天津大学53物理化学复习题答案.docx
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天津大学53物理化学复习题答案
物理化学复习题
一、填空题
1、实际气体的压缩因子定义为Z＝pVm/RT，当实际气体的压缩因
子Z>1时，该气体比理想气体难压缩（选择填入难、易）。
2、已知2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）为放热反应。
反应达平衡后，欲使平衡向右移动以获得更多的NO2（g），应采取的措施有降温和增压。
3、抽空密闭容器中放入NH4Cl（s），部分分解成NH3（g）和HCl（g）并达到平衡，系统的组分数C=1，相数P=2，自由度数F=1。
4、玻璃毛细管内水面上升，是因为水在毛细管中形成凹液面（选择填入凹、凸），此液面上水的饱和蒸气压小于平液面上水的饱和蒸气压（选择填入大于、小于或等于）。
5、一价碱金属的皂类作为乳化剂时，易于形成O/W型乳状液。
6、一定量的单原子理想气体经历某恒温过程，其的U=0，H=0。
7、稀溶液的依数性包括溶液沸点升高（溶质不挥发）、凝固点降低（析出纯溶剂），蒸气压下降和渗透压。
8、反应A→B，实验测定A的浓度cA与时间t成线性关系，该反应的级数为零。
9、丁铎尔效应的实质是胶体粒子对光的散射。
10、溶胶稳定存在的三个重要原因是胶体粒子带电、溶剂化作用
和布朗运动。
11、当真实气体的压缩因子Z小于1时，该气体比理想气体易于压缩。
12、理想气体绝热向真空膨胀，则U=0。
13、由纯组分形成理想液态混合物的过程，其ΔmixS>0。
14、化学势B就是物质B的偏摩尔吉布斯函数。
15、已知2NO（g）+O2（g）=2NO2（g）为放热反应。
反应达平衡后，欲使平衡向右移动以获得更多的NO2（g），应采取的措施有降温和增压。
16、一定温度下，液体的分子间作用力越大，其表面张力越大。
17、某化学反应在一定T、p条件下进行，反应物A的平衡转化率为12%。
相同反应条件下加入催化剂，反应速率提高5倍，此时A的平衡转化率为12%。
18、无论是原电池还是电解池，阴极极化的结果都使电极电势变得更负。
19、一定T、p下，固体表面不能被液体够润湿时，润湿角>90°。
20、现有AgI正溶胶，FeCl3、MgSO4、K3Fe（CN）6三种电解质中，对该溶胶聚沉能力最大的是K3Fe（CN）6。
二、名词解释
1、亚稳态（可举例子说明）：
热力学上不稳定，但是能够在一定时间内稳定存在的状态，如过冷液体、过热液体、过饱和溶液等。
2、电泳：
在外加电场作用下，带电粒子产生的定向移动。
三、计算题
在500K～1000K温度范围内，反应A（g）Bs2C（g）的标准平衡常数K与温
度T的关系为lnK7100
TK
6.875。
已知原料中只有反应物A（g）和过量的B（s）
计算800K时反应的K和
rGm。
解：
800K时，lnK
7100
6.875
7100
6.8752
TK
800
解出K=0.1353
rGmRTlnK2RT2
8.314800Jmol
113.30kJmol1
四、计算题
2mol双原子理想气体从始态300K，50dm3出发，恒容加热至400K，求整个过
程的Q，W，U，H和S
解：
理想气体pVT变化，恒容，V2=V1=50dm-3，所以W=0
5′8.314
（400-300）J=4.157kJ
（400-300）J=5.82kJ
ΔU=nCV,m（T2-T1）=2创5′82.314
ΔH=nCp,m（T2-T1）=2创7′8.314
ΔS=nCV
桫骣2醋5′82.314ln340000÷JK-1
=52.30J?
K
W0
QVΔUnCV,m（T2T1）4.157kJ
五、计算题
AgBr饱和水溶液的电导率κ溶液=1.664105Sm1，求AgBr（s）在纯水中的溶解度。
已知25℃时Ag+和Br无限稀释摩尔电导率分别为61.92104Sm2mol1和78.40104Sm2mol1；配制溶液所用纯水的电导率为H2O5.500106Sm1。
解：
AgBr为难溶盐，其溶解度很小，不能忽略水的电导率带来的影响。
AgBr饱和水溶液的电导率κ溶液1.664105Sm1，则
κ（AgBr）=κ（溶液）-κ（H2O）
-5-6-1-5-1
=（1.664?
