简明物理化学第二次作业参考答案与分析_768804207
物理化学第二版作业答案6-8
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物理化学作业题答案第六章 相平衡 思考题5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡,43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+垐?噲?。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度?答:反应中有三个物种,一个平衡限制条件,没有浓度限制条件。
所以独立组分数为2,相数为2,自由度为2。
习题解析3.3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g),根据相律解释下述实验事实。
(1) 在一定压力的2CO (g)中,将3CaCO (s)加热,实验证明在加热过程中,在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。
(2) 在3CaCO (s)的分解过程中,若保持2CO (g)的压力恒定,实验证明达分解平衡时,温度有定值。
解:(1) 该系统中有两个物种,2CO (g)和3CaCO (s),所以物种数2S =。
在没有发生反应时,组分数2C =。
现在是一个固相和一个气相两相共存,2P =。
当2CO (g)的压力有定值时,根据相律,条件自由度*12121f C P =+-=+-=。
这个自由度就是温度,即在一定的温度范围内,可维持两相平衡共存不变,所以3CaCO (s)不会分解。
(2)该系统有三个物种,2CO (g),3CaCO (s)和CaO(s),所以物种数3S =。
有一个化学平衡,1R =。
没有浓度限制条件,因为产物不在同一个相,故2C =。
现在有三相共存(两个固相和一个气相),3P =。
若保持2CO (g)的压力恒定,条件自由度*12130f C P =+-=+-=。
也就是说,在保持2CO (g)的压力恒定时,温度不能发生变化,即3CaCO (s)的分解温度有定值。
5.结霜后的早晨冷而干燥,在-5℃,当大气中的水蒸气分压降至 Pa 时,霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华,空气中水蒸气的分压要有多大?已知水的三相点的温度和压力分别为 K 和611 Pa ,水的摩尔气化焓1vap m 45.05 kJ mol H -∆=⋅,冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -∆=⋅。
物理化学简明教程习题答案
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第一章气体的pVT性质1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的,与压力、温度的关系。
解:根据理想气体方程1.2 0℃,101.325kPa的条件常称为气体的标准状况,试求甲烷在标准状况下的密度。
解:将甲烷(Mw =16.042g/mol)看成理想气体: PV=nRT , PV =mRT/ Mw甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PMw/RT=101.32516.042/8.3145273.15(kg/m3)=0.716 kg/m31.3 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g充以4℃水之后,总质量为125.0000g。
若改充以25℃,13.33 kPa的某碳氢化合物气体,则总质量为 25.0163g。
试估算该气体的摩尔质量。
水的密度1g·cm3计算。
解:球形容器的体积为V=(125-25)g/1 g.cm-3=100 cm3将某碳氢化合物看成理想气体:PV=nRT , PV =mRT/ MwMw= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)×8.314×298.15/(13330×100×10-6)M w =30.31(g/mol)1.4 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结,泡内密封着标准状态下的空气。
若将其中的一个球加热到 100℃,另一个球则维持 0℃,忽略连接细管中气体体积,试求该容器内空气的压力。
解:由题给条件知,(1)系统物质总量恒定;(2)两球中压力维持相同。
标准状态:因此,1.5 0℃时氯甲烷(CH 3Cl )气体的密度ρ随压力的变化如下。
试作p p-ρ图,用外推法求氯甲烷的相对分子质量。
