内容发布更新时间 : 2024/12/24 0:26:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

医药学中物理化学的课后习题答案

(A) 不变 (B) 升高 (C) 降低 (D) 无法判定

答：(B)。空气冲入钢筒时，外面的气体对冲入钢筒的气体做功。由于冲入的速度很快，筒内的气体来不及向环境放热，相当于是个绝热过程，所以筒内气体的温度会升高。

4．将1 mol 373 K，标准压力下的水，分别经历：(1) 等温、等压可逆蒸发，

(2) 真空蒸发，变成373 K，标准压力下的水气。这两种过程的功和热的关系为 ( )

(A) W 1< W 2 Q 1> Q 2 (B) W 1< W 2 Q 1< Q 2 (C) W 1= W 2 Q 1= Q 2 (D) W 1> W 2 Q 1< Q 2

答：(A)。过程(1)中，系统要对外做功，W 1<0，而过程（2）是真空蒸发，W 2=0，所以W 1< W 2。过程(1)中，既要对外做功，又要保持温度不变，再加上相变所吸的热，所以Q 1> Q 2。

5．在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱，将冰箱门打开，并接通电源使冰箱工作。过一段时间之后，室内的平均气温将 ( )

(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不一定 答：(A)。对冰箱做的电功，全转化为热释放在房间内。

6． 凡是在孤立系统中进行的过程，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不确定

答：(D)。热力学能是能量的一种，遵循能量守衡定律，在孤立系统中热力学能保持不变。而焓虽然有能量单位，但它是定义出来的函数，不是能量，不遵循能量守衡定律，所以在孤立系统中发生的变化，ΔH的值是不确定的，要根据具体的变化过程而定。例如，在绝热钢瓶里，发生了一个气体分子数不变的放热气相反应，如H2(g)?Cl2(g)?2HCl(g)，则ΔH大于零。但是，如果发生的是

1H2(g)?O2(g)?H2O(l)，虽然反应也放热，但是由于气体分子数减少，钢瓶内

2的压力下降，ΔH会小于零。

7．理想气体向真空作绝热膨胀后，它的温度将 （ ）

(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不一定 答：(C)。理想气体分子之间的相互引力小到可以忽略不计，体积增大，分子间的势能并没有变化，能保持温度不变

8．某气体的状态方程为pVm?RT?bp（b是大于零的常数），此气体向真

空作绝热膨胀，它的温度将 （ ）

(A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不一定

医药学中物理化学的课后习题答案

答：(C)。将状态方程改写为p(Vm?b)?RT，与理想气体的状态方程对照，说明这种气体的自身体积不能忽略，但是分子间的引力与理想气体一样，是小到可以忽略不计的。所以，体积增大，分子间的势能并没有变化，能保持温度不变

9．公式?H?Qp适用于下列哪个过程 （ ）

(A) 理想气体作绝热等外压膨胀。 (B)

垐273K, 101.3 kPa垐H2O(s)噲垐垐垐垐垐??H2O(l)

?Cu(s) (D) 理想气体作等温可逆膨胀 (C) Cu2?(aq)?2e???答：(B)。?H?Qp的适用条件是等压和Wf?0，两个条件缺一不可。(A)中是等外压，而非等压，(C)中有电功，(D)是个不等压过程。所以，只有(B)是适用

的。

10．有一个理想气体的γ =Cp/CV =1.40，则该气体为几原子分子? ( )

(A) 单原子分子 (B) 双原子分子 (C) 三原子分子 (D) 四原子分子

答：(B)。根据能量均分原理，在一般温度下，单原子分子只有3个平动自由

35度，所以CV,m?R。因为理想气体的Cp,m?CV,m?R，所以Cp,m?R。同理，

225775双原子分子的CV,m?R，则Cp,m?R。现在，??1.40?，相当于CV,m?R，

22527Cp,m?R，这是双原子分子的特征。

211．反应的计量方程为H2(g)?Cl2(g)?2HCl(g)，当以5 mol H2(g)与4 mol

Cl2(g)混合发生反应，最后生成2 mol HCl(g)。则该反应进度?等于 ( )

(A) 1 mol (B) 2 mol (C) 4 mol (D) 5 mol 答：(A)。根据反应的计量方程，现在用生成物来表示反应的进度，则 ???nHCl?HCl?2 mol?1 mol 2显然，反应物H2(g)和Cl2(g)都是过量的。

12．欲测定某有机物的燃烧热Qp，一般使反应在氧弹中进行，实验测得的热效应为QV。已知两种热效应之间的关系为Qp?QV??nRT，式中的Δn是指 ( )

(A) 生成物与反应物总物质的量之差 (B) 生成物与反应物中，气相物质的物质的量之差 (C) 生成物与反应物中，凝聚相物质的物质的量之差

医药学中物理化学的课后习题答案

(D) 生成物与反应物的总的热容差

答：(B)。ΔnRT一项来源于Δ（pV）一项，若假定气体是理想气体，在温度不变时Δ（pV）就等于ΔnRT

13． 在下述等式中，正确的是 ( )

$$$$(H2O,l)??cHm(O2,g) (B) ?fHm(H2O,g)??cHm(O2,g) (A) ?fHm$$$$(H2O,l)??cHm(H2,g) (D) ?fHm(H2O,g)??cHm(H2,g) (C) ?fHm答：(C)。根据标准摩尔燃烧焓的定义，只有(C)是正确的。因为O2(g)是助燃剂，其标准摩尔燃烧焓规定为零。H2(g)的燃烧产物是H2O(l)，而不是H2O(g)。

