南京大學(xué)物理化學(xué)習(xí)題課

2023/11/12第一章1.1在兩個密封、絕熱、體積相等的容器中，裝有壓力相等的某種理想氣體。試問，這兩容器中氣體的溫度是否相等？答：不一定相等。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，假設(shè)物質(zhì)的量相同，那么溫度才會相等。2023/11/121.2在大氣壓力下，將沸騰的開水迅速倒入保溫瓶中，達保溫瓶容積的0.7左右，迅速蓋上軟木塞，防止保溫瓶漏氣，并迅速放開手。請估計會發(fā)生什么現(xiàn)象？答：軟木塞會崩出。這是因為保溫瓶中的剩余氣體被熱水加熱后膨脹，當(dāng)與迅速蒸發(fā)的水汽的壓力加在一起，大于外面壓力時，就會使軟木塞崩出。如果軟木塞蓋得太緊，甚至?xí)贡仄勘?。防止的方法是，在灌開水時不要灌得太快，且要將保溫瓶灌滿。2023/11/121.3有一種氣體的狀態(tài)方程為

（b為大于零的常數(shù)），試分析這種氣體與理想氣體有何不同？答：將氣體的狀態(tài)方程改寫為

，與理想氣體的狀態(tài)方程相比，這個狀態(tài)方程只校正了體積項，未校正壓力項。說明這種氣體分子自身的體積不能忽略，而分子之間的相互作用力仍可以忽略不計。

2023/11/121.4真實氣體在如下哪個條件下，可以近似作為理想氣體處理？〔〕〔A〕高溫、高壓〔B〕低溫、低壓〔C〕高溫、低壓〔D〕低溫、高壓答：〔C〕。這時分子之間的距離很大，體積很大，分子間的作用力和分子自身所占的體積都可以忽略不計。2023/11/12第二章1.2判斷以下八個過程中，哪些是可逆過程?(1)用摩擦的方法生電(2)房間內(nèi)一杯水蒸發(fā)為氣(3)水在沸點時變成同溫、同壓的蒸氣(4)用干電池使燈泡發(fā)光(5)對消法測電動勢(6)在等溫等壓下混合N2(g)和O2(g)(7)恒溫下將1mol水傾入大量溶液中，溶液濃度未變(8)水在冰點時變成同溫、同壓的冰答:只有(3),(5),(8)是可逆過程，其余為不可逆過程。2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：對，因為狀態(tài)函數(shù)是狀態(tài)的單值函數(shù)。1.3狀態(tài)固定后狀態(tài)函數(shù)都固定，反之亦然，這說法對嗎？2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：不對，有一個狀態(tài)函數(shù)變了，狀態(tài)也就變了，但并不是所有的狀態(tài)函數(shù)都得變。1.4狀態(tài)改變后，狀態(tài)函數(shù)一定都改變?2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：不對。

U，

H本身僅是狀態(tài)函數(shù)的變量，在特定條件下與QV，Qp的數(shù)值相等，所以QV，Qp不是狀態(tài)函數(shù)。1.5因為

U=QV

，

H=Qp

，所以Qp，QV

是特定條件下的狀態(tài)函數(shù)?2023/11/12

輔導(dǎo)答疑

1．6氣缸內(nèi)有一定量理想氣體，反抗一定外壓作絕熱膨脹，則

，對不對?答：不對。這是一個等外壓過程，而不是等壓過程，所以

不等于。絕熱膨脹時

=0，而不是。2023/11/12

輔導(dǎo)答疑1．7在等壓下用攪拌器快速攪拌液體，使其溫度升高，這時液體的?答：不對，因為有機械功，，所以

。2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：當(dāng)然不一樣，因為從同一始態(tài)，絕熱可逆與絕熱不可逆兩個過程不可能到達同一終態(tài)，

T

不可能相同，所以做的功也不同。1．8理想氣體絕熱可逆和絕熱不可逆過程的功，都可用公式

計算，那兩種過程的功是否一樣?2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：不，可逆過程是無限緩慢的，可逆熱機沒有實用價值。實際過程中用的都是不可逆熱機，不可逆熱機的效率很低。1.9可逆熱機效率最高，那將可逆熱機去開火車一定很快咯?2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：因為Kirchhoff定律計算的是反響進度為1mol時的熱效應(yīng)，而實驗測的是反響達平衡時的熱效應(yīng)，兩者發(fā)生反響物質(zhì)的量不同，所以熱效應(yīng)也不同。1.10在合成氨反響中，實驗測得T1和T2溫度下：但用Kirchhoff定律計算所得的熱效應(yīng)卻與實驗值不符，為什么?2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：該題目本身就有錯誤：(1)氧氣是助燃劑，本身無燃燒焓。(2)氫氣燃燒的最終產(chǎn)物是水而不是水蒸氣。所以，水蒸氣的生成焓應(yīng)該等于液態(tài)水的生成焓加上水的氣化焓，即氫氣的燃燒焓加上水的氣化焓。1.12水蒸氣的生成焓是否等于氫氣的燃燒焓或者等于氧氣的燃燒焓?2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：熱力學(xué)中公式較多，但都有適用條件，不能隨便使用，否那么會導(dǎo)致錯誤結(jié)論。以下所列公式只適用于封閉體系和熱力學(xué)平衡態(tài)。1.14請指出所列公式的適用條件：(1)

H=U+pV

是定義式，適用于任何處于熱力學(xué)平衡態(tài)的封閉體系。

(1)

H=U+pV

2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：適用于不作非膨脹功的等壓過程。1.14請指出所列公式的適用條件：

(2)

H=Qp

2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：適用于不作非膨脹功的等容過程。1.14請指出所列公式的適用條件：

(3)

U=QV

2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：適用于不作非膨脹功、狀態(tài)連續(xù)變化的等壓過程。1.14請指出所列公式的適用條件：

