物理化学试题及答案
第四章
多组分系统热力学
4-1 由溶剂A 与溶质B 形成一定组成的溶液。此溶液中B 的浓度为c B ，质量摩尔浓度为b B ，此溶液的密度为ρ。以M A ，M B 分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B 的摩尔分数x B 表示时，试导出x B 与c B ，x B 与b B 之间的关系式。
解:对于A ，B 二组分溶液，溶液中物质B 的物质的量n B 与溶液的物质的量之比，称为物质B 的摩尔分数，符号x B 。即 A
B B n n n +=
B
x
物质B 的物质的量浓度为溶液
V n B =B
c 。在二组分溶液中，溶质B 的摩尔分数x B 与其浓度c B 之间的关系为
溶液溶液
溶液V M m c c V n c c n n V c A A B B A B B A
B B /x B +=
+
=
+=
A
B B B A B B B M V m m c c V M m m c c /)()(-+
=
-+=溶液
A
B B B B
A B B B B M M c c c M V M n c c )()/( -+
=
-+=
ρρ 式中ρ为溶液的密度，单位为kg·m -3
；A 代表溶剂。
而物质B 的质量摩尔浓度则是溶液中溶质B 的物质的量除以溶剂的质量即
A
B B m n b =
其单位为mol ·kg -1
。在二组分溶液中溶质B 的摩尔分数x B 与质量摩尔浓度b B 的关系为
A
B B
A A A
B B A A A B A B M b b M n n b b m n m n m n /1)/(/// x B +=
+=+=
4-2 D-果糖C 6H 12O 6（B ）溶于水（A ）中形成的某溶液，质量分数W B =0.095，此溶液在20℃时的密度ρ=1.0365Mg ·m -3
。求此果糖溶液的（1）摩尔分数；（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。
解：（1）0104.018
/905.0180/095.0180
/095.0/)1(//=+=-+=B B B B B B B M W M W M W x
（2）333547.0100365.1/1180
/095.0dm mol dm mol c B ?=??=
（3）113583.0101000
/)095.01(180/095.0--?=??-=kg mol kg mol b B
4-3 在25℃、1kg 水（A ）溶解有醋酸（B ），当醋酸的质量摩尔浓度b B 介于0.16和2.5mol ·kg -1
之间时，溶液的总体积V/cm 3
=1002.935+51.832×（b B / mol ·kg -1
）+0.1394（b B / mol ·kg -1
）2
。（1）把水（A ）和醋酸的偏摩尔体积分别表示成b B 的函数关系式；（2）求b B =1.5 mol ·kg -1
时水和醋酸的偏摩尔体积。
解：（1）mol n p T B n n p T B B A B C b V n V V 5.55,,,,)/()/(=≠'??=??=
={51.832+0.2788 b B / mol ·kg -1
} cm 3
·mol -1
1
32
11
A 15
.55)/(1394.0935.10025.55/V 015.181000
/----??-=-=
∴?+=+=mol cm kg mol b mol
kg b V V mol V kg b V n V n V V B B B A B B A A B B
={18.0681-0.0025（b B / mol ·kg -1
）2
} cm 3
·mol -1
（2）V A =（18.0681-0.0025×0.152
）cm 3
·mol -1
=18.0625 cm 3
·mol -1
V B =（51.832+0.2788×0.15）cm 3
·mol -1
=52.25 cm 3
·mol -1
4-4 60℃时甲醇的饱和蒸气压是83.4kPa ，乙醇的饱和蒸气压是47.0kPa 。二者可形成理想液态混合物，若混合物的组成为质量百分数各50%，求60℃时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。
解：M 甲醇=32.042，M 乙醇=46.069
58979.0069
.46/50042.32/50042.32/50=+=
甲醇x ； kPa x p p 19.4958979.04.83*
=?==甲醇甲醇甲醇
kPa x p p 28.1958979.010.471*
=-=-=）（）（甲醇乙醇乙醇
718.028
.1919.4919
.49=+=
+=
乙醇
甲醇甲醇甲醇p p p y 282.0718.011=-=-=甲醇乙醇y y
4-5 80℃时纯苯的蒸气压为100kPa ，纯甲苯的蒸气压为38.7kPa 。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80℃时气相中苯的摩尔分数y 苯=0.300，求液相的组成。
解：苯苯
苯甲苯苯苯苯苯
苯
）（y p x p x p p py x
*
***1-+==
142.03
.01003.07.381003
.07.38*
***=?-?+?=
-+=
苯
苯苯甲苯苯苯
甲苯苯y p y p p y p x ； 858.01=-=苯甲苯x x
4-6 在18℃，气体的压力为101.325kPa 下，1dm 3
的水中能溶解O 20.045g ，能溶解N 20.02g 。现1dm 3
将被202.65kPa 空气饱和了的水溶液加热沸腾，赶出所溶解O 2的和N 2，并干燥之，求此干燥气体在101.325kPa 、18℃下的体积及组成。设空气为理想气体混合物，其组成（体积百分数）为：=)(2O ?21%，=)(2N ?79%。
解：0134.28M ,9988.312
2N ==O M
1
3413,1
3313,,,1019.1402
.00134
.281325.1011005.72045
.09988.311325.1012
2
222
2
222
22222----???=????=
=
???=????====mol dm kPa mol dm kPa m M V p k mol
dm kPa mol dm kPa m M V p k M V m k c k p N N N N c O O O O c O O O c O O c O 液液液 202.65kPa 空气中： kPa kPa p O 56.4221.065.2022
=?=
kPa kPa p N 1.16079.065.2022=?=
1dm 3
溶液中：
3434
,3433
,1028.1110
19.141
.16010907.51005.7256
.422
22222------??=??=
=
??=??==dm mol dm mol k p n dm mol dm mol k p n n c N N O c O O 所以
656
.01344.0)28.11907.5/(907.5 )/(1.41}101325/15.291314.810)28.11907.5{( /)(/22222222334=-==+=+==???+=+==-O N N O O O N O y y n n n y cm m p RT n n p nRT V
4-7 20℃下HCl 溶于苯中达平衡，气相中HCl 的分压为101.325kPa 时，溶液中HCl 的摩尔分数为0.0425，已知20℃时苯的饱和蒸气压为10.0kPa 。若20℃时HCl 和苯蒸气总压为101.325kPa ，求100g 苯中溶解多少HCl 。
解：kPa kPa x p k HCl HCl HCl x 2384)0425.0/325.101(/,===
03847.00
.1023840.10325.1011*
*
*
=--=--=
+-=+=苯
，苯，苯苯）（p k p p x x k x p p p p HCl x HCl HCl
HCl x HCl HCl
M HCl =34.461， M 苯=78.113，W 苯=100g
X HCl =（m HCl / M HCl ）/{（m HCl / M HCl ）+（m 苯/ M 苯）} 所以 g x M x m M m
HCl HCl
HCl HCl
867.103847.01113.7803847.010041.361=-??=-=
）
（）（苯苯
4-8 H 2、N 2与100g 水在40℃时处于平衡，平衡总压力为105.4kPa 。平衡蒸气经干燥后的组成为体积分数
=)(2H ?40%。假设溶液的水蒸气可以认为等于纯水的蒸气压，即40℃时的7.33kPa 。已知40℃时H 2、N 2在水中亨
利常数分别为7.24GPa 及10.5GPa 。求40℃时水中溶解H 2和N 2的质量。
解：kPa kPa p p p O
H H 23.3940.0)33.74.105(40.0)(*
22=?-=?-= kPa kPa p p p p H O
H N 84.58)23.3933.74.105(222*=--=--= O
H O H H H N N H H O H O H H H H x H H H M m M m M m M m M m M m k p x M 22222
222222
22
2222//////0134.28M ,0158.2,N ≈
++=
=
== ∴
g
g M k M m p m g
g M k M m p m O
H N x N O H N N O
H H x H O H H H μμ871015
.18105.100134
.2810084.586.60015
.181024.70158
.210023.396,6,22
222222
2222=????=
=
=????==
4-9试用吉布斯-杜亥姆方程证明在稀溶液中溶质服从亨利定律，则溶剂服从拉乌尔定律。 证：p 2=k x ，2x 2 2
2,2ln x RT x +=θμμ 222/x RTdx d =μ （恒温、恒压）
联立得：恒温、恒压恒温、恒压???-==)( )( 2211222μμμd x d x RTdx d x 11211)1(x RTdx x RTd RTdx d =--=-=μ
111/x RTdx d =μ
)
/ln()(ln )/ln()(ln ln 1111*
111111
1
11
1
1
1θθθθθμμ
μμμμμμθ
p p RT pg x RT p p RT pg x RT x d RT d x x +=++=+==??= 比较上述两式可得 1*11x p p =
4-10 A 、B 两液体能形成理想液态混合物。已知在t 时纯A 的饱和蒸气压*A
p =400kPa ，纯B 的饱和蒸气压*
B
p =120kPa 。 （1）在温度t 下，于气缸中将组成为y （A ）=0.4的A 、B 混合气体恒温缓慢压缩，求凝结出第一滴微细液滴时总压及该液滴的组成（以摩尔分数表示）为多少？
（2）若将A 、B 两液体混合，并使此混合物在100kPa 、温度t 下开始沸腾，求该液态混合物的组成及沸腾时饱和蒸气的组成（摩尔分数）？
解：（1）i i i i py x p p ==*
kPa
kPa y x p p x x x x x x y x p y x p y x p p i B A B A B A B
B B A A
A i 67.664
.06667.0403333
.0,6667.016.0/1204.0/401*1*
*1*1=?====?
