物理化学期中概念上

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1、下一页版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页物理化学多媒体课堂教学软件物理化学多媒体课堂教学软件物理化学多媒体课堂教学软件物理化学多媒体课堂教学软件 V1.0 V1.0 V1.0 V1.0版版版版返回目录期中复习概念上期中复习概念上2021/6/161版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首气体气体A的临界温度高于气体的临界温度高于气体B的临界温度，则气的临界温度，则气体体A比气体比气体B 液化。液化。 （难、易）（难、易） 某实际气体的温度低于其波义耳温度，在压力较某实际气体的温度低于其波义耳温度，在压力较小时小时pV nRT。 (、=、) 按照状态函数的基本假定，对于一定量

2、的纯物质按照状态函数的基本假定，对于一定量的纯物质均相系统，其均相系统，其p，V，T三个状态函数间的关系可以三个状态函数间的关系可以写作写作 （对、错）（对、错） 或或为定量表示实际气体对理想气体行为的偏离，引为定量表示实际气体对理想气体行为的偏离，引入了压缩因子入了压缩因子Z，它的物理意义是，它的物理意义是 。 ,相同温度压力下实际气体的体积与理想气体体积之比相同温度压力下实际气体的体积与理想气体体积之比2021/6/162版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首 l某实际气体的温度为某实际气体的温度为T，波义耳温度为波义耳温度为TB，且，且 。试在下面的坐标中画出该气体在。试在

3、下面的坐标中画出该气体在T时的时的 关系示意图。关系示意图。pVmp1.000l实际气体并非在任何条件下都能液化，使其液化实际气体并非在任何条件下都能液化，使其液化的必要条件是的必要条件是 。 2021/6/163版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首 u一般地说，难液化的气体如一般地说，难液化的气体如H2(g)、N2(g)等，其等，其临界温度临界温度 。（较高、较低）（较高、较低） u压缩因子压缩因子Z的定义是的定义是Z=_=_，其物理意，其物理意义用公式可表示为义用公式可表示为_；实际气体分子；实际气体分子间的吸引力使间的吸引力使Z_1_1，分子本身的体积使，分子本身的体积使

4、Z_1_1。( (选填选填 )。u当实际气体的温度低于其波义尔温度时，则它当实际气体的温度低于其波义尔温度时，则它 的的Z - p恒温线随压力增大应恒温线随压力增大应 。A单调上升单调上升 B单调下降单调下降 C先下降后上升先下降后上升 D先上升后下降先上升后下降2021/6/164v 在在1010时，一种气体的时，一种气体的Z-p恒温线随压力逐渐增恒温线随压力逐渐增大而单调上升，则此气体的大而单调上升，则此气体的TB 10 10。（ 、= =、 、= =、 ） v恒温恒温100100，在一个带有活塞的汽缸中装有，在一个带有活塞的汽缸中装有3.5mol的水蒸气的水蒸气H2O(g)，在平衡条件下

5、，缓慢的压缩到压，在平衡条件下，缓慢的压缩到压力力p=( )kPa时，才可能有水滴时，才可能有水滴H2O(l)出现。出现。101.3252021/6/165版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首在一个密闭的容器中放有足够多的某纯液态物质，在一个密闭的容器中放有足够多的某纯液态物质，在相当大的温度范围内皆存在着气在相当大的温度范围内皆存在着气(g)(g)液液(l)(l) 两两相平衡。当温度逐渐升高时液体的饱和蒸气压相平衡。当温度逐渐升高时液体的饱和蒸气压p p* *变大。请问：饱和液体的摩尔体积变大。请问：饱和液体的摩尔体积Vm ( (l)( )( )；饱和蒸气的摩尔体积饱和蒸气的

6、摩尔体积Vm( (g)( )( )；（ ）。( (a) )变小；变小；( (b) )变大；变大；(c)(c)不变；不变；( (d) )无一定变化规律无一定变化规律baa在温度恒定为在温度恒定为373.15K，体积为，体积为2.0dm3的容器中含有的容器中含有0.035mol的水蒸气的水蒸气H2O(g)。若向上述容器中再加入。若向上述容器中再加入0.025mol的水的水H2O(l)。则容器中的。则容器中的H2O必然是（必然是（ ）。）。 （a）液态；）液态； （b）气）气- -液两相平衡；液两相平衡； （c）气态；）气态； （d）无法确定其相态）无法确定其相态 c2021/6/166版权所有：华

