物理化学傅献彩习题课11、12、13、14 付献彩
傅献彩《物理化学》(第5版)(下册)课后习题-化学动力学基础(一)(圣才出品)
，则
因为二级反应半衰期为
，则
6．含有相同物质的量的 A，B 溶液，等体积相混合，发生反应
在反应经
过 1.0 h 后，A 已消耗了 75％；当反应时间为 2.0 h 时，在下列情况下，A 还有多少未反
应？
（1）当该反应对 A 为一级，对 B 为零级；
（2）当对 A，B 均为一级
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证明：对于 n 级反应有 对上式积分
故 即半衰期的表示式为
， ，得
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9．对反应
进行了研究，起始时
NO（g）与 H2（g）的物质的量相等。采用不同的起始压力 p0，相应地有不同的半衰期。
实验数据如下：
试求该反应的级数。 解：因半衰期随压力的不同而不同，故可知该反应不是一级反应，即 级反应的半衰期公式可得
，解得
。
所以反应的速率方程为 则反应的速率常数为
11．碳的放射性同位素 14C 在自然界树木中的分布基本保持为总碳量的 1.10×10－13％。
某考古队在一山洞中发现一些古代木头燃烧的灰烬，经分析 14C 的含量为总碳量的 9.87×
10－14％。已知 14C 的半衰期为 5700 a，试计算这灰烬距今约有多少年？
试求该反应的速率常数 k 值。
解：已知蔗糖水解为一级反应，则
。
代入数据，结果列于下表
取平均值得 5．在 298 K 时，测定乙酸乙酯皂化反应速率。反应开始时，溶液中酯与碱的浓度都为
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0.01 mol·dm－3，每隔一定时间，用标准酸溶液滴定其中的碱含量，实验所得结果如下：
物理化学傅献彩课后复习题(非习题)答案
物理化学习题答案第一章乞体1. Wi忡不詔的耳e*U*∙■果它门酣平均平功住郴制”帯度也脚周.瓣它们的F*力垦榨Inpr为什么「暮；(⅛ +RttM*⅛⅛Wβ*tf⅜⅛≡Λ tt∖f*K状命⅛nfΛ^- WRT武申K ⅞ttAHft^AHf∕3.VJ⅝*tUt的倬樹.r最遇力鼻|1度.聲星乍尔吒体肯败"χw⅛fl ,5-S⅛φw⅛*τ*的険■.制为*UMWi9車耶目■屮为吒廉的呼pv∙⅛λτ m边崗箴愎匕期得严甯Itntiffl^i*>>r wψ均竝(⅛aι∣t的“.B∣E>=∙∣阳丁師以吒休分子的平均屮如仪肆鹰弃关.IiJan中已知两轉不耐的理《1气ι*,τi⅛rAfif 它訂的密廈相W- JHAii上茨^⅞7∏Γftffi力P 仪与M * ⅛.tMJtι*出林樂.闫甘不画的見怛q埠屁它町眞抽常M的甲越李仍聲.相问柵厦a⅞∙件卜"它訂的乐力不l⅛. KΛ I i MJft&tt.MMΛH PXteΛtWffl^的卉H中.Ifi舟圧力和尊的JItJasB4U¼∙试呵迭申IlHJftSMIl≡r*MWftn*的状歩方祥式PVH恣丁Wiftft*-j tfJM中单静理想汽体村合AV I-MRT： Ie住W-φffβ中存在^V t-(IS RT j.只因为苒容H的佯机帽尊Jt有的用总％佯的!1力也相算務以P l-P t V I-V tMW ERx-酣rr”飾边同ItlaR 则碍>tι T1-HiT fΛAHβφ1t⅛ WItfIWfli的・a⅞iλ阿绘气井"議曲卞粹It中■廈轶帶1件購■純窑甘中甜虞不相等一1. Cbl[« ⅛Rj⅛(⅛β*ffl^fc^体？⅛tt⅛?<ιttm*cw^f⅛aiew⅛a的建亭方僅成PV^ ->-N W,式中P⅛Nφj⅛-7,5WeeaGffi产生的Λ⅛r?.它其科规计平均的*Λ.T⅛rt力圧-十定低・捷11«ft(*W-Jts∣-tH4ItttlEIftβ(fl.M⅛⅛iiW⅛-f⅛⅛≡½Nr⅛岀的[⅛ltπn⅛⅛tf*:'‰,戒*-心是盼尔分敷】达用于賞毎％J*.⅛i痔風寓Ii的夸IL4.tfZ73K⅛.⅛HJf j tt<.H1J⅛ WaJ⅛.试阿購•荐代体的權均方«**X? ■科吒侔的1*倉热運M⅛ιVtA*.tt⅛⅛HΦ B=J^T⅛U J 薯≡≡ι⅛⅛i< τu=J⅞T≠ι⅛"V^ΓnUI⅛*⅛Λr4≠,1Jlfil的曙∕∏B J<反比因此.住MJ同翼度273 K的条件F*M⅛, -ZXiO I btX * InDI .Λ1⅛-3ZXJo i lm * ∏u∣叫■罪X W l k^ * mul ,H E的Wi均方连率蜃大>g 的JrLltt然遞申堆小，5, 址棋然瑶車、Ai均方連厦和數学平购運華"2考的犬小戈系如何？餐旳什么用蚯？箸;桂htΛxw川定华莎布曲S⅛上右ft¾j⅛*連丰的舟子刖占的处載绘大.这牛绘庇点SfXtjflf 的連草應Z⅛ift柢雄建率(帕皿・丁毛丫⅛饰Ly 智'分子的散学Y均連屮〈贾>为浙有分F速率的于半BHfiU"V牯帳均方SΨ<u)足•个姒卜半均值,它与各个分子前通率有关冷乂人竽F任务顒个分了的逮轧三种連率之比W I -√ψ1√^Γ √3iτ≡l< L12β «1.224it Ξ*中・廉槪燃建率Ja小・很尉方連冰最大•效学平均⅛w 中.6・气体在繭力场中分布的情况01何？用什么公式可以计)1地WhM高岌的压力？区样的压力差能晳用来发电？答:住虫力场中•气休分子受到两种2£Wrt反的作用.无規期热运动将便久休分子岗匀分布J：它们所能达到的空间,而或力的作用用養使重的气体分子向K Stlte •由于这两种相反的作用•达到平衡时•气体分子在空闾屮并It均匀的分命罐度随离度的增加向截少・ffil⅛⅛O→的高Ir范:H内tH度不变•则P Acxp(-1^)由于廉上述公式的枳分过翟屮•均檸SI度看作常数•折以只注爲度思差不人人;的危国内•町以计篦地球上臬一爲厦的圧力・⅛ttffΛ⅛U的压力於•但是由于存ItSr力场的原因•左实际生酒中魁们不Ie用这絆的Ir力发电.«■1^M ■ ■ • «*• ∙• • «• •7・在一个密闭容恋内有一定俭的久体•若齐Aia度•气体分子的⅛s⅛ftfflβ次数增加,那分子的平均R 附程将如何改变？答:在怅阳的容SS内•若fiSΛΛ.⅞ΛH次数增加・平判逢Λ¼ «!»««.Ψ均α由IS(Z)/ ?由于侈动着的分尸衣单位时间内与人他分子相HE的次数T可以用合％的K了来未示•例如书屮以分ff-⅛以时的舸度互相碰锂为例•推导出I芳需我门可以何搖応明分子的平均口由程与湿皮无关.H.什么是分Fw≡⅛ζ⅛效戡向釈？如何计Jr分子的答:设分子的有效半径为为〃・运动若的分子,只运幼的方向P纸面望宜•以有效直径d<d ・2J为半径作J8线岡•这个面枳擁为分子HtiI的有效截面>.单位时闾、单位休积中分子平均1ti∙的Aftft M应为N 皿√号\皿式屮∙ds代SA.β分子的有效半径之和・y代农折合质歐(Ue⅜l⅜iΛ⅛+⅛・9.什么JB气体的陂洗？研究U体瞭流有何用处？答:气体分子通过小扎向外JtlB称为晾流・GnJiam的K(Si宦律趕指隙池速度与其摩尔质加的孚方根戌反比•若两种气体住IdpJ的侑况卜进行比较•叱-屈隙克定®可以用*求气体的摩尔履量・即YfQ躺利用隙流住用也可以分A*^l⅝fi不同的气体視令物•这在周检素分福咿得列了应用.KL va n ⅛r WA ft h对实际气MKft-TwrtΦt⅛jE?如果杞实味住体看作剧球•则：K状直方程的形式岚法■何?符:・*・⅛r W*h对实麻代体的体枫和床力州頊丄«1岀/具有物代纟义的修Ihla子α孤旅这两个闪子捣示了兵实t x^9想P体令蓋JW的IR本廉因.v*n ⅛r Waab 方程式•即(Fξ¾)M f∙ RTH.A同S.R⅛F.X实际气体的摩尔体枳大ΓW≪气体的療尔休⅜J.W⅛∖体的压i⅛Wf Z£A^ 】还⅛ΦT 1?答虑斥力较离或Si度较低tM狀床=体勺朋BV休的偏差较大•找f!以书中提处詢因了⑵便低僦的大小.Z■労∙*^RT,HfKT.M实必弋体的皋尔IMR大于用想咒体的窄尔体枳・则俊气体的压抵因子Z>l∙p 匕> RT^气体的可压iβ性比理想〈休小.同理我们可以椎岀在相他情况下.若实环体的凍尔休秋水千用鱼匚处的缎尔处枳•阿该々休的圧端PlfZ<W%<R儿实际〈体的町斥琳性比Jl想H体大.12JC⅛W≠图的基本ΛΛJ⅛立任什么原理的基础丄？如果勿两片性负不同的实际气体•其HJJ、孚尔体枳和浪度是合吋能都相同？tfJE®MT-S否相同？为什么？答:凡是V d ndCr Wanked#可以用块-的对比方程式表示個为住对比状态方秤中(C•訂中- D-8rtt⅛∙岀现A X体的怜性K(^a•筑序以它是・•个貝召酉ifi性的方盘式•但宜按使用对比方ftOiWt 累•符别ft*JΛHi气体弟右关计界•満檢用压«S?S・其状杰方程式仍保須理想气体方ftΛ⅜形式”匕-ZRT(Z)•我们将也氏方《!(/>+朗亿T)=R∕'展开肓得V∙-V∙(A+^)+V∣-^-0 也吓成-⅛1t««**性质不同的实隊化体具右相P)的％K Γ<4!fil∣JT性点不同,W切分別的“上IfidPh 因而创啲P(S不同.不剛⅛实际咒*∙pχ4和T疽不可胡同时柏同・因为叶WW報2除• %艾繃书中按及P甕-紀础画加W心、许的醤孩近-个怨所以两飾站删实际代财具有綱的对出悅5 •即邛、迪《1尿Jfi它倘氐細了相同语则俺编因刊胴.第二章热力学第一定律I •判断卜列ΛIA½Λ止鋼・⑴状恋16定6状QMr就勺•定的值•皮之亦燃.<2)UiiEfitt⅛变G∙如一定改变.<3)ttδ改变看•状态補数•定«*«・⑷因为∆L7-Q ∙∆∕∕-Q•所以Q・Q是特定条件*的状右函致<^)WfiiiW淀足可運过廉・<6)Λil内有一世幣的理!8弋体•反抗•定外11««»»«.M ∆H-Q→.<7)力F第一定律•冈为能《不繼尢中生<T・所以-个系外做功•必須从外界酸收热St<«>««从状直1受化列状勺∏•若∆T=O.JK Q=O•无热βt交拱.«9〉A竽压b*.WMΛfl,ΛΛffβ中的施S•便其艮度卜•升•龜∆H-Q,-O. <lθ)ΛfiM*ftft4<tit8中∙W F9∙WP W ti∆C→G∆T.W M- ^-Cv∆T,W以肌<11>W-个対闭系统•当始态和共占楠崔后；<•>««历一个<ftΛilfi.W功有定值，<MXfi历一个■客竝IM•杲IQ≠fHfβK设不作並味贴功卄(C)IfttW-个耳#1过悴•則能力学縫有定(Bi <d)«S历•个多力过程・1«热和功的代ItWft定伯.«12》菓一化学反应@烧杯中进行•放热Q •焙变为AH, •苦安州成町逆地池・便曲杰《1终泰祕相同・竝lM∙rΛα.tt^*∆Ht.M∆H *∆H.・却⑴对・⑵対.