(4)

dH

=Cp

dT

2023/11/12

輔導(dǎo)答疑〔1〕范氐氣體等溫自由膨脹答：W=0因為自由膨脹外壓為零。

Q

0范氐氣體分子間有引力。體積增大分子間勢能增加，為了保持溫度不變，必須從環(huán)境吸熱。

U

0因為從環(huán)境所吸的熱使體系的熱力學(xué)能增加。1．15用熱力學(xué)概念判斷下列各過程中功、熱、熱力學(xué)能的變化值。第一定律

。2023/11/12

輔導(dǎo)答疑〔2〕Zn(s)+2HCl(l)=ZnCl2+H2(g)進行非絕熱等壓反響答：W0放出的氫氣推動活塞，體系克服外壓對環(huán)境作功。Q0反響是放熱反響。U0體系既放熱又對外作功，熱力學(xué)能下降。H0因為這是等壓反響，H=QP可以活動的活塞非絕熱等壓1．15用熱力學(xué)概念判斷下列各過程中功、熱、熱力學(xué)能和焓的變化值。第一定律。2023/11/12

輔導(dǎo)答疑〔3〕H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在絕熱鋼瓶中進行答：W=0在剛性容器中是恒容反響，不作膨脹功。Q=0絕熱鋼瓶U=0根據(jù)熱力學(xué)第一定律，能量守恒，熱力學(xué)能不變。H0因為是在絕熱剛瓶中發(fā)生的放熱反響，氣體分子沒有減少，鋼瓶內(nèi)溫度升高壓力也增高。1．15用熱力學(xué)概念判斷下列各過程中功、熱、熱力學(xué)能和焓的變化值。第一定律

。H2Cl22023/11/12

輔導(dǎo)答疑〔4〕H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在非絕熱鋼瓶中進行答：W=0剛性容器中的反響是恒容反應(yīng)，膨脹功為零。Q0該反響是放熱反響，而鋼瓶又不絕熱。U0體系放熱后熱力學(xué)能下降。H0反響前后氣體分子數(shù)相同，H=U。1．15用熱力學(xué)概念判斷下列各過程中功、熱、熱力學(xué)能和焓的變化值。第一定律

。H2Cl22023/11/12

輔導(dǎo)答疑〔6〕常溫、常壓下水結(jié)成冰〔273.15K，p〕答:

W

0水結(jié)成冰，體積增大，體系對外作功.

Q

0水結(jié)冰的過程是放熱過程，放出凝聚熱.

U

0體系既放熱又對外作功，熱力學(xué)能下降.

H

0焓變等于相變熱，水結(jié)冰是放熱的。1．15用熱力學(xué)概念判斷下列各過程中功、熱、熱力學(xué)能和焓的變化值。第一定律

。2023/11/12

輔導(dǎo)答疑1.16下列狀態(tài)函數(shù)中，哪些是容量性質(zhì)？哪些是強度性質(zhì)？壓力，溫度，體積，熱力學(xué)能，焓，粘度，密度，質(zhì)量，等壓熱容，等容熱容，摩爾熱力學(xué)能，摩爾焓等。答：是容量性質(zhì)；

是強度性質(zhì)。

在一定條件下容量性質(zhì)和強度性質(zhì)可以轉(zhuǎn)化。2023/11/12

輔導(dǎo)答疑1.17在相同的溫度和壓力下，一定量氫氣和氧氣從四種不同的途徑生成水：(1)氫氣在氧氣中燃燒，(2)爆鳴，(3)氫氧熱爆炸，(4)氫氧燃料電池。請問這四種變化途徑的熱力學(xué)能和焓的變化值是否相同?答：應(yīng)該相同。因為熱力學(xué)能和焓是狀態(tài)函數(shù)，只要始終態(tài)相同，無論通過什么途徑，其變化值一定相同。這就是：異途同歸，值變相等。2023/11/12

輔導(dǎo)答疑過程W

Q

U

H1.19總結(jié)不同過程中W，Q，

U和

H的計算。第一定律為

U=Q+W，設(shè)不做非膨脹功。ig自由膨脹ig等溫可逆ig等容可逆ig絕熱可逆等T,p可逆相變0000nRTlnV1/V2

=-W00CV(T2-T1)

0

=W

2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：其變化值都為零。因為熱力學(xué)能和焓是狀態(tài)函數(shù)，不管經(jīng)過怎樣的循環(huán)，其值都保持不變。這就是：周而復(fù)始，數(shù)值復(fù)原。1．18一定量的水，從海洋蒸發(fā)變?yōu)樵疲圃诟呱缴献優(yōu)橛?、雪，并凝結(jié)成冰。冰、雪熔化變成水流入江河，最后流入大海，整個循環(huán)水的熱力學(xué)能和焓的變化是多少?2023/11/12

輔導(dǎo)答疑答：可逆過程(1)繞到沸點;(2)繞到飽和蒸氣壓1.20298K，105Pa壓力下，一杯水蒸發(fā)為同溫、同壓的氣是不可逆過程，試將它設(shè)計成可逆過程。1．物質(zhì)的量為n的純理想氣體，該氣體在如下的哪一組物理量確定之后，其它狀態(tài)函數(shù)方有定值。()(A)p(B)V

(C)T,U(D)T,p

答案：〔D〕2．ΔH=Qp,此式適用于以下哪個過程：()(A)理想氣體從106Pa對抗恒外壓105Pa膨脹到105Pa(B)0℃,101.325kPa下冰融化成水(C)電解CuSO4水溶液(D)氣體從298K,105Pa可逆變化到373K,104Pa答案：〔B〕3．某理想氣體的γ=Cp/CV=1.40,那么該氣體為幾原子分子氣體?()(A)單原子分子氣體(B)雙原子分子氣體(C)三原子分子氣體(D)四原子分子氣體答案：〔B〕答案：〔A〕4．當(dāng)以5molH2氣與4molCl2氣混合，最后生成2molHCl氣。假設(shè)以下式為基單元，那么反響進度ξ應(yīng)是：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)()(A)1mol(B)2mol(C)4mol(D)5mol答案：〔D〕5．在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，C(石墨)+O2(g)=CO2(g)的反應(yīng)焓變?yōu)椋铝心姆N說法是錯誤的?()(A)是CO2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓

(B)=(C)

是石墨的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓

(D)<6.下述說法哪一個是錯誤的?()(A)封閉系統(tǒng)的狀態(tài)與其狀態(tài)圖上的點一一對應(yīng)

(B)封閉系統(tǒng)的狀態(tài)即是其平衡態(tài)

(C)封閉系統(tǒng)的任一變化與其狀態(tài)圖上的實線一一對應(yīng)

(D)封閉系統(tǒng)的任一可逆變化途徑都可在其狀態(tài)圖上表示為實線答案：〔C〕7.但凡在孤立系統(tǒng)中進行的變化，其ΔU和ΔH的值一定是：()(A)ΔU>0,ΔH>0(B)ΔU=0,ΔH=0(C)ΔU<0,ΔH<0(D)ΔU=0,ΔH大于、小于或等于零不確定答案：〔D〕8.一定量的理想氣體從同一初態(tài)分別經(jīng)歷等溫可逆膨脹、絕熱可逆膨脹到具有相同壓力的終態(tài)，終態(tài)體積分別為V1,V2，那么：() (A)V1>V2 (B)V1<V2 (C)V1=V2 (D)無法確定答案：〔A〕2023/11/12例題1等T、等p汽化1*10-3kg1*10-3kg373K水(l)恒溫真空蒸發(fā)373K〔g〕101.325kPa101.325kPa1*10-3kgp外=0.5大氣壓373K(g)恒溫可逆加壓55.663kPa條件：水汽化熱為2259kJ.kg1，ρ水=1000kg.m-3ρ汽=0.6kg.m-3。求：三個過程Q、W、U和H2023/11/12例題1

U=Q+W=2090Ja〕可逆相變，例題1b)W=-p外

V=0，

U

和

H狀態(tài)函數(shù)與過程無關(guān)

Q=

U

=2090J2023/11/122023/11/12c〕U和H狀態(tài)函數(shù)與過程無關(guān)過程1為等外壓過程，過程2為等溫膨脹過程

習(xí)題中的問題書寫太簡單，不要省略必要的步驟，要代入相應(yīng)的數(shù)字和單位2023/11/12第三章主要內(nèi)容1〕S、A、G、η等根本概念2）卡諾循環(huán)3）卡諾定理第二定律：第三定律：4〕S、G、A判據(jù)及其適用條件5〕不同過程S、G、A的計算2023/11/122023/11/126〕一些重要的公式：2023/11/12如何記?對角線方法：TS

和pV各放置于對角線TVpS則符號：只需代入dp、dS,dT,dV

的正負號，但只能都代分母或者分子上公式的適用條件2023/11/12五個熱力學(xué)函數(shù)：U、H、S、A、G均可用于判斷過程方向，但條件不同自發(fā)變化平衡條件關(guān)于熱力學(xué)判據(jù)2023/11/122023/11/12

輔導(dǎo)答疑

2．1自發(fā)過程一定是不可逆的，所以不可逆過程一定是自發(fā)的。這說法對嗎？答：前半句是對的，后半句卻錯了。因為不可逆過程不一定是自發(fā)的,如不可逆壓縮過程。2023/11/12輔導(dǎo)答疑

2．2空調(diào)、冰箱不是可以把熱從低溫?zé)嵩次?，放給高溫?zé)嵩磫幔@是否與第二定律矛盾呢？答：不矛盾。Claosus說的是“不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化〞，而冷凍機系列，環(huán)境作了電功，卻得到了熱。熱變?yōu)楣κ莻€不可逆過程，所以環(huán)境發(fā)生了變化。2023/11/12輔導(dǎo)答疑

2．3 是否可以說：不可逆過程的熵永不減少？凡熵增加過程都是自發(fā)過程？答：不一定。不可逆壓縮，系統(tǒng)的熵是減少的。只有在隔離系統(tǒng)中，這種說法才是對的。2023/11/12輔導(dǎo)答疑

2．4能否說系統(tǒng)達平衡時熵值最大，Gibbs自由能最??？答：不能一概而論，這樣說要有前提，即：絕熱系統(tǒng)或隔離系統(tǒng)達平衡時，熵值最大。等溫、等壓、不作非膨脹功，系統(tǒng)達平衡時，Gibbs自由能最小。2023/11/12輔導(dǎo)答疑

2．5某系統(tǒng)從始態(tài)出發(fā)，經(jīng)一個絕熱不可逆過程到達終態(tài)。為了計算熵值，能否設(shè)計一個絕熱可逆過程來計算？答：不可能。假設(shè)從同一始態(tài)出發(fā)，絕熱可逆和絕熱不可逆兩個過程的終態(tài)絕不會相同。反之，假設(shè)有相同的終態(tài)，兩過程絕不會有相同的始態(tài)，所以只有設(shè)計除絕熱以外的其它可逆過程，才能有相同的始、終態(tài)。2023/11/12輔導(dǎo)答疑

2．6在絕熱系統(tǒng)中，發(fā)生了一個不可逆過程，是否在絕熱系統(tǒng)中無法回到原來的狀態(tài)了？答：是的。在絕熱系統(tǒng)中發(fā)生一個不可逆過程，熵只會增加。除非用不是絕熱的過程，才有可能使它回到原態(tài)。2023/11/12輔導(dǎo)答疑