7、东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首 因为因为p101.325KPa，故，故H2O必为气态。必为气态。由计算结果判断：由计算结果判断：2021/6/167版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首oh右图是一张水的相图右图是一张水的相图( (示意图示意图) )。 l在图中标出水三态在图中标出水三态( (S、L、V) ) 的区域；的区域； l 图中图中a点称为点称为_， o点称为点称为_； l图中图中oa线代表的物理意义是：线代表的物理意义是：_、或或_、或或_。l若系统处在若系统处在a点，它应满足条件点，它应满足条件; ; l若

8、系统处在若系统处在h点，它可能存在的状态是点，它可能存在的状态是_。 A冰冰 B过冷水过冷水 C冰或过冷水冰或过冷水 D过冷水和蒸气过冷水和蒸气LSV临界点临界点三相点三相点， 水的气液平衡线水的气液平衡线水的饱和蒸气压随温度的变化水的饱和蒸气压随温度的变化 关系关系 水的沸点随外压的变化关系水的沸点随外压的变化关系C2021/6/168版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首将将-5-5的低压水蒸气恒温加压时，可能出现的相的低压水蒸气恒温加压时，可能出现的相态变化为：态变化为： 。 水蒸气先凝华为冰，冰再熔化为水水蒸气先凝华为冰

9、，冰再熔化为水 在水的三相点，水、冰、水蒸气三相共存，它的在水的三相点，水、冰、水蒸气三相共存，它的温度是温度是 。 0.01冰的熔点随压力的增大而冰的熔点随压力的增大而_，苯的熔点，苯的熔点随压力的增大而随压力的增大而_。( (选填升高，降低选填升高，降低) )降低降低升高升高2021/6/169版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首实际气体简化的微观模型是实际气体简化的微观模型是 。 理想气体简化的微观模型是理想气体简化的微观模型是 。 称为内压。参数称为内压。参数a的存在使压缩因子的存在使压缩因子Z _。参数参数b的存在使压缩因子的存在使压缩因子Z _ _。 （选填减小、增

10、大、不变）（选填减小、增大、不变）某实际气体服从范德华方程某实际气体服从范德华方程，分子的半径为，分子的半径为r ，则已占体积，则已占体积b = = 。具有吸引力的硬球具有吸引力的硬球分子本身无体积，分子间无相互作用力分子本身无体积，分子间无相互作用力减小减小增大增大在在n,T,V皆为定值的条件下皆为定值的条件下, , p ( (范德华气体范德华气体) )（ ）p（理想气体）（理想气体）2021/6/1610版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首在临界状态下，范德华气体的压缩因子在临界状态下，范德华气体的压缩因子 ZC( )1( )1（a）；（）；（b）；（）；（c）= ；（；（

11、d）不能确定不能确定 、=、( 、=、 ) )2021/6/1613版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首当液体蒸发为同温度下的蒸气时，分子的热运动当液体蒸发为同温度下的蒸气时，分子的热运动能不变，但分子间距增大，因此要吸收热量。能不变，但分子间距增大，因此要吸收热量。 。（对、错）（对、错） 相变焓是物质的特性，随着温度的升高，物质的相变焓是物质的特性，随着温度的升高，物质的标准摩尔蒸发焓标准摩尔蒸发焓 。（降低、升高、）。（降低、升高、）。在临界温度时在临界温度时, ,物质的标准摩尔蒸发焓物质的标准摩尔蒸发焓 。降低降低0在一定温度下，在一定温度下，C（石墨）的标准摩尔燃烧焓

12、与（石墨）的标准摩尔燃烧焓与CO2的标准摩尔生成焓之间的关系为的标准摩尔生成焓之间的关系为:(C,石墨石墨)(CO2 , g)。()=2021/6/1614(C,金刚石金刚石,295.15K)=0。（。（对对、错错）版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首H2O (g) 的标准摩尔生成焓等于的标准摩尔生成焓等于H2 (g) 的标准摩的标准摩尔燃烧焓。尔燃烧焓。 。（。（对、错对、错） 25，。(、=、) 、=、2021/6/1615版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首卡诺热机中的工作介质可以是理想气体，也可以卡诺热机中的工作介质可以是理想气体，也可以是实际气体，还可

