物理化学沈文霞课后习题答案
物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案5-8
物理化学核心教程第二版（沈文霞）课后习题答案5-8四．概念题参考答案1．在等温、等压且不做非膨胀功的条件下，当反应的rGm5kJmol1时，该反应自发进行的方向为()(A)正向自发进行(B)逆向自发进行(C)无法判断(D)反应不能进行答：(C)。
判断反应能否自发进行，要用等温、等压且不做非膨胀功的条件下rGm的变化值，而不能用rGm的值。
除非该反应是在标准压力下进行，则rGm>0，反应能逆向自发进行。
或者rGm是一个绝对值很大的负值，改变压力商也不可能改变rGm的符号，则rGm也小于零，这时可以估计反应能自发正向进行。
2．理想气体混合物在化学反应达平衡时，应该使用下列哪个关系式？（）（A）rGmRTlnKp（B）rGmRTlnKp（C）rGm（D）rGmRTlnK某RTlnKc答：（B）。
根据理想气体化学势的表示式，对数项中用pB/p表示，在化学反应等温式中，对数项中是压力商Qp，达平衡时，是平衡时的压力商，所以标准平衡常数是Kp，相应的Gibb自由能的变化值为rGm。
3．理想气体反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)的rGm与温度T的关系为：rGm/(Jmol1)2166052.92T/K。
若要使反应的平衡常数大于1，则应控制的反应温度为()(A)必须低于409.3℃(B)必须高于409.3K(C)必须低于409.3K(D)必须等于409.3K答：(C)。
rGm与标准平衡常数Kp的关系式为rGmRTlnKp，要使Kp1，则rGm0。
从已知的关系式，解得T409.3K。
要使反应在标准压力下能自发正向进行，rGm必须小于零，所以，根据已知的关系式，反应温度必须低于409.3K。
4．在973K时，反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的标准平衡常数Kp0.71。
若将如下各分压的理想气体混合在一起，pCO100kPa，pH2O50kPa，pCO210kPa，pH210kPa，在相同温度下，反应的方向将()(A)向右进行(B)向左进行(C)处于平衡状态(D)无法判断答：（A）。
物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题问题详解
物理化学核心教程--沈殿霞课后习题答案第一章 气体一．基本要求1．了解低压下气体的几个经验定律；2．掌握理想气体的微观模型，能熟练使用理想气体的状态方程；3．掌握理想气体混合物组成的几种表示方法，注意Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提；4．了解真实气体m p V -图的一般形状，了解临界状态的特点及超临界流体的应用；5．了解van der Waals 气体方程中两个修正项的意义，并能作简单计算。
二．把握学习要点的建议本章是为今后用到气体时作铺垫的，几个经验定律在先行课中已有介绍，这里仅是复习一下而已。
重要的是要理解理想气体的微观模型，掌握理想气体的状态方程。
因为了解了理想气体的微观模型，就可以知道在什么情况下，可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。
通过例题和习题，能熟练地使用理想气体的状态方程，掌握,,p V T 和物质的量n 几个物理量之间的运算。
物理量的运算既要进行数字运算，也要进行单位运算，一开始就要规范解题方法，为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。
掌握Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提，以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。
在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时，要认真听讲，注意在Power Point 动画中真实气体的m p V -图，掌握实际气体在什么条件下才能液化，临界点是什么含义等，为以后学习相平衡打下基础。
三．思考题参考答案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。
物理化学核心教程(第二版)沈文霞编科学出版社-课后习题详解第十章
物理化学核心教程(第二版)沈文霞编科学出版社-课后习题详解第十章第十章胶体分散系统三．思考题参考答案1．憎液溶胶有哪些特征？答：主要有三个特征：（1）特有的分散程度。
胶粒的大小一般在1－100 nm之间，所以有动力稳定性强、不能通过半透膜、扩散慢和对光的散射作用明显等特点。
（2）多相不均匀性。
胶团结构复杂，胶粒是大小不等的超微不均匀质点，胶粒与介质之间存在相界面。
（3）热力学不稳定性。
