浙江大学继续教育物理化学离线作业.docx
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《物理化学》课程作业（必做）
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第一章热力学第一定律
一、填空题
1.系统的性质分为广度性质和_____________。
2.热力学第一定律的数学表达式是。
3.水从25℃加热到35℃，水的热力学能。
（填“增大”、“减小”或“不变”）
4.理想气体在恒定外压下绝热膨胀，气体的焓。
（填“增大”、“减小”或“不变”）
5.ΔU=Qv的适用条件是。
6.O2（g）的的标准摩尔燃烧焓零（填“小于”、“大于”或“等于”）。
二、简答题
1.什么是系统？
什么是环境？
2.什么是等压过程？
什么是可逆过程？
3.什么是热力学第一定律？
4.什么是标准摩尔生成焓？
什么是标准摩尔燃烧焓？
5.Zn与稀硫酸发生放热置换反应，请问在开口瓶中进行还是在闭口瓶中进行放热更多？
为什么？
6.石墨在充满氧气的定容绝热反应器中燃烧，若以反应器和其中所有物质为系统，请问燃烧前后热力学能和焓如何变化？
三、计算题
1.1mol单原子理想气体在298K时，在恒定外压为终态压力下从15.00dm3等温膨胀到40.00dm3，求该过程的Q、W、ΔU和ΔH。
2.1mol水在100℃、101.3kPa下蒸发为水蒸气，吸热40.7kJ，求该过程的Q、W、△U和△H。
3.已知298.2K时，NaCl（s）、H2SO4（l）、Na2SO4（s）和HCl（g）的标准摩尔生成焓分别为-411、-811.3、-1383和-92.3kJ·mol-1，求下列反应的
和
2NaCl（s）+H2SO4（l）=Na2SO4（s）+2HCl（g）
4.已知298.2K时，C（石墨）、H2（g）和C2H6（g）的标准摩尔燃烧焓分别为-393.5kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-1559.8kJ·mol-1。
计算下列反应的
和
：
2C（石墨）+3H2（g）→C2H6（g）
第二章热力学第二定律
一、填空题
1.理想气体的卡诺循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和所组成。
2.卡诺循环中等温可逆膨胀过程的温度等温可逆压缩过程的温度。
（填“小于”、“大于”或“等于”）
3.工作在高温热源373K与低温热源298K之间的卡诺热机的效率为。
4.H2气和O2气在绝热钢瓶中发生反应的ΔS零。
（填“小于”、“大于”或“等于”）
5.1mol373.2K、101.3kPa水蒸发为373.2K、101.3kPa水蒸气的ΔSJ/K（知水的蒸发热为40.64kJ/mol）。
6.系统经过不可逆循环过程ΔS环零。
（填“小于”、“大于”或“等于”）
7.1mol100℃，100kPa气态水的吉布斯能1mol100℃，100kPa液态水的吉布斯能。
（填“小于”、“大于”或“等于”）
8.吉布斯能判据的适用条件是。
二、简答题
1.什么是自发过程？
什么是热力学第二定律？
2.空调可以把热从低温热源传递到高温热源，这是否与热力学第二定律矛盾？
为什么？
3.熵的物理意义是什么？
如何用熵判据判断过程的方向？
4.从同一始态出发，绝热可逆过程和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态，为什么？
5.什么是热力学第三定律？
什么是标准摩尔熵？
三、计算题
1.1mol300.2K、200kPa的理想气体在恒定外压100kPa下等温膨胀到100kPa。
求该过程的△S、△F和△G。
2.369.9K的恒温槽在299.9K的室温下放置一段时间后，因恒温槽绝热不良而将4184J的热传给室内空气。
（1）求恒温槽熵变和室内空气熵变；
（2）该过程是否可逆？
3.求0.2mol273K、100kPa的O2与0.8mol273K、100kPa的N2混合的熵变。
