BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY 物理化学（上船）提高题及参考答素 第一章 气体 一、填空题 1.理想气体微观模型必须具有的两个特征是 2.恒温条件下测定了一系列低压下的某气体 值，则在DV.-D图上 法求取气体常数R的准确值 3.要使气体液 一般需要 和 4.在恒压下，为了将某容器中300K的气体赶出 霄将客器（设容积不变）加热到 K 5.在300.15K、200kPa下，测得Ne与Ar混合气体的密度为2.37kg·m.则混合气体中Ne 的分压力为 _kPa. 6.在临界点处等温线的一阶、二阶偏导数 ’的 a'p ar月 7。若不同的气体有两个对比状态参数彼此相当，则第三个对比状态参 8。对于一定莹的组成不变的气体，则 9.恒压下，物质的量恒定的某理想气体，其温度随体积的支化率 ar） 10.某实际气体在366.5K,2067kPa时临界温度T=385.0K,临界压力p=4123.9kPa.则该 气体的对比温度T. 对比压力D, 11.当液体的蒸气压与外压相当时，液体就开始沸晦，此时的温度称为 ☆填空题答案 1,分子本身不占有体积，分子间无相互作用力 2D,V.外推 3温度低千临界温度，加压 4.450 5.104.74 6.均为零，0,0 7.大体上其有相同的值 8.-1 9.P/nR 10.0952.0.501 11.沸点 TEL:010-64434903 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建wnw,fineprint,com,cn
BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY TEL:010-64434903 1 物理化学（上册）提高题及参考答案 第一章 气体 一、填空题 1．理想气体微观模型必须具有的两个特征是 和 。 2．恒温条件下测定了一系列低压下的某气体 ， 值，则可在 pVm-p 图上 用 法求取气体常数 R 的准确值。 3．要使气体液化，一般需要 和 。 4．在恒压下，为了将某容器中 300K 的气体赶出 3 1 ，需将容器（设容积不变）加热到 K． 5．在 300.15K、200kPa 下，测得 Ne 与 Ar 混合气体的密度为 2.37kg·m -3。则混合气体中 Ne 的分压力为 kPa。 6．在临界点处等温线的一阶、二阶偏导数 ，即 = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ ¶ ¶ m T V p = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ ¶ ¶ m T V p 2 2 7 ． 若 不 同 的 气 体 有 两 个 对 比 状 态 参 数 彼 此 相 当 ， 则 第 三 个 对 比 状 态 参 数 。 8．对于一定量的组成不变的气体，则 = ÷ ÷ ø ö ç ç è æ ¶ ¶ ÷ ø ö ç è æ ¶ ¶ ÷ ø ö ç è æ ¶ ¶ T p V p T T V V p 9．恒压下，物质的量恒定的某理想气体，其温度随体积的变化率 V p T ÷ ø ö ç è æ ¶ ¶ = 。 10．某实际气体在 366.5K，2067kPa 时临界温度 Tc=385.0K, 临界压力ｐc=4123.9kPa。则该 气体的对比温度 Tr＝ ，对比压力ｐr＝ 。 11.当液体的蒸气压与外压相当时，液体就开始沸腾，此时的温度称为 ． ☆填空题答案 １．分子本身不占有体积，分子间无相互作用力 ２．ｐ，Ｖｍ，外推 ３．温度低于临界温度，加压 ４．４５０ ５．104．74 ６．均为零，０，０ ７．大体上具有相同的值 8．－１ 9．P/nR 10．0.952, 0.501 11．沸点 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY 二、选择题 1。对于实际气体，下列与理想气体相近的条件是( A.高温高压 B.。高温低压 C.低温高压锅 D.低温低压 2理根气依求杰方程。V=RT白括了三个气体定往，它们是（ A波义尔定律、盖-吕萨克定律和道尔顿定律 B.波义尔定律 阿伏加德罗定律和阿马格定神 C.阿伏加德罗定律、盖-吕萨克定律和波义尔定律 D.盖-昌萨克定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律 3.