物理化學(xué)核心教程課后答案完整版(第二版學(xué)生版)要點(diǎn)

1、第二章熱力學(xué)第一定律物理化學(xué)核心教程（第二版）參考答案、概念題題號(hào)12345678選項(xiàng)DCBAADcc題號(hào)910111213141516選項(xiàng)BBABccDB1 .答：（D）熱力學(xué)能是狀態(tài)的單值函數(shù)，其絕對(duì)值無法測(cè)量。2 .答：（C）氣體膨脹對(duì)外作功，熱力學(xué)能下降。3 .答：（B）大氣對(duì)系統(tǒng)作功，熱力學(xué)能升高。4 .答：（A）過程（1）中，系統(tǒng)要對(duì)外作功，相變所吸的熱較多。5 .答：（A）對(duì)冰箱作的電功全轉(zhuǎn)化為熱了。6 .答：（D）熱力學(xué)能是能量的一種，符合能量守衡定律，在孤立系統(tǒng)中熱力學(xué)能保持不變。而烙雖然有能量單位，但它不是能量，不符合能量守衡定律。例如，在絕熱鋼瓶里發(fā)生一個(gè)放熱的氣相反應(yīng)，

2、AH可能回大于零。7 .答：（C）對(duì)于理想氣體而言，內(nèi)能僅僅是溫度的單值函數(shù)，經(jīng)真空絕熱膨脹后，內(nèi)能不變，因此體系 溫度不變。8 .答：（C）由氣體狀態(tài)方程pVm= RT+bp可知此實(shí)際氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)，經(jīng)真空絕熱膨脹后，內(nèi) 能不變，因此體系溫度不變（狀態(tài)方程中無壓力校正項(xiàng)，說明該氣體膨脹時(shí)，不需克服分子間引力，所以 恒溫膨脹時(shí)，熱力學(xué)能不變）。9 .答：（B）式適用于不作非膨脹功的等壓過程。10 . （B） 1.40=Cv = 5 R Cp= 7 R ,這是雙原子分子的特征。52211 .答：（A）反應(yīng)進(jìn)度 旨 * = 2mo =1 mol v 212 .答：（B） MgRT一項(xiàng)來源

3、于 （pV） 一項(xiàng)，若假定氣體是理想氣體， 在溫度不變時(shí) （pV）就等于AngRTo13 .答：（C）在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，有穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol物質(zhì)B產(chǎn)生的熱效應(yīng)為該物質(zhì) B的摩爾生成焰；在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，1mol物質(zhì)B完全燃燒產(chǎn)生的熱效應(yīng)為該物質(zhì)B燃燒焰，故有Af Hm（H2O, l）=AcHm（H2, g） o14 .答：（C）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰定義，規(guī)定穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰為零。碳的穩(wěn)定單質(zhì)制定為石墨。15 .答：（D）石墨（C）的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焰就是二氧化碳的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰，為 -393.4 kJ mol-1,金剛石 的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焰就是金剛石（ C）燃燒為二氧化碳的摩爾反應(yīng)焰變，等于二氧化碳的標(biāo)

4、準(zhǔn)摩爾生成焰減去金剛石的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰，所以金剛石的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰就等于-393.4 kJ mol-1 （-395.3 kJ mol-1）= 1.9kJ mol-1。16 .答：由氣體狀態(tài)方程 pVm= RT+bp可知此實(shí)際氣體的內(nèi)能與壓力和體積無關(guān)，則此實(shí)際氣體的內(nèi)能只 是溫度的函數(shù)。三、習(xí)題1. (1) 一系統(tǒng)的熱力學(xué)能增加了100kJ,從環(huán)境吸收了 40kJ的熱，計(jì)算系統(tǒng)與環(huán)境的功的交換量；(2)如果該系統(tǒng)在膨脹過程中對(duì)環(huán)境做了20kJ的功，同時(shí)吸收了 20kJ的熱，計(jì)算系統(tǒng)熱力學(xué)能的變化值。解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律：= W+Q,即有：(1) W= AU-Q = 100 40 = 60kJ

5、(2)由=W + Q = -20 + 20 = 02.在300 K時(shí)，有10 mol理想氣體，始態(tài)壓力為1000 kPa。計(jì)算在等溫下，下列三個(gè)過程做膨脹功：(1)在100 kPa壓力下體積脹大 1 dm3 ；(2)在100 kPa壓力下，氣體膨脹到壓力也等于100 kPa ;(3)等溫可逆膨脹到氣體的壓力等于100 kPa 。RT解：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV= nRT,即有：pnnRTV(1) . W = -Pe AV= -pdV2 Vi)W = -100 103 X1 X10-3 = -100J/c、nRT nRT'p2 '(2) W = -pszSV= -p4V2 V1)

6、= - p2 ()= - nRT 1 -P2PlI Pl JW = -10 8.314 >300X (1-I00 ) = -22.45 kJ1000(3) . W = - pdV ="V2nRTdV = - nRTln V2 = - nRTln-p1V VViP2W = - 10 8314M00X 1n 1000 = -57.43 kJ 1003.在373 K恒溫條件下，計(jì)算1 mol理想氣體在下列四個(gè)過程中所做的膨脹功。已知始、終態(tài)體積分別為 25 dm3 和 100 dm3 。(1)向真空膨脹；(2)等溫可逆膨脹;(3)在外壓恒定為氣體終態(tài)壓力下膨脹；(4)先外壓恒定為體積