4.0.50kg343K的水与0.10kg303K的水混合，已知水的Cp,m=75.29J/（K·mol），求系统的熵变和环境的熵变。
5.在298K和标准状态下，已知金刚石的标准摩尔生成焓为1.90kJ·mol-1，金刚石和石墨的标准摩尔熵分别为2.38J·mol-1·K-1和5.74J·mol-1·K-1，求
石墨→金刚石
的
，并说明在此条件下，哪种晶型更加稳定？
6.在25℃和标准状态下，已知CaCO3（s）、CaO（s）和CO2（g）的标准摩尔生成焓分别为-1206.92kJ·mol-1、-635.09kJ·mol-1和-393.51kJ·mol-1，标准摩尔熵分别为92.9J·mol-1·K-1、39.75J·mol-1·K-1和213.74J·mol-1·K-1，求：
CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）
的
。
第三章多组分系统热力学
一、填空题
1.在蔗糖饱和溶液中，蔗糖晶体的化学势溶液中蔗糖的化学势（填“大于”、“小于”或“等于”）。
2.已知水的正常凝固点为273.15K，凝固点降低常数kf=1.86K·kg·mol-1，测得0.1000kg水中含0.0045kg某非挥发性有机物溶液的凝固点为272.68K。
该有机物的摩尔质量为。
二、简答题
1.什么是混合物？
什么是溶液？
2.为什么稀溶液不是混合物?
3.0.01mol/kg葡萄糖水溶液与0.01mol/kg氯化钠水溶液的渗透压相同吗？
为什么？
4.水中加入少量乙醇形成稀溶液，沸点一定升高吗？
为什么？
5.在冰冻路面撒盐可以融化冰冻，为什么？
三、计算题
1.20℃时，质量分数5%的硫酸溶液的密度为1.032g/ml，计算该溶液的硫酸摩尔分数、物质的量浓度和质量摩尔浓度（M水=18.02g/mol，M硫酸=98.06g/mol）。
2.已知在288K和101.3kPa时，乙醇的质量分数为0.56的乙醇水溶液的乙醇偏摩尔体积为56.58×10-6m3/mol，水偏摩尔体积为17.11×10-6m3/mol，求1.000kg该溶液的体积。
3.
求100℃时，质量分数为的蔗糖水溶液中水的蒸气压。
（M蔗糖=18.02g/mol）
4.℃时，101.3kPa的氧气在100g水中可溶解4.490ml，求氧气溶解在水中的Henry常数kx和km。
5.已知人的血浆凝固点为-0.5℃，水的凝固点降低常数kf=1.86K·mol-1·kg，求37℃时血浆的渗透压（血浆密度近似等于水的密度，为1.00×103kg·m-3）。
6.在33.70gCCl4中溶入0.600g某非挥发性物质，测得沸点为78.26℃，已知CCl4的沸点为76.75℃，沸点升高常数kb=5.16K·kg/mol，求该物质的摩尔质量。
7.测得浓度为20kg/m3血红蛋白水溶液在298K时的渗透压为763Pa，求血红蛋白的摩尔质量。
第四章化学平衡
一、判断题（正确打√，错误打×）
1.对于合成氨反应3H2（g）+N2（g）=2NH3（g），提高压力可以增大平衡常数，从而提高产率。
2.
中表示反应系统中的产物吉布斯能与反应物吉布斯能之差。
3.
表示反应平衡时的产物吉布斯能与反应物吉布斯能之差。
4.增加反应物浓度，使
减小，有利于反应正向进行。
5.某化学反应的
，在等温等压不做非体积功的条件下，该反应将自发进行。
二、选择题
1.已知反应N2+3H2=2NH3的标准平衡常数为
，经验平衡常数为
，两者的关系为。
A．
B．
C．
D．
2.已知反应N2+3H2=2NH3的标准平衡常数为
，反应
的标准平衡常数为
，两者的关系为。
A．
B．
C．
D．
3.1000K时反应Fe（s）+CO2（g）＝FeO（s）+CO（g）的
，当气相中CO2和CO的摩尔数之比为65∶35时，则。
A．Fe不会被氧化B．Fe将被氧化
C．正好达化学平衡D．难于判断其进行方向
4.当压力增大时，反应NH4Cl（s）=NH3（g）+HCl（g）的
。
A．增大B．不变C．减小D．不确定
5.反应O2+2H2=2H2O的
与反应
的
的关系为。
A.
