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浙江大学远程教育学院 物理化物理化学学课程作业课程作业答案答案 ( (必做必做) ) 第一章第一章 热力学第一定律热力学第一定律 一、一、填空题填空题 1. 强度性质 2. U=Q+W 3. 增大 4. 减小 5. 封闭系统中非体积功为零的等容过程 6. 等于 二、二、简答题简答题 1. 将一部分物质从其它部分划分出来作为研究对象，这部分物质称为系统；与系统密 切相关的物质和空间称为环境。 2. 等压过程：环境压力恒定，系统始、终态压力相同且等于环境压力的过程。 可逆过程：系统经过某一过程后，如果能使系统和环境都完全复原，则该过程称为可 逆过程。 3. 自然界的一切物质都具有能量，能量有多种不同的形式，能量可以从一种形式转化为 另一种形式，能量的总量在转化过程中保持不变。 4. 在标准压力和指定温度下，由最稳定的单质生成 1 mol 物质的焓变，称为该物质的标 准摩尔生成焓。 在标准压力和指定温度下，1 mol 物质完全燃烧的恒压反应热，称为该物质的标准摩尔 燃烧焓。 5. Zn 与稀硫酸发生置换反应所释放的能量，在开口瓶中进行的一部分能量以系统对环境 做功的形式（因反应产生 H2 ，系统体积增大，对环境做体积功）传递给环境，另一部分以 热形式传递给环境。闭口瓶中进行由于不做体积功，全部以热形式传递给环境，因此，闭口 瓶中进行放热更多。 6. 这是孤立系统， U=0 (g)CO(g)O)C( 22 石墨 00)(pVpVUH 燃烧前后， 气体摩尔数不变， 温度升高， 压力增大， 所以， 燃烧后， 热力学能不变， 焓增大。 三、三、计算题计算题 1. Q=1548J，W=-1548J，U=0，H=0 2. Q=40.7kJ，W= -3.10kJ，U=37.6kJ，H=40.7kJ 3. kJ /mol7 .65 mr H kJ /mol7 .60 mr U 4. kJ/mol6 .84 mr H kJ /mol6 .79 mr U 第二章第二章 热力学第二定律热力学第二定律 一、一、填空题填空题 1. 绝热可逆压缩 2. 大于 3. 0.2011 4. 大于 5. 108.9J/K 6. 大于 7. 小于 8. 封闭系统中的等温等压非体积功为零的过程 二、二、简答题简答题 1. 自发过程：任其自然、无需人为施加任何外力就能自动发生的过程。 热力学第二定律：第二类永动机是不可能制成的。 2. 不矛盾。热力学第二定律指出：“不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其 它变化”，而空调在制冷时，环境做了电功，同时得到了热，所以环境发生了变化。 3. 熵的物理意义是系统混乱度的量度。 在孤立系统中的任何过程，或封闭系统中的绝热过程: S0 表示自发过程 S=0 表示可逆过程 S0 表示不可能发生的过程 4. 绝热可逆过程 绝热不可逆过程 0 1r2,r SSS 0 1ir2,ir SSS 终态的熵不可能相同，即终态不可能相同。 5. 热力学第三定律：在 0 K 时，任何纯物质完整晶体的熵值等于零。 标准摩尔熵： 根据热力学第三定律求得的标准状态下 1 mol 物质在温度 T 时的熵值。 三、三、计算题计算题 1. S=5.76J/K， F= -1730J， G= -1730J 2. （1）S恒温槽= -11.31 J/K，S空气=13.95 J/K； （2）该过程不可逆 3. S=4.160J/K 4. S=2.355J/K， S环=0 5. J/mol2901G mr ，石墨更稳定。 6. kJ/mol32.178 mr H mol)J /(K59.160 mr S kJ /mol43.130 mr G 第第三三章章 多组分系统热力学多组分系统热力学 一、一、 填空题填空题 1. 