7、等于 50 dm3時(shí)氣體的平衡壓力下膨脹，當(dāng)膨脹到50 dm3以后，再在外壓等于100 dm3時(shí)氣體的平衡壓力下膨脹。試比較四個(gè)過程的功，這說明了什么問題？解：(1)向真空膨脹，外壓為零，所以W2 =0(2)等溫可逆膨脹VI 25W=nRTln 1=1 mol 8.314 J mo1K373 K In=-4299 JV2100(3)恒外壓膨脹nRTW3 = - pe(V2 -VJ = - p2(V2 -VI(V2 - V1)3(0.1 -0.025)m-2326 J1 mol 8.314 J molK373 K0.1 m3(4)分兩步恒外壓膨脹W4 = -Pe,1(V2 -V1)- Pe,2(

8、V3 M)=nRT")-等”)V2V3VII V22550= nRT(- -12 -1) =nRT(-2) - -nRTV2V350 100-1 mol 8.314 J mol K 373 K - -3101 J說明作功與過程有關(guān)，系統(tǒng)與環(huán)境壓差越小，膨脹次數(shù)越多，做的功也越大。14.在373K和101.325kPa時(shí)，有IglHQ經(jīng)(1)等溫、等壓可逆氣化； (2)在恒溫373K的真空箱 中突然氣化，都變?yōu)橥瑴?、同壓?H2O (g)o分別計(jì)算兩個(gè)過程的 Q、W、AU和AH的值。已知水的氣 化熱2259J g-1,可以忽略液態(tài)水的體積。解：(1)水在同溫同壓條件下的蒸發(fā)Q p=AH

9、 = mAvapHm = 1 2259 = 2.26kJm1W = -pVg = -ngRT = -RT =-X8.314 873 = -172.3JMh2o18U = Q + W = 2259 - 172.3 = 2.09 kJ（2）在真空箱中，Pe = 0,故W = 0U、AH為狀態(tài)函數(shù)，即只要最終狀態(tài)相同，則數(shù)值相等，即有：AH = 2.26kJ1=Q =2.09 kJ20.在標(biāo)準(zhǔn)壓力和298K時(shí)，H2 （g）與O2（9）的反應(yīng)為： 血（g） + 1 O2 （g） = H Q （g）o2設(shè)參與反應(yīng)的物質(zhì)均可作為理想氣體處理，已知H2O, g尸-241.82kJ，mol，,它們的標(biāo)準(zhǔn)等壓摩

10、爾熱容（設(shè)與溫度無關(guān)）分別為 Cm（H2, g）=28.82J K,mol, Cm（02, g）=29.36J K,moL, Cm（H2。，g ）=33.58J K,mol。試計(jì)算：298K 時(shí) 的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焰變 ArHm（298 K）和熱力學(xué)能變化ArUm（298 K） ； （2）498K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焰 變 4H，（498 K）。1解：（1） H2（g ）+，O2（g ）=H2O ）2H*（298K ）=&Hm（H2。，g ）=-241.82 kJ molrHm 298K =川% 298K VgRT：rU 298K = rH? 298K - VgRT-241.82 - 1 -1

11、 -0.5 8.314 298 10,1=-240.58 kJ mol 498K（2）NHm，498K 尸Hm（298K）+ j298K AvC：mdT=&Hm298K ）+t CpMeO, g ）-Cp，m（H2, g ）-2cp?m（O2, g ）匕丁-3=-241.82 + （33.58-28.82-0.5 2936） X （498-298） M0 3=243.80 kJ mol第三章熱力學(xué)第二定律、概念題題號(hào)12345678選項(xiàng)CABDBCDC題號(hào)910111213141516選項(xiàng)DDDAABBB1 .答：（C）理想氣體等溫膨脹，體積增加，燧增加，但要從環(huán)境吸熱，故環(huán)境燧減少。

12、2 .答：（A）封閉系統(tǒng)絕熱不可逆過程，燧增加。3 .答：（B）因?yàn)殇撈亢闳?，并與外界無功和熱的交換，所以能量守衡，出=0。4 .答：（D）等溫、等壓、不作非膨脹功的可逆相變，Gibbs自由能不變。V25 .答：（B）因?yàn)镼=0 , W=0,即 由=0,則體系溫度不變，可設(shè)置為等溫膨脹過程，Qr=-Wr= nRTln，Vi即.S =nRln 。 Vi6 .答：（C）絕熱可逆過程是衡婿過程，Qr= 0故AS = 07 .答：（D）相當(dāng)于摩爾等壓熱容與摩爾等容熱容之比。8 .答：（C）系統(tǒng)始態(tài)與終態(tài)都相同，所有熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)的變量也都相同，與變化途徑無關(guān)。9 .答：（D）根據(jù) dG=Vdp-SdT

13、 ,即 dG=Vdp。10 .答：（D）隔離系統(tǒng)的U, V不變。11 .答：（D）因?yàn)镚t，尸0,本過程的始態(tài)、終態(tài)與可逆相變化的始態(tài)、終態(tài)相同。12 .答：（A）狀態(tài)方程中無壓力校正項(xiàng)，說明該氣體膨脹時(shí)，不需克服分子間引力，所以恒溫膨脹時(shí)，熱力學(xué)能不變。13 .答：（A）這就是把Helmholtz自由能稱為功函的原因。14 .答：（B）完整晶體通常指只有一種排列方式，根據(jù)燧的本質(zhì)可得到，在 0K時(shí)，完整晶體的燧等于零。15 .答：（B）因?yàn)?M = -Wr <0, iG=0Qp=AH>0, AU=Qp+Wr.：H - .：G 一 r16 .答：（B） As=適用于等溫、非體積功為