由于胶粒小、表面积大、表面能高，所以有自动聚结以降低表面能的趋势。
在制备溶胶时要加适量的稳定剂，这样在胶粒外面就会形成带电的溶剂化层，利用相同电荷相斥的性质，保护胶粒不聚沉。
2．有稳定剂存在时胶粒优先吸附哪种离子？答：制备溶胶时，一般是将略过量的其中一反应物作为稳定剂。
胶核优先吸附的是与作为胶核的化合物中相同的那个离子。
例如，在制备AgI 溶胶时，若用略过量的KI作为稳定剂，则AgI胶核优先吸附I?离子，若用略过量的AgNO3作为稳定剂，则AgI胶核优先吸附Ag?离子，利用同离子效应保护胶核不被溶解。
若稳定剂是另外的电解质，胶核将优先吸附使自己不被溶解的离子，或转变成溶解度更小的沉淀的那种离子。
在通常情况下，胶核优先吸附水化作用较弱的阴离子，所以自然界中的天然溶胶如泥浆水、豆浆和天然橡胶等，其胶粒都带负电。
答：珍珠是一种胶体分散系统，其分散相为液体水，分散介质为蛋白质固体。
珍珠长期在干燥箱中存放，作为分散相的水在干燥箱中逐渐被蒸发，胶体分散系统被破坏，故失去光泽。
这种变化是不可逆的，珍珠的光泽不可能再恢复。
通常在珍珠表面要覆盖一层保护膜，保护水分不被蒸发，保护蛋白质不因被氧化而发黄。
4．当一束会聚光线通过憎液溶胶时，站在与入射光线垂直方向的同学，看到光柱的颜色是淡蓝色；而站在与入射光180o方向的同学看到的是橙红色，这是为什么？答：站在与入射光线垂直方向（即侧面）的同学，看到的是胶粒的散射光。
根据瑞利公式，入射光的波长越短，其散射光就越强。
大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参考答案第7章
第七章化学反应动力学一．基本要求1．掌握化学动力学中的一些基本概念，如速率的定义、反应级数、速率系数、基元反应、质量作用定律和反应机理等。
2．掌握具有简单级数反应的共同特点，特别是一级反应和a = b的二级反应的特点。
学会利用实验数据判断反应的级数，能熟练地利用速率方程计算速率系数和半衰期等。
3．了解温度对反应速率的影响，掌握Arrhenius经验式的4种表达形式，学会运用Arrhenius经验式计算反应的活化能。
4．掌握典型的对峙、平行、连续和链反应等复杂反应的特点，学会用合理的近似方法（速控步法、稳态近似和平衡假设），从反应机理推导速率方程。
学会从表观速率系数获得表观活化能与基元反应活化能之间的关系。
5．了解碰撞理论和过渡态理论的基本内容，会利用两个理论来计算一些简单反应的速率系数，掌握活化能与阈能之间的关系。
了解碰撞理论和过渡态理论的优缺点。
6．了解催化反应中的一些基本概念，了解酶催化反应的特点和催化剂之所以能改变反应速率的本质。
7．了解光化学反应的基本定律、光化学平衡与热化学平衡的区别，了解光敏剂、量子产率和化学发光等光化反应的一些基本概念。
二．把握学习要点的建议化学动力学的基本原理与热力学不同，它没有以定律的形式出现，而是表现为一种经验规律，反应的速率方程要靠实验来测定。
又由于测定的实验条件限制，同一个反应用不同的方法测定，可能会得到不同的速率方程，所以使得反应速率方程有许多不同的形式，使动力学的处理变得比较复杂。
反应级数是用幂函数型的动力学方程的指数和来表示的。
由于动力学方程既有幂函数型，又有非幂函数型，所以对于幂函数型的动力学方程，反应级数可能有整数（包括正数、负数和零）、分数（包括正分数和负分数）或小数之分。
对于非幂函数型的动力学方程，就无法用简单的数字来表现其级数。
对于初学者，要求能掌握具有简单级数的反应，主要是一级反应、a = b的二级反应和零级反应的动力学处理方法及其特点。
大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参考答案第6章
第六章相平衡一．基本要求1．掌握相平衡的一些基本概念，会熟练运用相律来判断系统的组分数、相数和自由度数。
2．能看懂单组分系统的相图，理解相图中的点、线和面的含义及自由度，知道相图中两相平衡线的斜率是如何用Clapeyron方程和Clausius-Clapeyron方程确定的，了解三相点与凝固点的区别。
3．能看懂二组分液态混合物的相图，会在两相区使用杠杆规则，了解蒸馏与精馏的原理，知道最低和最高恒沸混合物产生的原因。
4．了解部分互溶双液系和完全不互溶双液系相图的特点，掌握水蒸汽蒸馏的原理。
5．掌握如何用热分析法绘制相图，会分析低共熔相图上的相区、平衡线和特殊点所包含的相数、相的状态和自由度，会从相图上的任意点绘制冷却时的步冷曲线。
了解二组分低共熔相图和水盐相图在湿法冶金、别离和提纯等方面的应用。
6．了解生成稳定化合物、不稳定化合物和形成固溶体相图的特点，知道如何利用相图来提纯物质。
二．把握学习要点的建议相律是本章的重要内容之一，不一定要详细了解相律的推导，而必须理解相律中各个物理量的意义以及如何求算组分数，并能熟练地运用相律。
水的相图是最简单也是最基本的相图，要把图中的点、线、面的含义搞清楚，知道确定两相平衡线的斜率，学会进行自由度的分析，了解三相点与凝固点的区别，为以后看懂相图和分析相图打好基础。
