东华大学物理化学复习.docx

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东华大学物理化学复习

各

章

导

航

第0-6章

绪论

第1章:

第零定律与物态方程第2章:

热力学第一定律第3章:

热力学第二定律第4章:

多组份体系的热力学第5章:

相平衡及相图第6章:

化学平衡热力学

第7-13章第7章:

统计热力学基础第8章:

反应速率与机理第9章:

动力学统计理论第10章:

特殊性质反应动力学

第11章:

电化学第12章:

界面现象第13章:

胶体

1第零定律与物态方程

2热力学第一定律

3热力学第二定律

4多组份体系的热力学

5相平衡及相图

6化学平衡热力学

7统计热力学基础

8化学动力学

9化学动力学的统计理论

10特殊性质反应动力学

11电化学

12界面现象

13胶体

练习

1.下列说法对吗？

为什么？

（1）任何反应物都不能百分之百地变为产物，因此，反应进度永远小于1。

（2）对同一化学反应，若反应计量式写法不同，则反应进度应不同。

但与选用反应式中何种物质的量的的变化来进行计算无关。

（3）化学势不适用于整个化学反应体系，因此，化学亲合势也不适用于化学反应体系。

提示

答案：

〔

（1）不对，反应进度可大于或小于1，

（2）对，，（3）不对，化合亲合势是对反应体

系而变的。

〕

2.从G～ξ函数图证明：

对于的理想气体反应，体系实际的G～ξ曲线的最低点应在区域。

3.下列说法是否正确？

为什么？

（1）因为，所以就是标准态下的平衡常数。

（2）的数值不但与温度（和方程式写法）有关，还与标准态的选择有关。

（3）当，反应一定不能自行。

（4）对理想气体的化学反应，当温度一定时，有定值，因此其平衡组成不变。

（5）复相反应中，平衡常数的表达式中并没有出现凝聚相的分压成浓度项，因此，计算此类反应的只需考虑参

与反应的气相物质。

（6）对Hg（l）＋S（s）＝Hg（s）反应，因有平衡限制，因此，Hg（l）无法全部参与反应。

提示

答案：

〔

（1）错，是平衡常数，可由求得，

（2）对，，

（3）正向不能自发进行，而反向自发进行。

（6）不对，对该反应〕

4.有1mol的N2和3mol的H2混合气在400℃通过催化剂达平衡，平衡压力为，分析NH3的摩尔分数是0.0044，求Kp、Kc、Kx。

提示

答案：

5.将固体NH4I迅速加热到308.8K，测得其蒸气压为3.666×104Pa，在此温度气态NH4I实际上完全分解为NH3和HI，因此测得的蒸气压等于NH3和HI分压之和。

如果在每一段时间内保持这个温度不变，则由于HI按下式分解：

而使NH4I（s）上方的压力增大。

已知HI的分解反应在308.8K时的=0.127，试计算达到平衡后，固体NH4I上方的总压。

提示

答案：

（p＝4.10×104Pa）

6.实践证明，两块没有氧化膜的光滑洁净的金属表面紧靠在一起时，它们会自动地粘合在一起。

假定外层空间的气压

为1.013×10-9Pa，温度的影响暂不考虑，当两个镀铬的宇宙飞船由地面进入外层空间对接时，它们能否自动地粘合在一起。

已知Cr2O3（s）的＝-1079kJ·mol-1，设外层空间的温度为298K，空气的组成与地面相同。

从以上计算结果，你能否解释为什么铁匠在粘合两块烧红的钢铁之前往往先将烧红的钢铁迅速地在酸性泥水中浸一下。

提示

答案：

（＝953.2kJ·mol-1，不能粘合）

7.在1000K，时，p＝101.326kPa反应

CH410%，H280%，N210%（体积百分数）。

试问：

提示

的＝19397J·mol-1。

现有与碳反应的气体，其中含有

（1）上述条件下，甲烷能否生成？

（2）在同样温度下，压力须增加到若干，上述反应才可能进行？

答案：

〔

（1）不能生成，

（2）p〉161kPa〕

（1）用物理方法测定平衡常数，所用仪器的响应速度不必太快。

（2）一定温度下，由正向或逆向反应的平衡组成所测得的平衡常数应相等。

（3）

若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的。

（3）求

答案：

〔

（1）体系达平衡时，各物理量有确定值，且不随时间而变。

（2）定温下，平衡常数是唯一的。

10.某弱酸HA在水溶液中的电离平衡为

试设计一测定其电离常数的实验方法。

提示

答案：

（用pH计测溶液的pH值。

）

11.把一个容积为1.0547dm3的石英器抽空，并导入一氧化氮，直到压力在297.0K时达24.14kPa为止，将一氧化氮在容器中冻结，然后再引入0.7040g的溴，并使温度升高到达323.7K，当达到平衡时，压力为30.82kPa，求在323.7K时反应2NOBr（g）＝2NO（g）＋Br2（g）的平衡常数Kp。

