物化复习押题

1、物理化学押题阳光男孩制作习题3 (1)如果一系统从环境接受了160J的功，热力学能增加了200J，试问系统将吸收或是放出多少热?(2)一系统在膨胀过程中，对环境做了10 540J的功，同时吸收了27 110J的热，试问系统的热力学能变化为若干？ 答案：(1) 吸收40J；(2) 16 570J P12解：（1）已知W=-160J,U=200J,由U=Q-W，得到Q=40J(2) U=Q-W=16570J。习题4 如右图所示，一系统从状态1沿途径1-a-2变到状态2时，从环境吸收了314.0J的热,同时对环境做了117.0J的功。试问：(1)当系统沿途径1b2变化时，系统对环境做了44.0J的功

2、，这时系统将吸收多少热?(2)如果系统沿途径c由状态2回到状态1，环境对系统做了79.5J的功，则系统将吸收或是放出多少热? P12 答案：(1)241.0 J;(2)放热276.5J (2)U(12)=- U(21)，U(21)=Q+W=-197.0J，放热。 P12习题9 计算1mol理想气体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为25dm3终态体积为100dm3；始态及终态温度均为100。 (1)向真空膨胀； (2)在外压恒定为气体终态的压力下膨胀； (3)先在外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀，当膨胀到50dm3(此时温度仍为100)以后，再在外压等于100 dm3

3、时气体的平衡压力下膨胀； (4)定温可逆膨胀。 试比较这四个过程的功。比较的结果说明了什么问题？P17 答案：0；-2326J；-310l J；-4299J =-3010J=-4299J说明，始终态相同，途径不同，系统对环境所做功不同；反抗外压越大，做功越大；定温可逆膨胀的功最大。习题15 一理想气体在保持定压105Pa下，从10dm3膨胀到16dm3，同时吸热1 255J，计算此过程的U和H。答案：655J；1 255Jp19解：定压过程，只作体积功，Qp=H=1255JU=H-p(V2-V1)=1255-105×(16-10)×10-3J=655J习题16 假设N2为理

4、想气体。在0和5×105Pa下，用2dm3N2作定温膨胀到压力为105Pa。 (1)如果是可逆膨胀；(2)如果膨胀是在外压恒定为105Pa的条件下进行。试计算此两过程的Q、W、U和H。P21 答案：(1)1 609J；-1609J；0；0；(2)800 J；-800J；0；0解：（1）理想气体作等温可逆膨胀，U=0，H=0。Q=-W=nRTln=p1V1 ln=1609J W=-1609J(2)理想气体作等温膨胀，U=0，H=0。V2= p1V1/p2=5×105×2×10-3/105m3=10×10-3m3Q=-W=p（外）（V2-V1）=1

5、05×(10-2)×10-3J=800J W=-800J习题19 有1mol单原子分子理想气体在0，105Pa时经一变化过程，体积增大一倍，H2 092J，Q=1 674J。(1)试求算终态的温度、压力及此过程的U和W；(2)如果该气体经定温和定容两步可逆过程到达上述终态，试计算Q、W、U和H。答案：(1)373.7K，6.84×104 Pa，1255J，-419J， (2)2828 J，-1573J，1255J,2092JP23解：（1）由H=nCp，mT得：T2=T1+H/nCp，m=2092/(2.5×8.314)+273.2K=373.8Kp2=

6、p1V1T1/(T1V2)=(105×373.8)/(273.2×2)Pa=6.84×104 PaU=nCV，mT=1.5×8.314×(373.8-273.2)=1255JW=U-Q=1255-1674=-419JP1，V1，T1P2，V2，T2P|，V2，T1(2)因始、终态相同，所以U=1255J，H=2092J。 过程：W1=-nRT1ln=(-1×8.314×273.2×ln2)J=-1574J过程:W2=0 W=W1+W2=-1574J Q=U+W=(1255+1574)J=2829J习题23 试求算2