⑶檢・苦外界条件不变•即欢杰始定后•历有般伏杰歯散祁材・定的数債・当某•个或某几个状杰右敕发牛受化时•状去一定改变)反之•当状状杰鬲数中一定有某→⅛XΛ个发生空化.而不一定是全WWtt 杰画JB(都发生改变・(4>W.热力学!⅛U和焙H是状tt.它的改变值决定千系统的IEMW终了的状杰•与途絵尢关•功和獭定干引起状态发宅变(tMΛtt.T⅛O关.任待定桑件*・斷定Q・Q就是状35Sβ½不充分的.(5m.tofiaβ⅛⅛ft⅛环境的SlrI随:⅛ffi^ats定∙ι⅛一个筋平會伯过程・当系悅的诸伸性质不n 时闾而改变•则系貌处于热力学平足可連过桎的要求•即保持ii*τft状奈的过e(5>I8.等外EE与等压不是PI艷紿勿iβ橄絶热膨胀过段屮Q-O•而不是Q・0・站是状IfiIMWt过程爪力由S A：.T. M ΓI(Λ<Λ.T J<T.)O IWftt ∆H<0.(7>W.Λ力学第•定怡说明热力学能(S虫(Q)和功(砂〉可以互WHt∙Z*述了它"转化討的定H 关系•所以它文是•个能It守tn定律.凶Jtt可知•系ftM⅛力鼻能的变化J⅛∆L-Q÷W.侨以功的转化形式不仪有热•也町通过热力学艇・<8>ift.Λ(Q)的变化值与貝体的变化⅛1⅞W关•它不足状态诵散・当AT=OwjIiftIflWift和笑了的型度相同•而不能说刖整个过桎笃变化悄St・故Q不一定为写.(9) W.∆H=(i足從没Ott功的条件F才存$的停式.aιι<ptt及口秋搅并便液休升温・則说明?Z 冷机械功•即S w f≠θ.O.±β^式AHUQ不J ft B(10) W. IIJH-状垂I岀发•住过您口可逆过桎达對的状杰∏和经过變热不町逆过程达寥1的状玄旷・捕状态的Jfi度一宦不帽同•故ΔTΛ≠ΔT M.W以W^W(Ilxa)对.佬热过耳・w-驾二牛匕^a(TI-T1).(b)Tt.尊容过畏中《不作罪序胀功〉Q・2・(c)ffi.9≡ilβ∙^0.(d)Xt. t方可逆QMV-∫ Gdf.(12>Xt.Q⅛H状25廉敎・由十赴过的途径不H-MQiftW会不同•焙(H)Jfe状玄Ilitt只J?曲终$相同•不芳攻序直过的过稈•则两坊壹儈和郴等.1何答下WWfi・(】〉在楼水椅屮ttΛ-个按水的MfflSir-Iliatf水槽中之水•使其达MΛA.试何试仓中的*ft** *!!・为件么？(2) RXΛS内电冰箱的门仃开•接通电恥那栄用门窗(设堰ALfJlB均不传Λ>.fitt⅛tt空内Si度徘低・为仆么？(3) 可逆痕机的HΛAΛ^,K他徘件祁相同的前提下•用可逆热机去串引火车・繼否便火车的連度加快•为峠么？(4) Zn 与務<wβ 作用.(«>«« 口的ssψ⅛∣τ.(b>ttafw 的容JS 中ian.w-^ΛΛft<⅜e 多•为什么？〈5)在•铝制胡中震有MJfi空气∙S1度⅛⅛*Tft. Λtt∏ffβ≡.使气体冲岀•当IE力一外界Ifl等时• iZJUfthff>.χt •会儿・倚中气体的!£力有何变化？⑹* N.和H：的物朋的*之比为1 • 3的反爪鋼件下合成聂・实鲨側碍任温度T I⅜T,时Ik出的J⅛4J分划为Q(Tl)W<⅛(‰).HJKirehhnffftW脸旺时•与下述公式的计算站果不⅜.KMfflftS. Δ,H. (T：)«A./k<Ti)+^ XGdT(7)从BttaiArtI发•经历―斡不同途枪對达小伺的终姦Nl)絆,淄可進过程从AfBl(2)绘铠熄可逢过程从A→C∣(3)ft⅛Λ不可逆过&从A→L).试邱(2若使终态的体积相同・D点应位于HC虚线的什么2" 什么？的压力fflR.D点应位千Λ7Λft的什么位为什么•第⅛Ufi 2-3.(8)在•个«««中发生SUFfiffiiH r<g) FC⅛<g)-υ∙2∣κn<<>反庖前,特T∙p∙V均未发维变化•设所科的代体祁町看作是理想气*•因为理想气体的热力学陡仅是SJ度的函ft.σ~U(T>.*以俊反屁的2-0•这个!3论対不剜？为什么？«：<1>不会・Ki于水稱中的水与水⅛5i*ΛfflM∙^Λ⅛R⅛环境的aiSΛTA*的海点•液体才ftitft 的务件•折以试誓中的水不会冷贰・(2)不能.由τ<tt.ns不传热・妈可把蹇个⅛r⅛tr⅛•个笔热零容的廉烧•又因为Δ∏-Q+W∙而Q — 0(绝^itW).电冰箱做唱功.即环境对銅统做功W>Q.fH以3>0・淄疫升蠢・(3〉不繼・対机效祇M m tS从岛Si璃魚产吸的熔IR大的转快成时歼境所Itt的功・但足7同时^aA 机憫环一M(足一个缓AHW过*•序U时何足无限笛•又由P-U7∕-F∙V可It出I将无1«的小•因此用可逆<⅜Λ^51火主的Kttft不女际的•不能塔加火车的速度只会降低.(4>TE««的科番叩理行的及用S»»牧多・这Je由于AiMi学中∙Q=Q +3r(KDΛi輕这个反应中Zn+H：SA—ZnSrX ÷⅛∙ΔΛ≡≡1.乂Si为»ftS为放熔反应Q-Q的佝均为员数・QI>∣Q∣∙<5>Λ内的庶力变化过軽：当压轴空气气床冲⅛.ft⅛Λ可建过殍当气体的压力耳外界相孚时•筒中31度片此3≡ h««.a •会儿VSrJ环境的詛度完仝宙竽・狡友幵离・期Hi力遺升戏・即大丁环Ml中豹标雇人5压.⑹亠丈际上足播按所愉反应式•进冇工为ImolfiSWWttS.实捡中ΛW^ftfβ尺反应込列平瓷时教出的鶴最•此时工<∣mn!∙圉比绘过计尊使用KirrhhIM定足计算的结JR号实銘不符.⑺结Rttffl 2-4.由ftItitw的■豪功计JI中的功≡Λ.MΛβ^中・W GGt-TJ•由于Ii B≡aff.*uw r<α又炭!叫l>∣w f d∙序以7⅛>T^r ・XΛΛflS∖*tt^ΛS PV-HΛT.ij½ HMM »・ >p∙∙!5 A Wl同时∙Ve>V⅛.细曲MKA实琢过秤中处一Φ降迥过杭耳毎JBMifiIfl比∙T"V7⅛∙P!)I•当匕相MW.A∙>^∙当处Ifl 同时・仏〉心・(R>N∕・0这个站论不IE贏O力学第」定能J r≡Q∙W∙⅛1T•反IS前后的TΛΦ∙Q=C.^∕≡ W.员然整个汝应屮V未变•但此化学反磴由fjt≡≡∣ft,∙)l发•以这It的％式对反皿做功•膺以Mha λ⅛I≡itff^W*≡*≡? Wim⅛ F列过世中t≡^l≡XtW・<l>f≡±A∣(2) 电MfC人气IK力(101.3H⅛)f∙水冬发为Mfi.≡的t b(3) 373 K «1 大A UE力(101.3kPa)f.*afi为同di∙回压的P(4〉用干电池使灯泡发光；(5〉用对消桧#1町連电池的电动势，⑹N,<g),(¼(g)tt^βΛffi*件卜IHfh<7)<RM卜将丨mo∙水M人大倣洱液中•洛液浓度未变：(8〉水A冰点时变成间温•同抵的冰.答:可逆过桎星本将征，Φ⅛tff中的毎一步祁可向相反的方向进行∙WiH∙系统复原点花环境中并不引起衣他交化.②廉过无取峻的戡张与依轴・③在可逆膨胀中系歩做的功JBl大.A*ΛE*可逆压箱过程中对环境做的功Jft小.(3)、(5〉和〈8〉的过ft!为UJ逆过程•其金均不是・4. 试将切卜的网个不即逆过桎设廿成可邀过件*G>ft 298 K.lOl.SkJ^lt力下•出慕炭为PJam依的代•*2>tt268 KJO1.3kpΛffi力P•水凝结为同《L同忌的冰.W√OH,O<1.298K.10L 3kFa>— H t(Xe∙2^K. IO1. 3kPr>等圧可連升淤；I停££可»»9AH s(×k373K.lOI.3kPf∣) H-CXg.373KaOI.3kPa>.⑵ H2(Xh2t⅛K.∣O∣.3kP∙)-⅛0(s.zωκ.l0k 3kl⅛>S. 中的QH∙W和可能划道的值•用>0∙V0成=C衣示.发生与(^m的反应,反应軻麻SIrffIe同:(7)ft大■的水中•有•个j⅛ΛH1(g).(⅛(g)K A tS.M电火花使出匕合变为水•以H l(g>∙(⅜(g)1S 缸为系兢•您■&电火花能41.(R)理想气体Jouk—Thomson的节澈过弊・眾⑴①WX)•水和电用丝为整体看待Q-0∙ΛL-Q W>O. C以水为杲如财外不做功•勳t吸热Q>O∙ΛfcMΛ=W+Q>O.①以电瞅仪为果统•电阳线的状奈未发生改变•侨以4。
(NEW)傅献彩《物理化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
目 录第1章 气 体1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 热力学第一定律2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 热力学第二定律3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 多组分系统热力学及其在溶液中的应用4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 相平衡5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 化学平衡6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 统计热力学基础7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 电解质溶液8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第9章 可逆电池的电动势及其应用9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 名校考研真题详解第10章 电解与极化作用10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 名校考研真题详解第11章 化学动力学基础（一）11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 名校考研真题详解第12章 化学动力学基础（二）12.1 复习笔记12.2 课后习题详解12.3 名校考研真题详解第13章 表面物理化学13.1 复习笔记13.2 课后习题详解13.3 名校考研真题详解第14章 胶体分散系统和大分子溶液14.1 复习笔记14.2 课后习题详解14.3 名校考研真题详解第1章 气 体1.1 复习笔记一、气体分子动理论1．理想气体理想气体：在任何压力、任何温度下都符合理想气体状态方程pV＝nRT 的气体。
理想气体状态方程中，p为气体压力，单位是Pa；V为气体的体积，单位是m3；n为物质的量，单位是mol；T为热力学温度，单位是K；R是摩尔气体常数，。
