《物理化学》复习题Word文档下载推荐.docx

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4、为什么对于理想气体，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？

7、反应A（g）+2B（g）→C（g）的△Hm（298.2K）>

0，则此反应进行时必定吸热，对吗？

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？

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相同时，气体的压力相同吗？

10、测定CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）反应的热效应。

11、设有一电炉丝浸入水中，接上电源，通以电流一段时间。

分别按下列几种情况作为体系，试问△Ｕ、Ｑ、Ｗ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，其内有理想气体，圆筒内壁绕有电炉丝。

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、判断下列过程中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、反抗恒外压膨胀；

理想气体恒温可逆膨胀；

1mol实际气体恒容升温；

H2O（1，P0，273K）→H2O（S，P0，273K）

在绝热恒容器中，H2（g）与Cl2（g）生成HCl（g）（理想气体反应）

15、如下图所示，设有一电炉丝浸于水中，接上电源，通以电流一段时间。

如果按下列几种情况作为系统，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部分为系统。

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？

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的体积哪一种压缩过程所需的功大？

如果是膨胀，情况又将如何？

三、综合题

1、已知PbO（s）在291K的生成热为-219.5kJ·

mol-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0.218J·

g-1·

K-1，试计算PbO（s）在473K时的生成热。

2、nmol理想气体由p1，V1，T1，恒温膨胀到p2，V2，T2，求过程的焓变ΔH，结果能说明什么？

3、已知冰在0℃及101.325kPa，熔化热为6008J·

mol-1，水在100℃及101.325kPa下，蒸发热为44011J·

mol-1，在0℃～100℃间水的平均比热为75J·

K-1·

mol-1，求在101.325kPa下，将1mol的0℃冰变成100℃的水蒸气，试计算其ΔU，ΔH。

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=29.36J·

mol-1）

5、10mol的理想气体分别经过下述（a）和（b）两个过程，在673K从1.8×

10-3m3等温膨胀到2.4×

10-3m3，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2.026×

105Pa的等温膨胀。

6、已知298.15K及101325Pa压力下，反应A（s）+2BD（aq）==AD2（aq）+B2（g）在电池中进行，完成一个单位的反应时，系统做电功150kJ，放热80kJ，计算该反应的ΔrHm，ΔrUm，Q，W。

7、在298.2K，101325Pa时有0.5molZn与过量稀硫酸反应，生成氢气和硫酸锌，已知此反应放热为7.155×

104J，试计算：

（1）上述过程中Q，W，ΔU，ΔH的值；

（2）若上述反应在密闭容器中发生，求Q，W，ΔH，ΔU的值。

8、将1kg水过冷到-5℃，在101.325kPa下，加入极少量的冰屑.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333.5J·

g-1，0℃至-5℃水的比热为4.238J·

K-1，求结出冰的质量。

9、已知水在100℃时的蒸发热为2259.36J·

g-1，则在100℃时蒸发30g水，系统的Q，W，ΔH，为多少?

10、有13.074gH2，由283.0K升至333.2K（视为理气），若以下述二种不同的过程进行，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1.013×

105Pa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，ΔU，ΔH。

12、已知水蒸汽的平均摩尔等压热容Cp,m=34.10J·

mol-1，现将1kg373K的水蒸汽在1.013×

105Pa的压力下，升温至673K。

求过程的Q，W及水蒸汽的ΔU，ΔH。

13、1molO2由0.1MPa，300K恒压加热到1000K，求过程的Q、W、△U及△H。

已知：

Cp,m（O2）=（31.64+3.39×

10-3T-3.77×

10-5T2）J·

mol-1

14、1molC6H6（g）在pθ,353.4K（正常沸点）下冷凝为液体。

计算该过程的Q,W,ΔU,ΔH,已知苯的汽化热为394.4J·

g-1。

15、测得298KSO2（g）氧化成SO3（g）时的Qv,m=-141.75kJ·

mol-1,计算该反应的Qp,m。

16、由下列化合物的计算其

（1）（COOH）2，

（2）C6H5NH2，（3）CS2（l）。

17、一个20dm3的高压釜内盛有290K,100kPa的氢气，加热后使H2压力上升至500kPa。

设H2为理想气体，计算：

（1）过程的Q；

（2）H2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,ΔH=2078.5J

（1）计算终态的温度、体积及过程的W,ΔU。

（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,ΔU,ΔH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；

（2）ΔU与ΔH；

（3）所作的功。

答案

1、封闭；

敞开

2、综合表现；

不随时间而改变；

热；

机械；

相；

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，对其它系统则需过程恒容；

理想气体的单纯状态改变，对其它系统则需过程恒压；

过程恒温且不做非体积功；

理想气体的绝热可逆过程

4、O2（g）；

C（石墨）；

碳元素各晶型中最稳定的相态；

CO2（g）；

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应物的热容之和不相等；

在所涉及的温度范围内各物质均无相变

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、Wˊ=0、等压

12、始终态；

途径

13、>

；

<

=；

>

=

14、=；

1、因为无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凡是体系状态发生变化，不论什么过程，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，Qp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）内能仅是温度的函数，只要始终态温度分别相同，△U就一定相同。