??=+==
==联立求解得：
（2）kPa
kPa x x x p x p p A A B B A A 100)}1(12040{*
*=-+=+= 所以有 x A =0.25， x B =0.75
9.0 ,1.0100
25.040*==?==B A A A A y p x p y
4-11 25℃下，由各为0.5mol 的A 和B 混合形成理想液态混合物，试求混合过程的△V 、△H 、△S 及△G 。
解：*
,B *,H ,m
B m B B H V V == ∴ △V=0， △H=0 kJ
J S T S T H G K J K J x R n S B B 72.176.515.29876.5)5.0ln 314.85.02(ln 11-=?-=?-=?-?=??=???-=-=?--∑ 4-12 苯与甲苯的混合液可视为理想液态混合物，今有一混合物组成为x （苯）=0.3、x （甲苯）=0.7，求在25℃、100kPa 下1mol 该混合物的标准熵、标准生成焓及标准吉布斯函数，所需25℃的热力学数据如表所示 物质 )/(1-??mol kJ H m f θ
)/(1-??mol kJ G m f θ
)/(1-??mol K J S m θ
C 6H 6（l ） C 6H 5CH 3（l ）
48.66 12
123.0 114.15
172.80 219.58
解：混合物的标准熵：
1
1
1
1
,211)}7.0ln 314.80.7 3.0ln 314.83.0( 58
.2197.08.172{0.3 ln )298(----??=???+??-?+?=+=∑∑mol
K
J mol
K
J x R x S x K S B B B m B m θ
θ
混合物的标准生成焓
1
1
,0.23)0127.066.48(0.3 )298()298(--?=?+?+?=?+?=?∑mol
kJ mol
kJ H K H x K H m
mix B m f B m f θ
θ
混合物的标准生成吉布斯函数
1
13,,3.115 }10)7.0ln 7.0 3.0ln 3.0(314.815.29815.1147.0123{0.3 ln 15.298)298( )298()298(---?=??+??+?+?=+?=?+?=?∑∑∑mol kJ mol kJ x R x K K G x G K G x K G B
B B m f B m
mix B m f B m f θθ
θ
4-13 液体B 与液体C 可以形成理想液态混合物。在常压及25℃下，向总量n =10 mol ，组成x c =0.4的B ，C 液态混合物中加入14mol 的纯液体C ，形成新的混合物。求过程的△G ，△S 。
解： 原理想液态混合物总量为n =10mol ，组成x c =0.4；新的混合物总量n =24 mol ，x c =18/24=0.75，x B =0.25。设计如下途径求过程的△G ，△S ：
??????????==C mol x mol n c 纯 144.0,10 △S ????
??????===molC n x x B c 2425.075.0
△S 1 △S 2
????
?
?????C mol B mol 纯纯 18 6 △S= △S 2 - △S 1 = {-)75.0ln 1825.0ln 6(?+?-R +)4.0ln 46.0ln 6(?+?R } J ·K -1
= 56.25 J ·K -1
△G= - T △S= {- 298.15×56.25}J = - 16771 J = -16.77 kJ
4-14 液体B 与液体C 可以形成理想液态混合物。在25℃下，向无限大量组成x c =0.4的混合物中加入5mol 的纯液体C 。（1）求过程的△G ，△S 。（2）求原混合物中族分B 和C 的△G B 和△G C 。
解：设无限大量的混合物中液体B 的物质的量为b mol 及液体C 的物质的量为c mol 。设计如下途径求过程的△G ，△S ：
??????????=+C mol x mol c b c 纯 54.0,)( △S ??
??
?
?????++===mol b c x x B c )5(6.04.0
△S 1 △S 2
????
?
?????+C mol c B bmol 纯纯 )5( △S= △S 2 - △S 1 = {-)60.0ln 4.0ln )5[(?+?+-b c R
+)6.0ln 4.0ln (?+?b c R } J ·K -1
={4.0ln 5R -} J ·K
-1
= 38.1 J ·K -1
△G= - T △S= {- 298.15×38.1 }J = - 11360 J = -11.36 kJ
（2）混合前：4.0ln ln *
*R S x R S S m C m C -=-=
混合后：5
5)(04ln
*++++-='c b c b R S S m C 共有0.4（b+c ）mol=0.4Nmol
R N N N R N N NR S N N R c b c b R S S S N C C C m C 354.024.0ln lim 4.024.054.0ln
4.02
4.05
4.0ln
)5(4.05)(4.0ln ,-=??
????++-=++=?++=++++='-=?∞→
KJ RT S T G C C 44.73==?-=?
混合前：6
.0ln ln *
*,R S x R S S m B B m B -=-= 混合后：5
)(6.0ln
*,+++-='c b c b R S S B m
B 共有0.6（b+c ）mol=0.6N mol R N N N R N N NR S N N
R c b c b R S S S N B B B m B 336.06.0ln lim 6.036.06.0ln
6.03
6.06.0ln
)5(6.0)(6.0ln ,=??
????+=+=?+=+++='-=?∞→
KJ RT S T G B B 44.73-=-=?-=? （这种解法仅供参考）
4-15 在25℃向 1kg 溶剂A （H 2O ）和0.4mol 溶质B 形成的稀溶液中又加入1kg 的纯溶剂，若溶液可视为理想稀溶液，求过程的△G 。
解：设计过程如下
????
?
?????=O kg kg mol b O kg B 22H 1/4.0,H 1纯 △G （溶质）
+△G （溶剂）
????
?
?????==mol O kg kg mol b B B 4.0H 2/2.02
△G 1（溶质）+△G 1（溶剂） △G 2（溶质）+△G 2（溶剂）
????
?
?????O kg B mol 2H 2 4.0纯纯 先求算溶剂的△G （溶剂）：因为 A l A l A l A l A x RT G G G ln *
)()(*)()(=-=-=?μμ
所以有
△G （溶剂）=△G 2（溶剂）- △G 1（溶剂） = {)
96
.5556.55ln 56.5552.11112.111ln 12.111(15.298314.8?-???}J
= -1.70J 对于溶质， 因为 θ
θθμμb
b RT G G G
B B B B B /ln ((=-=-=?（溶质）溶质）（溶质）溶质） △G （溶质）=△G 2（溶质）- △G 1（溶质） = {)1
4.0ln 4.012.0ln
4.0(1
5.298314.8?-???}J = -687.3J 所以 △G =△G （溶质）+△G （溶剂）= -687.3 J + （-1.7 J ）≈ - 689 J
4-16 （1）25℃时将0.568g 碘溶于50cm 3
CCl 4中，所形成的溶液与500cm 3
水一起摇动，平衡后测得水层中含0.23 mmol 的碘。计算碘在两溶剂中的分配系数K,)(/)(422
2CCl c O H c K I I =。设碘在两相溶剂中均以I 2分子形式存在。 (2)若25℃时碘I 2在水中的浓度是1.33 mmoldm -3
，求碘在CCl 4中的浓度。
解（1）mol mol M m n I I 3102379.2)809.253/568.0(/2
2-?===
0116.050
/)1033.210379.22(500
/1033.24
44=?-??=---K （2）33241150116.0/33.1/)()(2
2--?=?===dm mol dm mol K O H c CCl c I I
4-17 25℃时0.1molNH 3溶于1dm 3
三氯甲烷中，此溶液NH 3的蒸气分压为4.433kPa ，同温度时0.1molNH 3溶于1dm
3
水中，NH 3的蒸气分压为0.887kPa 。求NH 3在水与三氯甲烷中的的分配系数K ，)(/)(323
3CHCl c O H c K NH NH =。
解：1313)
(,33.441
.0433
.433--??=??=
mol dm kPa mol dm kPa k CHCl NH
c 1313)(,87.81
.0887
.023--??=??=
mol dm kPa mol dm kPa k O H NH c 两相平衡时；
)()(,)()(,333323233CHCl NH CHCl NH c O H NH O H NH c NH c k c k p ==
587
.833
.44)(/)()
(,)(,32233333==
=
=O H NH c CHCl NH c NH NH k k CHCl c O H c K 4-18 20℃某有机酸在水和乙醚中的分配系数为0.4。今有该有机酸5g 溶于100c m 3
水中形成的溶液。
（1）若用40 c m 3
乙醚一次萃取（所用乙醚已事先被水饱和，因此萃取不会溶于乙醚），求水中还剩下多少有机酸？
（2）将40 c m 3
乙醚分为两份，每次用20 c m 3
乙醚萃取，连续萃取连次，问水中还剩下多少有机酸？ 解：（1）g m m g m 5.2 ,4.040
/)5(100
/==-求得
（2）
g m m m g m 22.2m : 4.020/)(100
/m 4.020/)5(100/221211=??
?
?
?
??
=-=-联立解得 4-19 25g 的CCl 4中溶有0.5455g 某溶质，与此溶液成平衡的CCl 4蒸气分压为11.1888kPa ，而在同一温度时纯CCl 4的饱和蒸气压为11.4008kPa 。（1）求此溶质的相对摩尔质量Mr 。（2）根据元素分析结果，溶质中含C 为94.34%，含H 为5.66%（质量百分数），确定溶质的化学式。
解：（1）)
1(*
*B A A A A x p x p p -== 178
)1888.114008.11(251888.11823.1535455.0)(M /// *r **=-??=-=
∴+=
-=A
A A A A
B A A r B r B A A A B p p m p M m M m M m M m p p p x
（2）1mol 溶质B 中，含C 元素的物质的量 n C =（178×0.9434/12.011）mol ≈14mol 含H 元素的物质的量
n H =（178×0.0566/1.0079）mol ≈10mol 所以，溶质B 的化学式为：C 14H 10。
4-20 10g 葡萄糖（C 6H 12O 6）溶于400g 中，溶液的沸点较纯乙醇的上升0.1428℃，另外有2g 有机物溶于100g 乙醇中，此溶液的沸点上升0.1250℃，求此有机物的相对摩尔质量。
解：113
1388.0400157.1801010--?=???=kg mol kg mol b 糖
kg mol K kg mol K b T K b b ??=??=?=-029.11388
.01428.01糖
又有 11320
100102--?=???=='?kg mol M K kg mol M K b K T b b
b b 有
有有
1651250
.0029
.12020 1=?=?'?=
∴-kg mol T K M b b 有 4-21 在100g 苯中加入13.76g 联苯（C 6H 5C 6H 5），所形成溶液的沸点为82.4℃。已知纯苯的沸点为80.1℃。求：（1）沸点升高常数；（2）苯的摩尔蒸发热。
解：（1）△T b =982.4-80.1）K=2.3K
113
8923.0100211.1541076.13--?=???=kg mol kg mol b B
kg mol K kg mol K b T K B b b ??=??=?=-158.28923
.03.2
（2）θ
A
m vap A b b H M T R K ,2*/)(?= 1122*,4.3158
.2113
.7825.353314.8)(--?=???==?mol kJ mol J K M T R H b A b A
m vap θ
4-22 已知0℃、101.325kPa 时，O 2在水中的溶解度为4.49cm 3
/100g （H 2O ）；N 2在水中水中的溶解度为2.35cm 3