B．
C．
D．
三、填空题
1.445℃时，Ag2O（s）分解压力为20974kPa，该分解反应Ag2O（s）=2Ag（s）+½O2（g）的
=kJ·mol-1。
2.当反应PCl5（g）=PCl3（g）+Cl2（g）达平衡时，加入惰性气体，但维持系统总压力不变，平衡移动。
四、简答题
1.化学反应CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）必须在高温下进行，请用热力学原理解释之。
2.乙苯脱氢生成苯乙烯
C6H5C2H5（g）＝C6H5CH=CH2（g）+H2（g）
是吸热反应，通入过热水蒸气（不参加反应）可以提高苯乙烯产率，为什么？
3.工业上制水煤气反应在673K达平衡，
C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）
下列各因素对平衡有什么影响？
（1）提高反应温度
（2）增加系统总压力
（3）增加C（s）
（4）增加H2O（g）分压
（5）增加N2（g）分压
五、计算题
1.
在10×100kPa，350℃时的标准平衡常数
，若H2（g）、N2（g）和NH3（g）的分压分别为7.2×100kPa、2.4×100kPa和0.4×100kPa，求该反应的和。
2.已知298.2K、100kPa时，下列合成氨反应的
求该反应在298.2K、2000kPa时的
3.求298.2K时，下列反应的
-384.14-690.00-1270.16-95.30
4.已知298.2K时下列反应的，
C6H12O6（葡萄糖）+H3PO4=6-磷酸葡萄糖+H2O
ATP（三磷酸腺苷）+H2O=ADP（二磷酸腺苷）+H3PO4
求下列反应的：
C6H12O6（葡萄糖）+ATP=6-磷酸葡萄糖+ADP
5.已知Ag2CO3（s）在298.2K时的分解反应
Ag2CO3（s）＝Ag2O（s）＋CO2（g）
的
，求：
（1）标准平衡常数；
（2）若大气中含0.1%的CO2（体积），298.2K时Ag2CO3在大气中能否自动分解？
6.已知25℃时下列反应的标准摩尔生成焓和标准熵如下：
CH3OH（g）=HCHO（g）+H2（g）
（kJ·mol-1）-201.25-115.9
（J·mol-1·K-1）237.6220.1130.59
求：
（1）该反应的
、
和
；
（2）该反应的标准平衡常数
第五章相平衡
一、选择题
1.在常温常压下，由O2（g）、N2（g）、CO2（g）和H2O（l）等四种物质组成的平衡系统含有相。
A．1B．2C．3D．4
2.在压力为151.99kPa（1.5atm）的高压锅内，水的沸点为℃（已知水的气化热△Hm=40.67kJ·mol-1）。
A．95B．112C．86D．135
二、填空题
1.在常压下，NH4SO4水溶液与NH4SO4（s）达到平衡，则相数Φ=；自由度f=。
2.在常压下，NH4Cl（s）部分分解为NH3（g）和HCl（g）达到平衡，则组分数K=；相数Φ=；自由度f=。
3.在常温常压下，用CCl4（l）萃取水溶液中I2，当I2在CCl4（l）和水中达分配平衡时（无固体I2），系统的组分数K=；相数Φ=；自由度f=。
4.称为物系点。
三、简答题
1.什么是最低恒沸混合物？
什么是最低恒沸点？
2.液体的饱和蒸气压越高，沸点就越低；而由克劳修斯—克拉珀龙方程表明，液体温度越高，饱和蒸气压愈大。
两者是否矛盾？
为什么？
3.能否以市售的60°白酒为原料，在常压下用多次蒸馏的方法得到纯乙醇？
为什么？
四、计算题
1.水和乙酸乙酯部分互溶。