2．气体分子动理论的基本公式（1）气体分子运动的微观模型①气体是大量分子的集合体；②气体分子不断地作无规则的运动，均匀分布在整个容器之中；③分子彼此的碰撞以及分子与器壁的碰撞是完全弹性的。
物理化学第五版下册复习题答案傅献彩
物理化学第五版下册复习题答案傅献彩1、33．小明用已调节好的天平测物体质量，通过增、减砝码后，发现指针指在分度盘的中央刻度线左边一点，这时他应该（）[单选题] *A．将游码向右移动，直至横梁重新水平平衡(正确答案)B．将右端平衡螺母向左旋进一些C．将右端平衡螺母向右旋出一些D．把天平右盘的砝码减少一些2、5．推着自行车前行时前轮和后轮所受摩擦力的方向相同．[判断题] *对(正确答案)错3、29．生产和生活中，人们选择材料时会考虑材料的物理性质，下面属于主要从密度的角度考虑选材料的是（）[单选题] *A．用塑料作为插座外壳的材料B．用铝合金作为制作飞机的材料(正确答案)C．用橡胶作为汽车轮胎的材料D．用钨作为白炽灯泡灯丝的材料4、51．下列不是光源的是（）[单选题] *A．萤火虫B．太阳C．月亮(正确答案)D．燃烧的火把5、关于光现象，下列说法正确的是（）[单选题]A. 光在水中的传播速度是3×108m/sB．矫正近视眼应佩戴凸透镜C. 光的色散现象说明白光是由多种色光组成的(正确答案)D. 镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律6、75．在生产和生活中，人们常以密度作为选择材料的主要因素。
下面属于主要从密度的角度考虑选材的是（）[单选题] *A．用水做汽车发动机的冷却液B．用塑料做电源插座外壳C．用塑料泡沫做表演场景中的“滚石”(正确答案)D．用橡胶作为汽车轮胎的材料7、2．先启动计时器，再释放小车．[判断题] *对(正确答案)错8、30．如图，我国首款国际水准的大型客机C919在上海浦东机场首飞成功，标志着我国航空事业有了重大突破。
它的机身和机翼均采用了极轻的碳纤维材料。
这种材料的优点是（）[单选题] *A．密度大B．密度小(正确答案)C．熔点低D．硬度小9、下列物体中,质量约为2×105mg的是（）[单选题] *A. 一颗图钉B. 一本初二物理课本(正确答案)C. 一张课桌D. 一支黑水笔10、2．物体的加速度a＝0，则物体一定处于静止状态．[判断题] *对错(正确答案)11、4．骑着自行车前行时前轮和后轮所受摩擦力的方向相同．[判断题] *对错(正确答案)12、93．小明在测量某种液体的密度时，根据测量数据绘制出了烧杯和液体的总质量与液体体积的关系图象如图所示，下列说法正确的是（）[单选题] *A．该液体的密度是3g/cm3B．由图象可知，该液体体积越大，密度越小C．该液体体积是50cm3时，液体和烧杯的总质量是90g(正确答案)D．烧杯的质量是40kg13、继共享单车之后，共享汽车已经悄然走进我们的生活。
物理化学课后答案傅献彩第五版南京大学化学化工学院
热 力 学 第L 如果-个系统从环境吸收了如J 的热，而系统的热力学能却增加r 200 n 问系统从环境得到r 妾少 功？如果该系统<t 膨脈过程对环境作了 10 KJ 的功•同时收了 2« KJ 的热*求系统的热力学施变化值. 解;根据∆U=Q^W 热力学第一定律.可知W r -=∆Lf -Q (系统从环境吸热，QAo)= (200-40)J = 16OJΔΠ=Q÷W (系筑对环境做功MVtD= (28-10)kJ≡18kJ,2, 冇10 πκl 的气体(设为理想气休)■压力为Kx)O kP 酣温度为300 K •分别求出等温时下列过程的功' O )在空气压力为IoOkP 日时.体积胀大I dm½(2) 在空气压力为100 kPa 时•膨胀到气体压力也是IOO kPa ；(3) 等温可逆膨胀至气体的压力为IOo kPa.解：(D 外压始终维持恒定'系统对环境做功W-=-A∆V1(X)XlO J PaXlX 10^3m 3= — 100」*一 E 牛由沖«*>--IOmoixa. 314 J * mol~, ∙ K-I X300KXln IOmOl,300 K IOOokl⅛.V 1 IOmOL 300 KIOOkPa ⅛V;S 2-6^-PΛV 1~VOTIRTI \4 )=-1OnlO1XB, 314 * J ∙ TnOr I ∙ K^l ×30°KX 100^(i⅛-ιδ⅛)=-^ 25XIQ 4J*&尊温可≡K --f ： MV一 PE nRT 2 = ~nRT In= -5. 74XIO 4 J. ■3. 1 mcl 单原子理想气体,Cv"∙∣R.始态⑴的温度为273 K,体积为22.4 dπ?,经历如下三步•又叵 到始态•请计算每个状杰的压力、Q ・W 和2.(1) 等容可逆升温由始态(1〉到546K 的状态(2卄(2) 等温(546K)可逆膨胀由状态(2)到44. 8 dm j 的状杰(3卄(3) 经等压过程由状态(3)回到始态(1).解,(1)尊容可逆升温过程如图2-7. 546k,lmol. 44.8×10⅛5图2-7W-~A∆V=0∆L∕=Q÷W≡=Q = J ： nCv.m <lT=lmol×-∣-×& 314 ・ J ・ mol"・ KTX(546-273)K=34O4. 58J.(2)等温可逆膨胀过程∆U=0 W≈-∏RT In^ = -ITnol×& 314 J ・ mol^, ∙ K~, Xln ∣∣r ∣×546K=-3146. 50JQ=-W=3146∙ 50J∙ (3〉等压过程W = -P t ∙ ∆V=-vΓ(VI_v ：)1I∏212⅛J14 J_LmQLL∙ K J ×273K χc22 4_44 S)X 10-3rn J = 2269. 72J nC fi .m dT ="(∙∣∙R+R)X(273 K -546 K)∆LΓ=Q*W= (-5674. 31+2269. 72)J = -3404. 59J.4. 在29】K 和IOO kPa 下・1 mol Zn(S)溶于足就稀盐酸中•置换出1 mol H, (g).并放热152 kJ.若以Zn和盐酸为系统,求该反应所做的功及系统热力学能的变化. 解：Zn(S)+2HCl —ZnCl 2 ÷ H 2 (g)22∙4X10fQ= -y×8∙314J ∙ moΓ, XK*1 X(-273)KXlmol≡-5674. 31J 5461ςlmol,22,4×10W [T]在291 K-IOOkPa的条件下发生以上反应•产生Hz(g)W=-P r(V J-V I )== — />, =_ p. τ^~ = -nRT(.p,≈ p= IOOkl,a)≡ - Imol X & 3)4 J ∙ moΓ,•KTX291 K=-2419. 37J该反应为放热反应>Q<0.Q=-152X103J∆σ=Q÷W=-(152× IO3+2439. 37)J = -154∙ 42X103J∙5在298 K时,有2 mol N2(g),始态体积为15 dm3.保持温度不变•经下列三个过程膨胀到终态体积为50 dn?,计算各过程的∆U f^H t W和Q的值.设气体为理想气体.(1)自由膨胀；(2)反抗恒定外压100 kPa膨胀；(3)可逆膨胀.解：(1)自由膨胀过程为尊熔过程AH=O由于A=O W=-P.V=O同理∙∆H=Δl7+∆(pV)可推出∆LΓ=O又根据∆U=Q÷W可知Q=O.(2)反抗恒定外压膨胀W=-P e(V2-V l) =-100×103 Pa(50-15) × 10^8m3 = -3500J因为理想气体的U和H都只是温度的函数•等温下∆U=0.∆H-0,Q- W=35OOJ.(3)等温可逆膨胀W =-∫pdV = 一HRT In 普=一2τnol X & 314 J ・moΓ1・ K-I X 298 KXIn 誇=-5965. 86 J2=Q÷W,等温过程∆L∕=O.∆H=OQ=-W=5965. 86 J.6•在水的正常沸点(373. 15 K,101. 325 kPa),有1 mol H2CXD变为同温、同压的H l O(g),已知水的摩尔汽化焙变值为‰=40. 69 kJ・TnOrLiS计算该变化的Q∆U,∆H的值各为多少.解:相变在373.15K,101. 325kPa等温等压下进行，AH=QQ= H. =40. 69kJ ∙ moΓ1×lmol≡=40. 69kJW--^(V g-V r)--TtPT--ImoIX& 314J ∙ mol 订∙ Kβl×373K≡-3. IkJ ∆U=Q÷W=(40. 69-3.1)kg=37. 59kJ.7.理想气体等温可逆膨胀,体积从匕膨胀大到】0匕，对外作f 41.85 kJ的功，系统的起始压力为202.65 kPa⑴求始态体积VZ(2)若气体的Ift为2 mol.试求系统的温度.解,1)等温可逆过程W≈-nRT In^V r)理想气体状态方程pV=nRT两式联合求解PVI =InV =0. 089m ∖202. 65×103Pa41.85×1O 3J Vl=曲(2)同理根据笥温可逆过程中W=-nRTIn存W 41.85 × IO3J "iz可得T= ------------V- ------------------------------------------- :一i∩v;-1°93∙ 05K.nR In 护2mol× & 314 J ∙ mol 1∙ K In&在100 kPa及423 K时閑1 mol NH j(g)等温压缩到体积等于10 dm3,求最少需做多少功？(1)假定是理想气体,(2)假定符合Van der WaHIS 方程式.已知Van der WaaIS 常数α = 0∙ 417 Pa ∙ m4∙ moL"=3∙ 71X 10"5m3∙ moΓ6.解：(1)假定为理想气体,那么气体在等温可逆压缩中做功最小W≈-nRT In 务= -ltnoI×& 314 J ・moΓ,∙ K-l×4Z3 KXIn 35 χ lo⅞'=MQ5, ?4J可根据理想气体状态方程V严警=—X8,314wop√κ—23 K =s35X Io-Jm3 代入上式方可求解.(2)假定符合Van der WaalS方程•方程整理后•可得(6÷T)÷V-7-⅞≡0代入数据Vi-3. 472×10∙t Vl÷4.17× IO-6V flt-L 547×lO',o=O解三次方程后得V m=35×10-3m3= 疑三篇一曲(炳一吉)=0. 417Pa ・m∙ ∙ moΓ> ×12× (5⅛厂5⅛?)4385. 21J.9.巳知在373 K和100 kPa压力时，1 kg H2O(I)的体枳为1. 043 dm∖ 1 kg H20(g)的体积为1677dm3,H2O(I)的摩尔汽化熔变值JpH fn=MO. 69 kJ・moΓ1.当1 mol HQ(I)在373 K和外压为】00 kPa时完全蒸发成H2O(g).试求：(1)蒸发过程中系统对环境所做的功；(2)假定液态水的体积可忽略不计，试求蒸发过程中系统对环境所做的功•并计算所得结果的相对谋3假定把蒸汽看作理想气体,且略去液态水的体积,求系统所做的功；解:<1)«发过程中系统对环境做功W=-A(V<-½)= -100×10,Pa×(1677×10-,-1.043×10"s)m s・⅛~,×(18.0×10^3)kg=-3016. 72J.5解释何故蒸发的熔变大于系统所作的功.6 求(1)中变化的^U a和（2） 假设水的体枳可忽略∙W!J ½=0W=-P •匕= -100X103P8X1677XKΓ'kgT ∙ ∏? X18XlO -'kg=-3O18∙ 6OJ （二眇鹫盍嚮 72）J X ]00% =0 062%.（3） 把水蒸气看作理想气体•则可使用理想弐体状态方程PV=HRT且忽略液态水的体积,则V Z =OW≈-p^V g ≈-nRT= -lmol×8.314J ∙ moΓ, ∙ R -,×373 K= 一3101. 12J.（4） Q ,ιa = ∆r MI Hm = 40. 69kJ ∙ πx>Γ1A ” _Q-J rW 40. 69kJ ・ moL XlmolX103 + （-3016. 72）J 4U in - ---------------- T=S J ------------------------- = 37. 67 X IO 3J ・ moΓl .（5）仝蕉发过程中•用于系统对环境做膨胀功的部分很少•吸收的夬部分热量用于提岛系统的热力学10. 1 mol 单原子理想气体,从始态:273 K.200 kPa,到终态323 K,100 kAu 通过两个途径：（1〉先等压加热至323 K,再尊温可逆膨胀至IOO kPa,（2）先等温可逆膨胀至IOO kPa,再等压加热至323 K.请分别计算两个途径的Q∙W,2和AH,试比校两种结果有何不同•说明为什么.解:⑴因为单原子理想气体Gj=∙∣R,C,rn =今R 过程如图2—&①等压升温W I =_P ，（S_S=_P （呼^_呼^）= -M ∕?（^-T I ） = -ImOlX8. 314 J ∙ moΓl ∙ KrX （323—273）K= — 415∙ 7JHC Arni dT=Imol×γ×8. 314 J ∙ moΓl ∙ K l （323-273）K=1039. 257 心=J ： MCv,m dT=ImolXyX8.314 J ・ moL ・ KTM623.55J.②等温可逆总=-叔Tl 唸= -hnolX8. 314 J ・ moL ・ KU 323 KXln 需= -1861∙ 39 J∆LΛ ≡O∙∆Hf =Of Q 2 =-W 2 = 1861. 39JW = W 】+WZ =-2277∙ 09JQ=Ql 卜Q=29OO∙ 64J ∆U=∆IΛ+∆IΛ = 623∙ 55J ∆H=∆Wι +∆H 2 = 1039. 25J.Wz≈~nRT InImOl323 KIOOkPa①等温可逆Vy I =^Tln⅛ = →T Ing≡-lmol×& 314 J ∙ moΓ, ∙ KTX273KXln 需=一 1573∙ 25J∆Uι ==0∙∆Hι =0Q=-Wl= 1573∙ 25J.②等压升温VV 2 = -A (½-V 1) =-n ^(T 2-T 1 J--ImolX& 314 J ∙ mcΓ, ∙ K "】(323—273)K≡= — 415∙ 7J△H2=Q" = J ；： nC pt .dT=1 TnOlX 孑X8.314 J ∙ moΓ1 ∙ KTX(323—273)K=IO39∙ 25J∆U t ≈ P rtC v .m dT=l mo ∣X⅜×& 314 J ∙ moΓl ∙ K^,=623. 55J 儿 2W=W l ÷W 2 = -198& 95J Q=Q+Q = 2612∙ 5J∆U=∆LΓ1 +∆IΛ =623. 55J∆H≡∆Hι ÷∆H 2 = 1039. 25J.比较两种结杲・2和'H 值相同•而Q 和W 值不同.说明Q 和W 不是状态函数•它们的数值与所经 过的途径和过程有关.而2和3H.是状态函数，无论经过何种途径•只要最终状态相同.2和∆H 的数 值必相等.11.273 K,压力为5×10s Pa^.N 2(g)的体积为2.0 dπ?.在外压为IOO kPa 压力下等温膨胀•宜到M (g ＞的压力也等于IOO kPa 为止.求过程中的Vy,∆M,∆H 和Q 假定气体是理想气体•解:该过程为恒定外压等温膨胀∆U=0∙∆H=0W=-PAVZ-VX y )Q=-W=800J.12.0.02 kg 乙醇在其沸点时蒸发为气体.巳知蒸发热为85E kJ ・kg",蒸气的比容为0. 607 m j ・ 治一'.试求过程的∆U,AH∙W 和Q(计算时略去液体的体积).H IGHSOH(I)I [p],[τ] ∣C 2H 5OH(g)p 、Tb图 2-10P∙Tb 图2-9(理想气体状态方稈PV=HRT)此蒸发过程为等温等压可逆过程∆H=Q Λ≡O. 02kgX858kJ ∙ kg -l =17.16kJ=-p f v g (忽略液体的体积)=-IOOX IO 3PaXO. 02kgX0. 607 m 3 ∙ kgT = -1214JMJ=Q+W= 17. 16×103 + (-1214J) = 15946J∙13. 373 K∙压力为100kI⅛时,LOgH 2O(I)经下列不同的过程变为373 KJOokPa 的出0@〉•请分别 求出各个过程的∆LΓ.∆H,W 和Q 值.⑴在373 KJoO kPa 压力下H 2O(I)变成同温、同压的汽；(2) 先在373 K ・外压为50 kPa 下变为汽,然后加压成373 KJOO kPa 的汽$(3) 把这个H 2O(I)突煞放进恒温373 K 的真空箱中•控制容积使终态压力为100 kPa 的汽.已知水的 N 化热为 ZZ59 kJ ∙ kg l .解:(1)水住同温同压的条件下蒸发∆H≈Q, = l×10-1kg×2259kJ ∙ kg 1=2∙26kjW≈-pV β (忽略液体体积)= _nRT∆U=Q+W=2∙ 26 × IO 3 J+(~ 172J) ≡2088J.图 2-11 [p] AHl=Q 、= 1 × IoTX 2259kJ ∙ k f Γl =2. 26kJWl = -PY l = -WRT= -172J∆Uι =Ql ÷W ∣ =2088J[C AU 2 = 01 ∆H 2 ≡0. W*≡ ~ n RT In^ = - nRT In y ∖PI 一⅛⅛¾X3∙314 J ・ mol- ∙ KT X373 KXln 鑰= 119J、 Q=-W2 = -119JW≈W l ^W z ~-53JQ=Q+Q=214U∆U=NΛ+∆IΛ=2088J∆H=∆H 3 ÷∆H: =2. 26X ]03J.(3) 在真空箱中"∙=0∙故W=O由∆U.∆H 为状态函数•即只奥最终状态相同，则数值相等 ∆H=2. 26×103J∙ W=Q+W=Q= 2088J.14. 1 mol 单原子理想气体•始态为200 kPa. 11. 2 dn?,经PT=储数的可逆过程(即过程中PT=誉數)■ 压缩到终杰为400 kPa.已知气;体的CV tm = -IR 试求 l∙0X107⅛g 18×10β,kg∙ moΓlX&314 J ∙ moΓx ∙ K -I X373KH-172J (2)373K∙ H 2CXD [/>] 50kPa 373K> H 2CXg) CTJ 50kPa373K>H 2O(g) IOOkPa（1） 终态的体积和温度;（2） ∆L r 和 M（3）所做的功•解：（1）根据PT ■常数,则PITI-P I T2丁 =ATl __________________ _________ _____ ______________2 PZ PZ 400ICPaF =航乃_ ImolX& 314 J ・ moL ・ KTXl34.7K gχ 10-3m3PZ Zd • •⑵单原子理想气体CV.,m =J-R2=J ； nCv,m dT=nC v ,m (.T z -T l ) = ImolXyX& 314J ・ mol~,・ KTX(134. 7—269. 4)K=-1679. 84J △H = r nC^dT=nC,.m (T 2-Tχ>JT I= ImoIX--X& 314 J ∙∙tnoΓ, ∙ KTX(134. 7—269. 4)K=-2799∙ 74J.⑶由/「D 丁两式可推出V=曙∖pV^nRT eW=PdVM-J ； £ ・?^XdT=-2nR(7⅛-T 1)= -2×lmol×& 314 J ∙ TnOr l ∙ KTX(134.7—269・ 4>K=2239∙ 79J.15. 设有压力为IOO kPa 、温度为293 K 的理想气体3.0 Bm 3 ,在尊压下加热，直到最后的温度为353 K 为止•计算过程中W.3l7.∆H 和Q.已知该气体的等压摩尔热容为:Q lnI = (27. 28÷3. 26×10^3T∕K)J ・ K~1 ∙ πκ>Γ,.解:该过程为等压升温过程△H=Qp — J ； n C,.m ATC,ιn =(27. 28+3. 26X10-J T)J ・ KT ・ moΓ,∆H =∏Γ27. 28(T 2-T 1)+y×3. 26×10^,(7l-71)]=0.123×[27. 28X(353—293>+* X3. 26X10^X(3532—293J]=209. IJIOO XlO 净X 3 X10Tm3 _8?314 j~∙ τnoΓ1 ∙ K*1 ×^93K理想气体等压过程普=书 ,3X¾^353K =3 6χ 10-3m3(½-V 1 ) = -100× 10, Pa× (3.6-3) X 10-1m 3≡-6DjQ=Q+W=209∙ 1J -6OJ=149∙ 1J∙16. 在1200 KaOO kPa 压力下,有1 mol CaCO (S)完全分解为CaO(S)和CO 2(g),吸热180 kJ.计算过 程的W,∆L ∖∆H 和Q 设气体为理想气体.AV l "c 1 c 2θOX103Pa×11.2×10-3m 3 匕 ⅛ 2°OkP a 石拠314 J=TnO 产T0 = ^. IK400X10讥 RT l =0.】23mol解:CaCO3（S）-^-Cao（S）+CO2（g）⅛化学方程式可知ImOl OCO J（S）分解可生成ImOI CQ（g）,计算过程中忽略CaCOa （s）> CaCXs）的体积.w≈ -P f V g≡ -HKT=≡ -ImolX& 314 J ∙ moΓl∙ K*1×12∞K=-9976. 