物理化學(xué)練習(xí)題

1、第一章一、 填空題1. 某體系在壓力101.3kPa下恒壓可逆膨脹，體積增大5L，其所做的功為 2. 某化學(xué)反應(yīng)在恒壓、絕熱和只作體積功的條件下進(jìn)行，體系溫度由T1升高到T2，則此過程的焓變DH （小于零，等于零，大于零，不確定）3. 熱力學(xué)第一定律U=Q+W 只適用于 4. 2mol H2，溫度為0，壓力為101.3kPa，恒溫可逆壓縮到10L，該過程所做的功為 5.當(dāng)某化學(xué)反應(yīng)rCp,m0,則該過程的隨溫度升高而 (下降、升高、不變)答案：1.W=-PV=-506.5J2.等于零3. 封閉物系的任何變化4.V1=nRT1/p1 ; W=-nRTln(v2/v1);得W=6.81kJ5.下降

2、二、 問答題1. 系統(tǒng)經(jīng)一個循環(huán)后，H、U、Q、W是否皆等于零？2. 夏天將室內(nèi)冰箱門打開，接通電源并禁閉門窗（設(shè)墻壁門窗均不傳熱），能否使室內(nèi)溫度降低，為什么？答案：1. 答：否。其中H和U為狀態(tài)函數(shù)，系統(tǒng)恢復(fù)至原態(tài)后其值復(fù)原，即H0、U0。而熱與功是與途徑有關(guān)的函數(shù)，一般不會正好抵消而復(fù)原，除非在特定條件下，例如可逆絕熱膨脹后又可逆絕熱壓縮回至原態(tài)，或可逆恒溫膨脹后又可逆恒溫壓縮回至原態(tài)等。2. 答：不能；該情況室內(nèi)相當(dāng)于一個絕熱的系統(tǒng)，冰箱電機做功發(fā)熱，室溫增加。1、1.5mol雙原子分子理想氣體，溫度為25，體積為20，經(jīng)絕熱可逆過程膨脹到壓力等于101.3KPa。求系統(tǒng)的溫度及變化過

3、程中系統(tǒng)所作的功W、內(nèi)能U及焓變H。 解：對于絕熱過程Q=0，所以 W=U=n 根據(jù)已知條件可得： =KPa=185.8KPa 根據(jù)式=1得 = 式中，r=，將已知條件代入可得： T=250.7KW=1.5J=-1475JV=W=-1475JH=n=1.5J=-2065J2、已知25時，下列反應(yīng)的熱效應(yīng)： H=-324.71KJmol 2Ag+ H=-30.57KJmol H=-92.31KJmol H =-285.84KJmol求AgCl的生成熱。 解：設(shè)為反應(yīng)（5） 由（5）=得： =1/2（H+H+2 H-） =1/2(-324.71KJmol)+（-30.57KJmol）+2（-92.

4、31KJmol）-（-285.84KJmol） =-127.03KJmol 即 =-127.03Kjmol3、298K時，5mol的理想氣體，在（1）逆膨脹為原體積的2倍；（2）定壓下加熱到373K。已知=28.28J。計算兩過程的Q、W、U和H 解：（1）理想氣體定溫可逆膨脹時 W= 其中v=2v，T=298K,n=5mol,所以 W=-8587(J) U=0，H=0,所以 Q=-W=8587J (2)Q=H- 其中 所以 28.288.314=36.59() 所以 Q=H=536.59(373-298)10=13.72(KJ) U=528.28(373-298)10=10.60(KJ) W

5、=U-Q=10.60-13.72=-3.12(KJ)第二章問答題：1.“理想氣體恒溫膨脹的結(jié)果是把吸收的熱全部變成功”這種說法與第二定律的開爾文說法是否矛盾？并地作適當(dāng)?shù)仃U述。參考答案：不矛盾。因為開爾文說法是不可能從單一熱源吸熱使之完全轉(zhuǎn)化為功而不引起其他變化，而理想氣體恒溫?zé)崤蛎洉r還有氣體體積的變化。 2. “110、100kPa下，過熱的水變成氣所吸收的熱Qp=H。因為H只決定與初末態(tài)，與過程是否可逆無關(guān)，故可以根據(jù)S=Qp/T=H/(273+110)K來計算此過程的熵變。”這種算法是否正確，為什么？參考答案：不正確。因為110、100kPa下的水變成氣是不可逆相變。不能用公式Qp/T求