所以公式并不受定容条件的限制。

终态1U1,T2,p2,V1U2,T2,p1,V3终态2

恒容△U1△U2恒压

初态U1,T1,p1,V1

恒容过程

恒压过程

两者终态的温度相同

即1mol理想气体不论经过什么过程，只要变到相同温度的终态其DU总是等于。

5、W=p外△V=p（V2-V1）=nR（T2-T1）

当n=1molT2-T1=1K时W=R

6、不对，稳定单质的焓的绝对值并不等于0，但可以说稳定单质的规定焓值等于0，人为规定标准状态下，稳定单质的生成焓，即规定焓为0。

化合物的摩尔生成热不是1mol物质所具有的焓的绝对值，而是相对于生成它的稳定单质的焓的相对值。

7、不对。

只有在等压下，无其它功时，Qp=△Hm,△Hm>

0故Qp>

0，体系必定吸热。

在其他条件下，△Hm>

0，Qp可以小于0，等于0，不一定吸热。

8、绝热可逆压缩功大于等温可逆压缩功。

这是因为绝热压缩时，环境所作功都变成气体的内能，因而气体的温度升高，故当终态体积相同时气体的压力大于经等温可逆到达时气体的压力，即绝热可逆压缩时，环境反抗的压力大些，因而所做压缩功大些。

9、不相同。

可逆绝热膨胀时体系付出的功大于不可逆绝热膨胀时所付出的功。

而两过程的

热都等于0，因而前一过程中体系内能降低得更多，相应终态气体的温度也低一些，所

以可逆绝热膨胀比不可逆绝热膨胀到终态时气体的压力低些。

10、此反应为燃烧反应，故可用氧弹式量热计来测定该反应在反应前后的温度差△T，利用水和量热计附件的热容，可计算出等容反应热QV，m（△rUm）；

而通常指的化学反应的反应热是等压反应热，故

11、

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

（6）

W

-

+

Q

△U

12、当将薄膜弄破以后温度由T1升到T2，因水和浓硫酸为体系，虽然体系的温度升高了，但无热量传给环境，所以Q=0，又W=0，根据第一定律△U=Q-W，则△U=0。

13、

（1）Q=△H>

（2）Q=0,△H=-W电功>

14、

（1）理想气体自由膨胀

P外=0，W=0，Q=0，△U=△H=0

（2）理想气体节流膨胀

因为△T=0，所以△U=△H=0，因绝热，所以Q=0，W=0

（3）理想气体绝热，反抗恒外压膨胀

因为绝热Q=0，W=P外△V，△V>

0，W>

0，△U=Q-W=0-W<

0。

因为△T<

0，△H=nCp,m△T<

（4）理想气体恒温可逆膨胀

△U=0，△H=0，W>

0，Q>

（5）1mol实际气体恒容升温

W=P△V=0，△U=nCv,m△T>

0,Q=△U+W>

0,△H=nCp,m△T<

（6）H2O（1,P0,273K）

W=P外△V=P外（VS-V1）

因为冰的体积比水的体积大，所以W>

0，水凝固放出热量Q<

0，△U=Q-W<

0，△H=Q<

（7）在绝热恒容器中，H2（g）与Cl2（g）生成HCl（g）（理想气体反应）

因与外界隔绝是孤立体系，Q=0，W=0，△U=0，则U1=U2，V1=V2，而

△H=H2-H1=U2+P2V2-U1-P1V1=V（P2-P1）>

15、

（1）△U=0，Q<

0，W<

0（电炉丝状态未变）；

（2）△U>

0，Q=0，W<

0（绝热）；

（3）△U=0，Q=0，W=0（孤立体系）。

16、

（1）△U=0，Q=0，W=0（绝热向真空膨胀）；

（2）△U=0，Q=0，W=0（孤立系统）

17、这一结论不对，因为

（1）等温过程△U=0，只适用于理想气体的简单状态变化，不能用于相变过程。

（2）也不适用于相变过程。

在可逆相变过程中，△Um=△vapHm-RT,Qp=△vapHm

18、绝热可逆压缩过程所需用的功大。

因为绝热可逆压缩时，所得的功全部变成系统的内能，温度升高，而等温过程的温度不变，当达到相同的终态体积时，绝热可逆过程的终态压力比等温可逆压缩过程的终态压力大，所以绝热可逆压缩过程所需的功大。