/100g （H 2O ）。试计算被101.325kPa 空气（含N 279%，O 221%，均为体积百分数）所饱和了的水的凝固点较纯水的降低了多少？
解：Pa kg mol k b k p O
b O O b O 3136
3,,10325.10110100
15.273314.81049.410325.1012
222?=???????==--
kg mol kPa kg mol Pa k kg mol kPa kg mol Pa k N b O b ???=?????=???=?????=------1313
,1313
,10637.9610
35.210015.273314.810578.501049.4100
15.273314.82
2 1
13-1133,,O 101.249 )10637.96/(79.0325.101)10578.50/(21.0325.101[ //b 2
22222----??=???+??=+=+=kg mol kg mol k p k p b b N b N O b O N 空 所以，△T f =K f b 空=1.86×1.249×10-3
K=2.32×10-3
K
4-23 已知樟脑（C 10H 15O ）的凝固点降低常数K f =40K ·mol -1
·kg 。（1）某一溶质相对摩尔质量为210，溶于樟脑形成质量百分数5%的溶液，求凝固点降低多少？（2）另一溶质相对摩尔质量为9000，溶于樟脑形成质量百分数5%的溶液，求凝固点降低多少？
解：（1）113
25.095
210105--?=???=
kg mol kg mol b B ; △T f =K f b B =40×0.25K=10K
（2）1313
10848.595
9000105---??=???=kg mol kg mol b B ;△T f =K f b B =40×5.848×10-3
K=0.234K
4-24 现有蔗糖（C 12H 22O 11）溶于水形成某一浓度的稀溶液，其凝固点为-0.200℃，计算此溶液在25℃时的蒸气
压。已知水的K f =1.86K ·mol -1
·kg ，纯水在25℃时的蒸气压为kPa p O
H 617.3*
2=。
解：1110753.086
.1200
.0--?=?=
?=kg mol kg mol K T b f
f B
; 3109334.1015.18/100010753.010753.0-?=+=
糖x kPa kPa x p O
H l O H O 161.3)109334.11(167.3p 3*
)(H 222=?-==∴- 4-25 在25℃时，10g 某溶质溶于1dm 3
溶剂中，测出该溶液的渗透压∏=0.400kPa ，确定该溶质的相对摩尔质量。 解：RT M
m
nRT V =
=∏ 4r 1411020.6M 1024.61
4000.015
.298314.810M ?=??=????=∏=
∴--即mol g mol g V mRT 4-26 在20℃下将68.4g 蔗糖（C 12H 22O 11）溶于1kg 水中。求：（1）此溶液的蒸气压；（2）此溶液的渗透压。已
知20℃下此溶液的密度为1.024g ·cm -3
，纯水的饱和蒸气压kPa p O
H
339.2*
2=。
解：（1）9964.0015
.18/1000299.342/4.68015
.18/10002=+=
O
H
x
kPa kPa x p O H l O H O 33.29964.0339.2p 222*
)
(H =?==∴ （2）3336100434.110024
.110004.68m m m V --?=?+==ρ
kPa Pa V nRT 467100434.1299.34215
.293314.84.683
=????==
∏- 4-27 人的血液（可视为水溶液）在101.325kPa 下于-0.56℃凝固。已知水的K f =1.86K ·mol -1
·kg 。求：（1）血液在37℃时的渗透压；（2）在同温度下，1dm 3
蔗糖（C 12H 22O 11）水溶液中需含多少克蔗糖时才有能与血液有相同的渗透压。
解：（1）113011.086
.156
.0--?=?=
?=kg mol kg mol K T b f
f B
对于稀溶液，13011.0-?=≈kg mol b c B B ; kPa kPa RT 77615.310314.83011.0c B =??==∏ （2）m 糖=Mc=342.299×0.3011g ·dm -3=103 g ·dm -3
4-28 在某一温度下，将碘溶解于CCl 4中。当碘的摩尔分数2
I x 在0.01～0.04范围内时，此溶液符合稀溶液规
律。今测得平衡时气相中碘的蒸气压与液相中的碘的摩尔分数之间的两组数据如下：
kPa p I /2 1.638 16.72 2I x
0.03
0.5
求2I x =0.5时，溶液中碘的活度2I a 及活度系数2
I γ。
解：根据亨利定律：222,I I x I x k p =; kPa kPa x p k I I I x 6.54)03.0/68.1(/2
22,===
当2I x =0.5时： ,306.06.54/72.16/2
22,===I x I I k p a 612
.05.0/306.0/ 222===I I I x a γ
第五章
化学平衡
5-1 在某恒定的温度和压力下，取mol n 10
=的A （g ）进行如下反应：
)()(g B g A =
若θθ
μμA B
=，试证明，当反应进度mol 5.0=ξ时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。
证明：
)()(g B g A =
设开始时，A 的物质的量为0,A n ，B 的物质的量为0,B n ，而反应过程中A 、B 的物质的量分别为A n 与B n ，此时系统的吉布斯函数为
ξμμd dG B B )(-=
设反应从A 开始时mol n A 10
=，当反应进度mol 5.0=ξ
时，mol
5.0n n B A ==，
mol
n
B
B
1=∑，
p 5.0p p B A ==及θ
θμμA B =代入上式得
)}ln ln (){( )}ln ()ln ({)(=-+-=+-+=-=ξμμξνμνμξμμθ
θ
θθd p RT p RT d p RT p RT d dG A B A B A A B B B B
或
0,=????
????-=p
T G A ξ
这就证明了若θθ
μμA B
=，反应进度mol 5.0=ξ时，系统的吉布斯函数G 值为最小，此时0,=????
????-=p
T G A ξ，A ，B 间达到化学平衡。
5-2 已知四氧化二氮的分解反应
)(42g O N )(22g NO
在298.15K 时，θ
m r G ?175.4-?=mol kJ 。试判断在此温度及下列条件下，反应进行的自发方向：
（1）)1000( ),100(242kPa NO kPa O N ；
（2）)100( ),1000(242kPa NO kPa O N ； （3）)200( ),300(242kPa NO kPa O N 。
解：1454.0K ,9283.1)15.298314.8/(1075.4/ln 3=-=??-=?-=θθ
θRT G K m r
（1）100100/100)100/1000(/)/(2
2422===
θθp p p p J
O N NO p
， ,θK J p
>反应向左；
（2）1.0100
/1000)100/100(/)/(22422===
θ
θp p p p J
O N NO p
， ,θK J p
<反应向右；
（3）333.1100
/300)100/200(/)/(22422===
θ
θp p p p J
O N NO p
， ,θK J p
>反应向左。
5-3 1000K 时，反应)(2)(2g H s C +)(4g CH 的1193797-?=?mol J G m r θ
。现有与碳反应的气体，其中含
有?（CH 4）=0.10，?（H 2）=0.80，?（N 2）=0.10。试问：（1）T=1000K ，p=100kPa 时，m r G ?等于多少，甲烷能否形成？（2）在T=1000K 下，压力需增加到若干，上述合成甲烷的反应才能进行？
解：先求反应的标准平衡常数
097.0K ),1000314.8/(19397/ln =?-=?-=θθ
θRT G K m r
（1）1563.0)
100/8.0100(100
/1.0100)/(/2
2
24=??=
=
θθp p p p J
H CH p
， J K J RT G p m r 3963)}097.0/1563.0ln(10003145.8{)/ln(=?==?θ＞0（ θ
K J p >），反应向左，甲烷不能形成。
（2）只有θK J p
≤时，才能形成甲烷：
,097.0)
100/8.0(100/1.02
≤??kPa p kPa
p 解得 p ≥161.1kPa 5-4 已知同一温度，两反应方程及标准平衡阐述如下：
)((2g O H C +石墨）)()(2g H g CO + θ
1K )
(2(2g O H C +石墨）)(2)(22g H g CO + θ2K
求下列反应的θ
K 。
)
()(2g O H g CO +)()(22g H g CO +
解：已知如下三个反应：
（1） )
((2g O H C +石墨）
)()(2g H g CO + θ
1K （2）)(2(2g O H C +石墨）
)(2)(22g H g CO + θ2K
（3） )
()(2g O H g CO +
)()(22g H g CO + θK
显然 （3）= （2）-（1）
因而有 θ
θθ1
,2,3,m r m r m r G G G ?-?=? 故得 θK =θ2K /θ
1K
5-5 已知同一温度，两反应方程及标准平衡阐述如下：
)
()(24g CO g CH +)(2)(22g H g CO + θ
1
K )()(24g O H g CH +)(3)(2g H g CO + θ2
K 求下列反应的θK 。
)
(2)(24g O H g CH +)(4)(22g H g CO +
解：已知如下三个反应： （1） )()(24g CO g CH +)(2)(22g H g CO + θ
1K （2） )
()(24g O H g CH +
)(3)(2g H g CO + θ2K
（3） )
()(24g O H g CH +)(3)(2g H g CO + θK
显然 （3）= 2×（2）-（1） 因而有 θθθ
1,2,3
,2m r m r m r G G G ?-?=? 故得 θ
K =（θ2K ）2
/θ1K
5-6 在一个抽空的容器中引入氯和二氧化硫，若它们之间没有发生反应，则在375.15K 时分压分别为47.836kPa 和44.786kPa 。将容器保持在375.15K ，经一定时间后，压力变为常数，且等于86.096kPa 。求反应
)(22g Cl SO )()(22g Cl g SO +的K θ
。
解：平衡时：∑p B =p 总
kPa p kPa p kPa p Cl SO Cl SO Cl SO 096.86)836.44()786.44(222222=-+-+
42
.2)100526.6/(31.4126.38)/(K 31.41526.6836.4726.38526.6786.44526.622222222=??=?=∴=-==-==θθp p p p kPa
kPa kPa p kPa kPa kPa p kPa
p Cl SO Cl SO Cl SO Cl SO
5-7 使一定量1∶3的氮、氢混合气体在1174K ，3Mpa 下通过铁催化剂以合成氨。设反应达到平衡。出来的气体混合物缓缓地通入20cm 3
盐酸吸收氨。用气量计测得剩余气体的体积相当于273.15K ，101.325kPa 的干燥气体（不含水蒸气）2.02d m 3
。原盐酸溶液20cm 3
需用浓度为52.3mmol ·dm -3
的氢氧化钾溶液18.72cm 3
滴定至终点。气体通过后则需用同样浓度的氢氧化钾溶液15.17cm 3
。求1174k 时反应)
(3)(22g H g N +2)(3g NH 的K θ
。
解：mol mol n NH 333101857.010)17.1572.18(103.523
---?=?-?=
mol
n n n n mol n mol n mol mol RT pV n n n n NH H N H N H N H N 333310323.901060.67 ,1053.22 1013.90)]15.273314.8/(02.2325.101[/3
/1/322222222----?=++=?=?=∴?=??==+=总 8
32322103.5)22453.748/()1007.6()/(K 7.6)22453.7483000(224532
.9060
.6730003.74832.9053
.2230002
2332222-?=??==∴=--==?===?
