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洛理-5物理化学

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洛阳理工学院 20 /20 学年 第一学期 物理化学 期末考试试题卷()

适用班级: 考试日期时间:单击此处键入考试日期时间

一、选择题(每小题2分,共20分)

1. 关于一定量理想气体的热力学能有以下四种说法

a.状态一定,热力学能也一定;

b.系统某一状态的热力学能,可以通过实验测出;

c.系统的状态确定以后,热力学能只能有一个数值;

d.状态改变,热力学能一定改变。

以上四种说法正确的是( )。

A. a ,c

B. c, d

C. a ,b

D. b ,d

2.热力学第二定律的经典表述方式很多,下面哪种说法不是热力学第二定律( )。

A. 热不能自动从低温物体流向高温物体,而不引起其它变化;

B. 不可能从单一热源吸热做功而不产生其它影响;

C. 第一类永动机是不可能的;

D. 第二类永动机是不可能的。

3. 氢气和氧气在绝热刚瓶中化合生成水的过程中,( )=0。

A.U ?

B.H ?

C.S ?

D.G ?

4. 在冬季进行建筑施工时, 为了保证施工质量,常在浇注混凝土里加入少量盐类,其主要作用是( )。

A. 增加混凝土的强度

B. 防止建筑物被腐蚀

C. 降低混凝土的固化温度

D. 吸收混凝土中的水份

5. 101.325kPa 的过冷水的化学势 ( )同温同压下冰的化学势。

A. 大于

B. 小于

C. 等于

D. 不能确定

6. H 2SO 4 与H 2O 可形成H 2SO 4·H 2O(s)、H 2SO 4·2H 2O(s)与H 2SO 4·4H 2O(s)三种水合物,在p 下,能与水蒸气达平衡的硫酸水合物最多可有几种?( )

(A) 3 (B) 2 (C) 1 (D) 0

7. 同一化学反应,若反应式的计量系数不同,其平衡常数p K 和标准吉布斯自由能变化为:( )

A. p K 相同 r m G ?$不同

B.p K 不同 r m G ?$相同

C. p K 、r m G ?$都不同

D.p K 、r m G ?$都相同

8. 理想气体反应N 2O 5(g) =N 2O 4(g)+1/2 O 2(g) r m H ?$的=41.84kJ.mol -1, r ,m =0p C ?,试问增加N 2O 4(g)平衡产率的条件是:( )

A. 降低温度

B. 提高温度

C. 提高压力

D. 等温等容加入惰性气体

9. 应物反应掉7/8所需的时间恰好是它反应掉1/2所需时间的3倍, 则该反应的级数是( )

A. 零级

B. 一级反应

C. 三级反应

D. 二级反应

10. 多孔硅胶有强烈的吸水性能,硅胶吸附水后其表面吉布斯自由能将( )

A 升高

B 降低

C 不变

D 无法确定 二、填空题(每小题2分,共20分)

1. 卡诺循环高温热源为T 1,低温热源为T 2,热温商之和1212

Q Q T T +=( ), 卡诺热机热机效率η=( )。 2.在298K 时,对于反应2211H (g)+Cl (g)=HCl(g)22的r m H ?为-92.5-1kJ mol ?,则此时反应的r m U ?的值为( )。

3. 热力学第三定律的表述为( )。

4. 气态的N 2, O 2溶于水中且达到相平衡。该系统的组分数C= ( ),相数Φ=( )及自由度数f =( )。

5 某一个T 温度的抽空容器中,反应B 3(s )= 3B (g )达平衡时总压为60kPa ,则此反应的标准平衡常数p K =( )。

6. 在298K 时反应N 2O 4(g )= 2NO 2 (g)的p K =0.1132,当242N O N O = =

1k P a p p 时反应将向( )移动。当24N O =10kPa p ,2NO =1kPa p 时,反应将向( )移动。

7. 某一级反应当1/23t t =时,反应物的转化率为( )。

8.若反应A+2B = C 为基元反应,则反应速率方程=-dt

dc A ( )。 9. 用As 2O 3与过量的H 2S 制成的As 2S 3溶胶,试写出胶团结构的表示式( )。

10. 憎液溶胶在热力学上是不稳定的,它能够相对稳定存在的三个重要原因是布朗运动、溶剂化作用和( )。 三、计算题(共50分)

1. 有1mol 某单原子理想气体,其C v, m =1.5R ,从始态400K,100kPa ,经过如下四个过程达到各自的平衡态,求各过程的W 。(10分)

(1) 自由膨胀到50kPa

(2) 恒温可逆膨胀到50kPa ;

(3)恒温反抗50kPa恒外压不可逆膨胀;

(4)绝热可逆膨胀到50kPa;

2. 已知在298K时HCl无限稀释摩尔电导率为42.6×10-3S·m2·mol-1,CH3COONa及NaCl的无限稀释摩尔电导率分别为9.1×10-3 S·m2·mol-1和12.7×10-3S·m2·mol-1,试计算弱电解质CH3COOH的无限稀释摩尔电导率?(10分)

3. 在929 K时,硫酸亚铁按如下反应分解:2FeSO4(s)=Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g), 反应达到平衡后,在两种固体存在下的气体总压力为

