物理化学第四章习题
物理化学第四章习题答案
物理化学第四章习题答案物理化学作为一门结合物理学和化学原理的学科，其习题通常涉及热力学、动力学、量子化学等多个方面。
以下是第四章习题的可能答案，但请注意，具体答案会根据教材和习题的具体内容而有所变化。
习题1：理想气体状态方程的应用题目：一个理想气体在标准状态下的体积是22.4L。
如果压力增加到原来的两倍，同时温度升高到原来的1.5倍，求此时气体的体积。
解答：理想气体状态方程为 \[ PV = nRT \]其中 \( P \) 是压力，\( V \) 是体积，\( n \) 是摩尔数，\( R \) 是理想气体常数，\( T \) 是绝对温度。
设初始状态下的压力为 \( P_1 \)，温度为 \( T_1 \)，体积为\( V_1 \)。
变化后的压力为 \( P_2 = 2P_1 \)，温度为 \( T_2 =1.5T_1 \)，体积为 \( V_2 \)。
根据题意，\( n \) 和 \( R \) 是常数，可以消去，得到：\[ \frac{P_1V_1}{T_1} = \frac{P_2V_2}{T_2} \]\[ \frac{V_2}{V_1} = \frac{P_1T_2}{P_2T_1} = \frac{1 \times1.5}{2 \times 1} = 0.75 \]\[ V_2 = 0.75 \times 22.4L = 16.8L \]习题2：热力学第一定律的应用题目：1摩尔理想气体在绝热条件下从状态A（\( P_1, V_1 \)）膨胀到状态B（\( P_2, V_2 \)）。
求气体在过程中所做的功和内能变化。
解答：绝热条件下，\( Q = 0 \)，根据热力学第一定律 \( \Delta U = Q - W \)。
理想气体在绝热过程中的内能变化可以表示为：\[ \Delta U = \frac{3}{2}nR\Delta T \]由于是绝热过程，\( P_1V_1^\gamma = P_2V_2^\gamma \)，其中\( \gamma \) 是比热容比（对于单原子理想气体，\( \gamma =\frac{5}{3} \)）。
物理化学第四章化学平衡练习题及答案教案资料
第四章 化学平衡练习题一、判断与问答题：1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的∆r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的 化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
3．因为m r G ∆= -RT ln K ，所以m r G ∆是平衡状态时的吉布斯函数变化。
4．m r G ∆是反应进度的函数。
5．在等温等压条件下，∆r G m > 0的反应一定不能进行。
6．∆r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。
7．任何一个化学反应都可以用m r G ∆来判断其反应进行的方向。
8．在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。
若某化 学反应在给定条件下∆r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。
9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的∆ r G m < 0时，若值越小，自发进行反应 的趋势也越强，反应进行得越快。
10．某化学反应的∆ r G m 若大于零，则K 一定小于1。
11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，m r G ∆的大小就决定了反应进行方向。
12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。
13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可 以求知平衡常数了。
14．因 K = f (T )，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。
15．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的m r G ∆。
16．温度T 时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。
17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。
18．因K = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。
物理化学第四章溶液练习题
