物理化学 第二版答案

1、第一章 练习题一 思考题1. 宏观流动性。压缩性微观分子间作用力，分子自由运动性（热运动）2. 不存在；高温低压3. 严格意义上是；高温低压下近似适用4. 真实气体分子间引力作用，真实气体具有体积5. ttc 不可能液化t=tc ppcttc pps6. 处于同一对比状态的不同真实气体，z数值不同二 选择题1. =pm/rt 2. t真=pmm/zr pr=p/pc1 tr=t/tc 由压缩因子图知z1 t真pvm/r pvm/r=t理 t真t理3. 4z=v真/v理15. 临界温度下可液化6. 钢瓶颜色，字体颜色三计算题1. 解：=pm/rt 1/2=（p1/t1）/(p2/t2) 2=1*

2、(p2/t2)/（p1/t1）=1*( p2* t1)/( p1* t2) 1=1.96/m3 p2=86.66*103pa p1=101.325*103pa t1=273.15k t2298.15k 2=1.96*(86.66/101.325)*( 273.15/298.15)=1.54/m32.解： pv=nrt v同 n同 p1/t1=p2/t2 t1=500k t2=300k p1=101.325kpa p2= p1* t2/ t1=101.325*500/300=60.795 kpa3.解： ynh3=vnh3/v总=（0.1-0.086）/0.1=0.14 n总=p总v总/r总t总

3、 p=100 kpa t=273.15+27=300.15k v=0.1*10-3 m3 r=8.314j/（mol*k） n总=（100*103*10-4）/（8.314*300.15） n总=0.004mol n nh3= n总* ynh3=0.004*0.14=5.6*10-4 p nh3=p总* ynh3=100*0.14=14 kpa4.解：n=m/m nco2=0.1mol nn2=0.5mol no2=0.6mol y co2=0.1/0.2 y n2=0.5/1.2 y o2=0.5 p co2=p总* y co2=2.026*1/12*105=1.69*104pa p n2=

4、 p总* y n2=2.026*5/12*105=8.44*104pa p o2= p总* y o2=2.026*0.5*105=1.103*1055.解：（p+an2/v2）（v-nb）=nrt a=6.57*10-1 b=5.62*10-5 t=350k v=5.00*10-3m3 n=m/m=0.142*103/71=2mol p=nrt/（v-nb）-an2/v2 p=11.907*105-1.501*105=1.086*1066.解：tc=190.7k pc=4.596mpa tr=t/tc=291.2/190.7=1.527 pr=p/pc=15/4.596=3.264 由压缩因子

5、图得：z=0.83 =pm/zrt=15*106*16*10-3/8.314*291.2*0.83 =119/m3第二章 练习题一、 思考题1、（1）加热烧杯中水 水位系统则环境为大气、烧杯。系统为人为选定 环境与之有能量物质交换。(2) n t v p 综合体现就是气体的状态； 他们就是气体的状态函数。（3）都是能量递过程中能量存在的形式； 摩擦、热源。（4）热：途径函数；温度状态函数； 温度变化与吸放热无必要关系。（5）h=u+pv(6) rhm=rum+vbrt(g)rhm:恒压热效应数值。rum：恒容热效应数值。（7）二种标准摩尔焓 定义不同优势数值不同。h2(g)+o2(g)h2o(

6、l)+rhm(9)标准状态 standard state 标准状况 standard condition 数据相差不大273.15k 101.325kpa 工程上有时293k2、t、 强度 p、v、m、n广延3、数值、对wr=u-qr w2r=u-q2rwr w2r(膨胀做功) -qrq2r4、（1）错 稳定单位 （2）对 h2+1/2o2h2o(l) （3）错 仅仅数值相同 （4）错二、选择题1、（4） 广延：加和 强度：不加和2、（3）除循环可逆过程始末状态均不相同3、（1）温度与热无必然联系4、（3）焓只是与恒热数值相等，意义不同 理想气体焓只是温度函数 放热反应h cv m +r=1.

