华东理工大学物理化学（本）阶段练习整理

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 ?6．热力学第一定律?U?Q?W的适用条件是 封闭系统 。

式?U?QV的适用条件是 封闭系统、恒容和只做体积功 。

式?H?Qp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） 。

?V2V1p外dV。

?1? ?Hcomooo(H2,g）??fHm(H2O,g) ?2? ?cHm(C，金刚石）??fHm(CO2,g)

ooo?3? ?fHm(CO2,g)??fHm(CO,g)??cHm(CO,g)

10．在101325Pa和100℃下，液态水变为水蒸气的过程 是 可逆过程。 11．Qp与QV之间的换算关系为QV?Qp?(?n)RT。

?dQ

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?S?? B AT环?0。

14．绝热可逆膨胀过程的?Sm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： ?H?0。

18．dS?0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 。 19．dG?0作为过程的可逆性判据，其适用条件是：恒温恒压和只作体积功 。 20．式dp??H的适用条件为 纯组分系统的两相平衡 。

dTT?V1. 集合公式的形式为X??niXi。

i?1K2. Xi是1mol物质i在一定温度压力下对一定浓度的均相多组分系统某广延性

质X的贡献。 对

3. 偏摩尔量一定是正值。 错

(?)4. 对于包含?相和?相的纯组分系统，其相平衡条件为???(?)。

ii5. 试写出理想气体混合物中组分i的化学势表达式???o(g)?RTlnii6. 吉布斯相律f?K???2?R?R'中R’是指 其他限制条件 。 7. 当由NH4HS (s)和任意量的

pi。

poNH3(g)及H2S (g)形成的系统达到平衡时，其自由度

f?____________2。

8. N2(g)、H2(g)、NH3(g) 以任意的比例混合，并且达到化学平衡，其自由度f?3?1?2?1?3。 9. 对于凝聚系统，其相律形式为 f?K???1?R?R'。

1

?p?pxi，它的适用条件为理想溶液及理想稀溶液中的溶剂。 i10. 拉乌尔定律的形式为

????ppppBAAB11. 温度T时纯物质A和B的饱和蒸气压分别为和，并且>。若二者形成理想溶液，则在此温度下溶液的

????p蒸气总压p与pA、pB的关系为pA> >pB。

Hx,BB12. 亨利定律的形式为B，其中Hx,B是一种虚拟的具有无限稀释溶液性质的纯溶质的饱和蒸气压。_对___ 13. 组分A和B形成二元理想混合物，则该混合物的恒温气液平衡相图的特征是液相线是直线。 14. 饱和蒸气压不同的两种物质形成理想溶液，当达到气液平衡时，气相组成与液相组成不同。 15. 利用精馏的方法进行物质的分离，这是因为当气液平衡时两相的组成是不同的。_对____

16. 组分A和B形成具有最低恒沸点的系统。当将该系统在精馏塔中精馏时，塔顶得到 恒沸混合物 。

17. 组分A和B能够形成四种固态稳定化合物A2B、AB、AB2、AB3，则在该系统完整的液固平衡相图中有几个最低共熔点？5个 。

p?KxK18. 当化学反应

0??B?BB达到化学平衡时，各组分化学势间的关系服从

0??B?B?B?。 对

19. 在一定温度下，理想气体化学反应

0??B?BB (g)达到反应平衡时其K是常数。 对

o???N2?3H2，20. 氨的分解反应为 2NH3?在某温度下若标准状态的压力p取不同的数值，则反应的?rGm 相同 8、K

不同 。

1. ??P，其速率方程一定为 复合反应aA?bB?ab?A?kACACB。 错（对、

）

223?NH?H??2NH3，其反应速率?N2,?H2和?NH3之间的关系为?N2. 对于合成氨反应N2?3H2?。 ??1322??2NH3，其反应速率系数3. 对于合成氨反应N2?3H2?kN、kH、kNH223之间的关系为：

kN12?kH3?kNH23。

??P，A反应掉3/4所需时间是它反应掉1/2所需时间的 2 倍。 4. 一级反应 A??2dm?3，则A的半衰t1/2? 30s 。 s?1， A的初始浓度为1.0 mol·??P的速率系数kA?2.31X10·5. 反应A???P，反应物A的半衰期与其初始浓度 有关 。 6. 对于二级反应A?7. 正向放热对峙反应的特点是 存在最适宜的反应温度 。

k1Ak2BC8. 对于一级平行反应 ，其产物B和C的浓度之比等于 k1与k2之比。 9. 根据质量作用定律可直接写出基元反应的速率方程。 对 10. 恒稳态处理法的两个基本假设是：中间物B的浓度cB很小，。 对

11. 若反应I的活化能小于反应II的，则相同温度下反应I的速率系数一定大于反应II的。 错 12. 一复合反应的速率系数与它的各基元反应的速率常数间的关系为元反应的活化能E1，E2，E3间的关系为E?E?1(E?E)。