7、mol100，4×104Pa的水蒸气变成l00及标准压力的水时，此过程的U和H 。设水蒸气可视为理想气体，液体水的体积可忽略不计。已知水的摩尔气化热为4 0670J·mol-1。P25 答案：75 138J；81 340J 习题29 某理想气体的Cp,m=35.90J·K-1·mol-1，当2mol此气体在25，1.5×106 Pa时，作绝热可逆膨胀到最后压力为5×105 Pa；当此气体在外压恒定为5×105 Pa时作绝热快速膨胀；试分别求算上述两过程终态的T和V及过程的W、U和H。答案：231K；7.68dm3；-3697

8、J；-3697J；-4811J；252K；8.38 dm3；2538J；-2538J；-3303JP30解：（1）理想气体绝热可逆膨胀 Cp,mln=Rln 35.9ln=8.314ln 解得T2=231K V2=()m3=7.68dm3 CV,m=Cp,m-R=(35.90-8.314)J·K-1·mol-1=27.59 J·K-1·mol-1 W=-U=-nCV,m(T2-T1)=3.697kJ U=-3.697kJH=U=-4.811kJ (2)绝热抗恒外力膨胀 U=-WnCV,m(T2-T1)=-p(外)（V2-V1）=nR(T1T2) T2=(

9、CV,m+R)T1/ Cp,m=252K V2=()m3=8.38dm3 W=-U=-nCV,m(T2-T1)=2.538kJ U=-2.538kJH=U=-3.302kJ习题33 已知CO2的 JT=1.07×10-5K·Pa-1，Cp,m=36.6J·K-1·mol-1，试求算50gCO2在25下由105Pa定温压缩到106Pa时的H。如果实验气体是理想气体，则H又应为何值？答案：-401J；0P32 若为理想气体， 习题43 利用生成热数据，计算下列反应的。P40 (2)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) (4)CaCO3(s)=C

10、aO(s)+CO(g) (6)Fe2O3(s)+CO(g)=CO2(g)+2FeO(s)解：查附录表中的标准摩尔生成焓fHm。 答案：-216.5；-41.2；-218.0；177.8； 462.3; 6.1；-146.5；463.7kJ·mol-1习题45 已知C2H5OH(l)在25时的燃烧热为1367kJ·mol-1，试用CO2(g)和H2O(l) 在25时的生成焓，计算C2H5OH（l）在25时的生成焓。P42 答案：277.4kJ·mol-1 解：设计计算框图为如下，已知，查表，得298K时，由Hess定律，得所以， 习题46 已知PbO(s)在18的生

11、成热为-219.5kJ·mol-1，在18至200之间，Pb(s)，O2(g)及PbO(s)的平均热容各为0.134、0.900和0.218J·K-1·g-1。试计算PbO(s)在200时的生成热。P45 答案：217kJ·mol-1解：Pb(s)+O2(g)=PbO(s)fHm(T2)= fHm(T2)+Cp(T2-T1)=-219.5+(0.218×223-0.134×207-×0.900×32)×10-3×182KJ.mol-1=-218 kJ·mol-1习题49 试计算在25及

12、标准压力下，1mol液态水蒸发成水蒸气的气化焓。已知100及标准压力下液态水的气化焓为2259J·g-1，在此温度区间内，水和水蒸气的平均定压摩尔热容分别为75.3 J·K-1·mol-1及33.2J·K-1·mol-1。P46 答案：43.8kJ-1·mol-1解：vapHm(298K)= vapHm(373K)+373K298KCpdT=2259×18-(33.2-75.3)×75 J·mol-1=43.8 J·mol-1习题50 已知H2(g)+I2(s)=2HI(g)在18时的；I2(s

13、)的熔点是113.5，其熔化焓为1.674×104J·mol-1；I2(l)的沸点是184.3，其气化焓为4.268×104J·mol-1；I2(s)、I2(l)及I2(g)的平均定压摩尔热容分别为55.65、62.67及36.86J·K-1·mol-1。试计算反应H2(g)+I2(s)=2HI(g)在200是的定压反应热。(其他所需数据可查附录)P46 答案：1.49×104J·mol-1解：查的：CP,m(H2,g)=28.84 J·K·mol-1 CP,m(HI,g)=29.16 J