超临界流体目前是别离和反应领域中的一个研究热点，了解一些二氧化碳超临界流体在萃取方面的应用例子，可以扩展自己的知识面，提高学习兴趣。
二组分理想液态混合物的相图是二组分系统中最基本的相图，要根据纵坐标是压力还是温度来确定气相区和液相区的位置，理解气相和液相组成为什么会随着压力或温度的改变而改变，了解各区的条件自由度〔在二组分相图上都是条件自由度〕，为以后看懂复杂的二组分相图打下基础。
最高〔或最低〕恒沸混合物不是化合物，是混合物，这混合物与化合物的最根本的区别在于，恒沸混合物含有两种化合物的分子，恒沸点的温度会随着外压的改变而改变，而且两种分子在气相和液相中的比例也会随之而改变，即恒沸混合物的组成也会随着外压的改变而改变，这与化合物有本质的区别。
物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案7,9,11
物理化学核心教程第二版（沈文霞）课后习题答案7,9,10 第七章化学反应动力学一．基本要求1．掌握化学动力学中的一些基本概念，如速率的定义、反应级数、速率系数、基元反应、质量作用定律和反应机理等。
2．掌握具有简单级数反应的共同特点，特别是一级反应和a = b的二级反应的特点。
学会利用实验数据判断反应的级数，能熟练地利用速率方程计算速率系数和半衰期等。
3．了解温度对反应速率的影响，掌握Arrhenius经验式的4种表达形式，学会运用Arrhenius经验式计算反应的活化能。
4．掌握典型的对峙、平行、连续和链反应等复杂反应的特点，学会用合理的近似方法（速控步法、稳态近似和平衡假设），从反应机理推导速率方程。
学会从表观速率系数获得表观活化能与基元反应活化能之间的关系。
5．了解碰撞理论和过渡态理论的基本内容，会利用两个理论来计算一些简单反应的速率系数，掌握活化能与阈能之间的关系。
了解碰撞理论和过渡态理论的优缺点。
6．了解催化反应中的一些基本概念，了解酶催化反应的特点和催化剂之所以能改变反应速率的本质。
7．了解光化学反应的基本定律、光化学平衡与热化学平衡的区别，了解光敏剂、量子产率和化学发光等光化反应的一些基本概念。
二．把握学习要点的建议化学动力学的基本原理与热力学不同，它没有以定律的形式出现，而是表现为一种经验规律，反应的速率方程要靠实验来测定。
又由于测定的实验条件限制，同一个反应用不同的方法测定，可能会得到不同的速率方程，所以使得反应速率方程有许多不同的形式，使动力学的处理变得比较复杂。
反应级数是用幂函数型的动力学方程的指数和来表示的。
由于动力学方程既有幂函数型，又有非幂函数型，所以对于幂函数型的动力学方程，反应级数可能有整数（包括正数、负数和零）、分数（包括正分数和负分数）或小数之分。
对于非幂函数型的动力学方程，就无法用简单的数字来表现其级数。
对于初学者，要求能掌握具有简单级数的反应，主要是一级反应、a = b的二级反应和零级反应的动力学处理方法及其特点。
物理化学核心教程第二版(沉文霞 南京大学)课后习题答案
物理化学核心教程第二版(沉文霞南京大学)课后习题答案第一章气体一．基本要求1．了解低压下气体的几个经验定律；2．掌握理想气体的微观模型，能熟练使用理想气体的状态方程；3．掌握理想气体混合物组成的几种表示方法，注意Dalton分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提；4．了解真实气体p Vm图的一般形状，了解临界状态的特点及超临界流体的应用；5．了解van der Waals气体方程中两个修正项的意义，并能作简单计算。
二．把握学习要点的建议本章是为今后用到气体时作铺垫的，几个经验定律在先行课中已有介绍，这里仅是复习一下而已。
重要的是要理解理想气体的微观模型，掌握理想气体的状态方程。
因为了解了理想气体的微观模型，就可以知道在什么情况下，可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。
通过例题和习题，能熟练地使用理想气体的状态方程，掌握p,V,T和物质的量n几个物理量之间的运算。
物理量的运算既要进行数字运算，也要进行单位运算，一开始就要规范解题方法，为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。
掌握Dalton分压定律和Amagat分体积定律的使用前提，以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。
在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时，要认真听讲，注意在Power Point动画中真实气体的p Vm图，掌握实际气体在什么条件下才能液化，临界点是什么含义等，为以后学习相平衡打下基础。
三．思考题参考答案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。
大学物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后参考答案第2章.