10-55.500醋10-6）Sm-1=1.114醋10-5Sm-1
AgBr溶解度很小，因此LmAgBrLmAgBrLmAgLmBr。
LmAgBr
LmAgLmBr
4421
61.9210478.4104Sm2mol1
140.32
LmAgBr
LmAgBr
140.32104Sm2mol
1
由Lm=
κ/c即可计算出AgBr的溶解度：
cAgBr
κAgBr
1.1141054molm3
140.32104
7.939
LmAgBr
104molm3
421
104Sm2mol1
六、计算题
在T,V恒定条件下，反应A→产物为零级反应。
反应物A的初始浓度cA,0=1moldm-3，t=0时的反应初速率vA,0=0.001moldm-3s-1。
计算反应的速率系数kA、半衰期t1/2及反应到cA=0.1moldm-3时所需的时间t各为若干？
解：
反应为零级，根据反应速率的定义，vA,0kAc0A,0kA
所以，速率常数kA=0.001moldm-3s-1。
零级半衰期：
t1/2cA,01moldm331500s
1/22kA20.001moldm3s1
七、计算题
已知水（H2O，l）在100℃的饱和蒸气压p*101.325kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓vapHm40.668kJmol1。
求在100℃，101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的Q，W，U，H。
设水蒸气可视为理想气体。
DH=-nDvapHm=
解：
该过程为可逆相变，水的摩尔质量M=18.0184g?
mol
18.0184?
40.668kJ-2257kJ
恒压，QP=DH=-2257kJ1000
W=-pambDV=pV1=nRT=创8.314373.15J
18.0184
=172.2kJ
DU=W+Q=-2257+172.2=-2085kJ
八、计算题
某一级反应，反应物初始浓度为cA,0，10min后反应物浓度变为0.7cA,0，问反应物反应掉50%需多少时间？
解：
由一级反应速率方程lnkAt得：
cA
九、计算题
100℃，101.325kPa下，1molH2O（g）变为同温同压下的H2O（l）。
求过程的W、
Q、U、H、S、
A和G。
已知100℃时H2O（l）的摩尔气化焓
ΔvapHmH2O,373.15K40.668kJmol。
解：
题给过程为恒温、恒压下的可逆相变过程，
HnH
vapm
1mol40.668kJmol140.668kJ
SnvapHm
40668J108.98JK1
373.15K
恒压过程：
QpH40.668kJ
WpVlVgpVgnRT18.314373.15J3.102kJ
UQW40.6683.102kJ37.566kJ
恒温、恒压下的可逆相变，G0
AUTSUHUQpW3.102kJ
十、计算题
65℃时N2O5气相分解的速率常数为k1=0.292min-1，活化能为103.3kJ·mol-1，
Ea11，得
RT2T1
求80℃时的k2及t12
解：
根据阿伦尼乌斯方程的定积分形式：
lnkk21
十一、计算题
已知90℃时液体甲苯（A）和液体苯（B）的饱和蒸气压分别为p*A=54.22kPa和p*B=136.12kPa，两者可形成理想液态混合物。
现有某甲苯苯混合液在90℃、101.325kPa下达到气液平衡，求气相组成yB和液相组成xB。
解：
理想液态混合物的两组分均符合拉乌尔定律pAp*AxA,pBp*BxB
ppA*xAp*BxB54.22（1xB）136.12xBkPa101.325kPa，
十二、计算题
25℃时，电池Cd|Cd2+[a（Cd2+）=0.01]||Cl[a（Cl）=0.5]|Cl2（g,p）|Pt
E$ClCl2（g）Pt1.3579V。
已知标准电极电势E$Cd2Cd0.4032V，
1）写出电池反应；
电池反应的吉布斯函数变化
DrGm<0，反应可自发进行。
十三、计算题
已知27℃时某一级反应的速率常数k1=4.010-3min-1，活化能Ea=133.89
kJ·mol-1。
试问：
1）27℃时反应10min，反应物的转化率为多少？
2）若反应温度为37℃，反应的速率常数为多少？
十四、计算题
273.15K时用活性炭吸附某气体，当气体分压为6.6672kPa时，测得平衡吸附量为73.58dm3·kg-1，已知饱和吸附量为93.8dm3·kg-1。
（1）计算朗缪尔吸附等温式中的参数b，指明其物理意义及影响因素；
（2）气体分压为20.0kPa时的平衡吸附量为多少？
解：
（1）朗缪尔吸附等温式：
VaVmabp代入数据：
m1bp
b6.6672kPa-1
73.5893.8b=0.5459kPa-1
1b6.6672kPa
b为吸附系数，是吸附作用的平衡常数，其值越大，表示吸附能力越强；
b与吸附剂、吸附质的本性及温度有关。
（2）分压为20.0kPa时，
-1
0.5459kPa-120.0kPa
-1
10.5459kPa-120.0kPa
向Ba（NO3）2溶液中滴加过量的K2SO4溶液，制备BaSO4溶胶。
请写出胶团结构，指出胶体粒子的电泳方向。
将NaCl、MgSO4、AlCl3三种电解质对该溶胶聚沉能力从大到小排序。
2--x
解：
K2SO4过量，为稳定剂，胶团结构为：
BaSO4mnSO42--2nxKMxK
胶体粒子带负电，电泳时向正极移动，聚沉能力AlCl3>MgSO4>NaCl。
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