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《物理化学》复习资料汇总

《物理化学》课程期末复习资料

《XXX》课程讲稿章节目录:

绪论

第一章热力学第一定律

第一节热力学概论

第二节热力学基本概念

第三节热力学第一定律

第四节体积功与可逆过程

第五节热、热容与焓

第六节热力学第一定律应用

第七节热化学

第八节化学反应热效应计算

第二章热力学第二定律

第一节卡诺循环与卡诺定律

第二节热力学第二定律的表述

第三节熵函数

第四节熵变的计算

第五节熵函数的物理意义

第六节热力学第三定律

第七节吉布斯能和亥姆霍兹能

第八节热力学函数间关系

第九节吉布斯能和亥姆霍兹能计算

第三章多组分系统热力学

第一节多组分系统组成表示法

第二节偏摩尔量

第三节化学势

第四节液相多组分体系两个经验定律

第五节气体化学势

第六节液体混合物和稀溶液组分化学势

第七节稀溶液的依数性

第八节分配定律

第四章化学平衡

第一节化学反应等温方程

第二节化学反应平衡常数

第三节平衡常数计算和化学转化率

第四节反应标准吉布斯自由能和化合物标准生成吉布斯自由能第五节温度对平衡常数的影响

第六节其他因素对平衡常数的影响

第七节反应耦合

第五章相平衡

第一节相率

第二节单组份系统

第三节双组份系统(1)

第四节双组份系统(2)

第五节双组份系统(3)

第六章电化学

第一节电化学基本概念

第二节电解质溶液电导测定与应用

第三节电解质溶液活度与活度系数

第四节可逆电池

第五节电极电势和电池电动势

第六节可逆电池热力学

第七节电池种类

第八节电池电动势测量与应用

第九节电极极化和过点位

第七章化学动力学

第一节反应速率的表示与测量

第二节反应速率方程

第三节简单级数反应的速率方程

第四节反应速率的确定

第五节温度对反应速率的影响

第六节典型的复杂反应

第七节溶液中的反应

第八节催化反应动力学

第九节光化学反应动力学

第八章表面物理化学

第一节表面积与表面吉布斯能

第二节弯曲表面的性质

第三节铺展与湿润

第四节溶液的表面吸附

第五节不溶性表面膜

第六节表面活性剂

第七节固体表面对气体的吸附

第九章胶体分散系统

第一节溶胶的分类和基本特征

第二节溶胶的制备和净化

第三节动力学性质

第四节光学性质

第五节电学性质

第六节胶体的稳定性

第七节乳状液、泡沫和气溶胶

第十章大分子溶液

第一节大分子溶解结构和平均摩尔质量

第二节大分子的溶解特征及在溶液中的形态

第三节大分子溶液的渗透压

第四节大分子溶液的光散射

第五节大分子溶液的流变性

第六节大分子溶液的超离心沉降

第七节大分子电解质溶液

第八节 凝胶

一、客观部分:(单项选择、多项选择、不定项选择、判断) (一)、选择部分

1. 下列哪些属于热力学的研究范畴( B,C )

A. 体系变化的速率

B.体系变化的方向判断

C. 体系与环境间的能量交换

D. 体系分子的微观结构

★考核知识点: 热力学研究范畴 参见绪论

热力学研究的是体系的状态、变化方向与限度(通过体系与环境间的能量交换能判断),不考虑体系变化速率和分子微观结构。 2. 状态函数的特征有( A, C )

A.状态一定,状态函数一定

B.变化值与变化途径有关

C. 循环积分为零

D.以上都是 ★考核知识点: 状态函数的性质 参见讲稿章节:2.1 -2.2

状态函数特征:状态一定状态函数一定;始终态确定,状态函数变化值一定,与具体途径无关;循环积分为零。

3. 关于节流膨胀过程,下列说法正确的是( D ) A.恒熵过程 B. 焦耳-汤姆逊系数大于零 C.恒温过程 D. 恒焓过程 ★考核知识点: 节流膨胀过程 参见讲稿章节:1 .6

节流膨胀是恒焓变化过程,体系的温度和压力都可能发生变化,焦耳-汤姆逊系数可能大于、等于或小于零。绝热可逆过程为恒熵过程。

4. 373.15K, 101325Pa 下的液态水向真空蒸发成相同条件下的水蒸汽,下列说法正确的是 ( B )

