物理化学第五版第三章答案
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第五版物理化学第三章习题答案
第三章 热力学第二定律
3.1 卡诺热机在(1) 热机效率; (2) 当向环境作功
。
解:卡诺热机的效率为
时,系统从高温热源吸收的热
及向低温热源放出的热
的高温热源和
的低温热源间工作。求
根据定义
3.2 卡诺热机在(1) 热机效率 ; (2) 当从高温热源吸热
解:(1) 由卡诺循环的热机效率得出
时,系统对环境作的功
的高温热源和
的低温热源间工作,求:
及向低温热源放出的热
(2)
3.3 卡诺热机在(1)热机效率 ; (2)当向低温热源放热
解: (1)
时,系统从高温热源吸热
及对环境所作的功
。
的高温热源和
的低温热源间工作,求
1
(2)
3.4 试说明:在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时,若令卡诺热机得到的功Wr等于不可逆热机作出的功-W。假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率
证: (反证法) 设 ηir>ηr
不可逆热机从高温热源吸热则
,向低温热源
放热
,对环境作功
,其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源,而违反势热力学第二定律的克劳修
斯说法。
逆向卡诺热机从环境得功
则
从低温热源
吸热
向高温热源
放热
若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热
不可逆热
物理化学第五版复习
第七章 电化学
一、填空题
??1. 已知25℃时,Na?及Na2SO4水溶液的无限稀释摩尔电导率??m(Na),?m(Na2SO4)分别是
12121??12?离子的 0.00501和0.01294S?m2?mol?1。 则该温度下SO2?4m(SO4)?22 S?m2?mol?1。 2.今有以下两电池
a.HgHg2Cl2(s)KCl?a(KCl)?Cl2?g,p(Cl2)?Pt b.ZnZnCl2?a(ZnCl2)?AgCl(s)Ag 其中
的电动势与氯离子的浓度a(Cl?)无关。
3.当有电流密度为i/(A?m?2)的电流通过电解池和原电池时,其极化曲线分别为:
22??m) i/(A??m i/(A )
E/V E/V 电解池 原电池
4.
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n0﹦1mol的A(g)进行如下化学反应:A(g)??? B(g)
00若?B﹦?A,试证明,当反应进度?﹦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?为变量
???A(g)??? B(g)
t﹦0 nA, 0﹦n 0 0 ?0﹦0 t﹦t平 nA nB ? ?﹦
nB?B nB﹦?B ?,nA﹦n 0-nB﹦n 0-?B ?,n﹦nA+nB﹦n 0
nAnn?????﹦0B﹦1?,yB﹦B﹦ nnn0n0n0气体的组成为:yA?﹦
各气体的分压为:pA﹦pyA?﹦p(1??n0),pB﹦pyB﹦
p? n00各气体的化学势与?的关系为:?A??A?RTlnpAp?0???RTln(1?) Ap0p0n0pBp?0???RTln? B00ppn0p?p?+(1?)nRTln? B00pn0pn00?B??B?RTln
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n0﹦1mol的A(g)进行如下化学反应:A(g)??? B(g)
00若?B﹦?A,试证明,当反应进度?﹦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?为变量
???A(g)??? B(g)
t﹦0 nA, 0﹦n 0 0 ?0﹦0 t﹦t平 nA nB ? ?﹦
nB?B nB﹦?B ?,nA﹦n 0-nB﹦n 0-?B ?,n﹦nA+nB﹦n 0
nAnn?????﹦0B﹦1?,yB﹦B﹦ nnn0n0n0气体的组成为:yA?﹦
各气体的分压为:pA﹦pyA?﹦p(1??n0),pB﹦pyB﹦
p? n00各气体的化学势与?的关系为:?A??A?RTlnpAp?0???RTln(1?) Ap0p0n0pBp?0???RTln? B00ppn0p?p?+(1?)nRTln? B00pn0pn00?B??B?RTln
物理化学第五版课后习题答案
第十一章 化学动力学
11-1 反应 SO2Cl2(g) SO2(g)+Cl2(g) 为一级气相反应,320℃时k=2.2×105 s1。
-
-
问在320℃加热90min SO2Cl2的分解分数为若干? 解: ln
11?xA=2.2×10-5×90×60=0.118
cAcA,011?xA=1.126
cAcA,0?e?2.2?10?5?90?60=0.8880 1?=xA=0.112
11-2 某一级反应A B的半衰期为10min。求1h后剩余A的摩尔分数。 解: t1=
2ln2k k=
ln2t12=
ln210=0.06931 min1
-
ln
11?xA=0.06931×60=4.1586
cAcA,0=1-xA=0.01562
11-3 某一级反应,反应进行10 min后,反应物反应掉30%。问反应掉50%需要多少时间? 解: k=ln
t1k111?xA11?x?A=
110ln
111?0.3=0.03567 min-1=5.945×10-4 s-1
1ln25.945?10?4t=ln=
0.03567ln
1?0.5=19.43 min=t1=
2
11-4 25℃时,酸催化蔗
物理化学第五版课后习题答案
第十一章 化学动力学
11-1 反应 SO2Cl2(g) SO2(g)+Cl2(g) 为一级气相反应,320℃时k=2.2×105 s1。
