物理化学练习题1参考答案

《物理化学》练习题1参考答案

一、选择题(10题，每题2分，共20分)

1.A

2.B

3.C

4. B

5. B

6.C

7.B

8.B

9.B 10. D

10.初始浓度降低，半衰期增加，可否定为0，1级反应。假设为2级反应，则有k=1/(c A，

t1/2)，实验结果符合这个关系式，故为2级

二、计算题(6题，共60分)

1.解：(1)ΔU=ΔH=0 (2分)

Q R=W R=nRT ln(p1/p2)=228.9 J (2分)

ΔS=nR ln(p1/p2)=0.763 J·K-1(2分)

ΔA=ΔG= -nRT ln(p1/p2)= -228.9 J (2分)

(2)状态函数的变化同(1)

ΔU=ΔH=0 (1分)

ΔA=ΔG= -228.9 J (2分)

ΔS=0.763 J·K-1(1分)

Q IR=W IR=p2(V2-V1)=nRT(1-p2/p1)=149.9 J (2分)

2. 解：解：△H= △H1+ △H2+ △H3= nC p,m,l(T2-T1) + n△H凝固+ nC p,m,s(T1-T2)

= 5×[(75.3-37.6) (273.15-268.15) -6009 ] J = -5820.5 J (4分) △S= △S 1+ △S 2+ △S 3= nC p,m,l ln(T2/T1) + n(△H2/T2) + nC p,m,s ln(T1/T2)

= n[(C p,m,l-C p,m,s) ln(T2/T1) + (△H2/T2) ]

= 5×[(75.3-37.6) ln(273.15/268.15) +(-6009/273.15) ] J·K-1

= -21.3 J·K-1 (4 分)

△G= △H- T△S = -5820.5J-268.15K×(-21.3 J·K-1) = -108.36 J (2 分)

3. 解：设苯、甲苯分别记为A、B。

(1)苯在85℃时的饱和蒸气压p A*，利用克－克方程

ln(p A*/101.325kPa)= -(30770/8.315)(1/358.15-1/353.25) (4分)

p A*=116.9kPa (1分)

(2)对于85℃时的混合物，有

p = p A * x A + p B * x B = p A * x A + p B * (1-x A )= (p A * - p B *)x A + p B * (2分)

所以

x A =(p - p B *)/(p A * - p B *)=(101.325-46.00)/(116.9-46.00)=0.7803 (2分)

y A = p A * x A /p =116.9×0.7803/101.325=0.9002 (1分)

4.解：(1) 相图如下，各区域和线的意义已表明在图中。(6分)

320

340

360

380

400

420

440

460

480

乙烯乙二醇甲醇T / K x 甲醇

乙烯乙二醇－甲醇系统在p =100kPa 下的温度－组成相图

(2) 338K 和428K ；(2分)

(3) 420K 时气液平衡时甲醇在气相的组成y 甲醇=0.846，在液相组成为x 甲醇=0.076。(2分)

(4) x 甲醇=0.5加热过程系统相态变化：300K ，甲醇处于液相，加热升温至沸点348K 时，

溶液中开始有气泡，即达到泡点线，再加热，温度继续升高，到达两相区，气液两相共存，温度继续升至约445K ，即露点线时，系统仍是气液两相共存，这个时候剩下最后一滴液体，再继续升高温度，至气相区。(2分)

5. 解：(1) 负极：2n Zn 2e Z +-→+ 1分

正极：-22Hg Cl (s)+2e 2Hg(l)+2Cl -→ 1分

电池反应：222Zn+Hg Cl (s)=ZnCl +2Hg(l) 1分

(2) 2

ZnCl (/2)ln E

E RT

F a =1.17V 3分 E (Hg 2Cl 2(s)/Hg(l)- E (Zn 2+/Zn)=E E (Hg 2Cl 2(s)/Hg(l)=1.17V-0.763V=0.408V 2分

(3) -1-1r m 296500 1.17kJ.mol 225.81kJ.mol G zFE 2分

6. 解：(1) k 2= -ln(1-x )/t = -ln(1-0.80)/1200s = 0.001341 s -1 (4分)

(2) 已知 T 1=427K 时 k 1=4.3×10-2s -1，E a =163.3kJ ⋅mol -1。 求T 2，利用阿伦尼乌斯关系式：

211211111211ln ()0.001341s 163.31000J mol 11ln ()0.043s 8.315J K mol 427K a E k k R T T T -----=-⨯⋅=-⋅⋅ (4分)

得 T 2 = 397 K (2分)

三、简答题(2题，共12分)

简答题(略答，其他合理作答亦可。)

1(1)水能润湿毛细管，产生附加压力使水上升：(3分)

Δp =2γ/ r = 2 γ cos θ / r'=ρgh 。

(3) (1) 单分子层吸附；(2) 固体表面是均匀的；(3) 被吸附的分子相互之间无作用力；(4) 吸

附平衡是动态平衡。θ =Г/Г∞=bp /(1+bp )。(3分)

2 (1){[Fe(OH)3]m n Fe 3+ ·3(n-x )Cl - }3x + ·3x Cl - (3分)

(2)胶粒带正电荷，电泳向负极移动。 (3分)