物理化學(xué)課堂練習(xí)ppt課件

1、物物 理理 化化 學(xué)學(xué) 課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 1.已知CO 2 (g)的fHm (298.15K) = 393.51kJ.mol-1，那么 C(石墨的cHm (298.15K) = kJ.mol-1。 2. 1mol 25的液體苯在剛性容器中完全燃燒，放熱3264kJ， 則反應(yīng)2C6H6(l) + 15O2(g) = 12CO2(g) + 6H2O(l)的 rUm(298.15K) = kJ.mol-1, rHm(298.15K) =kJ.mol-1。 3. 己知298K時(shí)各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓如下：cH m石墨） = 393.51kJ.mol-1，cH m (H2) = 285.84 kJ

2、.mol-1, cH m (苯,1) = 3267.6kJ.mol-1，則液態(tài)苯在298K時(shí)的 fH m= kJ.mol-1 。393.51 6528 6535393.516 -285.84 3 -(-3267.6)6C +3H2 = C6H649.024 在絕熱鋼瓶中發(fā)生一分子數(shù)增加的化學(xué)反應(yīng)，那么 Q 0， W 0， U 0。= 5. 系統(tǒng)經(jīng)絕熱不可逆膨脹S 0, 經(jīng)絕熱不可逆壓縮S 0。 7. 在等溫等壓下某吸熱化學(xué)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則rSm0。 9.某化學(xué)反應(yīng)的K 與溫度的關(guān)系為: lnK =1.00105/(T/K) 8.0，則該反應(yīng)的 rHm =kJ.mol-1 。rSm .= J.

3、K-1.mol-1 。 8.某放熱化學(xué)反應(yīng)的rSm298K）0，則25時(shí)該化學(xué)反 應(yīng)的K 1。 6.某化學(xué)反應(yīng)的rGm =124 kJ.mol-1 ，若反應(yīng)在等溫等壓的 平衡條件下進(jìn)行，反應(yīng)的rGm = 。0rGm = rHm - TrSm 0-RT ln K -RT ln K =rGm =rGm = rHm = rHm - - TrSmTrSm ln K ln K = - rHm = - rHm /RT + rSm /RT + rSm /R /R - -831.4831.4 -66.51 -66.511熱力學(xué)第一定律以熱力學(xué)第一定律以U = Q + W的形式表示時(shí)，其使用條件是的形式表示時(shí)，

4、其使用條件是 a.任意系統(tǒng)任意系統(tǒng) b.隔離系統(tǒng)隔離系統(tǒng) c.封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng) d.敞開系統(tǒng)敞開系統(tǒng)2某系統(tǒng)經(jīng)歷一不可逆循環(huán)后，下列關(guān)系式中不能成立的是某系統(tǒng)經(jīng)歷一不可逆循環(huán)后，下列關(guān)系式中不能成立的是 a.Q = 0 b.Cp = 0 c.U = 0 d.T =03系統(tǒng)經(jīng)不可逆循環(huán)過程，則有系統(tǒng)經(jīng)不可逆循環(huán)過程，則有 a.S系統(tǒng)系統(tǒng) = 0 S隔離隔離 0 b.S系統(tǒng)系統(tǒng) 0 S隔離隔離 0 c.S系統(tǒng)系統(tǒng) = 0 S環(huán)境環(huán)境 0 d.S系統(tǒng)系統(tǒng) = 0 S隔離隔離 0系統(tǒng)向環(huán)境傳熱時(shí)，系統(tǒng)的熱力學(xué)能將系統(tǒng)向環(huán)境傳熱時(shí)，系統(tǒng)的熱力學(xué)能將 a.添加添加 b.減少減少 c.不變不變 d.無一定規(guī)

5、無一定規(guī)律律例：求反應(yīng)例：求反應(yīng) Cu + Cu2+ = 2Cu+ 的平衡常數(shù)。的平衡常數(shù)。解：設(shè)計(jì)電池解：設(shè)計(jì)電池 1) (+) Cu2+ + e Cu+ (-) Cu - e Cu+ 2) (+) 2Cu2+ + 2e 2Cu+ (-) Cu - 2e Cu2+ Cu + Cu2+ = 2Cu+ Cu Cu+ Cu2+, Cu+Cu E1 = E (Cu2+/Cu+ ) E (Cu+/Cu ) = 0.152V - 0.522V = -0.364V log K1 = E1 / 0.05916 K1 = 7.0310-7Cu + Cu2+ = 2Cu+ Cu Cu2+ Cu2+, Cu+Cu