$(C,石墨)的值 14．在298 K时，石墨的标准摩尔生成焓?fHm( )

(A) 大于零 (B) 小于零 (C) 等于零 (D) 不能确定 答：(C)。根据标准摩尔生成焓的定义，稳定单质的标准摩尔生成焓规定为零。现在人为选定，将石墨作为碳的稳定单质。

$(C,石墨)??393.5 kJ?mol?1，15．在298 K和标准压力下，已知?cHm$$?cHm(C,金刚石)??395.3 kJ?mol?1，则金刚石的标准摩尔生成焓?fHm(C,金刚石)的值等于 ( )

(A) ?393.5 kJ?mol?1 (B) ?395.3 kJ?mol?1 (C) ?1.8 kJ?mol?1 (D) 1.8 kJ?mol?1

答：(D)。因为人为选定，将石墨作为碳的稳定单质，所以石墨的标准摩尔

$(CO2,g)??393.5 kJ?mol?1。金燃烧焓就是二氧化碳的标准摩尔生成焓，即?fHm刚石的标准摩尔燃烧焓就是金刚石燃烧为二氧化碳反应的摩尔反应焓变，即

$$??cHm(C,金刚石) C(金刚石,s)?O2(g,p$)?CO2(g,p$) ?rHm利用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变的公式，就可以得到金刚石的标准摩

尔生成焓。

$$$$??cHm(C,金刚石)??fHm(CO2,g)??fHm(C,金刚石) ?rHm所以

$$$(C,金刚石)??fHm(CO2,g)??cHm(C,金刚石) ?fHm ?(?393.5?395.3) kJ?mol?1?1.8 kJ?mol?1

医药学中物理化学的课后习题答案

或者，根据石墨变为金刚石的结晶状态变换反应

垐? C(s,石墨)噲?C(s,金刚石)

这个反应的标准摩尔反应焓变就等于金刚石的标准摩尔生成焓，利用两个物质的

标准摩尔燃烧焓，就可以进行计算

$(C,金刚石)??rHm(298 K)????B?CHm(B) ?fHmB$$(C,石墨)??cHm(C,金刚石) ??cHm ?(?393.5?395.3) kJ?mol?1?1.8 kJ?mol?1

16．某气体的状态方程为pVm?RT?bp，b为大于零的常数，则下列结论正确的是

( )

(A) 其焓H只是温度T的函数

(B) 其热力学能U只是温度T的函数

(C) 其热力学能和焓都只是温度T的函数

(D) 其热力学能和焓不仅与温度T有关，还与气体的体积Vm或压力p有关 答：（B）。可以从两种途径进行解释： （1） 将已知方程改写为p(Vm?b)?RT，与理想气体的状态方程对照，说明这种气体的自身体积不能忽略，但是分子间的引力与理想气体一样，是小到可以忽略不计的。那么，它的热力学能也只是温度的函数。因为根据焓的定义式

H?U?pV，还会牵涉到体积，所以（C）不一定正确。

*（2）用数学的方法来证明。藉助于Maxwell方程（见第三章），可以导出一个重要关系式

??U???p??T?????p ?V?T??T??V??p?对已知方程p(Vm?b)?RT，求??，

??T?V??U???p? ??T????p

?V?T??T??V ?TR?p?p?p?0

(Vm?b)??V???U???p?或者，在公式?的双方，都乘以?T?p??，得 ????p??V?T??T?V??T医药学中物理化学的课后习题答案

??V???U???V???p???V? ??T?p???? ???????V?T??p?T??T?V??p?T??p?T??p???T???V?等式左边消去相同项，并因为????1，所以得 ?????T?V?p??V??p??T??U???V???V? ???T?p??? ????T?p??p?T??p?T ??TRR?T?0 pp这说明了，在温度不变时，改变体积或压力，热力学能保持不变，所以只有（B）

是正确的。 五．习题解析

1．（1）一个系统的热力学能增加了100 kJ，从环境吸收了40 kJ的热，计算系统与环境的功的交换量。

（2）如果该系统在膨胀过程中对环境做了20 kJ的功，同时吸收了20 kJ的热，计算系统的热力学能变化值。

解：（1）根据热力学第一定律的数学表达式?U?Q?W

W??U?Q?100 kJ?40 kJ?60 kJ

即系统从环境得到了60 kJ的功。

（2）根据热力学第一定律的数学表达式?U?Q?W

?U?Q?W?20 kJ?20 kJ?0

系统吸收的热等于对环境做的功，保持系统本身的热力学能不变。 2．在300 K时，有10 mol理想气体，始态的压力为1 000 kPa。计算在等温下，下列三个过程所做的膨胀功。

（1）在100 kPa压力下体积胀大1 dm3 ；

（2）在100 kPa压力下，气体膨胀到终态压力也等于100 kPa ； （3）等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。 解：（1）这是等外压膨胀

W??pe?V??100 kPa?10?3m3??100 J

（2）这也是等外压膨胀，只是始终态的体积不知道，要通过理想气体的状态方程得到。