（容器的热膨胀略去不计）提示

答案：

（Kp：

4.11kPa）

12.将氨基甲酸铵放在一个抽空的容器中，氨基甲酸铵下式分解：

20.8℃达到平衡，容器内压力为0.0871。

在另一次实验中，除氨基甲酸铵外，同时还通入氨气，使氨的原始分

压达到0.1228。

若平衡时尚有过量固相存在，求各气体分压及总压。

提示

答案：

（pCO2＝0.0055，pNH3＝0.134，p总＝0.140）

13.将10克Ag2S与617℃，1.013×105Pa，1dm3的氢气相接触，直至平衡。

已知此反应在617℃时的平衡常数＝

0.278。

（1）计算平衡时Ag2S和Ag各为若干克？

气相平衡混合物的组成如何？

（2）欲使10克Ag2S全部被H2还原，试问最少需要617℃，1.013×105Pa的H2多少立方分米？

提示

答案：

〔

（1）m（Ag2S）＝9.26g，m（Ag）＝0.647g

（2）V＝1.356×10-2m3〕

14.指出下面说法中的错误

（1）由于公式中的是代表平衡特征的量，所以就是反应处于平衡时的。

（2）与反应进度有关，根据公式

则也与反应进度有关。

（3）在一定温度下，实验测得＝1，因此，＝0这说明参与反应的所有物质均处于标准态。

提示

答案：

（1）错，当反应平衡时，，但

（2）错，只取决于纯态反应物和纯态

产物，与反应进度无关（3）错，Kp=1,并不意味着各物质的平衡分压均为

15.已知298.15K时，反应

的＝-228.57kJ·mol-1。

298.15K时水的饱和蒸气压为3.1663kPa，水的密度为997kg·m-3。

求298.15K下

反应

的。

提示

答案：

16.闪锌矿（ZnS）在1700K高温干燥空气中焙烧时，出口气含SO2的体积分数Y（SO2）＝70%，试判断焙烧产物是ZnO还是ZnSO4。

已知1700K，101.325kPa时各物质的摩尔生成吉布斯自由焓为：

ZnO（s）

ZnSO4

SO2（g）

SO3（g）

-181.167

-394.551

-291.625

-233.886

17.提示

18.答案：

（反应ZnO＋SO3＝ZnSO4，，焙烧产物为ZnO）

19.银可能受到H2S（g的腐蚀而发生下面的反应：

今在298.15K和下，将银放在等体积的H2和H2S组成的混合气中。

（1）试问银是否可能发生腐蚀？

（2）在混合气中，硫化氢的物质的量分数低于多少才不致发生腐蚀？

-1-1

已知：

298.15K时，Ag2S（s）和H2S（g）的分别为-40.26kJ·mol-1和-33.02kJ·mol-1。

提示

答案：

〔x≤0.05〕

20.出土文物青铜器编钟由于长期受到潮湿空气及水溶性氯化物的作用，生成了粉状铜锈，经鉴定含有CuCl、Cu2O及

Cu2（OH）3Cl。

有人提出，其腐蚀反应的可能途径是：

21.葡萄糖＋磷酸＝葡萄糖-6-磷酸

（1）

（1）＝17.16kJ·mol-1H2O＋PEP＝丙酮酸＋磷酸

（2）

（1）＝-55.23kJ·mol-1

PEP为磷酸烯醇式丙酮的缩写，它是葡萄糖代谢的关键性中间产物。

H2＋ATP＝ADP＋Pi（3）

（3）＝-30.54kJ·mol-1试指出如何耦合，以利于ATP的合成。

22.