第二章 热力学第一定律一．基本要求1．掌握热力学的一些基本概念，如：各种系统、环境、热力学状态、系统性质、功、热、状态函数、可逆过程、过程和途径等。
2．能熟练运用热力学第一定律，掌握功与热的取号，会计算常见过程中的, , Q W U ∆和H ∆的值。
3．了解为什么要定义焓，记住公式, V p U Q H Q ∆=∆=的适用条件。
4．掌握理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数，能熟练地运用热力学第一定律计算理想气体在可逆或不可逆的等温、等压和绝热等过程中，, , , U H W Q ∆∆的计算。
5．掌握等压热p Q 与等容热V Q 之间的关系，掌握使用标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算化学反应的摩尔焓变，掌握r m U ∆与r m H ∆之间的关系。
6．了解Hess 定律的含义和应用，学会用Kirchhoff 定律计算不同温度下的反应摩尔焓变。
二．把握学习要点的建议学好热力学第一定律是学好化学热力学的基础。
热力学第一定律解决了在恒定组成的封闭系统中，能量守恒与转换的问题，所以一开始就要掌握热力学的一些基本概念。
这不是一蹴而就的事，要通过听老师讲解、看例题、做选择题和做习题等反反复复地加深印象，才能建立热力学的概念，并能准确运用这些概念。
例如，功和热，它们都是系统与环境之间被传递的能量，要强调“传递”这个概念，还要强调是系统与环境之间发生的传递过程。
功和热的计算一定要与变化的过程联系在一起。
譬如，什么叫雨？雨就是从天而降的水，水在天上称为云，降到地上称为雨水，水只有在从天上降落到地面的过程中才被称为雨，也就是说，“雨”是一个与过程联系的名词。
在自然界中，还可以列举出其他与过程有关的名词，如风、瀑布等。
功和热都只是能量的一种形式，但是，它们一定要与传递的过程相联系。
在系统与环境之间因温度不同而被传递的能量称为热，除热以外，其余在系统与环境之间被传递的能量称为功。
传递过程必须发生在系统与环境之间，系统内部传递的能量既不能称为功，也不能称为热，仅仅是热力学能从一种形式变为另一种形式。
物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案5-8
第五章 化学平衡一．基本要求1．掌握化学反应等温式的各种形式，并会用来判断反应的方向和限度。
2．了解标准平衡常数的定义，掌握标准平衡常数的各种表示形式和计算方法。
3．掌握标准平衡常数K 与r m G ∆ 在数值上的联系，熟练用热力学方法计算r m G ∆，从而获得标准平衡常数的数值。
4．了解标准摩尔生成Gibbs 自由能f m G ∆ 的定义和它的应用。
5．掌握温度对化学平衡的影响，记住van ’t Hoff 公式及其应用。
6．了解压力和惰性气体对化学平衡的影响。
二．把握学习要点的建议把本章放在多组分系统之后的目的，就是要利用多组分系统中介绍的化学势的概念和各种表示方式，来导出化学反应等温式，从而用来判断化学反应的方向与限度。
本章又用到了反应进度的概念，不过其值处在0 1 m ol -的区间之内。
因为在利用化学势的表示式来计算反应的Gibbs 自由能的变化值时，是将化学势看作为一个定值，也就是在有限的反应系统中，化学进度为d ξ，如果在一个很大的系统中， 1 mol ξ=。
严格讲，标准平衡常数应该用绝对活度来定义，由于本教材没有介绍绝对活度的概念，所以利用标准态化学势来对标准平衡常数下定义，其含义是一样的。
从标准平衡常数的定义式可知，标准平衡常数与标准化学势一样，都仅是温度的函数，因为压力已指定为标准压力。
对于液相反应系统，标准平衡常数有其相应的形式。
对于复相化学反应，因为纯的凝聚态物质本身就作为标准态，它的化学势就是标准态化学势，已经归入r m G ∆中，所以在计算标准平衡常数时，只与气体物质的压力有关。
学习化学平衡的主要目的是如何判断反应的方向和限度，知道如何计算平衡常数，了解温度、压力和惰性气体对平衡的影响，能找到一个经济合理的反应条件，为科研和工业生产服务。
而不要过多地去考虑各种浓度表示式和各种平衡常数表示式之间的换算，否则会把自己搞糊涂了，反而没抓住主要内容。
由于标准平衡常数与r m G ∆ 在数值上有联系，r m ln p G RT K ∆=-，所以有了r m G ∆的值，就可以计算p K 的值。
物理化学第三版课后答案沈文霞第五章