A. , 可逆

B. ,不可逆

C. , 不可逆

D. , 可逆 ★考核知识点: 不可逆相变和吉布斯自由能判据 参见讲稿章节:2.7

0G ?=0G ?=0G ?<0G ?<

该过程为恒温非恒压变化过程,体系的吉布斯基能变化为零,但不能用来判断体系可逆与否,体系的赫姆霍兹能变化小于体积功,所以为不可逆。

5. Raoult定律适用于(A,C )

A.理想液体混合体系中任一组分

B.理想液体混合体系中的溶剂

C.理想稀溶液中的溶剂;

D.理想稀溶液中的溶质

★考核知识点: 液体混合物中的Raoult定律和Henry定律

参见讲稿章节:3.4

Raoult定律适合于描述液体混合物中任意组分和稀溶液中的溶剂的热力学行为,Henry 定律适合描述稀溶液中溶质的热力学行为。

6. 关于化学反应平衡点的说法正确的是(A,B,C,D )

A.体系化学势达到最小值

B.体系化学势随反应进度的额变化率为零

C.反应物化学势总和等于产物化学势总和

D.平衡点的标准“压力商”等于标准压力平衡常数

★考核知识点: 化学反应平衡的理解

参见讲稿章节:4.1-4.2

化学变化朝着体系化学势减小的方向进行,到达平衡点时,体系化学势最小,此时化学势对反应进度的微分为零,反应物的化学势等于产物的化学势。体系此时的组成为平衡组成,此时体系的标准压力商等于标准压力平衡常数。

7. 下列物理量与电解质溶液浓度无关的是(D )

A.电导

B.电导率

C.摩尔电导率

D.极限摩尔电导率

★考核知识点: 电导与电导率的概念

参见讲稿章节:6.2

电导、电导率都与电解质浓度有关,对于浓度不高的强电解质溶液,都随浓度的提高而增大;摩尔电导率仍然与浓度有关,但是其数值随浓度增大而降低;极限摩尔电导率与温度无关。

8. 常用的测量电池平衡电动势的方法是(C )

A.电桥法

B.万用表测量

C. 对消法

D. 这三种方法都可以

★考核知识点: 平衡电动势的测量

参见讲稿章节:6.8

电池的平衡电动势只能用对消法测量,电导率的测量可以用电桥法。

9. 关于Langmuir吸附模型,说法正确的是(A,C,D )

A.只适合于单层吸附

B.吸附速率只取决于气相压力

C.被吸附分子间没有相互作用

D.吸附平衡是动态平衡

★考核知识点: 固体表面吸附模型

参见讲稿章节:8.7

Langmuir吸附模型的理论假设

10. 丁达尔现象的本质是胶体颗粒对入射光的哪种作用(D )

A. 吸收

B.折射

C.反射

D.散射

★考核知识点: 丁达尔现象

参见讲稿章节:9.4

丁达尔现象时颗粒对光线的散射作用。

11.以下属于广度性质的状态函数有( C, E )

A.温度

B.功

C.内能

D.摩尔热容

E.熵

★考核知识点: 状态函数的分类

参见讲稿章节:1.2

状态函数的分类:分为广度性质(或容量性质)和强度性质状态函数,前者与体系的物质的量有关,后者与体系的物质的量无关。

12. 封闭体系不可逆循环过程,体系熵变为( B )

A.大于零

B.等于零

C.小于零

D.无法判断

★考核知识点: 状态函数循环性质

参见讲稿章节:1-1

状态函数循环过程变化值为零。

13. 对于热化学反应方程,表述正确的有( A,D )

A.不同组分表示的化学反应进度相同

B.反应进度与方程式书写无关

C.化学反应焓变与方程式书写形式无关

D.化学反应摩尔焓变与反应方程式书写形式无关

★考核知识点:反应进度与摩尔反应焓变的定义。

参见讲稿章节:1.7-1.8

反应进度:任一反应组元物质的量的变化值与其反应计量系数的比值,与化学反应方程式的书写方式有关;反应摩尔焓变,反应进度为1时,反应体系的焓变,也与反应方程式的书写方式有关。