2．7是否

恒大于

?答：對氣體和絕大部分物質(zhì)是如此。但有例外，4攝氏度時的水，它的

等于

。2023/11/12輔導(dǎo)答疑答：可以將苯可逆變到苯的凝固點278.7K：

2．9將壓力為

溫度為268.2K的過冷液體苯，凝固成同溫、同壓的固體苯。已知苯的凝固點Tf

為278.7K，如何設(shè)計可逆過程？2023/11/12輔導(dǎo)答疑答：

Smix=2Rln22．10指出以下理想氣體等溫混合的熵變值。1molN21molAr1molN2

1molAr+=1

V1

V2

VA．2023/11/12輔導(dǎo)答疑答：

Smix=02．10指出以下理想氣體等溫混合的熵變值。B.1molN21molN2+=1

V1

V2

V2molN22023/11/12輔導(dǎo)答疑答：

Smix=02．10指出以下理想氣體等溫混合的熵變值。1molN21molAr+=C．1molAr1molN2

1V

1V

1V2023/11/12輔導(dǎo)答疑答：

Smix=2Rln(1/2)2．10指出以下理想氣體等溫混合的熵變值。1molN21molN2

+=2molN2

1V1V1VD．2023/11/12輔導(dǎo)答疑2．13以下過程中，Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔG和ΔA的數(shù)值哪些為零？哪些的絕對值相等？(1)理想氣體真空膨脹(2)實際氣體絕熱可逆膨脹答：

答：

2023/11/12輔導(dǎo)答疑(3)水在冰點結(jié)成冰答：

答：

(4)理想氣體等溫可逆膨脹2．13以下過程中，Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔG和ΔA的數(shù)值哪些為零？哪些的絕對值相等？2023/11/12輔導(dǎo)答疑答：

(6)

H2(g)和O2(g)在絕熱鋼瓶中生成水2．13以下過程中，Q，W，ΔU，ΔH，ΔS，ΔG和ΔA的數(shù)值哪些為零？哪些的絕對值相等？2.15某一化學(xué)反響假設(shè)安排在1〕等溫等壓下自發(fā)進行；2〕等溫等壓下可逆電池來完成，問兩個過程:1．理想氣體絕熱向真空膨脹，那么：()(A)ΔS=0，W=0(B)ΔH=0，ΔU=0(C)ΔG=0，ΔH=0(D)ΔU=0，ΔG=0答案：〔B〕2.熵變S是：(1)不可逆過程熱溫商之和(2)可逆過程熱溫商之和(3)與過程無關(guān)的狀態(tài)函數(shù)(4)與過程有關(guān)的狀態(tài)函數(shù)以上說法正確的選項是： ()(A)1,2(B)2,3(C)2(D)4答案：〔C〕3.理想氣體經(jīng)可逆與不可逆兩種絕熱過程：()(A)可以從同一始態(tài)出發(fā)到達同一終態(tài)(B)從同一始態(tài)出發(fā)，不可能到達同一終態(tài)(C)不能斷定(A)、(B)中哪一種正確(D)可以到達同一終態(tài)，視絕熱膨脹還是絕熱壓縮而定答案：〔B〕4.在大氣壓力，273.15K下水凝結(jié)為冰，判斷系統(tǒng)的以下熱力學(xué)量中何者一定為零？ () (A)ΔU (B)ΔH (C)ΔS (D)ΔG答案：〔D〕5.水在100℃，標(biāo)準(zhǔn)壓力下沸騰時，以下各量何者增加？ () (A)熵 (B)汽化熱(C)Gibbs自由能 (D)蒸氣壓答案：〔A〕6.在N2和O2混合氣體的絕熱可逆壓縮過程中，系統(tǒng)的熱力學(xué)函數(shù)變化值在以下結(jié)論中正確的選項是：()(A)ΔU=0(B)ΔF=0(C)ΔS=0(D)ΔG=0答案：〔C〕7.在270K,101.325kPa下，1mol過冷水經(jīng)等溫等壓過程凝結(jié)為同樣條件下的冰，那么系統(tǒng)及環(huán)境的熵變應(yīng)為： ()(A)ΔS系統(tǒng)<0，ΔS環(huán)境<0(B)ΔS系統(tǒng)<0，ΔS環(huán)境>0(C)ΔS系統(tǒng)>0，ΔS環(huán)境<0(D)ΔS系統(tǒng)>0，ΔS環(huán)境>0答案：〔B〕8．一個由氣相變?yōu)槟巯嗟幕瘜W(xué)反響，在恒溫恒容下自發(fā)進行,問以下各組答案中,哪一個是正確的?()(A)ΔS系統(tǒng)>0,ΔS環(huán)<0(B)ΔS系統(tǒng)<0,ΔS環(huán)>0(C)ΔS系統(tǒng)<0,ΔS環(huán)=0(D)ΔS系統(tǒng)>0,ΔS環(huán)=0答案：〔B〕9．在一簡單的(單組分,單相,各向同性)封閉系統(tǒng)中,恒壓只做膨脹功的條件下,Gibbs自由能值隨溫度升高如何變化? ()(A)升高(B)降低(C)不變(D)視具體系統(tǒng)而定答案：〔B〕10．熱力學(xué)第三定律可以表示為：()(A)在0K時,任何晶體的熵等于零

