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物理化学2

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物理化学试卷

班级 姓名 分数

一、填空题 ( 共 5题 10分 )

1. 2 分 (3192)

3192

一个化学反应的Δr U 0,m $的含义是 ___________________________ 。

2. 2 分 (3257)

3257

答:不变;减少;减少 (2分)

3. 2 分 (2844)

2844

在一定温度时,高压气体反应的 K p $已不是常数。为求得高压气相反应的 K p $,可先

由表册数据求得反应的Δr G m $,根据公式 __________________________ ,求出 K f $,然

后由查表得到的临界数据和反应条件算得对比数据,使用牛顿图得各物质的 _____________________,从而算得 K γ,再根据公式 _______________ ,最后求得K p $

4. 2 分 (2904)

2904

已知:(1)222Fe s O g FeO s ()()()+= ,

-1r m /J mol 519200125G ??=-+$(T /K) (2)3212

234Fe s O g Fe O s ()()()+=

, -1r m /J mol 156.5G A ??=+$(T /K) 由Fe s O g FeO s (),(),()2及Fe O s 34()组成的体系的平衡温度是838 K ,则反应(2)的r m ΔG $式中的A= J mol ?-1。

5. 2 分 (3146)

3146

一个抑制剂结合到碳酸酐酶,在298 K 时反应的平衡常数K α$=4.17×107,Δr H m $

=-45.1 kJ ?mol -1,则该温度下反应的Δr S m $=________ J ?K -1?mol -1。

二、计算题 ( 共 6题 60分 )

6. 10 分 (0987)

0987

10g He(可视为理想气体)在400 K 时压力为5p ?,今在等温、恒定外压10p ?下进行压缩。

试计算此过程的Q ,W 及气体物质的?U , ?H , ?S , ?F 和?G 。已知He 的摩尔质量为4.00 g·mol -1。

7. 10 分 (6686)

6686

在 373 K 时,水的饱和蒸气压为 101.3 kPa ,表面张力γ 为 0.0580 N ·m -1,在

373 K 条件下,水中有一个含有 50 个气态水分子的蒸气泡,试求泡内水的饱和蒸气

压(373 K 时,水的密度 ρ = 0.950×103 kg ·m -3)。

8. 10 分 (6413)

6413

反应12

A B k k , 已知 K = 1.0×103, τ = 10 μs , 推导τ 与k 1,k 2之关系式,并求 k 1,k 2。

9. 10 分 (0447)

0447

已知:p $

,298 K 下

Δc H m (C 3H 8)=-2220 kJ·mol -1

Δf H m (H 2O)=286.0 kJ·mol -1

Δf H m (CO 2)=-393.5 kJ·mol -1

分别计算(a )恒压下、(b )恒容下,由单质生成丙烷气体的生成焓。

*. 10 分 (4613)

4613

298 K 时 Ag +/Ag 的 φ ?= 0.7991 V , Cl -│AgCl(s)│Ag 的 φ?= 0.2224 V ,

计算 (1) AgCl 在 0.01 mol ·dm -3 KNO 3溶液中的溶解度(设此溶液 γ±= 0.889)

(2) AgCl(s) = Ag +(aq) + Cl -(aq) 的标准吉布斯自由能 ?r G m $

问: (a) 计算结果说明 AgCl(s) = Ag +(aq) + Cl -(aq) 是自动向何方进行 ? 为什么 ? (b) 写出此两电极在 298 K 标准情况下组成电池的正确写法。

11. 10 分 (9402)

9402

在101.325 kPa 时,使水蒸气通入固态碘(I 2)和水的混合物,蒸馏进行的温度为371.6

K ,使馏出的蒸气凝结,并分析馏出物的组成。已知每0.10 kg 水中有0.0819 kg 碘。试计算

该温度时固态碘的蒸气压。

三、问答题 ( 共 3题 15分 )

12. 5 分 (3354)

3354

今有某气相反应,证明 : (?ln K c $/?T )p = Δr H m $

/RT 2

13. 5 分 (2228)

2228

证明:温度和组成不变时,溶液中某组分B 的活度与总压的关系为: *B ,m m B ,(B )ln ()T x V V a p RT

-?=?

14. 5 分 (0342)

0342

推导 van der Waals 气体的恒温压缩系数β 和恒压膨胀系数α 的关系式,并从Euler 关系式 (?T /?p )V ·(?p /?V )T ·(?V /?T )p = -1 , 证明: nR β=α (V -nb )。

物理化学二

一、下列各题均有四个备选答案,请从中选择一个最佳的,用“√”标记 1. 测定有机物的燃烧热Q p一般在氧弹中进行,所测得的热效应为Q v, 由公式Q p= Q v +Δ nRT, 可计算燃烧热,题中的T应为(C) A.氧弹中的最高燃烧温度 B.氧弹所浸泡的水中之温度 C.外水套中的水温 D.298.2K 2. 对于可逆变化有(C) ?=?B A R T Q S δ 下述各说法中,哪一个正确 A.只有可逆变化才有熵变 B.可逆变化没有热温商 C.可逆变化熵变与热温商之和相等 D.可逆变化熵变为零 3. 沸点升高,说明在溶剂中加入非挥发性溶质后,该溶剂的化学势比未加溶质前如何变化 (B) A. 升高 B.降低 C.相等 D.不一定 4. 在300K下,一个抽空的容器中放入过量的A(s),发生下列反应 A(s)B(s)+3D(g) 达到平衡时D(g)的压力* D p=1.02kPa。此反应的标准平衡常数θK(300K)应为(D) A. 1.02 B. 3.06 C. 1.04×10-4 D. 1.03×10-6 5. 在一个抽空容器中放入足够多的水、CCl4(l)及I2(g)。水和CCl4共存时完全不互溶,I2(g)可同时溶于水和CCl4之中,容器上部的气相中同时含有I2(g)、H2O(g)及CCl4(g)。此平衡体系的自由度数为(C) A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 6. 单组分体系的固液平衡线的斜率d p/d T的值(D) A.大于零 B.等于零 C.小于零 D.不确定 7. 下列化合物中,哪个的无限稀释摩尔电导率不可以用Λm对c作图外推至c→0而求得? (B) A.NaCl B.CH3COOH C.CH3COONa D.HCl 8. 298K时,当H2SO4溶液的浓度从0.01mol·kg-1增加到0.1 mol·kg-1时,其电导率k和 摩尔电导率Λm将(D) A.κ减小,Λm增加 B. κ增加,Λm增加 C.κ减小,Λm减小 D. κ增加,Λm减小 9. 反应CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)在恒温恒压下进行,当加入某种催化剂,该反应速 率明显加快。不存在催化剂时,反应的平衡常数为K,活化能为E a,存在催化剂时为K'和E a',则(A) A. K'=K,E a'< E a B. K'E a C. K'=K,E a'> E a D. K'