13、以是水等其它物质。（是实际气体，还可以是水等其它物质。（对对、错错）在高温热源在高温热源T1和低温热源和低温热源T2之间运转的可逆热机之间运转的可逆热机其效率其效率 。热从低温物体传给高温物体是不可能热从低温物体传给高温物体是不可能 .(.(对、错对、错) )卡诺热机中的工作介质卡诺热机中的工作介质 。（a. a. 必须是水；必须是水；b. b. 必须是理想气体；必须是理想气体； c. c. 可以是任何物质）可以是任何物质） C2021/6/1616版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首理想气体经一绝热可逆膨胀过程理想气体经一绝

14、热可逆膨胀过程,，。(、=、) 、= =、 2021/6/1617版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首作为平衡判据的适用条件作为平衡判据的适用条件是是 。 封闭系统只做体积功封闭系统只做体积功的恒温恒压过程的恒温恒压过程作为平衡判据的适用条件作为平衡判据的适用条件是是 。 封闭系统只做体积功封闭系统只做体积功的恒温恒容过程的恒温恒容过程系统经历一个可逆循环过程，其系统经历一个可逆循环过程，其 0 。 ( )=由热力学基本方程由热力学基本方程 可得到的可得到的一个麦克斯韦关系式为一个麦克斯韦关系式为 。 2021/6/1618版

15、权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首对于对于1 mol1 mol单原子分子理想气体，其单原子分子理想气体，其的值为的值为 。 20.8 JK-1热力学基本方程热力学基本方程的适用条件是的适用条件是。组成恒定的均相封闭系统组成恒定的均相封闭系统2021/6/1619对于理想气体有。对于理想气体有。(对对、错错)在恒温下，在恒温下，1 mol 体积为体积为V的的N2与与1 mol 体积为体积为V的的Ar混合成为体积为混合成为体积为V的混合气体，其的混合气体，其。 版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工

16、大学物理化学教研室上一页下一页节首式的适用条件是式的适用条件是 。 (1) (1) 恒容过程；恒容过程；(2) (2) 理想气体的一切过程理想气体的一切过程 可以适用于理想气体的一切过可以适用于理想气体的一切过程。程。 （对、错对、错） 式式 的的适用条件适用条件是是 。(1) (1) 恒压过程；恒压过程；(2) (2) 理想气体的一切过程理想气体的一切过程2021/6/1620版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首理想气体的热力学能理想气体的热力学能U和焓和焓H仅是温度的函数。仅是温度的函数。 （对、错对、错） 由同一个初态出

17、发，系统经历一个可逆绝热过由同一个初态出发，系统经历一个可逆绝热过程达到的终态与经历一个不可逆绝热过程达到的程达到的终态与经历一个不可逆绝热过程达到的终态是否相同。终态是否相同。不相同不相同一定量的理想气体在恒温下体积由一定量的理想气体在恒温下体积由V1膨胀到膨胀到V2，其其 。 2021/6/1621版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首1mol理想气体经恒温膨胀理想气体经恒温膨胀、恒容加热和恒压冷却三恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态步完成一个循环回到始态, ,此过程气体吸热此过程气体吸热20.0kJ。则则 , ,

18、, , 。- -20.0kJ1mol理想气体从相同的始态理想气体从相同的始态(p1、T1、V1)，分别经，分别经过绝热可逆膨胀至终态过绝热可逆膨胀至终态(p2、T2、V2)和经绝热不可逆和经绝热不可逆膨胀至终态膨胀至终态(p2、 、 )，则，则 , ()理想气体理想气体 与与 的关系（的关系（ ）。（）。（ ）2021/6/1622版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首焦耳焦耳- -汤姆逊效应的热力学特征是汤姆逊效应的热力学特征是 。 实际气体通过节流装置，其温度降低。实际气体通过节流装置，其温度降低。( (对对、错错 ) )将