第四章作业一、选择题 1. 在25℃时，纯液体A 的p *A ＝5×104Pa ，纯液体B 的p *B ＝6×104Pa ，假设两液体能形成理想溶液混合物，当达到气液平衡时，液相中组成x A =0.4，在气相B 的摩尔分数y Ｂ则为 ( )(A) 0.64 (B) 0.25 (C) 0.50 (D) 0.406. 若A 分子和B 分子之间的相互作用力，与A 、B 各自处于纯态时分子之间的相互作用力相同，混合后，则有( )(A) 0mix H ∆< (B) 0mix H ∆>(C) 0mix H ∆= (D) mix H ∆无法确定7. 在10.325KPa 下，往纯水中加入少量NaCl ，与纯水比较，此稀溶液沸点( )(A) 降低 (B) 升高 (C) 不变8. 某化合物1.5g 溶于1kg 纯水中，形成非电解质溶液，冰点降低了0.015K ，该化合物的相对分子量可能是( )。
(K f =1.86K·mol -1·kg -1。
)(A) 100g·mol -1 (B) 200 g·mol -1(C) 186g·mol -1 (D) 150g·mol -110. A 和B 形成的非理想溶液，在TK 时测得其总蒸气压为29398Pa ，在气相中B 的摩尔分数y Ｂ＝0.82，而该温度时纯A 的蒸气压为29571 Pa ，那么在溶液中A 的活度A α为( )。
(A) 0.813 (B) 0.815 (C) 0.179 (D) 0.994二、计算题1. 两种挥发性液体A 和B 混合形成理想液态混合物，在298K 时，测得溶液上面的蒸气总压为5.41×104Pa ，气相中A 物质的摩尔分数为0.450，且已知p *A ＝3.745×104Pa 。
试求在该温度下(1) 液相组成；(2) 纯B 的蒸气压。
第四章习题0物理化学
第四章多组分系统热力学选择题1. 在373.15K和101325Pa•下，水的化学势与水蒸气化学位的关系为(A) μ(水)＝μ(汽) (B) μ(水)＜μ(汽)(C) μ(水)＞μ(汽) (D) 无法确定2．下列哪种现象不属于稀溶液的依数性(A) 凝固点降低（B）沸点升高(C) 渗透压（D）蒸气压升高3．98K时，A、B两种气体在水中的亨利常数分别为k1和k2，且k1＞k2，则当P1＝P2时，A、B在水中的溶解量c1和c2的关系为(A) C1＞C2 (B) C1＜C2 (C) C1＝C2 (D) 不能确定4．将非挥发性溶质溶于溶剂中形成稀溶液时，将引起 A(A) 沸点升高(B) 熔点升高(C) 蒸气压升高(D) 都不对5. 定义偏摩尔量时规定的条件是(A) 等温等压(B) 等熵等压(C) 等温, 溶液浓度不变(D) 等温等压, 溶液浓度不变6. 关于偏摩尔量, 下面的说法中正确的是(A) 偏摩尔量的绝对值都可求算(B) 系统的容量性质才有偏摩尔量(C) 同一系统的各个偏摩尔量之间彼此无关(D) 没有热力学过程就没有偏摩尔量7. 影响沸点升高常数和凝固点降低常数值的主要因素是(A) 溶剂本性(B) 温度和压力（C）溶质本性(D) 温度和溶剂本性8. 已知373K时液体A的饱和蒸气压为133.24kPa，液体B的饱和蒸气压为66.62kPa。
设A和B形成理想溶液，当溶液中A的物质的量分数为0.5时，在气相中A的物质的量分数为：(A)1 (B) 1/2 (C) 2/3 (D) 1/3因为y A=p A/p A+p B=133.24/(133.24+66.62)=2/39. 两只各装有1kg水的烧杯，一只溶有0.01mol蔗糖，另一只溶有0.01molNaCl，按同样速度降温冷却，则：(A) 溶有蔗糖的杯子先结冰(B) 两杯同时结冰(C) 溶有NaCl 的杯子先结冰(D) 视外压而定10.下列各式叫化学势的是： A. )B C (,,B c ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n V S n G B. )B C (,,B c ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n p T n G C. )B C (≠⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂V T G D. (C B)S U T ≠∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭ 11.冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入盐类，其主要作用是A.增加混凝土强度B.防止建筑物被腐蚀C.降低混凝土的固化温度D.吸收混凝土中的水分判断题1.理想混合气体中任意组分B 的化学势表达式为：μB =μB (g,T) +RTln(p B /p )。
物理化学第四章课后习题
布斯函数 f Gm。
解 平衡时： n(CF4 ) p V0 / (273R ) 8.42 103 mol n(COF2 ) 1.0652 / 175.33 6.075 10 3 mol V (COF2 ) n(COF2 ) RT / p 138cm 3 n(CO2 ) p (524 138 191) 10 6 / ( RT ) 8.68 10 3 mol K Kn n(CF4 )n(CO2 ) 1.98 n 2 (COF2 )
温度而改变，试计算1000 K时该反应的 r Gm 和 r Sm 各为多少？
解 平衡时
2CO2 （g）=2CO( g ) O2 （g） （1-） 2 2
n
B
2