14、零的任何封閉體系或孤立體系，本過程只有（ B）T滿足此條件。三、習(xí)題2.試計(jì)算以下過程的解土：（1） 5mol雙原子分子理想氣體，在等容條件下由448K冷卻到298K ;（2） 3mol單原子分子理想氣體，在等壓條件下由300K加熱到600K57解：(1)雙原子理想氣體 Cv，m= 5R, Cp,m= Cv m+R=L R22等容條件下，W = 0,即有AU =QV =nCV mdTT ' mQvS5=TnCV, m5T25LC C) ,一-dT=- nRln=-58.314InT2Ti2298448-1=-42.4J K -1(2)單原子理想氣體 , m= 3 R , Cp m=m+

15、R= 5 R 22等壓條件下，即有.H=Qp = T2 nCp dT pT1p, m600300-i=43.2J KnCP, m7 T2 5dT =-nRln - =3 8.314 InT2 Ti25.有2mol單原子理想氣體由始態(tài) 500kPa、323K加熱到終態(tài)1000kPa、3733K。試計(jì)算此氣體的婿變。解：理想氣體的p、V、T變化設(shè)置過程如下：理想氣體等溫可逆過程：即有:AU=AH=0 ,貝U有Qr=-w= nRTlnV2 = nRTln 且ViP2QrASi = nRlnTPiP2=2X8.314 ln -0°- = -11.52 J K-11000理想氣體等壓可逆過程:

16、QplH_1T2野尸 T =T = nCp, m IT dT =nCp, mln T5373一 1Sz= 2 - 8.314 In - =5.98 J K2323_ -1AS = AS1+AS2 = -11.52+5.98 = -5.54 J K6.在600K時(shí)，有物質(zhì)的量為 nmol的單原子分子理想氣體由始態(tài)100kPa、122dm3反抗50 kPa的外壓,等溫膨脹到50kPa。試計(jì)算：(1) AU> AH、終態(tài)體積丫2以及如果過程是可逆過程的熱QR和功WR;(2)如果過程是不可逆過程的熱Q1和功W1;(3) Ssy<S, ASsur 和fisof解：(1)理想氣體等溫可逆膨脹過

17、程：即有：H=0OPlVl= p2V2PMV2 =P2100 1223=244dm350V2PlPl100Qr=-Wr= nRTln一 =nRTln= p1V1ln= 100 122ln=8.46kJViP2P250(2)理想氣體等溫恒外壓過程:AU=A H=0OQi=-Wi = pe川=pe (V2-V1) = 50X10X103X (244-122) X0-3 = 6.10 kJ(3) ASsys =Qr 8.45X1031=28.17J K 1Ssur =30036.10x1031=-20.33J K-1300Sso= ZSsys+ ZSsur= 28.17 -20.33 = 7.84J

18、 K-1 11. 1mol理想氣體在 273 K等溫地從1000 kPa 膨脹到100 kPa,如果膨脹是可逆的，試計(jì)算此過程的 Q,W以及氣體的 AU, AH, AS, AG, MV2P2W = -nRTln = nRTln 2P1解：理想氣體等溫可逆膨脹，AT = 0 , 100=1 8.314 273 In = -5.23 kJ1000Q = -W = 5.23 kJQr 5.23 103S = 一 二273-1=19.16 J K -1G = . A = -T. ：S =W = -5.23 kJ13. 1mol單原子分子理想氣體，始態(tài)為 273 K,壓力為p。分別經(jīng)下列三種可逆變化，其

19、 Gibbs自由能的變化值各為多少？(1)恒溫下壓力加倍(2)恒壓下體積加倍(3)恒容下壓力加倍假定在273 K, p不，該氣體的摩爾靖為100 J K-1 mol-1。解：(1)恒壓下體積加倍，T2 =2T， AG =- ATS);T2 一55H =i CpdT 二一 R(T2Ti)= 8.314 J mol K 273 K=5.674 kJ ti22一 .T5因?yàn)椋篠=nCpmln 2=1 mol 8.314 J mol K ln 2=14.41 J KTi2S2 =§ +AS =114.4 J K-所以G = ：H _(LS2-T1S1) =5.674 kJ (2 273 11

20、4.4-273 100) J=-29.488 kJP2.1.1(2) ：G=nRTln 2-1 mol 8.314 J mo1K273 K ln-=1.573 kJP11(3)恒容下壓力加倍， T2 2T1一 一T?3i iiS = nCV,mln W=1 mol x-x8.314 J mol K xln 2=8.644 J KS2 =§ +AS =108.6 J K 所以G = H -(T2s -T1S) =5.674 kJ-(2 273 108.6-273 100) J=-26.320 kJ18.苯在正常沸點(diǎn)353 K下的&apHmm =30.77 kJmol-1,今將3

21、53 K和標(biāo)準(zhǔn)壓力下的1molC6H6（l）向真空等溫汽化為同溫、同壓的苯蒸氣（設(shè)為理想氣體）(1)求算在此過程中苯吸收的熱量Q與做的功W ;(2)求苯的摩爾汽化婿 AapS m及摩爾汽化Gibbs自由能NapG m ；(3)求環(huán)境的婿變AS環(huán)；(4)應(yīng)用有關(guān)原理判斷上述過程是否為不可逆過程？解：（1）真空汽化 W=0Qf ：U "H - YpV)"H - nRT / -/ ./= 30.77 kJ -1 mol 8.314 J mol 11K 1 353 K = 27.835 kJ(2)設(shè)液態(tài)苯在同溫、同壓下可逆蒸發(fā)為氣，這是可逆相變,G =0(3)(4)-vapSm=Q