6、 3) (+) Cu2+ + 2e Cu (-) 2Cu - 2e 2Cu+ E2 = E (Cu2+/Cu+ ) E (Cu2+/Cu ) = 0.152V - 0.340V = -0.182V log K2 = 2E2 / 0.05916 K2 = 7.0310-7Cu + Cu2+ = 2Cu+ Cu Cu+ Cu2+Cu E3 = E (Cu2+/Cu ) E (Cu+/Cu ) = 0. 340V - 0. 522V = -0.182V log K3 = 2E3 / 0.05916 K3 = 7.0310-7三種方法得到的電池電動(dòng)勢(shì)不同，但平衡常數(shù)相同。原因何在？三種方法得到的電池電

7、動(dòng)勢(shì)不同，但平衡常數(shù)相同。原因何在？1、以下說法對(duì)嗎？為什么？、以下說法對(duì)嗎？為什么？1在同一反應(yīng)中各物質(zhì)的變化速率相同。在同一反應(yīng)中各物質(zhì)的變化速率相同。2若一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，則該反應(yīng)的速率與反應(yīng)物若一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，則該反應(yīng)的速率與反應(yīng)物 濃度的一次方成正比。濃度的一次方成正比。3一個(gè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行完全所需的時(shí)間是半衰期的一個(gè)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行完全所需的時(shí)間是半衰期的2倍。倍。4一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的級(jí)數(shù)越大，其反應(yīng)速率也越大。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的級(jí)數(shù)越大，其反應(yīng)速率也越大。5若反應(yīng)若反應(yīng) A + B Y + Z 的速率方程為的速率方程為v = kcAcB 則該反應(yīng)是二級(jí)反應(yīng)，且肯定不是雙分子反應(yīng)。

8、則該反應(yīng)是二級(jí)反應(yīng)，且肯定不是雙分子反應(yīng)。6對(duì)于一般服從阿累尼烏斯方程的化學(xué)反應(yīng)，溫度越高，對(duì)于一般服從阿累尼烏斯方程的化學(xué)反應(yīng)，溫度越高， 反應(yīng)速率越快，因此升高溫度有利于生成更多的產(chǎn)物。反應(yīng)速率越快，因此升高溫度有利于生成更多的產(chǎn)物。7若反應(yīng)若反應(yīng)1的活化能為的活化能為E1，反響，反響2的活化為的活化為E2，且，且 E1E2，則在同一溫度下，則在同一溫度下k1一定小于一定小于k2。錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò) 8若某對(duì)行化學(xué)反應(yīng)的若某對(duì)行化學(xué)反應(yīng)的rUm0，則該化學(xué)反應(yīng)的活化能小，則該化學(xué)反應(yīng)的活化能小 于零。于零。9對(duì)行反應(yīng)對(duì)行反應(yīng) A Y，在一定溫度下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，正逆反，

9、在一定溫度下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，正逆反 應(yīng)速率常數(shù)相等。應(yīng)速率常數(shù)相等。2、填空、填空1某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物反應(yīng)掉某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物反應(yīng)掉3/4所需的時(shí)間是反應(yīng)掉所需的時(shí)間是反應(yīng)掉1/2所所 需時(shí)間的需時(shí)間的2倍，則該反應(yīng)是倍，則該反應(yīng)是_級(jí)反應(yīng)。級(jí)反應(yīng)。2反應(yīng)反應(yīng)AB，若，若A完全反應(yīng)掉所需時(shí)間是反應(yīng)掉一半所需時(shí)完全反應(yīng)掉所需時(shí)間是反應(yīng)掉一半所需時(shí) 間的間的2倍，則該反應(yīng)是倍，則該反應(yīng)是_級(jí)反應(yīng)。級(jí)反應(yīng)。3某反應(yīng)的速率常數(shù)某反應(yīng)的速率常數(shù)k = 4.6210-2s-1，則反應(yīng)掉，則反應(yīng)掉3/4所需要的所需要的 時(shí)間為時(shí)間為_。4比較相同類型的反應(yīng)比較相同類型的反應(yīng)1和和2），發(fā)現(xiàn)活化能），發(fā)現(xiàn)活化能

10、E1E2， 但速率常數(shù)卻是但速率常數(shù)卻是k1k2，其原因是，其原因是_。錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò) 一一 零零 2 ln2/k 指前因子指前因子5) 某分解反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)某分解反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)20%所需的時(shí)間在所需的時(shí)間在300K為為12.6min，340K為為3.2min，則該分解反應(yīng)的活化能為，則該分解反應(yīng)的活化能為 kJmol-1 29.1 )11(lnln212112TTREttkka12121)11(lnTTttREatccnktkdtcdc0AAAA,011kJ.mol1 .29)34013001(2 . 36 .12ln134. 8 例例1. 分解反應(yīng)分解反應(yīng)N2O5 2NO2 + 1/2 O2 機(jī)理