3 K (1000 K ) K x = = 4.0 10-21 2 （1-） +） （2
K (1400 K )=1.024 10-12
习题1 有理想气体反应2SO2 ( g ) O2 ( g ) 2SO3 ( g )在1000 K时，K 3.45。试求算SO2、O2 和SO3的分压分别为2.03 104 Pa、 104 Pa和1.01105 Pa的混合气中，发生上述反应的 1.01 r G m , 并判断反应能够进行的方向。若SO2 及O2的分压仍分别为2.03 104 Pa及1.01104 Pa ，为使反应正向进行，SO3的分压最大不得超过多少？ 解 Qp ( pSO3 / p ) 2 ( pSO2 / p ) ( pO 2 / p ) Qp K
物理化学答案——第四章_化学平衡习题解答[1]
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第四章 化学平衡一、基本公式和内容提要 1. 化学反应的方向和限度（1）反应系统的吉布斯自由能和反应进度反应进行过程中，A 和B 均各以纯态存在而没有相互混合，则在反应进度为ξ时反应体系的总吉布斯自由能G *为：G * = n A μA * + n B μB * = （1－ξ）μA * +ξμB * = μA * +ξ（μB * －μA *）对于封闭体系在定温定压下在反应实际进行过程中，A 和B 是不可能以纯态存在的。
它们是混合在一起的，因此还存在混合吉布斯自由能△mix G 。
△mix G = RT （n A lnX A + n B lnX B ） = RT [(1－ξ)ln(1－ξ) + ξlnξ]（2）化学反应标准平衡常数理想气体的化学反应()()()()aA g bB g gG g hH g −−→++←−− bB a A hH gG P P P P P P P P )/()/()/()/(θθθθ= e )－－(1θθθθμμμμB A H G b a h g RT－+= 常数 = K θK θ称为标准平衡常数。
（3）化学反应的等温方程式（a ）对任意反应达平衡时：△r G m θ = －RTlnK θ△r G m θ是指产物和反应物均处于标准态时，产物的吉布斯自由能和反 应物的吉布斯自由能总和之差，称为反应的“标准吉布斯自由能变化”。
（b ）反应在定温定压条件下△r G m = △r G m θ+ RT ln Q p上式称为范特霍夫(Vait Hoff) 等温方程。
（c ）依据吉布斯自由能函数可判断反应进行的方向，在温度、压力一定的条件下：RT ln Q a ＜ RTlnK θ Q a ＜K θ △r G m ＜0 反应正向自发进行 若 RT ln Q a ＞RTlnK θ Q a ＞K θ △r G m ＞0 反应逆向自发进行若 RT ln Q a = RTlnK θ Q a = K θ △r G m =0 反应达平衡 2. 反应的标准吉布斯自由能变化 （1）化学反应的△r G m 与△r G m θ（a ）在一定温度和压力为p θ下，任何物质的标准态化学势μi θ都有确定值，所以任何化学反应的△r G m θ都是常数；（b ）△r G m 不是常数，在一定T ，p 下，它与各物质的活度（分压、浓度）等有关，即与Q a 有关；（c ）在定温定压条件下0W '=时，△r G m 的正负可以指示化学反应自发进行的方向，在定温下△r G m θ的正负通常不能指示反应进行的方向，根据公式△r G m = △r G m θ+ RT ln Q p ，但当△r G m θ的数值很大时，也可用其值估计反应的方向。
物理化学课后习题第四章答案
第四章多组分系统热力学4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。
此溶液中B的浓度为c B，质量摩尔浓度为b B，此溶液的密度为。
以M A，M B分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数x B表示时，试导出x B与c B，x B与b B之间的关系。
解：根据各组成表示的定义4.3在25℃，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度b B介于和之间时，溶液的总体积求：（1）把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成b B的函数关系。
（2）时水和醋酸的偏摩尔体积。
解：根据定义当时4.4 60℃时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa ，乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa 。
二者可形成理想液态混合物。
若混合物的组成为二者的质量分数各50 %，求60℃时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。
解：甲醇的摩尔分数为58980049465004232500423250....x B =+=4.5 80℃时纯苯的蒸气压为100 kPa ，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa 。
