(完整版)天津大学532003[物理化学]复习题答案

物理化学复习题一、填空题1、实际气体的压缩因子定义为Z ＝ pV m /RT ，当实际气体的压缩因子Z >1时，该气体比理想气体 难 压缩（选择填入难、易）。

2、已知2NO(g)+ O 2(g) = 2NO 2(g)为放热反应。

反应达平衡后，欲使平衡向右移动以获得更多的NO 2(g)，应采取的措施有 降温 和 增压 。

3、抽空密闭容器中放入NH 4Cl(s)，部分分解成NH 3(g)和HCl(g)并达到平衡，系统的组分数C = 1 ，相数P = 2 ，自由度数F = 1 。

4、玻璃毛细管内水面上升，是因为水在毛细管中形成 凹 液面（选择填入凹、凸），此液面上水的饱和蒸气压 小于 平液面上水的饱和蒸气压（选择填入大于、小于或等于）。

5、一价碱金属的皂类作为乳化剂时，易于形成 O/W 型乳状液。

6、一定量的单原子理想气体经历某恒温过程，其的 = 0， =U ∆H ∆0。

7、稀溶液的依数性包括溶液沸点升高(溶质不挥发)、凝固点降低（析出纯溶剂），蒸气压下降 和 渗透压 。

8、反应A→B，实验测定A 的浓度c A 与时间 t 成线性关系，该反应的级数为零 。

9、丁铎尔效应的实质是 胶体粒子对光的散射 。

10、溶胶稳定存在的三个重要原因是 胶体粒子带电 、 溶剂化作用和 布朗运动 。

11、当真实气体的压缩因子Z 小于1 时，该气体比理想气体易于压缩。

12、理想气体绝热向真空膨胀，则 ∆U = 0 。

13、由纯组分形成理想液态混合物的过程，其 ＞0 。

mix ΔS 14、化学势μB 就是物质B 的 偏摩尔吉布斯函数 。

15、已知2NO(g)+ O 2(g) = 2NO 2(g)为放热反应。

反应达平衡后，欲使平衡向右移动以获得更多的NO 2(g)，应采取的措施有 降温 和 增压 。

16、一定温度下，液体的分子间作用力越大，其表面张力 越大 。

17、某化学反应在一定T 、p 条件下进行，反应物A 的平衡转化率为12 %。

相同反应条件下加入催化剂，反应速率提高5倍，此时A 的平衡转化率为 12% 。

18、无论是原电池还是电解池，阴极极化的结果都使电极电势 变得更负 。

19、一定T 、p 下，固体表面不能被液体够润湿时，润湿角 >90° 。

20、现有AgI 正溶胶，FeCl 3、MgSO 4、K 3Fe(CN)6三种电解质中，对该溶胶聚沉能力最大的是 K 3Fe(CN)6 。

二、名词解释1、亚稳态（可举例子说明）：热力学上不稳定，但是能够在一定时间内稳定存在的状态，如过冷液体、过热液体、过饱和溶液等。

2、电泳：在外加电场作用下，带电粒子产生的定向移动。

三、计算题在500 K ～1000 K 温度范围内，反应的标准平衡常数与()A(g)B s 2C(g)+===K 温度T 的关系为。

已知原料中只有反应物A(g)和过量的7100ln 6.875K T K=-+ B(s)。

计算800 K 时反应的和。

K r m G ∆解：800 K 时， 71007100ln 6.875 6.8752800K T K =-+=-+=- 解出 =0.1353K 11r m ln 228.314800 J mol 13.30 kJ mol G RT K RT --∆=-==⨯⨯⋅=⋅ 四、计算题2 mol 双原子理想气体从始态300K ，50dm 3出发，恒容加热至400 K ，求整个过程的Q ，W ，∆U ，∆H 和∆S 。

解：理想气体pVT 变化，恒容，V 2= V 1=50 dm -3，所以W =0, m 210Δ() 4.157 kJV V W Q U nC T T ===-=五、计算题AgBr 饱和水溶液的电导率=，求AgBr(s)在纯水中的溶()κ液液511.66410 S m --⨯⋅解度。

已知25℃时Ag +和Br 无限稀释摩尔电导率分别为61.92 10 4S m 2 mol 1和 78.40 10 4 S m 2 mol 1；配制溶液所用纯水的电导率为。

()612H O 5.50010 S m κ--=⨯⋅解：AgBr 为难溶盐，其溶解度很小，不能忽略水的电导率带来的影响。

AgBr 饱和水溶液的电导率，则()511.66410 S m κ--=⨯⋅液液()()()()256151AgBr H O 1.66410 5.50010 S m 1.11410 S m 液液κκκ-----=-=´-´×=´×AgBr 溶解度很小，因此。

()()()()m m m m AgBr AgBr Ag Br ∞∞+∞-≈=+L L L L ()()()()m m m 4421421AgBr Ag Br 61.921078.410 S m mol 140.3210 S m mol ∞∞+∞------=+=⨯+⨯⋅⋅=⨯⋅⋅L L L ()()421m m AgBr AgBr 140.3210 S m mol∞--≈=⨯⋅⋅L L 由即可计算出AgBr 的溶解度：m /κc L =()()()53434m AgBr 1.11410AgBr mol m 7.93910 mol m AgBr 140.3210κc -----⎛⎫⨯==⋅=⨯⋅ ⎪⨯⎝⎭L 六、计算题在T ,V 恒定条件下，反应A→产物为零级反应。