14.下列哪些物理量没有偏摩尔量( C,D )

A.热力学能

B.恒容热容

C.恒容摩尔热熔

D. 化学势

★考核知识点:偏摩尔量的定义

参见讲稿章节:3.2

只有容量性质的状态函数采用偏摩尔量。强度性质没有偏摩尔量。

15.理想气体反应,下列哪些平衡常数与只是温度的函数( C,D )

A.物质的量平衡常数

B.摩尔分数平衡常数

C.压力平衡常数

D. 标准压力平衡常数

★考核知识点:反应平衡常数的性质。

参见讲稿章节:4.2

在理想状态下,压力平衡常数和体积摩尔浓度平衡常数只与温度有关,其他的平衡常数有与体系的总压和体系的总物质的量有关。

16. 独立组分数为3的体系,其共存的相数最大为( D )

A.2

B.3

C.4

D. 5

★考核知识点:相律的应用

参见讲稿章节:5.1

f=C-Φ+2=5- Φ,当自由度为零时,相数最大为5

17.电动势测量可以用来求( A,B,C,D )

A.化学反应平衡常数

B.化学反应熵变

C.求难溶盐活度积

D.求电解质平均活度系数

★考核知识点:电动势测量的应用

参见讲稿章节:6.8

电动势的测量可以用来求反应(包括一般的化学反应、解离反应、溶解过程等)的平衡常数,也可以用来求变化过程的热力学函数(吉布斯自由能变化、焓变、熵变)和电解质的活度、活度系数等。

(二)、判断部分

1.由于焓的绝对值不可知,所以化学反应焓变的绝对值也不可知。( F )

★考核知识点:焓的规定值与焓变的计算

参见讲稿章节:1.6,1.7,1.8

焓的绝对值虽然不可知,但通过变化规律可以求得焓变的绝对值

2. 某纯液体中加入某溶质形成理想稀溶液,则体系的凝固点一定下降。( F )

★考核知识,理想稀溶液的依数性

参见讲稿章节:3.7

当溶质不参与体系的固液相变化时,稀溶液体系凝固点才下降,否则不一定。

3. 一定条件下,体系中某溶质组分在不同浓度表示方法下化学势相同。( T )

★考核知识,理想稀溶液溶质的化学势

参见讲稿章节:3.6

在不同浓度表示下,某溶质组分的化学势是相同的,不同的是标态化学势。

4. 某化学反应的标准吉布斯自由能变化小于零,则电化学反应正向进行。 ( F )

★考核知识,电化学反应过程的吉布斯自由能变化

参见讲稿章节:6.6

对于电化学体系,外界可以对体系做电功(非体积功),所以此时不能通过吉布斯自由能变化值是否大于或等于零来判断变化方向。对于原电池中的电化学变化,吉布斯自由能小于零的,电化学反应正方向进行,但在电解池中,吉布斯自由能大于零的反应也可正向进行

5. 电池放电时,总电量等于正、负极反应得失电量的加和。 ( F )

★考核知识,法拉第定律

参见讲稿章节:6.1

电池放电时,总电量与两电极通过的电量相等,而不等于量电极得失的电量。 6.理想气体遵循热力学第一定律,非理想气体不遵循。 ( F )

★考核知识,热力学第一定律 参见讲稿章节:1.3

热力学第一定律是所有封闭体系都遵守的基本定律,与体系是什么状态和理想与否没有关系。 7.恒压变化过程体系焓变可用公式为 计算 ( F )

★考核知识,焓变计算

参见讲稿章节:1.5

该公式使用于两种条件下的焓变计算:(1)封闭体系理想气体的简单变温过程;(2)实际气体的恒压简单变温过程。其他情况下不能用该公式。 8. 双组份体系的三相线的自由度为1( T )

★考核知识,相率及其应用

参见讲稿章节:5.1

相率f=C-Φ+2

9. 对于放热反应,体系温度升高,不利于反应的正向进行( T )

★考核知识,温度对化学平衡的影响 参见讲稿章节:4.5

温度升高不利于放热反应的进行,有利于吸热反应的进行。

10. 电解池负极发生的是还原反应,正极发生的是氧化反应 ( T )

★考核知识,电池的基本概念 参见讲稿章节:6.1

电解池负极发生的是还原反应,正极发生的是氧化反应;而原电池负极发生的是氧化反应,正

极发生的是还原反应。

p H C dT ?=?