K(2)若开始时在929 K的容器中含过量的硫酸亚铁和压力为60.0 kPa的SO2, 试计算最后平衡压

90.0kPa。(1) 计算929 K时的

p

力。(10分)

4 药物阿斯匹林水解为一级反应,在107℃时的速率常数为8d-1,在77℃时的速率系数为12d-1。求27℃时,阿斯匹林水解30%需多少

时间?(10 分)

5将内径为1×10-4m的毛细管插入水银中,问管内液面将下降多少?已知水银的表面张力为0.48 N·m-1,体积质量为1.35×104kg·m-3,设接触角为180o,重力加速度g=9.81m·s-2。(10分)

四、相图(每小题10分,共10分)

某A-B二组分凝聚系统相图如下:

1、在答题纸上画出相图,并在图上标出各相区稳定存在时的相。

2、绘出图中状态点为a样品的、冷却曲线,并注明各阶段的相变化。

t

a Q

P L2S3S4

S1L1 S2

A B

w B

物理化学上册的答案-第五版上册

第一章 气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下: 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解:对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl )气体300m 3,若以每小时90kg 的流量输往使用车间,试问贮存的气体能用多少小时? 解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=(14618.623÷1441.153)=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解:33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g 。充以4℃水之后,总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体,则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解:先求容器的容积33) (0000.1001 0000.100000.250000.1252 cm cm V l O H ==-=ρ

物理化学第五版课后习题答案

第五章 化学平衡 5-1.在某恒定的温度和压力下,取n 0﹦1mol 的A (g )进行如下化学反应:A (g ) B (g ) 若0B μ﹦0 A μ,试证明,当反应进度ξ﹦0.5mol 时,系统的吉布斯函数G 值为最小,这时A ,B 间达到化学平衡。 解: 设反应进度ξ为变量 A (g ) B (g ) t ﹦0 n A , 0﹦n 0 0 ξ0﹦0 t ﹦t 平 n A n B ξ ξ﹦ B B n ν n B ﹦νB ξ,n A ﹦n 0-n B ﹦n 0-νB ξ,n ﹦n A +n B ﹦n 0 气体的组成为:y A ﹦ A n n ﹦00 B n n νξ-﹦01n ξ-,y B ﹦B n n ﹦0 n ξ 各气体的分压为:p A ﹦py A ﹦0 (1)p n ξ - ,p B ﹦py B ﹦ p n ξ 各气体的化学势与ξ的关系为:0 000ln ln (1)A A A A p p RT RT p p n ξμμμ=+=+- 0 000ln ln B B B B p p RT RT p p n ξμμμ=+=+? 由 G =n A μA +n B μB =(n A 0A μ+n B 0 B μ)+00ln (1)A p n RT p n ξ-+0 ln B p n RT p n ξ ? =[n 0-ξ0A μ+ξ0 B μ]+n 00ln p RT p +00()ln(1)n RT n ξξ--+0 ln RT n ξ ξ 因为 0B μ﹦0A μ,则G =n 0(0 A μ+0ln p RT p )+00()ln(1)n RT n ξξ--+0 ln RT n ξ ξ ,0()ln T p G RT n ξξξ?=?- 20,20()()T p n RT G n ξξξ?=-?-<0 令 ,( )0T p G ξ?=? 011n ξξξξ ==-- ξ﹦0.5 此时系统的G 值最小。

物理化学5

物理化学试卷5 班级姓名分数 一、选择题( 共15题30分) 1. 2 分(2440) 2440 CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为:( ) (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 2. 2 分(2403) 2403 将AlCl3溶于水中全部水解,此体系的组分数C是: ( ) (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 3. 2 分(2481) 2481 凝固点的描述可图示如下,其中哪一个是错误的 ( ) 4. 2 分(2514) 2514 N2的临界温度是124K,如果想要液化N2就必须:( ) (A) 在恒温下增加压力 (B) 在恒温下降低压力 (C) 在恒压下升高温度 (D) 在恒压下降低温度 5. 2 分(2396) 2396

硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101 325 Pa 的压力下,能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( ) (A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 6. 2 分(2408) 2408 对恒沸混合物的描述,下列各种叙述中哪一种是不正确的? ( ) (A) 与化合物一样,具有确定的组成 (B) 不具有确定的组成 (C) 平衡时,气相和液相的组成相同 (D) 其沸点随外压的改变而改变 7. 2 分(2399) 2399 某体系存在C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g) 五种物质,相互建立了下述三个平 衡:H2O(g) + C(s) H2(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g) H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s) 2CO(g) 则该体系的独立组分数C为: ( ) (A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4 8. 2 分(2562) 2562 在373.15 K时,某有机液体A和B的蒸气压分别为p和3p,A和B的某混合物 为理想液体混合物,并在373.15 K,2p时沸腾,那么A在平衡蒸气相中的摩尔分数是多 少? ( ) (A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/4 9. 2 分(2384) 2384