22、r = ；：vapHm = 30.77 kJ mol'353 K=87.2 J K 4 mol 4系統(tǒng)的不可逆熱效應(yīng)，對(duì)環(huán)境來說可以看作是可逆的vapS(環(huán))=也二小3g對(duì)一8.9 JK，353 K用婿判據(jù)來判斷過程的可逆性S（隔離尸vapSm+AS（環(huán)）=8.3 J 'K” > 0所以，原過程為不可逆過程。第四章多組分熱力學(xué)第四章多組分熱力學(xué)、概念題題號(hào)12345678選項(xiàng)CABCBDBB題號(hào)9101112131415選項(xiàng)BDCAACD1.答:運(yùn)用偏摩爾量的集合公式（V ='7人+nBVB）。2.答:(A)偏摩爾量定義。.X©B3.答:(B)廣義的化學(xué)

23、式:B)S,V,nc(C -B)S, p,nc (C -B):A=(一):GT,V,nc (C=B)nB)T,p,nc(C -B)4.答:（C）用Roult定律算出總蒸氣壓，再把 A的蒸氣壓除以總蒸氣壓。p = PAxAPBxB = PAXAPB 1 -xA =133.24 0.5 66.62 1 -0.5 =99.93kPaNaPaPaXa133.24 0.5p " p "99.935.答：（B）化學(xué)勢(shì)是偏摩爾 Gibbs自由能，是強(qiáng)度性質(zhì)與混合物的總體積無關(guān),而與混合物的濃度有關(guān)。第一份的濃度低于第二份的濃度，故化學(xué)勢(shì)小6 .答：（D）純液體 A的飽和蒸氣壓和化學(xué)勢(shì)比稀

24、溶液中的大，加入溶質(zhì)后，稀溶液的凝固點(diǎn)會(huì)下降。7 .答：（B）根據(jù)Henry定律，當(dāng)平衡壓力相同時(shí)，Henry常數(shù)大的溶解量反而小。8 .答：（B）用Roult定律算出總蒸氣壓，再把B的蒸氣壓除以總蒸氣壓。9 .答：（B）用Roult定律算出總蒸氣壓，再把B的蒸氣壓除以總蒸氣壓。10 .答：（D）化學(xué)勢(shì)是偏摩爾 Gibbs自由能，是強(qiáng)度性質(zhì)，與混合物的總體積無關(guān)，而與混合物的濃度有 關(guān)。兩份的濃度相同，故化學(xué)勢(shì)相等。11 .答：（C）壓力大于正常相變化的壓力，壓力增大有利于冰的融化，冰的化學(xué)勢(shì)大于水的化學(xué)勢(shì)。12 .答：（A）稀溶液的依數(shù)性只與粒子數(shù)有關(guān)，而與粒子的性質(zhì)無關(guān)。B杯內(nèi)溶入NaCl

25、, NaCl解離，其粒子數(shù)幾乎是A杯中的兩倍，B杯的凝固點(diǎn)下降得多，所以 A杯先結(jié)冰。13 .答：（A）純水的飽和蒸氣壓大于糖水，純水不斷蒸發(fā)，蒸氣在含糖水的 A杯中不斷凝聚，所以A杯液面高于B杯。14 .答：(C)混凝土中加入少量鹽類后，凝固點(diǎn)下降，防止混凝土結(jié)冰而影響質(zhì)量。15 .答：(D)鹽堿地中含鹽量高，水在植物中的化學(xué)勢(shì)大于在鹽堿地中的化學(xué)勢(shì)，水分會(huì)從植物向土壤滲 透，使農(nóng)作物長勢(shì)不良。三、習(xí)題6 . 293 K時(shí)，苯(A)的蒸氣壓是13.332 kPa,辛烷(B)的蒸氣壓為 2.6664 kPa,現(xiàn)將1 mol辛烷溶于4 mol苯中，形成理想液態(tài)混合物。試計(jì)算：(1)系統(tǒng)的總蒸氣壓

26、；(2)系統(tǒng)的氣相組成；(3)將(2)中的氣相完全冷凝至氣液平衡時(shí)，氣相組成如何解：(1)P=Pa +Pb =pAxa +pBxb41=13.332 2.6664 =11.199 kPa55(2)NaPa_ PaXaP13.332 °.8 =0.952411.199_ PbyB - PPb XbPZ6664"2 =°.°47611.1 99yB =1 _yA 1 -0.95240.0476(3)將上述氣相完全冷凝至氣液平衡時(shí)，新液相組成與上述氣相組成相同XA= yAXB = yBp 總=Pa Pb = PaxAb pBxb= 13.332 0.9524

27、2.6664 0.0476 = 12.8243kPa氣相組成/yA/Pa/PaXaP13.332 0.952412.824= 0.9901yB ="yA = 1 -0.9901 = 0.00997 .液體A和B可形成理想液態(tài)混合物。把組成為yA=0.40的二元蒸氣混合物放入一帶有活塞的氣缸中進(jìn)行恒溫壓縮。已知該溫度時(shí) p：和p*分另1J為40530Pa和121590Pa A B(1)計(jì)算剛開始出現(xiàn)液相時(shí)的蒸氣總壓;(2)求A和B的液態(tài)混合物在上述溫度和101 325 Pa下沸騰時(shí)液相的組成解：(1) Pb =pyBp = Pb / yB = pBxb / Vb =121 590Xb

28、/ 0.601P =pApB - pA XApB XB-Pa(1-'XB),pBxB=Pa.( Pb-' Pa ) xB=140 530 + (121 590 40 530)xb Pa幻聯(lián)立 D 對(duì)式，解得：xb =0.3333p =67543.8 Pa(2) 101 325 =40530 + (121590 -4053。xbXb =0.750Xa =0.2509. 298 K和標(biāo)準(zhǔn)壓力下，將2mol苯與3mol甲苯混合，形成理想的液態(tài)混合物，求該過程的Q、W、AmixV、ZmixU、&ixH、ZmixS、ZmixA 和 ZmixG。解：根據(jù)理想液態(tài)混合物的定義Anix