8JQ=180×103J=∆H∆L∕≡Q÷H r=180× IO j J÷（-9976. 8）J≡170×103kJ・17 •证明：（霁）,=—〃（霁）「并证明对于理想气体有（黑）广0・（勞）广0・证W:（l）已知H"¾7+z>U •U=H-PV（紮广（霁）厂（锡辽理想气体CP仅是温度函数C产（黑）*故（畀）广G-P（霁）严立.（2）dH-（IH）Vdτ+（IH）Td V理想气体等温过程∆H=O,∆T=O,故dH=O,d:T= O故（霍）∕V=0 等温彩胀或等温压缩∙dVHO所以（黑）广O 成立.⑶ Λ7=（S）V dr÷（^）Λ理想G体等温过程∆LΓ=O,∆T=O,同理ΛJ=O,dT=O由（2）可知dV≠O所以（需）广O成立.由于S（霁）v故，（寫）T=S陽（畀）J = ［齐（影）订严他证明：（需）,=C,（黑）厂〃—歌［（制厂町证明：（1）U=U（P t V）H⅛J÷∕>V dH=ΛJ÷pdV÷Vdp =（韵严+ （黑）严+ pdV-hVdp 等圧过程dH=（5V）/V+pdV两边同除以dT （霁）广（軌（歌+P（歌提取相同的（霁）,収因为C严（霁力所以Cr執[（韵,+打所叫執“-/＞（執成立•⑵ H=H[75 dH-（W）∕τ÷（lj）Λ同上题,可知dH=dU÷∕xlv÷VdΛ=dU÷VdZ＞（等体积过程）联立等式•两边同除以Crr又由于C 严（黑）， CV=（^）V 代人上式,整理后得—3 = -（霁）』（制广可故・证明完毕・19.在标准压力下•把一个极小的冰块投人0.1 kg.268 K 的水中•结栗使系统的温度变为273 K,并有 一定数槓的水凝结成冰•由于过稈进行得很快•可以看作是绝热的•已知冰的溶解热为333. 5 kJ ・kg-＞ •在 268〜273 K 之间水的比热为4. 21 kJ ・K"・kg^Λ（1） 写出系统物杰的变化•并求出∆H, （2） 求析出冰的质fit.解：（1）在p∙的条件下•此过程为绝热尊压过程故AH=Qp=O. ⑵设析出冰为∙rkg∙那么水为（0∙ l -χ）kg t 如图2-12.268 kQN kg HI O(D图 2-12∆H=∆H ∣ +∆H2 + ∆H3同种物质同温同压下变化AHs ・0・故∆H -∆H ∣ +∆H: ∆Hι +∆W2i =0O. IkgX<2IkJ ∙ K -I ∙ kg ∙,×(273-268)K+(-333.5kJ ∙ kg*1)Xkg=O x=6. 31kg.20.1 mol N 2(g)∙在298 K 和IookPa 压力下•经可逆绝热过程压缩到5 dm 3.试计算(设气体为理想气 （DN√g ）的遇后温度， （2） N 2（g ）的最后压力; （3） 需做多少功・C解：(1)Imol N 2为双原子分子7=沙= W- = I.42KImOl 气体为理想气体•符合理想气体状态方程 V_迟石 JmoIM& 314 J ∙ mo ∣τ ∙ KTX298 心“心心 VL 例- IOoXlO 3Pa-0.02448m理想气体绝热可逆过程中的过程方民式：TV-I =^数 T I v I L ^I = T 2v 2,4*1298K×<0. 02448)(M = Tl (0. 005)°∙4 Γ2=b62. SK. (2) 同理=X k« H J o(J) [ (0.1∙x)kg H I o(O 273K I 273 K0.1kg H j 0(∕)273IOOxIo j Pa×<O. 02448)1∙4= ∕>2×(0. 005)I∙4∕⅛=924×103kPa.(3)理想气体绝热可逆过程中的功：W "仇S-PlV F]LI■= nCv.m(T2-T)) = ImolXy X& 314 J ・ moL ・ K^1 X(562. 5-298)K=5497. 63J.21.理想气体经可逆多方过程膨胀•过程方程式为PV =C•式中C,”沟为常数.n>l.⑴若/J=2,l mol气体从W膨胀大到匕•温度由T, ≡573 K到T2≈m K •求过稈的功W：（2〉如果气体的Cv.w = 20.9 J・C・moΓ,•求过程的Qz和∆H.解：（】）过程方程式PS=Cm=2∙p=磊W=-[： NV=―匸：翁dV=C(舟一#)=野一響=0S-PX=HR耳一“R蘇=HR(T-T I) = ImoIx & 314 J∙ πκ)Γl∙ K'1 (473~573)K=-831. 4J(2)∆U^ F » C^dT= n Cv.m(T2 ~T3) == 1 molX20. 9J ∙ KT∙(473—573)K=-2090jJ T lC"=G∙u n+R=(20∙9+& 314)J ∙ TnoIτ ∙ Kβl=29.21J ∙ moΓ1∙ K l△H= f 2n C p.f∏dT=n CP^ (T2— Ti)J T I= ImOlX29.21 J ・ moL ・ KTX(473-573)K=-2921J∆U=Q+W(热力学第一定律)Q=∆U-W≡=-2090j-(-83L 4j)≡=-125& 6J.22.在298 K时•冇一定量的单原子理想气体(CV.m = 1.5/?),从始态2000 kPa及20 dm3经下列不同过程,膨胀到终态压力为100 kFa・求各过程的M∕,AH,Q及附. |(1)等温可逆膨胀；(2)绝热可逆膨胀；(3〉以5= I. 3的多方过程可逆膨胀•试在P-V图上画出三种膨胀功的示意图•并比较三种功的大小.解:单原子理想气体・3=号R∙C,m=号R,Z=詮=号I图2—13F a相U圧分大卡砂,_內匕_ 2000X103P8X20X107∏?_, 1, I理想气体状心方程n- RTI-8. 314 J ・moΓl∙ K1X298K~"∙ 14m°1(L)等温可逆膨胀∆U=0,∆H=0W≈-nRT∖n^≈-tιRT In^ (理想气体状态方Spι⅛=p2V2) P2= -16. 14mol×& 314 J ・ mol~,・ K^1×298K -119. 79kJ2=Q+W r=O Q=-W==I19. 79kJ.(2)绝热可逆膨胀Q=O理想气体绝热可逆过程方程式Pi-j TV = P2-TVp1<H>τJ=p1<ι-4>τ3(2000)∙i (298T =(IoO)一专T2IΓ2=89.91K理气绝热过程中W ≡nCv.m<T2-Tι)= 16∙ 14 molXyX8.314 J ∙ moΓ,∙ K*,(89. 91-298)K--4L 88X10,J ∆U≈Q+W≈W≈-41.88X1O3J *∆H=n C h^(-T i) = I6.14 mol×y X& 314 J ∙ moΓl∙ KT ×(89. 91-298)K=-69. 81XIO3J.(3〉多方可逆过程与绝热可逆过程方程式相似故aτ√≡z>21-*τ/(2000)73 (298)】」=(IOO) ^3T2k3T2 = 149. 27KW=器(号一TJ= 16.14molX 普詔］•型T匕KT(149. 27-298)Kn—66. 53kJ∆U=n CV t m ( T： ^~ Ti) = 16.14mol×-∣∙×8. 314 J ・moΓ 1•KTX(149. 27-298)K=-29. 94kJ∆H=nCn.m(T2-T l) = l6.14mol×y X& 314 J ∙ moΓ,•KTX(149. 27-298)K=-49∙ 89kJQ=Q+W(热力学第一定律)Q=∆U-W r=-29. 94kJ一(一66∙ 53kJ) = 36∙ 59kJ.(4)等温可逆膨胀∕>∣½≡p2½求出V2=0. 4m3绝热可逆膨胀∕>1V ∣4 =∕>2v 2i 求出V 2=O. 12m 3 多方过程可逆膨胀Zh⅛, s = ^V 2, 3求出V 2=O. 2 通过0(1)〜(3)的计算,可知杯，如图2-14.23.1 mol 单原子理想气体从始态298 K∙200 kPa.经下列途径使体积加倍•试计算每种途径的终态圧 力及各过程的Q ，W 及 W 的值,画出P-V 示意图,并把2和W 的值按大小次胖排列.(1) 等温可逆膨胀) (2) 绝热可逆膨胀；(3) 沿着^∕Pa=1.0×10*V.∕(dm j ・moΓl )÷6的途牲可逆变化. 解：1 mol 单原子理想气体 C^.β = -∣R.Q.1B = -I-R(1)等温可逆膨胀W=OW=—nRT In^ = -ImQIX& 314 J ・ moL ・ KTX298KXln 孝=-1717. 32J Q=-W=I717. 32J. (2)绝热可逆膨胀Q=OPIVI r ≡P J V J Z *故 Q= ”】(令)≡=200×103Pa伕X2χ連21-镇=鬻=7.7K= ImOlX 售 X8∙314 J ∙ InOr l ∙ K*1 (187. 7-Z98)K= -1375. 55J.V2=2Vι=24.78X10"3m 3p∕Pa≡ 1. OXIO 4V fII (Clm 3 ∙ TnOr l )+6代入数值•求解 6 值 2OOX1O 3 = 1.O× IO 4 × 12. 39+6 6=76100p 2=l× IO 4 XV 2 +∂=1 XIO 4 X24. 78+76100= 32390O(Pa)T =AV2=3239OQFaX24∙ 78X1OT 2~ nR -ImOIx& 314 J ∙ moL ∙ K -'W =_匸 PdV=-£2 (1.0×104V w +6)dV= -[y ×1. 0×104× (Vl-V4)÷76100× (V 2-⅛ )]=^3245. 56J∆U≡ΛCv,m (T 2-Tι)(3)V 1=讐=S 喙蘇3—2.咖E= 965. 4KK 2-15=63. OOXlO 3Pa=1 mol×4×&314 J ∙ moΓl ∙ KTX(965∙ 4-298)K=8323∙ 15J∆LΓ=Q÷H rQ≈∆U -W≈↑1. 57×1O 3J.（4）比较可得W3>W l >W 2f>随丁变大而变大p 3>∕h>p2册力学能变化 4>A3>∆LL,如图2 — 16. 24.某一热BL 的低温热源为313 K,若高温热源分别为： （1） 373 K （在大气压力下水的沸点”（2） 538 K （是压力为5. OXlO 6Pa 下水的沸点）・ 试分别计算热机的理论转换系数.解：（1）热机效3-⅞-I 1-κ=16.08%.T^TX298 K-273 K “一“ ^LT T Wl 273 K 八 33DkJ ∙ I QJ 人 1ICg —30. 68kj系统和环境中得到30. 68kJ 的功.26.有如下反应,设都在298 K 和大气压力下进行,请比较各个反应的2与的大小,并说明这差 别主要是什么因素造成的.