物理化學(xué)課后習(xí)題答案.doc
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四概念題參考答案1在溫度、容積恒定的容器中,含有A和B兩種理想氣體,這時A的分壓和分體積分別是和。若在容器中再加入一定量的理想氣體C,問和的變化為 ( )(A) 和都變大 (B) 和都變小(C) 不變,變小 (D) 變小,不變 答:(C)。這種情況符合Dalton分壓定律,而不符合Amagat分體積定律。2在溫度、容積都恒定的容器中,含有A和B兩種理想氣體,它們的物質(zhì)的量、分壓和分體積分別為和,容器中的總壓為。試判斷下列公式中哪個是正確的? ( )(A) (B) (C) (D) 答:(A)。題目所給的等溫、等容的條件是Dalton分壓定律的適用條件,所以只有(A)的計算式是正確的。其余的之間的關(guān)系不匹配。3 已知氫氣的臨界溫度和臨界壓力分別為。有一氫氣鋼瓶,在298 K時瓶內(nèi)壓力為,這時氫氣的狀態(tài)為 ( )(A) 液態(tài) (B) 氣態(tài)(C)氣-液兩相平衡 (D) 無法確定答:(B)。仍處在氣態(tài)。因為溫度和壓力都高于臨界值,所以是處在超臨界區(qū)域,這時仍為氣相,或稱為超臨界流體。在這樣高的溫度下,無論加多大壓力,都不能使氫氣液化。4在一個絕熱的真空容器中,灌滿373 K和壓力為101.325 kPa的純水,不留一點空隙,這時水的飽和蒸汽壓 ( )(A)等于零 (B)大于101.325 kPa(C)小于101.325 kPa (D)等于101.325 kPa答:(D)。飽和蒸氣壓是物質(zhì)的本性,與是否留有空間無關(guān),只要溫度定了,其飽和蒸氣壓就有定值,查化學(xué)數(shù)據(jù)表就能得到,與水所處的環(huán)境沒有關(guān)系。5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。6在298 K時,地面上有一個直徑為1 m的充了空氣的球,其中壓力為100 kPa。將球帶至高空,溫度降為253 K,球的直徑脹大到3m,此時球內(nèi)的壓力為 ( )(A)33.3 kPa (B)9.43 kPa(C)3.14 kPa (D)28.3 kPa答:(C)。升高過程中,球內(nèi)氣體的物質(zhì)的量沒有改變,利用理想氣體的狀態(tài)方程,可以計算在高空中球內(nèi)的壓力。 7使真實氣體液化的必要條件是 ( ) (A)壓力大于 (B)溫度低于 (C)體積等于 (D)同時升高溫度和壓力答:(B)。是能使氣體液化的最高溫度,若高于臨界溫度,無論加多大壓力都無法使氣體液化。8在一個恒溫、容積為2 的真空容器中,依次充入溫度相同、始態(tài)為100 kPa,2 的(g)和200 kPa,1的,設(shè)兩者形成理想氣體混合物,則容器中的總壓力為 ( ) (A)100 kPa (B)150 kPa (C)200 kPa (D)300 kPa答:(C)。等溫條件下,200 kPa,1氣體等于100 kPa,2氣體,總壓為=100 kPa+100 kPa=200 kPa 。9在298 K時,往容積都等于并預(yù)先抽空的容器A、B中,分別灌入100 g和200 g水,當達到平衡時,兩容器中的壓力分別為和,兩者的關(guān)系為 ( ) (A) (B) (C)= (D)無法確定答:(C)。飽和蒸氣壓是物質(zhì)的特性,只與溫度有關(guān)。在這樣的容器中,水不可能全部蒸發(fā)為氣體,在氣-液兩相共存時,只要溫度相同,它們的飽和蒸氣壓也應(yīng)該相等。10在273 K,101.325 kPa時,的蒸氣可以近似看作為理想氣體。已知的摩爾質(zhì)量為154的,則在該條件下,氣體的密度為 ( ) (A) (B) (C) (D)答:(A)。