等于 2. 0178 kg mol-1 二、二、 简简答题答题 1. 各组分可按同样方法处理的多组分均相系统称为混合物。 各组分不能按同样方法处 理的多组分均相系统称为溶液。 2. 稀溶液中的溶剂蒸汽压符合拉乌尔定律， 而溶质蒸汽压符合亨利定律， 两者的处理 方法不同，所以不是混合物。 3. 0.01mol/kg 葡萄糖水溶液与0.01mol/kg 氯化钠水溶液的渗透压不同。虽然两者都 是稀溶液且质量摩尔浓度相同，但氯化钠水溶液中的NaCl是强电解质，电离为Na+和Cl-，溶 质分子数（离子数）远大于相同质量摩尔浓度的葡萄糖水溶液中的溶质分子数（离子数）， 因此，0.01mol/kg 氯化钠水溶液的渗透压大于0.01mol/kg 葡萄糖水溶液的渗透压。 4. 因为乙醇是挥发性物质，水中加入少量乙醇形成稀溶液，沸点不一定升高。 5. 水的正常凝固点是0，大于0时才开始融化冰冻。盐是非挥发性物质，使水的凝 固点降低，在冰冻路面撒盐使冰冻在较低温度（低于0）就能融化。 三、三、 计算题计算题 1. xB=0.00958，mB=0.537mol/kg，cB=0.526mol/L r2,ir2,r2,ir2, SSSS 2. 1.107 10-3 m3 3. 100.8kPa 4. kx=2.811 109 Pa, km=5.060 107 Pa kg/mol 5. 6.932 105 Pa 6. 60.84 g/mol 7. 64.94 mol/kg 第四章第四章 化学平衡化学平衡 一、一、判断题（正确打判断题（正确打，错误打，错误打 ） 1 2 3 4 5 二、选择题二、选择题 1 2 3 4 5 D D B B B 三、三、填空题填空题 1. -15.96 2. 向右 四、四、 简简答题答题 1. 化学反应 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 是吸热反应， 提高反应温度可以增大平衡常数， 有利于反应正向进行。 2. 乙苯脱氢生成苯乙烯是吸热反应， 提高反应温度有利； 该反应也是增加体积的反应， 减小压力有利。通入过热水蒸气既可以提供热量，维持较高的反应温度，同时还由于水蒸气 不参加反应，起稀释作用，与减小压力的效果相同。 3. （1）提高反应温度，使平衡正向移动。 （2）增加系统总压力 ，使平衡反向移动。 （3）增加 C(s) ，不影响平衡。 （4）增加 H2O (g)分压 ，使平衡正向移动。 （5）增加 N2 (g)分压，使平衡正向移动。 五、五、 计算题计算题 1. J10768. 3 4 mr GJ7029 mr G 2. 3. 4. 5. 3 p 10521. 5 K，能自动分解 6. 1 mr molkJ35.85 H， 11 mr KmolJ09.113 S， 1 mr molkJ63.51 G， 10 p 10032. 9 K 第第五五章章 相平衡相平衡 一、一、选择题选择题 1 2 B B 二、二、填空题填空题 1. =2；f=1 2. K=1；=2；f=0 3. K=3；=2；f=1 4. 相图中表示 系统的温度、压力及总组成的状态点 三、三、简简答题答题 1. 气-液平衡时两相组成相同且沸点都要比纯组分和其它组成低的混合物称为最低恒 沸混合物，最低恒沸混合物的沸点称为最低恒沸点。 2. 两者并不矛盾。 因为沸点是指液体的饱和蒸气压等于外压时对应的温度。 在相同温 度下，不同液体的饱和蒸气压一般不同，饱和蒸气压高的液体，其饱和蒸气压等于外压时， 所需的温度较低， 故沸点较低； 克劳修斯克拉珀龙方程是用于计算同一液体在不同温度下 的饱和蒸气压的，温度越高，液体越易蒸发，故饱和蒸气压越大。 3. 不能。 