物理化学练习题

1、第一章一、 填空题1. 某体系在压力101.3kPa下恒压可逆膨胀，体积增大5L，其所做的功为 2. 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系温度由T1升高到T2，则此过程的焓变DH （小于零，等于零，大于零，不确定）3. 热力学第一定律U=Q+W 只适用于 4. 2mol H2，温度为0，压力为101.3kPa，恒温可逆压缩到10L，该过程所做的功为 5.当某化学反应rCp,m0,则该过程的随温度升高而 (下降、升高、不变)答案：1.W=-PV=-506.5J2.等于零3. 封闭物系的任何变化4.V1=nRT1/p1 ; W=-nRTln(v2/v1);得W=6.81kJ5.下降

2、二、 问答题1. 系统经一个循环后，H、U、Q、W是否皆等于零？2. 夏天将室内冰箱门打开，接通电源并禁闭门窗（设墙壁门窗均不传热），能否使室内温度降低，为什么？答案：1. 答：否。其中H和U为状态函数，系统恢复至原态后其值复原，即H0、U0。而热与功是与途径有关的函数，一般不会正好抵消而复原，除非在特定条件下，例如可逆绝热膨胀后又可逆绝热压缩回至原态，或可逆恒温膨胀后又可逆恒温压缩回至原态等。2. 答：不能；该情况室内相当于一个绝热的系统，冰箱电机做功发热，室温增加。1、1.5mol双原子分子理想气体，温度为25，体积为20，经绝热可逆过程膨胀到压力等于101.3KPa。求系统的温度及变化过

3、程中系统所作的功W、内能U及焓变H。 解：对于绝热过程Q=0，所以 W=U=n 根据已知条件可得： =KPa=185.8KPa 根据式=1得 = 式中，r=，将已知条件代入可得： T=250.7KW=1.5J=-1475JV=W=-1475JH=n=1.5J=-2065J2、已知25时，下列反应的热效应： H=-324.71KJmol 2Ag+ H=-30.57KJmol H=-92.31KJmol H =-285.84KJmol求AgCl的生成热。 解：设为反应（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时，5mol的理想气体，在（1）逆膨胀为原体积的2倍；（2）定压下加热到373K。已知=28.28J。计算两过程的Q、W、U和H 解：（1）理想气体定温可逆膨胀时 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)第二章问答题：1.“理想气体恒温膨胀的结果是把吸收的热全部变成功”这种说法与第二定律的开尔文说法是否矛盾？并地作适当地阐述。参考答案：不矛盾。因为开尔文说法是不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不引起其他变化，而理想气体恒温热膨胀时还有气体体积的变化。 2. “110、100kPa下，过热的水变成气所吸收的热Qp=H。因为H只决定与初末态，与过程是否可逆无关，故可以根据S=Qp/T=H/(273+110)K来计算此过程的熵变。”这种算法是否正确，为什么？参考答案：不正确。因为110、100kPa下的水变成气是不可逆相变。不能用公式Qp/T求

6、熵变。 3.下列说法如有错误，请予以改正。（1）在一可逆过程中，体系的熵值不变。（2）一过程，体系的熵变等于过程的热温熵。（3）S 0 所以反应不能自发正向进行，可以自发逆向进行2、已知298.15K以下物质的热力学数据物质Hm1KJ/molSm 1J/(K*mol)CO(g)-110.52197.91H2(g)0130.59CH3OH(g)-201.25237.6求298.15K反应 CO（g）+2H2（g）=CH3OH(g)的K 解：298.15K下反应的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 多组分热力学系统一简答题1.偏摩尔量应注意哪些问题？(1)、只有广度性质才有对应的偏摩尔量。因为只有广度性质才与体系中物质的量有关。偏摩尔量也是状态函数，是强度性质。(2)、只有均相多组分体系才使用偏摩尔量的

8、概念。单组分体系的偏摩尔量等于其摩尔量。2. 拉乌尔定律与亨利定律的区别？（1）拉乌尔定律适用于稀溶液的溶剂和理想溶液，而亨利定律适用于溶质；（2）拉乌尔定律中的比例常数是纯溶剂的蒸气压，与溶质无关，而亨利定律的比例常数k则由实验确定，与溶质和溶剂都有关；二填空题1.下列三个偏导数中，（ ）是偏摩尔量，（ ）是化学势A B. C. 答案： A C2在两相中均有A、B两种物质，达到平衡时，则有（ ）。答案：一、填空题：1. 在稀溶液中，溶剂的蒸气压于 （正比、反比）溶液中溶剂的摩尔分数。2.1867年，亨利在研究气体在溶剂中的溶解度时发现，一定温度下气体的溶解度与液面上方该气体的 成正比，称为亨

