物理化學課堂練習ppt課件

1、物物 理理 化化 學學 課課 堂堂 練練 習習 1.已知CO 2 (g)的fHm (298.15K) = 393.51kJ.mol-1，那么 C(石墨的cHm (298.15K) = kJ.mol-1。 2. 1mol 25的液體苯在剛性容器中完全燃燒，放熱3264kJ， 則反應2C6H6(l) + 15O2(g) = 12CO2(g) + 6H2O(l)的 rUm(298.15K) = kJ.mol-1, rHm(298.15K) =kJ.mol-1。 3. 己知298K時各物質的標準摩爾燃燒焓如下：cH m石墨） = 393.51kJ.mol-1，cH m (H2) = 285.84 kJ

2、.mol-1, cH m (苯,1) = 3267.6kJ.mol-1，則液態(tài)苯在298K時的 fH m= kJ.mol-1 。393.51 6528 6535393.516 -285.84 3 -(-3267.6)6C +3H2 = C6H649.024 在絕熱鋼瓶中發(fā)生一分子數(shù)增加的化學反應，那么 Q 0， W 0， U 0。= 5. 系統(tǒng)經(jīng)絕熱不可逆膨脹S 0, 經(jīng)絕熱不可逆壓縮S 0。 7. 在等溫等壓下某吸熱化學反應能自發(fā)進行，則rSm0。 9.某化學反應的K 與溫度的關系為: lnK =1.00105/(T/K) 8.0，則該反應的 rHm =kJ.mol-1 。rSm .= J.

3、K-1.mol-1 。 8.某放熱化學反應的rSm298K）0，則25時該化學反 應的K 1。 6.某化學反應的rGm =124 kJ.mol-1 ，若反應在等溫等壓的 平衡條件下進行，反應的rGm = 。0rGm = rHm - TrSm 0-RT ln K -RT ln K =rGm =rGm = rHm = rHm - - TrSmTrSm ln K ln K = - rHm = - rHm /RT + rSm /RT + rSm /R /R - -831.4831.4 -66.51 -66.511熱力學第一定律以熱力學第一定律以U = Q + W的形式表示時，其使用條件是的形式表示時，

4、其使用條件是 a.任意系統(tǒng)任意系統(tǒng) b.隔離系統(tǒng)隔離系統(tǒng) c.封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng) d.敞開系統(tǒng)敞開系統(tǒng)2某系統(tǒng)經(jīng)歷一不可逆循環(huán)后，下列關系式中不能成立的是某系統(tǒng)經(jīng)歷一不可逆循環(huán)后，下列關系式中不能成立的是 a.Q = 0 b.Cp = 0 c.U = 0 d.T =03系統(tǒng)經(jīng)不可逆循環(huán)過程，則有系統(tǒng)經(jīng)不可逆循環(huán)過程，則有 a.S系統(tǒng)系統(tǒng) = 0 S隔離隔離 0 b.S系統(tǒng)系統(tǒng) 0 S隔離隔離 0 c.S系統(tǒng)系統(tǒng) = 0 S環(huán)境環(huán)境 0 d.S系統(tǒng)系統(tǒng) = 0 S隔離隔離 0系統(tǒng)向環(huán)境傳熱時，系統(tǒng)的熱力學能將系統(tǒng)向環(huán)境傳熱時，系統(tǒng)的熱力學能將 a.添加添加 b.減少減少 c.不變不變 d.無一定規(guī)

5、無一定規(guī)律律例：求反應例：求反應 Cu + Cu2+ = 2Cu+ 的平衡常數(shù)。的平衡常數(shù)。解：設計電池解：設計電池 1) (+) Cu2+ + e Cu+ (-) Cu - e Cu+ 2) (+) 2Cu2+ + 2e 2Cu+ (-) Cu - 2e Cu2+ Cu + Cu2+ = 2Cu+ Cu Cu+ Cu2+, Cu+Cu E1 = E (Cu2+/Cu+ ) E (Cu+/Cu ) = 0.152V - 0.522V = -0.364V log K1 = E1 / 0.05916 K1 = 7.0310-7Cu + Cu2+ = 2Cu+ Cu Cu2+ Cu2+, Cu+Cu