==H N NH NH H H N N p p p p kPa kPa p kPa
kPa x p p kPa kPa x p p θθ总总
5-8 五氯化磷分解反应)(5g PCl )()(23g Cl g PCl +在200℃时的K θ
=0.312，计算：
（1）200℃、200kPa 下PCl 5的离解度；（2）组成1∶5的PCl 5与Cl 2的混合物，在200℃、101.325kPa 下PCl 5的离解度。
解：平衡时各物质的设为
mol mol n mol n mol n Cl PCl PCl )1(n , , ,)1(235αααα+===-=总， p 总=200kPa
%7.36 312.0100200
112
222==?-=?-=αα
αααθθ
解得总p p K （2）平衡时各物质的量设为,)5( , ,)1(2
35mol n mol n mol n Cl PCl PCl ααα+==-=， mol )6(n α+=总，p 总=101.325kPa
%8.26 312.0100
325
.101)1)(6()5()1)(6()5(==?-++=?-++=
αααααααααθ
θ解得总p p K 5-9 在994K ，使纯氢气慢慢地通过过量的CoO （s ），则氧化物部分地被还原为Co （s ）。流出来的平衡气体中氢的体积分数?（H 2）=2.50%。在同一温度，若用CO 还原CoO （s ），平衡后气体中一氧化碳的体积分数?（CO ）=1.92%。求等摩尔的一氧化碳和水蒸气的混合物在994K 下，通过适当催化剂进行反应，其平衡转化率为多少？
解：)
()(2s CoO g H +994K (1)
)()(2g O H s Co +
平衡时 2.50% 97.5%
0.3950.2/5.97)1(==θK
)
()(s CoO g CO +994K (2)
)()(2g CO s Co +
平衡时 1.92% 98.08%
08.5192.1/02.98)1(==θK
由反应（2）-（1）得
)(g CO + )
(2g O H 994K
)(2
g H + )(2g CO
平衡时 （1-α）mol （1-α）mol αmol αmol
53.4%
0.3908.51)1()
1()2(22
=∴=
=-=αααθθ
θ
K K K 5-10 在真空的容器中放入故态的NH 4HS ，于25℃下分解为NH 3与H 2S ，平衡时容器内的压力为66.66kPa 。（1）当放入NH 4HS 时容器中已有39.99kPa 的H 2S ，求平衡时容器中的压力；（2）容器中原有6.666kPa 的NH 3，问需多大压力的H 2S ，才能形成NH 4HS 固体？
解：（1）NH 4HS
25℃
H 2S （g ）+ NH 3（g ）
初始分压 39.99kPa 0 平衡分压 p+39.99kPa p
2
/)99.33(θθp kPa p p K +=
)
99.33(33.33/)99.33(/266.66266.662
22
kPa p p kPa p kPa p p p kPa kPa K +=+=?=
θθθ kPa kPa p kPa p 7.7799.392p 87.18=+=∴=总
（2）只有θK J p
≥时，才能形成NH 4
HS ：
22/33.33666.622θθ
θp kPa p
p p kPa S H ≥? 解得 S H p 2≥166kPa 5-11 现有理想气体间反应A （g ）+B （g ）
C （g ）+
D （g ），开始时，A 与B 均为1mol ，25℃时，反应达到平衡
时， A 与B 的物质的量各为mol 3
1
。（1）求此反应的K θ
；（2）开始时，A 为1mol ，B 为2mol ；（3）开始时，A 为1mol ，B 为1mol ，C 为0.5mol ；（4）开始时，C 为1mol ，D 为2mol 。分别求反应达到平衡时C 的物质的量。
解：（1）431/322
2=??
? ????? ??=θ
K （2）mol n x x x K C 845.0 0.845 x )2)(1(42
==--==即θ
（3）mol mol x n x x x K C 096.1)5.0( 0.596 x )1()5.0(42
=+==-+==即θ （4）mol mol x n x x x K C 543.0)1( 0.457 x )
2)(1(42
=-==--=
=即θ
5-12 将1molSO 2与1molO 2的混合气体在101.325kPa 及903K 下通过盛有铂丝的玻璃管，控制气流速度，使反应达到平衡，把产生的气体急剧泠却，并用KOH 吸收SO 2及SO 3，最后量得余下的氧气在101.325kPa 、273.15K 下体积为13.78dm 3
，试计算反应222
1O SO +
3SO 在903K 时的θ
m
r G ?及θK 。 解：mol mol RT pV n O 615.0)]15.273314.8/(78.13325.101[/2
=??==
mol
mol n mol mol n mol mol n SO SO 615.1)77.023.0615.0(23.0)77.01( 77.0)615.01(223=++==-==-=总
39.5325
.101615.023.0100
615.177.0K 2
12
1
2
121=????=
∴θ
1165.12)39.5ln 903314.8(ln --?-=??-=-=?mol kJ mol J K RT G m r θθ
5-13 383.15K 、60.483kPa 时，从测定醋酸蒸气的密度所得到的平均摩尔质量是醋酸单分子摩尔质量的1.520
倍。假定气体分子中含有单分子及双分子。求下列反应的θ
m r G ?。
COOH CH 3223)(COOH CH
解：设蒸气中双分子的摩尔分数为x 2，单分子摩尔质量为M 1
52.0 52.12)1(21
1
212==?+-x M M x M x
1
12
2.4)7
3.3ln 3.38331
4.8(ln 73
.3]100/)52.01(483.60[100
/52.0483.60--?-=??-=-=?=-??=
mol kJ mol J K RT G K m r θθ
θ
5-14 （1）在1120℃下用H 2还原FeO （s ），平衡时混合气体中H 2的摩尔分数为0.54。求FeO （s ）的分解压。已知同温度下
)
(22g O H 1322104.3K )()(2-?=+θg O g H
（2）在炼铁炉中，氧化铁按如下反应还原
)()(g CO s FeO +)()(2g CO s Fe +
求1120℃下，还原1moLFeO 起码需要CO 若干摩尔？已知同温度下
)
(22g CO 122104.1K )()(2-?=+θg O g CO
解：（1） )()()()(211202s Fe g O H s FeO g H C
+??→?+
（1）
平衡时： 54.02=H y 46.02
=O H y
852.054.0/46.0)1(==θK
)()(2)(22211202g O g H g O H C
+??→?
（2） 2/113(2))10
4.3(K -?=θ 由反应（1）+（2）得
)()(2
1)(21120s Fe g O s FeO C +??→?
kPa
kPa p p K K K K O 11132O 2/12/113)2()1(1047.2 100104.385.0p )/()
104.3(852.022---?=???=∴??
???=??==θθθθθ （2） )()(2
1
)(21120s Fe g O s FeO C +??→
?
（3） 7)3(10968.4-?=θK
)(2
1
)()(22g O g CO g CO +→ （4）
2
112
(4))10
4.1(K -?=θ
由反应（3）-（4）得
)()()()(21120s Fe g CO g CO s FeO C +??→?+
42
.0/K K K (4)(3)==θ
θθ 初始时 1mol n 0 0 平衡时 n-1mol 1mol 1mol
mol n mol
n mol
38.3 1142.0/K K K (4)(3)=-=
==θ
θθ
所以起码需要CO 的物质的量为3.38mol 。
5-15 求下列反应在298.15K 下平衡的蒸气压： （1）)(524s O H CuSO ?)(2)(3224g O H s O H CuSO +? (2) )(324s O H CuSO ?)(2)(224g O H s O H CuSO +? (3) )
(24s O H CuSO ?)()(24g O H s CuSO +
已知各物质的标准摩尔生成吉布斯函数θ
m f G ?（298K ）如下：
物质
)(524s O H CuSO ?
)(324s O H CuSO ?
)(24s O H CuSO ?
)(4s CuSO
)(2g O H
1
-??mol
kJ G m
f θ
-1879.6
-1399.8
-917.0
-661.8
-228.6
解：（1）116.22)}6.1879(1)8.1399(1)6.228(2{--?=?-?--?+-=?mol kJ mol kJ G m r θ
1.05kPa
p )/ln(15.298314.8106.22)/ln(ln 232
=∴?-=?-=-=?θθθθ
p p p p RT K RT G m r （2）116.25)}8.1399(1)0.917(1)6.228(2{--?=?-?--?+-=?mol kJ mol kJ G m r θ
0.57kPa
p )/ln(15.298314.8106.25)/ln(ln 232
=∴?-=?-=-=?θθθθ
p p p p RT K RT G m r （3）116.26)}0.917(1)8.661(1)6.228{(--?=?-?--?+-=?mol kJ mol kJ G m r θ
kPa
102.2p )/ln(15.298314.8106.26)
/ln(ln 3-3?=∴?-=?-=-=?θθθθ
p p p p RT K RT G m r 5-16 已知下列数据（298.15K ）：
物质
C （石墨） H 2（g ） N 2（g ） O 2（g ） CO （NH 2）2（s ）
11)298(--??K mol J K S m θ
5.740
130.68
191.6
205.14
104.6
1
)298(-??mol kJ K H m c θ -393.51 -285.83 0 0 -631.66
物质
NH 3（g ） CO 2（g ） H 2O （g ） 1
)298(-??mol kJ K G m f θ
-16.5
-394.36
-228.57
求298.15K 下CO （NH 2）2（s ）的标准摩尔生成吉布斯函数θ
m f G ?以及下列反应的标准平衡常数K θ
。
)
(2)(32g NH g CO +)()()(222s NH CO g O H +
解：)()()(2)()(2
1(2225222s NH CO g H g N g O C C
??→?+++
石墨） 1
111-456.67 )68.13026.191114.2055.0740.516.1041()298(----??=???-?-?-?-?=?K mol J K mol J K S m r θ
1111-333.51k )}66.631(1)83.285(2)15.393(1{)298(----??=??-?--?+-?=?K mol J K mol kJ K H m r θ
1
1
3-224.197}10(-456.67)298.15-{-333.51 )
298(15.298)298(]298),(,)([--?-=???=??-?=?mol
kJ mol
kJ K S K K H K s NH CO G m r m r m f θθθ
)()()()(2)(2222532s NH CO g O H g NH g CO C
+??→?+
1
139.1 )}5.16(2)36.394(1-(-228.57)1(-197.4){1]298[--?=??--??+?=?mol kJ mol kJ K G m r θ
5608.0)15.298314.8/(1039.1)15.298/(]298[ln 3-=??-=??-=K R K G K m r θθ
571.0K =∴θ
5-17 已知25℃时AgCl （s ），水溶液中Ag +
，Cl -的θ
m f G ?分别为 – 109.789 kJ ·mol -1
，77.107 kJ ·mol -1
，-131.22
kJ ·mol -1
。求25℃下AgCl （s ）在水溶液中的标准溶度积θ
K 及溶解度s 。
解：溶解反应方程为
)
(s AgCl -++Cl Ag
b b
676.55}(-109.789)-(-131.22){77.107)()()(=+=?-?+?=?-+AgCl G Cl G Ag G G m f m f m f m r θθθθ
4593.2215.2983145.855676
/ln -=?-=
?-=RT G K m r θθ
=θK 1.763×10-10
=θK 1.763×10
-10
=2)/(θ
b
b
所以 55103279.1107632.1/--?=?=θ
b
b ; b=1.3279×10
-5
mol ·kg -1
AgCl 的摩尔质量为143.32g ，所以，
s =13.279×10-5
×143.32·kg -1
=0.00190g/1000g=0.019g/100g
5-18 利用附录十、附录十一的数据计算25℃水溶液中碳酸解离反应的θ
1K ，θ
2K 。
32CO H -++3HCO H θ
1K -
3HCO -++23CO H θ2K
解：由附录十、附录十一得
)/(1-??mol kJ G m f θ )/(1-??mol kJ H m f θ )/(11--??mol K J S m θ
32CO H -623.08 -699.65 187.4 -3HCO -586.77 691.99 91.2 -23CO
-527.81
677.14
-56.9
3
2CO H -++3HCO H θ
1K
kJ kJ CO H G HCO G G m f m f m r 31.36)}
08.623(77.586{ )()(3231,=---=?-?=?-θ
θθ 647.1415
.2983145.836310
/ln 1,1-=?-=
?-=RT G K m r θ
θ
=θ1K 4.35×10
-7
-3HCO -++23CO H θ
2K
kJ kJ HCO G CO G G m f m f m r 96.58)}
77.586(81.527{)()(3232,=---=?-?=?-
-θθθ 784.2315
.2983145.858960
/ln 2,2-=?-=
?-=RT G K m r θθ
=θ2K 4.685×10
-11
（由θ
m f H ?及θm S 求θm r G ?，进而求θ1K 及θ2K 略）
5-19 利用附录十、附录十一的数据计算25℃水溶液中配离子+])([23NH Ag 如下反应的不稳定常数θK 。
+
])([23NH Ag 32NH Ag ++
解：由附录十、附录十一得
)/(1-??mol kJ G m f θ )/(1-??mol kJ H m f θ
)/(11--??mol K J S m θ
+Ag 77.107 105.579 72.68 3NH -26.50 -80.29 111.30 +])([23NH Ag
-17.12
-111.29
245.2
kJ
kJ NH Ag G NH G Ag G G m f m f m f m r 227.41)}12.17()50.26(2107.77{ )])(([)(2)(233=---?+=?-?+?=?++θ
θθθ
6307.1615
.2983145.841227
/ln -=?-=
?-=RT G K m r θθ
=θK 5.9×10
-8
（由θ
m
f
H ?及θm S 求θm r G ?，进而求θK 略） 5-20 已知298.15K 时，CO(g)和CH 3OH(g) 的θ
m f H ?分别为-110.52和-200.7kJ ·mol -1
。CO(g)、H 2(g)、N 2(g)、
CH 3OH(l)的θ
m S 分别为197.67、130.68、127 J ·mol -1
·K -1
。又知298.15K 时甲醇的饱和蒸气压为16.59kPa ，m vap H ?=38.0
kJ·mol -1
，蒸气可视为理想气体。利用上述数据，求298.15K 时反应)(2)(2g H g CO +)(3g OH CH 的θ
m
r G ?及K θ
。
解：据题意画出如下方框图：
△S 1 △S 2 △S 3
1
13127]298),([--??=K mol J K l OH CH S m θ ?