物理化学第五版课后习题答案

第十章界面现象 10-1 请回答下列问题: (1) 常见的亚稳定状态有哪些?为什么产生亚稳态?如何防止亚稳态的产生? (2) 在一个封闭的钟罩内,有大小不等的两个球形液滴,问长时间放置后,会出现什么现象? (3) 下雨时,液滴落在水面上形成一个大气泡,试说明气泡的形状和理由? (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么? (5) 在一定温度、压力下,为什么物理吸附都是放热过程? 答:(1) 常见的亚稳态有:过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成,要想防止这些亚稳状态的产生,只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后,大液滴会越来越大,小液滴会越来越小,最终大液滴将小液滴“吃掉”,根据开尔文公式,对于半径大于零的小液滴而言,半径愈小,相对应的饱和蒸汽压愈大,反之亦然,所以当大液滴蒸发达到饱和时,小液滴仍未达到饱和,继续蒸发,所以液滴会愈来愈小,而蒸汽会在大液滴上凝结,最终出现“大的愈大,小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形,因为雨滴在降落的过程中,可以看作是恒温恒压过程,为了达到稳定状态而存在,小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低,而此时只有通过减小表面积达到,球形的表面积最小,所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为范德华力,而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的,所以ΔG<0,而ΔS<0,由ΔG=ΔH-TΔS,得 ΔH<0,即反应为放热反应。

10-2 在293.15K 及101.325kPa 下,把半径为1×10-3m 的汞滴分散成半径为1×10-9m 的汞滴,试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少?已知293.15K 时汞的表面张力为0.4865 N ·m -1。 解: 3143r π=N×3243r π N =3 132 r r ΔG =2 1 A A dA γ?= (A 2-A 1)=4·( N 2 2 r -21 r )=4 ·(3 12 r r -21r ) =4× ×(339 (110)110 --??-10-6) =5.9062 J 10-3 计算时373.15K 时,下列情况下弯曲液面承受的附加压力。已知时水的表面张力为58.91×10-3 N ·m -1 (1) 水中存在的半径为0.1μm 的小气泡;kPa (2) 空气中存在的半径为0.1μm 的小液滴; (3) 空气中存在的半径为0.1μm 的小气泡; 解:(1) Δp =2r γ=36 258.91100.110--???=1.178×103 kPa (2) Δp =2r γ =36 258.91100.110--???=1.178×103 kPa (3) Δp =4r γ=36 458.91100.110--???=2.356×103 kPa 10-4 在293.15K 时,将直径为0.1nm 的玻璃毛细管插入乙醇中。问需要在管内加多大的压力才能防止液面上升?若不加压力,平衡后毛细管内液面的高度为多少?已知该温度下乙醇的表面张力为22.3×10-3 N ·m -1,密度为789.4 kg ·m -3,重力加速度为9.8 m ·s -2。设乙醇能很好地润湿玻璃。

物理化学上册的答案第五版上册

第一章 333气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α及等温压缩系数T κ的定义如下: 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ及压力、温度的关系? 解:对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl )气体300m 3,若以每小时90kg 的流量输往使用车间,试问贮存的气体能用多少小时? 解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=(14618.623÷1441.153)=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解:33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g 。充以4℃水之后,总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体,则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。

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气体pVT 性质 1. 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下: 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解:对于理想气体,pV=nRT 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl )气体300m 3,若以每 小时90kg 的流量输往使用车间,试问贮存的气体能用多少小时? 解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯的物质的量为 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 133153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=(14618.623÷1441.153)=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解:33714.015 .273314.81016101325444--?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g 。充以4℃水之后,总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体,则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解:先求容器的容积33)(0000.1001 0000.100000.250000.1252cm cm V l O H ==-=ρ n=m/M=pV/RT 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接,泡内密封着标准状况条件下的空气。若将其中一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气的压力。

解:方法一:在题目所给出的条件下,气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化,则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态(f )时 ??? ? ??+=???? ??+=+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1 1-6 0℃时氯甲烷(CH 3Cl )气体的密度ρ随压力的变化如下。试作ρ/p —p 图,用外推法求氯甲烷的相对分子质量。 解:将数据处理如下: P/kPa 101.325 67.550 50.663 33.775 25.331 (ρ/p)/ (g ·dm -3·kPa ) 0.02277 0.02260 0.02250 0.02242 0.02237 作(ρ/p)对p 图 当p →0时,(ρ/p)=0.02225,则氯甲烷的相对分子质量为 1-7 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽真空的200 cm 3容器中,直至压力达101.325kPa ,测得容器中混合气体的质量为0.3879g 。试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。 解:设A 为乙烷,B 为丁烷。 B A B B A A y y mol g M y M y n m M 123.580694.30 867.46008315 .03897.01+=?==+==- (1) 1=+B A y y (2) 联立方程(1)与(2)求解得401.0,599.0==B B y y