（1）应用路易斯-伦道尔规则及逸度因子图，求在250℃、200下合成甲醇反应

的Kr；

（2）已知250℃时上述反应的＝25.784kJ·mol-1，求此反应的；

（3）原料气以化学计量比在上述条件下达平衡时，求混合物中甲醇的摩尔分数。

提示

答案：

〔

（1）0.299，

（2）0.00259，（3）y＝0.757〕

23.293.2K时O2在水中的亨利系数km＝3.93×10-6kPa·kg·mol-1，求303.2K时空气中O2在水中的溶解度。

已知

-1

293～303K之间O2在水中的溶解热为-13.04kJ·mol-1。

提示

答案：

〔4.5×10-6mol·kg-1（H2O）〕

24.石灰石分解反应

在不同温度时的平衡总压如下：

700

760

800

830

870

900

0.040

0.128

0.257

0.395

0.690

1.050

设反应的与温度无关。

求：

（1）反应的；

（2）与T的函数关系式；

（3）CaCO3（s）的分解温度。

25.298K时，已知反应的＝31.9，＝-9.2，

＝-9.2。

今欲在117℃下让含有CO2的空气流过潮湿的Ag2CO3使之干燥，试问为避免分解，空

气中CO2的分压应为多少？

提示

答案：

（0.617kPa）

26.将6%SO2、12%O2（摩尔百分数）与惰性气体混合，在101kPa下进行反应。

试问在什么温度下，反应达到平衡时

有80%的SO2转变为SO3？

提示

答案：

（850K）

27.将4.4gCO2在1000时通入一只体积为1c/m3的装有过量固体碳的烧瓶中，从而达到如下平衡CO2+C（s）=2CO（g）已

知平衡时气体的密度相当平均分子量等于36时的密度。

（1）试计算平衡压力和K

（2）如果通入一定的惰性气体He直到总量增加一倍，CO的平衡量将如何变化？

（3）若代之加入He使总质不变，而使烧瓶的体积增加一倍，CO的平衡量又将如何？

（4）

CO2?

若

（1）中实际上有1.2gC（s），为使平衡时只留痕量的碳，这时需加入多少摩尔

（5）若温度增加10，其平衡常数Kp增加一倍，请问该反应的等于多少？

提示

答案：

（1）688.1kPa

（2）无变化（3）向右移动（4）0.715mol（5）94.1

28.

（1）反应CO2（g）＋C（s）＝2CO（g）的平衡结果如下：

T/K

p总/kPa

摩尔分数XCO2

1073

260.40

26.45%

1173

233.10

6.92%

29.

（2）计算1173K时反应2CO2（g）＝2CO（g）＋O2（g）的及。

已知该反应的＝1.25×10-16，1173K时碳的

燃烧焓＝-390.66kJ·mol-1。

提示

30.答案：

31.已知反应

2NaHCO3（s）＝Na2CO3（s）＋H2O（g）＋CO2（g）

（1）

NH4HCO3（s）＝NH3（g）＋H2O（g）＋CO2（g）

（2）

有人设想在25℃时，利用NaHCO3（s）、Na2CO3（s）与NH4HCO3（s）共同放在一个密闭容器中，以使NH4HCO3（s）免受更大分解。

试分析这种设想能否成立？

提示

答案：

（使分解更多）

32.上世纪大气中CO2（g）的含量大大增加，预期今后将继续增加，有人预测，到2020年大气中CO2（g）的分压可达到大

-4

约4.40×10-4。

有关热力学数据如下：

-3

25℃下，下，CO2（g）（在水中）的亨利常数是0.0343mol·dm-3/

CO2（aq）

-386.2

-412.9

H2O（l）

-237.2

-285.8

HCO3-（aq）

-587.1

-691.2

H+（aq）

0.0

33.

（1）计算下列反应的平衡常数

34.

（2）计算2020年溶解在与大气平衡的蒸馏水中的CO2的浓度（以mol·dm-3为单位）；

（3）计算

（2）溶液中的pH值；

（4）计算CO2（aq）和H2O反应的焓变。

（5）若CO2和H2O的反应已达平衡，溶液的温度升高，而溶解的CO2的浓度不变，则溶液的pH是升高或降

低？

提示

35.答案：

〔

（1）4.33×10-7，

（2）1.51×10-5mol·dm-3，（3）5.60，（4）7.5kJ·mol-1，（5）pH下降〕

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界面现象第13章:

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