6、 3) (+) Cu2+ + 2e Cu (-) 2Cu - 2e 2Cu+ E2 = E (Cu2+/Cu+ ) E (Cu2+/Cu ) = 0.152V - 0.340V = -0.182V log K2 = 2E2 / 0.05916 K2 = 7.0310-7Cu + Cu2+ = 2Cu+ Cu Cu+ Cu2+Cu E3 = E (Cu2+/Cu ) E (Cu+/Cu ) = 0. 340V - 0. 522V = -0.182V log K3 = 2E3 / 0.05916 K3 = 7.0310-7三種方法得到的電池電動勢不同，但平衡常數(shù)相同。原因何在？三種方法得到的電池電

7、動勢不同，但平衡常數(shù)相同。原因何在？1、以下說法對嗎？為什么？、以下說法對嗎？為什么？1在同一反應中各物質的變化速率相同。在同一反應中各物質的變化速率相同。2若一個化學反應是一級反應，則該反應的速率與反應物若一個化學反應是一級反應，則該反應的速率與反應物 濃度的一次方成正比。濃度的一次方成正比。3一個化學反應進行完全所需的時間是半衰期的一個化學反應進行完全所需的時間是半衰期的2倍。倍。4一個化學反應的級數(shù)越大，其反應速率也越大。一個化學反應的級數(shù)越大，其反應速率也越大。5若反應若反應 A + B Y + Z 的速率方程為的速率方程為v = kcAcB 則該反應是二級反應，且肯定不是雙分子反應。

8、則該反應是二級反應，且肯定不是雙分子反應。6對于一般服從阿累尼烏斯方程的化學反應，溫度越高，對于一般服從阿累尼烏斯方程的化學反應，溫度越高， 反應速率越快，因此升高溫度有利于生成更多的產物。反應速率越快，因此升高溫度有利于生成更多的產物。7若反應若反應1的活化能為的活化能為E1，反響，反響2的活化為的活化為E2，且，且 E1E2，則在同一溫度下，則在同一溫度下k1一定小于一定小于k2。錯錯 錯錯 錯錯 錯錯 錯錯 錯錯 錯錯 8若某對行化學反應的若某對行化學反應的rUm0，則該化學反應的活化能小，則該化學反應的活化能小 于零。于零。9對行反應對行反應 A Y，在一定溫度下反應達平衡時，正逆反，

9、在一定溫度下反應達平衡時，正逆反 應速率常數(shù)相等。應速率常數(shù)相等。2、填空、填空1某化學反應的反應物反應掉某化學反應的反應物反應掉3/4所需的時間是反應掉所需的時間是反應掉1/2所所 需時間的需時間的2倍，則該反應是倍，則該反應是_級反應。級反應。2反應反應AB，若，若A完全反應掉所需時間是反應掉一半所需時完全反應掉所需時間是反應掉一半所需時 間的間的2倍，則該反應是倍，則該反應是_級反應。級反應。3某反應的速率常數(shù)某反應的速率常數(shù)k = 4.6210-2s-1，則反應掉，則反應掉3/4所需要的所需要的 時間為時間為_。4比較相同類型的反應比較相同類型的反應1和和2），發(fā)現(xiàn)活化能），發(fā)現(xiàn)活化能

10、E1E2， 但速率常數(shù)卻是但速率常數(shù)卻是k1k2，其原因是，其原因是_。錯錯 錯錯 一一 零零 2 ln2/k 指前因子指前因子5) 某分解反應轉化率達某分解反應轉化率達20%所需的時間在所需的時間在300K為為12.6min，340K為為3.2min，則該分解反應的活化能為，則該分解反應的活化能為 kJmol-1 29.1 )11(lnln212112TTREttkka12121)11(lnTTttREatccnktkdtcdc0AAAA,011kJ.mol1 .29)34013001(2 . 36 .12ln134. 8 例例1. 分解反應分解反應N2O5 2NO2 + 1/2 O2 機理

