物理化学打印完整版

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1、物理化学核心教程P132.在两个密封、绝热、体积相等的容器中，装有压力相等的某种理想气体。试问，这两容器中气体的温度是否相等？答：不一定相等。根据理想气体状态方程，若物质的量相同，则温度才会相等。3.两个容积相同的玻璃球内充满氮气，两球中间用一玻管相通，管中间有一汞滴将两边的气体分开。当左球的温度为273K，右球的温度为293K时，汞滴处在中间达成平衡。试问：（1）若将左球温度升高10K，中间汞滴向哪边移动？（2）若两球温度同时都升高10K,中间汞滴向哪边移动？答：（1）左球温度升高，气体体积膨胀，推动汞滴向右边移动。（2）两球温度同时都升高10K，汞滴仍向右边移动

2、。因为左边起始温度低，升高10K所占比例比右边大，283/273大于303/293，所以膨胀的体积（或保持体积不变时增加的压力）左边比右边大。P241.在两个容积均为V的烧杯中装有氮气，烧瓶之间有细管相通，细管的体积可以忽略不计。若将两烧杯均浸入373K的开水中，测得气体压力为60kPa。若一只烧瓶浸在273K的冰水中，另外一只仍然浸在373K的开水中，达到平衡后，求这时气体的压力。设气体可以视为理想气体。解：根据理想气体状态方程化简得：5.有氮气和甲烷（均为气体）的气体混合物100g，已知含氮气的质量分数为0.31。在420K和一定压力下，混合气体的体积为9.95

3、。求混合气体的总压力和各组分的分压。假定混合气体遵守Dalton分压定律。已知氮气和甲烷的摩尔质量分别为28和16。解：P65一、思考题1.判断下列说法是否正确，并简述判断的依据（1）状态给定后，状态函数就有定值，状态函数固定后，状态也就固定了。答：是对的。因为状态函数是状态的单值函数。（2）状态改变后，状态函数一定都改变。答：是错的。因为只要有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是所有的状态函数都得变。（3）因为ΔU=QV，ΔH=Qp，所以QV，Qp是特定条件下的状态函数?这种说法对吗？答：是对的。DU，DH本身不是状态函数，仅是状态函数的变量，只有在特定条件下

4、与QV，Qp的数值相等，所以QV，Qp不是状态函数。（4）根据热力学第一定律，因为能量不会无中生有，所以一个系统如要对外做功，必须从外界吸收热量。答：是错的。根据热力学第一定律，它不仅说明热力学能（ΔU）、热（Q）和功（W）之间可以转化，有表述了它们转化是的定量关系，即能量守恒定律。所以功的转化形式不仅有热，也可转化为热力学能系。（5）在等压下，用机械搅拌某绝热容器中的液体，是液体的温度上升，这时ΔH=Qp=0答：是错的。这虽然是一个等压过程，而此过程存在机械功，即Wf≠0，所以ΔH≠Qp。（6）某一化学反应在烧杯中进行，热效应为Q1，焓变为ΔH1。如将化学反应安排

5、成反应相同的可逆电池，使化学反应和电池反应的始态和终态形同，这时热效应为Q2，焓变为ΔH2，则ΔH1=ΔH2。答：是对的。Q是非状态函数，由于经过的途径不同，则Q值不同，焓（H）是状态函数，只要始终态相同，不考虑所经过的过程，则两焓变值DH1和DH2相等。5.用热力学概念判断下列各过程中功、热、热力学能和焓的变化值。第一定律数学表示式为ΔU=Q+W。（1）理想气体自由膨胀（2）vanderWaals气体等温自由膨胀（3）Zn（s）+2HCl（l）=ZnCl2+H2（g）进行非绝热等压反应（4）H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）在绝热钢瓶中进行（5）常温、常压下

6、水结成冰（273.15K，101.325kPa）答：（1）W=0因为自由膨胀外压为零。Q=0理想气体分子间没有引力。体积增大分子间势能不增加，保持温度不变，不必从环境吸热。DU=0因为温度不变，理想气体的热力学能仅是温度的函数。DH=0因为温度不变，理想气体的焓也仅是温度的函数。（2）W=0因为自由膨胀外压为零。Q>0范氐气体分子间有引力。体积增大分子间势能增加，为了保持温度不变，必须从环境吸热。DU>0因为从环境所吸的热使系统的热力学能增加。DH>0根据焓的定义式可判断，系统的热力学能增加，焓值也增加。（3）W<0放出的氢气推动活塞，系统克服外压对环境作功。Q<0

7、反应是放热反应。DU<0系统既放热又对外作功，热力学能下降。DH<0因为这是不做非膨胀功的等压反应，DH=Qp。（4）W=0在刚性容器中是恒容反应，不作膨胀功。Q=0因为用的是绝热钢瓶DU=0根据热力学第一定律，能量守恒，热力学能不变。DH>0因为是在绝热刚瓶中发生的放热反应，气体分子数没有减少，钢瓶内温度升高，压力也增高，根据焓的定义式可判断焓值是增加的。（5）W<0常温、常压下水结成冰，体积变大，系统克服外压对环境作功。Q<0水结成冰是放热过程。DU<0系统既放热又对外作功，热力学能下降。DH<0因为这是等压相变，DH=Qp。P683.在373K恒温条件下，