11. 低温有利于物理吸附,而适当地提高温度有利于化学吸附( T )

★考核知识,物理吸附与化学吸附的特征

参见讲稿章节:8.7

物理吸附的热效应较小,容易在较低温度达到吸附平衡,化学吸附热效应较大,在相对较高的温度达到吸附平衡。所以低温有利于物理吸附,较高温度有利于化学吸附。

12. 表面电势总是大于斯特恩电势和ζ电势 ( F )

★考核知识,表面电势与斯特恩电势、ζ电势的关系

参见讲稿章节:9.5

一般情况先有表面电势>斯特恩电势>ζ电势。但是也有例外,如某些高价或大的反离子进入吸附层是,可使斯特恩层结构发生显著变化,甚至可使斯特恩电势和ζ电势反号;同样,某县同号大离子进入吸附层则可能使斯特恩电势和ζ电势高于表面电势。

13. 外推法不能求得弱解质的极限摩尔电导率。(T )

★考核知识,极限摩尔电导率

参见讲稿章节:6.1,6.2

强电解质的摩尔电导率在较低的浓度下与浓度有简单的线性关系,可以通过外推法求其极限摩尔电导率;而弱电解质的摩尔电导率在很低的浓度下与浓度也没有简单地线性关系,所以不能用外推法求其极限摩尔电导率。

14. 活化能大的化学反应相比于活化能小的反应,其反应速率常数对温度的变化更敏感。(T )

★考核知识,温度对反应平衡常数的影响,阿伦尼乌斯公式

参见讲稿章节:7.5

根据阿伦尼乌斯公式,活化能大的反应对温度的变化更为敏感。温度升高有利于活化能大的反应,而降低温度有利于活化能较小的反应。

15 根据吉布斯等温吸附公式,表面活性剂在体相中浓度大于其在表面的浓度。( F )

★考核知识,表面活性剂的作用

参见讲稿章节:8.4

表面活性剂在表面的浓度大于其在体相中的浓度,会导致体系表面张力的显著降低。

二、主观题

(一)、填空题

1.非体积功为零的封闭体系变化过程,准静态膨胀过程体系对环境做功最大 ,准静态压缩过

程环境对体系做功最小。

★考核知识: 体积功的计算

参见讲稿章节:1.4

可逆过程(准静态过程)体系对环境做功最大,环境对体系做功最小

2.在标准摩尔燃烧焓定义中,H的完全燃烧产物是H2O(l) , C的完全燃烧产物是CO2(g) 。

★考核知识:标准摩尔燃烧焓的定义

参见讲稿章节:1.7,1.8

在标准摩尔燃烧焓的定义中,规定H的完全燃烧产物为液体水,C的完全燃烧产物的气态二氧化碳,N的完全燃烧产物为氮气。

3. 理想气体的标态定义为一定温度、标准压力下的纯理想气体。

★考核知识:气体标态的定义

参见讲稿章节:3.5

理想气体的标准态定义为:一定温度标准压力下的纯理想气体。

4. 独立组分数为3的体系,其平衡共存的相数最多为 5 。

★考核知识:相率

参见讲稿章节:5.1

5. 对于反应2NH3(g)=N2(g)+3H2(g), 增大体系压力,则反应平衡点向左移动,如果在保持压

力不变下加入惰性组分,则反应平衡点向右移动。

★考核知识:压力对化学反应平衡的影响

参见讲稿章节:4.6

对于有气体参加的化学反应,在增大压力时,体系平衡向气体量减少的方向移动。在总压不变时,加入惰性组分相当于减小反应组分的压力,此时体系平衡向气体量增大的方向移动。

6. 原电池负极发生的是氧化反应,正极发生的是还原反应

★考核知识:电化学基本概念

参见讲稿章节:6.1

★考核知识,电池电极的区分

参见讲稿章节:1-1

电解池负极发生的是还原反应,正极发生的是氧化反应;而原电池负极发生的是氧化反应,正极发生的是还原反应。

7. 某单一反应物的二级反应的半衰期为10分钟,反应物消耗掉75%所需时间为 30 分钟。

★考核知识,简单级数反应的动力学特征

参见讲稿章节:7. 3

不同级数反应的动力学特征各不相同,对于二级反应,其分数寿期t3/4:t1/2=2:1.