1.6 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽成真空的200 cm3容器中,直至压力达101.325 kPa,测得容器中混合气体的质量为0.3897 g。
试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。
解:将乙烷(M w=30g/mol,y1),丁烷(M w=58g/mol,y2)看成是理想气体:PV=nRT n=PV/RT=8.3147⨯10-3mol(y1⨯30+(1-y1) ⨯58)⨯8.3147⨯10-3=0.3897y1=0.401 P1=40.63kPay2=0.599 P2=60.69kPa1.7 如图所示,一带隔板的容器内,两侧分别有同温同压的氢气与氮气,二者均可视为理想气体。
(完整版)物理化学2试卷及答案
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《物理化学2》模拟试题一 判断题(正确的记“ √ ”,错误的记“ × ”)1.电池的负极,在电池工作时,按电化学的规定应该是阳极。
( )2.恒温下,某电解质溶液的浓度由0.02mol•L -1增加为0.20mol•L -1,则摩尔电导率也随之增加。
( )3. 电解时,实际分解电压与理论分解电压不同是由于极化作用造成超电势,使阴极负移,阳极正移。
( )4.催化剂能改变反应到达的平衡的时间,但对已经达到平衡的反应无影响,不影响平衡常数。
( )5.表面活性物质的HLB 值越大,表示其亲水性越强、亲油性越弱。
( )6.表面张力随着溶质的加入而增大者,Г为正值,是正吸附,表面活性物质就属于这种情况。
( )7.水在毛细管中上升的高度与水的表面张力和毛细管的内径成正比。
( ) 8.同温度下,小水珠的饱和蒸汽压大于水平液面的饱和蒸汽压。
( ) 9. 胶体的电泳现象表明胶体粒子带电,电渗现象表明胶体系统中分散介质带电。
( )10.大大过量电解质的存在对溶胶起稳定作用,少量电解质的存在对溶胶起破坏作用。
( )二 单项选择题1. 混合电解质溶液0.01mol·kg -1KCl 和0.02mol·kg -1NaCl 的离子强度是( )A 、0.02mol·kg -1B 、0.03mol·kg -1C 、0.04mol·kg -1D 、0.05mol·kg -1 2. 强电解质CaCl 2水溶液的离子平均活度±α与电解质活度B α之间的关系为 ( )A 、B αα=± B 、3B αα=±C 、2/1B αα=±D 、3/1B αα=±3. 在应用对消法测定电池电动势的实验中,通常必须用到( )A 、标准氢电极B 、标准电池C 、甘汞电极D 、活度为1的溶液 4. 某化学反应中,若反应物消耗7/8所需的时间是它消耗1/2所需时间的3倍,则该化学反应的级数为( )A 、-1B 、0C 、1D 、25. 水在某毛细管内上升高度为h ,若将此管垂直地向水深处插下,露在水面以上的高度为h/2,或将毛细管在h/2高度处折弯,则( )A 、水会不断冒B 、水不流出,管内液面凸起C 、水不流出,管内凹液面的曲率半径增大为原先的2倍D 、水不流出,管内凹液面的曲率半径减小为原先的一半 6. 人工降雨是将AgI 微细晶粒喷洒在积雨云层中,目的是为降雨提供( ) A 、晶核 B 、湿度 C 、温度 D 、都不是7. 微小晶体与同一种的大块晶体相比较,下列说法中不正确的是( ) A 、微小晶体的饱和蒸气压大 B 、微小晶体的表面张力未变 C 、微小晶体的溶解度小 D 、微小晶体的熔点较低 8. 下列关于乳状液的描述中,正确的是( )A 、乳状液属于胶体分散体系B 、乳状液的类型取决于水、油两相的体积C 、O/W 型乳状液不能转型为W/O 型乳状液D 、能被水稀释的乳状液属于O/W 型乳状液 9. 区别溶胶与真溶液最简单而灵敏的方法是( )A 、观察丁铎尔效应B 、超显微镜测定粒子大小C 、乳光计测定粒子浓度D 、 测定ζ电10.过量的AgNO 3溶液与KI 溶制得AgI 溶胶,下列电解质聚沉能力最强的是( ) A 、NaCl B 、FeCl 3 C 、MgSO 4 D 、K 3PO 4三 填空题1. 朗缪尔单分子层吸附理论的基本假设有 、 、 和吸附平衡是动态平衡。
物理化学第二版习题答案
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物理化学第二版习题答案【篇一:物理化学核心教程课后答案完整版(第二版学生版)】ss=txt>二、概念题1. 答:(d)热力学能是状态的单值函数,其绝对值无法测量。
2. 答:(c)气体膨胀对外作功,热力学能下降。
3. 答:(b)大气对系统作功,热力学能升高。
4. 答:(a)过程(1)中,系统要对外作功,相变所吸的热较多。
5. 答:(a)对冰箱作的电功全转化为热了。