29、V = 0Qp= AnixH = 0AmixW = /ixU = 0mixS 二一R" nBlnxB B23=8.314： 2ln 5ln 一55= 27.98J Kmol :mixA = mixG = RT(nA In Xan In Xb)_ 23=RT 121n 3ln -55=-8.34kJ mol15.在298K時(shí)，將22.2g非揮發(fā)不解離的溶質(zhì) B溶解于1.0kg純水中，測(cè)得該稀溶液的密度 p=1.01 »03kg m-3。已知溶質(zhì)B的摩爾質(zhì)量M B=0.111kg mol-1,水的沸點(diǎn)上升常數(shù) kb=0.52 K kg mol-1。試 計(jì)算：(1)該稀溶液的沸點(diǎn)

30、升高值A(chǔ)Tb；(2)該稀溶液的滲透壓。nrmp斛：(1)因?yàn)?At =kbmB = kb =kbmA M BmA=0.5222.20.111 103 1.0=0.104KmAmB0.0222 1.01.01 103=1.012 10 學(xué)m3nBCb =VmB22.2M BV - 0.111 103 1.012 10，= 1.98 102 molm-32T=cbRT=1.98 102 8.314 298 =489.6kPa20. 300 K時(shí)，液體A和液體B形成非理想的液態(tài)混合物。已知液態(tài) A的蒸氣壓為37338 Pa,液態(tài)B的蒸 氣壓為22656 Pa。當(dāng)2 mol A和2 mol B混合后,

31、液面上蒸氣壓為 50663 Pa,在蒸氣中A的摩爾分?jǐn)?shù)為0.60。 假定蒸氣為理想氣體。(1)求溶液中A和B的活度；(2)求溶液中A和B的活度系數(shù)；(3)求A和B的混合Gibbs自由能 件axG。解：(1)以純液態(tài)A和B為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)aA_ PA _ 也 _ 50663 Pa 0.60*Pa37 338 Pa= 0.814aBPbPyB*Pb50663 Pa 0.400.89422 660 PaaA0.814 彳 ccc1.628xA0.5二組="絲=1.788xB0.5_r. . .- »*, . *mixG =(2a2b)-(2a2b)= 2RTlr1aA 2RTlnaB=2

32、RT(ln aA ln aB)=2 8.314 JK, mo尸 300 K ln(0.814 0.894) =-1585.5 J mol，第六章相平衡第五章1 .答：（C）。判斷反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，要用等溫、等壓且不做非膨脹功的條件下rmG 的變化值，而不能用rmG 的值。除非該反應(yīng)是在標(biāo)準(zhǔn)壓力下進(jìn)行，則 rmOG反應(yīng)能逆向自發(fā)進(jìn)行?；蛘?rmG 是一個(gè)絕對(duì)值很大的負(fù)值，改變壓力商也不可能改變r(jià)mG 的符號(hào)，則rmG 也小于零，這時(shí)可以估計(jì)反應(yīng)能自發(fā)正向進(jìn)行。2 .答：（B）。根據(jù)理想氣體化學(xué)勢(shì)的表示式，對(duì)數(shù)項(xiàng)中用B/pp表示，在化學(xué)反應(yīng)等溫式中，對(duì)數(shù)項(xiàng)中是壓力商pQ,達(dá)平衡時(shí)，是平衡時(shí)的壓力商

33、，所以標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是pK,相應(yīng)的Gibbs自由能的變化值為rmG。3 .答：（C）o rmG 與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)pK的關(guān)系式為rminpGRTK ，要使IpK ，則rmOG 。 從已知的關(guān)系式，解得 4093 KT 。要使反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)壓力下能自發(fā)正向進(jìn)行，rmG 必須小于零，所以，根據(jù)已知的關(guān)系式，反應(yīng)溫度必須低于409.3 Ko4 .答：（A）。有一個(gè)可以作為判據(jù)的化學(xué)反應(yīng)等溫式為rm,（）lnlnTpppGRTKR TQ如果若ppKQ> ,則rm,（|OTpG R反應(yīng)可自發(fā)向右正向進(jìn)行。這個(gè)反應(yīng)的pQ值為10W 0,0210050悶 pQ遠(yuǎn)小于pK的值，所以反應(yīng)自發(fā)向右進(jìn)行。5 .答：（A

34、）。因?yàn)槿萜鞯捏w積有限，43NHHCO（s）者B是過量的，在相同溫度下，兩密閉容器中的分解壓力相 同。6 .答：（D）。溫度對(duì)平衡的影響情況，要用van' t Hof公式判斷，要根據(jù)反應(yīng)是吸熱還是放熱，來決定提高溫度對(duì)平衡有利還是不利，而用 rmG不好確定。7 .答：（C）。實(shí)際氣體化學(xué)勢(shì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)與理想氣體是一樣的，其標(biāo)準(zhǔn)態(tài)化學(xué)勢(shì)僅是溫度的函數(shù)，所以標(biāo)準(zhǔn) 平衡常數(shù)也是溫度的函數(shù)，會(huì)隨著溫度的改變而改變。8 .答：（C）。第二個(gè)方程是第一個(gè)方程的逆過程，標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)是第一個(gè)方程的倒數(shù)。而第二個(gè)方程式的計(jì)量系數(shù)是第一個(gè)方程的一半，則標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)應(yīng)開1/2次方，所以12 1211（2）2（1