8. 表面活性剂的一系列重要作用的本质在于其在界面吸附来降低界面的表面张力

考核知识,表面活性剂的作用 参见讲稿章节:8.6

表面活性剂具有两亲性,倾向于在界面处富集,形成有序排列,从而能有效降低界面的表面张力,表现出一系列重要的作用。

9. 临界胶束浓度是指形成胶束所需要的表面活性剂最低浓度。

★考核知识,临界胶束浓度的概念 参见讲稿章节:8.6

临界胶束浓度(CMC)是指形成胶束所需要的表面活性剂最低浓度。在CMC 处,溶液体系的许多物理性质(如电导率)变化会有显著转折点(一般是变化显著变换)。此时继续增大表面活性剂浓度,只会增加体系中胶束的数目,体系的表面张力不会再显著降低。

10. AgNO 3与KCl 反应制备AgCl 胶体,当KCl 过量时,电泳时胶体粒子向 正极 方向运动。

★考核知识,胶体的带电性质和电动性质 参见讲稿章节:9.5

胶体粒子会优先吸附过剩的同种离子(如这里的Cl -

离子)而带电(这里带负点),从而在电场

中向一定方向移动,带正电荷的胶体向负极移动,而带负电荷的胶体向正极移动。 11.理想气体恒压热容与恒容热容之差为 nR 。

★考核知识,热力学定义定律对理想气体的应用

参见讲稿章节:1.5,1.6

理想气体恒压热容与恒容热容之差为nR

12.水-乙醇二元液相混合体系,在某条件下,水的偏摩尔体积大于零,则乙醇的偏摩尔体积 小于 零。

★考核知识,偏摩尔量的性质(吉布斯-杜亥姆公式) 参见讲稿章节:3.2

吉布斯-杜亥姆公式: 当一个组分的偏摩尔量增加时,另一个组分的偏摩尔量必将减少,其变化是以此消彼长的方式进行

13. 稀溶液的依数性包括蒸气压降低、沸点升高、 凝固点下降 、 渗透压 。

★考核知识,稀溶液的依数性

参见讲稿章节:3.7

溶质不参与相变时,稀溶液表现出蒸汽压下降、沸点升高、凝固点下降和渗透压等艺术性质。

14. 一定温度和压力下,氯化钾、氯化钠与水达到溶解平衡,则体系独立组分数为 3 ,条件

自由度为 0 。

B B B

d =0

n X

★考核知识,相率

参见讲稿章节:5.1

相率:f**=C- +2=3-3+0=0

15. 热力学平衡体系是指处于热平衡、压力平衡、化学平衡和相平衡的体系。

★考核知识,热力学平衡体系定义

参见讲稿章节:1.2

热力学平衡体系包括热平衡(温度唯一)、压力平衡(各相温度相等)、化学平衡和相平衡。

16. 封闭体系中的NH4S(s),加热分解生成NH3(g)和H2S(g),则体系的独立组分数为 1 。

★考核知识,物种数与独立组分数关系

参见讲稿章节:5.1

相率:C=S-R-R’

17. 电池电动势一般包括电极电势、接触电势、液体接界电势三部分贡献。

★考核知识,电池电动势

参见讲稿章节:6.5

构成电池电动势的除了电极电势外,还有不同固体界面处的接触电势和不同液体界面处液体接

界电势。

18. 简单级数反应中,反应半衰期与初始浓度成正比的是零级反应

★考核知识,简单级数反应的动力学特征

参见讲稿章节:7.3

零级反应的半衰期与起始浓度成正比,一级反应的半衰期与反应物其实浓度无关,二级反应的

半衰期与反应物其实浓度成反比。

19. 产生毛细现象的驱动力是弯曲液面产生的附加压力。

★考核知识,弯曲页面附加压力

参见讲稿章节:8.2

弯曲液面会产生指向曲面中心的附加压力,该压力会导致一系列表面现象,如饱和蒸气压的变化和毛细管现象等。

20. 胶体粒子在电场中的定向移动称为电泳,相对的液体介质的定向运动称为电渗。

★考核知识,胶体的电动力学

参见讲稿章节:9.5

胶体粒子与液体介质带相反的电荷,在电场中分别向两极移动,胶体粒子在电场中的移动为电泳,液体介质在电场中的移动称为电渗。

(二)、计算题

1、1mol 单原子分子理想气体,从始态273.2K 、105Pa 经一变化,体积增大一倍,Q=1674J, ?H =2092J ,计算体系终态时的温度和该过程的W 。