物理化学第五版课后习题答案

第七章 电化学 7-1.用铂电极电解CuCl 2溶液。通过的电流为20 A ,经过15 min 后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的Cu ? (2) 在阳阴极上能析出多少体积的27℃, 100 kPa 下的Cl 2(g )? 解:(1) m Cu = 201560635462.F ???=5.527 g n Cu =201560 2F ??=0.09328 mol (2) 2Cl n =2015602F ??=0.09328 mol 2Cl V =00932830015 100 .R .??=2.328 dm 3 7-2.用Pb (s )电极电解Pb (NO 3) 2溶液,已知溶液浓度为1g 水中含有Pb (NO 3) 21.66×10-2g 。通电一段时间,测得与电解池串联的银库仑计中有0.1658g 的银沉积。阳极区溶液质量为62.50g ,其中含有Pb (NO 3) 21.151g ,计算Pb 2+的迁移数。 解: M [Pb (NO 3) 2]=331.2098 考虑Pb 2+:n 迁=n 前-n 后+n e =262501151166103312098(..)..--??-11513312098..+01658 21078682 ..? =3.0748×10-3-3.4751×10-3+7.6853×10-4 =3.6823×10-4 mol t +(Pb 2+ )=4 4 36823107685310..--??=0.4791 考虑3NO -: n 迁=n 后-n 前 =1151 3312098 ..-262501151166103312098(..)..--??=4.0030×10-3 mol t -(3 NO -)=4 4 40030107658310..--??=0.5209 7-3.用银电极电解AgNO 3溶液。通电一段时间后,阴极上有0.078 g 的Ag 析出,阳极区溶液溶液质量为23.376g ,其中含AgNO 3 0.236 g 。已知通电前溶液浓度为1kg 水中溶有7.39g 的AgNO 3。求Ag +和3NO -的迁移数。 解: 考虑Ag +: n 迁=n 前-n 后+n e =3233760236739101698731(..)..--??-023********..+00781078682 .. =1.007×10- 3-1.3893×10- 3+7.231×10- 4

【物理化学上册完整习题答案】第五版 高等教育出版社

第一章 气体pVT 性质 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下: 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解:对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl )气体300m 3,若以每小时90kg 的流量输往使用车间,试问贮存的气体能用多少小时? 解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=(14618.623÷1441.153)=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解:33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g 。充以4℃水之后,总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13.33kPa 的某碳氢化合物气体,则总质量为25.0163g 。试估算该气体的摩尔质量。

大学物理化学5-相图课后习题及答案

相图 一、是非题 下述各题中的说法是否正确?正确的在题后括号内画“”,错的画“”。 1.相是指系统处于平衡时,系统中物理性质及化学性质都均匀的部分。( ) 2.依据相律,纯液体在一定温度下,蒸气压应该是定值。( ) 3.依据相律,恒沸温合物的沸点不随外压的改变而改变。( ) 二、选择题 选择正确答案的编号,填在各题题后的括号内。 1NH4HS(s)和任意量的NH3(g)及H2 S(g)达平衡时有:( )。 (A)C=2,=2,f =2;(B) C=1,=2,f =1; (C) C=1,=3,f =2;(D) C=1,=2,f =3。 2已知硫可以有单斜硫,正交硫,液态硫和气态硫四种存在状态。硫的这四种状态____稳定共存。 (A) 能够;(B) 不能够;(C) 不一定。 3硫酸与水可形成H2SO4H2O(s),H2SO42H2O(s),H2SO44H2O(s)三种水合物,问在101 325Pa的压力下,能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种?( ) (A) 3种; (B) 2种; (C) 1种; (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 4将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中,恒温到400 K,NH4HCO3按下式分解并达到平衡:NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统的组分数C和自由度数f为:( ) (A) C=2,f =2;(B) C=2,f =2; (C) C=2,f =0;(D) C=3,f =2。 5某系统存在C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g)五种物质,相互建立了下述三个平衡: H 2O(g)+C(s) H2(g) + CO(g) CO 2(g)+H2(g) H2O + CO(g) CO 2(g) + C(s) 2CO(g) 则该系统的独立组分数C为:( )。 (A) 3;(B) 2;(C) 1; (D) 4。 三、计算题 习题1 A,B二组分在液态完全互溶,已知液体B在80C下蒸气压力为101.325 kPa,汽化焓为30.76 kJ·mol-1。组分A的正常沸点比组分B的正常沸点高10 C。在101.325kPa下将8 mol A和2 mol B混合加热到60 C产生第一个气泡,其组成为y B=0.4,继续在101.325 kPa下恒压封闭加热到70C,剩下最后一滴溶液其组成为x B=0.1。将7 mol B和3 mol A气体混合,在101.325 kPa下冷却到65C产生第一滴液体,其组成为x B=0.9,继续定压封闭冷却到55C时剩下最后一个气泡,其组成为y B=0.6。 (1) 画出此二组分系统在101.325kPa下的沸点一组成图,并标出各相区;

第五版物理化学第四章习题答案

第四章多组分系统热力学 4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。此溶液中B的浓度为c B,质量摩尔浓度为b B,此溶液的密度为。以M A,M B分别代表溶剂和溶质的摩尔质量,若溶液的组成用B的摩尔分数x B表示时,试导出x B与c B,x B与b B之间的关系。 解:根据各组成表示的定义 4.2D-果糖溶于水(A)中形成的某溶液,质量分数,此溶液在20 C时的密度。求:此溶液中D-果糖的(1)摩尔分数;(2)浓度;(3)质量摩尔浓度。 解:质量分数的定义为

4.3在25 C,1 kg水(A)中溶有醋酸(B),当醋酸的质量摩尔浓度b B 介于和之间时,溶液的总体积 。求: (1)把水(A)和醋酸(B)的偏摩尔体积分别表示成b B的函数关系。 (2)时水和醋酸的偏摩尔体积。 解:根据定义 当时