14、83;K·mol-1rHm(473K)= rHm(291K)+2 CP,m(HI,g)- CP,m(H2,g)×(T2-T1)- CP,m(I2,S)(Tf-T1)+ CP,m(I2,l)(Tb-Tf)+ CP,m(I2,g)×(T2-Tb)+ fusHm+vapHm=-1.49×104 J·mol-1第二章 热力学第二定律习题5 10g H2（假设为理想气体）在27°C、5 × 105 Pa时，在保持温度为27°C恒定外压为106 Pa下进行压缩，终态压力为106 Pa（需注意此过程为不可逆过程），试求算此过程的

15、 DS，并与实际过程的热温商比较。P61答案:-28.8 J·K-1;-41.6 J·K-1解：因为是理想气体的定温过程，所以有又因为所以因此该过程的热温商为因为所以该过程为不可逆过程。习题11 1 mol He（假设为理想气体）其始态为V1 = 22.4 dm3，T1 = 273 K，经由一任意变化到达终态为p2 = 2 × 105 Pa，T2 = 303 K。试计算此过程中系统的DS。P64 答案：-3.48 J·K-1解：p1=nRT1/V1=(8.314×273/(22.4×10-3)Pa=1.103×105PaS=

16、nCp,mln-nRln=1mol×(Rln-Rln)=-3.48 J·K-1习题12 2 mol某单原子分子理想气体其始态为105 Pa，273 K，经过一绝热压缩过程至终态为4 × 105 Pa，546 K。试求算 DS，并判断此绝热过程是否为可逆。P64 答案:5.76 J·K-1解：该过程可分解为如下两步：(1) 由105 Pa，273 K定温压缩至4 × 105 Pa，273 K；(2) 由4 × 105 Pa，273 K定压升温至4 × 105 Pa，546 K。这两步的熵变分别为所以整个过程的熵变为又因为实际过

17、程为绝热过程，所以其热温商为所以因此该过程为不可逆过程。注：求算 DS时，也可以直接使用Error! Reference source not found.的公式(2)进行计算。习题18 试计算 10°C、标准压力下，1 mol的过冷水变成冰这一过程的 DS，并与实际过程的热温商比较以判断此过程是否自发。已知水和冰的热容分别为4.184和2.092 J·K1·g1，0°C时冰的熔化热。P66答案：-20.7 J·K-1·mol-1解：从始态到终态设计如下可逆过程：（1） 标准压力下，10°C的1 mol水可逆加热至0

18、6;C；(2)标准压力下，1 mol 0°C的水凝固成0°C的冰；(3) 标准压力下，1 mol 0°C的冰可逆冷却至 10°C。这三个步骤的熵变分别为：所以实际过程的熵变为又该实际过程的热效应为所以实际过程的热温商为因为所以该过程为自发过程。习题23 试证明(1)证明：方法1：因为所以即方法2：因为在定压条件下将上式两端同除以dV，得到得证。(2)证明：方法1：方法2：因为在定容条件下将上式两端同除以dp，得到得证。总结：如果等式中含有相同自变量的偏微商，可首先考虑应用复合函数的偏微商公式进行代换。习题28 设有300 K的1 mol理想气体作定温膨胀

19、，起始压力为1 × 106 Pa，终态体积为10 dm3。试计算此过程的U、H、S、A和G。P77答案：U=H=0；S=14.9J·K-1；A=G=-4.47×103J解：终态压力为因为是理想气体的定温过程，所以有S=nRTln=1×8.314×ln=14.9J·K-1A=U-TS=-TS =-300×14.9=-4.47×103JA=H-TS=-TS=-300×14.9=-4.47×103J习题32 已知水在100°C及标准压力下的蒸发热为2259 J·g1，求1 mol

