物理化学上册练习题(2)答案

物理化学练习题(2)答案
一、选择（19小题，共38分）
1、答案：)g (CO )g (O 2
1
)s (C ),4()2(2=+
-得Δf H m $(298 K,CO(g))=-110.5 kJ·mol -1 )g (OH CH )g (O 2
1
)g (H 2)s (C ),1()3(2)2(322=++-⨯+
得 Δf H m $
(298 K,CH 3OH(g))=-201.2 kJ·mol -1 反应 CO(g)+2H 2(g)=CH 3OH(g)
Δr H m $
(298 K)=-90.7 kJ·mol -1
2、答案：V A = n A RT A /p A = 0.02462 m 3，V B = n B RT B /p B = 0.06564 m 3
V = V A + V B = 0.9026 m 3 Q = 0 , W = 0 , ΔU = 0 由 n A C V ,A (T - T A ) + n B C V ,B (T - T B ) = 0
解得 T = 376.9 K
ΔS = ΔS A + ΔS B = [n A R ln(V /V A ) + n A C V ,A ln(T /T A )] + [n B R ln(V /V B ) + n B C V ,B ln(T /T B )] = 16.72 J·K -1
3、答案：Q =0 ΔS =0 ΔS 隔离=0 T 2=297.0 K W = -ΔU = -n C v,m (T 2-T 1)=4.126 kJ ΔH =n C p ,m (T 2-T 1)=-5.776 kJ ΔA =ΔU -S ΔT =33.89 kJ ΔG =ΔH -S ΔT =32.24 kJ
4、答案： m =ΔT f /K f (溶)=(273.15-272.66)K/1.86 K·kg·mol -1=0.269 mol·kg -1 视血浆为稀液： π=nRT /V
=(0.269 mol·kg -1)(8.314 J·K -1·mol -1)(310.15 K)/10-3 m 3 =6.938×105 Pa 5、答案：（1）NH 4HS
25℃
2S （g ）+ NH 3（g ）
平衡时 p /2 p /2
1110.010033.3310033.33/2/2o o o o
=⨯=⋅==p
p p p K K p
K p =
o p K (o p )2 = 0.1110×10000=1110 kPa 2
(2) NH 4HS
25℃
2S （g ）+ NH 3（g ）
初始分压 40.00 kPa 0
平衡分压 p +40.00 kPa p
2
/)99.33(θθp kPa p p K +=
)
kPa 00.40(kPa 1110)/()kPa 00.40(111.02o o +=⨯+=p p p p p p kPa 72.77kPa 00.402p kPa 86.18=+=∴=p p 总 6、答案： (1) 单原子理想气体的C p ,m =(5/2)R =20.79 J·K -1·mol -1
(2) Δr G m $=Δr H m $
-T Δr S m $=-68.5 kJ·
mol -1 K p $
,2=exp(-Δr G m $/RT ) =9.20×105
(3) 2Hg(g) + O 2(g) = 2HgO(s)
平衡: p (Hg) p (O 2)=101.325 Pa+(1/2)p (Hg) K p $
=1/[p 2(Hg)p (O 2)] =1/[p 2(Hg)(101.325 Pa+(1/2)p (Hg))] =9.20×105 求得 p (Hg)≈0.104 Pa (4) K p $,4=1/p (O 2) =K p $
,2[p (Hg)/p ∃]2
=2.55×105 (5) ΔC p ,m =-15.76+0.0124T Δr H m $
(300 K)=Δr H m $
(600 K)+2
1
T T ∆⎰
C p ,m d T T 2=600 K,T 1=300 K
=-296.1 kJ·mol -1
Δr S m $(300 K)=Δr S m $(600 K)+
2
1T T ∆⎰
C p ,m d T/T
=-377.3 J·K -1·mol -1
Δr G m $(300 K)=Δr H m $
(300 K)-300 K Δr S m $(300 K)
=-182.9 kJ·mol -1
K p $
,5=exp[-Δr G m $
(300 K)/RT ] =7.02×1031 三、问答题（5分） 答案：（1）封闭体系，平衡态，0='W ； （2）理想气体，理想溶液等温混合； （3）稀溶液，溶剂服从Raoult 定律；
（4）理想气体绝热可逆过程； （5）封闭系统的恒外压过程 四、证明题（5分）
答案：(∂p /∂V )S = -[(∂S /∂T )p (∂T /∂V )p ]/[(∂S /∂T )V (∂T /∂p )V ]
= -[(C p /T )/(C V /T )](∂T /∂V )p (∂S/∂T )V
=γ(∂p /∂V )T
五、相图题（10分） 答案：（1）绘制Mg-Zn 的T x ~图如下：
Zn w (Mg) Mg 对应于质量分数为0.032、0.49和0.157时Mg 的摩尔分数分别为：
x '(Mg)=0.0187 , x ''(Mg)=0.7212 , x (Mg)=0.3339
根据熔点曲线上最高点对应的浓度算得此稳定化合物的化学式为MgZn 2，由此绘得Mg Zn -二元体系的T x -图（见上图）。

各区中的相列于下表。

区
1
2
3
4
5
6
7
相 熔化物(1)
Zn s l ()+ C s l ()+ C s l ()+ Mg s l ()+
（2）将含Mg 的质量分数分别为0.30和0.80的数值依次用上面方法换算成摩尔分数： x 1(Mg)=0.5357 , x 2(Mg)=0.9150。

A 、将x 1(Mg)=0.5357物系自973K(a 点)开始冷却，降至M 点之前为单相区(l)，F *=2-1+1=2，有2个自由度，因组成已指定，故只有T 可任意变化。

降至M 点时，开始析出C ，F *=2-2+1=1，温度降至MN 区间，两相共存，F *=2-2+1=1，当降至N 点时，Mg 也开始析出，三相平衡共存，F *=2-3+1=0，说明两固相与熔化物呈平衡的温度只有一个(620K)，且三者组成也一定。

降至NS 区间，为C 和Mg 两固相平衡共存，F *=2-2+1=1，只有T 可变。

B 、将x 2(Mg)=0.9150物系自973K(b 点)冷却，情况分析与前分析方法相似（略）。

（3）步冷曲线见图右侧。