7、3 cv mcv m =(1/0.3)rw=u=n cv m (t2 -t1 )=(1000/28)*(8.314/0.3)*(326.90-172.15)153.17kj7、rum =rhm-vb(g) *rt=49.03*103-(-1)8.314*298.15=51509j=51.51kj/mol 8、a=fhm（g）-fhm（l） =82.93-49.03=33.90kj/mol9、 解：c6h5c2h3 + 10 o6(g)=8co2(g)+ h2o(l)上述反应rhm=chm(c6h5c2h3)= 8*fhm(co2 g)+4*fhm(h2ol)- fhm(c6h5c2h3) 所以

8、fhm(苯乙烯)=8*（-393.51）+4*（-285.83）-（-4.3328*103)=41.40kj/mol c6h5c2h5c6h5c2h3（l）+h2(g) 上述反应rhm=fhm(苯乙烯)- fhm(乙苯) =41.40-（-18.60）=60kj/mol10、rhm（7270c）=rhm(250c)+1000.15218.15rcp mdtrcp m=vbcp,m(b) =(-1)*66.5+1*35.309+1*37.11 =5.919j/(mol*k) rhm（7270c）=-36.12+5.919*(1000.15-298.15) *103=-31.96kj/mol11、

9、解：c2h6c2h4+ h2rhm =h2 - h1-h3=-1545-（-136.8）-（-241.8） =-1166.4kj/mol第三章 练习题一、思考题1、“引起其它变化” 环境放热2、恒温可逆膨胀 不适用于熵增原理3、不对 熵增原理s qir=04、对 rcp,m=05、状态函数u q+w g a6、（1）错 化学反应动力：能量降低混乱度变大（2）错 隔离系统才可用s判据（3）错 状态函数 sir=sr二、选择题1、混乱度 气液固2、消化粉碎3、4、g=a+(pv)(pv)=nrt 恒温 t=05、三、计算题1、解：（1）s系=nr(p1p2)=108.314(1013.25/101

10、.325)=191.44j/k s环=q/t=wr/t=nr(p1p2)=191.44j/ks隔=s系+s环=0（2）s系=s(1)=191.44j/ks环=q/t=0s隔=s系+s环=191.44 j/k（3）s系=s(1)=191.44j/ks环=q/t=w/t=p外（v2v1）/t=p外（nrt/p2nrt/p1）1t =(nrt/1nrt/10)1298.15=108.314910=74.826j/ks隔=s系+s环=191.44(74.826)=116.614j/k2、解：s1=h/t=40.4610/373.15=108.4282j/ks2=ncp.m(t2/t1) nr(p1/p

11、2)=134.9(473.15/373.15 ) 18.314(101.325/50.66 )=14.05j/ks=s1s2=122.48j/k3、解：s=so2sn2=(no2rlnyo2nn2rlnyn2) =0.28.314ln(0.2/1) 0.88.314ln(0.8/1)=2.67621.4842 =4.1604j/k4、解：s1=nhm/t=40.67101/373.15=108.99j/ks2=nrln（p1/p2）=18.314ln(101.32510/410)=7.73j/ks=s1s2=116.72j/ku1=h1(pv)=hnrtu1=40.6710118.314373

12、.15u1=37.57kju2=0u=u1u2=37.57kjw1=nrt=18.314373.15=3102.37 jw2=nrt(p1p2)= 18.314373.15ln(101.32510 410)=2883.51jw=w1w2=5985.88jq=uw=37.575.99=43.56kj h=hnh2=40.6710=40.67 kj5、解：p2=p11/10=p环=10.1325kpaw=p环(v2v1) =p环(nrt/p2nrt/p1) =nrt(11/10) =28.314273.150.9=4087.7 j恒温u=0 q=w=4087.7jh=0g=nrtln(v2/v1)

