物化复习资料

1、物理化学复习资料第一、二章热力学（简答+计算）27分（简答）7分（简答+计算20分（计算题）15分（计算题）15分（简答）9分（简答）7分第三章化学平衡第四章相平衡第五章电化学第六章化学动力学第七章表面现象第八章胶体分散系统注重：95%TB在书上可以找到答案的，主要的复习资料：例题、简答题、作业题。课后重点题目第一章P395.1mol理想气体从373K、0.025m3经历下述四个过程变为373K、0.1m：（1）等温可逆膨胀；（2）向真空膨胀；（3）恒外压为终态压力下膨胀；（4）等温下，先在外压恒定为气体体积等于0.05m的压力下膨胀至0.05m,再在恒定外压等于终态压力下膨胀至0.1m。求上

2、述过程系统所作的体积功，并比较结果说明了什么？【解】（1）因为是等温可逆.膨胀，所以（2）向真空膨胀，外压恒为零，所以nRTPj.1（3）终态的压力为.i,，因此nliT(4)体积为0.05E的中间状态的压力为,终态的压力为nRTp2=一12,则系统对环境所作的功：比较过程1、2、3、4所作的功，发现|>|W4|>|W3|>|W2|,说明系统反抗的外压越大，对外作的功越多。诸过程中，恒温可逆过程反抗的外压最大，对外所作的体积功最多；真空自由膨胀反抗的外压为零，因而所作的功最少。7.在373K和101.325kPa的条件下，1mol体积为18.80c肃的液态水变为30200cm

3、3的水蒸气，已知水的蒸发热为4.067X104Jmol-1。求此过程的AH及3【解】因为蒸发过程是在等压下进行的，所以AH二柞_1H=1molx4,067x10'J-mol-1=-1.0&7xLO4J¥&m【点评】AU和AH基本相同，表明相变过程的AU或AH与p-V-T过程相比有“数量级”的差别。8.分别判断下列各过程中的QWU和H为正、为负还是为零?(1)理想气体自由膨胀;(2)理想气体等温可逆膨胀;(3)理想气体节流膨胀;(4)理想气体绝热、反抗恒外压膨胀；(5)水蒸气通过蒸汽机对外作出一定量的功后又恢复原状，以水蒸气为系统；(6)水(101325Pa,2

4、73.15K)f冰(101325Pa,273.15K)(7)在充满氧的定容绝热反应器中，石墨剧烈燃烧，以反应器及其中所有物质为系统。()1(11=Q【解】(1)对理想气体而言，其焦耳系数常"一，因此自由膨胀时，其温度保持不变。理想气体的热力学能与给仅为温度的函数，所以Q=AU=AH=0(2)温度保持不变Q=Al=年0,所以Q=Al=用0。而热和功(3)理想气体的焦-汤系数亦为零，即，所以温度保持不变。故有Q=-V=0HfdV<»+Ac=if<ntAC<o（4）因为绝热膨胀，所i以说明理想气体在绝热恒外压膨胀后温度降低，所以=J'o/T<n(5

5、)水蒸汽对外作功后又复原，则=。但是r3W/dV口.Q=-li>0【点评】注重恒温、等压可逆过程和恒温、恒外压过程的区别。恒温、等压可逆过程一定是恒温、恒外压过程，而恒温、恒外压过程则未必是恒温、等压可逆过程，此时系统的压力可能有波动。16.在温度为273.15K下，1mol量气从体积为22.41dm3膨胀至50.00dm3,试求下列两过程的QWH。已知量的定压摩尔热容Cp,m=20.79JK-1mol(氨气视为理想气体)。(1)等温可逆过程；(2)绝热可逆过程。25.已知下列反应在298K时的热效应【解】根据Hess定律所求反应可以按下列方式组合：(3)+2*(4)-2*(1)-(2)

6、,故【点评】盖斯定律让我们处理复杂的化学反应像作加减法一样容易。当反应式间存在线性组合关系时，热效应间亦是线性组合关系。第二章热力学第二定律5.1mol水在373K和100kPa向真空蒸发，变成373K和100kPa的水蒸气，试计算此过程的S体系、S环境和S总，并判断此过程是否自发。水的蒸发热为40.64kJ/mol0【解】由于S是状态函数，所$的数值不依赖于具体途径，只与过程的始、终态有关。因此可以按照可逆过程来计算其值：$总二S体系+S环境=109-100.7=8.1>0所以该过程自发进行。【点评】环境嫡变的计算是难点，应该体会。10. 1mol甲苯在其沸点383.2K时蒸发成气，求