《简明物理化学》第二章答案

1. 2mol 298K ,5dm 3的He(g),经过下列可逆变化: (1) 等温压缩到体积为原来的一半; (2) 再等容冷却到初始的压力。 求此过程的Q W U H S ???、、、和。已知=),(,g He C m p ?K -1?mol -1。 解:体系变化过程可表示为 W=W 1+W 2=nRTln 1 2V V +0=2××298×=-3435(J) Q=Q 1+Q 2=W 1+ΔU 2=-3435+n m v C ,ΔT=-3435+n m v C ,(298-298/2) ; =-3435+(-3716)=-7151(J) ΔU=ΔU 1+ΔU 2=ΔU 2=-3716(J) 2. ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =2××+2××1-?K J 理想气体从40℃冷却到20℃, 同时体积从250dm 3 变化到50dm 3。已知该气体的m p C ,=?K -1?mol -1,求S ?。 解:假设体系发生如下两个可逆变化过程 250dm 3 等温 50dm 3 等容 50dm 3 40℃ ΔS 1 40℃ ΔS 2 20℃ ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =10Rln 250 50 +10×4015.2732015.273++ =(1-?K J ) 》 3. 2mol 某理想气体(m p C ,= J ?K -1?mol -1)在绝热条件下由,膨胀到,求该过程的 Q W U H S ???、、、和。 解: 绝热 膨胀 ∵m p C ,=11--??mol K J ∴ m v C ,=1 -?K J 且Q=0 ΔU= ? 2 1 ,T T m v dT nC =2×× W=-ΔU=2930(J) 等温压缩 等容冷却

物理化学第二章习题

第二章热力学第一定律习题 一、选择题 1. 一定量的理想气体从同一始态出发,分别经(1) 等温压缩,(2) 绝热压缩到具有相同压力的终态,以H1,H2分别表示两个终态的焓值,则有:( ) (A) H1> H2(B) H1= H2 (C) H1< H2(D) 无法比较 2. 下列的过程可应用公式ΔH=Q进行计算的是:( ) (A) 不做非体积功,终态压力相同但中间压力有变化的过程 (B) 不做非体积功,一直保持体积不变的过程 (C) 273.15 K,pθ下液态水结成冰的过程 (D) 恒容下加热实际气体 3. 非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个错误?() (A) Q=0 (B) W=0 (C) ΔU=0 (D) ΔH=0 4. 已知:Zn(s)+(1/2)O2??→ZnO Δr H m=351.5 kJ·mol-1 Hg(l)+(1/2)O2??→HgO Δr H m= 90.8 kJ·mol-1 因此Zn+HgO??→ZnO+Hg 的Δr H m是:( ) (A) 442.2 kJ·mol-1(B) 260.7 kJ·mol-1 (C) -62.3 kJ·mol-1(D) -442.2 kJ·mol-1 5. 在一个密闭绝热的房间里放置一台电冰箱,将冰箱门打开,并接通电源使其工作,过一段时间之后,室内的平均气温将如何变化? ( ) (A) 升高(B) 降低 (C) 不变(D) 不一定 6. 对于理想气体的热力学能有下述四种理解: (1) 状态一定,热力学能也一定 (2) 对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的 (3) 对应于某一状态,热力学能只有一个数值,不可能有两个或两个以上的数值 (4) 状态改变时,热力学能一定跟着改变 其中正确的是:( ) (A) (1),(2) (B) (3),(4) (C) (2),(4) (D) (1),(3) 7. 按下列路线循环一周,哪种情况是系统对环境做功:( ) 8. 在一定T,p下,汽化焓Δvap H,熔化焓Δfus H和升华焓Δsub H的关系为:( ) (A) Δsub H>Δvap H(B) Δsub H>Δfus H (C) Δsub H=Δvap H+Δfus H(D) Δvap H>Δsub H 上述各式中,哪一个错误?