]298),([3=K g OH CH S m θ
△S 1≈0
△S 2=m vap H ?/T=（38.0×103/298.15）J ·mol -1
·K -1
=127.45 J·mol -1
·K -1
△S 3={8.314ln （16.59/100）} J ·mol -1
·K -1
=-14.94 J·mol -1
·K -1
CH 3OH(l) 298K ， 100kPa 1mol
CH 3OH(g) 298K ， 16.59kPa 1mol CH 3OH(g)
298K ， 100kPa 1mol
CH 3OH(l) 298K ， 16.59kPa 1mol
1
1
-1
1-3
2133mol J 51.239mol 14.94)J -127.450(127 ]298),([]298),([ --??=??++=?+?+?+=∴K
K
S S S K l OH CH S K g OH CH S m m θ
θ
)()(2)(3252g OH CH g H g CO C
??→?+
1
13--24.73 }10197.67)-130.682-(239.51298.15-(-110.52)-{-200.7 )
15.298(15.298)298()15.298(--?=????=??-?=?mol kJ mol kJ K S K K H K G m r m r m r θ
θθ 4
31015.2K 976.9)15.298314.8/(1073.24)15.298/(]298[ln ?=∴=??=??-=θθθK R K G K m r
5-21 在高温下水蒸气通过灼热的煤层，按下式生成水煤气：
)
(H (2g O C +石墨）)()(2g CO g H +
若在1000K 及1200K 时，K θ
分别为2.505及38.08，试计算此温度范围内平均反应热△r H m 及在1100K 时反应的标准平衡常数K θ
。
解：???
? ??-?=12121
2ln T T T T R H K K m r θ
θ
1
11212128.135505.208.38ln 314.81000
120010001200ln --?=???? ???-?=-=?mol kJ mol J K K R T T T T H m r θθ
.11)1100(403.21000110010001100314.810135.8ln2.505 1000110010001100)1000(ln )1100(ln 3
==??
? ???-?+
=?
?
?
???-?+=K K R H K K K K m r θθθ 5-22 在100℃下，下列反应 )
(2g COCl )()(2g Cl g CO +
的1196.125)373(,101.8---??=??=K mol J K S K m r θ
θ。计算：
（1）100℃、总压为200kPa 时2COCl 的离解度；（2）100℃上述反应的θm r H ?；（3）总压为200kPa 、2COCl 离解度为0.1%时之温度，设0,,=?m p r C 。
解：（1）设2COCl 的离解度为α
)
(2g COCl )()(2g Cl g CO +
（1-α）mol αmol αmol
n 总=（1+α）mol
5
-229
22
106.37 2110
1.81?=?-=??
-=-αα
αααθ
θ
p p K （2）11984.57)}101.8ln(15.373314.8{ln ---?=???-=-=?mol kJ mol J K RT G m r θθ
1
1
3
-105}10125.6373.15{57.84 --?=???+=?+?=?mol
kJ mol kJ S T G H m
r m r m r θθθ
（3）0,,=?m p r C ，θ
m r H ?为常数
K
K K K H R
T T T T R
H K K p p p p K m r m r 446 101.8100.2ln 107.104314.8373.151ln 111ln
100.2100/325.101210 11
9631
121
221
1
2662222=???
? ?????-=???? ???-=?
??? ??-?=
?=??=?
≈?-=------θθ
θ
θ
θθθ
θθ
ααα
5-23 反应
)
(23s NaHCO )()()(223g CO g O H s NaCO ++
在不同温度时的平衡总压如下：
t/℃ 30 50 70 90 100 110 p/kPa
0.827
3.999
15.90
55.23
97.47
167.0
设反应的θ
m r H ?与温度无关。
求：（1）上述反应的θ
m r H ?；（2）lg （p/kPa ）与T 的函数关系式；
（3）)(3s NaHCO 的分解温度。
解：（1）题目给反应的2
2???
? ??=θθp p
K C
RT H p C RT H C RT H p p
K m r m r m r +?-=+'+?-=∴'+?-=???
? ?
?=606.4)2lg (606.4lg(p/kPa) 303.22lg 2lg θ
θ
θθ
θ
θ
由题目给数据算出1/T 及对应的lg （p/atm ）列表如下：
（K/T ）103
3.299 3.095 2.914 2.754 2.680 2.610 p/kPa
0.827
3.999 15.90 55.23 97.47 167.0 lg （p/kPa ） -0.0825
0.6020
1.2014
1.7422
1.9889
2.2227
以lg （p/kPa ）对（K/T ）103
作图：
-0.500.511.52
2.50
0.5
1
1.52
2.53
3.5
(K/T)×10
3
l g (p /k P a )
由图可见，直线的斜率为 m=3310333.31097
.282.2)
0.1(5.1606.4?-=?--=?-RK H m r θ
物理化学 试卷一 一、选择题( 共15题30分) 1. 下列诸过程可应用公式dU = (Cp- nR)dT进行计算的是：( C ) (A) 实际气体等压可逆冷却 (B) 恒容搅拌某液体以升高温度 (C) 理想气体绝热可逆膨胀 (D) 量热弹中的燃烧过程 2. 理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( B ) (A) 可以从同一始态出发达到同一终态因为绝热可逆ΔS = 0 (B) 从同一始态出发，不可能达到同一终态绝热不可逆S > 0 (C) 不能断定(A)、(B) 中哪一种正确所以状态函数S 不同 (D) 可以达到同一终态，视绝热膨胀还是绝热压缩而定故终态不能相同 3. 理想气体等温过程的ΔF。( C ) (A)>ΔG (B) <ΔG (C) =ΔG (D) 不能确定 4. 下列函数中为强度性质的是：( C ) (A) S (B) (G/p)T (C) (U/V)T 容量性质除以容量性质为强度性质(D) CV
5. 273 K，10p下，液态水和固态水（即冰）的化学势分别为μ(l) 和μ(s)，两者的关系为：( C ) (A) μ(l) >μ(s) (B) μ(l)= μ(s) (C) μ(l) < μ(s) (D) 不能确定 6. 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水(A) 和纯水(B)。经历若干
时间后，两杯液面的高度将是(μ(纯水)>μ(糖水中水) ,水从(B) 杯向(A) 杯转移) ( A ) (A) A 杯高于B 杯(B) A 杯等于B 杯 (C) A 杯低于B 杯(D) 视温度而定 7. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为：( D ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 * Φ=C+2-f=2+2-0=4 8. 硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在101325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( C ) (A) 3 种(B) 2 种 (C) 1 种(D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 *S = 5 , R = 3 , R' = 0,C= 5 - 3 = 2 f*= 2 -Φ+ 1 = 0, 最大的Φ= 3 , 除去硫酸水溶液与冰还可有一种硫酸水含物与之共存。 9. 已知A 和B 可构成固溶体，在A 中，若加入B 可使A 的熔点提高，则B在此固溶体中的含量必_______ B 在液相中的含量。( A ) (A) 大于(B) 小于 (C) 等于(D)不能确定 10. 已知反应2NH3= N2+ 3H2在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应(1/2) N2+(3/2) H2= NH3 的标准平衡常数为：( C )
物理化学试题之一 一、选择题(每题2分，共50分,将唯一的答案填进括号内) 1. 下列公式中只适用于理想气体的是1. B A. ΔU=Q V B. W=nRTln(p 2/p 1)(用到了pv=nRT) C. ΔU=dT C m ,V T T 2 1? D. ΔH=ΔU+p ΔV 2. ΔH 是体系的什么 2. C A. 反应热 B. 吸收的热量 C. 焓的变化 D. 生成热 3. 2000K 时反应CO(g)+1/2O 2(g)=CO 2(g)的K p 为 6.443,则在同温度下反应为2CO 2(g)=2CO(g)+O 2(g)的K p 应为3. C A. 1/6.443 B. (6.443)1/2 C. (1/6.443)2 D. 1/(6.443)1/2 4. 固态的NH 4HS 放入一抽空的容器中，并达到化学平衡，其组分数、独立组分数、相数及自由度分别是 A. 1，1，1，2 B. 1，1，3，0 C. 3，1，2，1 D. 3，2，2，2 5. 下列各量称做化学势的是 A. i j n ,V ,S i )n ( ≠?μ? B. i j n ,V ,T i )n p (≠?? C. i j n ,p ,T i )n (≠?μ? D. i j n ,V ,S i )n U (≠?? 6. A 和B 能形成理想溶液。已知在100℃时纯液体A 的饱和蒸汽压为133.3kPa, 纯液体B 的饱和蒸汽压为66.7 kPa, 当A 和B 的二元溶液中A 的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸气中A 的摩尔分数是 A. 1 B. 0.75 C. 0.667 D. 0.5 7. 理想气体的真空自由膨胀，哪个函数不变？ A. ΔS=0 B. V=0 C. ΔG=0 D. ΔH=0 7. D ( ) 8. A 、B 两组分的气液平衡T-x 图上，有一最低恒沸点，恒沸物组成为x A =0.7。现有一组成为x A =0.5的AB 液体混合物，将其精馏可得到 A. 纯A 和恒沸混合物 B. 纯B 和恒沸混合物 C. 只得恒沸混合物 D. 得纯A 和纯B 8. B
物理化学期末考试试题库-2017(附答案与解析)
第一章热力学第一定律 选择题 1．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D。因焓是状态函数。 2．涉及焓的下列说法中正确的是（） (A) 单质的焓值均等于零(B) 在等温过 程中焓变为零(C) 在绝热可逆过程中焓变为 零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 答案：D。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若 Δ(pV)＜0则ΔH＜ΔU。 3．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是 （） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零(B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生 成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上 都是相对值 答案：A。按规定，标准态下最稳定单质的生成热 为零。 4．下面的说法符合热力学第一定律的是（） (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发 2