310.7K液-液二相平衡时，其中一相含6.75%乙酸乙酯，另一相含3.79%水（质量百分浓度）。
已知该温度时的纯乙酸乙酯蒸气压是22.13kPa，纯水蒸气压是6.40kPa。
求：
（1）乙酸乙酯的分压
（2）水蒸气的分压
（3）总蒸气压
2.若在合成某有机化合物后进行水蒸气蒸馏，沸点为368K。
测得馏出物中水的重量占45%。
已知实验时的大气压为99.20kPa，368K时水的蒸气压为84.53kPa。
求该有机化合物的分子量。
3.以下是对硝基氯苯和邻硝基氯苯在常压下的固——液平衡相图。
当70g对硝基氯苯和30g邻硝基氯苯高温熔化后再冷却至50.10℃时（即相图中的点a，液相组成为：
对硝基氯苯重量百分含量为60.18），每个相的重量多少？
第六章电化学
一、选择题
1.公式
。
A.适用于任何电解质溶液B.只适用于电解质稀溶液
C.只适用于强电解质稀溶液D.只适用于弱电解质稀溶液
2.公式
适用于。
A．任何电解质溶液B．电解质稀溶液
C．强电解质稀溶液D．弱电解质稀溶液
3.质量摩尔浓度为m的K3PO4溶液，
=。
A.
B.
C.
D.
4.下列说法正确的是。
A．E与电解质活度有关，Eө与电解质活度无关
B．E与电解质活度无关，Eө与电解质活度有关
C．E和Eө均与电解质活度无关
D．E和Eө均与电解质活度有关
5.Pt︱H2（p1）︱H2SO4（m）︱O2（p2）︱Pt的电池反应可写成：
①H2（g）+½O2（g）=H2O（l）
或②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）
相应的标准电动势和化学反应标准平衡常数分别用E1ө、E2ө、K1ө和K2ө表示，则。
A．E1ө=E2ө、K1ө=K2өB．E1ө≠E2ө、K1ө≠K2ө
C．E1ө≠E2ө、K1ө=K2өD．E1ө=E2ө、K1ө≠K2ө
二、填空题
1.已知H+和SO42-的无限稀释摩尔电导率分别为
S·m2·mol-1和
S·m2·mol-1，则H2SO4的
S·m2·mol-1。
2.0.002mol·kg-1的Na2SO4溶液的离子强度I=，离子平均活度系数γ±=。
3.Ag︱AgCl，KCl（a1）‖AgNO3（a2）︱Ag的电池反应方程式是。
4.Pt︱H2（p）︱NaOH（a）︱HgO（s）︱Hg（l）的正极反应方程式，负极反应方程式和电池反应方程式。
5.Pt︱H2（p1）︱H2SO4（m）︱H2（p2）︱Pt的正极反应方程式，负极反应方程式和电池反应方程式。
6.公式ΔG=-zFE的使用条件是。
三、简答题
1.什么是电导率？
什么是摩尔电导率？
2.当强电解质溶液的浓度增大时，其电导率如何变化？
为什么？
3.当弱电解质溶液的浓度下降时，其摩尔电导率如何变化？
为什么？
4.什么是可逆电池？
四、计算题
1.298.2K时，0.020mol·dm-3KCl水溶液的电导率为0.2786S·m-1，将此溶液充满电导池，测得其电阻为82.4Ω。
若将该电导池改充以0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液，测得其电阻为376Ω，试计算：
（1）该电导池的电导池常数
（2）0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的电导率
（3）0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的摩尔电导率
2.25℃时分别测得饱和AgCl水溶液和纯水的电导率为3.41×10-4S·m-1和1.52×10-4S·m-1，已知