物理化学核心教材第三版课后答案沈文霞第五章一、单选题1．物理变化、化学变化是生活中的常见现象，下列属于化学变化的是（） [单选题] *A．气球爆炸B．菜刀生锈(正确答案)C．水蒸发D．玻璃破碎答案解析：A、气球爆炸只是形状的变化，无新物质生成，属于物理变化；B、菜刀生锈有铁锈等新物质生成，属于化学变化；C、水蒸发，只是状态发生了改变，无新物质生成，属于物理变化；D、玻璃破碎，只是形状发生了改变，无新物质生成，属于物理变化。
故选B。
2．“水是生命之源，氧气是生命之气”。
氧气的下列性质中，属于化学性质的是（） [单选题] *A．能支持燃烧(正确答案)B．不易溶于水C．密度比空气略大D．无色气体答案解析：物质在化学变化中表现出来的性质叫化学性质，如可燃性、助燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等；物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，叫物理性质：物理性质经常表现为：颜色、状态、气味、密度、硬度、熔点、沸点、导电性、导热性、溶解性、挥发性、吸附性、延展性等。
A、能支持物质的燃烧，属于助燃性，需要化学变化体现，属于化学性质；B、不易溶于水，属于溶解性，不需要化学变化体现，属于物理性质；C、密度比空气大，属于密度，不需要化学变化体现，属于物理性质；D、无色气体属于颜色、状态，不需要化学变化体现，属于物理性质。
故选：A。
3．下列生产工艺中，没有化学变化发生的是（） [单选题] *A．“五粮”酿酒B．纺纱织布(正确答案)C．高炉炼铁D．联合制碱答案解析：A、酿酒生成了酒精，有新物质生成，属于化学变化；B、纺纱织布没有生成新物质，属于物理变化；C、高炉炼铁有新物质铁生成，属于化学变化；D、联合制碱生成了新物质碳酸钠，属于化学变化。
故选B。
4．下列判断错误的是（） [单选题] *A．NaOH固体有吸水性——物理性质B．NaOH固体为白色片状——物理性质C．NaOH固体溶于水得到的溶液对皮肤有腐蚀性——物理性质(正确答案) D．NaOH固体放在空气中易变质——化学性质答案解析：A、NaOH固体有吸水性，不需要通过化学变化就表现出来的性质，属于物理性质，说法正确；B、NaOH固体为白色片状，不需要通过化学变化就表现出来的性质，属于物理性质，说法正确；C、腐蚀性属于属于化学性质，说法错误；D、NaOH固体放在空气中易变质，氢氧化钠与空气中二氧化碳需要通过化学变化表现出来的性质，属于化学性质，说法正确。
物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案5 8
物理化学核心教程第二版（沈文霞）课后习题答案5 8物理化学核心教程第二版（沈文霞）课后习题答案5-8四、概念问题的参考答案1．在等温、等压且不做非膨胀功的条件下，当反应的?rgm?5kj?mol时，该反应自发进行的方向为()(a)正向自发进行(b)逆向自发进行（c）无法判断（d）反应无法进行答：(c)。
判断反应能否自发进行，要用等温、等压且不做非膨胀功的条件下?rgm的变化值，而不能用?rgm的值。
除非该反应是在标准压力下进行，则?rgm>0，反应能逆向自发进行。
或者?rgm是一个绝对值很大的负值，改变压力商也不可能改变?rgm的符号，则?rgm也小于零，这时可以估计反应能自发正向进行。
2.当理想气体混合物的化学反应达到平衡时，应使用以下哪种关系式？（）（a）？rgm？？rtlnkp（b）？rgm？？rtlnkp（c）?rgm??rtlnkx（d）?rgm??rtlnkc回答：（b）。
根据理想气体化学势的表达式，对数项用Pb/P表示。
在化学反应的等温公式中，对数项是压商QP，达到平衡时是平衡时的压商。
因此，标准平衡常数为KP，吉布斯自由能的变化值为？rgm3．理想气体反应co(g)?2h2(g)?ch3oh(g)的?rgm与温度t的关系为：rgm/（j？mol？1）？？21660? 52.92t/k。
如果反应的平衡常数大于1，则应控制反反应1应温度为()(a)必须低于409.3℃(b)必须高于409.3k(c)必须低于409.3k(d)必须等于409.3k回答：（c）。
？RGM和标准平衡常数KP之间的关系是？rgm？？Rtlnkp，去做KP？1.则?rgm?0。
从已知的关系式，解得t?409.3k。
要使反应在标准压力下能自发正向进行，?rgm必须小于零，所以，根据已知的关系式，反应温度必须低于409.3k。
4.在973k时，反应CO（g）？h2o（g）二氧化碳（克）？H2的标准平衡常数（g）k?p?0.71。
物理化学核心教程第二版(沈文霞)课后习题答案5-8
四．概念题参考答案1．在等温、等压且不做非膨胀功的条件下，当反应的1r m 5 kJ mol G -∆=⋅时，该反应自发进行的方向为( )(A) 正向自发进行 (B) 逆向自发进行(C) 无法判断 (D) 反应不能进行答：(C)。