通常將273 K,101.325 kPa稱為標準狀態(tài),在該狀態(tài)下,1 mol 任意物質(zhì)的氣體的體積等于。根據(jù)密度的定義,11在某體積恒定的容器中,裝有一定量溫度為300 K的氣體,現(xiàn)在保持壓力不變,要將氣體趕出1/6,需要將容器加熱到的溫度為 ( ) (A)350 K (B)250 K (C)300 K (D)360 K答:(D)。保持V,p不變,12實際氣體的壓力(p)和體積(V)與理想相比,分別會發(fā)生的偏差為( ) (A)p,V都發(fā)生正偏差 (B)p,V都發(fā)生負偏差 (C)p正偏差,V負偏差 (D)p負偏差,V正偏差答:(B)。由于實際氣體的分子間有相互作用力,所以實際的壓力要比理想氣體的小。由于實際氣體分子自身的體積不能忽略,所以能運用的體積比理想氣體的小。四概念題參考答案1對于理想氣體的熱力學(xué)能,有下述四種理解: (1) 狀態(tài)一定,熱力學(xué)能也一定 (2) 對應(yīng)于某一狀態(tài)的熱力學(xué)能是可以直接測定的 (3) 對應(yīng)于某一狀態(tài),熱力學(xué)能只有一個數(shù)值,不可能有兩個或兩個以上的數(shù)值 (4) 狀態(tài)改變時,熱力學(xué)能一定跟著改變,其中都正確的是: ( )(A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 答:(D)。熱力學(xué)能是狀態(tài)的單值函數(shù),其絕對值無法測量。2有一高壓鋼筒,打開活塞后氣體噴出筒外,當筒內(nèi)壓力與筒外壓力相等時關(guān)閉活塞,此時筒內(nèi)溫度將 ( )(A) 不變 (B) 升高 (C) 降低 (D) 無法判定 答:(C)。壓縮空氣沖出鋼筒時,筒內(nèi)的氣體對沖出的氣體做功。由于沖出的速度很快,筒內(nèi)氣體來不及從環(huán)境吸熱,相當于是個絕熱過程,所以筒內(nèi)氣體的溫度會下降。3有一真空鋼筒,將閥門打開時,大氣(視為理想氣體)沖入瓶內(nèi),此時瓶內(nèi)氣體的溫度將 ( )(A) 不變 (B) 升高 (C) 降低 (D) 無法判定 答:(B)??諝鉀_入鋼筒時,外面的氣體對沖入鋼筒的氣體做功。由于沖入的速度很快,筒內(nèi)的氣體來不及向環(huán)境放熱,相當于是個絕熱過程,所以筒內(nèi)氣體的溫度會升高。4將1 mol 373 K,標準壓力下的水,分別經(jīng)歷:(1) 等溫、等壓可逆蒸發(fā),(2) 真空蒸發(fā),變成373 K,標準壓力下的水氣。這兩種過程的功和熱的關(guān)系為 ( ) (A) W 1 Q 2 (B) W 1 W 2 Q 1 W 2 Q 1 Q 2 答:(A)。過程(1)中,系統(tǒng)要對外做功,W 10,而過程(2)是真空蒸發(fā),W 2=0,所以W 1 Q 2。5在一個密閉絕熱的房間里放置一臺電冰箱,將冰箱門打開,并接通電源使冰箱工作。過一段時間之后,室內(nèi)的平均氣溫將 ( )(A) 升高 (B) 降低 (C) 不變 (D) 不一定 答:(A)。對冰箱做的電功,全轉(zhuǎn)化為熱釋放在房間內(nèi)。6 凡是在孤立系統(tǒng)中進行的過程,其U和H的值一定是 ( ) (A) U 0 ,H 0 (B) U = 0 ,H = 0 (C) U 0 ,H 0,=0 (B) 0,0 (D) 0答:(C)。理想氣體等溫膨脹,體積增加,熵增加,但要從環(huán)境吸熱,故環(huán)境的熵減少。2在絕熱條件下,用大于氣缸內(nèi)的壓力迅速推動活塞壓縮氣體,氣體的熵變:( ) (A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 不能確定 答:(A)。封閉系統(tǒng)的絕熱不可逆過程,熵增加,這就是熵增加原理。因為氣體的體積雖然變小了,但是它的溫度升高了,總的熵一定是增加的。