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第一章 化学热力学1. 1mol 单原子理想气体，始态为P 1＝202650Pa ，T 1＝273K ，沿可逆途径P/T ＝常数至终态，压力增加一倍。
计算V 1，V 2，T 2，Q ，W ，V 1，ΔH,，ΔU 。
解答： 3111m 0112.0Pa 202650K 273K mol J 314.8mol 1P nRT V 11=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⋅⋅⨯==-- 因为P/V=常数，所以：331122m 0224.0m Pa 20265020265020112.0P V P V =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯==K 0.1092K mol J 314.8mol 1Pa 2026502m 0112.0nR V P T 113222=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅⨯⨯⨯==-- ΔU ＝nC V ，m （T 2 －T 1）＝10.21kJΔH ＝nC P ，m （T 2 －T 1）＝17.02kJkJ 40.3)V P V P (21)V V (2K KVdV PdV W 11221122V V V V 2121=-=-===⎰⎰ Q ＝ΔU －W ＝13.61kJ2. 在p θ和373.15 K 下，把1mol 水蒸气可逆压缩为液体，计算Q ，W ，∆U m ，∆H m ，∆F m ，∆G m 和∆S m 。
已知在373.15 K 和p θ下，水的摩尔汽化热为40.691 kJ·mol -1。
解答：当外压恒定时：W = —p ΔV m = p[V m (l)－V m (g)] ≈ pV m (g) = RT ＝3.101 kJ·mol -1 此时：Q p = ΔH m = －Δvap H m = - 40.691 kJ·mol -1 (2分) ΔU m = ΔH m － p ΔV m = -37.588 kJ·mol -1 (2分) ΔG m = 0ΔF m = W R = 3.103 kJ·mol -1 ΔS m = Q R /T = -109.0 J·K-1·mol -13. 今有 A ，B ，C 三种液体，其温度分别为 303 K ，293 K ，283 K 。
物理化学习题解答物理化学习题解答(⼗⼀)习题p216~2241、298K 时，2N 2O 5(g)==N 2O 4(g)+O 2(g)，该分解反应的半衰期t 1/2=，此值与N 2O 5(g)的起始浓度⽆关，试求： (1) 该反应的速率常数；(2) N 2O 5(g)转化掉90%所需的时间。
解：(1) 反应的半衰期t 1/2与N 2O 5(g)的起始浓度⽆关，故为⼀级反应。
(2) .ln10= t =2、某物质A 分解反应为⼆级反应，当反应进⾏到A 消耗了1/3时，所需时间为2min ，若继续反应掉同样多这些量的A ，应需多长时间解：1/2=4/t ，t =8min ，t a =8–2=6min3、有反应A→P，实验测得是级反应，试证明：(1)(2) kt A A 21][][21210=-21210])[12(2A kt -=12ln 21k t =12/111216.07.52ln 2ln -===h t k t k xa a1ln =-t a a a 1216.09.0ln =-t k a x a 211=--221311k a a a =--241k a =tk a a a 21321=--t k a 22=解：(1)(2)4、在298K 时，⽤旋光仪测定蔗糖的转化率，在不同时间所测得的旋光度αt 如下：试求该反应的速率常数k 值。
解：由ln(αt –α∞)~t 作图，直线斜率–k = –×10-3，速率常数k =×10-3min -1。
21][][A k dtA d r =-=kdt A A d -=21][][kdt A d A -=-][][21kdt A d -=21][2t d k A d t A A ??-=0][][210][2)0(}][]{[221210--=-t k A A kt A A 21][][21210=-21212121}][21{][00kt A A =-21212121}][22][00kt A A =-212121])[222(0kt A =-21210])[22(kt A =-21210])[12(2A kt -=)ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt tl n (αt -α∞)t/min5、在298K 时，测定⼄酸⼄酯皂化反应速率。
化工11级计算题重点复习资料1、已知某反应项在65℃时速率常数为0.292min -1，活化能为 103.3KJ.mol -1求该反应80℃时消耗90%所需要的时间。