判断反应能否自发进行，要用等温、等压且不做非膨胀功的条件下r m G ∆的变化值，而不能用r m G ∆的值。
除非该反应是在标准压力下进行，则r m 0G ∆>，反应能逆向自发进行。
或者r m G ∆是一个绝对值很大的负值，改变压力商也不可能改变r m G ∆的符号，则r m G ∆也小于零，这时可以估计反应能自发正向进行。
2．理想气体混合物在化学反应达平衡时，应该使用下列哪个关系式 （ ）（A ）r m ln p G RT K ∆=- （B ）r m ln p G RT K ∆=-（C ）r m ln x G RT K ∆=- （D ）r m ln c G RT K ∆=-答：（B ）。
根据理想气体化学势的表示式，对数项中用B /p p 表示，在化学反应等温式中，对数项中是压力商p Q ，达平衡时，是平衡时的压力商，所以标准平衡常数是p K ，相应的Gibbs 自由能的变化值为r m G ∆。
3．理想气体反应23CO(g)2H (g)CH OH(g)+=的r m G ∆与温度T 的关系为：1r m /(J mol )21 66052.92/K G T -∆⋅=-+。
若要使反应的平衡常数大于1，则应控制的反应温度为( )(A) 必须低于℃ (B) 必须高于409.3 K(C) 必须低于409.3 K (D) 必须等于409.3 K答：(C)。
r m G ∆与标准平衡常数p K 的关系式为r m ln p G RT K ∆=-，要使1p K =，则r m 0G ∆=。
从已知的关系式，解得409.3 K T =。
要使反应在标准压力下能自发正向进行，r m G ∆必须小于零，所以，根据已知的关系式，反应温度必须低于409.3 K 。
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二．把握学习要点的建议本章是为今后用到气体时作铺垫的，几个经验定律在先行课中已有介绍，这里仅是复习一下而已。
重要的是要理解理想气体的微观模型，掌握理想气体的状态方程。
因为了解了理想气体的微观模型，就可以知道在什么情况下，可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。
通过例题和习题，能熟练地使用理想气体的状态方程，掌握,,p V T 和物质的量n 几个物理量之间的运算。
物理量的运算既要进行数字运算，也要进行单位运算，一开始就要规范解题方法，为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。
掌握Dalton 分压定律和Amagat 分体积定律的使用前提，以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。
在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时，要认真听讲，注意在Power Point 动画中真实气体的m p V 图，掌握实际气体在什么条件下才能液化，临界点是什么含义等，为以后学习相平衡打下基础。
三．思考题参考答案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。
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第一章 气体一.基本要求1.了解低压下气体的几个经验定律;2.掌握理想气体的微观模型,能熟练使用理想气体的状态方程;3.掌握理想气体混合物组成的几种表示方法,注意Dalton 分压定律与Amagat 分体积定律的使用前提;4.了解真实气体m p V -图的一般形状,了解临界状态的特点及超临界流体的应用;5.了解van der Waals 气体方程中两个修正项的意义,并能作简单计算。
二.把握学习要点的建议本章就是为今后用到气体时作铺垫的,几个经验定律在先行课中已有介绍,这里仅就是复习一下而已。
重要的就是要理解理想气体的微观模型,掌握理想气体的状态方程。
因为了解了理想气体的微观模型,就可以知道在什么情况下,可以把实际气体作为理想气体处理而不致带来太大的误差。
通过例题与习题,能熟练地使用理想气体的状态方程,掌握,,p V T 与物质的量n 几个物理量之间的运算。
物理量的运算既要进行数字运算,也要进行单位运算,一开始就要规范解题方法,为今后能准确、规范地解物理化学习题打下基础。
掌握Dalton 分压定律与Amagat 分体积定律的使用前提,以免今后在不符合这种前提下使用而导致计算错误。