4.460 C时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa,乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa。二者可形成理想液态混合物。若混合物的组成为二者的质量分数各50 %,求60 C时此混合物的平衡蒸气组成,以摩尔分数表示。 解:质量分数与摩尔分数的关系为 求得甲醇的摩尔分数为 根据Raoult定律 4.580 C是纯苯的蒸气压为100 kPa,纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物,80 C时气相中苯的摩尔分数,求液相的组成。 解:根据Raoult定律

4.6在18 C,气体压力101.352 kPa下,1 dm3的水中能溶解O 2 0.045 g, 能溶解N 2 0.02 g。现将 1 dm3被202.65 kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾, 赶出所溶解的O 2和N 2 ,并干燥之,求此干燥气体在101.325 kPa,18 C下的 体积及其组成。设空气为理想气体混合物。其组成体积分数为:, 解:显然问题的关键是求出O 2和N 2 的Henry常数。 18 C,气体压力101.352 kPa下,O 2和N 2 的质量摩尔浓度分别 为 这里假定了溶有气体的水的密度为(无限稀溶液)。 根据Henry定律, 1 dm3被202.65 kPa空气所饱和了的水溶液中O 2和N 2 的质量摩 尔浓度分 别为

物理化学第五版答案

物理化学第五版答案 内容介绍本书是在第四版的基础上,遵照教育部高等学校化学与化工学科教学指导委员会2004年通过的“化学专业和应用化学专业化学教学基本内容”进行了适当的调整和增删。全书重点阐述了物理化学的基本概念和基本理论,同时考虑到不同读者的需要也适当介绍了一些与学科发展趋势有关的前沿内容。各章附有扩展阅读的参考文献和书目,拓宽了教材的深度和广度。为便于读者巩同所学到的知识,提高解题能力,同时也为了便于自学,书中编入了较多的例题,每章末分别有复习题和习题,供读者练习之用。全书采用以国际单位制(SI)单位为基础的“中华人民共和国法定计量单位”和国家标准(GB 3100~3102 93)所规定的符号。全书分上、下两册,共14章。上册内容包括:气体,热力学第一定律,热力学第二定律,多组分系统热力学,相平衡,化学平衡和统计热力学基础。下册内容包括:电解质溶液,可逆电池电动势的测定和应用,电解和极化,化学动力学基础,表面化学和胶体分散系统等。即将与本书配套出版的有:学习与解题指导书,多媒体电子教案,多媒体网络课程等,形成一套新型的立体 《物理化学》为教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材。1999年出版的《物理化学》第四版,内容大致与国际趋势接轨。本版则是一个精要版,是在第四版的基础上修订而成。它并不降低基本要求,而是从实际出发,进一步取其精华,提高质量,篇幅比第四版减少约三分

之一。全书仍分为5篇共18章。平衡篇包括物质的pVT关系和热性质、化学热力学、相平衡和化学平衡。速率篇包括传递现象和化学动力学。结构篇有量子力学基础、化学键和分子间力的理论,以及波谱原理。统计篇有独立子系统和相倚子系统的统计热力学,以及速率理论。... [显示全部]

物理化学5答案

物理化学试卷 班级 姓名 分数 一、选择题 ( 共 9题 15分 ) 1. 2 分 (0278) 0278 理想气体经历绝热不可逆过程从状态 1 (p 1,V 1,T 1)变化到状态 2 (p 2,V 2,T 2),所做的功为: ( ) (A) p 2V 2-p 1V 1 (B) p 2(V 2-V 1) (C) [p 2V γ 2/(1-γ)](1/V 2γ-1-1/V 1γ-1) (D) (p 2V 2-p 1V 1)/(1-γ) 2. 2 分 (5291) 5291 某反应进行时,反应物浓度与时间成线性关系,则此反应的半衰期与反应物初始 浓度: ( ) (A) 成正比 (B) 成反比 (C) 平方成反比 (D) 无关 3. 2 分 (3136) 3136 标准态的选择对下列物理量有影响的是: ( ) (A) f ,μ,Δr G m (B) m ,μ ,ΔF (C) a ,μ ,Δr G m (D) a ,μ,(?G /?ξ)0,,=f w p T 4. 2 分 (2058) 2058 已知H 2O(l)在正常沸点时的气化热为40.67 kJ ?mol -1,某非挥发性物质B 溶于H 2O(l)后,其沸点升高10 K,则该物质B 在溶液中的摩尔分数为 ( ) (A) 0.290 (B) 0.710