-
-
问在320℃加热90min SO2Cl2的分解分数为若干? 解: ln
11?xA=2.2×10-5×90×60=0.118
cAcA,011?xA=1.126
cAcA,0?e?2.2?10?5?90?60=0.8880 1?=xA=0.112
11-2 某一级反应A B的半衰期为10min。求1h后剩余A的摩尔分数。 解: t1=
2ln2k k=
ln2t12=
ln210=0.06931 min1
-
ln
11?xA=0.06931×60=4.1586
cAcA,0=1-xA=0.01562
11-3 某一级反应,反应进行10 min后,反应物反应掉30%。问反应掉50%需要多少时间? 解: k=ln
t1k111?xA11?x?A=
110ln
111?0.3=0.03567 min-1=5.945×10-4 s-1
1ln25.945?10?4t=ln=
0.03567ln
1?0.5=19.43 min=t1=
2
11-4 25℃时,酸催化蔗
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CuCl2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Cl2(g)? 解:(1) mCu=
(2) nCl=
220?15?60?63.5462F20?15?602F=5.527 g nCu=
220?15?60=0.09328 mol VCl=
2F0.09328?R?300.15100=0.09328 mol
=2.328 dm3
7-2.用Pb(s)电极电解Pb(NO3) 2溶液,已知溶液浓度为1g水中含有Pb(NO3) 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(NO3) 21.151g,计算Pb2+的迁移数。 解: M [Pb(NO3) 2]=331.2098
考虑Pb2+:n迁=n前-n后+ne
=
(62.50?1.151)?1.66?10331.2098?2-
1.151331.2098+
0.16582?107.8682
=3.0748×10-3-3.4751×10-3+7.685
物理化学第三章
第三章 化学势
一、填空题
1、只有系统的____性质才具有偏摩尔量。而偏摩尔量自身是系统的____性质。偏 摩尔量的值与系统中各组分的浓度____。混合适物系统中各组分的同一偏摩尔量间 具有两个重要的性质,分别是____与____。
2、如同温度是热传导的推动力一样,化学势是____传递的推动力。在恒温恒压下多相 平衡的条件是________________。以焓表示的组分i的化学势可写成μi=____。
3、混合理想气体中任一组分B的化学势________;理想溶液中任一组分B的化学 势________;稀溶液中溶剂A的化学势________。
4、由纯组分在恒温恒压下组成理想混合物时,△mixS=__0;△mixG__0;△mixH__0;△
ix
V__0。
5、理想溶液混合时,?mixV ,?mixS ,?mixG ,?mixH 。 6、比较水的化学势的大小(此处p=101.325kPa):(填 >、< 或 =)
①μ(l,100℃,p)____μ(g,100℃,p) ②μ(l,100℃,p)____μ(l,100℃,2p) ③μ(g,100℃,p)____μ(g,100℃,2p) ④μ
物理化学第三章习题和答案
第三章 化学反应系统热力学 (习题答案) 2007-6-6
§3.1 标准热化学数据 练习
1 所有单质的 fGm (T)皆为零?为什么?试举例说明?
答:所有处于标准状态的稳定单质的 fGm (T)(因为生成稳定单质,稳定单质的状态未发生改变);如单质碳有石墨和金刚石两种, fGm (298.15K,石墨,)=0kJmol-1.而 fGm (298.15K,金刚石,)=2.9kJmol-1,
(课本522页),石墨到金刚石状态要发生改变,即要发生相变,所以 fGm (298.15K,金刚石,)=2.9kJmol-1,
不等于零。
2 化合物的标准生成热(焓)定义成:“由稳定单质在298.15K和100KPaPa下反应生成1mol化合物的反应热”是否准确?为什么?
答:单独处于各自标准态下,温度为T的稳定单质生成单独处于标准态下、温度为T的1mol化合物B过程的焓变。此定义中(1)强调压力为一个标准大气压,而不强调温度;(2)变化前后都单独处于标准态。 所以题中的定义不准确,
3 一定温度、压力下,发生单位化学反应过程中系统与环境交换的热Qp与化学反应摩尔焓变 rHn是否相同?为什么?
答: 等压不作其他功时(W’
物理化学 第五版 统计热力学
第七章 统计热力学初步练习题
一、判断题:
1.当系统的U,V,N一定时,由于粒子可以处于不同的能级上,因而分布数不同,所 以系统的总微态数Ω不能确定。
2.当系统的U,V,N一定时,由于各粒子都分布在确定的能级上,且不随时间变化, 因而系统的总微态数Ω一定。
3.当系统的U,V,N一定时,系统宏观上处于热力学平衡态,这时从微观上看系统只 能处于最概然分布的那些微观状态上。
4.玻尔兹曼分布就是最概然分布,也是平衡分布。 5.分子能量零点的选择不同,各能级的能量值也不同。
6.分子能量零点的选择不同,各能级的玻尔兹曼因子也不同。 7.分子能量零点的选择不同,分子在各能级上的分布数也不同。 8.分子能量零点的选择不同,分子的配分函数值也不同。 9.分子能量零点的选择不同,玻尔兹曼公式也不同。
10.分子能量零点的选择不同,U,H,A,G四个热力学函数的数值因此而改变,但四 个函数值变化的差值是相同的。
11.分子能量零点的选择不同,所有热力学函数的值都要改变。
12.对于单原子理想气体在室温下的一般物理化学过程,若要通过配分函数来求过程热 力学函数的变化值,只须知道qt这一配分函数值就行了。
13.根据统计热力学的方法可以计算出U、V、N确定的