天津大學(xué)532003物理化學(xué)復(fù)習(xí)題答案

物理化學(xué)復(fù)習(xí)題一、填空題1、實(shí)際氣體的壓縮因子定義為z=pV/RT，當(dāng)實(shí)際氣體的壓縮因m子Z>1時(shí)，該氣體比理想氣體難壓縮(選擇填入難、易)。2、已知2N0(g)+O(g)=2NO(g)為放熱反應(yīng)。反應(yīng)達(dá)平衡后，欲使平衡向右移22動(dòng)以獲得更多的NO(g),應(yīng)采取的措施有降溫與增壓。23、抽空密閉容器中放入NHCl(s),部分分解成NH(g)與HCl(g)并達(dá)到平衡，43系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)C=1,相數(shù)P=—,自由度數(shù)F=1。4、玻璃毛細(xì)管內(nèi)水面上升，就是因?yàn)樗诿?xì)管中形成液面(選擇填入凹、凸)，此液面上水的飽與蒸氣壓小于平液面上水的飽與蒸氣壓(選擇填入大于、小于或等于)。5、一價(jià)堿金屬的皂類作為乳化劑時(shí),易于形成O/W型乳狀液。6、一定量的單原子理想氣體經(jīng)歷某恒溫過程，其的AU二_0,AH—0。7、稀溶液的依數(shù)性包括溶液沸點(diǎn)升高(溶質(zhì)不揮發(fā))、凝固點(diǎn)降低(析出純?nèi)軇?,蒸氣壓下降與滲透壓。8、反應(yīng)A-B,實(shí)驗(yàn)測(cè)定A的濃度c與時(shí)間t成線性關(guān)系，該反應(yīng)的級(jí)數(shù)為零。ATOC\o"1-5"\h\z9、丁鐸爾效應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是膠體粒子對(duì)光的散射。10、溶膠穩(wěn)定存在的三個(gè)重要原因就是膠體粒子帶電、溶劑化作用與布朗運(yùn)動(dòng)。11、當(dāng)真實(shí)氣體的壓縮因子Z小于1時(shí),該氣體比理想氣體易于壓縮。12、理想氣體絕熱向真空膨脹，則_AU=0_。13、由純組分形成理想液態(tài)混合物的過程，其AS>0。mix14、化學(xué)勢(shì)叫就就是物質(zhì)B的偏摩爾吉布斯函數(shù)。15、已知2NO(g)+O(g)=2NO(g)為放熱反應(yīng)。反應(yīng)達(dá)平衡后，欲使平衡向右移22動(dòng)以獲得更多的NO(g),應(yīng)采取的措施有降溫與增壓。216、一定溫度下,液體的分子間作用力越大,其表面張力越大。17、某化學(xué)反應(yīng)在一定T、p條件下進(jìn)行,反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率為12%。相同反應(yīng)條件下加入催化劑,反應(yīng)速率提高5倍，此時(shí)A的平衡轉(zhuǎn)化率為12%。

18、無論就是原電池還就是電解池，陰極極化的結(jié)果都使電極電勢(shì)*得更負(fù)19、一定T、p下，固體表面不能被液體夠潤濕時(shí),潤濕角>90°。20、現(xiàn)有Agl正溶膠,FeCl、MgSO、KFe(CN)三種電解質(zhì)中，對(duì)該溶膠聚3436沉能力最大的就是KFe(CN)。36二、名詞解釋1、亞穩(wěn)態(tài)(可舉例子說明):熱力學(xué)上不穩(wěn)定,但就是能夠在一定時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定存在的狀態(tài),如過冷液體、過熱液體、過飽與溶液等。2、電泳:在外加電場(chǎng)作用下,帶電粒子產(chǎn)生的定向移動(dòng)。三、計(jì)算題在500K?1000K溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)A(g)+B(s)===2C(g)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K一與溫度T的關(guān)系為gk一=-7100+6875。已知原料中只有反應(yīng)物A(g)與過量的B(s)。TK計(jì)算800K時(shí)反應(yīng)的K一與AG一。rm解：800K時(shí)，inK一=-7100+6.875=-7100+6.875=-2TK800解出K一=0、1353AG一=-RTinK一=2RT=2x8.314x800J-mol-1=13.30kJ-mol-1rm四、計(jì)算題2mol雙原子理想氣體從始態(tài)300K,50dm3出發(fā)，恒容加熱至400K,求整個(gè)過程的解:理想氣體pVT變化，恒容,V=V=50dm-3，所以W=021解:理想氣體pVT變化，恒容,V=V=50dm-3，所以W=0215乂8314=nC(T-T)=2(400—300)J=4.157kJV,m21亠27乂8314