11、如下：機(jī)理如下： N2O5 NO2 + NO3 k1 NO2 + NO3 N2O5 k -1 NO2 + NO3NO2 + NO + O2 k2 NO + NO3 2NO2 k3 中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物NO3、NO為活潑產(chǎn)物，可以使用穩(wěn)態(tài)近似法，試以氧為活潑產(chǎn)物，可以使用穩(wěn)態(tài)近似法，試以氧氣的濃度隨時(shí)間的變化率證明此反應(yīng)表觀上是一級(jí)反應(yīng)；氣的濃度隨時(shí)間的變化率證明此反應(yīng)表觀上是一級(jí)反應(yīng)；解：解：)NO()NO()O(3222cckdtdc)NO()NO()NO()NO()NO()NO()ON()NO(333223215213cckcckcckckdtdc)NO()NO()NO()NO()NO(333

12、22cckcckdtdc代入上式，得代入上式，得0)NO()NO(2)NO()NO()ON()NO(3223215213cckcckckdtdc)NO()NO()2()NO()NO(2)NO()NO()ON(3221322321521cckkcckcckck)2()ON()NO()NO(2152132kkckcc21522132222)ON()NO()NO()O(kkckkcckdtdc例例2：實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列反應(yīng)：實(shí)驗(yàn)測(cè)得下列反應(yīng) 2NO + O2 2NO2 為三級(jí)反應(yīng)，為三級(jí)反應(yīng)，且且 活化能為負(fù)值，試根據(jù)下列機(jī)理說明?；罨転樨?fù)值，試根據(jù)下列機(jī)理說明。 NO + NO N2O2 Kc(快快)

13、 rUm 0 N2O2 + O2 2NO 2 k1(慢慢) 解：由平衡態(tài)近似：解：由平衡態(tài)近似：N2O2 = KcNO2，OONd)NO(22212ktdck = k1 Kc ，兩邊取對(duì)數(shù)，再對(duì)溫度求導(dǎo)：，兩邊取對(duì)數(shù)，再對(duì)溫度求導(dǎo)：dTKddTkddTkdclnlnln12212RTURTERTEmraa所以所以 Ea=Ea1+rUm 0ONO221CKk例例2. C2H5Cl氣相分解反應(yīng)為氣相分解反應(yīng)為C2H5Cl = C2H4 + HCl，速率常數(shù)，速率常數(shù)k 與溫度的關(guān)系為與溫度的關(guān)系為 ln ( k /s-1) = -30600 / (T/K) + 95.7881). 求該反應(yīng)的活化能

14、；求該反應(yīng)的活化能； 2). 300K時(shí)將壓力為時(shí)將壓力為26.66kPa的的C2H5Cl引入反應(yīng)器中，求總引入反應(yīng)器中，求總壓達(dá)到壓達(dá)到46.66kPa的時(shí)間。的時(shí)間。 解：解：1) 因因 ln ( k / k) = -Ea /RT + C ln ( k / s-1) = -30600 / (T/K) + 95.788對(duì)比可得：對(duì)比可得： Ea /R = 30600K Ea = 30600 RK = 254.4 kJ.mol-1 2) 300.15K時(shí)的時(shí)的k : ln ( k / s-1) = -30600 / 300 + 95.788 k = 2.00 10-3 s-1該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。

15、該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)。 C2H5Cl = C2H4 + HClt = 0 pA,0 0 0t = t pA,0- p p p p 總總 = pA,0 +p p = p 總總 - pA,0 pA = pA,0 - p = 2 pA,0 - p 總總 = 2 26.66 kPa - 46.66 kPa = 6.66 kPaA0,Aln1cckt ss5 .69366. 666.26ln1000. 2113第五章第五章 相平衡相平衡一一. 以下說法對(duì)嗎？為什么？以下說法對(duì)嗎？為什么？1一切物質(zhì)蒸發(fā)時(shí)，摩爾熵都增大。一切物質(zhì)蒸發(fā)時(shí)，摩爾熵都增大。2相變過程的熵變可由相變過程的熵變可由S=H/T計(jì)算。計(jì)算。

16、3冰在冰在0，101.325kPa下轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水，其熵變下轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水，其熵變S= H / T 0，所以該過程為自發(fā)過程。，所以該過程為自發(fā)過程。4過冷水結(jié)冰的過程是在恒溫、恒壓、不做其他功的條件過冷水結(jié)冰的過程是在恒溫、恒壓、不做其他功的條件 下進(jìn)行的，由基本方程可得下進(jìn)行的，由基本方程可得G=0。5在一個(gè)給定的系統(tǒng)中，物種數(shù)可以因分析問題的角度的在一個(gè)給定的系統(tǒng)中，物種數(shù)可以因分析問題的角度的 不同而不同，但獨(dú)立組分?jǐn)?shù)是一個(gè)確定的數(shù)。不同而不同，但獨(dú)立組分?jǐn)?shù)是一個(gè)確定的數(shù)。6單組分系統(tǒng)的相圖中兩相平衡線都可以用克拉貝龍方程單組分系統(tǒng)的相圖中兩相平衡線都可以用克拉貝龍方程 定量描述。定量描述