13、= 28.314273.15ln10=10458.20j =10.46kj6、解：g=nrtln（/）=18.314273.155 ln422/402 =108.24j0 逆反应方向自发 r=f (c2h6,g)=-84.67kj/mol r=b （b）=(-2) (石) -3 (h2) 1 (c2h6,g) =-25.74+(-3) 130.6+229.51=-11.48+(-391.8)+229.5 =173.78j/(kmol) r=r-tr=-84.67298.15(-173.78) 10=32.86kj/mol0 逆反应方向自发8解：r=bf =f (nh2conh2,s)+f (h

14、2o,l) f (co2,g) 2f (nh3,g) =(-196.7)+(-273.13) (-394.36) 2(-16.5) =6.47kj/molh2o,l3、 rb xa1三、计算题1、解：=rtln(p/)=8.314298ln(200/100)=1717.32j/mol2、解：v=bvb m=bvb=0.4nmh2o0.6nm乙醇（0.4nvh2o0.6nv乙醇）=0.4nmh2o0.6nm乙醇(0.4vh2o0.657.510)849=0.418100.646100.4vh2o=34.51010 =(40.98934.5) 10 =6.48910m/molvh2o=16.222

15、510m/mol3解：、ch2so4=m/1.8410=1.8410mol/m bh2so4=0.02m=500mol/kg x h2so4=()=0.94、解：xh2o=0.9968p=xh2o=101.3250.9968=101kpap=p=0.325kpa5、解：=kx(o2) xo2 = kx(n2) xn2=1.9076、解：p=xh2o= =2.339（） =2.33955.56/（55.56+0.029） =2.338kpa=crt =rt n=m/m=1010/34210 v=m/=(11010)/1.02410 =8.314293.1510=72.25kpa8、解：p1=xa

16、(1xa) p2=(1)510=710=(107) 10=310pa=910paya=0.49、解：pa=pya =xa0.460.5=0.6=40.33kpapb=pyb=xb0.660.5=0.4=90.75kpa10、解：p= xbxb=p/=mb=194.56g/mol=0.19456kg/mol11、 解：=kfbb =kbbb = kf / kb =5.1/2.6 =80.1+1.5=80.8647第五章一、思考题1、相数最少（1） 自由度为（0） 2、 dp hm dt tvm oc斜率 dt/dt t0 凝固放热hm0 膨胀 二氧化碳 oc斜率为正 vm0 收缩3、可用拉乌尔定

17、律计算得出4、有气体的二相平衡的单组分系统 ls5、二项共存 lg、ll区域6、（1）同：用于热敏物质蒸馏，以降低沸点为目的 异：原理不同 （2）是否与水反应或与水互溶7、较小偏差 纯a和纯b 较大偏差 恒沸物质及某一纯组分a或b取决于系统组成与恒沸组成关系 8、变为三组分 由系统性质决定，为某温度（压力）下定值二、选择题 1、f =ko+1 =2+1o =3o omax =3 2、f = ko+2 k= srr s = 3 r = 1 r = 1 k = 1 o = 2 f = 1 3、 65kpa p三相 s 相区 气相区 4、p = pa + pb 5、 dp/dt 斜率 6、 大于恒沸

18、组成右半边相图 b 恒沸物 7、 汽液不分 8、f =ko + 1 f = 0 k = 2 o = 3 第3学期三、计算题 1、（1） o = 2 l.g k = s = 3 nacl，kcl， h2o f = ko+2=32+2 = 3 （2）o = 3 s.s.l k = s = 2 (nh4)2so4 ， h2o f = ko+1=23+1 = 0 (3) o =2 s.g k =srr s=3 nh4cl ，nh3，hcl r=1 nh4cl(s) nh3(g)+hcl(g) r =1 nnh3 :nhcl = 1 : 1 k = 311=1 f =ko + 2=12+2=1 （4）

19、o =2 s.g k =srr s=3 r=1 r =0 k = 310=2 f =ko + 2=22+2=22、dt/dt =tv/h v=h（1/t）(dt/dt)=11.661/(273.15+16.6)(2.3910-4/1000)=9.61810-8m33、（1）t=343 lnp=-5959/t+24.65=7.2768 p=1446.4pa (2) -h/r=-5959 h=59598.314=49543.126j/mol4、ln(p2/ p1)=- h/r(1/ t2)- (1/ t1) p1=1.01325105 pa t1 =373k t2 =150+273.15 =423