对于理想气依，下面不正确的是() A3,=0 B.,<0 c0>0 D.pV=nRT 4.在268.15K,A、B两个抽空的客器中分别为100g和200g水。当达到气液平衡时，两 个容器中的水蒸气压力分别为P和P,则有 <p R PA>PE C.p-ps D.无法确定 5.关于临界状态的描述，不正确的是( A.在临界状态气、液之间没有区别 B,临界点处等温线的一阶、二阶偏导数均为零 C.一般说来，物质的分子间引力愈大则对应有较低的临界温度 D.临界温度越低的物质，其气体越易液化 6.加压使实际气体液化 必要条件 是气体要达到 A,波义耳温度之下 B。临界温度之下 C,温度低于沸点心 D。临界温度之上 7.在一定T、D下，某实际气体的Vn大于理想气体的Vm剩该气体的压缩因子Z( B.31 1 D.无法确定 下面关于压编因子Z的闲迷中，正确的是( A.Z主要用于对实际气体p、V T的计算 B.同一温度下，各种气体的Z都随压力而变化 C.Z>1,气体不易压缩，而Z<1,气体易压缩 D.Z>1,气体不易液化，而Z<1,气体易液化 9.设1为理想混合气体中的一个组分，下面正确的是( A=长= B.p:V=pV,=n,RT C.piV=n:RT D.都正确 10.真实气体在一定条件下，当分子间引力占主导地位时，其压缩因子（人 A.小于1 B.大千1 C.等于1 D,不正确 两种不同气体处于对应状态时，则它们( )相同 A,压力 B.温度计 C.压缩因子 D.pV. 12.混合理想气体的组分B,其物质的量n。为(). TE1010-6443490 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建ww,fineprint.com,cn
BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY TEL:010-64434903 2 二、选择题 １．对于实际气体，下列与理想气体相近的条件是（ ）。 A．高温高压 B.。高温低压 C。低温高压锅 D。低温低压 2．理想气体状态方程 pV＝nRT 包括了三个气体定律，它们是（ ）。 A．波义尔定律、盖-吕萨克定律和道尔顿定律 B．波义尔定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律 C．阿伏加德罗定律、盖-吕萨克定律和波义尔定律、 D．盖-吕萨克定律、阿伏加德罗定律和阿马格定律 3．对于理想气体，下面不正确的是（ ）。 A. ( ) = 0 ¶ ¶ T V p B. ( ) < 0 ¶ ¶ T V p C. ( ) > 0 ¶ ¶ T V p D.pV=nRT 4．在 268.15Ｋ，Ａ、Ｂ两个抽空的容器中分别为 100g 和 200g 水。当达到气液平衡时，两 个容器中的水蒸气压力分别为ｐA和ｐB，则有（ ）。 A.pA<pB B.pA>pB C.pA=pB D.无法确定 ５．关于临界状态的描述，不正确的是（ ）。 Ａ.在临界状态气、液之间没有区别 Ｂ.临界点处等温线的一阶、二阶偏导数均为零 Ｃ.一般说来，物质的分子间引力愈大则对应有较低的临界温度 Ｄ.临界温度越低的物质，其气体越易液化 6．加压使实际气体液化，必要条件是气体要达到（ ）。 Ａ.波义耳温度之下 Ｂ。临界温度之下 Ｃ.温度低于沸点心 Ｄ。临界温度之上 7．在一定Ｔ、ｐ下，某实际气体的Ｖｍ大于理想气体的Ｖｍ，则该气体的压缩因子Ｚ（ ）。 Ａ．＝１ Ｂ．＞１ Ｃ．＜１ Ｄ．无法确定 8．下面关于压缩因子Ｚ的阐述中，正确的是（ ）． Ａ．Ｚ主要用于对实际气体ｐ、Ｖ、Ｔ的计算 Ｂ．同一温度下，各种气体的Ｚ都随压力而变化 Ｃ．Ｚ＞１，气体不易压缩，而Ｚ＜１，气体易压缩 Ｄ．Ｚ＞１，气体不易液化，而Ｚ＜１，气体易液化 9．设ｉ为理想混合气体中的一个组分，下面正确的是（ ）． A. n n V V p pi i i = = B.pIV=pVI=niRT C.pIVI=niRT D.都正确 １0．真实气体在一定条件下，当分子间引力占主导地位时，其压缩因子（ ）． Ａ．小于 1 Ｂ．大于１ Ｃ．等于１ Ｄ．不正确 １1．两种不同气体处于对应状态时，则它们（ ）相同． Ａ．压力 Ｂ．温度计 Ｃ．压缩因子 Ｄ．pVm １2．混合理想气体的组分Ｂ，其物质的量ｎB为( ). A. RT p V nB 总 总 = B. RT p V n B B 总 = PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY 13.