AHnC(TT)2(400300)J5.82kJTOC\o"1-5"\h\zP,m212TVTAS=nCln2+nRln2=nCln2V,mTVV,mT111JK1L58.31?400]=2xln——JK1、2300?52.30JK1W=0Q=AU=nC(T-T)=4.157kJVV,m21五、計(jì)算題AgBr飽與水溶液的電導(dǎo)率k(溶液)=1.664x10-5S?m-i，求AgBr(s)在純水中的溶解度。已知25°C時(shí)Ag+與Br-無限稀釋摩爾電導(dǎo)率分別為61、2xlO-4S?m2?mol-i與78、40x10-4S?m2?mol-i；配制溶液所用純水的電導(dǎo)率為K(hO)=5.500x10-6S?m-i。2解:AgBr為難溶鹽，其溶解度很小,不能忽略水的電導(dǎo)率帶來的影響。AgBr飽與水溶液的電導(dǎo)率k(溶液)=1.664x10-5S?m-i，則kAgBr==k溶液—kHO2二1.664x105—5.500x106S?m】=1.114x1。—5S?m_1AgBr溶解度很小，因此4(AgBr)^vl^(AgBr)^Tl^(Ag+)+Z^(Br-)oTOC\o"1-5"\h\zmmmm兒(AgBr)=4e(Ag+)+幾(Br-)mmm140.32x10-4S?m2?mol-1=(61.92x10-4+78.4x10140.32x10-4S?m2?mol-1A(AgBr)ud(AgBr)=140.32x10-4S?m2?mol-1mm由k/c即可計(jì)算出AgBr的溶解度：m(ab)k(AgBr)(1.114x10-5l793910,clAgBr丿==mol?m-3=7.939x10-4mol?m-3A(AgBr)(140.32x10-4丿m'‘六、計(jì)算題在T,V恒定條件下，反應(yīng)A-產(chǎn)物為零級(jí)反應(yīng)。反應(yīng)物A的初始濃度c=1A,0mol?dm-3,t=0時(shí)的反應(yīng)初速率v=0、001mol?dm-3?s-i。計(jì)算反應(yīng)的速率系數(shù)k、A,0A半衰期t及反應(yīng)到c=0、1mol?dm-3時(shí)所需的時(shí)間t各為若干？1/2A解:反應(yīng)為零級(jí)，根據(jù)反應(yīng)速率的定義，v=kc0=kA,0AA,0A所以，速率常數(shù)k=0、001mol?dm-3?s-1。A零級(jí)半衰期：t=筍=1罰?dm-3=500s1/22k2x0.001mol?dm-3?s-1A七、計(jì)算題

已知水(HO,l)在100°C的飽與蒸氣壓p*=101.325kPa，在此溫度、壓力下水的摩爾蒸發(fā)焓AH=40.668kJ-mol-1。求在100C,101、325kPa下使1kg水蒸氣vapm全部凝結(jié)成液體水時(shí)的Q,W,AU,AH。設(shè)水蒸氣可視為理想氣體。解:該過程為可逆相變,水的摩爾質(zhì)量M=18.0184g-mon,△H=—H100040.668kJ=—2257kJvapm18.0184恒壓，Q=M=—2257kJpWpVpV=nRT10008.314x373.15Jamb118.0184=172.2kJ△U=W+Q=—2257+172.2=—2085kJ八、計(jì)算題某一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)物初始濃度為c,10min后反應(yīng)物濃度變?yōu)?、7c，問反應(yīng)物A,0A,0反應(yīng)掉50%需多少時(shí)間？c解：由一級(jí)反應(yīng)速率方程In3=kt得:cAA71]c1k71]c1k=一ln^ao=AtcAlnCa,010min0.7cA,01In丄10min0.7=0.0357min-1=19.4minln2=19.4mint==12k0.0357min-1A九、計(jì)算題100C,101、325kPa下，1molHO(g)變?yōu)橥瑴赝瑝合碌腍0(1)。求過程的W、22Q、AU、AH、AS、AA與AG。已知100C時(shí)H0(1)的摩爾氣化焓2AH(HO,373.15K)=40.668kJ?mol-1。vapm2解:題給過程為恒溫、恒壓下的可逆相變過程,AH=-nAH=-1molx40.668kJ?mol-1=-40.668kJvapmAS=-nAS=-nAHvapmT2=-40668J=-373.15K=-108.98J?K-1恒壓過程：Q二AH=-40.668kJpW=-p(V-VLpV=nRT=lx8.314x373.15J=3.102kJlggAU=Q+W=(—40.668+3.102)kJ=-37.566kJ恒溫、恒壓下的可逆相變,AG=0AA=AU-TAS=AU-AH=AU-Q=W=3.102kJp十、計(jì)算題65°C時(shí)NO氣相分解的速率常數(shù)為k=0、292min-i，活化能為103.3kJ?mol-i,251求80C時(shí)的k及t。21‘2解:根據(jù)阿倫尼烏斯方程的定積分形式：InkE2——ak」1解:根據(jù)阿倫尼烏斯方程的定積分形式：InkE2——ak」111)

