为什么对于理想气体，公式Δu=ncv，mdt 可用来计算任一过程的Δu，并hope～不受期待的新人定容条件的

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物理化学思考题――傅献彩
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物理化学思考题及参考答案――傅献彩
导读：物理化学思考题，溶液???????????????????13相平衡??????????????，7、等温等压进行的某化学反应，而ΔrH1和ΔrH2是该化学反应达到平衡时实验测得的值，物理化学思考题目录第一章第二章第三章热力学第一定律??????????????2热力学第二定律??????????????6统计热力学初步??????????????10第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章
物理化学思考题
热力学第一定律 ?????????????? 2
热力学第二定律 ?????????????? 6
统计热力学初步 ??????????????10
溶 液???????????????????13 相平衡
????????????????? 16 化学平衡 ?????????????????20 电解质溶液???????????????? 22 可逆电池的电动势及其应用 ?????????25 电解与极化作用 ??????????????29 化学动力学基础?????????????? 32 界面现象????????????????? 36 胶体分散体系与大分子溶液????????? 38
热力学第一定律
1、为什么第一定律数学表示式dU=δQ-δW 中内能前面用微分号d，而热量和功的前面用δ符号？
答：因为内能是状态函数，具有全微分性质。而热量和功不是状态函数，其微小改变值用δ表示。
2、公式H=U+PV中H & U,发生一状态变化后有ΔH =ΔU +Δ（PV），
&ΔU吗？为什么？
答：不一定。因为Δ（PV）可以为零、正数和负数。
3、ΔH = Qp , ΔU = Qv两式的适用条件是什么？
答：ΔH = Qp此式适用条件是：封闭系等压非体积功为零的体系。
ΔU = Qv此式适用条件是：封闭系等容非体积功为零的体系。
（1）状态确定后，状态函数的值即被确定。
（2）状态改变后，状态函数值一定要改变。
答：不对。如：理想气体等温膨胀过程，U和H的值就不变化。
（3）有一个状态函数值发生了变化，状态一定要发生变化。
4、 想气体绝热向真空膨胀，ΔU=0，ΔH=0对吗？
答：对。因理想气体绝热向真空膨胀过程是一等温过程。
5、恒压、无相变的单组分封闭体系的焓值当温度升高时是增加、减少还是不变？ 答：增加。
6、当体系将热量传递给环境后，体系的焓值是增加、不变还是不一定改变？ 答：不一定改变。
7、等温等压进行的某化学反应，实验测得T1和T2时的热效应分别为ΔrH1和ΔrH2，用基尔霍夫公式验证时，发现数据不相等。为什么？
解：用基尔霍夫公式计算的ΔrHm,1和ΔrHm,2是反应物完全变成产物时的值。而ΔrH1和ΔrH2是该化学反应达到平衡时实验测得的值。
8、“功、热与内能均是能量，所以它们的性质相同”这句话正确否？
答：不正确。虽然功、热与内能都有能量的量纲，但在性质上不同，内能是体系的本身性质，是状态函数。而热与功是体系与环境间交换的能量，是与热力学过程相联系的过程量。功与热是被“交换”或“传递”中的能量，不是体系本身的性质，不是状态函数，与内能性质不同。热与功也有区别，热是微粒无序运动而传递的能量，功是微粒有序运动而传递的能量。
9、 为什么本教材中热力学第一定律表达式是：ΔU＝Q＋W，而有些书中采用ΔU＝Q-W，两者是否有矛盾，为什么?