在乙醇-水的T-x相图中， 存在最低恒沸点， 最低恒沸混合物中乙醇占95.57%， 因此，多次蒸馏只能得到纯水和最低恒沸混合物，不可能得到纯乙醇。 四、四、计算题计算题 1. p乙酸乙酯=18.57kPa；p水=6.31kPa；p总=24.88kPa 2. MB=126.8 g/mol 233 c 3210 pp )(mol/m10590. 1 ,10034. 1 ,Pa10586. 2 ,586. 2 KKKK x 719. 2 -2.48kJ, pmr KG 2 mr 10422. 8 kJ/mol, 7 .16 KG 3. W液相=75.34g；W对硝基氯苯固相=24.66g 第第六六章章 电化学电化学 一、选择题一、选择题 1 2 3 4 5 A C D A D 二、二、填空题填空题 1. 8.5924 10-4 2. I=0.006；=0.8340 3. Cl- (a1) + Ag+ (a2) = AgCl (s) 4. HgO(s) + H2O+2e=Hg(l) + 2OH-(a)；H2(p)+ 2OH-(a)-2e=2 H2O; HgO(s)+ H2(p)= Hg(l)+ H2O 5. 2H+(2m)+2e= H2(p2)；H2(p1)-2e=2H+(2m)；H2(p2) = H2(p1) 6. 封闭系统中等温、等压、非体积功只有电功的可逆过程 三、三、简简答题答题 1. 相距 1m、截面积为 1m2的两平行电极间放置 1m3电解质溶液时所具有的电导称为 电导率。相距 1m 的两平行电极间放置含 1mol 电解质的溶液时所具有的电导称为摩尔电导 率。 2. 当强电解质溶液的浓度增大时， 一方面使单位体积内的离子数增加， 另一方面又因 单位体积内的离子数增加而使离子间作用力增加，离子运动速率下降。因此，当强电解质溶 液的浓度较低时，离子数增加起主要作用，浓度增大使电导率增大；当强电解质溶液的浓度 较高时，离子运动速率下降起主要作用，浓度增大使电导率减小。 3. 当弱电解质溶液的浓度下降时， 其摩尔电导率增大。 这是由于弱电解质溶液的浓度 下降将导致电离增大，离子数增加，同时还使离子间作用力下降，离子运动速率增大。 4. 电池中进行的化学反应、能量转换和其它过程均可逆的电池称为可逆电池。 四、四、计算题计算题 1. （1） 22.96 m-1；（2）0.06105 S m-1； （3）0.02442 S m2 mol-1 2. 1.869 10-10 3. 0.04032 4. 正极反应 2H+(a=0.1) + 2e = H2 (100kPa) 负极反应 Fe - 2e = Fe2+(a=0.05) 电池反应 2H+(a=0.1) + Fe = H2 (100kPa) + Fe2+(a=0.05) E = 0.4195V 5. (1) 正极反应：2MnO4- + 16H+ + 10e 2Mn2+ + 8H2O 负极反应：2Cl- -2e Cl2(g) 电池反应：2MnO4- + 16H+ + 10Cl- 2Mn2+ + 8H2O + 5Cl2(g) （2）0.149V； （3）0.0543V 6. (1) 正极反应：Hg2 SO4 (s) +2e 2Hg (l)+ SO42- 负极反应：H2 -2e 2 H+ 电池反应：Hg2 SO4 (s) +H2 2Hg (l)+ SO42-+2H+ （2）0.1572 第第七七章章 化学动力学化学动力学 一、一、判断题（正确打判断题（正确打，错误打，错误打 ） 1 二、二、选择题选择题 1 A 三、三、填空题填空题 1. 3 2. 75% 3. 不变；增大；不变 4. 改变反应途径 5. 不大 四、四、简简答题答题 1. 合成氨反应不可能是基元反应。合成氨反应的化学方程式为 3H2 + N2 2NH3 方程式中反应物的系数之和等于 4，四分子反应迄今还没有发现过。 2. 