(C) 0.530 (D) 0.467 5. 2 分(0117) 0117 压力为106 Pa的2 m3范德华气体进行绝热自由膨胀,直至体系压力达到5×105 Pa时为止。此变化中,该气体做功为多少? ( ) (A) 2×106 J (B) 106 J (C) 105 J (D) 0 J 6. 2 分(0353) 0353 下述说法哪一种不正确? ( ) (A) 理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化为零 (B) 非理想气体经绝热自由膨胀后,其内能变化不一定为零 (C) 非理想气体经绝热膨胀后,其温度一定降低 (D) 非理想气体经一不可逆循环,其内能变化为零 7. 1 分(5833) 5833 氢和氧的反应发展为爆炸是因为:( ) (A) 大量的引发剂的引发(B) 直链传递的速度增加 (C) 自由基被消除(D) 生成双自由基形成支链 8. 1 分(2841) 2841 化学反应等温式Δr G m=Δr G m + RT ln Q a,当选取不同标准态时,反应的Δr G m 将改变, 该反应的Δr G m和Q a将:( ) (A) 都随之改变 (B) 都不改变 (C) Q a变,Δr G m不变 (D) Q a不变,Δr G m改变 9. 1 分(1783) 1783 在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水(A) 和纯水(B)。经历若干时间后,两杯液面的高度将是:( ) (A) A 杯高于B 杯 (B) A 杯等于B 杯 (C) A 杯低于B 杯 (D) 视温度而定 二、填空题( 共5题10分)

物理化学第五版课后习题答案

第十章 界面现象 10-1 请回答下列问题: (1) 常见的亚稳定状态有哪些?为什么产生亚稳态?如何防止亚稳态的产生? (2) 在一个封闭的钟罩,有大小不等的两个球形液滴,问长时间放置后,会出现什么现象? (3) 下雨时,液滴落在水面上形成一个大气泡,试说明气泡的形状和理由? (4) 物理吸附与化学吸附最本质的区别是什么? (5) 在一定温度、压力下,为什么物理吸附都是放热过程? 答: (1) 常见的亚稳态有:过饱和蒸汽、过热液体、过冷液体、过饱和溶液。产生这些状态的原因就是新相难以生成,要想防止这些亚稳状态的产生,只需向体系中预先加入新相的种子。 (2) 一断时间后,大液滴会越来越大,小液滴会越来越小,最终大液滴将小液滴“吃掉”, 根据开尔文公式,对于半径大于零的小液滴而言,半径愈小,相对应的饱和蒸汽压愈大,反之亦然,所以当大液滴蒸发达到饱和时,小液滴仍未达到饱和,继续蒸发,所以液滴会愈来愈小,而蒸汽会在大液滴上凝结,最终出现“大的愈大,小的愈小”的情况。 (3) 气泡为半球形,因为雨滴在降落的过程中,可以看作是恒温恒压过程,为了达到稳定状态而存在,小气泡就会使表面吉布斯函数处于最低,而此时只有通过减小表面积达到,球形的表面积最小,所以最终呈现为球形。 (4) 最本质区别是分子之间的作用力不同。物理吸附是固体表面分子与气体分子间的作用力为德华力,而化学吸附是固体表面分子与气体分子的作用力为化学键。 (5) 由于物理吸附过程是自发进行的,所以ΔG <0,而ΔS <0,由ΔG =ΔH -T ΔS ,得 ΔH <0,即反应为放热反应。 10-2 在293.15K 及101.325kPa 下,把半径为1×10-3m 的汞滴分散成半径为1×10-9m 的汞滴,试求此过程系统表面吉布斯函数变(ΔG )为多少?已知293.15K 时汞的表面力为0.4865 N ·m -1。 解: 3143r π=N ×3243r π N =3132 r r ΔG =2 1 A A dA γ? =γ(A 2-A 1)=4πγ·( N 22 r -21 r )=4πγ·(3 12 r r -21r )

大学物理化学下册第五版傅献彩知识点分析归纳

第八章电解质溶液

第九章 1.可逆电极有哪些主要类型?每种类型试举一例,并写出该电极的还原反应。对于气体电极和氧化还原电极在书写电极表示式时应注意什么问题? 答:可逆电极有三种类型: (1)金属气体电极如Zn(s)|Zn2+ (m) Zn2+(m) +2e- = Zn(s) (2)金属难溶盐和金属难溶氧化物电极如Ag(s)|AgCl(s)|Cl-(m), AgCl(s)+ e- = Ag(s)+Cl-(m) (3)氧化还原电极如:Pt|Fe3+(m1),Fe2+(m2) Fe3+(m1) +e- = Fe2+(m2) 对于气体电极和氧化还原电极,在书写时要标明电极反应所依附的惰性金属。 2.什么叫电池的电动势?用伏特表侧得的电池的端电压与电池的电动势是否相同?为何在测电动势时要用对消法? 答:正、负两端的电势差叫电动势。不同。当把伏特计与电池接通后,必须有适量的电流通过才能使伏特计显示,这样电池中发生化学反应,溶液浓度发生改变,同时电池有内阻,也会有电压降,所以只能在没有电流通过的情况下才能测量电池的电动势。 3.为什么Weslon标准电池的负极采用含有Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐时,标准电池都有稳定的电动势值?试用Cd一Hg的二元相图说明。标准电池的电动势会随温度而变化吗? 答:在Cd一Hg的二元相图上,Cd的质量分数约为0.04~0.12的Cd一Hg齐落在与Cd一Hg固溶体的两相平衡区,在一定温度下Cd一Hg齐的活度有定值。因为标准电池的电动势在定温下只与Cd一Hg齐的活度有关,所以电动势也有定值,但电动势会随温度而改变。 4.用书面表示电池时有哪些通用符号?为什么电极电势有正、有负?用实验能测到负的电动势吗? 答:用“|”表示不同界面,用“||”表示盐桥。电极电势有正有负是相对于标准氢电极而言的。不能测到负电势。5.电极电势是否就是电极表面与电解质溶液之间的电势差?单个电极的电势能否测