7. 答:(c)对于理想气体而言,内能仅仅是温度的单值函数,经真空绝热膨胀后,内能不变,因此体系温度不变。
8. 答:(c)由气体状态方程pvm= rt+bp可知此实际气体的内能只是温度的函数,经真空绝热膨胀后,内能不变,因此体系温度不变(状态方程中无压力校正项,说明该气体膨胀时,不需克服分子间引力,所以恒温膨胀时,热力学能不变)。
9. 答:(b)式适用于不作非膨胀功的等压过程。
757,cv =rcp=r ,这是双原子分子的特征。
522?n2molv210. (b)1.40=??16. 答:由气体状态方程pvm= rt+bp可知此实际气体的内能与压力和体积无关,则此实际气体的内能只是温度的函数。
三、习题1. (1)一系统的热力学能增加了100kj,从环境吸收了40kj的热,计算系统与环境的功的交换量;(2)如果该系统在膨胀过程中对环境做了20kj的功,同时吸收了20kj的热,计算系统热力学能的变化值。
2. 在300 k时,有 10 mol理想气体,始态压力为 1000 kpa。
计算在等温下,下列三个过程做膨胀功:(1)在100 kpa压力下体积胀大1 dm3 ;p?nrtvp2 (?p2?nrtnrt?-) = - nrt?1??? p2p1p1??100)= -22.45 kj 1000= -nrtln(3)∵ w = -?pdv =-?v1nrtdvvv2p1= -nrtln v1p21000= -57.43 kj 1003. 在373 k恒温条件下,计算1 mol理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。
简明物理化学 (第二版)全部习题解答 (杜凤沛高丕英沈明)
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∆U
=
nCV ,m
(T2
−
T1 )
=[
Hale Waihona Puke 0.1×3 2× 8.314 ×
(610
−
400)
]J=261.9J
1
Q = ∆U +W =632.6J
∆H
= nC p,m (T2
− T1 )
=[ 0.1×
5 2
× 8.314 ×
(610
−
400)
]=436.4J
(2) Q = Q绝热 + Q恒压 =0+ nC p,m (T2 − T1 ) =463.4J
终态:
0℃、 冰水混合物
因为是一个恒压绝热过程,所以 ∆H = Q =0
(2) 可以把这个过程理解为一部分水凝结成冰放出的热量用以体系升温至 0℃。 设析出冰的数量为 m ,则:
m水C p ∆t = m∆ fus H
100×4.230×5= m ×333.5
得 m =6.34g
6. 0.500g 正庚烷放在氧弹量热计中,燃烧后温度升高 3.26℃,燃烧前后的平均温度为 25 ℃。已知量热计的热容量为 8176 J•K-1,计算 25℃ 时正庚烷的恒压摩尔燃烧热。
第一章 热力学第一定律习题解答
1. 1mol 理想气体依次经过下列过程:(1)恒容下从 25℃升温至 100℃,(2)绝热自由膨胀 至二倍体积,(3)恒压下冷却至 25℃。试计算整个过程的 Q 、W 、 ∆U 及 ∆H 。
解:将三个过程中 Q 、 ∆U 及W 的变化值列表如下:
过程
Q
∆U
W
(1) CV ,m (T1末 − T1初 ) CV ,m (T1末 − T1初 )
《简明物理化学》第二章答案
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《简明物理化学》第二章答案1. 2mol 298K ,5dm 3的He(g),经过下列可逆变化:(1)等温压缩到体积为原来的一半;(2)再等容冷却到初始的压力。
求此过程的Q W U H S 、、、和。
已知=),(,g He C m p 20.8J ?K -1?mol -1。
解:体系变化过程可表示为W=W 1+W 2=nRTln 12V V+0=2×8.314×298×ln0.5=-3435(J)Q=Q 1+Q 2=W 1+ΔU 2=-3435+n m v C ,ΔT=-3435+n m v C ,(298-298/2) =-3435+(-3716)=-7151(J) ΔU=ΔU 1+ΔU 2=ΔU 2=-3716(J)ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +?21,T T m v TdTnC =2×8.314×ln0.5+2×1.5×8.314ln0.5=-2818(1-?K J )2. 10mol理想气体从40℃冷却到20℃,同时体积从250dm 3 变化到50dm 3。
已知该气体的m p C ,=29.20J ?K -1?mol -1,求S ?。