=61.92×10-4S·m2·mol-1，
=76.34×10-4S·m2·mol-1，求AgCl的溶度积
。
3.298K时，某溶液中含0.01mol/kg的水杨酸（HA），0.01mol/kg的KCl和0.01mol/kg的Na2SO4，已知水杨酸的电离常数Kc=1.06×10-5，求该溶液的离子强度。
4.已知下列电池的标准电动势为0.4402V，
Fe（s）︱Fe2+（a=0.05）‖H+（a=0.1）︱H2（100kPa）︱Pt
写出该电池的电极反应和电池反应，并计算电动势。
5.25℃时，已知
，
，对于电池
Pt│Cl2（g）│Cl-‖MnO4-,H+，Mn2+│Pt，
（1）写出该电池的电极反应和电池反应
（2）求25℃时该电池的标准电动势
（3）若溶液的pH=1.0，其它物质的活度均为1，求25℃时该电池的电动势。
6.25℃时，测得电池
H2（101.3kPa）｜H2SO4（m=0.5）｜Hg2SO4（s）｜Hg（l）
的电动势为0.6960V，已知
V，
（1）写出电极反应和电池反应
（2）求H2SO4在溶液中的离子平均活度系数
第七章化学动力学
一、判断题（正确打√，错误打×）
1.测得反应
的反应级数等于1，该反应可能是基元反应。
二、选择题
1.以反应物的浓度变化率表示反应速率，若将计量方程式2O3→3O2改写成⅔O3→O2，则前者的速率常数（k1）和反应级数（n1）与后者的速率常数（k2）和反应级数（n2）的关系为。
A.k1=k2，n1=n2B.k1=3k2，n1=3n2C.k1=k2，n1=3n2D.k1=3k2，n1=3n2
三、填空题
1.某化学反应A+B→P的速率方程是
，该反应的反应级数等于。
2.某化学反应A→P是一级反应，当反应时间为2t1/2时，反应的转化率为。
3.化学反应提高反应温度后，反应级数；速率常数；活化能。
（填写“增大”、“减小”或“不变”）
4.催化剂通过可以使活化能降低、反应速率加快。
5.温度对光化反应的速率常数影响。
四、简答题
1.合成氨反应可能是基元反应吗？
为什么？
2.什么是假一级反应（准一级反应）？
3.如何判别平行反应和连续反应？
4.在对峙反应中，能否通过选择合适的催化剂仅仅使正反应速率加快？
5.为什么光化反应的速率常数与温度关系不大？
6.对于平行反应A
B，A
C，已知活化能E1＞E2，请问：
（1）温度升高，k2增大、减小或保持不变？
（2）升高温度对两种产物的比值有何影响？
五、计算题
1.在100ml水溶液中含有0.03mol蔗糖和0.1molHCl，蔗糖在H+催化下开始水解成葡萄糖和果糖。
以旋光计测得在28℃时经20min有32%的蔗糖发生水解。
已知蔗糖水解为准一级反应。
求：
（1）反应速率常数
（2）反应的初始速率
（3）反应时间为20min时的瞬时速率
（4）40min时已水解的蔗糖百分数
2.气相反应2HI→H2＋I2是二级反应，508℃时的速率常数为1.21×10-8Pa-1·s-1。
当初始压力为100kPa时，求：
（1）反应半衰期
（2）HI分解40%需要多少时间
3.阿糖胞苷在水溶液中的分解是一级反应。
测得pH为3.66、初始浓度为0.04456mol/L的阿糖胞苷水溶液在55℃时反应3.5h后的浓度为0.04181mol/L，求速率常数和反应半衰期。
4.青霉素G的分解为一级反应，测得37℃和43℃时的半衰期分别为32.1h和17.1h，求该反应的活化能和25℃时的速率常数。
5.5-氟脲嘧啶在pH=9.9时的分解是一级反应，在60℃时的速率常数为4.25×10-4h-1，反应活化能Ea=102.5kJ·mol-1，求：