20、.15k h=40.66103 j/mol p2 =479522.8 pa=4.795 105 pa5、(1) ln(p2/ p1) = -h/r(1/ t2)- (1/ t1) t1=373.15kp1=1.01325105pa t2=273.15+50=323.15k p2=1.276104pa h=-ln(p2/ p1)r【（t1t2）/（t1-t2）=2.07208.314（373.15323.15/50）=41.5452j/mol(2)a= h/r=41.5452103/8.314=4997lnp1=-4997/t1+b b= lnp1+4997/ t1 =11.5261+13.39

21、14(3) t3 =90+273.15 =363.15k lnp3 =-4997/ t3 +24.9175p3 =70073.5 pa6、w系统、酚=60/（60+90）=0.4 m水（w系统-w水）= m酚（w酚-w系统） m水（0.4-0.168）= m酚（0.551-0.4） m水+ m酚=150 m水=59.1384kg m酚=90.8616kg第六章 化学平衡习题一 思考题1 k是平衡压力商2 不一定 勒夏特原理 vb0时 等温加压ky减小平衡组成变化，但是k不变化3 忽略sl=相4 1gm=-rt/nkx+rt/n(bbvb)1gm=-rt/nkc+rt/nb(cb/c)vb 组成

22、表示法不同 标准平衡常数不同5 恒温 判断方向和限速6 温度r hm0 t上升k变大 r hm0 t上升k变小 压力vb0 p上升ky变小vb0 p上升ky变大 存在性组分恒压，总压降低恒容，总压不变 反应物投放比例7 反应产率及速率 正副反应控制选择8 等压方程式反应3温度对标准平衡常数的影响，可知标准温度下k求任意温度下的k9 不能 不能二 选择题1 t一定 r gm k均为定值 r hm 不可能2 限度 k=jp 3 111-(2) k3=k1/k2 4 (p/2)( p/2)=1/4(p/p)2 5 6 vb (g) 0 增大压力 平衡向右r hm0 降低温度 平衡向右三 计算1 解

23、tp =b(p/p)vb=1(1) tpk(1000) 正向(2) tpk(1000) 逆向2 k2=（k1）-2 = 42.72 kp= k(p) vb=4.2710-4 pa ky= k(p/p) vb=42.73 c2h6 c2h4 + h2 a 0 0(1-0.485)a 0.45a 0.485a(1-0.485)a+0.485a+0.485a=100 kpa1.485a=100 kpaa=67.34 kpak=(0.485a)(0.485a)/(1-0.485a)=67.34/100 (0.485)2/0.515=0.30764 pnh3=2/3ppco2=1/3p rhm=vbfh

24、m（b）=（-393.51）+（-1）(-110.52)+(-1) (-241.82) =-41.17 j/mol rsm=vb sm=(213.7) (+1)+(+1) 130.68+(-1) (188.83)+(-1) (197.67) =-42.12 j/mol gm=rhm-trsm=-41.17-(-42.12 298) 10-3=-28.62j/mol -rtln k=rgm ln k=-1/rtrgm=28.62 103 /(8.314 298) k=1.039 1056、h/r=2059 rhm=20598.314=1.712104j/mol s/r=4.814 rsm=4.0

25、02104j/(molk)7、(1) (px/100)2/p(1-x)/100 = k 1001.49p(1-x) =(px)2 px+p=p总 149(1-x) =px2 (1+x)p=101.3 149(1-x)= x2 /(1+x) 101.3 149(1- x2)=101.3 x2x2 =149/250.3 x =0.7715 =77.15 p总(1-x)/(1+x)/100-1p总x/(1+x)2= kx2 /(1-x2) p/ p= kx2 /(1-x2) 202.6/100 =1.49149 =149 x2 +202.6 x2x2 =149/351.6 =0.4238x =0.6