解:假设体系发生如下两个可逆变化过程250dm 3 等温 50dm 3 等容 50dm 340℃ ΔS 1 40℃ ΔS 2 20℃ΔS=ΔS 1+ΔS 2=nRln 12V V +?21,T T m v TdTnC=10Rln25050+10×(29.20-8.314)×ln 4015.2732015.273++=-147.6(1-?K J )3. 2mol 某理想气体(m p C ,=29.36 J ?K -1?mol -1)在绝热条件下由273.2K,1.0MPa 膨胀到203.6K ,0.1MPa 求该过程的Q W U H S 、、、和。
解:273.2K 绝热203.6K1.0MPa 膨胀 0.1MPa等温压缩等容冷却∵m p C ,=29.3611--??mol K J∴ m v C ,=29.36-8.314=21.0461-?K J且Q=0ΔU=21,T T m v dT nC =2×21.046×(203.6-273.2)=-2930(J)W=-ΔU=2930(J)4. 有一带隔板的绝热恒容箱,在隔板两侧分别充以不同温度的H 2和O 2,且V 1=V 2(见图),若将隔板抽去,试求算两种气体混合过程的S ?(假设此两种气体均为理想气体)。
物理化学第二版作业答案
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物理化学作业题答案第六章 相平衡思考题5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡,43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+垐?噲?。
指出该系统的独立组分数、相数和自由度答:反应中有三个物种,一个平衡限制条件,没有浓度限制条件。
所以独立组分数为2,相数为2,自由度为2。
习题解析3.3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g),根据相律解释下述实验事实。
(1) 在一定压力的2CO (g)中,将3CaCO (s)加热,实验证明在加热过程中,在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。
(2) 在3CaCO (s)的分解过程中,若保持2CO (g)的压力恒定,实验证明达分解平衡时,温度有定值。
解:(1) 该系统中有两个物种,2CO (g)和3CaCO (s),所以物种数2S =。
在没有发生反应时,组分数2C =。
现在是一个固相和一个气相两相共存,2P =。
当2CO (g)的压力有定值时,根据相律,条件自由度*12121f C P =+-=+-=。
这个自由度就是温度,即在一定的温度范围内,可维持两相平衡共存不变,所以3CaCO (s)不会分解。
(2)该系统有三个物种,2CO (g),3CaCO (s)和CaO(s),所以物种数3S =。
有一个化学平衡,1R =。
没有浓度限制条件,因为产物不在同一个相,故2C =。
现在有三相共存(两个固相和一个气相),3P =。
若保持2CO (g)的压力恒定,条件自由度*12130f C P =+-=+-=。
也就是说,在保持2CO (g)的压力恒定时,温度不能发生变化,即3CaCO (s)的分解温度有定值。
5.结霜后的早晨冷而干燥,在-5℃,当大气中的水蒸气分压降至266.6 Pa 时,霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华,空气中水蒸气的分压要有多大已知水的三相点的温度和压力分别为273.16 K 和611 Pa ,水的摩尔气化焓1vap m 45.05 kJ mol H -∆=⋅,冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -∆=⋅。
物理化学第二版课后思考题答案剖析
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第一章气体1.如何使一个尚未破裂而被打瘪的乒乓球恢复原状?采用了什么原理?答:将打瘪的乒乓球浸泡在热水中,使球的壁变软,球中空气受热膨胀,可使其恢复球状。
采用的是气体热胀冷缩的原理。
2.在两个密封、绝热、体积相等的容器中,装有压力相等的某种理想气体。
试问,这两容器中气体的温度是否相等?答:不一定相等。
根据理想气体状态方程,若物质的量相同,则温度才会相等。
3.两个容积相同的玻璃球内充满氮气,两球中间用一根玻管相通,管中间有一汞滴将两边的气体分开。
当左边球的温度为273K,右边球的温度为 293K时,汞滴处在中间达成平衡。
试问: (1) 若将左边球的温度升高 10K,中间汞滴向哪边移动? (2) 若将两个球的温度同时都升高 10K,中间汞滴向哪边移动?答:(1)左边球的温度升高,气体体积膨胀,推动汞滴向右边移动。
(2)两个球的温度同时都升高10K,汞滴仍向右边移动。
因为左边球的起始温度低,升高 10K所占的比例比右边的大,283/273大于 303/293,所以膨胀的体积(或保持体积不变时增加的压力)左边的比右边的大。