20、100°C及标准压力的水蒸发为100°C、5 × 104 Pa的水蒸气的DU、DH、DA和DG。P79 答案：3.76×104，4.07×104，-5.25×103，-2.15×103J解：该蒸发过程可以分为以下两步：(1) 1 mol 100°C及标准压力的水蒸发100°C及标准压力的水蒸气；(2) 1 mol 100°C及标准压力的水蒸气定温膨胀至5 × 104 Pa。若把水蒸气看作是理想气体，则有第三章 化学势习题1 25和标准压力下，有一物质的量分数为0.4的甲醇水溶液。如果往

21、大量的此溶液中加1mol水，混合物的体积增加17.35cm3；如果往大量的此溶液中加1mol甲醇，混合物的体积增加39.01cm3。试计算0.4mol的甲醇和0.6mol的水混合时，此混合物的体积为多少？此混合物的体积变化为若干？已知25和标准压力下甲醇的密度为0.7911g·cm-3，水的密度为0.9971g·cm-3。 答案：26.01 cm-3,1.00 cm-3P90解：V(H2O)=17.35 cm-3·mol-1 V(CH3OH)=39.01 cm-3·mol-1 V= V(H2O)x(H2O)+ V(CH3OH)x(CH3OH)=26.01

22、 cm-3 混合前的体积为：(18/0.997)×0.6+(32/0.7911)×0.4 cm-3=27.01 cm-3 V=1.00 cm-3习题4 指出下列各量哪些是偏摩尔量，哪些是化学势P93由偏摩尔量的定义，为偏摩尔量的是：；。 化学式是，；习题11 20oC时，纯苯及纯甲苯的蒸气压分别为9.92×103Pa和2.93×103Pa。若混合等质量的苯和甲苯形成理想液态混合物，试求在蒸气压相中；（1）苯的分压；（2）甲苯的分压；（3）总蒸气压；（4）苯及甲苯在气相中的摩尔分数。P98答案：5.36×103；1.35×103；6.7

23、1×103 Pa；0.80,0.20 解：(1)苯的摩尔分数：x（苯）=0.54 由乌拉尔定律：p苯= p*苯·x（苯）=9.92×103×0.54 Pa=5.36×103 Pa(2)同理 x（甲苯）=0.46 p甲苯= p*甲苯·x（甲苯）=9.92×103×0.46 Pa=1.35×103Pa(3)总蒸气压 p(总)= p苯+p甲苯=5.36×103+1.35×103 Pa=6.71×103 Pa(4)气相中的摩尔分数x苯=0.80 x甲苯=0.20习题14 HCl溶于氯

24、苯中的亨利系数km=4.44×104Pa·kg·mol-1。试求当氯苯溶液中含HCl达质量比为1.00%时，HCl溶液上面的分压为多少？答案：1.23×104PaP101解：溶质为HCl质量摩尔：mHCl=mol/kg=0.277 mol/kgPHCl=km·mHCl=4.44×104×0.277pa=1.23×104Pa习题20 在1000cm3二氧杂环己烷中溶解4.00g聚氯乙烯，此溶液在27oC时的渗透压为64.8Pa，试计算此聚合物的摩尔质量为若干？答案：1.54×105g·mol-1P

25、106解：由题意知 M=1.54×105g·mol-1第四章 化学平衡习题1 有理想气体反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)在1000K时，K=3.45。试求算SO2、O2和SO3的分压分别为2.03×104Pa、1.01×104Pa和1.01×105Pa的混合气中，发生上述反应的rGm，并判断反应能够进行的方向。若SO2及O2的分压仍分别为2.03×104Pa及1.01×105Pa，为使反应正向进行，SO3的分压最大不超过多少？答案：3.56×104J·mol-1，1.19×104P

26、a P115解：（1）Qp=(p(SO3)/p)2(p(SO2)/p)2(p(O2)/p)=248.3rGm=RTln(Qp/K)= 3.56×104J·mol-1 Y由于rGm>0故反应逆向进行（2）欲使反应正向进行必须Qp<K，即p(SO3)< K p2(SO) p(O2)/p1/2=1.19×104Pa习题6 已知298K时下列数据（1） CO2(g)+4H2(g)=CH4（g）+2H2O(g)；rGm(1)=-112.6kJ·mol-1（2） 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；rGm(2)=-456.1kJ·m