两液体可形成理想液态混合物。
若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80℃时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。
解：4.720℃下HCl 溶于苯中达平衡，气相中HCl 的分压为101.325 kPa 时，溶液中HCl 的摩尔分数为0.0425。
已知20℃时苯的饱和蒸气压为10.0 kPa ，若20℃时HCl 和苯蒸气总压为101.325 kPa ，求100 g 苯中溶解多少克HCl 。
解：设HCl 在苯中的溶解符合亨利定律HCl HCl ,x HCl x k p =Pa .Pa .x p kHCl HClHCl,x 610×3842=04250101325==HCl,x HCl ,x *HCl ,x *HCl HCl ,x *HCl k x k p x k x p x k x p p p p +1+=+苯苯苯苯苯苯苯苯总）－＝（）－（＝＋＝96010×38421000010×384210132566...k p kp x HCl,x *HCl,x ＝－－＝－－＝苯总苯960=536+7810078100=..m x 苯 m = 1.867g4.11A ，B 两液体能形成理想液态混合物。
物理化学第四章习题解答
物理化学第四章习题解答思考题3.注：题目为反应对该反应物分别是一级、二级2A——>P+...、三级3A——>P+...。
而A+B——>P+...这个反应若为如书P141所示的二级反应，则对反应物A和B都分别是一级的。
所以本题应该套用简单n级反应的公式进行计算。
设反应物A的初始浓度为a，t时刻生成物P的浓度为某，则对于简单的n级反应我们有：n=1时lnn>1时ak1ta某111ktn1n1n1na(an某)代入n=2得某k2ta(a-2某)代入n=3得1112k3t26a3某a将某=0.5a和某=0.75a分别代入n=1对应的反应速率方程，可得t12ln2ln4t34t12:t341:2k1k1将某=0.25a和某=0.375a分别代入n=1对应的反应速率方程，可得t1213t34t12:t341:32ak22ak215tt12:t341:5342a2k32a2k3.将某=1/6a和某=1/4a分别代入n=1对应的反应速率方程，可得t124.根据阿伦尼乌斯公式的微分形式，我们有dlnk1lnk2Ea1Ea2EadlnkdTRT2dTRT2dlnk1k2Ea1Ea2dTRT2根据平行反应反应速率与生成物浓度之间的关系，我们有dln某1某2Ea1Ea20dTRT2即随着温度增加ln某1某2增大，所以温度升高时更利于反应1的进行。
习题解答d[A]=―k1[A]―k4[A]dtd[B]=k1[A]―k2[B]+k3[C]dtd[C]=k2[B]―k3[C]dtd[D]=k4[A]dtd[A]（2）=―k1[A]+k2[B]dtd[B]=k1[A]―k2[B]―k3[B][C]dtd[C]=―k3[B][C]dtd[D]=k3[B][C]dtd[A]（3）=―k1[A]+k2[B]2dtd[B]=2(k1[A]―k2[B])2dtd[A]（4）=―2k1[A]2+2k2[B]dtd[B]=k1[A]2―k2[B]―k3[B]dtd[C]=k3[B]dt1、解：（1）2、解（1）以lnc对t作图得一直线，说明该反应是一级反应。
合肥工业大学-物理化学习题-第四章、多组分系统热力学合并
00-7-15
本章完
10
例 含质量分数为w(甲醇) = 0.40的甲醇的水溶液, 已知其中甲
醇 的偏摩尔体积V(甲)为39.0cm3· mol1, 水的偏摩尔体积V(水) 为 17.5cm3· mol1,试求溶液的密度 (甲醇与水的摩尔质量分别为
偏摩尔量的集合公式
32.04 g· mol1 与18.02 g· mol1).
B n n n n B _________ B T B T B _________ nB nB nB nB S ,V , nC S , p , nC ,V , nC , p , nC _________ _________
00-7-15 7
7 现有A, B 两种水溶液, A溶液渗透压较B低. 当A和B之间隔 一半透膜(只有水分子可通过), 这时水的渗透方向是从____ A溶 B 溶液. 液到_____ 8 在20℃时, 将1mol 压力为100kPa的气态NH3 溶解到大量的, 物质的量之比为n(NH3)/ n(H2O) = 1 / 21的溶液中, 已知此溶液 NH3 的平衡蒸气分压为3.6 kPa. 在该溶解过程中NH3的化学势 (g, T ) ( l, T ) (g, T ) + RT ln( p / p ) 由此 B B B B 从_________变化为 _______ = _____________________, 8102 Jmol－1. 可根据数据求得该溶解过程的Gm = － ______ 溶质B不与溶剂A形成固熔体 9 稀溶液凝固点下降公式要求_________________________; 溶质是非挥发性的 而沸点上升公式则要求_________________.