4.在大气压力下,将沸腾的开水迅速倒入保温瓶中,达保温瓶容积的0.7左右,迅速盖上软木塞,防止保温瓶漏气,并迅速放开手。
请估计会发生什么现象?答:软木塞会崩出。
这是因为保温瓶中的剩余气体被热水加热后膨胀,当与迅速蒸发的水汽的压力加在一起,大于外面压力时,就会使软木塞崩出。
如果软木塞盖得太紧,甚至会使保温瓶爆炸。
防止的方法是,在灌开水时不要灌得太快,且要将保温瓶灌满。
5.当某个纯的物质的气、液两相处于平衡时,不断升高平衡温度,这时处于平衡状态的气-液两相的摩尔体积将如何变化?答:升高平衡温度,纯物质的饱和蒸汽压也升高。
但由于液体的可压缩性较小,热膨胀仍占主要地位,所以液体的摩尔体积会随着温度的升高而升高。
而蒸汽易被压缩,当饱和蒸汽压变大时,气体的摩尔体积会变小。
随着平衡温度的不断升高,气体与液体的摩尔体积逐渐接近。
简明物理化学知到章节答案智慧树2023年中国农业大学
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简明物理化学知到章节测试答案智慧树2023年最新中国农业大学绪论单元测试1.下述内容不属于物理化学研究的范畴的是参考答案:核反应堆发电2.下述研究思路不属于物理化学的研究方法的是参考答案:直接从最难的问题开始研究第一章测试1.下列说法中正确是:( )。
理想气体等容过程,ΔH=2.H2和O2以2:1的摩尔比在绝热钢瓶中反应生成H2O,此过程中下面哪个表示式是正确的()参考答案:D U=03.理想气体从同一始态(P1,V1)出发,经绝热可逆压缩和恒温可逆压缩,使其终态都达到体积V2,则两过程作的功的绝对值应有( )参考答案:绝热可逆压缩功大于恒温可逆压缩功4.理想气体向真空容器中膨胀,以所有的气体作为研究体系,一部分气体进入真空容器后,余下的气体继续膨胀所做的体积功( )参考答案:W=05.化学反应A→B,A→C的焓变分别为Δr H1和Δr H2,那么化学反应B→C的焓变Δr H3为()Δr H3=-Δr H1+Δr H26.在101.325kPa,l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。
若水蒸气可视为理想气体,由于过程等温,所以该过程D U=0。
参考答案:错7.当系统向环境传热时,系统的热力学能不一定减少。
参考答案:对8.热容是状态函数参考答案:错9.气体的热力学能和焓只是温度的函数参考答案:错10.理想气体经过等温可逆膨胀,对外所做的功数值上等于吸收的热量参考答案:对第二章测试1.∆S=∆H/T适合下列哪个过程熵变的计算()参考答案:水在100℃一个大气压下蒸发为水蒸气2.反应 CaCO3(s) == CaO(s) + CO2(g) 的D r S (T) > 0 ,则该反应的D r G(T) 将随温度的升高如何变化(假设D r H不随温度变化而变化)参考答案:减小3.液态水在100℃及101.325 kPa下蒸发成水蒸气,则该过程的(_)参考答案:D G = 04.可逆热机的热功转换效率最高,因此由可逆热机带动的火车与不可逆热机带动的火车比较参考答案:速度慢,节能5.某化学反应R→P在等压过程焓变D S与温度无关,则该过程的()参考答案:D H与温度无关6.吉布斯自由能减小的变化过程一定是自发过程。
物理化学(第二版)习题解答
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第二章热力学第二定律1、2.0mol理想气体在27℃、20.0dm3下等温膨胀到50.0dm3,试计算下述各过程的Q、W、ΔU、ΔH、ΔS。
(1)可逆膨胀;(2)自由膨胀;(3)对抗恒外压101kPa膨胀。
解:(1)ΔU=ΔH=0;Q=-W==2.0×8.314×300×=4571(J);ΔS===15.24(J·K-1)(2)Q=0;W=0;ΔU=0;ΔH=0;ΔS===15.24(J·K-1)(3)ΔU=ΔH=0;Q=-W=101×(50-20) =3030(J);ΔS===15.24(J·K-1)2、1.0molα-Fe由25℃加热到850℃,求ΔS。
已知C p,m=30.30J·mol-1·K-1解:ΔS==30.30×=40.20(J·K-1)3、2.0mol理想气体由5.00MPa、50℃加热至10.00MPa、100℃,试计算该过程的ΔS。
已知C p,m=29.10 J·mol-1·K-1。
解:属于pTV都改变的过程。
ΔS==8.38-11.53=-3.15(J·K-1)4、N2从20.0dm3、2.00MPa、474K恒外压1.00MPa绝热膨胀到平衡,试计算过程的ΔS。
已知N2可看成理想气体。