3生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关 答案：C 。因绝热时ΔU ＝Q ＋W ＝W 。（A ）中无热交换、无体积功故ΔU ＝Q ＋W ＝0。（B ）在无功过程中ΔU ＝Q ，说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。（D ）中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故ΔU 亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。 5．关于节流膨胀, 下列说法正确的是 (A) 节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统 的内能变化(C)节流膨胀中系统的焓值改变(D)节流过程中多孔塞两边的压力不断变化 答案：B 6．在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: （A ）Q H ＝p < 0 （B ）Q ＝H p >0 （C ）Q ＝H ＝p <0 （D ） Q H ＝p <0 答案：C 。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。
北2002年攻读硕士学位研究生入学考试 注意事项： 1.答案必须写在答题纸上，写在试卷上均不给分。 2.答题时可不抄题，但必须写清题号。 3.答题必须用蓝、黑水笔或圆珠笔，用红笔或铅笔不给分。 4.101.325kPa≈100kPa=p 5.作图用铅笔，且作图题答在指定题号的答题纸上。 6.选做题得分不记入总分，但作为参考分。 一、填空题：（18分） 1. 20℃时水的饱和蒸汽压为2338Pa ，现有20℃、2338Pa 的H 2O(l )，分别经两种途径变成20℃、2338Pa 的H 2O(g)，(l)在恒温恒压下进行，则ΔG ______零；(2)在恒温20℃、反抗p 外=0条件下进行，则ΔG_____零。（填<，>或=） 2. 20℃时，HCl 气体溶于苯中形成理想稀溶液，当达到气液平衡时，液相中HCl 的摩尔分数为0.0835，气相中苯的摩尔分数为0.095。又已知20℃时纯苯的饱和蒸汽压为10.010kPa 。则气液平衡时气相总压p =_____kPa 。 3. 已知某温度T 时，下列两反应的标准平衡常数为 2A=2B+C 1K =5.6×10-10 2D=2E+C 2K =2.6×10-9 则反应D+B=A+E 的标准平衡常数3K =______。 4. 为了理解纳米材料的表面效应，现将293.2K ，1p 下半径为r 1=1.0×10-3m 的小水滴分散成半径r 2=1.0×10-9m 的小水滴。已知293.2K 时水的表面张力σ=0.0728N·m -1，则分散前后水滴表面积增加值ΔA =____m 2，表面吉布斯函数增加值ΔG A =______J 。 5. 将反应Ag 2SO 4(s)==2Ag +(a Ag+)+SO 42-(24 SO a -)设计成电池____________ 。若已知 E {SO 42-│Ag 2SO 4，Ag}=0.627V ，E {Ag +│Ag}=0.799V ，则在标准状态下该电池_______自发电池。（填是或不是） 6. 某理想气体A 其分子的最低能级是非简并的，若取分子的基态作为能量零点，相邻能级的能量为ε1，其简并度为2，忽略更高的能级，则A 分子的配分函数q =________，设ε1=kT ，则相邻两能级上的最概然分子数之比为n 1/n 0=________。 7.乙酸乙酯皂化反应如下式： NaOH+CH 3COOCH 5→CH 3COONa+C 2H 5OH 当确定该反应动力学方程时，需要测定不同时刻反应物的浓度。根据该反应的特点，采用何种物理方法测定较好，并简述理由。 ●选做题：（10分） A sample of perfect gas that initially occupies 15.0 dm 3 at 250K and 101.325kPa is compressed isothermally. To _______kPa pressure must the gas be compressed to reduce its entropy by 5.0 J ?K -1. 二、选择题：（6分） 1. 热力学基本方程d G =-S d T +V d p 可运用于下述何种过程（ ）。 A. 298K ，p 的H 2O(l )蒸发过程 B. 理想气体向真空膨胀过程 C. 电解水制取H 2 D. N 2(g)+3H 2(g)→2NH 3(g)未达平衡
华中科技大学2003级五年制2002级德医专业生物化学期末考试试题A 华中科技大学2003级五年制、2002级德医专业生物化学试卷（A） 班级：学号：姓名： 一、选择题 （一）单选题（从四个备选答案中选出一个最佳答案，并在答卷纸上把相应的英文字母涂黑。 每小题0.5分，共20分。） 1.下列描述血红蛋白概念正确的是： A. 血红蛋白氧解离曲线为S形 B. 血红蛋白不属于变构蛋白 C. 1个血红蛋白可与1个氧分子可逆结合 D. 血红蛋白是单亚基球蛋白 2.有关蛋白质三级结构的描述，错误的是： A. 具有三级结构的多肽链都有生物学活性 B. 亲水基团多位于三级结构的表面 C. 三级结构的稳定性由次级键维持 D. 三级结构是单体蛋白质或亚基的空间结构 3.常出现于肽链转角结构中的氨基酸为： A. 半胱氨酸 B. 脯氨酸 C. 丙氨酸 D. 谷氨酸 4.核酸对紫外线的吸收是由哪一种结构产生的 A. 碱基 B. 核糖 C. 磷酸 D. 脱氧核糖 5.含有稀有碱基比例较多的核酸是： A. rRNA B. 线粒体DNA C. tRNA D. mRNA 6.磺胺类药物的类似物是： A. 四氢叶酸 B. 二氢叶酸 C. 对氨基苯甲酸 D. 叶酸
7.已知某种酶的K m值为0.05mol/L，试问要使此酶所催化的反应速度达最大反应速度 的80%时底物浓度应是多少？ A. 0.04mol/L B. 0.05mol/L C. 0.1mol/L D. 0.2mol/L 8.在血糖偏低时，大脑仍可摄取葡萄糖而肝脏则不能，其原因是： A. 胰岛素的作用 B. 己糖激酶的K m低 C. 葡萄糖激酶的K m低 D. 血脑屏障在血糖低时不起作用 9.下列哪种物质缺乏可引起血液丙酮酸含量升高？ A. 硫胺素 B. 叶酸 C. 吡哆醛 D. 维生素B12 10.在糖酵解过程中，下列哪个酶催化的反应是不可逆的？ A. 醛缩酶 B. 烯醇化酶 C. 丙酮酸激酶 D. 磷酸甘油酸激酶 11.下列哪种糖代谢途径既不生成ATP或UTP也不消耗ATP或UTP？ A. 糖酵解 B. 糖原合成 C. 糖异生 D. 糖原分解 12.不能使甘油磷酸化的组织器官是： A. 肝脏 B. 肾脏 C. 小肠 D. 脂肪组织 13.脂酸合成的限速酶是： A. HMG-CoA合成酶 B. HMG-CoA还原酶 C. 乙酰CoA羧化酶 D. 肉碱脂酰转移酶 14.合成前列腺素的前体是： A. 软脂酸 B. 硬脂酸 C. 亚油酸 D. 花生四烯酸 15.脂蛋白脂肪酶的激活剂是： A. apoAI B. apoB100 C. apoCⅡ D. apoE 16.脂肪酸β-氧化、酮体生成及胆固醇合成的共同中间产物是：
第五章 化学平衡 5－1．在某恒定的温度和压力下，取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应：A (g ) B (g ) 若0B μ﹦0 A μ，试证明，当反应进度ξ﹦0.5mol 时，系统的吉布斯函数G 值为最小，这时A ，B 间达到化学平衡。 解： 设反应进度ξ为变量 A (g ) B (g ) t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 ξ0﹦0 t ﹦t 平 n A n B ξ ξ﹦ B B n ν n B ﹦νB ξ，n A ﹦n 0－n B ﹦n 0－νB ξ，n ﹦n A ＋n B ﹦n 0 气体的组成为：y A ﹦ A n n ﹦00 B n n νξ-﹦01n ξ-，y B ﹦B n n ﹦0 n ξ 各气体的分压为：p A ﹦py A ﹦0 (1)p n ξ - ，p B ﹦py B ﹦ p n ξ 各气体的化学势与ξ的关系为：0 000ln ln (1)A A A A p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0 000ln ln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+? 由 G ＝n A μA ＋n B μB ＝(n A 0A μ＋n B 0 B μ)＋00ln (1)A p n RT p n ξ-＋0 ln B p n RT p n ξ ? ＝[n 0－ξ0A μ＋ξ0 B μ]＋n 00ln p RT p ＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0 ln RT n ξ ξ 因为 0B μ﹦0A μ，则G ＝n 0(0 A μ＋0ln p RT p )＋00()ln(1)n RT n ξξ--＋0 ln RT n ξ ξ ,0()ln T p G RT n ξξξ?=?- 20,20()()T p n RT G n ξξξ?=-?-＜0 令 ,( )0T p G ξ?=? 011n ξξξξ ==-- ξ﹦0.5 此时系统的G 值最小。
第十章界面现象 10－1 请回答下列问题： (1) 常见的亚稳定状态有哪些？为什么产生亚稳态？如何防止亚稳态的产生？ (2) 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间放置后，会出现什么现象？ (3) 下雨时，液滴落在水面上形成一个大气泡，试说明气泡的形状和理由？ (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么？ (5) 在一定温度、压力下，为什么物理吸附都是放热过程？ 答：(1) 常见的亚稳态有：过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成，要想防止这些亚稳状态的产生，只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后，大液滴会越来越大，小液滴会越来越小，最终大液滴将小液滴“吃掉”，根据开尔文公式，对于半径大于零的小液滴而言，半径愈小，相对应的饱和蒸汽压愈大，反之亦然，所以当大液滴蒸发达到饱和时，小液滴仍未达到饱和，继续蒸发，所以液滴会愈来愈小，而蒸汽会在大液滴上凝结，最终出现“大的愈大，小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形，因为雨滴在降落的过程中，可以看作是恒温恒压过程，为了达到稳定状态而存在，小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低，而此时只有通过减小表面积达到，球形的表面积最小，所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力，而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的，所以ΔG＜0，而ΔS＜0，由ΔG=ΔH－TΔS，得 ΔH＜0，即反应为放热反应。