(B)在0K時,任何完整晶體的熵等于零

(C)在0℃時,任何晶體的熵等于零

(D)在0℃時,任何完整晶體的熵等于零答案：〔B〕11．在263K的過冷水凝結(jié)成263K的冰,那么：()(A)ΔS<0 (B)ΔS>0 (C)ΔS=0 (D)無法確定答案：〔A〕12．2molH2和2molCl2在絕熱鋼筒內(nèi)反響生成HCl氣體，起始時為常溫常壓。那么：()(A)ΔrU=0，ΔrH=0，ΔrS>0，ΔrG<0(B)ΔrU<0，ΔrH<0，ΔrS>0，ΔrG<0(C)ΔrU=0，ΔrH>0，ΔrS>0，ΔrG<0(D)ΔrU>0，ΔrH>0，ΔrS=0，ΔrG>0答案：〔C〕13.從熱力學(xué)根本關(guān)系式可導(dǎo)出(U/S)V等于：() (A)(H/S)p (B)(F/V)T(C)(U/V)S(D)(G/T)p答案：〔A〕答案：〔B〕14.1mol某氣體的狀態(tài)方程為pVm=RT+bp，b為不等于零的常數(shù)，那么以下結(jié)論正確的選項是：()(A)其焓H只是溫度T的函數(shù)(B)其熱力學(xué)能U只是溫度T的函數(shù)(C)其熱力學(xué)能和焓都只是溫度T的函數(shù)(D)其熱力學(xué)能和焓不僅與溫度T有關(guān)，還與氣體的體積Vm或壓力p有關(guān)2023/11/12例〔1〕298K1mol理想氣體真空298K1mol理想氣體VV2V求：這一過程微觀狀態(tài)數(shù)之比Ω終/Ω始和ΔG，并通過計算判斷過程是否可逆2023/11/12分析：宏觀過程與Ω關(guān)系，必定與波茲曼公式有關(guān)求：△S真空膨脹過程2023/11/12自發(fā)等溫過程：2023/11/12例〔2〕308K10升N2(氣〕0.3957molP=101.325kpa乙醚〔液體〕0.1mol308K10升N2(氣〕0.3957molP=?乙醚〔氣〕0.1mol分析：不可逆過程，設(shè)計成可逆過程求△S和△U，Q從熱力學(xué)第一定律來求△SQ△U2023/11/12308K10升N2(氣〕0.3957molP=101.325kPa乙醚〔液體〕0.1mol308K10升N2(氣〕0.3957molP=?乙醚〔氣〕0.1mol308K10升N2(氣〕0.3957molP=101.325kpa308KP=101.325kpa乙醚〔氣〕0.1mol308KV=?N2(氣〕0.3957molP=101.325kPa乙醚〔氣〕0.1mol1232023/11/122023/11/122023/11/122023/11/122023/11/12第四章主要內(nèi)容1〕mB、CB、XB、μB、、f、a、γ等根本概念2023/11/122023/11/122023/11/12輔導(dǎo)答疑1．二組分理想溶液的總蒸氣壓，一定大于任一組分的蒸氣分壓，這樣說對不對？答：對。因為二組分理想溶液的總蒸氣壓等于兩個組分的蒸氣壓之和。2023/11/12輔導(dǎo)答疑2．對于純組分，它的化學(xué)勢就等于其Gibbs自由能，這樣說對不對?答：不對，至少不嚴(yán)格。應(yīng)該說純組分的化學(xué)勢等于其摩爾Gibbs自由能。2023/11/12輔導(dǎo)答疑3．在室溫下，相同濃度的蔗糖溶液與食鹽水溶液的滲透壓是否相等?答：不相等。滲透壓是溶液依數(shù)性的一種反映。依數(shù)性只與粒子的數(shù)目有關(guān)，而與粒子的性質(zhì)無關(guān)。食鹽水中NaCl會離解成兩個離子，所以相同濃度的食鹽水的滲透壓可以是蔗糖溶液的兩倍。2023/11/12輔導(dǎo)答疑4．北方人冬天吃凍梨前，將凍梨放入涼水中浸泡，過一段時間后凍梨內(nèi)部解凍了，但外表結(jié)了一層薄冰。試解釋原因？答：涼水溫度比凍梨溫度高，使凍梨解凍。凍梨含有糖分，故其凝固點低于水的冰點，當(dāng)凍梨內(nèi)部解凍時，要吸收熱量，而解凍后的溫度仍略低于水的冰點，所以凍梨內(nèi)部解凍了而外表上仍凝結(jié)一層薄冰。2023/11/12輔導(dǎo)答疑5．農(nóng)田中施肥太濃時植物會被燒死。鹽堿地的農(nóng)作物長勢不良，甚至枯萎，試解釋原因?答：這是由于水份在莊稼體內(nèi)和土壤中化學(xué)勢不等，發(fā)生滲透造成的。當(dāng)土壤中肥料或鹽類的濃度大于在植物中的濃度時，在植物中水的化學(xué)勢高，就要通過細胞壁向土壤中滲透，植物就會枯萎，甚至燒死。2023/11/126.以下偏微分公式，哪些為偏摩爾量，哪些為化學(xué)勢2023/11/127.比較水在不同狀態(tài)下化學(xué)勢大?。?lt;2023/11/127.比較水在不同狀態(tài)下化學(xué)勢大小><1．在恒溫抽空的玻璃罩中封入兩杯液面相同的糖水(A)和純水(B)。經(jīng)歷假設(shè)干時間后，兩杯液面的高度將是： ()(A)A杯高于B杯(B)A杯等于B杯(C)A杯低于B杯(D)視溫度而定答案：〔A〕答案：〔C〕3.自然界中，有的高大樹種可以長到100m以上，能夠提供營養(yǎng)及水位到樹冠的主要動力是什么？()(A)因外界大氣壓引起的樹干內(nèi)導(dǎo)管的空吸作用