★考核知识,热力学第一定律

参见讲稿章节:1.3,1.4, 1.5

2、273K 和 500kPa 下,2L 的双原子理想气体系统通过恒温可逆膨胀至压力为100kPa, 求该过程的的Q 、W 、?U 和?H 。

★考核知识,热力学第一定律 参见讲稿章节:1.3,1.4, 1.5

3、273K 和 500kPa 下,2L 的双原子理想气体系统反抗恒外压恒温膨胀至压力为100kPa, 求该过程的的Q 、W 、?U 和?H 。

★考核知识,热力学第一定律

参见讲稿章节:1.3,1.4, 1.5

=,2122,211 2.5()1 2.58.314(273.2)2092373.81 1.5()1 1.58.314(373.8273.2)1254.61254.61674419.4p m V m H nC T R T T T J T K

U nC T R T T J W U Q J

?=?=???-=???-=?=?=?=???-=???-=?-=-=- 解: 2112500100020.001

0.4412738.314

00,0500ln

ln 0.4418.314273ln 1611100

1611ex pV n=

mol RT dT U H nRT

W p dV pdV dV V

V p nRT nRT J V p Q W J

???==?=??=?==-=-=-=-=-=-???=-=-=??? 解: 12500100020.001

0.4412738.314

00,0

0.4418.314273100100020.001800.91001000800.9ex ex ex pV n=

mol RT dT U H nRT W p dV p dV p V p J

Q W J

???==?=??=?=??

=-=-=-- ?

??

????

=-??-?=- ????

=-=?? 解:

4、假设100KPa 下,有一体积为100cm 3的金属铜,在压力为1X107

kPa 的高压波绝热冲击下,体积缩小至90 cm 3

, 求铜在该变化过程的?U 和?H 。

★考核知识,热力学第一定律 参见讲稿章节:1.3,1.4, 1.5

5、今有10 mol 液态水在373.15K, 101325Pa 下,蒸发为同温同压下的水蒸汽,试计算该变化的Q 、W 、?S 和?G, 已知水的摩尔汽化焓为?H=40.69 kJ/mol 。(水蒸汽视为理想气体)

★考核知识,热力学第一定律和热力学函数变化计算 参见讲稿章节:1.3,1.4, 1.5 以及2.4,2.9

6、有一容器,用隔板分为等体积的两室,一室充有1mol 压力为p 、温度为298.2K 的理想气体,另一室为真空。当抽除隔板时,气体自由膨胀充满整个容器,求体系的?A 和?G.

★考核知识,自由能变化的计算 参见讲稿章节:2.9

= 1040.69406.9()108.314373.15

10132531.0101325

406.91000

1090.4/373.15

0ex ex g l ex g

ex Q H kJ

W p dV p V V p V nRT =p kJ p Q S J K

T G H T S ?=?=-=-?-≈-???-?

=-?=-??===?=?-?=? 解: =106555610655

=0110(90100)10110110110(90101010010100)1109101000ex Q W p dV p V J U Q W J

H U pV=kJ

---=-?=-??-?=??=+=??=?+??+??-??=?+?=? ex 解: ,

=-2

1

2211

ln 18.314298.2ln 21718.4ln ln 1718.4U H V

A SdT pdV pdV nRT V J

p V

G SdT Vdp Vdp nRT nRT A J

p V ?=?=?=--=-=-=-???=-?=-+===-=?=- 解: 理想气体的自由膨胀过程温度不变,有

7、CCl 4的沸点为76.75oC ,在33.70gCCl 4中溶入0.600g 的非挥发性溶质后沸点为78.26 oC ,已知CCl 4的沸点升高常数为k b =5.16K· kg/mol ,求该物质的摩尔质量。