物理化学 第四章 化学平衡 习题
物理化学第四章化学平衡习题物理化学第四章：化学平衡习题第四章的学习在物理化学中具有重要意义，主要探讨了化学反应的平衡常数以及反应进度等概念，帮助我们深入理解化学反应的平衡状态和平衡移动。
以下是本章的一些习题，以帮助巩固和拓展相关知识。
一、选择题1、在一定温度下，可逆反应A(g) + B(g) ⇌ C(g) + D(g)的平衡常数为K。
下列说法正确的是： A. K越大，达到平衡时，反应进行的程度越大 B. K越小，达到平衡时，反应进行的程度越小 C. K越大，达到平衡时，反应物的转化率越高 D. K越小，达到平衡时，生成物的产率越高答案：A2、一定条件下，可逆反应2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)在一定范围内达到平衡。
当向容器中充入一定量He，在下列各物理量中，哪些会发生变化？ A. 反应速率 B. 平衡常数 C. 体系的压强 D. SO3的浓度答案：C二、填空题1、在一定温度下，可逆反应A(g) + 3B(g) ⇌ 2C(g)的平衡常数K=0.16，则该反应达到平衡时，n(A) : n(B) : n(C) 的比值为_____。
答案：1 : 3 : 22、对于反应3A(g) + B(g) ⇌ C(g)，在恒温恒容的条件下，加入3molA 和1molB，达到平衡时，C的浓度为m mol/L。
若再加入a mol A和b mol B，则重新达到平衡时，C的浓度仍为m mol/L。
则a与b的比值为_____。
答案：3三、计算题1、在一定温度下，可逆反应A(g) + B(g) ⇌ C(g)在某密闭容器中反应达到平衡。
请计算在该温度下，将以下起始物质充入容器中，达到平衡时C的物质的量分数为多少？反应开始时：n(A) = 1.0 mol，n(B) = 2.0 mol，n(C) = 0 mol。
答案：0.4857 或 48.57%2、已知反应A(g) + B(g) ⇌ C(g)在某温度下的平衡常数为K=0.1。
北京大学《物理化学》课后章节练习题第4章习题及答案
第四章 习题1. 1000K 、101.325kPa 时，反应)()(2)(2223g O g SO g SO +⇔的K c ＝3.54mol ·m -3。
（1）求此反应的K p 和K x 。
（2）求反应)(21)()(223g O g SO g SO +⇔的K p 和K x 2. 已知457K 、总压为101.325kPa 时，NO 2有5％分解，求此反应的。
θp K )()(2)(222g O g NO g NO +⇔3. PCl 5的分解作用为 )()()(235g Cl g PCl g PCl +⇔在523.2K 、101.325kPa 下反应到达平衡后，测得平衡混合物的密度为2.695kg ·m -3，试计算（1）PCl （g ）的离解度。
（2）该反应的。
θp K （3）该反应的。
θm r G Δ4. 温度为T 在体积为V 的容器中，充入1mol H 2，3mol I 2，设平衡后有x mol HI生成。
若再加入2 mol H 2，则平衡后HI 的物质的量为2x mol ，试计算K p 的值。
5. 在298.15K 时，有0.01kg 的N 2O 4（g ），压力为202.65kPa ，现把它完全转变成NO 2（g ），压力为30.40kPa ，求过程中的G r Δ。
已知N 2O 4（g ）和NO 2（g ）的分别为98.29kJ ·mol θmf G Δ-1和51.84kJ ·mol -1。
6. 反应的。
若参加反应的气体是由10％CH )()(2)(42g CH g H s C =+1.19290)1000(−=Δmol J K G m r θ4，80％H 2及10％N 2所组成的，试问在T ＝1000K 及p ＝101.325kPa 时能否有甲烷生成。
7. 银可能受到H 2S （g ）的腐蚀而发生下面的反应：)()()(2222g H s S Ag s Ag S H +⇔+ 已知 该反应1.24.7−−=Δmol kJ G m r θ今在298K 和标准压力p θ下，将银放在等体积的氢和H 2S 组成的混合气体中（1）试问能否发生腐蚀而生成硫化银。
物理化学第四章化学平衡练习题及答案
第四章 化学平衡练习题一、判断与问答题：1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的∆r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的 化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
3．因为m r G ∆= -RT ln K，所以m r G ∆是平衡状态时的吉布斯函数变化。
4．m r G ∆是反应进度的函数。
5．在等温等压条件下，∆r G m > 0的反应一定不能进行。
6．∆r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。
7．任何一个化学反应都可以用m r G ∆来判断其反应进行的方向。
8．在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。
若某化学反应在给定条件下∆r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。
9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的∆ r G m < 0时，若值越小，自发进行反应 的趋势也越强，反应进行得越快。
10．某化学反应的∆ r G m 若大于零，则K一定小于1。
11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，m r G ∆的大小就决定了反应进行方向。
12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。
13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可 以求知平衡常数了。
14．因 K= f (T )，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。
15．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的m r G ∆。
16．温度T 时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。
17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。
18．因K = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。
物理化学习题 第四章 化学平衡