2132dcB?0dtk?k2?k12k3?1/2，则复合反应的活化能E与各基

13. 液体的表面张力随温度 变化 。

14. 实验室蒸馏操作时，常向液体中加入一些沸石或设法导入小气泡，其目的在于防止液体因过热而暴沸。 15. 过饱和蒸气的存在可用 开尔文 方程解释。

16. 过热液体处在亚稳状态，它的存在可用 拉普拉斯 方程解释。 17. 当液体与固体表面的接触角?<90时,则此液体 润湿 该固体。 18. 若在纯水中加入少量肥皂，则水的表面张力将 减小 。

19. 物理吸附可以是单分子层吸附，也可以是多分子层吸附。 对 20. 兰缪尔吸附是单分子层的。 对

1. 电解质溶液依靠 正负离子的定向迁移和电极反应 而导电。 2. 金属导体依靠 自由电子 而导电。

?1??m?CuSO4??2?。3. ?m?CuSO4? > （、=、<）

4. 强电解质和弱电解质溶液的电导率均随电解质溶液浓度的增大而出现 极大 值。

5. 强电解质和弱电解质溶液的摩尔电导率均随电解质溶液浓度的增大而减小。 对 6. 电解质溶液的浓度c、摩尔电导率?m、电导率?之间的关系为 ?m??/c 。

2

??7. 科尔劳施经验公式?m??m??c的适用条件是 强电解质稀溶液 。

??8. 离子独立运动定律的公式形式为??m??????????。

9. 德拜-休克尔极限公式ln???Az?z?I的适用条件是 强电解质的稀溶液 。 10. 对于微溶盐的饱和溶液，其摩尔电导率

Λm与其无限稀释摩尔电导率间的关系为

?。 Λm?Λm11. 对于原电池，其中电势高的电极称为 阴极 。

12. 两种金属相接触产生接触电势，由于金属间的接触电势很小，常可略去不计。 对 13. 盐桥的作用在于可以消除 液接电势 。

14. 标准氢电极在任何温度下的电极反应电势 等于 零。

15. 甘汞电极的电极反应电势就是以标准氢电极为参考电极的相对值。 对 16. 当原电池在恒温恒压及可逆条件下放电时，其与环境间交换的热量等于 T?S 。 17. 当电池反应的计量系数加倍时，电池反应电势的量值 不变 。 18. 浓差电池中发生的变化是 物理变化 。

19. 电池反应的?rGm、?rSm和?rHm与电池反应的电势及温度系数间的关系为ΔrGm?zFE、ΔrSm?zF(?E)p、

?T?E??ΔrHm??zF?E?T()p?。

?T????20. 电池反应的标准电势E与电池反应的?rGm间的关系是E??RTlnK?。

zF二. 解答题

1、试根据右面水的相图回答如下的问题：

（1）在平衡线 oa、ob、oc 上，温度和压力间的关系服从 同一关系式，试写出这个关系式； 解：克-克方程

冰

气

dp?相变H ?dTT?相变V（2）分别写出水的三相点与水的冰点的热力学温度。

解：三相点：273.16K；冰点： 273.15K （3）相图中的 oa 线为什么不能无限延长？

答：在水的临界温度以上，液态水已不存在，所以oa线应止于水的临界温度，即oa线不能无限延长 （4）标明相图上各相区存在的相态。

2、试确定下列各系统的自由度：

（1）水与水蒸气达到相平衡；解： K?1，??2，f?1?2?2?1

（2）在101325Pa的压力下水与水蒸气达到相平衡；解：K?1，??2，f?1?2?2?1?0 （3）蔗糖、蔗糖水溶液与其蒸气达到相平衡；解：K?2，??3，f?2?3?2?1

（4）在一定温度下，水与异丁醇部分互溶的两液相与其蒸气达到平衡；解：K?2，??3，f?2?3?2?1?0 （5）H2O(g)，C(s)，CO(g)，H2(g)和CO2(g)，相互进行如下反应并达到平衡：

H2O(g)?C(s)?H2(g)?CO(g)，CO2(g)?H2(g)?H2O(g)?CO(g)，CO2(g)?C(s)?2CO(g)

解：K?5，??2，R?2，f?5?2?2?2?3

3、在一定温度下，将一物质A的溶液与同体积、同浓度的物质B的溶液混合并进行化学反应，2小时后A反应掉25%。 （1） 若反应对A为一级对B为零级，试计算物质A的半衰期。 （2） 若对A为二级对B为零级，试计算4小时后A还剩多少？ （3） 若对A，B均为零级，试计算3小时后A还剩多少？

??kAcA 解：（1） Aln11?kAtln?2h?kA1?? 1?0.25

kA?0.144h?1 t1/2?ln2/kA?4.8h

3

11??1ln?1??1?t??11ln?1?0.25?2hln?1??2?t1/2?ln??ln1?0.5t1/2 t1/2?4.8h 1??2或：

lncA0?cA???kAt2??ccc1????kcA0AA0AA （2） A

?11??2t11??220.25????1??1?2t2 1?0.25?24 ?2?0.40 1??2?0.60

即A还剩60%。 （3） ?A?kA

t?1t13?2?2?1??0.25?0.38??kAt ?2t2 t12

?cA01??2?0.62 即A还剩62%。

?4?1?4?14、实验测得298.15K时AgCl饱和水溶液的电导率为2.68?10S?m，配制此溶液的水的电导率为0.8600?10S?m。已

?24.260?10?2和4.210?10?2S?m2?mol?1。知298.15K时AgNO3、HCl和HNO3的无限稀释摩尔电导率分别为1.330?10、

试计算298.15K时AgCl在水中的溶解度和AgCl的溶度积

Ksp

。

解：

?m??m???水c???m

?2???