有些反应实际上不是真正的一级反应， 但由于其它反应物的浓度在反应过程中保持 不变或变化很小， 这些反应物的浓度项就可以并入速率常数中， 使得反应速率只与某反应物 的一次方成正比，其速率方程的形式与一级反应相同，这样的反应称为假一级反应。 3. 平行反应的产物之间的比值不随时间改变，而连续反应的中间产物先增大后下降， 中间有一个最大值，因此，连续反应的产物之间的比值随时间改变。 4. 催化剂虽然能够加快化学反应， 但不能改变化学反应的方向和限度， 即不改变化学 反应的平衡常数。当催化剂使正反应速率加快时，必然以相同的倍数使逆反应速率加快。因 此，在对峙反应中，不能通过选择催化剂仅仅使正反应速率加快。 5. 在热化学反应中， 活化分子是根据玻尔兹曼能量分布反应物分子中能量大于阈能的 部分。温度升高，活化分子所占的比例明显增大，速率常数增大。而在光化反应中，活化分 子主要来源于反应物分子吸收光子所形成，活化分子数与温度关系不大，因此，速率常数也 与温度关系不大。 6. （1）温度升高，k2增大； （2）升高温度，B 产物的相对含量增大。 五、五、计算题计算题 1. （1）k=0.0193min-1； （2）r0= 5.79 10-3 mol dm-3 min-1； （3）r= =3.94 10-3mol dm-3 min-1； （4）53.8% 2. （1）826.4s； （2）551.0s 3. k=0.01820h-1；t1/2=38.08h 4. 85.60 kJ mol-1；5.68 10-3h-1 5. （1）1631h； （2）5.52510-6 h-1； （3）1.907104h 第八章第八章 表面表面化学化学 一、一、选择题选择题 1 D 二、二、填空题填空题 1. 2.91 105Pa 2. p凹p平p凸 3. 6.14 4. 增大；减小 三、三、简简答题答题 1. 管内液体的最后平衡位置在毛细管细端。 管中液体为凹液面，附加压力的方向指向液体外部。根据附加压力公式 ， 毛细管中的液体两侧表面张力相同，而左侧液面半径较小，因而向左的附加压力较大， 使液体向左移动，直至两侧半径相同处为最后平衡的位置。 2. 溶液的表面层浓度与本体浓度不同的现象称为溶液的表面吸附。 由于溶液的表面张 力与浓度有关， 为了降低表面张力， 使表面张力增大的溶质分子将自动从表面层向本体 转移，而使表面张力减小的溶质分子将自动从本体向表面层转移，形成浓度差；同时， 为了使系统的熵值尽可能大， 溶质将从高浓度向低浓度方向扩散， 使表面层浓度与本体 浓度趋于均一。这两种相反的作用达平衡时，就产生溶液的表面吸附。 3. 能显著降低溶液表面张力的物质称为表面活性剂。 表面活性剂都是两亲分子， 即同 时具有亲水的极性基团和亲油的非极性基团。 4. 增溶作用是难溶性有机物 “溶解” 于浓度达到或超过临界胶束浓度的表面活性剂水 溶液中的现象。 它不同于溶解作用。 溶解作用是溶质以单个分子或离子的形式完全分散 到溶剂中， 每个溶质分子或离子完全被溶剂分子所包围， 而增溶作用是难溶性有机物聚 集在表面活性剂分子所形成的胶束中。 5. 固体吸附气体放热。因为气体被吸附到固体表面，运动的自由度减少，即熵减少， S0。根据G=H-TS，当吸附自动发生时，G0，可推知H0，所以固体吸附气 体放热。 四、四、计算题计算题 1. 1000 倍；9.149 10-4 J 2. （1）毛细管内的汞面下降； （2）0.47N/m r p 2 3. （1）1.178 105Pa； （2） 123.3 4. （1）5.45 10-4 Pa-1； （2）7.36 10-2 m3/kg 第第九九章章 胶体分散系统胶体分散系统 一、一、填空题填空题 1. 缔合胶体 2. 空气；水 3. (AgBr)m nAg+ (n-x)NO3-x NO3- 二、二、简简答题答题 1. 溶胶是高度分散的多相系统， 有很大