（1）60℃时的反应半衰期
（2）25℃时的速率常数
（3）25℃时分解10%所需的时间
第八章表面化学
一、选择题
1.水银落在水泥地面上基本呈球形，由此可得出。
A.σ水银<σ水泥地面B.σ水银,水泥地面<σ水银
C.σ水银=σ水泥地面D.σ水银,水泥地面>σ水泥地面
二、填空题
1.20℃时,水的表面张力σ=7.275×10-2N·m-1，水中直径为10-6m的气泡所受到的附加压力等于。
2.p平、p凹和p凸分别表示平面、凹面和凸面液面上的饱和蒸气压，则三者之间的大小关系是。
3.将200gHLB=8.6的表面活性剂与300gHLB=4.5的表面活性剂进行混合，所得混合物的HLB=。
4.对于化学吸附，当吸附温度升高时，吸附速率，吸附量。
三、简答题
1.如图所示，水平放置的毛细管，装有少量湿润性液体。
问：
管内液体的最后平衡位置在何处？
为什么？
2.什么是溶液的表面吸附？
为什么会产生溶液的表面吸附？
3.什么是表面活性剂？
其结构特征如何？
4.增溶作用与溶解作用有什么不同？
5.固体吸附气体是吸热还是放热？
为什么？
四、计算题
1.在293K时，将半径为1.0mm的水滴分散成半径为1.0μm的小水滴，已知水的表面张力为0.07288Nm-1，请计算：
（1）比表面是原来的多少倍
（2）环境至少需做多少功
2.20℃时，将半径为3.5×10-4m的毛细管插入汞液，测得毛细管内外的汞面相差16mm，汞与毛细管壁的接触角为140°，已知汞的密度ρ=1.359×104kg·m-3，请问：
（1）毛细管内的汞面上升还是下降
（2）汞的表面张力
3.已知100℃时，水的表面张力σ=58.9×10-3N·m-1，摩尔气化热ΔH=40.66kJ·mol-1。
如果水中只有半径为10-6m的空气泡，求：
（1）水中气泡所受到的附加压力
（2）这样的水开始沸腾的温度
4.用活性碳吸附CHCl3符合兰格缪尔吸附等温式，在273K时的饱和吸附量为93.8dm3·kg-1，已知CHCl3的分压为13.4kPa时的平衡吸附量为82.5dm3·kg-1，请计算：
（1）兰格缪尔吸附等温式中的吸附系数b
（2）CHCl3的分压为6.67kPa时的平衡吸附量
第九章胶体分散系统
一、填空题
1.胶体分散系统可分为3种基本类型，即憎液胶体、亲液胶体和。
2.泡沫是以为分散相，为分散介质的分散系统。
3.KBr与过量的AgNO3溶液形成AgBr溶胶，其胶团结构式。
二、简答题
1.为什么说溶胶是热力学不稳定系统？
溶胶为什么能稳定存在？
2.与分子分散系统和粗分散系统相比，溶胶具有丁达尔现象，为什么？
3.明矾[KAl（SO4）2·12H2O]为何能使浑浊的水澄清？
三、计算题
1.某溶胶粒子的平均直径为4.2nm，介质粘度η＝1.0×10-3Pa·s，求298.2K时溶胶粒子因布朗运动在1s内沿x轴方向的平均位移。
2.由电泳实验测知，Sb2S3溶胶（设为球形粒子）在210V电压下，两极间距离为0.385m，通电时间2172秒，溶胶界面向正极移动3.20×10-2m。
已知分散介质的相对介电常数εr＝81，真空介电常数ε0＝8.85×10-12C·V-1·m-1，粘度η＝1.03×10-3Pa·s，求溶胶的ζ电势。
第十章大分子溶液
一、填空题
1.[η]=KMα的线性形式是。
2.为了消除大分子电解质的电黏效应，可以。
二、简答题
1.大分子溶液的渗透压（π，Pa）与大分子化合物的浓度（c，g／d
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