?(1.330?4.260?4.210)?10S?m2?mol?1?1.38?10?2S?m2?mol?1

?m,AgNO3????m,HCl??m,HNO3c????水??mKsp?c2?(1.32?10-5)2mol2?dm?6?1.74?10?10mol2?dm?6(2.68-0.8600)?10-4?[]mol?m-3?0.0132mol?m-3?1.32?10?5mol?dm-3-21.38?10

o三．计算题

1、试求反应CH3COOH (g)???CH4(g)?CO2(g)在1000 K时的标准摩尔反应焓?rHm。已知数据如下：

物质 o?fHm(298.15 K) kJ?mol?1Cp,mJ?K?1?mol?152.3 37.7 31.4 CH3COOH (g) CH3COOH (l) CH4(g) CO2(g) -484.09 -74.81 -393.51 ?125℃时CH3COOH (l)的蒸发热为49.25 kJ?mol。

解：

oo?fHm(CH3COOH, g, 298.15 K)??fHm(CH3COOH, l, 298.15 K)??vapHm

??434.84 kJ?molo?rH(298.15 K)??fH(CO2, g, 298.15 K)??fHm(CH4, g, 298.15 K)omomo??fHm(CH3COOH, g, 298.15 K)?1

???393.51?74.81?(?434.84)? kJ?mol?1??33.48 kJ?mol?1 4

oo?rHm(1000 K)??rHm(298.15 K)??rCp, m?T??33.48?(37.7?31.4?52.3)?(1000?298.15)?10?3 kJ?mol?1 ??21.69 kJ?mol?1??2、 在氧弹量热计中将0.1256 g 蔗糖完全燃烧，开始时的温度为25℃，燃烧后温度升高了1.743℃。已知燃烧产物和量

?1热计的总热容为1195 J?K?1，蔗糖的摩尔质量为342.3 g?mol，燃烧反应为：C12H22O11(s)?12O2(g)???12CO2(g)?11H2O (l)。CO2(g)和H2O (l)的摩尔生成焓分别为?393.5 kJ?mo?l1和?285.8 kJ?mol?1。试计算25℃时蔗糖的摩尔燃烧焓和摩尔生成焓。 解：

反 应 物 产 物

T1, V T2, V

ΔU ΔU1 产 物 T1, V ΔU2

?U??U1??U2???U2??CV(T2?T1)n???1195?1.743?342.30.1256? J?mol?1??563.6?104 J?mol?1

?cHm??U??nRT??563.6?104 J?mol?1

12?fHm(CO2, g)?11?fHm(H2O, g)??fHm??563.6?104 J?mol?1

? kJ?mol?1??2230?fHm??12?(?393.5)?11?(?285.8)?5636 kJ?mol?1

3、(1) 0℃时H2O (s)的熔化焓为333l1，而H2O (l) 的摩尔体积为.5 J?g?1，摩尔体积为19.652 cm3?mo?18.018 cm3?mo?l1，试求压力对冰熔点的影响。水的摩尔质量为18.02 g?mol?1。

(2) 25℃时，若规定N2(g)的热力学标准状态为101.325 kPa的纯理想气体，则相应的标准摩尔熵

191.49J?K?1?mol?1。而若在此温度，将N2(g)的热力学标准状态改为100 kPa的纯理想气体，试问N2(g)相应的

标准摩尔熵又是多少？

?6解：(1)dT?T?Vm(l)?Vm(s)??273.15?(18.018?19.652)?10 K?Pa?1

dp?fusHm333.5?18.02????0.0074?10?5 K?Pa?1 (2) Sm,2?Sm,1?nRlnp1p2

101.325???1?1?1?1??191.49?1?8.3145?ln? J?K?mol?191.60 J?K?mol

100??4、 (1) 25℃时将1 mol O2(g)从0.1 MPa恒温可逆压缩至0.6 MPa，试求此过程的Q、W、?U、?H、?S、?A、?G。

(2) 在(1)中，若自始至终用0.6 MPa的外压恒温压缩之，试求过程的Q、W、?U、?H、?S、?A、?G。

解：(1) ?U?0，?H?0

W??nRTlnp1?0.1????1?8.3145?298.15?ln kJ ? J?4.441p2?0.6?Q??W??4.441 kJ

p?0.1??1?1?S?nRln1??1?8.3145?ln? J?K??14.90 J?K

p2?0.6??A??G??T?S???298.15?(?14.90)? J?4.441 kJ

(2) ?U、?H、?S、?A、?G同上

?11??1???1?W??nRTp外????1?8.3145?298.15?0.6????? J ??p?p0.60.1????1??2Q??12.39 kJ

?12.39 kJ 5

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