★考核知识,稀溶液依数性

参见讲稿章节:3.7

8、 293K 时,溶液(1)组成为1NH 3:2H 2O ,其中NH 3的蒸气分压为10.67kPa ,溶液(2)的组成为1NH 3:8.5H 2O ,NH 3的蒸气分压为3.60kPa ,试求:

(1)从大量溶液(1)中转移1molNH 3到溶液(2)中的?G;

(2)将压力为101.325kPa 的1molNH 3溶解在大量溶液(2)中的?G 。

★考核知识,混合体系的化学势

参见讲稿章节:3.6

9、1000K 时, 反应C(s)+2H 2(g)=CH 4(g)的r m G θ

?为19397J/mol ,现有与碳反应的气体,含CH 4(g)10%,

H 2(g)80%, N 2(g)10%(体积百分数,气体均可看为理想气体)。求(1)T=1000K ,p =100kPa 时,甲烷能否生成;(2)该体系如要生成甲烷,1000K 至少需要多大压力。

★考核知识,化学反应等温方程

参见讲稿章节:4.1

《物理化学》复习资料汇总

()

(

)

()()442242

225

25

2

2

ln ln 0.110193978.3141000ln 3963.70100.8ln 00.110193978.3141000ln 0.8CH CH r m r m H p H CH r m H p px p x G p G RT G RT x p px p

x G p G RT =x p θθθθ

θθθ

ξξ????+?- ????=+??=>????- ????+??解: 看做理想气体时,体积百分数就为摩尔百分数==反应不能进行,甲烷不能生成。=550 1.6110p Pa p =?=?此压力下合成甲烷反应才能进行

*78.26-76.75 5.160.293/0.60010000.29333.70/1000

60.8/b b b b T =T T k m

m m mol kg W M M

m ==W M =kg mol

?-=?=??==

? 溶剂解: 212 3.6ln 18.314293ln 2646.710.673.6(2)ln

18.314293ln 8129.9101.325

p G nRT J p p G nRT J p ?==??=-?==??=-(1)

10、在373K 下,反应A(g)=B(g)+C(g)的标准压力平衡常数为8×10-9

,(373)125.5/S J K θ?=。

计算:

(1)373K 下上述反应的H θ

? (2)373K202.6kPa 下A 的解离度。

★考核知识,平衡常数计算和平衡转化率

参见讲稿章节:4.3

11、298K 时,已知 ,试计算 (1)反应 的标准电极电势 (2)为反应 设计电池,并求其标准平衡常数 ★考核知识,电池可逆电动势测量与应用

参见讲稿章节:6.8

()9(1)(373)ln 8.314373ln 81057.82/373125.5

(373)(373)(373)57.82104.52/1000

(2)()()()1eq G RT K kJ mol

H G T S kJ mol

A g

B g

C g t =0 1 0 0

t =t 1- n θθθθθαααα-?=-=-???=??=?+?=+==+ =+∑ 2

29

25

202.6

181011101.316.3210p K p θθααααααα--??

?????+????===? ? ? ?

--???????? ?+??=?22

0.854,0.7882+Hg Hg Hg Hg V V θ

θ

??+==22

2+Hg +e 1/2Hg +

→22

2+Hg Hg Hg ++→2222

2

2222

2

222,,22

22222,20.8540.7880.922()()ln 8.30.920.7882+2+

2+2Hg Hg Hg Hg Pt Hg Hg

Hg Hg Pt Hg Hg Hg Hg

2+Hg Hg Pt Hg Hg +=2V Hg Hg Hg Hg Hg aq Hg aq Hg aq Pt

RT E K zF

θθθ

θθθ

θ

θ

θ

θ

????????+++++++++

+++

=?=?-=+→=-=?-= (1)有:2-()设计电池:(),14298

ln 170.9

196500

K K θθ??=?