(1) C lZ H 22C>1(蔗糖)完全燃烧；(2) CI O H ft (蔡,s)完全氧化为苯二甲酸 C βH 4(COOH 2)(S)I (3) 乙醇的完全燃烧；(4) FbS(S)完全氯化为 Eb(XS)和 5(⅛(gλ解:反应条件为 298 K, 100× IO 3Pa 压力下进行 Δ.H ro (T) = Δ<LΓm (T)+∆^T (1) C 12Hno ne + 1202(g>^12CO l (g)+llH2θ(l) An= 12—12=0 ∆H -∆L∕. (2) Δn<0∆H<∆U.(3) C 2 H 5OH÷3(⅛ (g)-2O⅛ (g) +3H 2O Δn<0 ∆H<∆L7.(4) 2Pbs÷3(⅛ ------- 2PbO+2SC⅛ Δn<0 ∆H<∆L7差别的主要因索在于反应前后气体的物质的虽差M fiiB 当 Δn<0 时.∆H<ΔU 当 Δn>0 时,∆H>∆U.27.0. 500 g 正庚烷放在弹形热量计中,燃烧后温度升高2. 94 K.若热量计本身及其附件的热容量为8. 177 kJ ・K-I •计算298 K 时正庚烷的摩尔燃烧焙(凰热计的平均泯度为298 K).解:GHw(l) + llQ(g)竺 7CO⅛(g)+8H2θ<l)TA373 K(2)热机效率 7=¾^ = 538KzpJS =41 82%.T K 538 K25某电冰箱内的温度为273 K ・空温为298 K ・今欲使1 kg 273 K 的水变 成冰,何最:少需做多少功？已知273 K 时冰的融化热为335 kJ ・kg-*.解:冷冻系数尸籌 W=丑匚耳Q 图 2-16止庚烷燃烧放热反应 ∆U=Q =—& 177kJ ∙ K 1 ×298 K=-24.0lkJ A f U =—= --------- 二?4. O^jeJ --------- = —4817 6kJ ・ mol 勺 d5 π 0∙5X]07⅛g 4*∙wu Inol100. 2 XIr rJ kg ∙ moΓl 正庚烷摩尔燃烧熔ΔcH w (GHιβ∙298K∙z>∙) = Δet∕ιn +∆zιRT= -4817.6kJ ∙ moΓ,+(7-ll)×8.314 kJ ∙ mol"1 ∙ X 10~ X298K=-4827. 5kJ ∙ moΓ,.2&根据下列反应在298.15 K 时的熔变值•计算AgCI(S)的标准摩尔生成给Δ H 紅AgChS,29& 15 K). (1) Afco(4+2HCl(g)—2AgCl(s) + H 2O(l) Δr W∙.ι(29& 15 K) - 32l.9 kJ ∙ moΓ,∣ (2) 2Ag(S)+*Q f (g)-Ag 2(Xs) (3) -∣ H 2 ⅛)+∙∣CI 2 <g)_HCKg) (4) H 2(g)+yO 2(g)-H 2CXI) 解：Ag( S) ÷~-C ∣2( g)—AgCl(S)经(I)Xy+(2)×y÷(3)-(4)×-∣这个计算过程方可得到Δl HX(AgCl,s.29& 15K) = *Δ,H"298. 15K)+*ΔJ H^(29& 15K) + ∆r ‰ 入、吐=×(-324.9)÷y ×(-30. 57) + (-92.31)—*(-285. 84) JkJ ・ mol~, = -127. 13kJ ・ moΓ1.29. 在29& 15 K 及IookPa 压力时•设环丙烷、石零及氢气的燃烧熔∆r ^(298.15 K)分别为一2092 kJ ・moΓ∖-393.8 kJ ・moL 及一285. 84 kJ ・moL.若已知丙烯QH<(g)的标准摩尔生成焙为Δl Hl <298. 15 K) = 2O. SO kJ ・ mol~l .试求：(1) 环丙烷的标准摩尔生成焙4HS,(29& 15 K)I(2) 环丙烷异构化变为丙烯的摩尔反应焙变值Δr HX(298. 15 K). 解：(1 )3C( 5)+3H 2 (g)-C 3 H e (g) ∆r Ht(C 3He,298.15K) = - Y vH∆c Wζ(β)B= -[∆C H; (GHs(g)∙29 & 15K)—3'H ：MC(S) .29 & 15K)-3∆eW(H t (g)∙29 & 15K)] = -[-2092-3X(-393. 8) — 3X( — 285∙ 84)]kJ ∙ moΓl =53.08kJ ∙ moΓ∖ (2)C 1H β =GCH=CH2XHl =3(GCH=CH?・298∙ 15K)-Δ(Hζl (GHχ298∙ ISK)= 20. SokJ ∙ moΓ1 —53. 08kJ ∙ moΓ1 = —32. 58kJ ∙ mol~,.30. 根据以下数据•计算乙酸乙商的标准摩尔生成焙(CH J C(XXZ 2H 5.1.29& 15 K) CH3αX)H(l)÷G H 5OH(I)=CH 3CCXX^ H S (1) + H 2O(1) Δf Hζ(29& 15 K) = -9. 20 kJ ∙ TnOr l乙酸和乙醉的标准障尔燃烧席Δt Hζ(298∙15 K)分别为:-874. 54 kJ ・moL 和一1366 kJ ・TnOΓ,, CO z (g),HτO(l)的标准摩尔生成熔分别为：一393・51 kJ ・moL 和一285. 83 kJ ・moΓ,.解：先求出ClhCCKJH(I)和GHsOH(I)的标准摩尔生成焙. CH 3C∞H+2Cλ —2CQ+2Hg∆r‰(29 8. 15 K)--30. 57 kJ ・ moL) ∆r‰(298. 15 K>-92. 31 kJ ・ m 。
《物理化学》第五版-(傅献彩主编)复习题答案--(全)
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第十一章 表面现象
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微信搜索【大四学长】免费VIP版安卓苹果实用工具，学习资料，电脑软件分享 第三章 热力学第二定律
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《物理化学(第五版,傅献彩)》课后习题及答案
压蒸发热为 40.63kJ·mol-1。当 1mol 液态水，在 373K 和外压为 p时完全蒸发成水蒸气时，
试求：
（1）蒸发过程中体系对环境所作的功。
（2）假定液态水的体积略而不计，试求蒸发过程中的功，并计算所得结果的百分误差。
（3）假定把蒸气看作理想气体，且略去液态水的体积，求体系所作的功。
（4）求（1）中变化的△vapHm 和△vapUm。 （5）解释何故蒸发热大于体系所作的功。
T V
0
T
16.证明：
U V
p
C p
T V
p
p
证：
U V
p
H V
P
p
=
H T
T p V
p
p
=
CP
T V
p
p
证明： CP
CV
p T
V
Hp
T
V
证： CP
CV
HT
U = H p T V T
P
HT
V T
dT P
Hp
T dP
H T
V
H T
解:
Zn (s)+2 H+= Zn2++ H2(g)
VH2
RT p
8.314 291 m3 101325
0.024m 3
W pV pVg nRT 8.314 291J 2419.4J
△rUm=(Q+W)/ =(-152-2.42)kJ·mol-1
3 . 在 373.2K 和 p压力下，使 1molH2O(l)汽化。已知水在气化时吸热 40.69kJ·mol-1。
P
Hp
T Tp
V
代入上式
傅献彩物理化学选择题———第五章相平衡物化试卷（二）
傅献彩物理化学选择题———第五章相平衡物化试卷（二）目录（试卷均已上传至“百度文库”，请自己搜索）第一章热力学第一定律及其应用物化试卷（一）第一章热力学第一定律及其应用物化试卷（二）第二章热力学第二定律物化试卷（一）第二章热力学第二定律物化试卷（二）第三章统计热力学基础第四章溶液物化试卷（一）第四章溶液物化试卷（二）第五章相平衡物化试卷（一）第五章相平衡物化试卷（二）第六章化学平衡物化试卷（一）第六章化学平衡物化试卷（二）第七章电解质溶液物化试卷（一）第七章电解质溶液物化试卷（二）第八章可逆电池的电动势及其应用物化试卷（一）第八章可逆电池的电动势及其应用物化试卷（二）第九章电解与极化作用第十章化学动力学基础（一）物化试卷（一）第十章化学动力学基础（一）物化试卷（二）第十一章化学动力学基础(二) 物化试卷（一）第十一章化学动力学基础(二) 物化试卷（二）第十二章界面现象物化试卷（一）第十二章界面现象物化试卷（二）第十三章胶体与大分子溶液物化试卷（一）第十三章胶体与大分子溶液物化试卷（二）参考答案1. Fe(s)、FeO(s)、Fe3O4(s)与CO(g)、CO2(g)达到平衡时,其独立化学平衡数R、组分数C 和自由度数f 分别为：( ) (A) R = 3；C= 2；f= 0 (B) R = 4；C= 1；f= -1(C) R = 1；C= 4；f= 2 (D) R = 2；C= 3；f= 12. FeCl3和H2O 能形成FeCl3?6H2O，2FeCl3?7H2O，2FeCl3?5H2O，FeCl3?2H2O 四种水合物,则该体系的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存的相数F分别为：( )(A) C= 3，φ = 4 (B) C= 2，Φ = 4(C) C= 2，Φ = 3 (D) C= 3，Φ= 53. 硫酸与水可形成H2SO4?H2O(s)、H2SO4?2H2O(s)、H2SO4?4H2O(s)三种水合物,问在101 325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种? ( )(A)3种(B)2种(C)1种(D)不可能有硫酸水合物与之平衡共存4. 当乙酸与乙醇混合反应达平衡后，体系的独立组分数C 和自由度f 应分别为：( )(A) C= 2，f= 3 (B) C= 3，f= 3(C) C= 2，f= 2 (D) C= 3，f= 45. 将AlCl3溶于水中全部水解，此体系的组分数 C 是：(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 46. 298 K 时，蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时，整个体系的组分数、相数、自由度为：( )(A) C= 2，Φ = 2，f*= 1 (B) C= 2，φ = 2，f*= 2(C) C= 2，φ = 1，f*= 2 (D) C= 2，φ = 1，f*= 37. 对恒沸混合物的描述，下列各种叙述中哪一种是不正确的？( )(A) 与化合物一样，具有确定的组成(B) 不具有确定的组成(C) 平衡时，气相和液相的组成相同(D) 其沸点随外压的改变而改变8. 在通常情况下,对于二组分物系能平衡共存的最多相为：( )(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 49. CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为：( )(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 510. 某一固体在25℃和标准大气压下升华,这意味着：( )(A) 固体比液体密度大些(C) 固体比液体密度小些(B) 三相点的压力大于标准大气压(D) 三相点的压力小于标准大气压11. 碘的三相点处在115℃和12 kPa上,这意味着液态碘：(A) 比固态碘密度大(D) 不能有低于12 kPa的蒸气压(C) 在标准大气压下不能存(B) 在115℃以上不能存在12. 哪一种相变过程可以利用来提纯化学药品? ( )(A)凝固(B)沸腾(C)升华(D)A、B、C任一种13. 在相图上,当体系处于下列哪一点时只存在一个相?(A)恒沸点(B)熔点(C)临界点(D)低共熔点14. 水的三相点附近,其汽化热和熔化热分别为44.82 kJ/mol 和5.994 kJ/mol。