26、510 =65.10(2) p总=p 1/(5+1) =101.3 (1/6)x2 /(1-x2) p/ p= k(149+1/6 101.3) x2 =149x2 =149/165.88x=0.9478=94.78%第七章1、 思考题1、 原电池 电解池 化学能电能 电能化学能 正极=阴极 正极=阳极 负极=阳极 负极=阴极 电子移动 电子移动2、 3、 离子数很大时，正负离子的静电引力占主导，会降低离子电迁移速率，降低导电能力 k随c而减小4、截距就是 强电解质5、 错 适用于极稀的电解质溶液6、 测可逆电池电动势 i存在是有极化产生7、 ，电迁移速率一样，饱和溶液浓度最大，效率最高8、

27、正负极设计反了9、 不是 有时会阻止金属腐蚀。 会改变电极反应顺序10、 细小原电池放电 发生电化学反应 化学反应2、 选择题1、 2、 =1.499+2.487-1.265 = 3、 4、 5、 （3）=（1）+（2） 3=2（-0.439）+1（0.770） =1/3 （-0.108）=-0.0366、 阳极上极化电极电势最小的电极优先反应 阴极上极化电极电势最大的电极优先反应7、 =0.3402+0.7628 =1.103v8、 3、 计算题1、 n=m/m=0.03/64 z=2 f=96485 c/mol t=3600s i=(20.0396485)/（643600）=0.02513

28、 a误差=（0.02513-25）/0.02513 100%=0.517%2、 n=it/zf =(0.23060)/(196485) =0.003731 mol3、 解 0.14114 =1/525 =0.14114525 =3.6502 =(3.65017)/(271.4)=0.0134(2) = =3.7054、 （1） （2） (3) 5、 (1) 正极 负极 （2） 负极 正极 （3） 正极 负极 6、 =0.14114 7、 = =8、 a=0.509 （1） =（0.0051+0.0051） =-0.50911 =0.9204 （2） = =0.004 =-0.50922=-0.

29、1288 =0.74349、 阳 失e 负极 10、 阴 还原反应 得e 11、（1） 正： 负： 电池： =0.1194v（2） 正 负 e=1.3595-(-0.7626)+0.1413e=2.2634v(3) 正 负 =1.2287-0.0087=1.22v（4） 正 负 电池 =-0.2507-0.007 =-0.2577v（5） 正 负 电池 =0.2676+0.4734=0.741（6） 正： 负： 电池 =-0.0796v12、 （1）正极 负极 电池 （2） =-20.490096485 =-94.56 =296485(-1.86) =-35.89 =-94.56+（-35.8

30、9298.15） =-105.26 13、 正极 负极 电池 14、 正 负 = = 15、 不同浓度甘汞电极的电极电势kcl溶液浓度 0.3335 0.2799 饱和 0.241015.解：=-（-） =-（-） k=13.79k1 =-（-） =-（-） k=5.15k2=-=0.5355醌氢醌电极电势=0.6993-0.0592ph 甘汞=醌氢醌 0.3339=0.6993-0.0592ph ph=6.17 甘汞-醌氢醌0 ph6.17 醌氢醌-甘汞0 ph6.17 16、摩尔甘汞=0.2799vh+/ h2=-rt/zfa h2/a2 h+ =-ph 10 rt/f = -0.0592

31、ph0 甘汞电极做正极h+/h2=甘汞-e =0.2799-0.487 =-0.2.71v =-0.0592ph ph=3.498 17、 pt/o2(1atm)/ h+ / h2（1atm）/pt负 h2o1/2 o2 +2 h+ +2e正 2 h+ +2eh2 e=e-rt/zfa h2a o2/a h2o=1.229-8.314298.15/296485（1.01325）3/2、=1.229-0.00025=1.229v 18、设计原电池zn（s）/znso4(a)/cuso4(a)/cu（s）e=+ - -=1.1028v-rtk=-z efk =21.102896485/8.314298.15k =85.85k 1.9241037 19、根据题意， 阴极zn2+/zn h+/h2