(B)樹干中微導(dǎo)管的毛細作用

(C)樹內(nèi)體液含鹽濃度高，滲透壓大

(D)營養(yǎng)和水分自雨水直接落到樹冠上2.有下述兩種說法：(1)自然界中,風(fēng)總是從化學(xué)勢高的地域吹向化學(xué)勢低的地域(2)自然界中,水總是從化學(xué)勢高的地方流向化學(xué)勢低的地方上述說法中,正確的選項是：()(A)(1)(B)(2)(C)(1)和(2)(D)都不對答案：〔A〕4．燒杯A中裝有0.1kg、273K的水，燒杯B中裝有0.1kg、273K的冰水混合物〔水和冰各0.05kg〕。用滴管向兩個燒杯分別滴入幾滴濃硫酸，那么兩燒杯中的溫度如何變化？： ()(A)A和B杯都升高(B)A杯升高、B杯降低(C)A杯升高、B杯不變(D)A和B杯都降低答案：〔B〕2023/11/12例題298K時純碘I2在水中的溶解度為-3,今以I2濃度為1mol.dm-3的水溶液為參考態(tài)，且該溶液中I2遵守亨利定律，求此參考態(tài)時I2的摩爾生成吉布斯自由能。分析：溶液中的生成吉布斯自由能與純固體不同，一般選取1mol.dm-3的水溶液為參考態(tài)，純碘作為最穩(wěn)定的單質(zhì)，固態(tài)時生成吉布斯自由能為0，關(guān)鍵要利用一些的過程將二者串聯(lián)起來。2023/11/12測驗題2023/11/12323K時醋酸〔A)和苯〔B)組成二組分溶液，各組分在氣液平衡時的分壓分別為pA和pB，A組分在液相中的摩爾分數(shù)為xA。xA與pA和pB的關(guān)系經(jīng)實驗測定如下：xA00.08350.29730.66040.99311.000pA/Pa/15353306536072937333pB/Pa35197332772815818012466.6/假定蒸氣為理想氣體，當(dāng)醋酸〔A)在溶液中的摩爾分數(shù)為0.6604時，(a)以拉烏爾定律為基準(zhǔn)，求醋酸和苯的活度與活度因子；(b)以亨利定律為基準(zhǔn)，求苯的活度和活度因子。2023/11/12分析：以不同的定律為基準(zhǔn)，選取的參考態(tài)不同，關(guān)鍵要去定出基準(zhǔn)態(tài)的位置拉烏爾定律為基準(zhǔn)，選取純液體為參考態(tài)，比例系數(shù)為純液體的飽和蒸氣壓，亨利定律為基準(zhǔn)，選取極稀的溶液為參考態(tài)，亨利系數(shù)需要從極稀溶液的蒸氣壓與組成來求2023/11/12(a)以拉烏爾定律為基準(zhǔn)，求醋酸和苯的活度與活度因子；2023/11/12(b)以亨利定律為基準(zhǔn)，求苯的活度和活度因子。以最稀的一點數(shù)據(jù)求亨利系數(shù)2023/11/12第五章主要內(nèi)容化學(xué)反響的判據(jù)：化學(xué)反響等溫式：復(fù)相化學(xué)反響的平衡常數(shù)只與氣體反響物有關(guān)解離壓力標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)：平衡的移動：1）溫度2）壓力增加總壓對反應(yīng)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)不利3）惰性氣體加入惰性氣體，對反應(yīng)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)有利標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的計算：輔導(dǎo)答疑

1.

根據(jù)公式，所以說

是在平衡狀態(tài)時的Gibbs自由能的變化值，這樣說對不對?答：不對。在等溫、等壓、不作非膨脹功時，Gibbs自由能的變化值等于零，這樣才得到上述公式。是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下吉布斯自由能的變化值，在數(shù)值上等于反應(yīng)式中各物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)勢的代數(shù)和，即： 輔導(dǎo)答疑

2.

在一定的溫度、壓力且不作非膨脹功的條件下，若某反應(yīng)的，能否研制出一種催化劑使反應(yīng)正向進行？答：不能。催化劑只能改變反響的速率，而不能改變反響的方向。用熱力學(xué)函數(shù)判斷出的不能進行的反響，用任何方法都不能使它進行。輔導(dǎo)答疑3.

工業(yè)上制水煤氣的反應(yīng)為答：只要碳是純的固態(tài)，那么它的相對活度等于1，它的化學(xué)勢就等于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時的化學(xué)勢，在復(fù)相化學(xué)平衡中，純固體項不出現(xiàn)在平衡常數(shù)的表達式中，那么對平衡無影響。(1)增加碳的含量,設(shè)反應(yīng)在673K時達到平衡，試討論下列因素對平衡的影響。輔導(dǎo)答疑4.

工業(yè)上制水煤氣的反應(yīng)為答：提高反響溫度會使平衡右移，因為這是一個吸熱反響。(2)提高反響溫度,設(shè)反應(yīng)在673K時達到平衡，試討論下列因素對平衡的影響。輔導(dǎo)答疑答：增加系統(tǒng)的總壓力會使平衡左移，因為這是一個氣體分子數(shù)增加的反響，增加壓力，會使平衡向體積變小的方向移動。(3)增加系統(tǒng)的總壓力,設(shè)反應(yīng)在673K時達到平衡，試討論下列因素對平衡的影響。5.

工業(yè)上制水煤氣的反應(yīng)為輔導(dǎo)答疑答：增加水氣的分壓，水是反響物，會使平衡向正向移動。(4)增加水氣分壓,設(shè)反應(yīng)在673K時達到平衡，試討論下列因素對平衡的影響。6.

工業(yè)上制水煤氣的反應(yīng)為輔導(dǎo)答疑答：增加氮氣會使平衡右移。因為這是氣體分子數(shù)增加的反響，增加惰性氣體，使氣態(tài)物質(zhì)的總量增加，似乎將產(chǎn)物稀釋了，相當(dāng)于減少了體系的總壓，所以產(chǎn)物的含量會增加，但這不會影響平衡常數(shù)的數(shù)值。(5)增加氮氣分壓,設(shè)反應(yīng)在673K時達到平衡，試討論下列因素對平衡的影響。7.

工業(yè)上制水煤氣的反應(yīng)為輔導(dǎo)答疑

8.五氯化磷的分解反響如下，答：降低總壓有利于正向反響，使解離度增加，因為這是氣體分子數(shù)增加的反響。(1)降低氣體總壓在一定溫度和壓力下，反響達平衡，改變?nèi)缦聴l件，五氧化磷的解離度如何變化？為什么？〔設(shè)均為理想氣體〕輔導(dǎo)答疑答：通入氮氣，雖壓力不變，這對氣體分子數(shù)增加的反響，相當(dāng)于起了稀釋、降壓作用，所以解離度增加。(2)通入氮氣，保持壓力不變，使體積增加一倍在一定溫度和壓力下，反響達平衡，改變?nèi)缦聴l件，五氧化磷的解離度如何變化？為什么？〔設(shè)均為理想氣體〕9.五氯化磷的分解反響如下，輔導(dǎo)答疑答：通入氮氣，因體積保持不變，壓力和氣體的總物質(zhì)量的比值不變，解離度亦不變。(3)通入氮氣，保持體積不變，使壓力增加一倍在一定溫度和壓力下，反響達平衡，改變?nèi)缦聴l件，五氧化磷的解離度如何變化？為什么？〔設(shè)均為理想氣體〕10.五氯化磷的分解反響如下，輔導(dǎo)答疑答：通入氯氣，增加了生成物，使平衡左移，解離度下降。(4)通入氯氣，保持體積不變，使壓力增加一倍在一定溫度和壓力下，反響達平衡，改變?nèi)缦聴l件，五氧化磷的解離度如何變化？為什么？〔設(shè)均為理想氣體〕1.五氯化磷的分解反響如下，答案：〔C〕1.在等溫等壓下，當(dāng)反應(yīng)的