19、理想气体通过节流装置，哪些热力学函数的将理想气体通过节流装置，哪些热力学函数的变化值等于零。变化值等于零。 。一定量的实际气体，经节流膨胀后温度下降，一定量的实际气体，经节流膨胀后温度下降，p与与V之积变大。则此过程的之积变大。则此过程的 0, 0。 ()=实际气体经不可逆循环，则（）。实际气体经不可逆循环，则（）。D2021/6/1623版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首试讨论焦耳试讨论焦耳汤姆生系数汤姆生系数 的正负与节流过的正负与节流过程中是制冷程中是制冷、制热的关系。制热的关系。 节流过程是制冷，节流过程是制冷， 节

20、流过程是制热。节流过程是制热。范德华气体在压力不太大时，有范德华气体在压力不太大时，有且摩尔定压热容为且摩尔定压热容为 ，则此气体的焦耳，则此气体的焦耳汤姆生汤姆生系数系数 ，此气体节流膨胀此气体节流膨胀后后 0。=气体经节流膨胀过程（）。气体经节流膨胀过程（）。B2021/6/1624版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首在和在和下，下，1 mol 过冷的过冷的恒温凝结为冰，其焓变为、熵变为恒温凝结为冰，其焓变为、熵变为，则，则。( ) 100、101325Pa的液体水变为同温同压下的水的液体水变为同温同压下的水蒸汽蒸汽, ,其其 。( (对对、错错) )在在100、10132

21、5Pa时，将水蒸发为水蒸气（可视时，将水蒸发为水蒸气（可视为理想气体），因为为理想气体），因为 ，所以，所以 又因为又因为 ，所以，所以 。这个结论错在哪。这个结论错在哪里里?上述结论是对理想气体上述结论是对理想气体pVT变化而言。而该过程含有变化而言。而该过程含有相变化，所以时，。相变化，所以时，。2021/6/1625版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首对于热力学第三定律的普朗克假设为：对于热力学第三定律的普朗克假设为：在在0K0K时，纯液体和纯固体的熵值等于时，纯液体和纯固体的熵值等于0 0298.15K时，最稳定单质的

22、标准摩尔熵时，最稳定单质的标准摩尔熵 （ 对对、错错）若反应在恒容绝热的条件下若反应在恒容绝热的条件下进行，则其进行，则其，。()=在一个绝热良好在一个绝热良好、无摩擦无摩擦、带有活塞的汽缸中，发带有活塞的汽缸中，发生一化学反应，系统温度由生一化学反应，系统温度由T1上升到上升到2T1，体积由，体积由V1增至增至2V1。若反应过程中始终保持。若反应过程中始终保持 常数，常数，反应系统的反应系统的 0， 0。()=2021/6/1626版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首理想气体经绝热不可逆膨胀理想气体经绝热不可逆膨胀 , ,若经绝热不若经绝热不可逆压缩，则可逆压缩，则 还是还是

23、 ? ?为什么为什么? ?(2)依据熵增原理依据熵增原理1mol、373.15K、101.325kPa的的H2O（l）向真空蒸向真空蒸发为发为1mol、373.15K、101.325kPa的的H2O（g），此过程的此过程的 是否为是否为0? 0? 是否说明该过程是可逆的是否说明该过程是可逆的？(1)(1)(2)不是可逆过程。因为该过程不是恒压过程，不是可逆过程。因为该过程不是恒压过程，所以不能用判据。所以不能用判据。2021/6/1627版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首指出下列过程中指出下列过程中Q、W、 、 、 、 、 何者为零。何者为零。理想气体绝热向真空膨胀；理想气体

24、绝热向真空膨胀；Q、W、 、实际气体绝热向真空膨胀；实际气体绝热向真空膨胀；Q、W、理想气体恒温不可逆压缩；理想气体恒温不可逆压缩；理想气体恒温不可逆压缩；理想气体恒温不可逆压缩；Q、W、 、2021/6/1628版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首指出下列过程中指出下列过程中Q、W、 、 、 、 、 何者为零。何者为零。实际气体绝热可逆膨胀；实际气体绝热可逆膨胀；恒温恒压下可逆相变化；恒温恒压下可逆相变化；绝热恒容不做非体积功时发生化学变化；绝热恒容不做非体积功时发生化学变化；Q、W、 、Q、恒温条件下水向真空蒸发；恒温条件下水向真空蒸发；W绝热恒压不做非体积功时发生化学变化