反应物A 的初始浓度c A,0=1mol ⋅dm -3，t =0时的反应初速率v A,0=0.001 mol ⋅dm -3⋅s -1。

计算反应的速率系数k A 、半衰期t 1/2及反应到c A =0.1 mol ⋅dm -3时所需的时间t 各为若干？解：反应为零级，根据反应速率的定义，0A,0A A,0Av k c k ==所以，速率常数k A =0.001 mol ⋅dm -3⋅s -1。

零级半衰期：3A,01/231A 1 mol dm 500 s 220.001 mol dm s c t k ---⋅===⨯⋅⋅七、计算题已知水(H 2O ，l)在100℃的饱和蒸气压，在此温度、压力下水kPa 325.101*=p 的摩尔蒸发焓。

求在100℃，101.325kPa 下使1 kg 水1m vap mol kJ 668.40-⋅=∆H 蒸气全部凝结成液体水时的Q ，W ，∆U ，∆H 。

设水蒸气可视为理想气体。

解：该过程为可逆相变，水的摩尔质量，118.0184 g mol M -=×vap m 100040.668 kJ 2257 kJ18.0184H n H D =-D =-´=-1amb 2257 kJ10008.314373.15 J18.0184172.2 kJ2257172.22085 kJP Q H W p V pV nRT U W Q 恒压，=D =-=-D ===´´=D =+=-+=-八、计算题某一级反应，反应物初始浓度为c A,0，10 min 后反应物浓度变为0.7c A,0，问反应物反应掉50%需多少时间？解：A,0A Aln ck t c =由一级反应速率方程得：A,0A,01A A A,0121A 1111ln ln ln 0.0357min 10 min 0.710 min 0.7ln 2ln 219.4 min 0.0357 min c c k t c c t k --=======九、计算题100℃，101.325 kPa 下，1 mol H 2O(g) 变为同温同压下的H 2O(l)。

求过程的W 、Q 、∆U 、∆H 、∆S 、∆A 和∆G 。

已知100℃时H 2O(l)的摩尔气化焓。

()1vap m 2ΔH O,373.15K 40668 kJ mol H .-=⋅解：题给过程为恒温、恒压下的可逆相变过程，1vap m 1 mol 40.668 kJ mol 40.668 kJH n H -∆=-∆=-⨯⋅=-vap m1240668 J108.98 J K 373.15 Kn H S T --∆∆==-=-⋅恒压过程： 40.668 kJp Q H =∆=-()l g g 18.314373.15 J 3.102 kJW p V V pV nRT =--≈==⨯⨯=()40.668 3.102 kJ 37.566 kJU Q W ∆=+=-+=-恒温、恒压下的可逆相变，0G ∆= 3.102 kJp A U T S U H U Q W ∆=∆-∆=∆-∆=∆-==十、计算题65℃时N 2O 5气相分解的速率常数为k 1=0.292min -1，活化能为103.3kJ·mol -1，求80℃时的k 2及。

21t 解：根据阿伦尼乌斯方程的定积分形式：，得212111lna E k k RT T ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭212131111exp 103.310110.292exp min 1.39 min 8.314353.15338.15a E k k R T T --⎧⎫⎛⎫⎪⎪=⋅--⎨⎬⎪⎪⎪⎝⎭⎩⎭⎧⎫⨯⎛⎫=⨯--=⎨⎬ ⎪⎝⎭⎩⎭根据k 的单位知该反应为一级反应，所以121ln 2ln 20.499 min 1.39min t k -===十一、计算题已知90 ℃时液体甲苯(A)和液体苯(B)的饱和蒸气压分别为= 54.22 kPa 和*A p *Bp =136.12 kPa ，两者可形成理想液态混合物。

现有某甲苯-苯混合液在90 ℃、101.325 kPa 下达到气-液平衡，求气相组成B y 和液相组成B x 。

解：理想液态混合物的两组分均符合拉乌尔定律 **A A AB B B, p p x p p x ==[]**A AB B B B 54.22(1)136.12 kPa 101.325 kPa p p x p x x x =+=-+=，B 101.32554.220.5752136.1254.22x -==- B B B 136.120.57520.7727101.325p x y p *⨯===十二、计算题25℃时，电池Cd | Cd 2+[a (Cd 2+)=0.01] ¦¦ Cl -[a (Cl -)=0.5]| Cl 2(g, p ) |Pt 。

已知标准电极电势()2Cd Cd 0.4032 V E +=-$，()2Cl Cl (g)Pt 1.3579 V E -=$。

（1）写出电池反应；（2）计算电池电动势E 和摩尔反应吉布斯函数r m G D ，并判断反应能否自发进行。

解：(1) 电池反应()()2Cd s Cl g, 100 kPa +===()()22Cd Cd 0.012Cl Cl 0.5a a ++--⎡⎤⎡⎤=+=⎣⎦⎣⎦(2) 电池的电动势()()[]22Cl Cl (g)Pt Cd Cd 1.3579(0.4032)V 1.7611 VE E E -+=-=--=$$$()()()()()()()()222222Cd Cl ln ln Cd Cl z 2Cd Cl 8.314298.151.7611 V ln 0.010.5V 1.76110.0770V 1.8381 V296485a a RTRT E E E a a F F a p p +-+-⎡⎤=-=-⎣⎦⎡⎤⎣⎦⨯=-⨯=+=⨯$$$电池反应的吉布斯函数变化11r m 296485 1.8381 J mol 354.70 kJ mol G zFE --=-=-⨯⨯⋅=-⋅D r m 0G D <，反应可自发进行。