物理化学第二版作业答案6-8

物理化学作业题答案 第六章 相平衡 思考题 5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡,43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+垐?噲?。指出该系统的独立组分数、 相数和自由度? 答:反应中有三个物种,一个平衡限制条件,没有浓度限制条件。所以独立组分数为2,相数为2,自由度为2。 习题解析 3.3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g),根据相律解释下述实验事实。 (1) 在一定压力的2CO (g)中,将3CaCO (s)加热,实验证明在加热过程中,在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。(2) 在3CaCO (s)的分解过程中,若保持2CO (g)的压力恒定,实验证明达分解平衡时,温度有定值。 解:(1) 该系统中有两个物种,2CO (g)和3CaCO (s),所以物种数2S =。在没有发生反应时,组分数2C =。现在是一个固相和一个气相两相共存,2P =。当2CO (g)的压力有定值时,根据相律,条件自由度 *12121f C P =+-=+-=。这个自由度就是温度,即在一定的温度范围内,可维持两相平衡共存不变,所以3CaCO (s)不会分解。 (2)该系统有三个物种,2CO (g),3CaCO (s)和CaO(s),所以物种数3S =。有一个化学平衡,1R =。没有浓度限制条件,因为产物不在同一个相,故2C =。现在有三相共存(两个固相和一个气相),3P =。若保持 2CO (g)的压力恒定,条件自由度*12130f C P =+-=+-=。也就是说,在保持2CO (g)的压力恒定时,温度 不能发生变化,即3CaCO (s)的分解温度有定值。 5.结霜后的早晨冷而干燥,在-5℃,当大气中的水蒸气分压降至 Pa 时,霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华,空气中水蒸气的分压要有多大?已知水的三相点的温度和压力分别为 K 和611 Pa ,水的摩尔气化焓 1vap m 45.05 kJ mol H -?=?,冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -?=?。设相变时的摩尔焓变在这个温度区间内是 常数。 解:冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和, sub m vap m fus m H H H ?=?+?11(45.05 6.01) kJ mol 51.06 kJ mol --=+?=? 用Clausius-Clapeyron 方程,计算 K (-5℃)时冰的饱和蒸气压 (268.15K)51 06011 ln 611 Pa 8.314273.16268.15p = - ? ? ??? 解得 (268.15K)401.4 Pa p = 而 K (-5℃)时,水蒸气的分压为 Pa ,低于霜的水蒸气分压,所以这时霜要升华。当水蒸气分压等于或大于401.4 Pa 时,霜可以存在。

物理化学第二章课后答案完整版.docx

第二章热力学第一定律 1mol 理想气体在恒定压力下温度升高1℃,求过程中系统与环境交换的功。 解:理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式( 2.2.3) W =- p amb V -=p(V2-V1) =-(nRT2-nRT1) =- 1mol 水蒸气 (H2O,g)在 100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设:相对于水蒸气的体 积,液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程 ,水蒸气可看作理想气体 , 应用式( 2.2.3) W =- p amb V =-p(V l -V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下,电解 1mol 水(H2O,l),求过程的体积功。 H2O(l)= H2(g) + 1/2O2(g) 解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式( 2.2.3) W=-p amb V =- (p2V2-p1V1)≈- p2V2 =-n2RT=- 若途径 a 的 Q a=,Wa=-;而途径 b 的Q b=系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。 -。求 W b. 解 :热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关 ,故ΔU a=ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a-Q b = -

始态为 25℃,200 kPa 的 5 mol 某理想气体,经途径 a ,b 两不同途径到达相同的末态。途 经 a 先经绝热膨胀到 -28.47℃, 100 kPa ,步骤的功 ;再恒容加热到压力 200 kPa 的末态,步骤的热 。途径 b 为恒压加热过程。求途径 b 的 及 。 解:先确定系统的始、末态 V 1 = nRT 1 =5 ×8.314 ×298.15 3 P 1 = 0.0619 m 200000 V 2 = V = nRT = 5 ×8.314 ×244.58 = 0.1016 m 3 P 100000 U = W a + Q a = (-5.57 + 25.42 )kJ = 19.85kJ 对于途径 b ,其功为 W b = - p 1 V = -200000(0.1016-0.0619) J = -7.932kJ 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体,温度升高 20℃ , 求 ΔH-ΔU 的值。 解:根据焓的定义 -3 水 (H 2 在 ℃ 下:( )压力从 增 已知水在 25℃ 的密度 ρ =997.04kg ·m。求 1mol 100kPa O,l) 25 1 加至 200kPa 时的 H;(2)压力从 100kPa 增加至 1Mpa 时的 ΔH。假设水的密度不随压力改 变,在此压力范围内水的摩尔热力学能近似认为与压力无关。 -3 -3 -1 解 : 已知 ρ= 997.04kg ·m H2O = × 10 kg mol · M

简明物理化学第二章答案

1. 2mol 298K ,5dm 3 的He(g),经过下列可逆变化: (1) 等温压缩到体积为原来的一半; (2) 再等容冷却到初始的压力。 求此过程的Q W U H S ???、、、和。已知=),(,g He C m p ?K -1 ?mol -1 。 解:体系变化过程可表示为 W=W 1+W 2=nRTln 1 2V V +0=2××298×=-3435(J) Q=Q 1+Q 2=W 1+ΔU 2=-3435+n m v C ,ΔT=-3435+n m v C ,(298-298/2) =-3435+(-3716)=-7151(J) ΔU=ΔU 1+ΔU 2=ΔU 2=-3716(J) 2. ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =2××+2××1-?K J 理想气体从40℃冷却到20℃, 同时体积从250dm 3 变化到50dm 3 。已知该气体的m p C ,=?K -1?mol -1 ,求S ?。 解:假设体系发生如下两个可逆变化过程 250dm 3 等温 50dm 3 等容 50dm 3 40℃ ΔS 1 40℃ ΔS 2 20℃ ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =10Rln 250 50 +10×4015.2732015.273++ =(1-?K J ) 3. 2mol 某理想气体(m p C ,= J ?K -1?mol -1 )在绝热条件下由,膨胀到,求该过程的 Q W U H S ???、、、和。 解: 绝热 膨胀 ∵m p C ,=11--??mol K J ∴ m v C ,=1 -?K J 且Q=0 ΔU=? 2 1 ,T T m v dT nC =2×× W=-ΔU=2930(J) 等温压缩 等容冷却