在教师使用与“物理化学核心教程”配套的多媒体讲课软件讲课时,要认真听讲,注意在Power Point 动画中真实气体的m p V -图,掌握实际气体在什么条件下才能液化,临界点就是什么含义等,为以后学习相平衡打下基础。
三.思考题参考答案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。
采用的就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就是否相等？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273 K,右边球的温度为293 K 时,汞滴处在中间达成平衡。
试问:(1) 若将左边球的温度升高10 K,中间汞滴向哪边移动？(2) 若将两个球的温度同时都升高10 K,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10 K,汞滴仍向右边移动。
因为左边球的起始温度低,升高10 K 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。
这就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。
防止的方法就是,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,纯物质的饱与蒸汽压也升高。
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,当饱与蒸汽压变大时,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。
当气体的摩尔体积与液体的摩尔体积相等时,这时的温度就就是临界温度。
6.Dalton 分压定律的适用条件就是什么？Amagat 分体积定律的使用前提就是什么？答:这两个定律原则上只适用于理想气体。
Dalton 分压定律要在混合气体的温度与体积不变的前提下,某个组分的分压等于在该温度与体积下单独存在时的压力。
Amagat 分体积定律要在混合气体的温度与总压不变的前提下,某个组分的分体积等于在该温度与压力下单独存在时所占有的体积。
7.有一种气体的状态方程为 m pV RT bp =+ (b 为大于零的常数),试分析这种气体与理想气体有何不同？将这种气体进行真空膨胀,气体的温度会不会下降？答:将气体的状态方程改写为 m ()p V b RT -=,与理想气体的状态方程相比,这个状态方程只校正了体积项,未校正压力项。
说明这种气体分子自身的体积不能忽略,而分子之间的相互作用力仍可以忽略不计。
所以,将这种气体进行真空膨胀时,气体的温度不会下降,这一点与理想气体相同。
8.如何定义气体的临界温度与临界压力？答:在真实气体的m p V -图上,当气-液两相共存的线段缩成一个点时,称这点为临界点。
这时的温度为临界温度,这时的压力为临界压力。
在临界温度以上,无论加多大压力都不能使气体液化。
9.van der Waals 气体的内压力与体积成反比,这样说就是否正确？答:不正确。
根据van der Waals 气体的方程式,()m 2m a p V b RT V ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭,其中2m a V 被称为就是内压力,而a 就是常数,所以内压力应该与气体体积的平方成反比。
10.当各种物质都处于临界点时,它们有哪些共同特性？答:在临界点时,物质的气-液界面消失,液体与气体的摩尔体积相等,成为一种既不同于液相、又不同于气相的特殊流体,称为超流体。
高于临界点温度时,无论用多大压力都无法使气体液化,这时的气体就就是超临界流体。
四.概念题参考答案1.在温度、容积恒定的容器中,含有A 与B 两种理想气体,这时A 的分压与分体积分别就是A p 与A V 。
若在容器中再加入一定量的理想气体C,问A p 与A V 的变化为 ( )(A) A p 与A V 都变大 (B) A p 与A V 都变小 (C) A p 不变,A V 变小 (D) A p 变小,A V 不变答:(C)。
这种情况符合Dalton 分压定律,而不符合Amagat 分体积定律。
2.在温度T 、容积V 都恒定的容器中,含有A 与B 两种理想气体,它们的物质的量、分压与分体积分别为A A A ,,n p V 与B B B ,,n p V ,容器中的总压为p 。
试判断下列公式中哪个就是正确的？ ( )(A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+(C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT =答:(A)。