7、该过程的QWJAS>4F和AG,已知该温度下甲苯的气化热为362kJkg-1。【解】因为在其沸点下蒸发，所以是恒压可逆过程362x93(?=AJ7=kJ=33.7kJ亡1D0011. 1molO2于298.2K时：(1)由101.3kPa等温可逆压缩到608.0kPa,求QWJHAF>G$和S孤立；(2)若自始至终用608.0kPa的外压，等温压缩到终态，求上述各热力学量的变化。【解】(1)将氧气视为理想气体，因为是等温过程，所以(2)U、H、S、F、G等都是状态函数，其变化值不依赖于过程实现的具体途径，因此Ahl>AS>AF>4G的结果和(1)中的完全相同。而Q

8、W是途径量，其数值一般和具体途径相关：14. 在298K、100kPa下，1mol过冷水蒸气变为298K、100kPa的液态水，求此过程的$及AG。已知298K时水的饱和蒸气压为3.1674kPa,气化热为2217kJkg1。上述过程能否自发进行？【解】虚拟如下的可逆过程：15. 指出在下列各过程中系统的Ahk&4F和4G何者为零？(1)理想气体卡诺循环；(2) H2和O2在绝热钢瓶中发生反应；(3)非理想气体的绝热节流膨胀；(4)液态水在373.15K和101.325kPa下蒸发为气；(5)理想气体的绝热节流膨胀；(6)理想气体向真空自由膨胀；(7)理想气体绝热可逆膨胀；(8)理想气

9、体等温可逆膨胀。【答】(1)理想气体经过卡诺循环，系统的状态又回复到原状，所以只要是状态函数，其值的变化均为零。故H、AS>4F和4G均为零。(2)在绝热钢瓶中，系统和环境没有热交换，所以；钢瓶的体积不发生变化，没有体积功，所以若不存在其它功，则厂=Q+巾=0+0=0O(3)绝热节流膨胀的特点是系统的给保持不变，即闻。(4)液态水在恒温恒压下蒸发，是可逆相变化，所以宙。(5)理想气体节流膨胀后温度不发生变化，所以1=0,Ah=0>S=0。(6)理想气体向真空自由膨胀后，温度不发生变化，所以1=0,H=00第三章所以反应自发向右进行7.合成氨时所需的氢和氮的比例为3:1,在673K、

10、1000kPa压力下，平衡混合物中氨的摩尔百分数为3.85%。(1)求的(2)在此温度时，若要得到5%氨，总压力为多少？【解】(1)平衡混合物中NH的摩尔百分数，x100%=3.85%,解得n0.074nioLImol-2n平衡时：平衡混合物中NH的摩尔百分数平衡时：=1】“口1一注=11口口1一(LU95皿口1=。.9。岛mol=3moi-3m=3nwl-3x().095mol=2.715molnNH=2x0A)95mol=().19mol6/16ny=4in(jI-2n=4mol-2x0.095mol=3.81tnol解得p=1.33x1(卢Pa申【点评】坦然(或Q)是反应限度的度量，但他

11、对反应限度的表征并不充分。压力不同时，反应限度可以不同。12.设在某一温度下，有一定量的PCI5(g)在标准压力下的体积为1dmt在该情况下PCI5(g)的解离度为50%,用计算说明在下列几种情况中，PC5(g)的离解度是增大还是减。(1)使气体总压力减低，直到体积增加到2dn3;(2)通入氮气，使体积增加到2dm,而压力仍为100kPa;3(3)通入氮气，使压力增加到200kPa,而体积仍为1dm;(4)通入氯气，使压力增加到200kPa,而体积仍为1d肃。【解】(1)PClg)胃=PCI式g)+Cl(g)开始1inal口()平衡1molaa&/p.4口Kp=K.x|-j所以Kp保持