6、熵變。 3.下列說法如有錯誤，請予以改正。（1）在一可逆過程中，體系的熵值不變。（2）一過程，體系的熵變等于過程的熱溫熵。（3）S 0 所以反應(yīng)不能自發(fā)正向進(jìn)行，可以自發(fā)逆向進(jìn)行2、已知298.15K以下物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)物質(zhì)Hm1KJ/molSm 1J/(K*mol)CO(g)-110.52197.91H2(g)0130.59CH3OH(g)-201.25237.6求298.15K反應(yīng) CO（g）+2H2（g）=CH3OH(g)的K 解：298.15K下反應(yīng)的rHm=fHm(CH3OH,g) fHm(CO,g) =(-201.25)（-110.52）)KJ/mol= -90.73KJ/molr

7、Sm=Sm(CH3OH,g)2*Sm(H2,g)Sm（CO,g） =(237.6-2*130.59197.91)J/(K*mol)= -221.49 J(K*mol)rGm= rHmTrSm =-90.73298.15*（-221.49）*10-3KJ/mol=-24.682 KJ/molK=exp（-Gm/RT） =exp【24682/(8.314*298.15)】=2.11*104五 多組分熱力學(xué)系統(tǒng)一簡答題1.偏摩爾量應(yīng)注意哪些問題？(1)、只有廣度性質(zhì)才有對應(yīng)的偏摩爾量。因為只有廣度性質(zhì)才與體系中物質(zhì)的量有關(guān)。偏摩爾量也是狀態(tài)函數(shù)，是強度性質(zhì)。(2)、只有均相多組分體系才使用偏摩爾量的

8、概念。單組分體系的偏摩爾量等于其摩爾量。2. 拉烏爾定律與亨利定律的區(qū)別？（1）拉烏爾定律適用于稀溶液的溶劑和理想溶液，而亨利定律適用于溶質(zhì)；（2）拉烏爾定律中的比例常數(shù)是純?nèi)軇┑恼魵鈮海c溶質(zhì)無關(guān)，而亨利定律的比例常數(shù)k則由實驗確定，與溶質(zhì)和溶劑都有關(guān)；二填空題1.下列三個偏導(dǎo)數(shù)中，（ ）是偏摩爾量，（ ）是化學(xué)勢A B. C. 答案： A C2在兩相中均有A、B兩種物質(zhì)，達(dá)到平衡時，則有（ ）。答案：一、填空題：1. 在稀溶液中，溶劑的蒸氣壓于 （正比、反比）溶液中溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)。2.1867年，亨利在研究氣體在溶劑中的溶解度時發(fā)現(xiàn)，一定溫度下氣體的溶解度與液面上方該氣體的 成正比，稱為亨

9、利定律。3.在所有偏摩爾性質(zhì)中偏摩爾吉氏函數(shù)是最重要的，因此有專門的名稱叫著 ，用符號表示。4.在一定溫度和壓力下，系統(tǒng)的吉氏函數(shù)等于系統(tǒng)中各物質(zhì) 的 與其物質(zhì)的量乘積之和。二、問答題1.溶液平衡中i,i ，rGm ，rGm ，k等物理量是否與選取的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)有關(guān)？2.簡述拉烏爾定律與亨利定律的三點區(qū)別。答案：一、填空題1. 正比 2.平衡壓力 3.化學(xué)勢 4.偏摩爾吉氏函數(shù) 二、問答題1.由于溶液中組元的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)勢與活度的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)選取有關(guān)，這影響溶液化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能的變化，進(jìn)而影響反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，即i 、rGm 與k與組元的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)選取有關(guān)，i和rGm 與組元的活度標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的選取

10、無關(guān)。2.（1），拉烏爾定律適用于計算稀溶液中溶劑的蒸氣壓，亨利定律適用于計算稀溶液中溶質(zhì)的蒸氣壓（2）拉烏爾定律中的比例常數(shù)是同溫度下純?nèi)軇┑恼魵鈮?，與溶質(zhì)性質(zhì)無關(guān)；而亨利定律中的常數(shù)是與溶劑、溶質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)的量，需要通過實驗確定。在亨利定律中，溶質(zhì)組成可用任何濃度表示，但拉烏爾定律中的組成必須用摩爾分?jǐn)?shù)表示。第7章填空題：1由于表面能的作用，任何液體都有盡量緊縮而_表面能的趨勢，如果液面是彎曲的則這種緊縮趨勢會對液面產(chǎn)生_。（減小，附加壓力）2分子型的表面活性物質(zhì)在水中不電離，呈分子狀態(tài)，離子型的表面活性物質(zhì)可在水中電離出_起降低溶液_作用的可能是_都能降低溶液的_。（陰陽離子，表面張力