物理化学傅献彩[整理版]
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物理化学傅献彩参考书目：1) 《物理化学》(第四版)傅献彩等编，高等教育出版社1990年版；2) 《物理化学》(第三版)王正烈等编，高等教育出版社1988年版一、考试要求：闭卷考试，书写规范、工整，所有答案均写在答题纸上，否则无效。
二、考试内容：1）气体p-V-T性质：a: 理解理想气体模型、实际气体和理想气体p-V-T性质的差别。
b: 掌握理想气体状态方程、范德华方程、分压、分容概念及应用、气体液化与临界性质、临界参数、对比参数、对应状态原理、压缩因子等概念。
2）热力学第一定律：a: 理解系统和环境、状态和状态性质、过程和途径、可逆过程、功和热的概念。
b: 掌握热力学第一定律、焓、Cp、Cv、、、相变焓等重要概念以及、与温度关系的重要关系式。
熟练掌握单纯pVT变化过程、相变过程、化学反应过程的Q、W、、的计算。
c: 会设计过程计算复杂情况下的热、功、温度、热力学能及焓的变化。
d: 掌握化学反应焓、相变焓和温度的关系、热力学第一定律对理想气体的应用、节流过程特点。
知道溶解焓、稀释焓、离子生成焓的概念。
3）热力学第二定律：a: 掌握卡诺循环、热机效率概念。
会在p-V，T-S，H-S等图上表示卡诺循环。
b: 理解第二定律的表述、实质、卡诺定理及其推论。
掌握熵的概念、实质、统计意义、克劳修斯不等式、熵增原理、熵判据、、判据。
c: 理解第三定律、规定熵、标准熵的概念及其数值求取。
d: 熟练掌握单纯pVT变化过程、相变过程、化学反应过程的、、、、的计算。
掌握热力学基本关系式、麦克斯韦关系式及其应用，能够较熟练地做有关证明题。
熟练克拉佩龙及克劳修斯-克拉佩龙方程的各种形式和应用。
4）多组分体系热力学：a: 熟练掌握拉乌尔定律和亨利定律。
b: 掌握偏摩尔量和化学势的定义，理解其物理意义、偏摩尔量间关系。
c: 掌握理想气体、理想溶液、稀溶液中化学势的表达、各种标准态的选取和化学势在化学平衡、相平衡中的应用、理想溶液、稀溶液定义、特点及微观说明。
傅献彩《物理化学》(第5版)(下册)配套题库【课后习题+章节题库】(下册)(10-11章)(圣才出品
2.当电解池的两极流过一定电流时，阴极和阳极的电势（用φc 和φa 表示）将比平衡时 的电极电势（ ）。
A．二者均更正 B．二者均更负 C．φc 更负，φa 更正 D．φc 更正，φa 更负 【答案】C
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【解析】在一定电流密度下，电极发生极化，使阳极电极电势更正，阴极电极电势更负。
考虑 H2 在各电极上的超电势，其实际析出电势分别为：
所以根据在阴极上析出电势的物质先析出的原则，析出顺序为：Ag、Ni、H2、Cd、Fe。
2．燃料电池
已知 298.15K 时， E [H2O，H+ O2 (g) Pt ] 1.229V， E T p －8.46×10－4 V·K－1。
①写出电极反应和电池反应。
则由 可得
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即
5．在 298 K 时，当电流密度为 0.1 A·cm－2 时，H2（g）和 O2（g）在 Ag（s）电极 上的超电势分别为 0.87 V 和 0.98 V。今用 Ag（s）电极插入 0.01 mol·kg－1 的 NaOH 溶 液中进行电解，问在该条件下在两个银电极上首先发生什么反应？此时外加电压为多少（设 活度系数为 1）？
解：电池反应的各电极反应为
此时外加电压为
6．在 298 K，标准压力 pΘ时，某混合溶液中 CuSO4 浓度为 0．50 mol·kg－1，H2SO4 浓度为 0.01 mol·kg－1，用铂电极进行电解，首先 Cu（s）沉积到 Pt 电极上。若 H2（g） 和 Cu（s）上的超电势为 0.23 V，问外加电压增加到有 H2（g）在电极上析出时，溶液中 所余 Cu2＋的浓度为多少（设活度系数均为 1，H2SO4 作一级电离处理）？
傅献彩《物理化学》第5版笔记和课后习题含考研真题详解(化学动力学基础 一)【圣才出品】
Ea
k Ae RT
或 若 A 与 T 无关，
ln k ln A Ea RT
d ln k Ea dT RT 2
五、链反应 1．链反应的三个基本步骤 （1）链引发。 （2）链传递。 （3）链终止。
2．直链反应（H2 和 Cl2 反应的历程）-稳态近似法
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解：该反应为二级反应，则有 y/（1－y）＝k2ta。
当 y＝1/3 时，t1/3＝2min，则反应速率常数为
1
k2
1 at1/3
y 1 y
a
1 2 min
3 1 1
1 4a
min 1
3
k2＝1/at1/3·y/（1－y）＝1/（a·2min）·（1/3）/（1－1/3）＝1/4amin－1
当 y＝2/3 时，所需的时间为
边积分，有
[A] d[A]
[A ]0 [A]1/ 2
t
kdt
0
解得[A]01/2－[A]1/2＝1/2kt。
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（2）当 t＝t1/2 时，有 A A0 [A]＝[A]0/2。
2
因为[A]01/2－[A]1/2＝1/2kt，所以 t＝2/k·（[A]01/2－[A]1/2）。 故 t1/2＝2/k{[A]01/2－（[A]0/2）1/2}＝√2/k（√2－1）[A]01/2。
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②当 k1＜＜k2， z a 1 ek1t 。
四、温度对反应速率的影响 1．van’t Hoff 近似规则 温度每升高 10K，反应速率 k 近似增加 2～4 倍。
物理化学傅献彩上册习题答案
第二章 热力学第一定律思考题.：1. 一封闭系统，当始终态确定后：（a ）当经历一个绝热过程，则功为定值；（b ）若经历一个等容过程，则Q 有定值：（c ）若经历一个等温过程，则热力学能有定值：（d ）若经历一个多方过程，则热和功的和有定值。
解释：始终态确定时，则状态函数的变化值可以确定，非状态函数则不是确定的。
但是热力学能U 和焓没有绝对值，只有相对值，比较的主要是变化量。
2. 从同一始态A 出发，经历三种不同途径到达不同的终态：（1）经等温可逆过程从A→B ；（2）经绝热可逆过程从A→C ；（3）经绝热不可逆过程从A→D 。
试问：（a ）若使终态的体积相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么（b ）若使终态的压力相同，D 点应位于BC 虚线的什么位置，为什么，参见图12p p (a)(b)图 2.16解释： 从同一始态出发经一绝热可逆膨胀过程和一经绝热不可逆膨胀过程，当到达相同的终态体积V 2或相同的终态压力p 2时，绝热可逆过程比绝热不可逆过程作功大，又因为W （绝热）=C V （T 2-T 1），所以T 2（绝热不可逆）大于T 2（绝热可逆），在V 2相同时，p=nRT/V,则p 2（绝热不可逆）大于 p 2（绝热可逆）。
在终态p 2相同时，V =nRT/p ，V 2（绝热不可逆）大于 V 2（绝热可逆）。
不可逆过程与等温可逆过程相比较：由于等温可逆过程温度不变，绝热膨胀温度下降，所以T 2（等温可逆）大于T 2（绝热不可逆）；在V 2相同时， p 2（等温可逆）大于 p 2（绝热不可逆）。
在p 2相同时，V 2（等温可逆）大于 V 2（绝热不可逆）。
综上所述，从同一始态出发经三种不同过程，当V 2相同时，D 点在B 、C 之间，p 2（等温可逆）＞p 2（绝热不可逆）＞ p 2（绝热可逆）当p 2相同时，D 点在B 、C 之间，V 2（等温可逆）＞ V 2（绝热不可逆）＞V 2（绝热可逆）。
物理化学思考题及参考答案——傅献彩
物理化学思考题及参考答案——傅献彩物理化学思考题⽬录第⼀章热⼒学第⼀定律 (2)第⼆章热⼒学第⼆定律 (6)第三章统计热⼒学初步 (10)第四章溶液 (13)第五章相平衡 (16)第六章化学平衡 (20)第七章电解质溶液 (22)第⼋章可逆电池的电动势及其应⽤ (25)第九章电解与极化作⽤ (29)第⼗章化学动⼒学基础 (32)第⼗⼀章界⾯现象 (36)第⼗⼆章胶体分散体系与⼤分⼦溶液 (38)第⼀章热⼒学第⼀定律1、为什么第⼀定律数学表⽰式dU=δQ-δW 中内能前⾯⽤微分号d，⽽热量和功的前⾯⽤δ符号？答：因为内能是状态函数，具有全微分性质。
⽽热量和功不是状态函数，其微⼩改变值⽤δ表⽰。
2、公式H=U+PV中H > U,发⽣⼀状态变化后有ΔH =ΔU +Δ（PV），此时ΔH >ΔU吗？为什么？答：不⼀定。
因为Δ（PV）可以为零、正数和负数。
3、ΔH = Qp , ΔU = Qv两式的适⽤条件是什么？答：ΔH = Qp此式适⽤条件是：封闭系等压⾮体积功为零的体系。
ΔU = Qv此式适⽤条件是：封闭系等容⾮体积功为零的体系。