解：根据阿卢尼乌斯方程的定积分形式：因为，k 的单位min -1，所以，该反应为一级反应。
所以：2、反应A+B −→−P 为二级反应。
A ，B 的初始浓度均为0.02 mol •dm -3，30℃时10 min 内有转化率为42%的A 发生反应，40℃时10 min 内有转化率为60%的A 发生反应，试计算20℃时10 min 内有多少A 发生反应。
解：根据题意，反应为二级反应，且反应物A 和B 的起始浓度比与化学计量数比相等； 所以：,01A A Ax kC t x =-303 K 时，k (T 1)=10tc A,·x x A A 1-=10.42100.0210.42⎡⎤⋅⎢⎥⨯-⎣⎦=？ 313K 时，k (T 2) =10.6100.0210.6⎡⎤⋅⎢⎥⨯-⎣⎦=？ 由阿卢尼乌斯公式可得：E a =RT T T T 2121-ln k T k T ()()21=？ 293 K 时，ln k T k T ()()21=-E R T T a 111-⎛⎝ ⎫⎭⎪ = -11118.314J K mol 293K 303K a E -⋅-⎛⎫- ⎪⋅⎝⎭= 则 k (293K )=？ 代入,01A A Ax kC t x =- 故x A =？ 211231211211ln ()103.31011ln ()0.2928.314338.15353.15?a E k k R T T k J mol J mol K K Kk ---=-⨯⋅=-⋅⋅⇒=代入数据：21ln 11ln?10.9kt xk t t =-=⇒=-代入数据：3、等容气相反应A →Y 的速率系(常)数k 与温度T 具有如下关系式：()19622ln /s 24.00/K k T -=-( 1 ) 计算此反应的活化能；( 2 ) 欲使A 在10min 内转化率达到90%，则反应温度应控制在多少？解：(1)据Arrhenius 公式：110ln(/s )ln(/s )a E k k RT--=-+与经验式对比，得E a=9622K ⋅ R = 80.0kJ ⋅mol-1 (2)求T ，t =10min ，转化率x A=0.931A11()ln 3.83810s 1k T t x --==⨯- 19622K 325.5K 24.00ln(/s )T k -==- 4、电池Zn|ZnCl 2(b =0.555 mol·kg -1) |AgCl(s)|Ag ，测得25℃时电动势E =1.015V 。
第1章 物质的pVT 关系和热性质基本概念1.(1) (3)。
2. (1)分子无体积；(2)分子间无相互作用。
3.气。
4.气液共存区的边界线；不稳定区的边界线。
375.0ccc c ==RT V p Z ，得到普遍化的范德华方程以及对应状态原理。
5.a 气体；b 饱和气体；c 气液共存；d 饱和液体；e 液体。
6.不能，MPa 8.59=p7.状态一定，状态函数的量值一定；状态函数量值的变化仅与系统的初终状态有关。
对于一个均相系统，如果不考虑除压力以外的其他广义力，为了确定平衡态，除了系统中每一种物质的数量外，还需确定两个独立的状态函数。
8. (1) 外p p =，(2) ＝常数外p p =。
9. (1)封闭系统；(2)封闭系统，恒容过程，非体积功为零；(3)封闭系统，恒压过程，非体积功为零。
10. 压力为0.1MPa 下处于理想气体状态的气态纯物质。
压力为0.1MPa 下的液态和固态纯物质。
压力为0.1MPa 下浓度为3dm mol 1-⋅或1kg mol 1-⋅的理想稀溶液中的溶质。
11. 降低；＝。
12.BB B )0(νζn n -=。
从数量上统一表达反应进行的程度。
13.<， =。
14.＝， <。
15.＝， >。
16. (1)×；(2)×；(3)√。
17. 实验测定；经验半经验方法；理论方法。
18. 反应前后气体的物质的量之差。
计算题1. 解：mol 1071.6mol )15.27330(3145.8101001021.169363--⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⨯⨯⨯⨯==RT pV n []211122112211 )-(1 M y M y n M n y M y n M n M n m +=+=+= []2211) -( M M M y n +=836.001.4601.30101.461071.6219.0132121=-⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=-⋅⎪⎭⎫⎝⎛-=∴-M M M n m y 2. 