物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案

第一章 气体 一.基本要求 1.了解低压下气体的几个经验定律; 2.掌握理想气体的微观模型,能熟练使用理想气体的状态方程; 3.掌握理想气体混合物组成的几种表示方法,注意Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提; 4.了解真实气体m p V -图的一般形状,了解临界状态的特点及超临界流体的应用; 5.了解van der Waals 气体方程中两个修正项的意义,并能作简单计算。 二.把握学习要点的建议 本章是为今后用到气体时作铺垫的,几个经验定律在先行课中已有介绍,这里仅是复习一下而已。重要的是要理解理想气体的微观模型,掌握理想气体的状态方程。因为了解了理想气体的微观模型,就可以知道在什么情况下,可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。通过例题和习题,能熟练地使用理想气体的状态方程,掌握,,p V T 和物质的量n 几个物理量之间的运算。物理量的运算既要进行数字运算,也要进行单位运算,一开始就要规范解题方法,为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。 掌握Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提,以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。 在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时,要认真听讲,注意在Power Point 动画中真实气体的m p V -图,掌握实际气体在什么条件下才能液化,临界点是什么含义等,为以后学习相平衡打下基础。 三.思考题参考答案 1.如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状?采用了什么原理? 答:将打瘪的乒乓球浸泡在热水中,使球的壁变软,球中空气受热膨胀,可使其恢复球状。采用的是气体热胀冷缩的原理。 2.在两个密封、绝热、体积相等的容器中,装有压力相等的某种理想气体。试问,这两容器中气体的温度是否相等? 答:不一定相等。根据理想气体状态方程,若物质的量相同,则温度才会相等。

《简明物理化学》第二章答案

1. 2mol 298K,5dm3的He (g ),经过下列可逆变化: (1) 等温压缩到体积为原来的一半; (2) 再等容冷却到初始的压力。 求此过程的Q W U H S ???、、、和。已知=),(,g He C m p 20.8J?K-1?mol -1。 解:体系变化过程可表示为 W =W 1+W 2=n RT ln 1 2V V +0=2×8.314×298×l n0.5=-3435(J ) Q=Q 1+Q 2=W 1+ΔU 2=-3435+nm v C ,ΔT=-3435+n m v C ,(298-298/2) =-3435+(-3716)=-7151(J) ΔU=ΔU 1+ΔU2=ΔU2=-3716(J) ΔS=ΔS 1+ΔS2=nRln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =2×8.314×ln0.5+2×1.5×8.314ln 0.5 =-2818(1-?K J ) 2. 10mol 理想气体从40℃冷却到20℃,同时体积从250dm 3 变化到50dm 3。已知该气体的 m p C ,=29.20J?K-1?mol -1,求S ?。 解:假设体系发生如下两个可逆变化过程 250dm 3 等温 50dm 3 等容 50d m3 40℃ ΔS1 40℃ ΔS 2 20℃ ΔS=ΔS 1+ΔS 2=n Rln 12V V +? 21,T T m v T dT nC =10Rln 250 50+10×(29.20-8.314)×ln 4015.2732015.273++ =-147.6(1-?K J ) 3. 2mol 某理想气体(m p C ,=29.36 J ?K -1?mol -1)在绝热条件下由273.2K,1.0MPa 膨胀到 203.6K,0.1MPa 求该过程的Q W U H S ???、、、和。 解:273.2K 绝热 203.6K 1.0MPa 膨胀 0.1MPa 等温压缩 等容冷却

物理化学第二章热力学第二定律练习题及答案

第二章 热力学第二定律练习题 一、判断题(说法正确否): 1.自然界发生的过程一定是不可逆过程。 2.不可逆过程一定是自发过程。 3.熵增加的过程一定是自发过程。 4.绝热可逆过程的?S = 0,绝热不可逆膨胀过程的?S > 0,绝热不可逆压缩过程的?S < 0。 5.为了计算绝热不可逆过程的熵变,可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。 6.由于系统经循环过程后回到始态,?S = 0,所以一定是一个可逆循环过程。 7.平衡态熵最大。 8.在任意一可逆过程中?S = 0,不可逆过程中?S > 0。 9.理想气体经等温膨胀后,由于?U = 0,所以吸的热全部转化为功,这与热力学第二定律矛盾吗? 10.自发过程的熵变?S > 0。 11.相变过程的熵变可由 T H S ?= ?计算。 12.当系统向环境传热时(Q < 0),系统的熵一定减少。 13.一切物质蒸发时,摩尔熵都增大。 14.冰在0℃,p 下转变为液态水,其熵变 T H S ?= ?>0,所以该过程为自发过程。 15.自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。 16.吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。 17.在等温、等压下,吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。 18.系统由V 1膨胀到V 2,其中经过可逆途径时做的功最多。 19.过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件下进行的,由基本方程可得?G = 0。 20.理想气体等温自由膨胀时,对环境没有做功,所以 -p d V = 0,此过程温度不变,?U = 0,代入热力学基本方程d U = T d S - p d V ,因而可得d S = 0,为恒熵过程。 21.是非题: ⑴“某体系处于不同的状态,可以具有相同的熵值”,此话对否? ⑵“体系状态变化了,所有的状态函数都要变化”,此话对否? ⑶ 绝热可逆线与绝热不可逆线能否有两个交点? ⑷ 自然界可否存在温度降低,熵值增加的过程?举一例。 ⑸ 1mol 理想气体进行绝热自由膨胀,体积由V 1变到V 2,能否用公式: ???? ??=?12 ln V V R S 计算该过程的熵变? 22.在100℃、p 时,1mol 水与100℃的大热源接触,使其向真空容器中蒸发成 100℃、p 的水蒸气,试计算此过程的?S 、?S (环)。 23. ? ??? ??=?12ln V V R S 的适用条件是什么? 24.指出下列各过程中,物系的?U 、?H 、?S 、?A 、?G 中何者为零? ⑴ 理想气体自由膨胀过程; ⑵ 实际气体节流膨胀过程; ⑶ 理想气体由(p 1,T 1)状态绝热可逆变化到(p 2,T 2)状态; ⑷ H 2和Cl 2在刚性绝热的容器中反应生成HCl ; ⑸ 0℃、p 时,水结成冰的相变过程; ⑹ 理想气体卡诺循环。 25.a mol A 与b mol B 的理想气体,分别处于(T ,V ,p A )与(T ,V ,p B )的状态,等温等容混合为 (T ,V ,p )状态,那么?U 、?H 、?S 、?A 、?G 何者大于零,小于零,等于零? 26.一个刚性密闭绝热箱中,装有H 2与Cl 2混合气体,温度为298K ,今用光引发,使其