35、）0,25ppKK9,答：（B）。因?yàn)?rmlnGRTK , rmOG <, InORTK <, ik>。io.答：（c）o增加系統(tǒng)的總壓，雖然不改變標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，但是對(duì)氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)有利，能使產(chǎn)物的比例增加。這里只有（C）是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)。11 . （D）o因?yàn)闇囟炔蛔儯詷?biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)也不變。這是一個(gè)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，充入一定量的惰 性氣體2N（g）,相當(dāng)于起了降壓的作用，所以轉(zhuǎn)化率會(huì)提高。12 .答：（C）。雖然充入不參與反應(yīng)的氮?dú)?，?yīng)對(duì)氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)有利，但是因?yàn)樵诿荛]剛性容器中，體積不變，則壓力也相應(yīng)增加，使壓力和氣體的總物質(zhì)的量的比值不變，所

36、以解離度亦不變13 .答：（B）。升高溫度，可以使吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)增大。14 .答：（C）。因?yàn)槭堑葴胤磻?yīng)，所以 rmrm nn GHTSrmnn rm HC TS3 1 11。 kjmol 285,79 kJ mol因?yàn)榧俣?mOpC ,所以rniH和的值不隨溫度而變，則 rmrm rm （398KJ39SKGH S111 285.79 kJm R39gK（163.3 JKnwl）1 220.80 kJ mol第六章相平衡、概念題題號(hào)12345678選項(xiàng)ACCBCDCA題號(hào)9101112131415選項(xiàng)ABCBBDD1 .答：（A）反應(yīng)有三個(gè)物種，一個(gè)平衡條件，所以組分?jǐn)?shù)為2,有2相共存，

37、根據(jù)相律，自由度為 2。2 .答：（C）反應(yīng)有S=6, R=4,所以組分?jǐn)?shù)為2,根據(jù)相律，f = C-P+1,則有3相共存。3 .答：（C）共有3個(gè)物種，無平衡條件，所以組分?jǐn)?shù)為2。有2相共存，已指定壓力，根據(jù)相律，條件自由度為2。4 .答：（B）系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)為2,已指定溫度，根據(jù)相律，條件自由度為零時(shí)得最多可以共存的相數(shù)為3?，F(xiàn)在已指定有水蒸氣存在，所以，可能有共存的含水鹽只能有2種。5 .答：（C）可以畫一張單組分系統(tǒng)相圖的草圖，（C）所描述的條件只能落在氣相區(qū)，所以這種說法是不正確的。6 .答：（D）臨界溫度是指在這個(gè)溫度之上，不能用加壓的方法使氣體液化，所以只有在臨界溫度時(shí)用降 低溫度

38、的方法使之液化。7 .答：（C）因?yàn)槟巯噢D(zhuǎn)變?yōu)檎魵鈺r(shí)總是吸熱的，根據(jù) Clausius-Clapeyron方程，等式右方為正值，等式 左方也必定為正值，所以）p隨T之升高而變大。8 .答：（A）恒沸混合物不是化合物，其沸點(diǎn)和組成都會(huì)隨著外壓的改變而改變。9 .答：（A）接近于理想的液體混合物不會(huì)生成恒沸混合物。10 .答：（B）畫一單組分系統(tǒng)草圖，當(dāng)三相點(diǎn)的壓力大于大氣壓力時(shí)，在 25c和大氣壓力下處于氣相區(qū)， 所以固體會(huì)升華。11 .答：（C）在臨界點(diǎn)時(shí)，氣-液界面消失，只有一個(gè)相。其余三個(gè)點(diǎn)是兩相或三相共存。12 .答：（B）升華熱是汽化熱與熔化熱之和。 pp,P13 .答：（B）反應(yīng)有

39、S=6,（2）+ （3） = （1）故R=2,物濃度條件限制，所以組分?jǐn)?shù)為4,且K舄 = K：1 / Kp2p,p ,p, J存。14 .答：(D) f = 2, C=1 故 R=2,根據(jù)相律有： P = C +2-f= 1+2-2=1。15 .答：(D)系統(tǒng)的組分?jǐn)?shù)為2, P =3,已指定壓力，根據(jù)相律，條件自由度為零，則體系組成恒定，于一相是冰，一相是 NaCO3水溶液。所以，共存的含水鹽只能NaC03 10H20。三、習(xí)題若要16 結(jié)霜后的早晨冷而干燥，在 -5 ,當(dāng)大氣中的水蒸氣分壓降至266.6 Pa時(shí)，霜會(huì)變?yōu)樗魵鈫?？使霜不升華，水蒸氣的分壓要有多大？已知水的三相點(diǎn)：273.1

40、6 K, 611 Pa, 水的 AapHm (273.16K ) = 45.05 kJ m ol-1,AfusHm (273.16 K) = 6.01 kJ mol-1。設(shè)相變時(shí)摩爾焰變?cè)诖藴囟葏^(qū)間內(nèi)是常數(shù)。解：冰的摩爾升華始等于摩爾熔化給加摩爾汽化給, -1AsubH m = apH m+ fusHm= 45.05+6.01 =51.06 kJ mol'根據(jù)Clausius-Clapeyron方程，計(jì)算268 K時(shí)冰的飽和蒸氣壓,p251060，11 )ln =-611 8.3141273 268；計(jì)算得再268 K (-5C)時(shí)冰的蒸氣壓為 401.6 Pa ,而水蒸氣分壓為 26

41、6.6 Pa ,所以這時(shí)霜要升華。水蒸氣分壓等于或大于401.8 Pa時(shí)，霜可以存在。8. CO2的固態(tài)和液態(tài)的蒸氣壓，分別由以下兩個(gè)方程給出：lg 但】= 11.986 -典皿Tlg I'-Pl= 9.729iPaJ874KT計(jì)算：(1)二氧化碳三相點(diǎn)的溫度和壓力;(2)二氧化碳在三相點(diǎn)的熔化焰和熔化婿。解：(1)在三相點(diǎn)時(shí)，固態(tài)和液態(tài)的蒸氣壓相等，ps= pl ,即11.986 -1360KT=9.729 一874KT解得三相點(diǎn)溫度，T = 215.3 K代入任一蒸氣壓與溫度的方程式，計(jì)算三相點(diǎn)時(shí)的壓力lgp三相點(diǎn)Pa=11.9861360K215.3K=5.6692p （三相點(diǎn)）