天津大学第五版-刘俊吉-物理化学课后习题答案(全)

第一章 气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下: 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解:对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1-2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl )气体300m 3,若以每小时90kg 的流量输往使用车间,试问贮存的气体能用多少小时? 解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=(14618.623÷1441.153)=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解:33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1-4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g 。充以4℃水之后,

大学物理化学5-相图课后习题及答案

相图 一、就是非题 下述各题中得说法就是否正确?正确得在题后括号内画“√”,错得画“?”。 1.相就是指系统处于平衡时,系统中物理性质及化学性质都均匀得部分。( ) 2.依据相律,纯液体在一定温度下,蒸气压应该就是定值。( ) 3.依据相律,恒沸温合物得沸点不随外压得改变而改变。( ) 二、选择题 选择正确答案得编号,填在各题题后得括号内。 1NH4HS(s)与任意量得NH3(g)及H2 S(g)达平衡时有:( )。 (A)C=2,φ=2,f =2;(B) C=1,φ=2,f =1; (C) C=1,φ=3,f =2;(D) C=1,φ=2,f =3。 2已知硫可以有单斜硫,正交硫,液态硫与气态硫四种存在状态。硫得这四种状态____稳定共存。 (A) 能够;(B) 不能够;(C) 不一定。 3硫酸与水可形成H2SO4?H2O(s),H2SO4?2H2O(s),H2SO4?4H2O(s)三种水合物,问在101 325Pa得压力下,能与硫酸水溶液及冰平衡共存得硫酸水合物最多可有多少种?( ) (A) 3种;(B) 2种;(C) 1种;(D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 4将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中,恒温到400 K,NH4HCO3按下式分解并达到平衡:NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统得组分数C与自由度数f为:( ) (A) C=2,f =2;(B) C=2,f =2; (C) C=2,f =0;(D) C=3,f =2。 5某系统存在C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g)五种物质,相互建立了下述三个平衡: H 2O(g)+C(s) H2(g) + CO(g) CO 2(g)+H2(g) H2O + CO(g) CO 2(g) + C(s) 2CO(g) 则该系统得独立组分数C为:( )。 (A) 3;(B) 2;(C) 1;(D) 4。 三、计算题 习题1 A,B二组分在液态完全互溶,已知液体B在80?C下蒸气压力为101、325 kPa,汽化焓为30、76 kJ·mol-1。组分A得正常沸点比组分B得正常沸点高10 ?C。在101、325kPa下将8 mol A与2 mol B混合加热到60 ?C产生第一个气泡,其组成为y B=0、4,继续在101、325 kPa下恒压封闭加热到70?C,剩下最后一滴溶液其组成为x B=0、1。将7 mol B与3 mol A气体混合,在101、325 kPa下冷却到65?C产生第一滴液体,其组成为x B=0、9,继续定压封闭冷却到55?C时剩下最后一个气泡,其组成为y B=0、6。 (1) 画出此二组分系统在101、325kPa下得沸点一组成图,并标出各相区; (2) 8 mol B与2 mol A得混合物在101、325 kPa,65 ?C时, ①求平衡气相得物质得量; ②求平衡液相中组分B得活度与活度因子; ③此混合物能否用简单精馏得方法分离为纯A组分与纯B组分?为什么?习题2 图5-2为A、B二组分液态完全互溶系统得沸点组成图。

物理化学上册的答案_第五版上册

气体pVT 性质 1. 11物质得体膨胀系数与等温压缩系数得定义如下: 试导出理想气体得、与压力、温度得关系? 解:对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 12 气柜内有121、6kPa 、27℃得氯乙烯(C 2H 3Cl)气体300m 3,若以每小时90kg 得流量输往使用车间,试问贮存得气体能用多少小时? 解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯得物质得量为 每小时90kg 得流量折合p 摩尔数为 n/v=(14618、623÷1441、153)=10、144小时 13 0℃、101、325kPa 得条件常称为气体得标准状况。试求甲烷在标准状况下得密度。 解:33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 14 一抽成真空得球形容器,质量为25、0000g 。充以4℃水之后,总质量为125、0000g 。若改用充以25℃、13、33kPa 得某碳氢化合物气体,则总质量为25、0163g 。试估算该气体得摩尔质量。 解:先求容器得容积 n=m/M=pV/RT

mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 15 两个体积均为V 得玻璃球泡之间用细管连接,泡内密封着标准状况条件下得空气。若将其中一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气得压力。 解:方法一:在题目所给出得条件下,气体得量不变。并且设玻璃泡得体积不随温度而变化,则始态为 终态(f)时 16 0℃时氯甲烷(CH 3Cl)气体得密度ρ随压力得变化如下。试作ρ/p —p 图,用外推法求氯甲烷得相对分子质量。 解:将数据处理如下: P/kPa 101、 325 67、550 50、 663 33、775 25、331 (ρ /p)/(g ·dm 3·kPa) 0、 02277 0、02260 0、 02250 0、02242 0、02237 作(ρ/p)对p 图