物理化学第二版作业答案6-8

物理化学作业题答案 第六章相平衡 思考题 5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡, NH 4CI(S)垐9 NH 3(g) HCI(g)。指出该系统的独立组分数、 相数和自由度? 答:反应中有三个物种, 一个平衡限制条件, 没有浓度限制条件。 所以独立组分数为 2,相数为2,自由度为2。 习题解析 3. CaCO 3(s)在高温下分解为CaO(S)和CO 2(g),根据相律解释下述实验事实。 (1) 在一定压力的CO 2(g)中,将CaCO 3(s)加热,实验证明在加热过程中,在一定的温度范围内 CaCO 3(s)不 会分解。(2)在 CaCO 3(s)的分解过程中,若保持 CO 2(g)的压力恒定,实验证明达分解平衡时,温度有定值。 解:⑴ 该系统中有两个物种, CO 2(g)和CaCO 3(s),所以物种数S 2。在没有发生反应时, 组分数C 2。 现在是一个固相和一个气相两相共存, P 2。当CO 2(g)的压力有定值时,根据相律,条件自由度 f * C 1 P 2 1 2 1。这个自由度就是温度,即在一定的温度范围内,可维持两相平衡共存不变,所以 CaCO 3(s)不会分解。 (2) 该系统有三个物种, CO 2(g) , CaCO 3(s)和CaO(S),所以物种数S 3。有一个化学平衡, R 1。没 有浓度限制条件,因为产物不在同一个相,故 C 2。现在有三相共存(两个固相和一个气相) ,P 3。若保持 CO 2(g)的压力恒定,条件自由度 f * C 1 P 2 1 3 0。也就是说,在保持 CO 2(g)的压力恒定时,温度 不能发生变化,即 CaCO 3(s)的分解温度有定值。 5.结霜后的早晨冷而干燥,在 -5C,当大气中的水蒸气分压降至 266.6 Pa 时,霜会升华变为水蒸气吗 ?若要 使霜不升华,空气中水蒸气的分压要有多大?已知水的三相点的温度和压力分别为 273.16 K 和611 Pa,水的摩尔气 化焓V aP H m 45.05 kJ mol 1 ,冰的摩尔融化焓 fus H m 6.01 kJ mol 1。设相变时的摩尔焓变在这个温度区间 内是常数。 解:冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和, 1 1 SUb H m VaP H m fus H m (45.05 6.01) kJ mol 51.06 kJ mol 用Clausius-Clapeyron 方程,计算 268.15 K (-5 C)时冰的饱和蒸气压

化学专业《物理化学二》试题B卷

湖南人文科技学院 化学专业《物理化学二》试题B卷 一、选择题(每小题3分,共39分,每小题只有一个正确答案) 1.在10cm3 1mol·dm-3KOH溶液中加入 10 cm3水,其电导率将 (A) 增加 (B) 减小 (C) 不变 (D) 不能确定 2.电解质i 在溶液中的离子平均活度系数为γi ( = γ±),对于γi大小的下列判断哪个正确 (A) γi≤1 (B) γi≥ 1 (C) A、B 都有可能(D) γi恒小于 1 3.下列电池中,哪个电池的电动势与Cl-离子的活度无关? (A) Zn│ZnCl2(aq)│Cl2(g)│Pt (B) Zn│ZnCl2(aq)‖KCl(aq)│AgCl(s)│Ag (C) Ag│AgCl(s)│KCl(aq)│Cl2(g)│Pt (D) Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(aq)‖AgNO3(aq)│Ag 4.下列对原电池的描述哪个是不准确的: (A) 在阳极上发生氧化反应 (B) 电池内部由离子输送电荷 (C) 在电池外线路上电子从阴极流向阳极 (D) 当电动势为正值时电池反应是自发的 5.一个可以重复使用的充电电池以1.8V 的输出电压放电,然后用2.2V 的电压充电使电池恢复 原状,整个过程的功、热及体系的吉布斯自由能变化为: (A) W < 0,Q < 0,G = 0 (B) W > 0,Q < 0,G< 0 (C) W > 0,Q > 0,G < 0 (D) W < 0,Q > 0,G= 0 6.用铜电极电解0.1mol·kg的CuCl2水溶液,阳极上的反应为 (A) 2Cl- ─→Cl2+ 2e- (B) Cu ─→Cu2++ 2e- (C) Cu ─→Cu++ e- (D) 2OH-─→H2O +1/2O2+ 2e- 7.电解时, 在阳极上首先发生氧化作用而放电的是 (A) 标准还原电势最大者 (B) 标准还原电势最小者 (C) 考虑极化后实际上的不可逆还原电势最大者 (D) 考虑极化后实际上的不可逆还原电势最小者 8.电池在恒温恒压及可逆情况下放电, 则其与环境的热交换为 (A) △rH (B) T△rS (C)一定为零(D)与△rH和T△rS均无关 9.某一同位素的半衰期为12h,则48h 后它的浓度为起始浓度的: (A) 1/16 (B) 1/8 (C) 1/4 (D) 1/2