答：因为本教材规定：体系吸热为正，放热为负；体系对外作功，W为负值，环境对体系作功，W为正值，总的来说，体系在过程中得到能量为正，失去能量为负。在这个规定下，要满足能量守衡原理，则必须是体系吸的热加上环境对体系作的功后，才等于体系内能的变化值，所以是ΔU＝Q＋W。而有些书上，功的符号与上述规定相反，（体系向环境做功，W 为正值，环境向体系做功，W 为负值），则就是ΔU＝Q－W。
10、一体系由A态到B态，沿途径Ⅰ放热 100J，对体系作功 50J。问(1)由A态沿途径Ⅱ到B态体系作功 80J，其Q值为多少？(2) 如体系由B态沿途径Ⅲ回到A态得50J功，体系吸热环是放热？Q为多少？
答：(1) ΔUA→B＝－100＋50＝－50J
Q＝ΔUA→B－W＝－50－(－80)＝30J
(2) ΔUB→A＝－ΔUA→B＝50J
Q＝ΔUB→A－W＝50－50＝0
体系不吸热也放热
11、已知体系的状态方程式Ｆ(T，p，V)＝0，由U＝f(T，V)写出当压力不变时气体的内能对温度的变化率的表达式。
答：dU＝(ЭU/ЭT)VdT＋(ЭU/ЭV)TdV压力不变时，除以ｄT：(ЭU/ЭT)p＝(ЭU/ЭT)V＋(ЭU/ЭV)T(ЭV/ЭT)p
12、为什么无非体积功的等压过程的热，只决定于体系的初、终态？
答：因为无其它功的等压过程中Qp＝ΔH，而 ΔH 是体系状态函数的改变值，其大小只决定于体系的始终态，所以在无其它功的等压过程 Qp 大小只决定于初终态。
13、“因 ΔH＝Qp，所以只有等压过程才有 ΔH。”这句话是否正确？
答：不正确。H是状态函数，H＝U＋pV，凡是体系状态发生变化，不管经过什么过程，体系的焓值都可能变化，即 ΔH 有可能不等于零。
14、因为“ΔH＝Qp，所以Qp 也具有状态函数的性质”对吗？为什么？
答：不对，ΔH＝Qp，只说明Qp 等于状态函数H的变化值 ΔH，仅是数值上相等，并不意味着Qp 具有状态函数的性质。ΔH＝Qp 只能说在恒压而不做非体积功的特定条件下，Qp 的数值等于体系状态函数 H 的改变，而不能认为 Qp 也是状态函数。
15、试证明在无非体积功的等容过程中体系的ΔU＝QV。
证明：ΔU＝Q＋W
ΔV＝0，又无其它功，W=0
16、为什么对于理想气体，公式ΔU=nCV，mdT 可用来计算任一过程的ΔU，并不受定容条件的限制？
答：因为对理想气体，U＝f(T)，内能仅是温度的函数，从始态出发，不论经什么过程，达到不同的终态，只要始终态温度分别相同，ΔU 就一定相同。所以公式ΔU=CV，mdT并不受定容条件的限制。
恒容过程ΔU1＝CV，mdT
两者终态的温度相同
ΔU2＝ΔU1＋ΔU3
∴ ΔU2＝ΔU1＝CV，mdp 即 1mol理想气体不论什么过程，只要变到相同温度的终态其ΔU 总是等于CV，mdT
17、为什么理想气体常数R在数值上等于1mol理想气体升高1K时所作的等压体积功？ 答：W＝－p外ΔV＝－p(V2-V1)＝－nR(T2-T1)
当 n＝1mol
T2－T1＝1K 时
18、体系中有100克N2，完全转化成NH3，如按计量方程式N2＋3H2→2NH3，Δξ=?，如按计量方程式N2＋H2―→NH3，Δξ=?，如反应前体系中N2的物质的量n(N2)＝10mol，分别按上述二计量方程式所得的Δξ计算反应后的 n'(N2)＝？
答：nN2(0)＝100/28＝3.57mol
Δξ1＝[nN2(ξ)-nN2(0)]/νB＝(0-3.57)/(-1)＝3.57mol
Δξ2＝(0-3.57)/(-1/2)＝7.14mol
公式：nB(ξ)＝nB(0)+νBΔξ
nB(0)＝10mol
按方程式：N2＋3H2→2NH3， nN2(3.57)＝10-(-1)33.57＝6.43mol
按方程式：N2＋H2→NH3， n'N2(7.14)＝10-(-1/2)37.14＝6.43mol
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