42、=466.9 kPa(2 )根據(jù)Clausius-Clapeyron方程的一般積分式,p ：vapHln 一 = -Pa. / . . . . . 式中C是積分常數(shù)。對(duì)照題中所給的方程，從固體的蒸氣壓與溫度的關(guān)系式，可計(jì)算得到二氧化碳的摩爾升華焰，從液體的蒸氣壓與溫度的關(guān)系式，可計(jì)算得到二氧化碳的摩爾蒸發(fā)焰:：subHm = 1360 K2.303R 11 1subHm=2.303 1360 K 8,314 J mol- K-=26.04 kJ mol一*874 K _11_1vapHm =2.303 874 K 8,314 J moF K-=16.73 kJ mol-摩爾熔化焰等于摩爾升華焰

43、減去摩爾蒸發(fā)焰, : fus H m = ' : vap H m -，sub H m二(26.04-16.73) kJ mol'=9.31 kJ molfusHm9310 J molTf215.3 K= 43.2 J molK，第七章化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)第七章 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)二、概念題1 .答：（D）基元反應(yīng)可以用質(zhì)量作用定律寫出速率方程，質(zhì)量作用定律只適用于基元反應(yīng)，另外，只有 基元反應(yīng)才能講分子數(shù)。2 .答：（D）根據(jù)其速率系數(shù) k=0.25 （mol L-1） -1 s-1的單位可知n =1- （-1） =2。1 一 513 .答：（C）根據(jù)ln =kt可知y =所用時(shí)間是y

44、=所用時(shí)間的2倍，故反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。1 -y934 .答：（C）這反應(yīng)符合起始物濃度相等的二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn)，半衰期與起始物濃度成反比。. In 2. a0. ._11 _ _ _5 .答：（C）根據(jù) t1/2 =和 ln = kt ,則有 at = a0 = 乂8 = 0.5g 。kat16166 .答：（C）零級(jí)反應(yīng)的半衰期與起始物濃度成正比。7 .答：（A）在等容條件下，在數(shù)值上也不完全相等，對(duì)凝聚相反應(yīng)，兩者差 RT;對(duì)氣相反應(yīng)，差2RT, n是氣相反應(yīng)物的系數(shù)和。Ea = * RT （凝聚相反應(yīng)）EarUm 2RT （有氣相參與的反應(yīng)）8 .答：（D）對(duì)于一般化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)反應(yīng)速

45、率一般增大.匕 EJ 11_ _ 1.01_29 .答：（D）根據(jù) Arrhenius 經(jīng)驗(yàn)公式 ln = 一 ，則有 Ea=T 父（T +1 ）R ln定 RTk1R JiT2 J110 .答：（B）延長反應(yīng)時(shí)間既不能改變反應(yīng)速率系數(shù)，又不能改變反應(yīng)的活化能，所以不能改變獲得 B和D的比例11 .答：（C）平行反應(yīng)的表觀活化能不等于組成平行反應(yīng)的兩個(gè)基元反應(yīng)的活化能之和。Ea-12 .答：（B）根據(jù) Arrhenius 經(jīng)驗(yàn)公式 k = Aexp RT ,則：（-巨、"2-日'a'2A «exp RTk = Aexp RT = 2A 2exp RT 1 p

46、 E，J ，l-a,42A4exp RT A Ar1/26皮吃1.4 V= 2A2 exp RT ,故:<2A4；1Ea = Ea,2 ； Ea- Ea, 42Ec時(shí),這13 .答：（D）根據(jù)簡(jiǎn)單的硬球碰撞模型，只有互撞分子的相對(duì)平動(dòng)能在聯(lián)心線上的分量超過閾能時(shí)的碰撞才是有效的,，-EJRT-83.68 103/8.314 300-1514 .答：（D）根據(jù)有效碰撞理論有 q=e c , q = e=2.69x 10p小于1。15 .答：（B）有的分子碰撞的激烈程度單從能量角度考慮已經(jīng)可以引發(fā)反應(yīng)，但是由于空間的位阻效應(yīng),能量不能傳遞到要破裂的化學(xué)鍵上，所以反映仍不能發(fā)生，使校正因子16

47、 .答：（C）凝聚相反應(yīng)的活化焰比活化能小一個(gè)RTo-2317.答：（C）kBT 1.38 10500-34h 6.626 1013 -1&10 s 。18 .答：（C） NO參與了破壞臭氧的反應(yīng)，但反應(yīng)前后本身沒有變化，起了催化劑的作用。19 .答：（C）催化劑只改變反應(yīng)的速率，縮短到達(dá)平衡的時(shí)間，但是它不能改變平衡的組成。20 .答：（D）根據(jù)光化學(xué)反應(yīng)的特征，（D）不符合其特征。三、習(xí)題3.已知物質(zhì)A的分解反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，當(dāng)A起始濃度為0.1 mold m-3時(shí)，分解20%的A需時(shí)50 min,試計(jì)算：（1）計(jì)算反應(yīng)的速率系數(shù) k（2）計(jì)算該反應(yīng)的半衰期112（3）計(jì)算起始濃度為

48、 0.02 mol dm-3時(shí)分解20%所需的時(shí)間。一 一、，-一1解：（1）因?yàn)槭且患?jí)反應(yīng)，則有 ln=kt1 -y1111Qk=-ln =ln=4.46 10 mint12ln 2ln 21 7TT3； J4.46 10 min= 155.4 mint 1 - y 50min 1 -0.2（3）對(duì)于一級(jí)反應(yīng)，各種轉(zhuǎn)化率所需時(shí)間都與反應(yīng)物的起始濃度無關(guān)，所以，只要轉(zhuǎn)化率相同，所需時(shí)間也相同，故與（1）的答案相同，也是50 min。7. 298 K時(shí)，乙酸乙酯與 NaOH的皂化作用，反應(yīng)的速率常數(shù)為6.36 dm3 mol-1 min-1,若起始時(shí)酯和堿的濃度均為 0.02 mol dm-3,

49、試求10 min后酯的水解分?jǐn)?shù)。解法1：是一個(gè)反應(yīng)物起始濃度相等的二級(jí)反應(yīng)，它的速率方程和速率系數(shù)的表示式分別為：dx dt=k2(a - x)21 xk2 二t a(a -x)把 t = 10 min , a = 0.02 mold m-3 , k2= 6.36 dm3 mol-1 min-1 代入上式，得:-3x = 0.0112 mol dmx 0.011210 min后酯的水解分?jǐn)?shù)為=0.56a 0.02解法2:是一個(gè)反應(yīng)物起始濃度相等的二級(jí)反應(yīng)，它的速率方程和速率系數(shù)的表示式分別為:=k2at1 -y把 t = 10 min , a = 0.02 mold m-3 , k2= 6.3

50、6 dm3 mol-1 min-1 代入上式，得：y= 56%18.某一級(jí)反應(yīng)，40c時(shí)完成20% 需15min ,已知其活化能為 100 kJ mol-1 ,若要使反應(yīng)在 15min內(nèi)能完成50%，問反應(yīng)溫度控制在多少？解：對(duì)于一級(jí)反應(yīng)，已知反應(yīng)完成20%所需的時(shí)間，就可以從它的積分式求出速率系數(shù),1,11,1c .k1 =- ln = ln =0.0149mint 1 -y 15min 1 -0.2對(duì)于一級(jí)反應(yīng)，已知半衰期（完成 50%所需的時(shí)間），就可以計(jì)算該溫度下的速率系數(shù)ln2t1 20.69315min=0.0462min在Arrhenius的定積分公式中，T2成了唯一的未知數(shù)T2

51、 =323 K3,0.0462 100 10 , 1ln=(0.01498.314 313所以，反應(yīng)溫度應(yīng)控制在 323 K第八章電化學(xué)第八章電化學(xué)1 .答：（A）第二類導(dǎo)體是離子導(dǎo)體，溫度升高，離子水合程度下降，溶液粘度下降，電阻變小。2 .答：（D）用Faraday定律計(jì)算可得。3 .答：（D）電導(dǎo)率隨溶液的濃度增加而增加，但是摩爾電導(dǎo)率隨溶液的濃度增加而減小。4 .答：（B）加=k/ck=Kce"R同一電導(dǎo)池的電導(dǎo)池常數(shù)相同，代入得出機(jī)m（2）=5 : 1。5 .答：（B）相同濃度的電解質(zhì)溶液，氫離子摩爾電導(dǎo)率最大，其次是氫氧根離子，因?yàn)樗鼈兪峭ㄟ^氫鍵導(dǎo)電。鉀離子的水合程度小，

52、摩爾電導(dǎo)率比鈉離子大。6 .答：（C） CaCl2的摩爾電導(dǎo)率等于其離子的摩爾電導(dǎo)率的代數(shù)和。7 .答：（A）按Debye-Huckel極限定律，離子強(qiáng)度越大，平均活度系數(shù)越小。這里 KCl的離子強(qiáng)度最 小，所以平均活度系數(shù)最大。8 .答：（C）兩個(gè)電極反應(yīng)中的 C離子剛好消去，所以與電池的電動(dòng)勢(shì)無關(guān)。9 .答：（C）用對(duì)消法測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，電路中幾乎無電流通過，所得電位降可以近似作為可逆電池 的電動(dòng)勢(shì)。10 .答：（B）電池電動(dòng)勢(shì)為負(fù)值，表明該電池是非自發(fā)電池，不能正向進(jìn)行，而能逆向進(jìn)行。11 .答：（D）電池反應(yīng)達(dá)平衡，Gibbs自由能的變化值為零，所以電動(dòng)勢(shì)E也必等于零。12 .答：

53、（C）8=H - T擔(dān) 可逆放出的熱量為 TiS,等于-100 J,電池能放電， 至必定小于零，所以 小 必須小于-100 Jo13 .答：（B）因?yàn)镼r=TZ1S,與（B）式相同。14 .答：（C）氫-氧燃料電池只要兩種氣體的壓力相同，電動(dòng)勢(shì)就相等，與溶液的pH值無關(guān)。因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)的計(jì)算公式中沒有離子濃度項(xiàng)。15 .答：（C）兩個(gè)電池的電池反應(yīng)相同，Gibbs自由能的變化值相同，但是電子得失不同，（1）中有兩個(gè)電子得失，而（2）中只有一個(gè)，所以電子得失多的電動(dòng)勢(shì)反而小。16 .答：（B）兩個(gè)電池的電池反應(yīng)相同，Gibbs自由能的變化值相同，但是電子得失不同，（2）中有兩個(gè)電子得失，而（1）中只有一個(gè)，所以電子得失多的電動(dòng)勢(shì)反而小。17 .答：（A）因?yàn)檠鯕庠谑枠O上的超電勢(shì)很大，計(jì)算電極電勢(shì)的結(jié)果，Cl2 （g）的電極電勢(shì)