同理在膨胀时，等温可逆膨胀过程作的功大。

1、解：

Pb+1/2O2→PbO△rHmø

=-219.5kJ·

∑νBCp,m（B）=6.41J·

mol-1

△rHmø

（T2）=△rHmø

（T1）+∑νBCp,m（B）（T2-T1）=-218.3kJ·

2、解：

由焓的定义知

ΔH=H2-H1=（U2+p2V2）-（U1+p1V1）

=（U2-U1）+（p2V2-p1V1）

∵当dT=0时，ΔU=0；

理想气体pV=nRTΔ（pV）=0

∴ΔH=0-0=0

这说明在理想气体单纯p、V、T、变化中焓只是温度的函数，与p、V的变化无关

3、解：

冰（0℃）水（0℃）水（100℃）水汽（100℃）

∵ΔU=Q-W

∴

（1）ΔV1≈0

ΔU1=Q1=6008J

ΔH1=ΔU1+Δ（pV）=ΔU1+pΔV=ΔU1=6008J

（2）ΔV2≈0

ΔU2=Q2=CΔT=7500J

ΔH2=ΔU2=7500J

（3）Vg>

Vl∴W3=∑νB（g）·

RT

∴ΔU3=Q3-W3=40910J

ΔH3=Q3=44011J

∴ΔU=ΔU2+ΔU2+ΔU3=54418J

ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=57519J

4、解：

（1）绝热可逆膨胀

γ=Cp/CV=1.39

T2=143K

n=4.41mol

Q=0

W=-ΔU=-nCV,m（T2-T1）=12070J

（2）绝热不可逆膨胀

nCV,m（T2-T1）=-p外（V2-V1）=-p2R（T2/p2-T1/p1）

T2=203.5K

W=-ΔU=-nCV,m（T2-T1）=6452J

5、解：

（a）∵理想气体dT=0可逆过程ΔU=Q-W=0

∴Q=-W

W=nRTln（p1/p2）=nRTln（V2/V1）=16kJ

（b）∵dT=0ΔU=0∴Q=W

W=p（V2-V1）=1.2kJ

6、解：

Q=-80kJ

ΔrHm=Q-W＇

=-230kJ

ΔrUm=Q-W=Q-W＇-pΔV=-232.479kJ

W=W＇+pΔV=152.479kJ

7、解：

（1）等压过程Δp=0

ΔH=Qp=-7.155×

104J

W=pΔV=1239.5J

ΔU=Q-W=-7.28×

（2）等容过程ΔV=0

W=0

ΔU=-7.28×

QV=ΔU=-7.28×

ΔH=-7.155×

8、解：



1kg水+冰

p=101325Pa

T2=273K

1kg水

T1=268K







ΔH1ΔH2



该过程由于速度快，可以看作绝热过程ΔH=0，设最终有xg水结成冰，则

ΔH=ΔH1+ΔH2=0

0=1000×

4.238×

〔0-（-5）〕+（333.5x）

333.5x=21190

x=63.54g

9、解：

沸点时p=101325Pa

∴W=pΔV=∑νB（g）·

RT=5166J

Qp=ΔH=67780J

ΔU=Q-W

=626414J

10、解：

（a）体积不变△V=0

W=0

△U=nCV,m（T2-T1）=6.537×

103J

△H=nCp,m（T2-T1）=9.136×

（b）绝热Q=0

△U=6.537×

△H=9.136×

W=-△U=-6.537×

11、解：

CV,m=12.47J·

mol-1Cp,m=20.79J·

mol-1

（1）W1=nRΔT=624J

Q1=nCp,mΔT=1559J

（2）W2=Q2=nRTln2=2150J

（3）W3=-nCV,m（T4-T3）=811J

Q3=0

全过程:

W=∑Wi=3585J

Q=∑Q=3709J

ΔU=CV,mΔT=125J

ΔH=Cp,mΔT=208J

12、解：

Qp=ΔH=nCp,mΔT=569kJ

ΔU=Qp-pΔV=Qp-nRΔT=431kJ

W=pΔV=nRΔT=138.5kJ

13、解：

由题意视O2为理想气体，则

W=p（V2-V1）=-R（T2-T1）=5.82kJ·

Qp=△H==22.69kJ

△U=Q-W=16.87kJ

14、解：

C6H6（g）C6H6（l）

MC6H6=78×

10-3kg·

Qp=-394.4×

78=-3.076×

104J·

ΔH=Qp=-3.076×

W=-p（V2-V1）=-Δn（g）RT=1×

8.314×

353.4=2.938×

103J·

ΔU=Q+W=-3.076×

104+2.938×

103=-2.782×

15、解：

SO2（g）+1/2O2（g）=SO3（g）

Qp=Qv+Δn（g）RT

=-141.75+（-0.5）×

298×

10-3

=-142.99kJ/mol

16、解：

（1）（COOH）2（s）+1/2O2（g）=2CO2（g）+H2O（l）

ΔHm=ΔHm,c,（COOH）2（s）θ=2×

ΔHf,m,CO2（g）θ+ΔHf,m,H2O（l）θ-ΔHf,m,（COOH）2（s