物理化学(第五版)总结

物理化学(第五版)复习资料 第一章 热力学第一定律 1、热力学三大系统: (1)敞开系统:有物质和能量交换; (2)密闭系统:无物质交换,有能量交换; (3) 隔绝系统(孤立系统):无物质和能量交换。 2、状态性质(状态函数): (1)容量性质(广度性质):如体积,质量,热容量。 数值与物质的量成正比;具有加和性。 (2)强度性质:如压力,温度,粘度,密度。 数值与物质的量无关;不具有加和性,整个系统的强度性质的数值与各部分的相同。 特征:往往两个容量性质之比成为系统的强度性质。 3、热力学四大平衡: (1)热平衡:没有热隔壁,系统各部分没有温度差。 (2)机械平衡:没有刚壁,系统各部分没有不平衡的力存在,即压力相同 (3)化学平衡:没有化学变化的阻力因素存在,系统组成不随时间而变化。 (4)相平衡:在系统中各个相(包括气、液、固)的数量和组成不随时间而变化。 4、热力学第一定律的数学表达式: ?U = Q + W Q 为吸收的热(+),W 为得到的功(+)。 定容 定温 定压 绝热 ,2121ln ln p m C T T R p p =

得到的功W 12 ln p nRT p - 或 2 1 ln V nRT V - p V -? 或 nR T -? ,V m nC T ? 吸收的热Q ,V m nC T ? 2 1 ln V nRT V ,p m nC T ? 0 内能增量 U Q W ?=+ ,V m nC T ? 0 ,V m nC T ? ,V m nC T ? 焓变 H U p V ?=?+? ,V m nC T ? 0 ,p m nC T ? ,p m nC T ? 熵变S ? 2 1 ln V T C T 1 2ln p nR p 或2 1 ln V nR V 21 ln p T C T 亥姆霍兹(定温定容) A U T S ?=?+? pdV -? 吉布斯(定温定压) G H T S ?=?-? 2 1ln p nRT p 12、在通常温度下,对理想气体来说,定容摩尔热容为: 单原子分子系统 ,V m C = 3 2 R 双原子分子(或线型分子)系统 ,V m C =52R 多原子分子(非线型)系统 ,V m C 6 32 R R ==

物理化学第五版课后习题答案

第十二章胶体化学 12-1 如何定义胶体系统?总结胶体系统的主要特征。 答:(1) 胶体定义: 胶体系统的主要研究对象是粒子直径d至少在某个方向上在1-100nm之间的分散系统。 (2) 胶体系统的主要特征: 溶胶系统中的胶粒有布朗运动,胶粒多数带电,具有高度分散性,溶胶具有明显的丁达尔效应。胶体粒子不能透过半透膜。 [注] 溶胶系统中的胶粒的布朗运动不是粒子的热运动,且只有溶胶才具有明显的丁达尔效应。 12-2 丁铎尔效应的实质及产生的条件是什么? 答:丁铎尔现象的实质是光的散射作用。丁铎尔效应产生的条件是分散相粒子的直径小于入射光波长、分散相与分散介质的直射率相差较大。 12-3 简述斯特恩双电层模型的要点,指出热力学电势、斯特恩(Stern)电势和ζ电势的区别。 答:斯特恩认为离子是有一定大小的,而且离子与质点表面除了静电作用外还有范德华力。 (1) 在靠近质点表面1~2个分子厚的区域内,反离子受到强烈地吸引而牢固地结合在质点表面,形成一个紧密地吸附层-斯特恩层, (2) 在斯特恩层,非离子的电性中心将形成一假想面-斯特恩面。在斯特恩面内电势呈直线下降的变化趋势,即由质点表面的?0直线下降至处的?s,?s称为斯特恩电势; (3) 其余的反离子扩散地分布在溶液中,构成双电层的扩散层部分。在扩散层中,电势由?s降至零。因此斯特恩双电层由斯特恩层和扩散层构成; (4) 当固、液两相发生相对运动时,紧密层中吸附在质点表面的反离子、溶剂分子与质点作为一个整体一起运动,滑动面与溶液本体之间的电势差,称为ζ电势。 热力学电势?0是质点表面与液体内部的总的电位差,即固液两相之间双电层的总电势。它与电极∕溶液界面的双电层总电势相似,为系统的热力学性质,在定温定压下,至于质点吸附的(或电离产生的)离子在溶液中活度有关,而与其它离子的存在与否无关。 斯特恩电势?s是斯特恩面与容液本体的电势差,其值与集中在斯特恩层里的正负离子的电荷总数有关,即与双电层的结构状态有关。外加电解质的种类和浓度对其亦有较大的影响。 ζ电势是当胶粒与分散介质之间发生相对滑动时,胶粒滑动面与溶液本体之间的电势差、ζ电势有如下性质: ①ζ电势则只有当固液两相发生相对运动时才能呈现出来,且可以通过电泳或电渗实验测定; ②ζ电势绝对值的大小与反号离子在双电层中的分布状况有关,扩散曾层中反号离子越少,│ζ│值就越小;反之就越大; ③ζ电势极易受外加电解质的影响。随着外加电解质浓度增加,│ζ│值显著下降直

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