10－2 在293.15K 及101.325kPa 下，把半径为1×10－3m 的汞滴分散成半径为1×10－9m 的汞滴，试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少？已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m －1。 解： 3143r π＝N×3243r π N ＝3 132 r r ΔG ＝2 1 A A dA γ?＝ (A 2－A 1)＝4·( N 2 2 r －21 r )＝4 ·(3 12 r r －21r ) ＝4× ×(339 (110)110 --??－10－6) ＝5.9062 J 10－3 计算时373.15K 时，下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为58.91×10－3 N ·m －1 (1) 水中存在的半径为0.1μm 的小气泡；kPa (2) 空气中存在的半径为0.1μm 的小液滴； (3) 空气中存在的半径为0.1μm 的小气泡； 解：(1) Δp ＝2r γ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (2) Δp ＝2r γ ＝36 258.91100.110--???＝1.178×103 kPa (3) Δp ＝4r γ＝36 458.91100.110--???＝2.356×103 kPa 10－4 在293.15K 时，将直径为0.1nm 的玻璃毛细管插入乙醇中。问需要在管内加多大的压力才能防止液面上升？若不加压力，平衡后毛细管内液面的高度为多少？已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10－3 N ·m －1，密度为789.4 kg ·m －3，重力加速度为9.8 m ·s －2。设乙醇能很好地润湿玻璃。
《物理化学》练习题 一、填空题 1. 理想气体经过节流膨胀后，焓____（升高，降低，不变）。 2. ()0T dH dV =，说明焓只能是温度的函数，与_____无关。 3. 1molH 2（g ）的燃烧焓等于1mol_______的生成焓。 4. 物理量Q 、T 、V 、W ，其中属于状态函数的是 ；与过程有关的量是 ；状态函数中属于广度量 的是 ；属于强度量的是 。 5. 焦耳汤姆逊系数J-T μ= ，J-T 0μ>表示节流膨胀后温度 节流膨胀前温度。 6. V Q U =?的应用条件是 。 7. 热力学第二定律可表达为：“功可全部变为热，但热不能全部变为功而 。 8. 用ΔG ≤0判断过程的方向和限度的条件是_________。 9. 热力学第三定律的表述为 。 10. 写出热力学基本方程d G = 。 11. 卡诺热机在T 1=600K 的高温热源和T 2=300K 的低温热源间工作，其热机效率η=___。 12. 高温热源温度T 1=600K ，低温热源温度T 2=300K 。今有120KJ 的热直接从高温热源传给低温热源，此 过程ΔS =________。 13. 1mol 理想气体由298K ，100kpa 作等温可逆膨胀，若过程ΔG =-2983J ，则终态压力为 。 14. 25°C 时，0.5molA 与0.5molB 形成理想液态混合物，则混合过程的ΔS= 。 15. 一定量的理想气体经历某种过程变化到终态，若变化过程中 pV γ不变，则状态函数（ΔS 、ΔH 、ΔU 、ΔG 、ΔA ）中， 不变。 16. 在一定的温度及压力下，溶液中任一组分在任意浓度范围均遵守拉乌尔定律的溶液称为___________。 17. 25°C 时，10g 某溶质溶于1dm 3溶剂中，测出该溶液的渗透压Π=0.4000kpa ，该溶质的相对分子质量 为________ 18. 氧气和乙炔气溶于水中的享利系数分别是717.2010Pa kg mol -???和 811.3310Pa kg mol -???，由享利定律系数可知，在相同条件下， 在水中的溶解度大 于 在水中的溶解度。 19. 28.15℃时，摩尔分数0.287x =丙酮 的氯仿-丙酮溶液的蒸气压为29.40kPa ，饱和蒸气中氯仿的摩尔分数为0.287x =氯仿。已知纯氯仿在该温度时的蒸气压为29.57kPa 。以同温度下纯氯仿为标准态， 氯仿在该溶液中的活度因子为 ；活度为 。 20. 混合理想气体中组分B 的化学势B μ与温度T 及组分B 的分压p B 的关系是B μ= ，其标准态选为 。 21. 吉布斯-杜亥姆方程的表达式为 。 22. 液体饱和蒸气压的定义是 。 23. 苯的标准沸点是80.1℃，则在80.1℃时苯的饱和蒸气压是为 Pa 。 24. 纯物质两相平衡的条件是 。
河南科技学院2014-2015学年第二学期期终考试 生物化学试题（A ） 适用班级：园林131-134 注意事项：1.该考试为闭卷考试； 2.考试时间为考试周； 3.满分为100分，具体见评分标准。 一、名词1、蛋白质的变性作用： 2、氨基酸的等电点： , 3、氧化磷酸化： 4、乙醛酸循环： 5、逆转录： 二、选择题（每题1分，共15分） 1、蛋白质多肽链形成α-螺旋时，主要靠哪种次级键维持（ ） A ：疏水键； B ：肽键： C ：氢键； D ：二硫键。 2、在蛋白质三级结构中基团分布为（ ）。 , A ：疏水基团趋于外部，亲水基团趋于内部； B ：疏水基团趋于内部，亲水基团趋于外部；
C：疏水基团与亲水基团随机分布；D：疏水基团与亲水基团相间分布。 3、双链DNA的Tm较高是由于下列哪组核苷酸含量较高所致（） A：A+G；B：C+T： C：A+T；D：G+C。 4、DNA复性的重要标志是（）。 A：溶解度降低；B：溶液粘度降低； C：紫外吸收增大；D：紫外吸收降低。 " 5、酶加快反应速度的原因是（）。 A：升高反应活化能；B：降低反应活化能； C：降低反应物的能量水平；D：升高反应物的能量水平。 6、鉴别酪氨酸常用的反应为( )。 A 坂口反应B米伦氏反应C与甲醛的反应D双缩脲反应 7、所有α-氨基酸都有的显色反应是( )。 A双缩脲反应B茚三酮反应C坂口反应D米伦氏反应 ？ 8、蛋白质变性是由于( )。 A蛋白质一级结构的改变B蛋白质空间构象的破环 C 辅基脱落D蛋白质发生水解 9、蛋白质分子中α-螺旋构象的特征之一是( )。 A肽键平面充分伸展B氢键的取向几乎与中心轴平行C碱基平面基本上与长轴平行D氢键的取向几乎与中心轴平行 10、每个蛋白质分子必定有( )。 Aα-螺旋Bβ-折叠结构C三级结构D四级结构 # 11、多聚尿苷酸完全水解可产生( )。 A 核糖和尿嘧啶B脱氧核糖和尿嘧啶C尿苷D尿嘧啶、核糖和磷酸 12、Watson-Crick提出的DNA结构模型( )。 A是单链α-螺旋结构B是双链平行结构 C是双链反向的平行的螺旋结构D是左旋结构 13、下列有关tRNA分子结构特征的描述中，( )是错误的。 A 有反密码环 B 二级结构为三叶草型 C 5'-端有-CCA结构 D 3'-端可结合氨基酸 【
1 第一章热力学第一定律 选择题 1．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓(B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功(D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D 。因焓是状态函数。 2．涉及焓的下列说法中正确的是（） (A) 单质的焓值均等于零(B) 在等温过程中焓变为零(C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 答案：D 。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔＨ＜ΔＵ。 3．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零(B) 化合物的生成热一定不为零(C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 答案：A 。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 4．下面的说法符合热力学第一定律的是（） (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C)封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关 答案：C 。因绝热时ΔＵ＝Q ＋W ＝W 。（A ）中无热交换、无体积功故ΔＵ＝Q ＋W ＝0。（B ）在无功过程中ΔＵ＝Q ，说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。（D ）中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故ΔＵ亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。 5．关于节流膨胀, 下列说法正确的是 (A)节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统的内能变化(C)节流膨胀中系统的焓值改变(D)节流过程中多孔 塞两边的压力不断变化 答案：B 6．在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: （A ）Q >0, H ＝0, p < 0 （B ）Q ＝0, H <0, p >0 （C ）Q ＝0, H ＝0, p <0 （D ）Q <0, H ＝0, p <0 答案：C 。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。 7．系统经一个循环后，ΔＨ、ΔＵ、Q 、W 是否皆等于零？ 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ΔＨ＝0、ΔＵ＝0。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。 1. 在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为nA ，pA ，VA 和nB ，pB ，VB ，设容器中的总压为p 。试判断下列公式中哪个是正确的（）。 （A ）A A p V n RT （B ）B A B ()pV n n RT （C ）A A A p V n RT （D ）B B B p V n RT 答：（A ）只有（A ）符合Dalton 分压定律。 4. 真实气体液化的必要条件是（）。 （A ）压力大于C p （B ）温度低于C T （C ）体积等于m,C V （D ）同时升高温度和压力 答：（B ）C T 是能使气体液化的最高温度，温度再高无论加多大压力都无法使气体液化。
物理化学第五版答案 内容介绍本书是在第四版的基础上，遵照教育部高等学校化学与化工学科教学指导委员会2004年通过的“化学专业和应用化学专业化学教学基本内容”进行了适当的调整和增删。全书重点阐述了物理化学的基本概念和基本理论，同时考虑到不同读者的需要也适当介绍了一些与学科发展趋势有关的前沿内容。各章附有扩展阅读的参考文献和书目，拓宽了教材的深度和广度。为便于读者巩同所学到的知识，提高解题能力，同时也为了便于自学，书中编入了较多的例题，每章末分别有复习题和习题，供读者练习之用。全书采用以国际单位制(SI)单位为基础的“中华人民共和国法定计量单位”和国家标准(GB 3100～3102 93)所规定的符号。全书分上、下两册，共14章。上册内容包括：气体，热力学第一定律，热力学第二定律，多组分系统热力学，相平衡，化学平衡和统计热力学基础。下册内容包括：电解质溶液，可逆电池电动势的测定和应用，电解和极化，化学动力学基础，表面化学和胶体分散系统等。即将与本书配套出版的有：学习与解题指导书，多媒体电子教案，多媒体网络课程等，形成一套新型的立体 《物理化学》为教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材。1999年出版的《物理化学》第四版,内容大致与国际趋势接轨。本版则是一个精要版,是在第四版的基础上修订而成。它并不降低基本要求,而是从实际出发,进一步取其精华,提高质量,篇幅比第四版减少约三分
之一。全书仍分为5篇共18章。平衡篇包括物质的pVT关系和热性质、化学热力学、相平衡和化学平衡。速率篇包括传递现象和化学动力学。结构篇有量子力学基础、化学键和分子间力的理论,以及波谱原理。统计篇有独立子系统和相倚子系统的统计热力学,以及速率理论。... [显示全部]