25、；绝热恒压不做非体积功时发生化学变化；Q2021/6/1629版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首有一化学反应有一化学反应A2+B2 2AB在恒温、恒压下进在恒温、恒压下进行，因为行，因为 ，所以，所以 是否正确？为什么？是否正确？为什么？(1)不正确不正确(2)因为该过程不是可逆过程，因为该过程不是可逆过程，Qp不是可逆热，不是可逆热，所以所以 。实际气体绝热可逆膨胀到原体积的两倍，熵是否实际气体绝热可逆膨胀到原体积的两倍，熵是否增加了？如果是液体绝热可逆蒸发为气体，熵是增加了？如果是液体绝热可逆蒸发为气体，熵是否增加了？否增加了？依据熵增原理，绝热可逆过程熵不变，依据熵增原

26、理，绝热可逆过程熵不变，所以不论是气体绝热可逆膨胀，还是液体绝热可所以不论是气体绝热可逆膨胀，还是液体绝热可逆蒸发，其熵不变。逆蒸发，其熵不变。2021/6/1630版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首对于只做体积功的封闭系统，的值对于只做体积功的封闭系统，的值()298K下，将两种理想气体分别取下，将两种理想气体分别取1mol进行恒温恒进行恒温恒压的混合，则混合前后热力学性质的变化情况为：压的混合，则混合前后热力学性质的变化情况为： ，。() =298K下，将两种理想气体分别取下，将两种理想气体分别取1dm3进行恒温混进行恒温混合成合成1dm3的混合气体，则混合前后热力学性质

27、的变的混合气体，则混合前后热力学性质的变化情况为：化情况为： ，。() =2021/6/1631版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首323.15K时水的饱和蒸气压为时水的饱和蒸气压为13.33kPa，若，若1mol 水水在在323.15K,13.33kPa的条件下向真空蒸发为的条件下向真空蒸发为323.15K , 13.33kPa的水蒸气，则此过程的的水蒸气，则此过程的 0 0、 0、 0、 0()=有有1mol 理想气体，始态温度为理想气体，始态温度为T1，体积为，体积为V1，经，经下述不同过程达到终态，终态体积均为下述不同过程达到终态，终态体积均为2V1，则系，则系统的熵变

28、分别为：统的熵变分别为： (1)等温不可逆膨胀，等温不可逆膨胀， 0; (2)绝热等外压膨胀，绝热等外压膨胀， 0; (3)绝热可逆膨胀，绝热可逆膨胀， 0。()=2021/6/1632版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首1mol理想气体经过一个恒温可逆压缩过程，则该理想气体经过一个恒温可逆压缩过程，则该过程有（）。过程有（）。B在恒温恒压不作非体积功的情况下，下列哪个过在恒温恒压不作非体积功的情况下，下列哪个过程肯定可以自发进行（）。程肯定可以自发进行（）。C2021/6/1633版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首在实际气体绝热可逆膨胀过程中有（）。在实际气

29、体绝热可逆膨胀过程中有（）。D气体气体CO与与O2在一坚固的绝热箱内发生化学反应，在一坚固的绝热箱内发生化学反应，系统的温度升高，该过程的（）。系统的温度升高，该过程的（）。A对于封闭系统纯对于封闭系统纯pVT变化过程，变化过程， 的值的值 0 ()。在在101.325kPa下，下，10时过冷水结成冰是一个时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程中（）。自发过程，该过程中（）。C2021/6/1634版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首版权所有：华东理工大学物理化学教研室上一页下一页节首式的适用条件式的适用条件是是 。纯组分系统的两相平衡纯组分系统的两相平衡在在水的相图中，水的相图中，oc线是液固平衡线，它表示系统线是液固平衡线，它表示系统达到液固平衡时温度和压力间的依赖关系，这种关达到液固平衡时温度和压力间的依赖关系，这种关系若用公式表示可写为系若用公式表示可写为 。 2021/6/1635 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！