题目所给的等温、等容的条件就是Dalton 分压定律的适用条件,所以只有(A)的计算式就是正确的。
其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。
3. 已知氢气的临界温度与临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==⨯。
有一氢气钢瓶,在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ⨯,这时氢气的状态为( )(A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定答:(B)。
仍处在气态。
因为温度与压力都高于临界值,所以就是处在超临界区域,这时仍为气相,或称为超临界流体。
在这样高的温度下,无论加多大压力,都不能使氢气液化。
4.在一个绝热的真空容器中,灌满373 K 与压力为101、325 kPa 的纯水,不留一点空隙,这时水的饱与蒸汽压 ( )(A)等于零 (B)大于101、325 kPa(C)小于101、325 kPa (D)等于101、325 kPa答:(D)。
饱与蒸气压就是物质的本性,与就是否留有空间无关,只要温度定了,其饱与蒸气压就有定值,查化学数据表就能得到,与水所处的环境没有关系。
5.真实气体在如下哪个条件下,可以近似作为理想气体处理？( )(A)高温、高压 (B)低温、低压(C)高温、低压 (D)低温、高压答:(C)。
这时分子之间的距离很大,体积很大,分子间的作用力与分子自身所占的体积都可以忽略不计。
6.在298 K 时,地面上有一个直径为1 m 的充了空气的球,其中压力为100 kPa 。
将球带至高空,温度降为253 K,球的直径胀大到3m,此时球内的压力为 ( )(A)33、3 kPa (B)9、43 kPa(C)3、14 kPa (D)28、3 kPa答:(C)。
升高过程中,球内气体的物质的量没有改变,利用理想气体的状态方程,可以计算在高空中球内的压力。
112212p V p V n RT RT ==311212212100kPa 253K 3.14 kPa 298K p V T r p V T r ⎛⎫⨯==⨯= ⎪⎝⎭ 7.使真实气体液化的必要条件就是 ( )(A)压力大于C p (B)温度低于C T(C)体积等于m,C V (D)同时升高温度与压力答:(B)。
C T 就是能使气体液化的最高温度,若高于临界温度,无论加多大压力都无法使气体液化。
8.在一个恒温、容积为2 3dm 的真空容器中,依次充入温度相同、始态为100 kPa,2 3dm 的2N (g)与200 kPa,13dm 的r A (g),设两者形成理想气体混合物,则容器中的总压力为 ( )(A)100 kPa (B)150 kPa(C)200 kPa (D)300 kPa答:(C)。
等温条件下,200 kPa,13dm 气体等于100 kPa,23dm 气体,总压为A B p p p =+=100 kPa+100 kPa=200 kPa 。
9.在298 K 时,往容积都等于32 dm 并预先抽空的容器A 、B 中,分别灌入100 g 与200 g 水,当达到平衡时,两容器中的压力分别为A p 与B p ,两者的关系为( )(A)A B p p < (B)A B p p >(C)A p =B p (D)无法确定答:(C)。
饱与蒸气压就是物质的特性,只与温度有关。
在这样的容器中,水不可能全部蒸发为气体,在气-液两相共存时,只要温度相同,它们的饱与蒸气压也应该相等。
10.在273 K,101、325 kPa 时,4CCl (l)的蒸气可以近似瞧作为理想气体。
已知4CCl (l)的摩尔质量为1541g mol -⋅的,则在该条件下,4CCl (l)气体的密度为( )(A)36.87 g dm -⋅ (B)34.52 g dm -⋅(C)36.42 g dm -⋅ (D)33.44 g dm -⋅答:(A)。
通常将273 K,101、325 kPa 称为标准状态,在该状态下,1 mol 任意物质的气体的体积等于322.4 dm 。
根据密度的定义,33154 g 6.87 g dm 22.4 dmm V ρ-===⋅ 11.在某体积恒定的容器中,装有一定量温度为300 K 的气体,现在保持压力不变,要将气体赶出1/6,需要将容器加热到的温度为 ( )(A)350 K (B)250 K(C)300 K (D)360 K答:(D)。