物化2 复习

一、选择题 1.下列问题中哪个不能通过电导实验测定得到解决( ) A. 难容盐的溶解度 B. 离子的平均活度系数 C. 弱电解质的电离度 D. 电解质溶液的浓度 解答: B. 2. 298K 时, 1 002.0-?kg mol 的2CuCl 溶液的平均活度系数1±γ与同 浓度的4CuSO 溶液的平均活度系数2±γ 之间的关系为( ) A. 21±±>γγ B. 21±±<γγ C. 21±±=γγ D. 无法比较 解答: B. 3. 设某浓度的4CuSO 溶液的摩尔电导率为121210 4.1---??Ω?mol m ,若在该溶液中加入31m 的纯水,这时4CuSO 溶液的摩尔电导率将( ) A. 降低 B. 升高 C. 不变 D. 无法确定 解答: B. 4.])([63CN Fe K 的水溶液,其质量摩尔浓度为b,离子平均活度系数为±γ,此溶液的平均活度±a 为( ) A. 2 2b ± γ B. 3 3b ± γ C. 3334b ±γ D. b ±γ4 27 解答: D. 5.已知298K时,NaCl NaOH Cl NH ,,4的无限稀溶液摩尔电导率分

别为1222210265.1,10478.2,10499.1----?????mol m S ,则OH NH 4的无限稀溶液摩尔电导率为( ) A. 12210277.0--???mol m S B. 1221053.2--???mol m S C. 12210721.2--???mol m S D. 12210253.0--???mol m S 解答: C. 6.10433.0-?kg mol 的KCl 与10122.0-?kg mol 的64)(CN Fe K 混合液的离子强度为( ) A. 11862.0-?kg mol B. 11653.0-?kg mol C. 11438.0-?kg mol D. 10224.0-?kg mol 解答: C. 7. 298K时浓度为110.0-?kg mol 的2CaCl 水溶液,其正负离子的平均活度系数518.0=±γ,则正负离子的平均活度±a 为( ) A. 0.0518 B. 0.1036 C. 0.0822 D. 0.822 解答: C. 8. 有4个浓度均为1010.0-?kg mol 的电解质溶液,其中活度系数最大的是( ) A. KCl B. 2CaCl C. 42SO Na D. 3AlCl 解答: D. 9.已知42SO Na 溶液的质量摩尔浓度为m,则该溶液的平均质量摩尔浓度±m 为( )

物理化学傅献彩上册习题答案

第二章 热力学第一定律 思考题.:1. 一封闭系统,当始终态确定后:(a )当经历一个绝热过程,则功为定值;(b )若经历一个等容过程,则Q 有定值:(c )若经历一个等温过程,则热力学能有定值:(d )若经历一个多方过程,则热和功的和有定值。 解释:始终态确定时,则状态函数的变化值可以确定,非状态函数则不是确定的。但是热力学能U 和焓没有绝对值,只有相对值,比较的主要是变化量。 2. 从同一始态A 出发,经历三种不同途径到达不同的终态: (1)经等温可逆过程从A→B;(2)经绝热可逆过程从A→C;(3)经绝热不可逆过程从A→D。 试问: (a )若使终态的体积相同,D 点应位于BC 虚线的什么位置,为什么? (b )若使终态的压力相同,D 点应位于BC 虚线的什么位置,为什么,参见图 12p p (a) (b) 图 2.16 解释: 从同一始态出发经一绝热可逆膨胀过程和一经绝热不可逆膨胀过程,当到达相同的 终态体积V 2或相同的终态压力p 2时,绝热可逆过程比绝热不可逆过程作功大,又因为W (绝热)=C V (T 2-T 1),所以T 2(绝热不可逆)大于T 2(绝热可逆),在V 2相同时,p=nRT/V,则p 2(绝热不可逆)大于 p 2(绝热可逆)。在终态p 2相同时,V =nRT/p ,V 2(绝热不可逆)大于 V 2(绝热可逆)。 不可逆过程与等温可逆过程相比较:由于等温可逆过程温度不变,绝热膨胀温度下降,所以T 2(等温可逆)大于T 2(绝热不可逆);在V 2相同时, p 2(等温可逆)大于 p 2(绝热不可逆)。在p 2相同时,V 2(等温可逆)大于 V 2(绝热不可逆)。 综上所述,从同一始态出发经三种不同过程, 当V 2相同时,D 点在B 、C 之间,p 2(等温可逆)>p 2(绝热不可逆)> p 2(绝热可逆)当p 2相同时,D 点在B 、C 之间,V 2(等温可逆)> V 2(绝热不可逆)>V 2(绝热可逆)。 总结可知:主要切入点在温度T 上,绝热不可逆做功最小。

物理化学第二版课后答案

物理化学第二版课后答案 【篇一:大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参 考答案第8章】 .基本要求 1.理解电化学中的一些基本概念,如原电池和电解池的异同点,电 极的阴、阳、 正、负的定义,离子导体的特点和faraday 定律等。 2.掌握电导率、摩尔电导率的定义、计算、与浓度的关系及其主要 应用等。了解 强电解质稀溶液中,离子平均活度因子、离子平均活度和平均质量 摩尔浓度的定义,掌握离子强度的概念和离子平均活度因子的理论 计算。 3.了解可逆电极的类型和正确书写电池的书面表达式,会熟练地写 出电极反应、 电池反应,会计算电极电势和电池的电动势。 4.掌握电动势测定的一些重要应用,如:计算热力学函数的变化值,计算电池反 应的标准平衡常数,求难溶盐的活度积和水解离平衡常数,求电解 质的离子平均活度因子和测定溶液的ph等。 5.了解电解过程中的极化作用和电极上发生反应的先后次序,具备 一些金属腐蚀 和防腐的基本知识,了解化学电源的基本类型和发展趋势。 二.把握学习要点的建议 在学习电化学时,既要用到热力学原理,又要用到动力学原理,这 里偏重热力学原理在电化学中的应用,而动力学原理的应用讲得较少,仅在电极的极化和超电势方面用到一点。 电解质离子在传递性质中最基本的是离子的电迁移率,它决定了离 子的迁移数和离子的摩尔电导率等。在理解电解质离子的迁移速率、电迁移率、迁移数、电导率、摩尔电导率等概念的基础上,需要了 解电导测定的应用,要充分掌握电化学实用性的一面。 电化学在先行课中有的部分已学过,但要在电池的书面表示法、电 极反应和电池反应的写法、电极电势的符号和电动势的计算方面进 行规范,要全面采用国标所规定的符号,以便统一。会熟练地书写 电极反应和电池反应是学好电化学的基础,以后在用nernst方程计