12、根据标准电极电势和Nernst 公式,计算298.15K 下列电池的电极电势以及电池的电动势,并写出电极和电池反应

23()()(0.001)(1),(0.1)()Ag s AgCl s Cl a Fe a Fe a Pt s -++=== ★考核知识,可逆电池Nernst 公式

参见讲稿章节:6.6

13、298.15K 时,电池2()()()()2Ag s AgCl s KCl aq Hg Cl s Hg l ()的电动势E 为0.0455V ,温度系数为3.38×10-4 V/K,。试写出该电池的反应,并求出该温度下的,,r m r m r m G S H Q ???和。

★考核知识,可逆电池热力学 参见讲稿章节:6.6

--2222411 Ag()+Cl ()AgCl()1/2Hg Cl Hg()Cl ()Ag()+1/2Hg Cl AgCl()Hg()1965000.0455 4.391/196500 3.381032.62--r m r m p

r m r s aq e s e l aq s s +l G zEF -kJ mol

E S n

F =J K mol T H

G ----→+→+→?=-=-??=????==????? ?

????=? + (-)()电池反应: 4.391298.1532.620.001 5.329m r m T S -=kJ/mol

+?=+??,0.771,0.2223+Fe Fe Pt Cl AgCl Hg

V V θθ

??+

-==已知:232332,, ()()()()()()+()()()()

8.314298.151ln 0.771ln 0.7121965000.1

3+3+--Fe Fe Fe Pt Fe Fe Pt Fe Cl

AgCl Hg

Cl Fe aq e Fe aq AgCl s Ag s Cl aq e Fe aq Ag s Cl aq Fe aq +AgCl s a RT V

zF a θ

????++++-

-

++-+-+-→→+-+→?=-=-=?= - (+)()电池反应:,8.314298.15

ln 0.222ln 0.0010.399196500

0.7120.3990.4133+AgCl Hg

Cl Fe Fe Pt

Cl AgCl Hg RT a V zF E V V

θ

??-+-?-=-=?=-=-=

14、298K 时,已知 ,求32()Ag NH +

的络合平衡常数 ★考核知识,可逆电池电动势的测量与应用

参见讲稿章节:6.8

15、630K 时反应2HgO(s)=2Hg(g)+O 2(g)的44.3r m G =kJ/mol θ?,试求(1)630K 下的反应K θ

;(2)

如果反应开始前容器中已有105Pa 的O 2, 求630K 达到平衡时与HgO 固相共存的气相中Hg 的分压。

★考核知识,化学反应等温方程

参见讲稿章节:4.1

(

)

2

0.799,0.373+3Ag Ag

Ag NH Ag V V θθ

??+==()2

332

3327

2()(),()0.7990.3730.4268.314298ln ln 1965001.6110+

3Ag Ag Ag

NH Ag

Ag NH Ag NH Ag NH aq Ag NH Ag aq Ag E V

RT E K =K zF K =θθθθ

θθ

θ

??+

++

++

+==-=-=?=??? 络合络合

络合设计电池 ()又:2455

2

2

544.31000(1)exp exp 2.1210

8.314630(2)01010101r m

2eq O Hg G K RT

2HgO(s)=2Hg(g)+O (g)t =0 t t x x p p x x p p p p K θ

θ

θθθθθ

-??????=-

=-=? ? ??????

=+????????+ ? ? ? ?????????==

42

54 2.12101

10 2.121014851

K HgO x x p p K x Pa

θθθθ--=????? ? ???

??≈=??=较小,解离度较小,上式简化为:

16、阿司匹林的水解为一级反应。373.15K 下该反应的速率常数为7.92d -1, 反应活化能为56.484kJ/mol 。求290.15k 下水解30%所需时间。

★考核知识,Arrhenius 公式 参见讲稿章节:7.5

17、某物质按一级反应进行分解,已知反应完成40%需时50 min, 试求: (1)时间以s 为单位的速率常数; (2)完成80%反应所需时间。

★考核知识,一级反应的动力学特征 参见讲稿章节:7.3

()()()()10000290.1511373.15290.15373.15290.1556.4841000117.928.314290.15373.15290.150.04331

ln

ln

(1)(1)

11ln 8.0.04331(10.3)

a k E ln k R k ln k d c c kt t c x k c x =-????=-- ? ? ??????????=-- ? ?????

?==?=--=?- 一级反应有:24day 414(1)1

ln

ln 5060 1.70310(1-)1(1-0.4)1

(2)ln

ln 1.70310(1-)1(1-0.8)

9450.60000c =k k s

c x c =kt t

c x t s

---=???=??==????=对于一级反应,有: