物理化学课堂练习

1、物物 理理 化化 学学 课课 堂堂 练练 习习 1.已知co 2 (g)的fhm(298.15k) = 393.51kj.mol-1，则 c(石墨）的chm(298.15k) = kj.mol-1。 2. 1mol 25的液体苯在刚性容器中完全燃烧，放热3264kj， 则反应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时各物质的标准摩尔燃烧焓如下：chm（石墨） = 393.51kj.mol-1，chm (h2) = 285.84 kj.mo

2、l-1, chm (苯,1) = 3267.6kj.mol-1，则液态苯在298k时的 fhm= kj.mol-1 。393.51 6528 6535393.516 - -285.84 3 -(-(-3267.6)6c +3h2 = c6h649.024 在绝热钢瓶中发生一分子数增加的化学反应，则 q 0， w 0， u 0。= 5. 系统经绝热不可逆膨胀s 0, 经绝热不可逆压缩s 0。 7. 在等温等压下某吸热化学反应能自发进行，则rsm0。 9.某化学反应的k 与温度的关系为: lnk =1.00105/(t/k) 8.0，则该反应的 rhm =kj.mol-1 。rsm.= j.k-1

3、.mol-1 。 8.某放热化学反应的rsm（298k）0，则25时该化学反 应的k 1。 6.某化学反应的rgm =124 kj.mol-1 ，若反应在等温等压的 平衡条件下进行，反应的rgm = 。0rgm = rhm - - trsm 0- -rt ln k =rgm = rhm - - trsm ln k = - - rhm / /rt + + rsm / /r - -831.4 - -6666.511热力学第一定律以热力学第一定律以u = q + w的形式表示时，其使用条件是的形式表示时，其使用条件是 a.任意系统任意系统 b.隔离系统隔离系统 c.封闭系统封闭系统 d.敞开系统敞开

4、系统2某系统经历一不可逆循环后，下列关系式中不能成立的是某系统经历一不可逆循环后，下列关系式中不能成立的是 a.q = 0 b.cp = 0 c.u = 0 d.t =03系统经不可逆循环过程，则有系统经不可逆循环过程，则有 a.s系统系统 = 0 s隔离隔离 0 b.s系统系统 0 s隔离隔离 0 c.s系统系统 = 0 s环境环境 0 d.s系统系统 = 0 s隔离隔离 04系统向环境传热时，系统的热力学能将系统向环境传热时，系统的热力学能将 a.增加增加 b.减少减少 c.不变不变 d.无一定规律无一定规律例：求反应例：求反应 cu + cu2+ = 2cu+ 的平衡常数。的平衡常数。解

5、：设计电池解：设计电池 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 = 7.0310-7-7cu + cu2+ = 2cu+ cu cu2+ cu2+, cu+cu 3) (+) cu2+ + 2e cu (- -) 2cu -

6、- 2e 2cu+ e2 = e (cu2+/cu+ ) e (cu2+/cu ) = 0.152v - - 0.340v = - -0.182v log k2 = 2e2 / 0.05916 k2 = 7.0310-7-7cu + 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 = 7.0310-7-7三种方法得到的电池电动势不同，但平衡常数相同。原因何在？三种方法得到的电池电动势不同，但平衡常数相同。原因何在

7、？1、以下说法对吗？为什么？、以下说法对吗？为什么？1）在同一反应中各物质的变化速率相同。）在同一反应中各物质的变化速率相同。2）若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物）若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物 浓度的一次方成正比。浓度的一次方成正比。3）一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的）一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。倍。4）一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。）一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。5）若反应）若反应 a + b y + z 的速率方程为的速率方程为v = kcacb 则该反应是二级反应，且肯定不是双分子反应。则该反应是二级

8、反应，且肯定不是双分子反应。6）对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应，温度越高，）对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应，温度越高， 反应速率越快，因此升高温度有利于生成更多的产物。反应速率越快，因此升高温度有利于生成更多的产物。7）若反应（）若反应（1）的活化能为）的活化能为e1，反应（，反应（2）的活化为）的活化为e2，且，且 e1e2，则在同一温度下，则在同一温度下k1一定小于一定小于k2。错错 错错 错错 错错 错错 错错 错错 8）若某对行化学反应的）若某对行化学反应的rum0，则该化学反应的活化能小，则该化学反应的活化能小 于零。于零。9）对行反应）对行反应 a y，在一定温度下反应

9、达平衡时，正逆反，在一定温度下反应达平衡时，正逆反 应速率常数相等。应速率常数相等。2、填空、填空1）某化学反应的反应物反应掉）某化学反应的反应物反应掉3/4所需的时间是反应掉所需的时间是反应掉1/2所所 需时间的需时间的2倍，则该反应是倍，则该反应是_级反应。级反应。2）反应）反应ab，若，若a完全反应掉所需时间是反应掉一半所需时完全反应掉所需时间是反应掉一半所需时 间的间的2倍，则该反应是倍，则该反应是_级反应。级反应。3）某反应的速率常数）某反应的速率常数k = 4.6210-2s-1，则反应掉，则反应掉3/4所需要的所需要的 时间为时间为_。4）比较相同类型的反应（）比较相同类型的反应

10、（1）和（）和（2），发现活化能），发现活化能e1e2， 但速率常数却是但速率常数却是k1k2，其原因是，其原因是_。错错 错错 一一 零零 2 ln2/k 指前因子指前因子5) 某分解反应转化率达某分解反应转化率达20%所需的时间在所需的时间在300k为为12.6min，340k为为3.2min，则该分解反应的活化能为，则该分解反应的活化能为 kjmol- -1 29.1 )11(lnln212112ttrettkka12121)11(lnttttreatccnktkdtcdc0aaaa,011kj.mol1 .29)34013001(2 . 36 .12ln134. 8 例例1. 分解反应

11、分解反应n2o5 2no2 + + 1/2 o2 机理如下：机理如下： n2o5 no2 + + no3 k1 no2 + + no3 n2o5 k - -1 no2 + + no3no2 + + no + + o2 k2 no + + no3 2no2 k3 中间产物中间产物no3、no为活泼产物，可以使用稳态近似法，试以氧为活泼产物，可以使用稳态近似法，试以氧气的浓度随时间的变化率证明此反应表观上是一级反应；气的浓度随时间的变化率证明此反应表观上是一级反应；解：解：)no()no()o(3222cckdtdc)no()no()no()no()no()no()on()no(333223215

12、213cckcckcckckdtdc)no()no()no()no()no(33322cckcckdtdc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：实验测得下列反应：实验测得下列反应 2no + o2 2no2 为三级反应，且为三级反应，且 活化能为负值，试根据下列机

13、理说明。活化能为负值，试根据下列机理说明。 no + no n2o2 kc(快快) rum 0 n2o2 + o2 2no 2 k1(慢慢) 解：解：由平衡态近似：由平衡态近似：n2o2 = kcno2，oond)no(22212ktdck = k1 kc ，两边取对数，再对温度求导：两边取对数，再对温度求导：dtkddtkddtkdclnlnln12212rturtertemraa所以所以 e =ea1+rum 0ono221ckk例例2. c2h5cl气相分解反应为气相分解反应为c2h5cl = c2h4 + hcl，速率常数，速率常数k 与温度的关系为与温度的关系为 ln ( k /s-

14、1) = - -30600 / (t/k) + 95.7881). 求该反应的活化能；求该反应的活化能； 2). 300k时将压力为时将压力为26.66kpa的的c2h5cl引入反应器中，求总引入反应器中，求总压达到压达到46.66kpa的时间。的时间。 解：解：1) 因因 ln ( k / k) = - -ea /rt + c ln ( k / s-1) = - -30600 / (t/k) + 95.788对比可得：对比可得： ea /r = 30600k ea = 30600 rk = 254.4 kj.mol-1 2) 300.15k时的时的k : ln ( k / s-1) = -

15、-30600 / 300 + 95.788 k = 2.00 10-3 s-1该反应为一级反应。该反应为一级反应。 c2h5cl = c2h4 + hclt = 0 pa,0 0 0t = t pa,0- - p p p p 总总 = pa,0 +p p = p 总总 - - pa,0 pa = pa,0 - - p = 2 pa,0 - - p 总总 = 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. 以下说法对吗？为什么？以下说法对吗？为什么？1）一

16、切物质蒸发时，摩尔熵都增大。）一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。2）相变过程的熵变可由）相变过程的熵变可由s=h/t计算。计算。3）冰在）冰在0，101.325kpa下转变为液态水，其熵变下转变为液态水，其熵变s= h / t 0，所以该过程为自发过程。，所以该过程为自发过程。4）过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件）过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件 下进行的，由基本方程可得下进行的，由基本方程可得g=0。5）在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的）在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的 不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。不同而不同，但独立组分

17、数是一个确定的数。6）单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程）单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程 定量描述。定量描述。对对错错错错错错对对对对7）恒沸物的组成不变。）恒沸物的组成不变。8）在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相）在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相 对的量。对的量。9）在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点）在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点 的液相组成都相同。的液相组成都相同。二二. 填空填空1）在石灰窑中，分解反应）在石灰窑中，分解反应caco3(s) = cao(s) + co2(g)已达已达 平衡，则

18、该系统的平衡，则该系统的c =_，p =_，f =_。2）在一抽空的容器中放入过量的）在一抽空的容器中放入过量的nh4hco3(s)，加热时发生，加热时发生 下述反应并达到平衡：则下述反应并达到平衡：则c =_， =_。nh4hco3(s) = nh3(g) + h2o(g) + co2(g) 3）上题中，若只有少许）上题中，若只有少许nh4hco3(s)且已分解完全，则该系且已分解完全，则该系 统的统的c =_， f =_。错错对对对对23111124）某地区的气压只有）某地区的气压只有60.0kpa，在，在0到到100的范围内液态的范围内液态 的水的蒸气压与温度的关系可近似地表示为如下关的

19、水的蒸气压与温度的关系可近似地表示为如下关 系：系： lg ( p/kpa) = - -2265/ (t/k) +8.0187 那么这个地区水的沸点为那么这个地区水的沸点为 。5）uf6(s)的蒸气压与温度的关系式为的蒸气压与温度的关系式为 ln（p / pa）= 29.416 5894.6 / (t/k)， 则其平均升华热为则其平均升华热为_kjmol-1。6）二元液系相图中，共沸点的自由度数）二元液系相图中，共沸点的自由度数f =_。7）组分）组分a和和b可以形成以下几种化合物：可以形成以下几种化合物： a2b(s) ab(s) ab2(s) ab3(s) 则此则此ab系统的低共溶点最多有

20、系统的低共溶点最多有_个，最少有个，最少有_个。个。 89.7 49.020518）物质）物质a与与b可形成低共沸混合物可形成低共沸混合物e。已知纯。已知纯a的沸点小于纯的沸点小于纯 b的沸点。若将任意比例的的沸点。若将任意比例的a+b混合物在一个精馏塔中精混合物在一个精馏塔中精 馏，在塔顶的馏出物是馏，在塔顶的馏出物是 。 9）对于形成简单低共溶混合物的二）对于形成简单低共溶混合物的二 元相图，当组成为元相图，当组成为x的系统平衡冷的系统平衡冷 却到却到t 时时(如图如图)，固液二相的质量，固液二相的质量 比比 ms : ml = 。 10）如图所示的二元凝聚系相图中，）如图所示的二元凝聚系相图中， 属稳定的单相区的是：属稳定的单相区的是： 。低共沸混合物低共沸混合物ac : bci、ii、v三三. . 已知某二元凝聚系统相图如下，已知某二元凝聚系统相图如