简明物理化学第二版答案讲解

第一章热力学第一定律习题解答 1. 1mol 理想气体依次经过下列过程:(1)恒容下从 25℃升温至 100℃,(2)绝热自由膨胀至二倍体积,(3)恒压下冷却至25℃。试计算整个过程的Q、W、?U及?H。 解:将三个过程中Q、?U及W的变化值列表如下: 过程Q?U W (1)C V ,m (T 1末 ?T 1初 )C V ,m (T 1末 ?T 1初 ) (2)000 (3)C p,m(T3末?T3初) C v,m (T 3末 ?T 3初 ) p(V3末?V3初) 则对整个过程: T= T=298.15K T= T= 373.15K 1初3末1末3初 Q =nC v,m(T1末-T1初)+0+ nC p,m(T3末-T3初) =nR(T3末?T3初) =[1×8.314×(-75)]J=-623.55J ?U=nC v,m(T1末-T1初)+0+nC v,m(T3末-T3初)=0 W =- p(V3末?V3初)=-nR(T3末?T3初) =-[1×8.314×(-75)]J=623.55J 因为体系的温度没有改变,所以?H=0 2.0.1mol 单原子理想气体,始态为 400K、101.325kPa,经下列两途径到达相同的终态: (1)恒温可逆膨胀到10dm3,再恒容升温至610K; (2) 绝热自由膨胀到6.56dm3,再恒压加热至610K。 分别求两途径的Q、W、?U及?H。若只知始态和终态,能否求出两途径的?U及?H? 解:(1)始态体积V1=nRT1/p1=(0.1×8.314×400/101325)dm3=32.8dm3 W =W恒温+W恒容=nRT ln V V2+0 1 =(0.1×8.314×400×ln3210 .8+0)J =370.7J ?U=nC V,m(T2?T1)=[0.1×3 2 ×8.314 ×(610?400) ]J=261.9J 1

第五版物理化学第二章习题答案

第二章热力学第一定律 1mol理想气体在恒定压力下温度升高1℃,求过程中系统与环境交换的功。解:理想气体n = 1mol 对于理想气体恒压过程,应用式(2.2.3) W =-p ambΔV =-p(V2-V1) =-(nRT2-nRT1) =- 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,下全部凝结成液态水。求过程的功。假设:相对于水蒸气的体积,液态水的体积可以忽略不计。 解: n = 1mol 恒温恒压相变过程,水蒸气可看作理想气体, 应用式(2.2.3) W =-p ambΔV =-p(V l-V g ) ≈ pVg = nRT = 在25℃及恒定压力下,电解1mol水(H2O,l),求过程的体积功。

H2O(l) = H2(g) + 1/2O2(g)解: n = 1mol 恒温恒压化学变化过程, 应用式(2.2.3) W=-p ambΔV =-(p2V2-p1V1)≈-p2V2 =-n2RT=- 系统由相同的始态经过不同途径达到相同的末态。若途径a的Q a=,Wa=-;而途径b的Q b=-。求W b. 解: 热力学能变只与始末态有关,与具体途径无关,故ΔU a= ΔU b 由热力学第一定律可得Qa + Wa = Q b + W b ∴ W b = Q a + W a-Q b = - 始态为25℃,200 kPa的5 mol某理想气体,经途径a,b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到 -28.47℃,100 kPa,步骤的功;再恒容加热到压力200 kPa的末态,步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。

解:先确定系统的始、末 态 311106190200000 1529831485m ...P nRT V =××== 3210160100000 58 24431485m ...P nRT V V =××== = kJ .kJ )..(Q W U Δa a 85194225575=+=+=- 对于途径b ,其功为 kJ .J ..V Δp W b 932706190101602000001-)-(--=== 根据热力学第一定律 4mol 某理想气体,温度升高20℃, 求ΔH-ΔU 的值。 解:根据焓的定义

物理化学2

极化作用 复习题及答案 1. 什么是分解电压?它在数值上与理论分解电压(即原电池的可逆电动势E )有何不同)实际操作时用的分解电压要克服哪几种阻力? 答:使某电解质溶液连续不断发生电解时所必须的最小外加电压叫这电解质的分解电压。从理论上讲,E 分应大于E 可逆实际操作时的分解电压,要克服导线和接触点等的电阻阻力、电极表面层阻力、极化阻 力(化学极化、浓差极化)以及离子运动阻力。 2. 原电池和电解池的极化现象有何不同?产生极化作用的原因主要有几种? 答:原电池发生极化时,正极向负偏离,且E 可逆>E 不可逆,电解池发生极化时,阳极(正极)向正偏离,阴极(负极)向负偏离,且E 不可逆> E 可逆。产生极化作用的原因主要有:电化学极化(克服势垒需较高活化能),浓差极化(溶液中存在一定浓度梯度),欧姆极化(接触点及电解质溶液存在一定电阻)。 3. 什么叫超电势?它是怎样产生的?如何降低超电势的数值? 答:把某一电流密度下的电势φ不可逆与φ平衡之间的差值称为电势。在有电流通过电极时,电极电势偏离平衡值,即电极产生了极化现象而产生了超电势。减少电极产生极化即可降低超电势值。 4. 电极的平衡电势与析出电势有何不同?由于超电势的存在使阴,阳极的析出电势如何变化?超电势的存在有何不利和有利之处? 答:平衡电势是指电极处于平衡(可逆)状态时所具有的电极电势。析出电势是指电极处于不平衡(不 可逆)状态时所具有的电极电势,其数值等于可逆电极电势加上(或减去)浓差超电势和电化学超电势(在有些情况下还要加上或减去电极的电阻超电势)称为析出电势。 φ阳,析出=φ阳,可逆+μ阳 φ阴,析出=φ阴,可逆 –μ阴 由于超电势存在使阳极析出电势大于φ阳,可逆,阴极析出电势小于φ阴,可逆。从能量消耗角度来看,无论是电池还是电解池,超电势的存在是不利的,(电解时需要消耗能量,放电时得到的电量减少),但从另一角度看,正因为有超电势的存在,才使得某些本来在H +之后在阴极上还原的反应也