17、。對(duì)對(duì)錯(cuò)錯(cuò)錯(cuò)錯(cuò)錯(cuò)錯(cuò)對(duì)對(duì)對(duì)對(duì)7恒沸物的組成不變。恒沸物的組成不變。8在相圖中總可以利用杠桿規(guī)則計(jì)算兩相平衡時(shí)兩相的相在相圖中總可以利用杠桿規(guī)則計(jì)算兩相平衡時(shí)兩相的相 對(duì)的量。對(duì)的量。9在簡(jiǎn)單低共熔物的相圖中，三相線上的任何一個(gè)系統(tǒng)點(diǎn)在簡(jiǎn)單低共熔物的相圖中，三相線上的任何一個(gè)系統(tǒng)點(diǎn) 的液相組成都相同。的液相組成都相同。二二. 填空填空1在石灰窯中，分解反應(yīng)在石灰窯中，分解反應(yīng)CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)已達(dá)已達(dá) 平衡，則該系統(tǒng)的平衡，則該系統(tǒng)的C =_，P =_，F(xiàn) =_。2在一抽空的容器中放入過量的在一抽空的容器中放入過量的NH4HCO3(s)，加熱時(shí)發(fā)生，加熱時(shí)發(fā)生 下

18、述反應(yīng)并達(dá)到平衡：則下述反應(yīng)并達(dá)到平衡：則C =_， =_。NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 3上題中，若只有少許上題中，若只有少許NH4HCO3(s)且已分解完全，則該且已分解完全，則該系系 統(tǒng)的統(tǒng)的C =_， F =_。錯(cuò)錯(cuò)對(duì)對(duì)對(duì)對(duì)23111124某地區(qū)的氣壓只有某地區(qū)的氣壓只有60.0kPa，在，在0到到100的范圍內(nèi)液態(tài)的范圍內(nèi)液態(tài) 的水的蒸氣壓與溫度的關(guān)系可近似地表示為如下關(guān)的水的蒸氣壓與溫度的關(guān)系可近似地表示為如下關(guān) 系：系： lg ( p/kPa) = -2265/ (T/K) +8.0187 那么這個(gè)地區(qū)水的沸點(diǎn)為那么這個(gè)地區(qū)水的沸點(diǎn)為

19、 。5UF6(s)的蒸氣壓與溫度的關(guān)系式為的蒸氣壓與溫度的關(guān)系式為 lnp / Pa）= 29.416 5894.6 / (T/K)， 則其平均升華熱為則其平均升華熱為_kJmol-1。6二元液系相圖中，共沸點(diǎn)的自由度數(shù)二元液系相圖中，共沸點(diǎn)的自由度數(shù)F =_。7組分組分A和和B可以形成以下幾種化合物：可以形成以下幾種化合物： A2B(s) AB(s) AB2(s) AB3(s) 則此則此AB系統(tǒng)的低共溶點(diǎn)最多有系統(tǒng)的低共溶點(diǎn)最多有_個(gè)，最少有個(gè)，最少有_個(gè)。個(gè)。 89.7 49.020518物質(zhì)物質(zhì)A與與B可形成低共沸混合物可形成低共沸混合物E。已知純。已知純A的沸點(diǎn)小于純的沸點(diǎn)小于純 B的

20、沸點(diǎn)。若將任意比例的的沸點(diǎn)。若將任意比例的A+B混合物在一個(gè)精餾塔中精混合物在一個(gè)精餾塔中精 餾，在塔頂?shù)酿s出物是餾，在塔頂?shù)酿s出物是 。 9對(duì)于形成簡(jiǎn)單低共溶混合物的二對(duì)于形成簡(jiǎn)單低共溶混合物的二 元相圖，當(dāng)組成為元相圖，當(dāng)組成為x的系統(tǒng)平衡冷的系統(tǒng)平衡冷 卻到卻到T 時(shí)時(shí)(如圖如圖)，固液二相的質(zhì)量，固液二相的質(zhì)量 比比 ms : ml = 。 10如圖所示的二元凝聚系相圖中，如圖所示的二元凝聚系相圖中， 屬穩(wěn)定的單相區(qū)的是：屬穩(wěn)定的單相區(qū)的是： 。低共沸混合物低共沸混合物ac : bcI、II、V三三. . 已知某二元凝聚系統(tǒng)相圖如下，已知某二元凝聚系統(tǒng)相圖如下，C C為不穩(wěn)定化合物。試填為不穩(wěn)定化合物。試填 寫下表并繪出寫下表并繪出