U,H。12、水蒸汽的平均摩尔等压热容Cp,m=34.10JK-1mol-1,现将1kg373K的水蒸汽在1.013105Pa的压力下,升温至673K。求过程的Q,W及水蒸汽的U,H。13、1molO2由0.1MPa,
12、300K 恒压加热到1000K,求过程的Q、W、U及H。:Cp,m(O2)=(31.64+3.3910-3T-3.7710-5T2)JK-1mol-114、1mol C6H6(g)在p,353.4K正常沸点下冷凝为液体。计算该过程的Q,W, U, H,苯的汽化热为394.4Jg-1。15、测得298K SO2(g)氧化成SO3(g)时的Qv,m=-141.75kJmol-1,计算该反响的Qp,m。16、由以下化合物的计算其(1)(COOH)2,(2)C6H5NH2,(3)CS2(l)。17、一个20dm3的高压釜盛有290K,100kPa的氢气,加热后使H2压力上升至500kPa。设H2为理想
13、气体,计算:1过程的Q;2H2终态的温度。18、1mol单原子分子理想气体B,由300K , 100.0kPa经一可逆过程到达终态,压力为200.0kPa,过程的Q=1000.0J, H=2078.5J1计算终态的温度、体积及过程的W,U。2假设气体先经等压可逆过程,然后经等温可逆过程到达终态,此过程的Q,W,U,H是多少?19、1mol单原子分子理想气体的CV,m=3/2R,初态为202.6kPa,11.2dm3经p/T=C常数的可逆过程,压缩到终态,压力为405.2kPa。计算:1终态体积与温度;2U与H;3所作的功。答案一、填空题1、封闭;敞开2、综合表现;不随时间而改变;热;机械;相;
14、化学3、理想气体的单纯状态改变;不做非体积功的恒容过程;不做非体积功的恒压过程;理想单纯状态改变,对其它系统那么需过程恒容;理想气体的单纯状态改变,对其它系统那么需过程恒压;过程恒温且不做非体积功;理想气体的绝热可逆过程4、O2g;C(石墨);C(石墨);碳元素各晶型中最稳定的相态;CO2g;碳元素完全氧化的最终产物5、焓;温度;零;只是温度的函数6、各产物的热容之和与各反响物的热容之和不相等;在所涉及的温度围各物质均无相变7、封闭系统恒压;等于8、最稳定物质;标准摩尔生成焓9、等于;不等于小于10、上升11、闭系、W=0、等压12、始终态;途径13、;=14、=;=;=;二、简答题1、因为无
15、其他功的等压过程中Qp = H,而H是体系状态函数的改变值,所以在无其它功的等压过程中Qp只决定于初终态。2、不正确,H是状态函数,H=U+PV但凡体系状态发生变化,不管什么过程,体系的焓值都可能变化,即H都可能不等于零。3、不对,H = Qp,只说明Qp等于状态函数的改变值。并不意味着Qp具有状态函数的性质,Q p是一过程量,不是体系的状态性质,只能说在恒压而不做非体积功的特定条件下Qp的值等于体系状态函数H的改变。4、因为对理想气体U=f(T)能仅是温度的函数,只要始终态温度分别一样,U就一定一样。所以公式并不受定容条件的限制。终态1 U1,T2,p2,V1U2,T2,p1,V3终态2恒容U 1U2恒压初态U1,T1,p1,V1恒容过程恒压过程两者终态的温度一样即 1mol 理想气体不管经过什么过程,只要变到一样温度的终态其DU总是等于。5、W=p外V=p