天津大学53物理化学复习题答案.docx

1、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) = 2NO 2(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)

2、，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 AB，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

3、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 mix S 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) = 2NO 2(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

4、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 K 3Fe(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 500 K1000 K温度范围内，反应 A(g) B s 2C(g)的标准平衡常数 K 与温度 T 的关系为 ln K 7100TK6.875。已知

5、原料中只有反应物 A(g) 和过量的 B(s)计算 800 K 时反应的 K 和r Gm 。解：800 K 时，lnK71006.87571006.875 2TK800解出 K =0.1353r Gm RT ln K 2RT 28.314 800 J mol1 13.30 kJ mol 1四、计算题2 mol 双原子理想气体从始态 300K， 50dm3出发，恒容加热至 400 K，求整个过程的 Q，W， U， H 和 S解：理想气体 pVT变化，恒容， V2= V1=50 dm-3，所以 W=058.314(400- 300) J= 4.157 kJ(400- 300)J= 5.82 kJU

6、 = nCV, m(T2- T1)= 2创582.314H = nCp, m(T2 - T1)= 2创78.314S= nCV桫骣2醋582.314ln340000JK-1= 52.30 J?KW0QV U nCV, m(T2 T1) 4.157 kJ五、计算题AgBr饱和水溶液的电导率 溶液 = 1.664 105 S m1，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 61.92 104 Sm2mol 1和 78.40 104 Sm2 mol 1；配制溶液所用纯水的电导率为 H2O 5.500 106 S m 1。解：AgBr为难溶盐，其溶

7、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 溶液 1.664 10 5 S m 1 ，则(AgBr )= (溶液 )- (H2O)- 5 - 6 - 1 - 5 - 1= (1.664?10-5 5.500醋10- 6) S m- 1 = 1.114醋10- 5 S m-1AgBr溶解度很小，因此 L m AgBr L m AgBr L m Ag L m Br 。Lm AgBrLm Ag Lm Br4 4 2 161.92 10 4 78.4 10 4 S m2 mol 1140.32L m AgBrLm AgBr140.32 10 4 S m2 mol1由 Lm

8、 =/ c即可计算出 AgBr 的溶解度：c AgBr AgBr1.114 1054 mol m3140.32 10 47.939Lm AgBr10 4 mol m 34 2 110 4 S m2 mol 1六、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= 1 mol dm-3 ， t =0 时的反应初速率 vA,0=0.001 mol dm-3 s-1。计算反应的速率系数 kA、半衰期 t 1/2 及反应到 cA=0.1 mol dm-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,0 kAc0A,0 kA所以，速率常

9、数 kA =0.001 mol dm-3 s-1 。 零级半衰期： t1/2 cA,0 1 mol dm3 3 1 500 s1/2 2kA 2 0.001 mol dm 3 s 1七、计算题已知水(H2O，l) 在 100的饱和蒸气压 p* 101.325 kPa ，在此温度、压力下水的 摩尔蒸发焓 vapHm 40.668 kJ mol 1。求在 100，101.325kPa下使 1 kg 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 = - nD vapHm =解：该过程为可逆相变，水的摩尔质量 M = 18.0184 g ?mol18.0184? 40

10、.668 kJ - 2257 kJ恒压， QP = DH = - 2257 kJ 1000W=- pambDV = pV1= nRT= 创8.314 373.15 J18.0184= 172.2 kJDU=W+Q=- 2257+ 172.2 = - 2085 kJ八、计算题某一级反应，反应物初始浓度为 cA,0，10 min 后反应物浓度变为 0.7 cA,0 ，问反应 物反应掉 50%需多少时间？解： 由一级反应速率方程 ln kAt 得：cA九、计算题100， 101.325 kPa下， 1 mol H2O(g) 变为同温同压下的 H2O(l) 。求过程的 W、Q、 U、 H、 S、A 和

11、 G。已知 100时 H2O(l) 的摩尔气化焓vapHm H2O,373.15K 40.668 kJ mol 。解：题给过程为恒温、恒压下的可逆相变过程，H n Hvap m1 mol 40.668 kJ mol 1 40.668 kJS n vapHm40668 J 108.98 JK 1373.15 K恒压过程： Qp H 40.668 kJW p Vl Vg pVg nRT 1 8.314 373.15 J 3.102 kJU Q W 40.668 3.102 kJ 37.566 kJ恒温、恒压下的可逆相变， G 0A U T S U H U Qp W 3.102 kJ十、计算题65

12、时 N2O5气相分解的速率常数为 k1= 0.292 min-1，活化能为 103.3 kJmol-1，Ea 1 1 ，得R T2 T1求 80时的 k2及t1 2解：根据阿伦尼乌斯方程的定积分形式： ln kk21十一、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 = 54.22 kPa和 p*B =136.12 kPa，两者可形成理想液态混合物。 现有某甲苯 苯混合液在 90 、 101.325 kPa 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 pA p*A xA , pB p*BxBp pA* xA p*BxB 54.22(1 xB ) 136.12xB kPa 101.325 kPa ，十二、计算题25时，电池 Cd | Cd 2+ a(Cd2+)=0.01 | Cl a(Cl )=0.5| Cl 2(g, p ) | PtE$ Cl Cl 2 (g) Pt 1.3579 V 。已知标准电极电势 E$ Cd2 Cd 0.4032 V ，1)写出电池反应；电池反应的吉布斯函数变化D rGm MgSO4 NaCl 。