解：以“1”代表空气，以“2”代表H 2O ，()mol 613.0mol 15.273253145.8100.1510325.1013311=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⨯⨯⨯==-RT pV n3.174kPa kPa 01982.0613.001982.0325.10121222=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=+⋅==n n n p y p p331121dm 5.15dm 0.15613.001982.0613.0=⨯+=⋅+=V n n n V3. 解：以“1”代表NO ，以“2”代表“Br 2”，以“3”代表NOBr 开始时，p 1(0) = 23.102kPa9.76kPa Pa 10055.13003145.8)81.159/660.0()/()0(32222=⨯⨯⨯===-V RT M m V RT n p 平衡时，[]3213323132121)0()0(21)0()0(p p p p p p p p p p p p -+=+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-=++=[]14.25kPa kPa )737.2576.9102.23(2)0()0(2213=-+=-+=∴p p p p 8.85kPa kPa )25.14102.23()0(311=-=-=p p p 2.64kPa kPa )25.142176.9(21)0(322=⨯-=-=p p p 4. 解：()RT b V p =-m ， b pRTV +=m ，1,m 2,m kV V = 即kb p RT k b p RT k b p RT +=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+112， ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=-21121)1(p p k p RT p RT p RT k k b ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅-=∴21111p p k p RT k b 133mol m 10132.5101.3250.01107510101.325273.15)(08.31450.01107511-⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⨯+⨯⋅-=135mol m 102.437--⋅⨯=A 3*m 3444N r V b ⋅⋅==π0.134nm m 100.134m 10022.61610437.2316393/12353/1A =⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∴--ππN b r5. 解：(1) I ，液－固；II ，气－液；III ，气－固。
第一章 流体流动静压强及其应用1. 已知：Pa ＝101.3kPa ，ρ＝1000kg/m ³，ρi ＝13600 kg/m ³，R ＝120mm ，H ＝1.2m 。
求：P A （绝）（Pa ），P A （表）（Pa ）解：以1－2－3为等压面，列静力学方程：P A ＝P 1＋ρg （H －R ） P 1＝P 2＝P 3 P 3＝Pa ＋ρi Rg∴P A ＝Pa ＋ρi Rg ＋ρ(H －R)g＝1.013×105＋13600×0.12×9.81＋1000×(1.2－0.12)×9.81＝1.013×105＋2.66×104＝1.28×105（Pa ）P A (表)＝P A (绝)－Pa ＝2.66×104(Pa)2. 已知：R ＝130mm ，h ＝20cm ，D ＝2m ，ρ＝980 kg/m ³，ρi ＝13600 kg/m ³。
管道中空气缓慢流动。
求：贮槽内液体的储存量W 。
解：⑴管道内空气缓慢鼓泡u ＝0，可用静力学原理求解。
⑵空气的ρ很小，忽略空气柱的影响。
∴H ρg ＝R ρi gH ＝ρi R/ρ＝13600×0.13÷980＝1.8m∴W ＝41πD 2.（H ＋h ）ρ ＝0.785×22×(1.8＋0.2)×980 ＝6.15(吨)3. 已知：T ＝20℃（苯），ρ＝880 kg/m ³，H ＝9m，d ＝500mm ，h ＝600mm 。
求：⑴人孔盖受力F （N ）⑵槽底压强P （Pa ）解：⑴由于人孔盖对中心水平线有对称性，且静压强随深度作线性变化，所以可以孔盖中心处的压强对全面积求积得F 。
F ＝P .A ＝ρg （H －h ）. 41πd 2＝880×9.81×（9－0.6）×0.785×0.5² ＝1.42×104（N ）⑵ P ＝ρgH ＝880×9.81×9＝7.77×104（Pa ） 4. 已知：H s ＝500mm ，ρ油＝780 kg/m ³， ρ水＝1000 kg/m ³。