解:Q=0; ΔU=W,即nC p,m(T2-T1)=-p e(V2-V1)将n==10.15(mol); C p,m=3.5R; V2==84.39×10-6T2代入上式得:10.15×3.5R×(T2-474)=-1.0×106×(84.39×10-6T2-20×10-3)解得T2=421.3K该过程属于pTV都改变的过程,所以错错ΔS==-34.81+58.49=23.68(J·K-1)5、计算下列各物质在不同状态时熵的差值。
(完整word版)物理化学简明教程考试试题及答案
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2.指明电泳方向;
3.比较MgSO4,Na2SO4,AlCl3电解质对此溶胶的聚沉能力并简述原因
解:KI过量,稳定剂为KI
正极
AlCl3>MgSO4>Na2SO4
胶团显负电,故由哈迪-叔采规则,反离子价数越高,聚沉能力越强。
4. 40℃时,某反应 为一级反应,设反应初始速率 =1.00×10-3mol·dm-3·min-1,20分钟后,反应速率变为 =0.25×10-3mol·dm-3·min-1,试求40℃时:
5.已知FeO (s) + C (s) = CO (g) + Fe (s),反应的 且都不随温度而变化,欲使反应正向进行,则一定 ( A )
A.高温有利B.低温有利C.与温度无关D.与压力有关
6.1mol理想气体完成从V1,p1到V2,p2的过程后,其熵变应如何计算 ( A )
A, B.
C. D.无公式计算
2.稀溶液的依数性指的是,稀溶液中,溶剂的蒸汽压下降, ----凝固点降低--,--沸点升高--------和渗透压的数值,只与一定量溶液中的溶质的-----质点数------有关.
3. 把反应Ag+ + Cl-→AgCl(s)设计成原电池为
—Ag(s) |AgCl(s)| HCl(aq) || Ag+(aq) | Ag(s)。(4分)
7.典型的复合反应类型有:对行反应、平行反应和连串反应。ຫໍສະໝຸດ 五、应用题(每题10分,共40分)
1.电池Pt︱H2(101.325kPa)︱HCl(0.1mol·kg-1)︱Hg2Cl2(s)︱Hg在25℃时的电动势为0.372V,电动势的温度系数为1.5×10-4V·K-1。
物理化学简明教程习题答案
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第一章气体的pVT性质1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的,与压力、温度的关系。
解:根据理想气体方程1.2 0℃,101.325kPa的条件常称为气体的标准状况,试求甲烷在标准状况下的密度。
解:将甲烷(Mw =16.042g/mol)看成理想气体: PV=nRT , PV =mRT/ Mw甲烷在标准状况下的密度为=m/V= PMw/RT=10116.042/8.314515(kg/m3)=0.716 kg/m31.3 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g充以4℃水之后,总质量为125.0000g。
若改充以25℃,13.33 kPa的某碳氢化合物气体,则总质量为 25.0163g。
试估算该气体的摩尔质量。
水的密度1g·cm3计算。
解:球形容器的体积为V=(125-25)g/1 g.cm-3=100 cm3将某碳氢化合物看成理想气体:PV=nRT , PV =mRT/ MwMw= mRT/ PV=(25.0163-25.0000)×8.314×298.15/(13330×100×10-6)M w =30.31(g/mol)1.4 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结,泡内密封着标准状态下的空气。
若将其中的一个球加热到 100℃,另一个球则维持 0℃,忽略连接细管中气体体积,试求该容器内空气的压力。
解:由题给条件知,(1)系统物质总量恒定;(2)两球中压力维持相同。
标准状态:因此,1.5 0℃时氯甲烷(CH 3Cl )气体的密度ρ随压力的变化如下。
试作p p-ρ图,用外推法求氯甲烷的相对分子质量。
1.6 今有20℃的乙烷-丁烷混合气体,充入一抽成真空的200 cm3容器中,直至压力达101.325 kPa,测得容器中混合气体的质量为0.3897 g。
试求该混合气体中两种组分的摩尔分数及分压力。
解:将乙烷(M w=30g/mol,y1),丁烷(M w=58g/mol,y2)看成是理想气体:PV=nRT n=PV/RT=8.3147⨯10-3mol(y1⨯30+(1-y1) ⨯58)⨯8.3147⨯10-3=0.3897y1=0.401 P1=40.63kPay2=0.599 P2=60.69kPa1.7 如图所示,一带隔板的容器内,两侧分别有同温同压的氢气与氮气,二者均可视为理想气体。
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7.