第四章 化学平衡一．基本要求1．掌握化学反应定温式的各种形式,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,来导出化学反应定温式，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 mol -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。
最新物理化学课后习题第四章答案资料
第四章多组分系统热力学4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。
此溶液中B的浓度为c B，质量摩尔浓度为b B，此溶液的密度为。
以M A，M B分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数x B表示时，试导出x B与c B，x B与b B之间的关系。
解：根据各组成表示的定义4.3在25℃，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度b B介于和之间时，溶液的总体积求：（1）把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成b B的函数关系。
（2）时水和醋酸的偏摩尔体积。
解：根据定义当时4.460℃时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa ，乙醇的饱和蒸气压是47.0kPa 。
二者可形成理想液态混合物。
若混合物的组成为二者的质量分数各50 %，求60℃时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。
解：甲醇的摩尔分数为58980049465004232500423250....x B =+=4.580℃时纯苯的蒸气压为100 kPa ，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa 。
两液体可形成理想液态混合物。
若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80℃时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。
解：4.7 20℃下HCl 溶于苯中达平衡，气相中HCl 的分压为101.325 kPa 时，溶液中HCl 的摩尔分数为0.0425。
已知20℃时苯的饱和蒸气压为10.0 kPa ，若20℃时HCl 和苯蒸气总压为101.325 kPa ，求100 g 苯中溶解多少克HCl 。
解：设HCl 在苯中的溶解符合亨利定律HCl HCl ,x HCl x k p = Pa .Pa .x p k HCl HCl HCl,x 610×3842=04250101325== HCl,x HCl ,x *HCl ,x *HCl HCl ,x *HCl k x k p x k x p x k x p p p p +1+=+苯苯苯苯苯苯苯苯总）－＝（）－（＝＋＝96010×38421000010×384210132566...k p k p x HCl,x *HCl ,x ＝－－＝－－＝苯总苯 960=536+7810078100=..mx 苯 m = 1.867g4.11 A ，B 两液体能形成理想液态混合物。
物理化学第四章化学平衡练习题及答案
第四章 化学平衡练习题一、判断与问答题：1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的∆r G m 就是在一定量的系统中进行1mol 的化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
3．因为m r G ∆= -RT ln K ，所以m r G ∆是平衡状态时的吉布斯函数变化。
4．m r G ∆是反应进度的函数。
5．在等温等压条件下，∆r G m > 0的反应一定不能进行。
6．∆r G m 的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。
7．任何一个化学反应都可以用m r G ∆来判断其反应进行的方向。
8．在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。
若某化学反应在给定条件下∆r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。
9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的∆ r G m < 0时，若值越小，自发进行反应的趋势也越强，反应进行得越快。
10．某化学反应的∆ r G m 若大于零，则K 一定小于1。
11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，m r G ∆的大小就决定了反应进行方向。
12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。
13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可以求知平衡常数了。
14．因 K = f (T )，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。
15．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的m r G ∆。
16．温度T 时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。
17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。
18．因K = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。
物理化学第4章部分习题解答
1.588 92
0.01726mol
n总 (1 )nN2O4
0.1841 K
p
p p
42 1 2
101325 4 0.18412 101325 (1 0.18412 )
0.1403
（2）
K
p
p
4
p
K
p
p
当p 50662 .5Pa时, 0.256;
（3）
p
K
p
K
p
(3)
K
p
(1)
K
p
(2)
0.851855.831107
4.967107
1
K
p
(3)
pO2 p
2 ,
pO2
[K
p
2 101325
2.5108 Pa
整理ppt
11
18．反应 MgO(s)＋H2O(g)=== Mg(OH)2(s)，
rGm ＝100.42Ｔ-46024 J·mol-1，试问：
解：反应（3） C（石墨）+O2（g）=CO2(g) 因为（3）=（1）+（2） 所以根据盖斯定律可得 △rHm3⊙(298K)= △rHm1⊙（298K）+△rHm2⊙（298K） =-395.4+1.9=-393.5KJ/mol.
整理ppt
2
9．将含有50% CO、25% CO２、25% H２(均为摩尔分数)的混合 气体通入1173K的炉子中，总压为202.65 kPa。试计算平衡气 相的组成。已知反应CO２(ｇ)＋H２(ｇ)===H２O(ｇ)＋CO(ｇ)
p (1 2 ) 4 2
当 0.1时，p 351843.46Pa
整理ppt
物理化学第四章例题
第四章例题1. 一封闭钟罩中放一杯纯水A 和一杯糖水B ，静止足够长时间后有何现象发生？ (A) A 杯水减少，B 杯水满后不再变化 (B) A 杯变空杯，B 杯水满后溢出(C) B 杯水减少，A 杯水满后不再变化 (D) B 杯变空杯，AB 杯水满后溢出 1. [答] (B)A 杯为纯水，B 杯为稀溶液，因而B 杯中水的蒸气压小于A 杯中水的蒸气压 A 杯达饱和而B 杯未饱和因而水蒸气从A 杯蒸发而凝结于B 杯2. 保持压力不变，在稀溶液中溶剂的化学势随温度降低而(A) 降低 (B) 不变 (C) 增大 (D) 不确定2. 答： (C) ()0,<-=∂∂m B pTS Bμ3 .温度为273K ，压力为10×O p 下液态水和固态水的化学势μ(l)和μ (s)之间的关系为(A) μ (l) > μ (s) (B) μ (l) = μ (s) (C) μ (l) < μ (s) (D) 不确定 3 . (C)m T B V p =⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂μ对纯物 则m TB V p ∆=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂μ ()()()()[]010<-=∆=-⎰dp s V l V s l OOp p m m μμμ4. 有四杯含不同溶质，相同浓度 m=1 mol ·kg -1 的水溶液，分别测其沸点。
则沸点升得最高者是(A) Al 2(SO 4)3 (B) Mg SO 4 (C) K 2 SO 4 (D) C 6H 5 SO 3H 4.答 (A) 沸点上升值取决于溶质数量（此处为离子数）5. 烧杯A 中装有0.1 kg 273K 的水；烧杯B 中装有0.1 kg 273K 的冰水混合物，(水和冰各占一半)。
用滴管分别向两烧杯中各滴入数滴浓H 2SO 4，则两烧杯中的温度将如何变化？(假设无其他热损失)(A) T A 升，T B 升 (B) T A 升，T B 降 (C) T A 降，T B 升 (D) T A 降，T B 降5 . [答] (B) 由于H 2SO 4溶于水放出溶解热，故A 杯中温度升高；由于稀溶液的冰点降低，故只要达平衡时，B 杯中的冰未全部熔化，则B 杯中温度降低。
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即恒压方程对比得 DrHm = R×(-7524)K= -60.32 kJ· mol-1
(2) DrGm =0时的T为反应的转折温度。 T=23200K/160=1450K (3) Zn的蒸汽压方程为
lg( p / p ) -6164(K / T ) + 5.22
-6164/ 800+ 5.22 p 10 p 327.34Pa 800K时，
300º C时的K 。
解： (1) DrHm (298K)= SvBDfHm (B)
=(52.26-241.82+235.1)kJ.mol-1
= 45.54kJ· mol-1 DrSm (298K)=Sm (C2H4,g) + Sm (H2O,g) - Sm (C2H5OH,g) =(219.6+ 188.83-282.7-213.74)J· K-1· mol-1 = 125.73J· K-1· mol-1 DrGm (298K) = DrHm － TDrSm = [45.54×103-298×125.73)]J· mol-1 = 8.072 kJ· mol-1
分解压力是DrGm = 0 时的压力
B
DrGm=SvBDfGm (B) = -DfGm (NiO,s,298K)
=216.3kJ· mol-1
K = exp( -DrGm /RT) = exp[-216.3×103/(8.315×298)] = 1.232×10-38
vB K = ( p / p ) B e B
P139-12 NiO(s)的分解反应NiO(s) = Ni(s) + (1/2) O2(g) ,