3和在絕熱鋼瓶中反應(yīng)生成水的過程( ) (A) H = 0 (B) U = 0 (C) S = 0 (D) G = 0 答:(B)。因為鋼瓶是恒容的,并與外界無功和熱的交換,所以能量守衡,U = 0。4在273.15 K和101 325 Pa條件下,水凝結(jié)為冰,系統(tǒng)的下列熱力學(xué)量中,何者一定為零? ( )(A) U (B) H (C) S (D) G 答:(D)。等溫、等壓、不作非膨脹功的可逆相變,Gibbs自由能等于零。5一定量的理想氣體向真空作絕熱膨脹,體積從變到,則熵變的計算公式為 ( )(A) (B)(C) (D)無法計算答:(B)。雖然真空絕熱膨脹是一個不可逆過程,但是理想氣體的溫度不變,可以設(shè)計一個始、終態(tài)相同的等溫可逆膨脹過程,用(B)式來計算熵變。6在對和的混合氣體進行絕熱可逆壓縮,系統(tǒng)的熱力學(xué)函數(shù)變化值在下列結(jié)論中正確的是: ( )(A) U = 0 (B) A = 0 (C) S = 0 (D) G = 0 答:(C)。絕熱可逆過程是恒熵過程,由于QR= 0,所以S = 0。7 1 mol 單原子分子理想氣體,溫度由T1變到T2時,等壓可逆過程,系統(tǒng)的熵變?yōu)?,等容可逆過程,系統(tǒng)的熵變?yōu)?,兩著之比等于? )(A) (B) (C) (D) 答:(D)。等壓、變溫可逆過程,等容、變溫可逆過程,?,F(xiàn)在溫度區(qū)間相同,單原子分子理想氣體的,所以,相當于摩爾等壓熱容與摩爾等容熱容之比。8純的在 373 K,的條件下,可逆汽化為同溫同壓的,熱力學(xué)函數(shù)的變量為 U1,H1和 G1;現(xiàn)把純的(溫度、壓力同上),放在373 K 的恒溫真空箱中,控制體積,使系統(tǒng)終態(tài)的蒸氣壓也為,這時熱力學(xué)函數(shù)變量為U2,H2和 G2。這兩組熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系為: ( ) (A) U1 U2, H1 H2, G1 G2 (B) U1 U2, H1 H2, G1 H2, G1= G2 答:(C)。系統(tǒng)的始態(tài)與終態(tài)都相同,所有熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)的變量也都相同,與變化途徑無關(guān)。9 298 K時,1 mol 理想氣體等溫可逆膨脹,壓力從1 000 kPa變到100 kPa,系統(tǒng)的Gibbs自由能的變化值為 ( ) (A) (B) (C) (D) 答:(D)。理想氣體等溫可逆膨脹,10對于不做非膨脹功的隔離系統(tǒng),熵判據(jù)為: ( ) (A) (B) (C) (D)答:(D)。在不做非膨脹功時,保持系統(tǒng)的U,V不變,即膨脹功等于零,這就是一個隔離系統(tǒng)。11甲苯在時的正常沸點為110,現(xiàn)在將1 mol甲苯放入與110的熱源接觸的真空容器中,控制容器的容積,使甲苯迅速氣化為同溫、同壓的蒸氣。如下描述該過程的熱力學(xué)變量正確的是 ( )(A) (B)(C) (D)答:(D)。甲苯的始、終態(tài)與等溫、等壓可逆蒸發(fā)的始終態(tài)完全相同,所以狀態(tài)函數(shù)的變化量也相同。對于等溫、等壓可逆相變,。12 某實際氣體的狀態(tài)方程為,其中為大于零的常數(shù),該氣體經(jīng)等溫可逆膨脹后,其熱力學(xué)能將 ( ) (A) 不變 (B) 增大 (C) 減少 (D) 不能確定 答:(A)??梢詫⒃搶嶋H氣體的狀態(tài)方程改寫為,與理想氣體的狀態(tài)方程相比,只對體積項進行了校正,說明該實際氣體分子本身所占的體積不能忽略,但對壓力項沒有進行校正,說明該氣體分子之間的相互作用可以忽略,這一點與理想氣體相同,所以在膨脹時,不需克服分子間的引力,所以在等溫膨脹時,熱力學(xué)能保持不變。