物理化学试卷1班级姓名分数一、选择题( 共11题20分)1. 2 分(4260)4260如下说法中，正确的是：( )(A) 原电池反应的∆H < Q p(B) 原电池反应的∆H = Q r(C) 原电池反应体系的吉布斯自由能减少值等于它对外做的电功(D) 原电池工作时越接近可逆过程，对外做电功的能力愈大2. 2 分(4165)4165电池短路时：（）(A) 电池的电动势趋于零(B) 电池所做电功要小于可逆放电时的功(C) 这时反应的热效应Q p = ∆r H m(D) 瞬间可作极大电功3. 2 分(4392)4392下列电池的电动势，哪个与Br -的活度无关：（）(A) Ag(s)|AgBr(s)|KBr(aq)|Br2(l),Pt(B) Zn(s)|ZnBr2(aq)|Br2(l),Pt(C) Pt,H2(g)|HBr(aq)|Br2(l),Pt(D) Hg(l)|Hg2Br2(s)|KBr(aq)||AgNO3(aq)|Ag(s)4. 2 分(4425)4425已知φ∃ (Fe2+/Fe) = -0.4402 V , φ∃ (Cd2+/Cd) = -0.4029 V，将金属铁粉和镉粉丢入含Fe2+(0.1 mol·kg-1) 和Cd2+(0.001 mol·kg-1) 的溶液中，铁粉和镉粉是否会溶解：( )(A) 铁粉和镉粉皆会溶解(B) 铁粉和镉粉皆不会溶解(C) 铁粉溶解、镉粉不溶(D) 镉粉溶解、铁粉不溶5. 2 分(4424)4424$= 1.250 V，电极Tl+/Tl 的电势电极Tl3+,Tl+/Pt 的电势φ1φ2$= -0.336 V ，则电极Tl 3+/Tl 的电势 φ3$为： ( ) (A) 0.305 V (B) 0.721 V (C) 0.914 V (D) 1.586 V6. 2 分 (4151) 4151298 K 时，应用盐桥将反应H + + OH - = H 2O(l)设计成的电池是： （ ） (A) Pt,H 2|OH -||H +|H 2,Pt (B) Pt,H 2|H +||OH -|H 2,Pt (C) Pt,O 2|H +||OH -|O 2,Pt (D) Pt,H 2|H +||OH -|O 2,Pt7. 2 分 (4247) 4247应用能斯特方程计算出电池 E < 0,这表示电池的反应: ( ) (A) 不可能进行 (B) 反应已达平衡 (C) 反应能进行,但和电池的书面表示式刚好相反 (D) 反应方向不能确定8. 2 分 (4686) 4686已知 298 K 时， φ ∃ (Ag +,Ag)＝0.799 V, 下列电池的 E ∃为 0.627 V . Pt, H 2│H 2SO 4(aq)│Ag 2SO 4(s)│Ag(s) 则 Ag 2SO 4的活度积为： ( ) (A) 3.8×10-17 (B) 1.2×10-3 (C) 2.98×10-3 (D) 1.52×10-69. 2 分 (4520) 4520298 K 时, 电池反应为 Zn(s)＋Ni 2+(a 1=1)＝Zn 2+(a 2)＋Ni(s) 的电池的电动势为0.54 V , 已知 φ∃ (Zn 2+,Zn)＝－0.763 V , φ∃ (Ni 2+,Ni)＝－0.250 V, 则 Zn 2+的活度 a 2为 ：( ) (A) 0.08 (B) 0.06 (C) 0.12 (D) 0.04*. 1 分 (4683) 4683测定溶液的 pH 值的最常用的指示电极为玻璃电极, 它是： ( ) (A) 第一类电极 (B) 第二类电极 (C) 氧化还原电极 (D) 氢离子选择性电极11. 1 分 (3803) 3803在其它条件不变时，电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而 ( ) (A) 增大 (B) 减小 (C) 先增后减 (D) 不变二、填空题 ( 共10题 20分 ) 12. 2 分 (4110) 4110常用的铅蓄电池，工作时发生的电池反应为：___________________________________________________________________________________。
PS ：所有人名方程1．阿累尼乌斯方程Ea=RT 2d ln{k}/dT2．克希霍夫公式在积分的温度范围内不能有相变化。
d Δr θH m /dT=Δr C p,θm ,d Δr θS m /dT=Δr C p,θm /T3. 范德华方程：（p+a/V m 2）(V m -b)=RT4. 兰缪尔吸附等温式为：Г=Г∞*bp/(1+bp)5. 玻尔兹曼关系式6. 麦克斯韦-波尔兹曼能量分布公式7. 吉布斯等温方程：8. 克拉佩龙方程：dp/dT=Δ相变H m /T Δ相变V m9．拉普拉斯方程Ｐ（α）＝Ｐ（β）+ σ*ｄＡｓ /dV (α) 或......10．开尔文方程 lnp r */p *=2σM/RT ρr 或者...... 11．能斯特方程一 理想气体状态变化过程Q 、W 、U 、H 、A 、G 、S 的变化基本公式： dU=nCv θ,mdT ,ΔU=Q+W ，dU=(偏U/偏T)VdT +(偏U/偏V)Td V ;(偏U/偏T)V =(偏U/偏V)T=0说明理想气体的内能U 仅是温度的函数。