=5kJ

mol-1時，該反應(yīng)能否進行？ ()(A)能正向自發(fā)進行

(B)能逆向自發(fā)進行

(C)不能判斷

(D)不能進行答案：〔A〕2．在通常溫度下，NH4HCO3(s)可發(fā)生以下分解反響：NH4HCO3(s)＝NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)設(shè)在兩個容積相等的密閉容器A和B中，分別參加純NH4HCO3(s)1kg及20kg，均保持在298K到達平衡后，以下哪種說法是正確的？()(A)兩容器中壓力相等(B)A內(nèi)壓力大于B內(nèi)壓力(C)B內(nèi)壓力大于A內(nèi)壓力(D)須經(jīng)實際測定方能判別哪個容器中壓力大答案：〔D〕3．根據(jù)某一反應(yīng)的

值，下列何者不能確定：

()(A)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自發(fā)變化的方向

(B)在所對應(yīng)的溫度下的平衡位置

(C)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體系所能作的最大非膨脹功

(D)提高溫度反應(yīng)速率的變化趨勢4．某實際氣體反響，用逸度表示的平衡常數(shù)K隨以下哪些因素而變：()(A)體系的總壓力(B)催化劑(C)溫度(D)惰性氣體的量答案：〔C〕5.在一定溫度和壓力下，對于一個化學(xué)反響，能用以判斷其反響方向的是： ()(A)(B)Kp(C)ΔrGm(D)ΔrHm答案：〔C〕答案：〔B〕6.PCl5的分解反響是PCl5(g)＝PCl3(g)+Cl2(g)，在473K到達平衡時，PCl5(g)有48.5%分解，在573K到達平衡時，有97%分解，那么此反響為：()(A)放熱反響(B)吸熱反響(C)即不放熱也不吸熱(D)這兩個溫度下的平衡常數(shù)相等計算題C和H2O在1000K時生成水煤氣C〔s〕+H2O〔g〕=CO〔g〕+H2〔g〕在101.325kpa下，平衡轉(zhuǎn)化率α=0.844求〔1〕Kp，〔2〕111.458kpa時αKp

=[α2/(1-α2)](p/p

)=2.48=[α2/(1-α2)](111.458/101.325)

α=0.832C〔s〕+H2O〔g〕=CO〔g〕+H2〔g〕總平衡時1-ααα1-α+α+α平衡分壓(1-α)pαpαp(1+α)(1+α)(1+α)假定一開始H2O為1molA〕平衡限制條件：1〕化學(xué)平衡CaCO3〔s〕=CaO〔s〕+CO2〔g〕R’2NH3〔g〕=N2〔g〕+3H2〔g〕R’2〕電解液對于多組分電解液總[+]=總[-]一〕相律二〕Clapeyron方程和Clausius-Clapeyron方程第六章主要內(nèi)容三〕相圖穩(wěn)定化合物不穩(wěn)化合物低共熔轉(zhuǎn)熔線轉(zhuǎn)晶線習(xí)題課輔導(dǎo)答疑答：反響中有三個物種，一個平衡限制條件，一個濃度限制條件，所以獨立組分數(shù)為1，相數(shù)為2。根據(jù)相律，自由度為1。即分解溫度和分解壓力只有一個可以發(fā)生變化。1.在抽空容器中，氯化銨的分解平衡，指出該系統(tǒng)的獨立組分數(shù)、相數(shù)和自由度？輔導(dǎo)答疑答：反響中有三個物種，一個平衡限制條件，沒有濃度限制條件。所以獨立組分數(shù)為2，相數(shù)為2，自由度為2。2.在含有氨的容器中氯化銨分解達平衡，指出該系統(tǒng)的獨立組分數(shù)、相數(shù)和自由度？輔導(dǎo)答疑答：總的物種數(shù)為8.有4個化學(xué)平衡，一個濃度限制條件，正、負離子電荷相等。所以獨立組分數(shù)為3，溶液是單相，根據(jù)相律，自由度為4.3.磷酸二氫納在水中發(fā)生多級電離平衡，指出該體系的獨立組分數(shù)、相數(shù)和自由度？1.將固體NH4HCO3(s)放入真空容器中，恒溫到400K，NH4HCO3按下式分解并到達平衡：NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)體系的組分數(shù)C和自由度數(shù)f為：()(A)C=2，f=1(B)C=2，f=2(C)C=1，f*=0(D)C=3，f=2答案：〔C〕2.NaCl

水溶液和純水經(jīng)半透膜達成滲透平衡時，該體系的自由度是：()

(A)1 (B)2(C)3(D)4答案：〔C〕3.二元合金處于低共熔溫度時物系的自由度f

為：

()

(A)0(B)1(C)2(D)3答案：〔B〕4.CuSO4與水可生成CuSO4H2O,CuSO43H2O,CuSO45H2O三種水合物，那么在一定溫度下與水蒸氣平衡的含水鹽最多為：()(A)3種(B)2種(C)1種(D)不可能有共存的含水鹽答案：〔B〕5．三相點是：()(A)某一溫度,超過此溫度,液相就不能存在

(B)通常發(fā)現(xiàn)在很靠近正常沸點的某一溫度

(C)液體的蒸氣壓等于25℃時的蒸氣壓三倍數(shù)值時的溫度

(D)固體、液體和氣體可以平衡共存時的溫度和壓力答案：〔D〕6．

N2的臨界溫度是124

K,如果想要液化N2，就必須： ()(A)在恒溫下增加壓力

(B)在恒溫下降低壓力

(C)在恒壓下升高溫度

(D)在恒壓下降低溫度答案：〔D〕答案：〔C〕7．對于與本身的蒸氣處于平衡狀態(tài)的液體,通過以下哪種作圖法可獲得一直線？()(A)p對T(B)lg(p/Pa)對T(C)lg(p/Pa)對1/T(D)1/p對lg(T/K)答案：〔A〕8．在p

下，用水蒸氣蒸鎦法提純某不溶于水的有機物時，體系的沸點將：()(A)必低于373.15K

(B)必高于373.15K

(C)取決于水與有機物的相對數(shù)量

(D)取決于有機物的分子量大小9.CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)構(gòu)成的一個平衡物系,其組分數(shù)為：()(A)2(B)3(C)4(D)5答案：〔B〕10．當(dāng)用三角形坐標(biāo)來表示三組分物系時,假設(shè)某物系其組成在平行于底邊BC的直線上變動時,那么該物系的特點是： ()(A)B的百分含量不變(B)A的百分含量不變(C)C的百分含量不變(D)B和C的百分含量之比不變答案：〔B〕

〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔5〕〔6〕〔7〕Tx判斷各區(qū)的相態(tài)與自由度為0位置及x點步冷曲線ABxCD〔8〕EFGHIGK〔1)l(2)A(s)+l(3)C(s)+l(4)D(s)+l(5)A(s)+C(s)(6)C(s)+D(s)(7)α+l(8)αf*=0線HI,GK點E,G,F

Tt第七章〔根本內(nèi)容〕1〕反響分子數(shù)、級數(shù)、基元反響、質(zhì)量作用定律、活化能、馳豫時間等概念2〕不同級數(shù)反響的速率方程式和半衰期形式3〕確定反響級數(shù)的方法4〕復(fù)雜反響的特點5〕碰撞模型和過渡態(tài)模型6〕催化反響和酶催化反響的特點7〕光化學(xué)反響、鏈反響特點和動力學(xué)方程推導(dǎo)8〕穩(wěn)態(tài)近似、速決步近似、平衡假設(shè)法公式各級反響通式：(產(chǎn)率)活化狀態(tài)作用物生成物放熱反應(yīng)圖形雙原子分子的Morse勢能曲線

輔導(dǎo)答疑1.AB3=A+3B，這樣的反響是否可能為基元反響？答：不可能。根據(jù)微觀可逆性原理，正、逆反響必須遵循相同的途徑?；错懽疃嘀挥腥肿臃错懀F(xiàn)在逆反響有四個分子，所以逆反響不可能是基元反響，那么正反響也不是基元反響。

輔導(dǎo)答疑2氣相復(fù)合反響中,為什么有的僅僅是雙分子反響，而有的卻要第三物種M參加？如：2A→A22Cl+M→Cl2+M答：在原子或原子團復(fù)合時會形成化學(xué)鍵，就會釋放能量。這能量假設(shè)以光能放出，或可以分散到假設(shè)干個鍵上，就不需要M參加；如果形成的分子只有一個或兩個化學(xué)鍵，需要第三者M把釋放的能量帶走，否那么，這能量轉(zhuǎn)化為鍵的振動能，有可能導(dǎo)致分子解離。輔導(dǎo)答疑3.

熒光和磷光有哪些不同點？答：(1)熒光是從激發(fā)S態(tài)回到S基態(tài)發(fā)出的光，線態(tài)沒有改變；而磷光是從激發(fā)的三線態(tài)回到S基態(tài)，線態(tài)發(fā)生了改變。(2)熒光比磷光強得多，因為激發(fā)時從S基態(tài)到S激發(fā)態(tài)是自旋允許的，到三線T態(tài)的激發(fā)是自旋禁阻的。(3)熒光壽命比磷光短得多，熒光壽命在10-9～10-6

s范圍內(nèi),而磷光在10-4～10-2s之間。1．有關(guān)基元反響的描述在以下諸說法中哪一個是不正確的：(A)基元反響的級數(shù)一定是整數(shù)(B)基元反響是“態(tài)－態(tài)〞反響的統(tǒng)計平均結(jié)果(C)基元反響進行時無中間產(chǎn)物，一步完成(D)基元反響不一定符合質(zhì)量作用定律答：基元反響可以用質(zhì)量作用定律寫出速率方程，質(zhì)量作用定律只適用于基元反響。2．反響AB(I)；A反響I的活化能E1大于反響II的活化能E2，以下措施中哪一種不能改變獲得B和D的比例？()(A)提高反響溫度 (B)延長反響時間(C)參加適當(dāng)催化劑(D)降低反響溫度D(II)，答：(B)延長反響時間既不能改變反響速率系數(shù)，又不能改變反響的活化能，所以不能改變獲得B和D的比例。3．如果反響2A+B＝2D的速率可表示為：r=-dcD/dtdcA/dt=-dcB/dt=

那么其反響分子數(shù)為：()(A)單分子(B)雙分子(C)三分子(D)不能確定答：(D)反響分子數(shù)與速率表示式無關(guān)。只要是基元反響，就可以從反響方程式確定反響分子數(shù)。題中所示的反響方程式未指明是否是基元反響，所以無法確定反響分子數(shù)。4．在簡單碰撞理論中，有效碰撞的定義是：()(A)互撞分子的總動能超過Ec(B)互撞分子的相對總動能超過Ec(C)互撞分子的相對平動能在聯(lián)心線上的分量超過Ec(D)互撞分子的內(nèi)部動能超過Ec答：(C)根據(jù)簡單的硬球碰撞模型，只有互撞分子的相對平動能在聯(lián)心線上的分量超過閾能Ec時，這時的碰撞才是有效的。5．破壞臭氧層的反響機理為：