(1) W=P ΔV=101.325*(1.677-0.001043)*18=3057J=3.057KJ
(2) W=PVg=101.325*1.677*18=3059J=3.059KJ, 误差 2/3057=0.065% (3) Vg=nRT/P=8.314*373/101.325/1000=0.0306m 3
W=101.325*0.0306=3.101KJ (4) ΔH=Qp=40.63KJ ΔU=Q-W=40.63-3.101=37.53KJ 10.
V 2=50.663*100/101.325=50dm 3
W= nRTln(V 2/V 1)+P 2*ΔV=50.663*100*ln0.5+101.325*(10-50)=-3511-4053J=-7564J=-7.6kJ 初始水蒸气n=PV/RT=50.663*100/8.314*373mol=1.63mol 终态水蒸气n 2=101.325*10/8.314/373mol=0.327mol 由于是等温过程,水蒸气的内能没有变化
因此Q=-40.63*(1.63-0.327)-3.51kJ=-56.5kJ ΔU=Q-W=-56.5+7.6kJ=-49.1kJ
ΔH=ΔU+Δ(PV)=-49.0+(101.325*10-50.663*100)/1000kJ=-53.1kJ
16. 系统的等压热效应就是反应系统的焓变,用Δr H 表示;
若反应在等容条件下进行,其热效应称为等容热效应,且等容热效应就是反应系统的内能变,用Δr U 表示。
(1)题意表明,该燃烧热是用定容量热计测得,即等容条件下 Δc H m =Δr U m +RT
对于反丁烯二酸而言,Δc H m ,反=Δr U m ,反+RT= -1333.4kJ/mol 对于顺丁烯二酸而言,Δc H m ,顺=Δr U m ,顺+RT= -1356.6kJ/mol 所以 对于反丁烯二酸而言,Δr H m ,反= -812.3kJ/mol 对于顺丁烯二酸而言,ΔR H m ,顺=-789.1kJ/mol
(2) Δr U m=23.,2kJ/mol
该题批改过程中,有相当一部分同学忽略了定容量热计的条件,直接将等容热等同于等压热,造成计算错误;还有一些同学只是罗列公式同样忽略了定容量热计的条件,没有计算直接COPY 答案,这种做法不可取!
17. 该题比较简单,计算过程略! 19.
T=373K
P 1 =50.663kPa V 1=100dm 3
n mol H 2O(g)
T=373K
P 2=101.325kPa V 2=? dm
3
n mol H 2O(g)
T=373K
P 3=101.325kPa V 3=10dm
3
n 2 mol H 2O(g)
等温可逆压缩
恒外压等温压缩
V 1=410.3dm 3 P 1=101.325kPa T 1 ?
V 2=?dm
3
P 2=2*101.325kPa T 2 ?
PT=常数
(1)T 1=P 1V 1/nR=1000K P 1T 1=P 2T 2=C T 2=P 1T 1/P 2=500K
(2)ΔU=nCv,m(T 2-T 1) = -51.90kJ ΔH=nCp,m(T 2-T 1) = -72.75kJ W=⎰
2
1
V V PdV p 表示为V 的函数做积分,也可以简化:
PT=C and nRT=PV nRT 2=VC T 2=VC/nR 2TdT=C/nRdV W=⎰
21
V V PdV =CdT nR T P T T ÷⋅⋅⎰
2
1
2=2nR(T 2-T 1)= -41.57kJ
Q=ΔU+W= -93.47kJ
该题的难点在于W 的计算,批改过程中错误的解法是利用ΔH=Q ,来进行计算,从而推出W 。
请注意ΔH=Q 成立的条件是在不做非体积功的等压过程中,热量才等于焓变,在压缩过程中压强一直在变!
批改过程,发现有少部分同学有抄袭的现象,下次请注意!。