12、不变。所以“一因为T恒定,x1inal-a因为pV=nRT,l所以p/n=FTZV"珅AT2v7V1=1dni,V2=2dm3代入上式，得a=0.62nol,所以a增大J.5inolxPQ1121olan%=K”因为l?v=nRT,所以巴=nVI!：0.5molxFTJ2Q-inol-aIi=ldm匕=2dn1代入上式，得口=0.62ii,所以a增大*(3)0.5molxPiClx1inola0.5moluRTJCl1mol-a1din3,普=笃代入上式,得ainol.八保持不变b(4)平衡().5i:iol().SmoID.5inolna=1.5mol甲ar1mol-a心十打因为所

13、以n«/?TieJ,上n(Z?T-<y-.IDOkPax1比l1.5iuolx7?PC1m)+C(J200kPax1dmmold解得n'总=3molA8/16第四章相平衡1 .指出下列平衡体系的组分数、自由度各为多少？(1) NHQ(s)部分分解为NH(g)和HCl;(2)若在上述体系中额外再加入少量的NH(g);(3) NHHSfs)和任意量的NH(g)及H2s(g)平衡；(4) C(s)、CO(g)、82(g)、O2(g)在100C时达平衡2 .在水、苯和苯甲酸的体系中，若指定了下列事项，试问体系中最多可能有几个相，并各举一例。(1)指定温度；(2)指定温度和水中苯

14、甲酸的浓度；(3)指定温度、压力和苯中苯甲酸的浓度。【解】f=3-1+1=4-力/三0时1d=4，副最多可有4相共存t加气机与甲酸固体，笨他的电和水溶液及肉飕溶机/=2-升1=3-机”。田代3,故爵可有三相共范如米甲酸播液T需的策翻利气机l/=M+0=2-R咻耨物侑两相共存如米甲酸卷溶液及苯甲酸水溶液.3 .试求下述体系的自由度数。如f乎0,则指出变量是什么(1)在标准压力P下，水与水蒸气平衡；(2)水与水蒸气平衡；(3)在标准压力P下，I2在水中和CCl4分配已达平衡，无I2(s)存(4)NH(g)、H(g)、N(g)已达平衡；(5)在标准压力下，NaCH水溶液与HP0水溶液混合后；(6)在

15、标准压力下，HSQ水溶液与KSC42H2as)已达平衡。10.两个挥发性液体A和B构成一理想溶液，在某温度时溶液的蒸气压为54.1kPa,在气相中A的摩尔分数为0.45,液相中为0.65,求此温度下纯A和纯B的蒸气压。【解】由题意有:+PbU-£a)=P总Va=/P总15.水和乙酸乙酯是部分互溶的，设在310.7K时，两相互呈平衡，其中一相含有6.75%酯，而另一相含有3.79%(都是重量百分浓度)。设Raoult定律适用于各相中的溶剂，在此温度时纯乙酸乙酯的蒸气压是22.13kPa,纯水的蒸气压是6.40kPa。试计算：(1)酯的分压；(2)水蒸气的分压;(3)总蒸气压【解】酯相：

16、水相：3.79/18-3.79J/S8工刑=I-0J61=(E839=0.L61阵引=22,13kPaxL839=18.56kPaa75/886.75,潞+(100-6.75)/18=().0140工出=10-01M5LOSSp水=6w40kPax0.985=6.31kPa?=.+/咏=24.87kPa11.07kPax0.1-3J九=16.若在合成某有机化合物之后进行水蒸气蒸储，混合物的沸腾温度为368K。实验时大气压为99.20kPa,368K时水的饱和蒸气压为84.53kPa。储出物经分离、称重、知水的重量占45.0%。试估计此化合物的分子量。【解】/一氏$§W&=且&

17、quot;3点知刈将博二r一摘;m=(皿20-&1,网kP孔=1L67kBa代入上式，得:=12"g"MIDIS4.53kPaxISg/mulx）.53(1)试绘出分别从a、b、c、d、e各点开始冷却的步冷曲线;(2)说明混合物d和e在冷却过程中的相变化【解】(1)各点对应体系的步冷曲线分别见下图：飞?任'(2)ddi为液态混合物的恒压降温过程，di点开始析出固态B,did2为固态B与溶液二相共存，d2点为固态B、固态E和溶液三相共存，d2d3为固态E与溶液二相共存，d3以后为固态A与固态E二相共存。一一，eel为液态混合物的恒压降温过程，el点11开始析出