這種氣體作絕熱真空膨脹時,溫度也不會改變。13在封閉系統(tǒng)中,若某過程的,應(yīng)滿足的條件是( ) (A)等溫、可逆過程 (B)等容、可逆過程 (C)等溫、等壓、可逆過程 (D)等溫、等容、可逆過程答:(A)。在等溫、可逆過程中,Helmholtz自由能的變化值就等于對環(huán)境做的最大功,包括膨脹功和非膨脹功,這就是將Helmholtz自由能稱為功函的原因。在定義Helmholtz自由能時,只引入了等溫的條件。14 熱力學(xué)第三定律也可以表示為 ( ) (A) 在0 K時,任何晶體的熵等于零 (B) 在0 K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:(B)。完整晶體通常只有一種排列方式,根據(jù)描述熵的本質(zhì)的Boltzmann公式,可得到,在0 K時,完整晶體的,則熵等于零。15純在標準壓力和正常沸點時,等溫、等壓可逆汽化,則( ) (A) vapU$=vapH$,vapA$=vapG$,vapS$ 0 (B) vapU$vapH$,vapA$ 0 (C) vapU$vapH$,vapA$vapG$,vapS$ 0 (D) vapU$vapH$,vapA$vapG$,vapS$ 0。在正常沸點等溫、等壓可逆汽化時,vapG$=0,液體等壓變?yōu)闅怏w時,要對環(huán)境做功,所以vapA$0,vapU$2 (B) m1 kB,則當A和B(平衡時)的壓力相同時,在一定量的該溶劑中所溶解的A和B的量的關(guān)系為 ( ) (A) A 的量大于 B 的量 (B) A 的量小于 B 的量 (C) A 的量等于 B 的量 (D) A 的量與B的量無法比較答:(B)。根據(jù)Henry定律,當平衡壓力相同時,Henry常數(shù)大的氣體溶質(zhì),其溶解的量反而小。8在400 K時,液體A的蒸氣壓為,液體B 的蒸氣壓為,兩者組成理想液態(tài)混合物。在達平衡的溶液中,A的摩爾分數(shù)為0.6,則氣相中B的摩爾分數(shù)等于 ( ) (A) 0.60 (B) 0.50 (C) 0.40 (D) 0.30答:(B)。用Roult定律算出總蒸氣壓,再把B的蒸氣壓除以總蒸氣壓 9在50時,液體A的飽和蒸氣壓是液體B的飽和蒸氣壓的3倍,A和B兩液體形成理想液態(tài)混合物。達氣-液平衡時,在液相中A的摩爾分數(shù)為0.5,則在氣相中B的摩爾分數(shù)為 ( ) (A) 0.15 (B) 0.25 (C) 0.5 (D) 0.65答:(B)。用Roult定律算出總蒸氣壓,再把B的蒸氣壓除以總蒸氣壓 10在298 K和標準壓力下,有兩瓶含萘的苯溶液。在第一瓶中有溶液,溶有0.5 mol萘,化學(xué)勢為。在第二瓶中有溶液,溶有0.25 mol萘,化學(xué)勢為。兩個化學(xué)勢大小的關(guān)系為 ( ) (A) (B) (C) (D) 答:(D)。 化學(xué)勢是偏摩爾Gibbs自由能,是強度性質(zhì),與混合物的總體積無關(guān),而與混合物的濃度有關(guān)。兩份的濃度相同,故化學(xué)勢相等。11在時,的化學(xué)勢為,的化學(xué)勢為,兩者大小的關(guān)系為 ( )(A) (B) (C) (D) 無法比較答:(C)。已知,對于純組分系統(tǒng),則。因為,所以。在下,會自發(fā)變?yōu)?。即在相同溫度下,加壓可以使熔化?2在兩只燒杯中,各盛有1 kg。向A杯中加入0.01 mol蔗糖,向B杯中加入0.01 mol NaCl,溶解完畢后,兩只燒杯按同樣的速度冷卻降溫,則 ( ) (A) A杯先結(jié)冰 (B) B杯先結(jié)冰 (C) 兩杯同時結(jié)冰 (D) 不能預(yù)測其結(jié)冰的次序 答:(A)。