物理化学期末考试试题库-2017(附答案与解析)汇总 1 / 7 第一章 热力学第一定律 选择题 1．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（ ） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D 。因焓是状态函数。 2．涉及焓的下列说法中正确的是（ ） (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 答案：D 。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH ＜ΔU 。 3．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（ ） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 答案：A 。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 4．下面的说法符合热力学第一定律的是（ ） (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关 答案：C 。因绝热时ΔU ＝Q ＋W ＝W 。（A ）中无热交换、无体积功故ΔU ＝Q ＋W ＝0。（B ）在无功过程中ΔU ＝Q ，说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。（D ）中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故ΔU 亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。 5．关于节流膨胀, 下列说法正确的是 (A) 节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统的内能变化(C)节流膨胀中系统的焓值改变(D)节流过程中多孔 塞两边的压力不断变化 答案：B 6．在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: （A ）Q >0, H ＝0, p < 0 （B ）Q ＝0, H <0, p >0 （C ）Q ＝0, H ＝0, p <0 （D ）Q <0, H ＝0, p <0 答案：C 。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。 7．系统经一个循环后，ΔH 、ΔU 、Q 、W 是否皆等于零？ 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ΔH ＝0、ΔU ＝0。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。 1. 在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为nA ， pA ，V A 和nB ，pB ，VB ，设容器中的总压为p 。试判断下列公式中哪个是正确的（ ）。 （A ）A A p V n RT = （B ）B A B ()pV n n RT =+ （C ）A A A p V n RT = （D ）B B B p V n RT = 答：（A ）只有（A ）符合Dalton 分压定律。 4. 真实气体液化的必要条件是（ ）。 （A ）压力大于 C p （B ）温度低于C T （C ）体积等于 m,C V （D ）同时升高温度和压力 答：（B ）C T 是能使气体液化的最高温度，温度再高无论加多大压力都无法使气体液化。
1 第一章 热力学第一定律 选择题 1．关于焓的性质, 下列说法中正确的是（ ） (A) 焓是系统内含的热能, 所以常称它为热焓 (B) 焓是能量, 它遵守热力学第一定律 (C) 系统的焓值等于内能加体积功 (D) 焓的增量只与系统的始末态有关 答案：D 。因焓是状态函数。 2．涉及焓的下列说法中正确的是（ ） (A) 单质的焓值均等于零 (B) 在等温过程中焓变为零 (C) 在绝热可逆过程中焓变为零 (D) 化学反应中系统的焓变不一定大于内能变化 答案：D 。因为焓变ΔH=ΔU+Δ(pV)，可以看出若Δ(pV)＜0则ΔH ＜ΔU 。 3．与物质的生成热有关的下列表述中不正确的是（ ） (A) 标准状态下单质的生成热都规定为零 (B) 化合物的生成热一定不为零 (C) 很多物质的生成热都不能用实验直接测量 (D) 通常所使用的物质的标准生成热数据实际上都是相对值 答案：A 。按规定，标准态下最稳定单质的生成热为零。 4．下面的说法符合热力学第一定律的是（ ） (A) 在一完全绝热且边界为刚性的密闭容器中发生化学反应时,其内能一定变化 (B) 在无功过程中, 内能变化等于过程热, 这表明内能增量不一定与热力学过程无关 (C) 封闭系统在指定的两个平衡态之间经历绝热变化时, 系统所做的功与途径无关 (D) 气体在绝热膨胀或绝热压缩过程中, 其内能的变化值与过程完成的方式无关 答案：C 。因绝热时ΔU ＝Q ＋W ＝W 。（A ）中无热交换、无体积功故ΔU ＝Q ＋W ＝0。（B ）在无功过程中ΔU ＝Q ，说明始末态相同热有定值，并不说明内能的变化与过程有关。（D ）中若气体绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀所做的功显然是不同的，故ΔU 亦是不同的。这与内能为状态函数的性质并不矛盾，因从同一始态出发，经绝热可逆膨胀与绝热不可逆膨胀不可能到达同一终态。 5．关于节流膨胀, 下列说法正确的是 (A) 节流膨胀是绝热可逆过程(B)节流膨胀中系统的内能变化(C)节流膨胀中系统的焓值改变(D)节流过程中多孔 塞两边的压力不断变化 答案：B 6．在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: （A ）Q >0, H ＝0, p < 0 （B ）Q ＝0, H <0, p >0 （C ）Q ＝0, H ＝0, p <0 （D ）Q <0, H ＝0, p <0 答案：C 。节流膨胀过程恒焓绝热且压力降低。 7．系统经一个循环后，ΔH 、ΔU 、Q 、W 是否皆等于零？ 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ΔH ＝0、ΔU ＝0。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。 1. 在温度T 、容积V 都恒定的容器中，含有A 和B 两种理想气体，它们的物质的量、分压和分体积分别为nA ，pA ，V A 和nB ，pB ，VB ，设容器中的总压为p 。试判断下列公式中哪个是正确的（ ）。 （A ）A A p V n RT = （B ）B A B ()pV n n RT =+ （C ）A A A p V n RT = （D ）B B B p V n RT = 答：（A ）只有（A ）符合Dalton 分压定律。 4. 真实气体液化的必要条件是（ ）。 （A ）压力大于C p （B ）温度低于C T （C ）体积等于 m,C V （D ）同时升高温度和压力 答：（B ） C T 是能使气体液化的最高温度，温度再高无论加多大压力都无法使气体液化。
§1.2概念题 1.2.1填空题 1．温度为400 K ，体积为2m 3的容器中装有2 mol 的理想气体A 和8 mol 的理想气体 B 。该混合气体中B 的分压力： P B ＝( 13.303 )kPa 。 2．在300 K ，100 kPa 下，某理想气体的密度＝80.827 5×10-3 kg ?m -3。则该气体的摩 ρ尔质量：M ＝( 2.016 kg ?mol -1 )。 3. 恒温100℃，在一个带有活塞的气缸中装有3.5 mol 的水蒸气H 2O(g)，在平衡条件下， 缓慢的压缩到压力p =( 101.325 )kPa 时，才可能有水滴H 2O(1)出现。 4. 理想气体，在恒温下，摩尔体积随压力的变化率：( )。 (/)m T V p ??=/m V p -5．一定量的范德华气体，在恒容条件下，压力随温度的变化率： ( )。 (/)V p T ??=/()nR V nb -6. 理想气体在微观上的特征是：( 分子见无作用力，分子本身不占体积 )。 7. 在临界状态下，任何真实气体在宏观上的特征是( 气相、液相不分 )。 8. 在n ，T 一定的条件下，任何种类的气体，当压力趋近于零时：0 ()=lim p pV →( nRT )。 1.2.2 单项选择填空题 1．在温度恒定为25℃，体积恒定为25 dm 3的容器中，含有0.65 mol 的理想气体A ， 0.35 mol 的理想气体B 。 若向容器中再加人0.4 mol 的理想气体D ， 则B 的分压力B p ( c )，分体积( b )。 *B V 选择填入：(a)变大；(b)变小；(c)不变；(d)无法确定。 2．由A(g)和B(g)形成的理想气体混合系统，总压p ＝p A ＋p B ，体积V ＝＋，n ＝ *A V *B V n A ＋n B 下列各式中，只有式( c )是正确的。 选择填入：(a) ；(b) ；(c)； *B B B p V n RT =*A pV nRT =B B p V n RT =(d)。 *A A A p V n RT =3．(1)在一定的T ，p 下(假设高于波义耳温度T B )： V m (真实气体)( a )V m (理想气体) (2)在n ，T ，V 皆为定值的条件下 P (范德华气体)( c )p (理想气体) (3)在临界状态下，范德华气体的压缩因子 ( c )1 c Z 选择填入：(a)＞；(b)＝；(c)＜；(d)不能确定。 4. 已知A(g)和B(g)的临界温度之间的关系为：；临界压力之间的关系为：c c (A)(B)T T >。则A ，B 气体的范德华常数a 和b 之间的关系必然是： c c (A)(B)p p 第七章 电化学 7－1．用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ，经过15 min 后，问：（1）在阴极上能析出多少质量的Cu ？ (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解：(1) m Cu ＝ 201560635462.F ???＝5.527 g n Cu ＝201560 2F ??＝0.09328 mol (2) 2Cl n ＝2015602F ??＝0.09328 mol 2Cl V ＝00932830015 100 .R .??＝2.328 dm 3 7－2．用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液，已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10－2g 。通电一段时间，测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区溶液质量为62.50g ，其中含有Pb (NO 3) 21.151g ，计算Pb 2+的迁移数。 解： M [Pb (NO 3) 2]＝331.2098 考虑Pb 2+：n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝262501151166103312098(..)..--??－11513312098..＋01658 21078682 ..? ＝3.0748×10－3－3.4751×10－3＋7.6853×10－4 ＝3.6823×10－4 mol t ＋(Pb 2+ )＝4 4 36823107685310..--??＝0.4791 考虑3NO -： n 迁＝n 后－n 前 ＝1151 3312098 ..－262501151166103312098(..)..--??＝4.0030×10－3 mol t －(3 NO -)＝4 4 40030107658310..--??＝0.5209 7－3．用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后，阴极上有0.078 g 的Ag 析出，阳极区溶液溶液质量为23.376g ，其中含AgNO 3 0.236 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。 解： 考虑Ag +： n 迁＝n 前－n 后＋n e ＝3233760236739101698731(..)..--??－023********..＋00781078682 .. ＝1.007×10－ 3－1.3893×10－ 3＋7.231×10－ 4物理化学第五版课后习题答案
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