11、如下：機理如下： N2O5 NO2 + NO3 k1 NO2 + NO3 N2O5 k -1 NO2 + NO3NO2 + NO + O2 k2 NO + NO3 2NO2 k3 中間產物中間產物NO3、NO為活潑產物，可以使用穩(wěn)態(tài)近似法，試以氧為活潑產物，可以使用穩(wěn)態(tài)近似法，試以氧氣的濃度隨時間的變化率證明此反應表觀上是一級反應；氣的濃度隨時間的變化率證明此反應表觀上是一級反應；解：解：)NO()NO()O(3222cckdtdc)NO()NO()NO()NO()NO()NO()ON()NO(333223215213cckcckcckckdtdc)NO()NO()NO()NO()NO(333

12、22cckcckdtdc代入上式，得代入上式，得0)NO()NO(2)NO()NO()ON()NO(3223215213cckcckckdtdc)NO()NO()2()NO()NO(2)NO()NO()ON(3221322321521cckkcckcckck)2()ON()NO()NO(2152132kkckcc21522132222)ON()NO()NO()O(kkckkcckdtdc例例2：實驗測得下列反應：實驗測得下列反應 2NO + O2 2NO2 為三級反應，為三級反應，且且 活化能為負值，試根據(jù)下列機理說明?；罨転樨撝?，試根據(jù)下列機理說明。 NO + NO N2O2 Kc(快快)

13、 rUm 0 N2O2 + O2 2NO 2 k1(慢慢) 解：由平衡態(tài)近似：解：由平衡態(tài)近似：N2O2 = KcNO2，OONd)NO(22212ktdck = k1 Kc ，兩邊取對數(shù)，再對溫度求導：，兩邊取對數(shù)，再對溫度求導：dTKddTkddTkdclnlnln12212RTURTERTEmraa所以所以 Ea=Ea1+rUm 0ONO221CKk例例2. C2H5Cl氣相分解反應為氣相分解反應為C2H5Cl = C2H4 + HCl，速率常數(shù)，速率常數(shù)k 與溫度的關系為與溫度的關系為 ln ( k /s-1) = -30600 / (T/K) + 95.7881). 求該反應的活化能

14、；求該反應的活化能； 2). 300K時將壓力為時將壓力為26.66kPa的的C2H5Cl引入反應器中，求總引入反應器中，求總壓達到壓達到46.66kPa的時間。的時間。 解：解：1) 因因 ln ( k / k) = -Ea /RT + C ln ( k / s-1) = -30600 / (T/K) + 95.788對比可得：對比可得： Ea /R = 30600K Ea = 30600 RK = 254.4 kJ.mol-1 2) 300.15K時的時的k : ln ( k / s-1) = -30600 / 300 + 95.788 k = 2.00 10-3 s-1該反應為一級反應。

15、該反應為一級反應。 C2H5Cl = C2H4 + HClt = 0 pA,0 0 0t = t pA,0- p p p p 總總 = pA,0 +p p = p 總總 - pA,0 pA = pA,0 - p = 2 pA,0 - p 總總 = 2 26.66 kPa - 46.66 kPa = 6.66 kPaA0,Aln1cckt ss5 .69366. 666.26ln1000. 2113第五章第五章 相平衡相平衡一一. 以下說法對嗎？為什么？以下說法對嗎？為什么？1一切物質蒸發(fā)時，摩爾熵都增大。一切物質蒸發(fā)時，摩爾熵都增大。2相變過程的熵變可由相變過程的熵變可由S=H/T計算。計算。

16、3冰在冰在0，101.325kPa下轉變?yōu)橐簯B(tài)水，其熵變下轉變?yōu)橐簯B(tài)水，其熵變S= H / T 0，所以該過程為自發(fā)過程。，所以該過程為自發(fā)過程。4過冷水結冰的過程是在恒溫、恒壓、不做其他功的條件過冷水結冰的過程是在恒溫、恒壓、不做其他功的條件 下進行的，由基本方程可得下進行的，由基本方程可得G=0。5在一個給定的系統(tǒng)中，物種數(shù)可以因分析問題的角度的在一個給定的系統(tǒng)中，物種數(shù)可以因分析問題的角度的 不同而不同，但獨立組分數(shù)是一個確定的數(shù)。不同而不同，但獨立組分數(shù)是一個確定的數(shù)。6單組分系統(tǒng)的相圖中兩相平衡線都可以用克拉貝龍方程單組分系統(tǒng)的相圖中兩相平衡線都可以用克拉貝龍方程 定量描述。定量描述