稀溶液的依數(shù)性只與粒子的數(shù)量有關(guān),而與粒子的性質(zhì)無關(guān)。B杯內(nèi)溶入的是NaCl,NaCl在水中解離,其粒子數(shù)幾乎是A杯中的兩倍,B杯中溶液的凝固點下降得多,所以A杯先結(jié)冰。13在恒溫的玻璃罩中,封入一杯糖水(A杯)和一杯純水(B杯),使兩杯的液面相同,將玻璃罩抽成真空。經(jīng)歷若干時間后,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:(A)。純水的飽和蒸氣壓大于糖水,純水不斷蒸發(fā),蒸氣在含糖水的A 杯中不斷凝聚,所以A 杯液面高于B 杯。14冬季建筑施工中,為了保證施工質(zhì)量,常在澆注混凝土?xí)r加入少量鹽類,其主要作用是? ( ) (A) 增加混凝土的強度 (B) 防止建筑物被腐蝕 (C) 降低混凝土的固化溫度 (D) 吸收混凝土中的水份答:(C)?;炷林屑尤肷倭葵}類后,使凝固點下降,防止混凝土結(jié)冰而影響建筑物的強度。15鹽堿地的農(nóng)作物長勢不良,甚至枯萎,其主要原因是 ( ) (A) 天氣太熱 (B) 很少下雨 (C) 肥料不足 (D) 水分從植物細胞向土壤倒流 答:(D)。 鹽堿地中含鹽量高,水在植物細胞中的化學(xué)勢大于在鹽堿地中的化學(xué)勢,水分會從植物細胞向土壤滲透,使農(nóng)作物長勢不良。四概念題參考答案1在等溫、等壓且不做非膨脹功的條件下,當反應(yīng)的時,該反應(yīng)自發(fā)進行的方向為 ( ) (A) 正向自發(fā)進行 (B) 逆向自發(fā)進行 (C) 無法判斷 (D) 反應(yīng)不能進行答:(C)。 判斷反應(yīng)能否自發(fā)進行,要用等溫、等壓且不做非膨脹功的條件下的變化值,而不能用的值。除非該反應(yīng)是在標準壓力下進行,則,反應(yīng)能逆向自發(fā)進行?;蛘呤且粋€絕對值很大的負值,改變壓力商也不可能改變的符號,則也小于零,這時可以估計反應(yīng)能自發(fā)正向進行。2理想氣體混合物在化學(xué)反應(yīng)達平衡時,應(yīng)該使用下列哪個關(guān)系式? ( ) (A) (B)(C) (D)答:(B)。根據(jù)理想氣體化學(xué)勢的表示式,對數(shù)項中用表示,在化學(xué)反應(yīng)等溫式中,對數(shù)項中是壓力商,達平衡時,是平衡時的壓力商,所以標準平衡常數(shù)是,相應(yīng)的Gibbs自由能的變化值為。3理想氣體反應(yīng)的與溫度T的關(guān)系為:。若要使反應(yīng)的平衡常數(shù)大于1,則應(yīng)控制的反應(yīng)溫度為 ( ) (A) 必須低于409.3 (B) 必須高于 (C) 必須低于 (D) 必須等于答:(C)。與標準平衡常數(shù)的關(guān)系式為,要使,則。從已知的關(guān)系式,解得。要使反應(yīng)在標準壓力下能自發(fā)正向進行,必須小于零,所以,根據(jù)已知的關(guān)系式,反應(yīng)溫度必須低于。4在973 K時,反應(yīng)的標準平衡常數(shù)。若將如下各分壓的理想氣體混合在一起,在相同溫度下,反應(yīng)的方向?qū)?( ) (A) 向右進行 (B) 向左進行 (C) 處于平衡狀態(tài) (D) 無法判斷答:(A)。有一個可以作為判據(jù)的化學(xué)反應(yīng)等溫式為如果若,則,反應(yīng)可自發(fā)向右正向進行。這個反應(yīng)的值為遠小于的值,所以反應(yīng)自發(fā)向- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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