27、ol-1（3） 2C(s)+O2(g)=2CO(g)；rGm(3)=-272.0kJ·mol-1（4） C(s)+2H2(g)=CH4(g); rGm(4)=-51.1kJ·mol-1试求反应CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g)在298K时的rGm及K。 答案：30.551kJ·mol-1，4.41×10-6P120解：所求反应可以表示为(1)-(2)/2+(3)/2-(4)rGm=rGm(1) -rGm(2)/2+rGm(3)/2- rGm(4)= 30.551kJ·mol-1K=exp(-rGm/RT)= 4.41×

28、10-6习题8 已知298K时下列数据：CO2(g)NH3(g)H2O(g)CO(NH2)2(s)rHm/( kJ·mol-1)Sm/( kJ·mol-1)-393.51213.64-46.19192.50-241.83188.72-333.19104.60试求298K时，反应CO2(g)+2 NH3(g)= H2O(g)+ CO(NH2)2(s)的rGm及KP120答案：1855 kJ·mol-1，0.472解：rHm=rHm(H2O)+rHm(CO(NH2)2)-2rHm(NH3)-rHm(CO2)=-89.13 kJ·mol-1rSm=rSm(H2

29、O)+rSm(CO(NH2)2)-2rSm(NH3)-rSm(CO2)=- 305.3 kJ·mol-1rGm=rHm-TrSm=1855 kJ·mol-1 K=exp(-rGm/RT)= 0.472习题11 写出下列气相反应的标准平衡常数K,平衡常数Kp和Kx的表达式。P126(1) C2H6=C2H4+H2 (2)2NO+O2=2NO2 (3)NO2+SO2=SO3+NO (4)3O2=2O3解：(1) K= Kp= Kx=(2),(3),(4)的方法同(1)习题13 实验测知Ag2O（s）在445oC时的分解压力为2.10×107Pa，试求算该温度时Ag2O

30、（s）的标准生成吉布斯自由能rGm。 答案:1.59×104 J·mol-1P126解：Ag2O(s)=2Ag（s）+1/2O2(g) K=p(O2)/p1/2=14.4fGm(Ag2O ，s)=-rGm=RTlnK=1.59×104 J·mol-1习题14 试求298K时，固体CaCO3的分解压为多少？ 答案：1.51×10-18PaP126解：CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(g) 查的298K时fGm(CaCO3，s)=-1128.76 kJ·mol-1 fGm(CaO，s)=-604.2 kJ·mol-1 f

31、Gm(CO2，g)=-394.384kJ·mol-1rGm=fGm(CaO，s)+ fGm(CO2，g)- fGm(CaCO3，s)=130.18 kJ·mol-1=-RTlnK K=p(CO2)/p 得p(CO2)= 1.51×10-18Pa习题21 若将NH4I固体迅速加热到3750C，则按下式分解：NH4I(s)=NH3(g)+HI(g)分解压力为3.67×104Pa。若将反应混合物在3750C时维持一段时间，则HI进一步按下式解离：2HI(g)=H2(g)+I2(g)该反应的K为0.0150。试求算习题的最终压力为多少?P130答案：4.10&#

32、215;104Pa解：设NH4I起始为nmol，反应系统达到平衡时，含xmolNH3和ymolHI，则平衡组成为：n-xyx(1)NH4I(s)=NH3(g)+HI(g)y(x-y)(x-y)(2)2HI(g)=H2(g)+I2(g)平衡系统中气相总物质的量：n总=x+y+(x-y)×2=2xmol由分压可知：K1=()2=0.0328设平衡时反应系统的最终压力为p，则p=4.10×104PaK1=Kx()=()·（）·()2=0.0328 K2=Kn=0.0150两式联立，解得：p=4.10×104Pa习题22 反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的rHm=-4.602×104 J·mol-1，Cp=0，rGm（298K）=-8.196×103 J·mol-1 (1)导出此反应的rGm=f(T)及K=f(T)的关系；(2)计算此反应在500K时的K和rGm。 P134答案：(2)1.51×10-2；1.74×104 J·mol-1解：