17、。對對錯錯錯錯錯錯對對對對7恒沸物的組成不變。恒沸物的組成不變。8在相圖中總可以利用杠桿規(guī)則計算兩相平衡時兩相的相在相圖中總可以利用杠桿規(guī)則計算兩相平衡時兩相的相 對的量。對的量。9在簡單低共熔物的相圖中，三相線上的任何一個系統(tǒng)點在簡單低共熔物的相圖中，三相線上的任何一個系統(tǒng)點 的液相組成都相同。的液相組成都相同。二二. 填空填空1在石灰窯中，分解反應在石灰窯中，分解反應CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)已達已達 平衡，則該系統(tǒng)的平衡，則該系統(tǒng)的C =_，P =_，F(xiàn) =_。2在一抽空的容器中放入過量的在一抽空的容器中放入過量的NH4HCO3(s)，加熱時發(fā)生，加熱時發(fā)生 下

18、述反應并達到平衡：則下述反應并達到平衡：則C =_， =_。NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 3上題中，若只有少許上題中，若只有少許NH4HCO3(s)且已分解完全，則該且已分解完全，則該系系 統(tǒng)的統(tǒng)的C =_， F =_。錯錯對對對對23111124某地區(qū)的氣壓只有某地區(qū)的氣壓只有60.0kPa，在，在0到到100的范圍內液態(tài)的范圍內液態(tài) 的水的蒸氣壓與溫度的關系可近似地表示為如下關的水的蒸氣壓與溫度的關系可近似地表示為如下關 系：系： lg ( p/kPa) = -2265/ (T/K) +8.0187 那么這個地區(qū)水的沸點為那么這個地區(qū)水的沸點為

19、 。5UF6(s)的蒸氣壓與溫度的關系式為的蒸氣壓與溫度的關系式為 lnp / Pa）= 29.416 5894.6 / (T/K)， 則其平均升華熱為則其平均升華熱為_kJmol-1。6二元液系相圖中，共沸點的自由度數(shù)二元液系相圖中，共沸點的自由度數(shù)F =_。7組分組分A和和B可以形成以下幾種化合物：可以形成以下幾種化合物： A2B(s) AB(s) AB2(s) AB3(s) 則此則此AB系統(tǒng)的低共溶點最多有系統(tǒng)的低共溶點最多有_個，最少有個，最少有_個。個。 89.7 49.020518物質物質A與與B可形成低共沸混合物可形成低共沸混合物E。已知純。已知純A的沸點小于純的沸點小于純 B的

20、沸點。若將任意比例的的沸點。若將任意比例的A+B混合物在一個精餾塔中精混合物在一個精餾塔中精 餾，在塔頂?shù)酿s出物是餾，在塔頂?shù)酿s出物是 。 9對于形成簡單低共溶混合物的二對于形成簡單低共溶混合物的二 元相圖，當組成為元相圖，當組成為x的系統(tǒng)平衡冷的系統(tǒng)平衡冷 卻到卻到T 時時(如圖如圖)，固液二相的質量，固液二相的質量 比比 ms : ml = 。 10如圖所示的二元凝聚系相圖中，如圖所示的二元凝聚系相圖中， 屬穩(wěn)定的單相區(qū)的是：屬穩(wěn)定的單相區(qū)的是： 。低共沸混合物低共沸混合物ac : bcI、II、V三三. . 已知某二元凝聚系統(tǒng)相圖如下，已知某二元凝聚系統(tǒng)相圖如下，C C為不穩(wěn)定化合物。試填為不穩(wěn)定化合物。試填 寫下表并繪出寫下表并繪出