11、，陰離子或陽離子或兩種離子，表面張力）3物理吸附時吸附質(zhì)和吸附劑分子之間的作用力是_，化學(xué)吸附時，吸附質(zhì)分子和吸附劑表面的原子_，（范德華力，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）4分散系統(tǒng)的另一種分類方法，按照分散相物質(zhì)顆粒大小進(jìn)行劃分為_。（粗分散系統(tǒng)、膠體分散系統(tǒng)和分子分散系統(tǒng)）問答題1舉出兩種簡單易行的區(qū)別真溶液和膠體溶液的方法。答：（1）膠體丁澤爾效應(yīng)明顯，真溶液沒有丁澤爾效應(yīng)。 （2）向溶膠中加入任何電解質(zhì)溶液，只要濃度足夠大，都可使溶膠發(fā)生聚沉。向真溶液中加入電解質(zhì)，一般不會產(chǎn)生沉淀，除非在個別情況下發(fā)生產(chǎn)生沉淀的復(fù)分解反應(yīng)。2：試對熱力學(xué)電勢和動電電勢作一比較。答：（1）固體表面與溶液本體內(nèi)部的電位差

12、稱為熱力學(xué)電勢或表面電勢?；瑒用媾c溶液本體內(nèi)部的電位差稱為動電電勢（2）熱力學(xué)電勢可通過電位計在平衡態(tài)下測定，而動電電勢則必須在固相與液相發(fā)生相對位移時，通過電泳、電滲速度等方法測定。（3）熱力學(xué)電勢一般不隨電解質(zhì)的加入而改變（忽略電解質(zhì)的加入對離子活度的影響），而動電電勢則隨電解質(zhì)的加入而改變，有時甚至可使動電電勢的正負(fù)性改變。3水泥、面粉或其它粉料，時間長了會結(jié)成團(tuán)，試從表面現(xiàn)象說明其原因。答：水泥、面粉等結(jié)成團(tuán)是一表面積減小的過程，也是一界面自由能減小的過程，按照熱力學(xué)第二定律，界面能降低的過程為自發(fā)過程第八章填空：1. 一級反應(yīng)完成99.9%所需時間是半衰期的（10）倍2. 某化學(xué)反應(yīng)

13、的速率常數(shù)為2.0mol/L.s,該化學(xué)反應(yīng)的級數(shù)為（0）根據(jù)速率常數(shù)的單位來確定反應(yīng)級數(shù)3. 某反應(yīng)在一定條件下平衡轉(zhuǎn)化率為25%，當(dāng)有催化劑存在時，其轉(zhuǎn)化率（等于）25%解答：催化劑不改變平衡性質(zhì)4. H2和O2反應(yīng)引起爆炸的原因（生成雙自由基，形成支鏈）5. 光化學(xué)反應(yīng)的初級反應(yīng)速率一般只與（入射光強度）有關(guān)，與（反應(yīng)物）無關(guān)，所以光化學(xué)反應(yīng)是（0）級反應(yīng)簡答：1. 反應(yīng)Pb(C2H5)4-Pb + 4C2H5是否可能為基元反應(yīng)，為什么？答：不可能，因為對于任意反應(yīng)，在微觀上都是可逆的，而該反應(yīng)的逆反應(yīng)有5個分子，不可能是基元反應(yīng)，所以整個反應(yīng)不可能是基元反應(yīng)2. 化學(xué)動力學(xué)和化學(xué)熱力學(xué)

14、所解決的問題有何不同？答：化學(xué)熱力學(xué)解決某一反應(yīng)在一定條件下能否自發(fā)進(jìn)行，進(jìn)行到什么程度為止（化學(xué)平衡態(tài)）；而動力學(xué)則要解決反應(yīng)進(jìn)行的快慢和反應(yīng)機理，計算某一反應(yīng)在一定溫度下經(jīng)過一段時間轉(zhuǎn)化率為多少。熱力學(xué)解決可能性，動力學(xué)解決現(xiàn)實性1.在780k及=100Pa時，某碳?xì)浠衔锏臍庀酂岱纸夥磻?yīng)的半衰期為2s。降為10KPa時，半衰期為20s。求該反應(yīng)的級數(shù)和速率常數(shù)。解：代入用半衰期法確定反應(yīng)級數(shù)的公式得：該反應(yīng)為2級反應(yīng)。2.在0.1mol*（KPa）HCl水溶液中（NH）CO,334K是速率k=0.713*10min，344k時速率k=2.77*10min，求Ea和A的值。 解所以Ea=129.6KJ*mol所以A=1.32*10min3.在700恒容時測得下列反應(yīng)的動力學(xué)數(shù)據(jù)如下：2NO(g)+2(g)=N(g)+2HO(g)P/kpaNO50.650.625.320.210.120.1/(kpamin)0.4880