9、利定律。3.在所有偏摩尔性质中偏摩尔吉氏函数是最重要的，因此有专门的名称叫着 ，用符号表示。4.在一定温度和压力下，系统的吉氏函数等于系统中各物质 的 与其物质的量乘积之和。二、问答题1.溶液平衡中i,i ，rGm ，rGm ，k等物理量是否与选取的标准状态有关？2.简述拉乌尔定律与亨利定律的三点区别。答案：一、填空题1. 正比 2.平衡压力 3.化学势 4.偏摩尔吉氏函数 二、问答题1.由于溶液中组元的标准化学势与活度的标准状态选取有关，这影响溶液化学反应的标准吉布斯自由能的变化，进而影响反应的标准平衡常数，即i 、rGm 与k与组元的标准状态选取有关，i和rGm 与组元的活度标准状态的选取

10、无关。2.（1），拉乌尔定律适用于计算稀溶液中溶剂的蒸气压，亨利定律适用于计算稀溶液中溶质的蒸气压（2）拉乌尔定律中的比例常数是同温度下纯溶剂的蒸气压，与溶质性质无关；而亨利定律中的常数是与溶剂、溶质的性质都有关的量，需要通过实验确定。在亨利定律中，溶质组成可用任何浓度表示，但拉乌尔定律中的组成必须用摩尔分数表示。第7章填空题：1由于表面能的作用，任何液体都有尽量紧缩而_表面能的趋势，如果液面是弯曲的则这种紧缩趋势会对液面产生_。（减小，附加压力）2分子型的表面活性物质在水中不电离，呈分子状态，离子型的表面活性物质可在水中电离出_起降低溶液_作用的可能是_都能降低溶液的_。（阴阳离子，表面张力

11、，阴离子或阳离子或两种离子，表面张力）3物理吸附时吸附质和吸附剂分子之间的作用力是_，化学吸附时，吸附质分子和吸附剂表面的原子_，（范德华力，发生化学反应）4分散系统的另一种分类方法，按照分散相物质颗粒大小进行划分为_。（粗分散系统、胶体分散系统和分子分散系统）问答题1举出两种简单易行的区别真溶液和胶体溶液的方法。答：（1）胶体丁泽尔效应明显，真溶液没有丁泽尔效应。 （2）向溶胶中加入任何电解质溶液，只要浓度足够大，都可使溶胶发生聚沉。向真溶液中加入电解质，一般不会产生沉淀，除非在个别情况下发生产生沉淀的复分解反应。2：试对热力学电势和动电电势作一比较。答：（1）固体表面与溶液本体内部的电位差

12、称为热力学电势或表面电势。滑动面与溶液本体内部的电位差称为动电电势（2）热力学电势可通过电位计在平衡态下测定，而动电电势则必须在固相与液相发生相对位移时，通过电泳、电渗速度等方法测定。（3）热力学电势一般不随电解质的加入而改变（忽略电解质的加入对离子活度的影响），而动电电势则随电解质的加入而改变，有时甚至可使动电电势的正负性改变。3水泥、面粉或其它粉料，时间长了会结成团，试从表面现象说明其原因。答：水泥、面粉等结成团是一表面积减小的过程，也是一界面自由能减小的过程，按照热力学第二定律，界面能降低的过程为自发过程第八章填空：1. 一级反应完成99.9%所需时间是半衰期的（10）倍2. 某化学反应

13、的速率常数为2.0mol/L.s,该化学反应的级数为（0）根据速率常数的单位来确定反应级数3. 某反应在一定条件下平衡转化率为25%，当有催化剂存在时，其转化率（等于）25%解答：催化剂不改变平衡性质4. H2和O2反应引起爆炸的原因（生成双自由基，形成支链）5. 光化学反应的初级反应速率一般只与（入射光强度）有关，与（反应物）无关，所以光化学反应是（0）级反应简答：1. 反应Pb(C2H5)4-Pb + 4C2H5是否可能为基元反应，为什么？答：不可能，因为对于任意反应，在微观上都是可逆的，而该反应的逆反应有5个分子，不可能是基元反应，所以整个反应不可能是基元反应2. 化学动力学和化学热力学

14、所解决的问题有何不同？答：化学热力学解决某一反应在一定条件下能否自发进行，进行到什么程度为止（化学平衡态）；而动力学则要解决反应进行的快慢和反应机理，计算某一反应在一定温度下经过一段时间转化率为多少。热力学解决可能性，动力学解决现实性1.在780k及=100Pa时，某碳氢化合物的气相热分解反应的半衰期为2s。降为10KPa时，半衰期为20s。求该反应的级数和速率常数。解：代入用半衰期法确定反应级数的公式得：该反应为2级反应。2.在0.1mol*（KPa）HCl水溶液中（NH）CO,334K是速率k=0.713*10min，344k时速率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恒容时测得下列反应的动力学数据如下：2NO(g)+2(g)=N(g)+2HO(g)P/kpaNO50.650.625.320.210.120.1/(kpamin)0.4880