（1）状态确定后，状态函数的值即被确定。
答：对。
（2）状态改变后，状态函数值⼀定要改变。
答：不对。
如：理想⽓体等温膨胀过程，U和H的值就不变化。
（3）有⼀个状态函数值发⽣了变化，状态⼀定要发⽣变化。
答：对。
4、想⽓体绝热向真空膨胀，ΔU=0，ΔH=0对吗？答：对。
因理想⽓体绝热向真空膨胀过程是⼀等温过程。
5、恒压、⽆相变的单组分封闭体系的焓值当温度升⾼时是增加、减少还是不变？答：增加。
6、当体系将热量传递给环境后，体系的焓值是增加、不变还是不⼀定改变？答：不⼀定改变。
7、等温等压进⾏的某化学反应，实验测得T1和T2时的热效应分别为Δr H1和Δr H2，⽤基尔霍夫公式验证时，发现数据不相等。
为什么？解：⽤基尔霍夫公式计算的Δr H m,1和Δr H m,2是反应物完全变成产物时的值。
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35.8cm
14
解：毛细管内液面上升原因有两个：一是附加 压力；二是渗透压。
即 Π+Δp =ρgh, 而 Π= cRT , Δp =2 /Rr 则 2 /Rr =ρgh – cRT =1000×9.8 × 0.358 – 1.1 × RT= 781.24 Pa = *-bc=0.07288 – 22.83×1.1×10-3 =0.04777 Nm-1 Rr= 2×0.04777/781.24= 1.223×10-4m
求反应级数及速率常数k 解： ln(4280/ 885)
n 1 ln(0.5 / 1.10)
2.999 3
ln(885/ 174) n 1 3.0008 3 ln(1.10 / 2.48)
所以该反应为3级反应
3
3 k 2 2t1/ 2c0 3 k 1.40103 / m ol2 L2 s 1 2 4280 0.50) 2 ( 3 k 1.40103 / m ol2 L2 s 1 2 885(1.10) 2 3 k 1.40103 / m ol2 L2 s 1 2 174(2.48) 2
8
例5
蔗糖在稀的酸溶液中，依下式水解：
C12H22O11(蔗糖) + H2O = C6H12O6(葡萄糖) + C6H12O6
当温度和酸的浓度一定时，已知反应的速率与蔗糖
的浓度成正比。今有某一溶液，蔗糖和HCl物质的
量浓度分别为0.3和0.01 mol/dm3，在48 ℃，20分钟 内有32%的蔗糖水解(由旋光仪测定旋光度而推知)。 已知该反应为一级反应。 (1) (2) 计算反应的速率常数k和反应开始时及反应20 计算40分钟时蔗糖水解速率。
9
分钟时的反应速率；
解：(1) 已知为一级反应：故 k1 = 1/t×ln 1/(1−y) = 0.0193 min−1 t=0 r0 = k1c0 = 5.79×10−3 mol· −3· −1 dm min
t = 20min r20 = k1C = 3.94×10−3 mol· −3· −1 dm min
K时水的饱和蒸气压为610.5 Pa，在273−293 K温度区
间水的摩尔气化热∆vapHm = 40.67 kJ· −1，求293 K水 mol
滴半径R′ = 10−9 m时水的饱和蒸气压。
16
解：: ln(p2/p1) = ∆vapHm/R×(T2−T1)/(T2T1)
p2 = 2074 Pa
试求(1)反应在967K时的速率常数； (2) t=t1/2 时反应混合物中N2的物质的量分数； (3)活化能Ea
6
解：分解反应
NO(g) ½ N2(g)+ ½ O2(g)
根据题意，由二级反应半衰期公式t ½=1/kpp0 得 (1) kp(967K)=1.687×10-8 Pa-1 s-1 (2) ( )T,V NO(g) ½ N2(g)+ ½ O2(g) t=0 p0 0 0
关系为ln(k/dm3· －1·－1)＝－12884K/T mol s
+20.2664。(1)试求反应的级数，活化能Ea及指
前因子A。(2) 若在400℃ 时将压力为26664Pa
的NO2(g)通入反应器中，使之发生分解反应，
试计算反应器的压力达到31997Pa时所需时间。
11
解：(1)速率常数k的单位为dm3· －1·－1，所 mol s 以反应为2级。与阿累尼乌斯方程的对数式 ln (k/ dm3· －1·－1)= －Ea/RT + ln(A/ mol s dm3· －1·－1) 对比，可得 mol s Ea＝12884K×R＝12884K×8.315J· －1· －1 K mol ＝107.1kJ· －1 mol A= exp(20.2664) dm3· －1·－1 =6.33×108 mol s dm3· －1·－1 mol s （2）400 ℃ 时的速率常数: ln(k/dm3· －1·－1) mol s ＝－12884K/673.15K +20.2664=1.1265 k=3.085dm3· －1·－1 mol s
298K k1 = k'/c2B.0 = 57.75 min−1 (mol· −3)2 dm
同理 308K k2 = 200 min−1 (mol· −3)2 dm Ea = ln(k2/k1)×RT1T2/(T2−T1) = 94.79 kJ· −1 mol
2
例2：某物质在溶液中分解，330K时测得如下数据： c0/mol.dm-3 t1/2/s 0.50 4280 1.10 885 2.48 174
ln(p/p2) = 2γM/RTρR'
p = 6078 Pa
17
例9 0℃时，CO在2.964g木炭上吸附的平衡压 力p与吸附气体标准状况体积V有下列数据
p/104Pa 0.97 V/cm3 7.5 2.40 16.5 4.12 25.1 7.20 38.1 11.76 52.3
(1) 试用图解法求朗格谬尔公式中常数Vm和a; (2) 求CO压力为5.33×104 Pa时，1g木炭吸附的CO标 准状况体积。 p 1 p 解：朗格谬尔吸附等温式 V Vm a Vm (1)以(p/V)对p作图，得一直线，其 斜率= 1/Vm, 截距=1/(aVm)
(2) 令 40min 时已消耗反应物的物质的量浓度为
x，则
r = k1(c0−x) ， ln c0/(c0−x) = k1t = 0.772
∴ c0−x = 0.139 mol·dm−3
r40 = k1(c0−x) = 2.68×10−3 mol· −3· −1 dm min
10
例 6 已知反应 NO2(g) =NO(g) + (1/2)O2(g) 以 NO2的消耗速率表示的反应速率常数与温度的
k (T ) ln(c0 / c) / t ln 5 / 1200 1.3410 s A exp(Ea / RT ) Arrhenius公式的对数形式： ln k ln A Ea / RT ln k (650K ) ln A Ea / R 650 8.450
18
将题给数据整理后列表如下:
p/104Pa (p/V)/Pa· -3 cm p/V 0.97 1293 2.40 1455 4.12 1641 7.20 1890 11.76 2249
斜率
截距
1/Vm =8.78 ×10-3 cm-3, 1/(aVm) =1.24×103 Pa · -3 cm 故Vm =114 cm3, a= 7.08×10-6 Pa-1
t
t=t1/2 所以：
p0 – p
p0/2
p/2
p0/4
p/2
p0/4
即p总=p0
x (N2)= p(N2) / p总= 0.25
7
(3) 同(1)的方法，可计算出： kp(1030K)=9.827×10-8 Pa-1 s-1 kp(1085K)=4.105×10-7 Pa-1 s-1 根据阿累尼乌斯公式： k (T2 ) Ea 1 1 ln k (T1 ) R T1 T2 分别代入前两组和后两组数据，得： Ea (1)= 232kJ · -1 mol Ea (2)= 241kJ · -1 mol Ea (平均) = 237kJ · -1 mol
例1 某溶液中的反应A + B → P，当[A0] = 1×10−4
mol/dm3，[B0] = 1×10−2 mol/dm3时，实验测得不同温
度下吸光度随时间的变化如下表：
t(min)
0
57
1.030 0.542
130
0.706 0.210
∞
0.100 0.110
A(吸光度，298K) 1.390 A(吸光度，308K) 1.460 随[B0]的变化如下：(298 K)
当固定[A0] = 1×10−4 mol/dm3改变[B0]时，实验测得t½
[B0](mol/dm3)
t½(min)
1×10−2
120
2×10−2
30
1
设速率方程为r=k[A]α[B]β。求α，β及k，Ea。
解： cB.0>> cA.0 ∴ r = k'cAα
k' = kcBβ
用一级反应尝试：
k' = 1/t ln(cA.0/cA) = 1/t ln (A∞−A0)/(A∞−At)
例 7 一个带有毛细管颈的漏斗，其底部装有半透膜， 内盛浓度为1.1×10-3mol L-1的稀硬酯酸钠水溶液。 若溶液的表面张力= *-bc, 其中 * =0.07288Nm-1， b=22.83(N m-1 mol-1 L)， 298.2K时将此漏斗缓慢地 插入盛水的烧杯中，测得毛细管颈内液柱超出水面 35.8 cm时达成平衡，求毛细管的半径。若将此毛细 管插入水中，液面最高上升多少？
ln k (T ) ln A Ea / RT 6.6பைடு நூலகம்5
两式相减：T=679K（406℃）
5
例4、实验发现，在等温条件下NO分解反应的半衰期 与NO的初始压力p0成反比。不同温度时测得如下数据： T/K p0/kPa t1/2/s 967 39.20 1520 1030 48.00 212 1085 46.00 53
12
设NO2(g)=A, 对于二级反应，反应时间与浓度的关系 如下 t=(1/cA-1/cA0)/k 需知道浓度，可通过压力进行计算： NO2(g) = NO(g) + (1/2)O2(g) t=0 p0=26664Pa 0 0 t=t 26664Pa－px px (1/2) px 总压 p=26664Pa+px/2=31997Pa 所以 px＝10666Pa cA=(26664-10666)Pa/RT=15998Pa/RT ， cA0=26664Pa/RT t=(1/cA-1/cA0)/k＝RT(1/15998Pa－1/26664Pa)/k =8.315J· －1· －1×673.15K×(1/15998Pa－ K mol 1/26664Pa)/ (3.085×10－3m3· －1·－1 ) mol s 13 ＝45.37s