18、固态B,eie2为固态B与溶液二相共存，e2点为固态B、固态E和溶液三相共存，e2点以后为固态E的恒压降温过程。20.KNO3-NaNOB-H2O体系在278K时有一三相点，在这一点无水KNCB同时与一饱和溶液达平衡。已知此饱和溶液含KNO3为9.04%（重量）,含NaNO3为41.01%（重量）。如果有一70gKNO3和30gNaNOB的混合物，欲用重结晶方法回收KNOB,试计算在278K时最多能回收KNO3若干克？【解】最多可回收KNO3为:7小一寻爪"险"第五章=U.1U14S/mxU=15-S5in-1r,in-i2.在298K时，用粕电极电解盐酸溶液。已知电解前阴

19、极区含有0.177g氯离子，通电一段时间后，经分析知道含有0.168g氯离子，同时与电解池串接的库仑计中析出0.2508g银。试分别计算H+和。一迁移数。【解】电池反应为【点评】（2）和（4）出错的情况比较多。（2）是将非氧化还原反应设计为电池；（4）涉及到金属-难溶氧化物电极，阴离子是OH。Zu+(s)-iClj(a=(105)+2Ag工Gni=zEF=-2x1,0L'x峭=-195895J/mal=2x1阳500x(-4.92xW4).l.K-1-mol-1=一919561'K，uiuL为、=SGin十Tg=(-195895-9L956x298.15).1/mul=-221

20、200J/mol电池可逆放电时的热效应为Qw=丁¥皿=一穿311J.K-山Q22.电池：Sb|Sb2cB（s）|某溶液|KCl（饱和）|Hg2c2（s）|Hg（l）在298.15K时，当某溶液为pH=3.98的缓冲溶液时，测得电池的电动势为0.228V,当它被换成待测pH值的溶液时，测得电池的电动势为0.345V,试计算待测液的pH值。【解】直接根据任意温度下，待测溶液的pH与电池电动势的关系求得24.298K时，用镀粕黑的粕电极在电流密度为50Am2的条件下电解a毋=1的酸性水溶，求分解电压。已知Til=（）*照%【解】I分=E：逆+(许-+f用)=L23+0U87)V=1.717

21、V第六章1.在100mL水溶液中含有0.03nol蔗糖和0.1molHCl,用旋光计测得在301K经20min有32%的蔗糖发生了水解。已知其水解为一级反应，求：（1）反应速率常数；（2）反应开始时和反应至20min时的反应速率；3 3）40min时已水解的蔗糖百分数。4 .某一级反应A-B,在某温度下初速率为4x10-'JmoldnLmhr2小时后的速率为lx1尸1曲,小ii"求：（1）反应速率常数；（2）半衰期；（3）反应物初浓度【解】（1）由一级反应的微分速率方程-dc/dt=kc,得c=de/住山）O又由一级反应积分速率方程，有12.阿司匹林的水解为一级反应。373.

22、15K下速率常数为7.92d-1,活化能为56.484kJ/mol求290.15K下水解30%所需的时间。解:丁-.得为。15K的速率常数为:xocp8.311290.15373.L5”=1.33xL0-ad'56.484xlO3/1290.15K下水解30%所需的时间为:第七章3 .两根水平放置的毛细管，管径粗细不同。管中装有少量液体，a管中为润湿性的液体，b管内为不润湿性液体。问：两管内液体最后平衡位置在何处？为什么？【答】对于a情形，设左侧细管的半径和弯液面的曲率半径分别为ri、R1,右侧的分别r2、R2,液体和玻b璃间的接触角为侧压力差分别为q<&,4=%，所以区右故液体将向左侧移动，越过粗细管的联结处后，直至完全移动到细管处，此时右侧的管径'',、电=此时达到平衡。对于b情形,同样分析，液体将完全移动到粗管处。4 .在装有部分液体的毛细管中，将其一端小心加热时，问：a润湿性液体，b不润湿性液体各向毛细管哪一端移动？为什么？【答】对a情形=-=-*三Hr加热使得/工巧，法）/，液体向左移动.对于b情形