dH=nCp θ,mdT ,H=U+pV dS=nCv θ,mdT/T + nRdV/V dS=nC p θ,m dT/T - nRdp/pW=-∫pdVA=U-TSG=H-TS=A+Pv 单原子分子 C vθ,m=3R/2 ，nC p θ,m =5R/2Ωk S ln =qg NN kTj j j /-eε=Tc RTc Γ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=22)1(2σ双原子分子 C vθ,m =5R/2 ，nC pθ,m=7R/2非线性多原子 C vθ,m =3R ，nC pθ,m=4Rγ = C pθ,m/ C vθ,m绝热可逆过程公式PVγ=C求绝热不可逆过程变化的T2要利用公式ΔU=W→nC pθ,m dT=-pdV二相图理想溶液：所有组成在全部浓度内部都服从拉乌尔定律混合物（特征：p-XB 为直线）。
物理化学（ 本）科阶段练习一．概念题1．理想气体的总压等于其各组分的分压之和。
对2．理想气体简化的微观模型是：(1) 分子没有体积 ；(2)分子间没有相互作用 。
3．实际气体的压缩因子Z 可以等于1。
对4．由水的相图可以看出，在101325 Pa 的压力下，–5℃的冰可以与–5℃的水平衡共存。
对 5．在热力学中，功分为体积功和非体积功。
试写出体积功的定义式 V p V V ⎰-21d 外。
6．热力学第一定律W Q U +=∆的适用条件是 封闭系统 。
式V Q U =∆的适用条件是 封闭系统、恒容和只做体积功 。
式p Q H =∆的适用条件是 封闭系统、恒压和只做体积功 。
7．一化学反应在恒容绝热的条件下进行，反应后系统的温度和压力均高于反应前的，则系统的U ∆ = 0。
8．气体的热力学标准状态为：压力为0.1MPa 下处于理想气体状态的气态纯物质。
对 9．在25℃时，下列关系式正确的是 （3） 。
()1 g)O,H (g ,(H 2o m f 2o m cH H ∆=∆） ()2 g),CO (C (2o m f o m c H H ∆=∆，金刚石）()3 g)(CO,g)(CO,g),(CO o m c o m f 2o m fH H H ∆+∆=∆10．在Pa 101325和100℃下，液态水变为水蒸气的过程 是 可逆过程。
11．p Q 与V Q 之间的换算关系为RT n Q Q p V )(∆-=。
12．卡诺热机的工作效率与它使用的工作介质种类 无关 。
13．试写出克劳修斯不等式⎰≥-∆-BAT QS0d 环。
14．绝热可逆膨胀过程的m S ∆必定为零。
对15．理想气体的热力学能U 和焓H 仅是温度的函数。
对16．一物质的热力学能为U 、焓为H ，则H > U 。
17．焦耳-汤姆逊效应的热力学特征是： 0=∆H 。
18．0d ≥S 作为过程的可逆性判据，其适用条件是：绝热过程或孤立系统中的过程 。
物理化学课后答案第⼗⼀章化学动⼒学第⼗⼀章化学动⼒学1.反应为⼀级⽓相反应，320 oC时。
问在320 oC加热90 min的分解分数为若⼲？解：根据⼀级反应速率⽅程的积分式答：的分解分数为11.2%2.某⼀级反应的半衰期为10 min。
求1h后剩余A的分数。
解：同上题，答：还剩余A 1.56%。
3．某⼀级反应，反应进⾏10 min后，反应物反应掉30%。
问反应掉50%需多少时间？解：根据⼀级反应速率⽅程的积分式答：反应掉50%需时19.4 min。
4． 25 oC时，酸催化蔗糖转化反应的动⼒学数据如下（蔗糖的初始浓度c0为1.0023 mol·dm-3,时刻t的浓度为c）使⽤作图法证明此反应为⼀级反应。
求算速率常数及半衰期；问蔗糖转化95%需时若⼲？解：数据标为利⽤Powell-plot method判断该反应为⼀级反应，拟合公式蔗糖转化95%需时5. N -氯代⼄酰苯胺异构化为⼄酰对氯苯胺为⼀级反应。
反应进程由加KI溶液，并⽤标准硫代硫酸钠溶液滴定游离碘来测定。
KI只与A反应。
数据如下：计算速率常数，以表⽰之。
解：反应⽅程如下根据反应式，N -氯代⼄酰苯胺的物质的量应为所消耗硫代硫酸钠的物质的量的⼆分之⼀，作图。
6．对于⼀级反应，使证明转化率达到87.5%所需时间为转化率达到50%所需时间的3倍。
对于⼆级反应⼜应为多少？解：转化率定义为，对于⼀级反应，对于⼆级反应，7．偶氮甲烷分解反应为⼀级反应。
287 oC时，⼀密闭容器中初始压⼒为21.332 kPa，1000 s后总压为22.732 kPa，求。
解：设在t时刻的分压为p，1000 s后，对密闭容器中的⽓相反应，可以⽤分压表⽰组成：8．硝基⼄酸在酸性溶液中的分解反应(g)的体积如为⼀级反应。
25 oC，101.3 kPa下，于不同时间测定放出的CO2下反应不是从开始的。
求速率常数。
(g)可看作理想⽓体，硝基⼄酸的初始量由时放出的解：设放出的CO2(g)算出：CO2在时刻t, 硝基⼄酸的量为，列表作图，由于反应不是从开始，⽤公式拟合得到。