DrGm (NiO, s, 298K) = -216.3 kJ· mol-1 已知，
(1) 求25º C时NiO(s)的分解压力。 (2) 纯Ni (s)在25º C，100kPa的空气中能否被氧化 （空气中含O221%） 解： (1)
= (pO / p )e
2
1/2
=1.23210-38
pe=1.517×10-71Pa (2) pO2=0.21×105 Pa
Jp= 0.21×105/105= 0.21 Jp > > K
所以，纯Ni (s)在25º C，100kPa的空气中能被氧化。
P138-13 反应2CH3OH(g)=2H2(g) +HCOOCH3 (g)的恒压 方程为 lnK = 7254(K/T ) – 12.50 (1)该反应的 DrHm (2) 该反应在300K时的 DrGm 解： (1) 与 ln K = -DrHm / RT + C
P139-16 已知反应ZnO(s) + H2(g) = Zn(g) + H2O (g) 的
DrGm / (J· mol-1) = 232000-160(T/K)，液态Zn的蒸
汽压方程为 lg(p/p ) = -6164(K/T) +5.22。在800K 时，把H2(g)通入盛有ZnO(s)和Zn(l)的密闭容器中。 试求： (1)反应的 DrSm (2)反应的转折温度。 (3) 800K达成平衡时H2(g)和H2O(g)两种气体物质的 比n (H2):n (H2O)
P138-2 实验测得反应 H2(g) +C2H4(g) =C2H6(g) 在298K时
的 K =5.124×1017,已知，
DfGm(C2H4,g,298K)=6.815×104 J· mol-1 试求，DfGm(C2H6,g,298K)。 解:
DrGm = -RTlnK
= - (8.315×298) ln(5.124×1017) = -1.010×105J· mol-1
解：(1) ZnS(s) +H2(g)= Zn(g) +H2O(g) DrGm /(J.mol-1) =23200-160(T/K)
根据热力学基本方程，dG=-SdT+VdP
恒压时，dG=-SdT 对于恒温恒压的反应，
dD r Gm - D r S m dT D r G m D r S m -( ) P 160J K -1 mol -1 T
C2H5OH (g) DfHm/(kJ· mol－1) Sm/(J· K- 1· mol-1) -235.1 C2H4(g) 52.26 H2O(g) -241.82
282.7
219.6
188.83
(1)试求反应在25º C下的 DrGm 及K 。
(2)假定DrHm，DrSm不随温度而变，试估算反应在
K =(327.5/105)(1－x)/x
DrGm /(J.mol-1) =23200-160(T/K)=232000-160×800=104000 K = exp( -DrGm /RT)
= exp[-104000/(8.315×800)] = 1.622×10-7
代入得 (1－x)/x=2.018×104 n(H2)/n(H2O)= (1－x)/x=2.018×104
DrGm =SvBDfGm(B)
B
DfGm (C2H6,g, 298K) = DrGm +DfGm (C2H4,g)+ DfGm (H2,g)
= (-1.010×105+ 6.815×104 +0)
= -3.285×104kJ· mol-1
P138-) +H2O(g) 有关数据如下，
B
K = exp( -DrGm /RT) = exp[-8.072×103/(8.315×298)] = 0.0385 (2)假定DrHm，DrSm不随温度而变
DrGm (573K) = DrHm － TDrSm
= [45.54×103-573×125.73)]J· mol-1 = -26.50 kJ· mol-1 K = exp( -DrGm /RT) = exp[26.50×103/(8.315×573)] = 260.6
ZnS(s) +H2(g)= Zn(g) +H2O(g)
反应前 反应后 p P(1-x) 327.34pa
px
(2) 该反应在300K时的 DrGm
lnK = 7254(K/T ) – 12.50 = 11.68
DrGm = -RTlnK = - (8.315×300)×11.68 = -29.14 kJ· mol-1