简明物理化学第二章思考题提示

简明物理化学第二章思考题提示 1.参考教材35页 2.(1)注意是否同时引起其他变化,参考教材35页。 (2)注意适用的系统及过程,参考教材38页。 (3)G函数作为一个导出函数,自身没有物理意义。系统进行过程状态变化,状态函数G的变化量为ΔG,只有在等温等压可逆过程时, ΔG=-W′,;其他过程则ΔG=-W′, (数值相等)不成立。也就说在特定条件下ΔG具有一定的物理意义,在等温等压没有非体积功的条件下,ΔG代表系统所能做的最大非体积功。 (4)参考教材38和48页。 3.计算过程的熵变,要区分是可逆还是不可逆,不可逆过程不能用实际的热温商计算。 4.参考教材48页,注意ΔG判据的适用条件。(等压) 5.参考教材48页,注意ΔG判据的适用条件。(非体积功) 6.系统前后状态相同,其状态函数的变化量相同,与所经历的过程无关。7.(1)ΔU, ΔH, ΔS, ΔG (2)ΔU (3) ΔG (4)ΔS 8.(1),(2),(3)正确。 9.(1)封闭系统,等温过程; (2) 简单封闭系统(状态函数是两个自变量的函数),可逆过程; (3)1摩尔理想气体指定状态(T,P) , (4) 封闭系统,等温,等压,W′,=0的可逆过程。 10.注意公式适用条件,简单封闭系统(状态函数是两个自变量的函数),等温,等压,W′,=0的可逆过程。 11.(1)Q,W,ΔU,ΔH,ΔS都为正 , ΔG=0。 (2)W=0, 由于初末态与第一问完全相同,所以ΔU,ΔH,ΔS, ΔG与第一问相同。根据ΔU >0,可知Q,>0。 (3)ΔS都为正, ΔG为负,W, Q,ΔU ΔH都为0 。 (4)ΔS为正, ΔG为负, Q,W,ΔU,ΔH都为0 。

物理化学2

物理化学试卷 班级姓名分数 一、选择题( 共10题20分) 1. 2 分(0241) 0241 理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? ( ) 2. 2 分(1791) 1791 已知373 K 时,液体A的饱和蒸气压为5×104 Pa,液体B 的饱和蒸气压为105 Pa,A和B构成理想液体混合物,当A在溶液中的物质的量分数为0.5 时,气相中B的物质的量分数为:( ) (A) 1/1.5 (B) 1/2 (C) 1/2.5 (D) 1/3 3. 2 分(1743) 1743 在某温度下,当B溶解于A中形成溶液时,若纯B的摩尔体积大于溶液中B的偏摩尔体积时,(设B的偏摩尔体积大于零),若增加压力则B在A中的溶解度将:( ) (A)增大(B)减小 (C)不变(D)不确定 4. 2 分(0393) 0393 反应(1) CaCO3(s)??→CaO (s) + CO2(g);Δr H m=179.5 kJ·mol-1 反应(2) C2H2(g) + H2O (l)??→CH3CHO (g);Δr H m=-107.2 kJ·mol-1

反应 (3) C 2H 4(g) + H 2O (l)??→C 2H 5OH (l); Δr H m =-44.08 kJ·mol -1 反应 (4) CS 2(l) + 3O 2(g)??→CO 2(g) + 2SO 2(g); Δr H m =-897.6 kJ· mol -1 其中热效应 │Q p │>│Q V │ 的反应是: ( ) (A) (1),(4) (B) (1),(2) (C) (1),(3) (D) (4),(3) 5. 2 分 (1914) 1914 在恒温恒压下形成理想液体混合物的混合吉布斯自由能Δmix G ≠ 0,恒温下Δmix G 对温度T 进行微商,则: ( ) (A) (?Δmix G /?T )T < 0 (B) (?Δmix G /?T )T > 0 (C) (?Δmix G /?T )T = 0 (D) (?Δmix G /?T )T ≠ 0 6. 2 分 (1232) 1232 关于偏摩尔量,下面的叙述中不正确的是: (A) 偏摩尔量的数值可以是正数、负数和零 (B) 溶液中每一种广度性质都有偏摩尔量,而且都不等于其摩尔量 (C) 除偏摩尔吉布斯自由能外,其他偏摩尔量都不等于化学势 (D) 溶液中各组分的偏摩尔量之间符合吉布斯-杜亥姆关系式 7. 2 分 (1705) 水的蒸气压为 1705 Pa ,设纯水的活度为 1。试计算: (1) 在溶液中水的活度系数; (2) 水在溶液中的化学势与纯水化学势之差。 8. 2 分 (1231) 1231 试证明化学势也能用下式表示: μB = -T (?S /?n B c ,,)U V n 9. 2 分 (9027) 9027 在263 K 的过冷水凝结成263 K 的冰,则: ( ) (A) ΔS <0 (B) ΔS >0 (C) ΔS =0 (D) 无法确定 *. 2 分 (1132)

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