RITT丿21,得k=k-exp\-E21=0.292xexp1-1”RITT丿J21103.3x103(8.3141353.15338.15丿min-1=1.39min-1根據(jù)k的單位知該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，所以t—昨——0.499min12k1.39min-1十一、計(jì)算題已知90C時(shí)液體甲苯（A）與液體苯（B）的飽與蒸氣壓分別為p*=54.22kPa與Ap*=136、12kPa，兩者可形成理想液態(tài)混合物?，F(xiàn)有某甲苯-苯混合液在90C、B101、325kPa下達(dá)到氣-液平衡，求氣相組成y與液相組成x。BB解：理想液態(tài)混合物的兩組分均符合拉烏爾定律p—p*x,p—p*xAAABBBp—p*x+p*x—[54.22（1-x）+136.12x]kPa—101.325kPa,AABBBB101.325—54.22x101.325—54.22x—B136.12—54.22p*x

y—b-b

Bp136.12x0.5752101.325—0.7727十二、計(jì)算題25°C時(shí)，電池Cd|Cd+[a(Cd2+)=0、01]畀CL[a(Cl-)=0、5]|Cl(g,p)|Pt。2已知標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E一(Cd2+|Cd)已知標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)E一(Cd2+|Cd)=-0.4032V,E一(1)寫出電池反應(yīng);(2)計(jì)算電池電動(dòng)勢(shì)E與摩爾反應(yīng)吉布斯函數(shù)厶G,并判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。rm解：(1)電池反應(yīng)Cd(s)+Cl(g,100kPa)二2=Cd2+La(Cd2+)=0.01]+2Cl-[a(Cl-)=0.5_(2)電池的電動(dòng)勢(shì)才RT]丨二E-2FlnLa_a(Cd2+)a2(ClJE=E一(Cl-|C^(g)|Pt)-E一(Cd2+|Cd)=[1.3579-(-才RT]丨二E-2FlnLa_a(Cd2+)a2(ClJE=e一-RTln/、/、_zFa(Cd)[p(對(duì)p一「=1.7611V-8^49^648r5ln(0.01x0.52)V=(1.7611+0.0770)V=1.8381V2X96485電池反應(yīng)的吉布斯函數(shù)變化G二—zFE=-2x96485x1.8381J-mol-1=-354.70kJ?mol-1rmG<0，反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。rm十三、計(jì)算題已知27C時(shí)某一級(jí)反應(yīng)的速率常數(shù)k二4、0x10-3min-i,活化能E=133、891akj?mol-i。試問：27C時(shí)反應(yīng)10min,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為多少？解：1、由速率常數(shù)的單位可知反應(yīng)級(jí)數(shù)n解：1、由速率常數(shù)的單位可知反應(yīng)級(jí)數(shù)n=1。一級(jí)反應(yīng)ln-—=kt1一xA27C時(shí),ln(1-x)=—kt=-4xl0-3x10=—0.041-x=0.96x=0.04=4%AAAj丄一丄]RITj丄一丄]RIT一F,21kE2、37C時(shí)，由ln2=k1k即ln—=133.8991034x10-38.314ln-2=1.7316k=2.26x10-2min-14x10-32十四、計(jì)算題273、15K時(shí)用活性炭吸附某氣體,當(dāng)氣體分壓為6、6672kPa時(shí),測(cè)得平衡吸附量為73、58dm3?kg-1,已知飽與吸附量為93、8dm3?kg-1。計(jì)算朗繆爾吸附等溫式中的參數(shù)b,指明其物理意義及影響因素；氣體分壓為20、0kPa時(shí)的平衡吸附量為多少？解：(1)朗繆爾吸附等溫式：Va二Va如代入數(shù)據(jù)：ml+bpbx6.6672kPa73.58二93.8b=0.5459kPa-11+bx6.6672kPab為吸附系數(shù)，就是吸附作用的平衡常數(shù)，其值越大,表示吸附能力越強(qiáng)；b與吸附劑、吸附質(zhì)的本性及溫度有關(guān)。(2)分壓為20、0kPa時(shí)，Va=93