关于临界点的性质，下面描述不正确的是() A。液相摩尔体积与气相摩尔体积相等 B.液相与气相之间不存在界面 C.气、液、固三相共存 D.气化热为零 ☆选择题答案 1.B2.C3.A,C4.C5.CD6.B7.B8.A,B,C9.A, B10.A11.C12.B,D13.C (三)讨论习题 1.计1mo1NH算在温度为473K、体积为0.311×10m时的压力，共中Mm的1。=405.5K, p。=112.8×10Pa,分别用①理想气体状态方程：②压缩因子图. 解： ①理想气体状态方程 =(8314x47 )Pa=12.6x10°Pa=12.6MPa 311x103 ②压端因子 473 。=4055水，于是，工=无==116 Z-Py.2P'=Px128x10x0311x10=0892n, 8.514×473 在压缩因子图上，作Z-0.892p,的直线，它与1，-1.166的Z-p,曲线交点所对应的p,-0.90 p=p,P。=0.90x(112.8×105)Pa=102x10Pa=10.2MPa 2.使32m的CH,H和N2的气体混合物与61ml的02充分燃烧，残余气体的体积为34.5ml 解：CH、出与0的反应式分别为： CH(g)+202(g)==2H.0(I)+C02(g) 2H(g+202(g)==2H0(I) 设混合气体中各气体的体积为V、Va、Va,由题意得： 'cH,+'H,+',=32ml Vomt =Vco,=24.Iml 'u,+'x,=7.9ml (1) 设过量氧气的体积为V,则有 '%+'a,=(34.5-24.1ml=10.4ml (2 TEL:010-64434903 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建wnw,fineprint,com,cn
BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY TEL:010-64434903 3 C. RT p V n B B B = D. RT p V n B B 总 = １3．关于临界点的性质，下面描述不正确的是（ ）． Ａ．液相摩尔体积与气相摩尔体积相等 Ｂ．液相与气相之间不存在界面 Ｃ．气、液、固三相共存 Ｄ．气化热为零 ☆选择题答案 1．B 2．Ｃ ３．Ａ，Ｃ ４．Ｃ ５．Ｃ D 6．Ｂ 7．Ｂ 8．Ａ，Ｂ，Ｃ 9．Ａ， Ｂ １0．Ａ １1．Ｃ １2．Ｂ，Ｄ １3．Ｃ （三）讨论习题 1． 计 1molNH3算在温度为 473K、体积为 0.311×10-3 m 3时的压力，其中 NH3的 Tc＝405.5K， pc＝112.8×105 Pa。分别用①理想气体状态方程；②压缩因子图。 解： ①理想气体状态方程 Pa Pa MPa V RT p m ) 12.6 10 12.6 0.311 10 8.314 473 ( 6 3 = ´ = ´ ´ = = - ②压缩因子图 Tc = 405.5K ，于是， 1.166 405.5 473 = = = c r T T T r m r c m r p p RT p p V RT pV Z 0.892 8.314 473 (112.8 10 ) (0.311 10 ) 5 3 = ´ ´ ´ ´ ´ = = = - 在压缩因子图上，作 Z＝0.892pr的直线，它与 Tr＝1.166 的 Z-pr曲线交点所对应的 pr＝0.90 故 p p p Pa Pa MPa r c 0.90 (112.8 10 ) 10.2 10 10.2 5 6 = = ´ ´ = ´ = 2．使 32ml的 CH4、H2和 N2的气体混合物与61ml的 O2充分燃烧，残余气体的体积为34.5ml， 其中 24.1ml 被烧碱溶液吸收，试确定混合气体中 CH4、H2和 N2的体积分数（所有体积都在相 同室温和压力条件下测得的）。 解：CH4、H2与 O2的反应式分别为： CH4(g)+2O2(g) ===== 2H2O(l)+CO2(g) 2H2(g)+2O2(g) ===== 2H2O(l) 设混合气体中各气体的体积为 VCH4、VH2、VN2，由题意得： V V V ml CH H N 32 4 2 2 + + = V V ml CH CO 24.1 4 2 = = V V ml H N 7.9 4 2 + = （1） 设过量氧气的体积为 VO2，则有： V V ml ml N O (34.5 24.1) 10.4 2 2 + = - = （2） PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
BELJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY 从反应式看出，1体积CH需消耗2体积0,2体积要消耗1体积0，所以 2Pcm,+'m,+'a,=61ml 利用VcH,=Vco=24lml,上式可化为： ',+'a,=(61-2×24.10ml=12.8ml (3) 将式（2人式(3)联立，得： 2s-%,-24ml (4) 再将式(1人式(4)联立，得： =10,3ml 最后得V4,=6.87ml V,=1.03m 原始混合气体分数为： am费%=为% %-gi0%-=32x 第二章 热力学第一定律 (一填空题 1,在一绝热容器中盛有水，将一电阻丝浸入其中，接上电源一段时间（见下左图）当选择 不同系统时，讨论Q和W的值大于零、小于零还是等于零. 系统 电源+电水+电阻水+电阻 电源电阻丝水 阻丝 丝 丝+电泻 0 AU 2.298K时，反应CHCH0(g)=CH(g)+C0(g)的反应热△H=-16.74kJmo,若反应恒 压的热容△，Ga二16.74Jmo1K,则在温度为 时，反应热将为零，（设：△ 与温度无关. 3.对理想气体的纯PvT变化，公式dU-nCx.dT适用于 _过程；而真实气体的 纯PVT变化，公式dU=nC..dT适用于 过程 4.请指出下列各式适用的条件： TE.010-64434903 PDF文件使用”pdfFactory Pro”试用版本创建wm,fineprint,com,c边
BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY TEL:010-64434903 4 从反应式看出，１体积 CH4 需消耗２体积 O2，２体积 H2 要消耗１体积 O2，所以 V V V ml CH H O 61 2 1 2 4 2 2 + + = 利用V V ml CH CO 24.1 4 2 = = ，上式可化为： V V ml ml H O (61 2 24.1) 12.8 2 1 2 2 + = - ´ = （3） 将式（２）、式（３）联立，得： V V ml H N 2.4 2 1 2 2 - = （4） 再将式（１）、式（４）联立，得： V ml H 10.3 2 3 2 = 最后得V ml H 6.87 2 = V ml N 1.03 2 = 原始混合气体分数为： 100% 75.3% 32 24.1 4 yCH = ´ = 100% 21.5% 32 6.87 2 yH = ´ = 100% 3.2% 32 1.03 4 yN = ´ = 第二章 热力学第一定律 (一) 填空题 1. 在一绝热容器中盛有水，将一电阻丝浸入其中，接上电源一段时间（见下左图）当选择 不同系统时,讨论 Q 和 W 的值大于零、小于零还是等于零。 系统 电源 电阻丝 水 电源+电 阻丝 水+ 电阻 丝 水+电阻 丝+电源 Q W DU 2. 298K 时，反应 CH3CHO(g) = CH4(g) + CO(g)的反应热 DrHm 0 = -16.74kJ×mol-1，若反应恒 压的热容DrCp,m= 16.74 J×mol-1 ×K -1，则在温度为 时，反应热将为零。（设：DrCp,m 与温度无关）。 3. 对理想气体的纯 PVT 变化，公式 dU=nCV,mdT 适用于 过程；而真实气体的 纯 PVT 变化，公式 dU=nCV,mdT 适用于 过程。 4. 请指出下列各式适用的条件： PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn
BELJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY (1)HUPV,适用的条件为 (2)胀-R(T)适用的条件为 (3)作-Rnn(h/)适用的条件为」 (④作-nC(Tr-)适用的条件为 (5)PV,=p,V2适用的条件为 5.已知反应C(S)+02→C0AH°<0若该反应在恤容、绝热条件下进行，则△U于 零、△T于零、△H于零：若该反应在恒容、恒温条件下进行，则△U于零 △T于零、△H于零.(0、C0可按理想气体处理) 6.理想气体向真空膨胀过程，下列变量△T、△V、△P.W.Q、△U、△H中等于零的 有： 7.1mol理想气体从相同的始态(pT、V),分别经过绝热可逆膨胀至终态p2.T2V)和经绝 热不可逆膨胀至终态(P2、T、)则T3T,(填大于、小于或等 于). 8.莱化学在恒压，绝热只做膨胀功的条件下进行，系统温度由万升高至B,则此过程△H 零，如果这一反应在恒温（下）恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其△H于零. 又花传华气体区力不大大时，有晋，-北=治-6且之压摩东家为a则光 气体的焦一一汤系数山♪1= ,此气体节流膨胀后△H0。 1 1mo单原子理想气体(C1.5R)经一不可逆变化，△H=8314,则温度变化为△T 能变化为△U三 1.已知298时0、0回和0，日的标准摩尔生成龄分别为-285.83。-241.82和 -393.51kJmo,那么C(石墨)、出(g)、0(g、H0()、H0(g)和C0z(g)的标准摩尔燃烧 焓分别为 12.某理想气体反应2A+B-AB,对n:n=2:1的泥合气体在某温度下有4moA气体，moB 气体反应，生成mo|AB气体，对应的反应进度E为 13.1mo理想气体经恒压加热温度升高1℃，则该过程的功为W 14.1m1理想气体经恒温膨胀，恒客加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态，此过程 气体暖热20.0Ki。则△U= △H= ，W三 参考答案： TEL:010-64434903 5 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建wnw,fineprint.com,cn
BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY TEL:010-64434903 5 (1)H=U+PV，适用的条件为 ； (2)W=-nR(T2-T1) 适用的条件为 ； (3)W=-nRTln(V2/V1) 适用的条件为 ； (4)W=-nCV,m(T2-T1) 适用的条件为 ； (5)P1V1 g =P2V2 g适用的条件为 。 5. 已知反应 C(S)+O2®CO2 DrHm 0＜0 若该反应在恒容、绝热条件下进行，则ΔU 于 零、ΔT 于零、ΔH 于零；若该反应在恒容、恒温条件下进行,则ΔU 于零、 ΔT 于零、ΔH 于零。（O2、CO2可按理想气体处理） 6. 理想气体向真空膨胀过程，下列变量ΔT、ΔV、ΔP、W、Q、ΔU、ΔH 中等于零的 有： 。 7. 1mol 理想气体从相同的始态(p1、T1、V1)，分别经过绝热可逆膨胀至终态(p2、T2、V2)和经绝 热不可逆膨胀至终态( ' 2 ' p2、T2、V )则 ‘ ， ’ T2 T2 V2 V2 (填大于、小于或等 于)。 8. 某化学在恒压、绝热只做膨胀功的条件下进行，系统温度由 T1升高至 T2，则此过程ΔH 零，如果这一反应在恒温（T1）恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其ΔH 于零。 9．范德华气体在压力不太大时，有 b RT a V T V T p m m - = - ¶ ¶ 2 ( ) 且定压摩尔热容为 CP,m、则此 气体的焦——汤系数μJ-T = ，此气体节流膨胀后ΔH 0。 10． 1mol 单原子理想气体（CV,m=1.5R）经一不可逆变化，ΔH =831.4J，则温度变化为ΔT = ，内能变化为ΔU = 。 11. 已知 298K 时 H20(l)、H20(g)和 C02(g)的标准摩尔生成焓分别为-285.83、 –241.82 和 -393.51kJ×mol-1，那么 C(石墨)、H2 (g)、02(g)、H20(l)、H20(g)和 C02(g)的标准摩尔燃烧 焓分别为 。 12.某理想气体反应 2A+B＝A2B，对 nA:nB=2:1 的混合气体在某温度下有 4molA气体、 molB 气体反应，生成 mol A2B 气体，对应的反应进度x为 。 13．1mol 理想气体经恒压加热温度升高 1℃，则该过程的功为 W= 。 14． 1mol 理想气体经恒温膨胀、恒容加热和恒压冷却三步完成一个循环回到始态，此过程 气体吸热 20.0Kj。则ΔU = ，ΔH = ，W = 。 参考答案： 1. PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn