物理化学离线作业

1、浙江大学远程教育学院物理化学课程作业(必做)姓名：金泽学 号：717123224001年级：2017春学习中心：温州学习中心（龙湾）第一章 热力学第一定律一、填空题1. 系统的性质分为广度性质和_强度性质_。2. 热力学第一定律的数学表达式是 U=W+Q 。3. 水从25加热到35，水的热力学能 。（填“增大”、“减小”或“不变” ）4. 理想气体在恒定外压下绝热膨胀，气体的焓 。（填“增大”、“减小”或“不变” ）5. U=Qv的适用条件是 封闭系统中等容非体积功为零。 。6. O2(g)的的标准摩尔燃烧焓 等于 零（填“小于”、“大于”或“等于” ）。二、简答题1. 什么是系统？什么是环境

2、？答：将一部分物质从其他部分中划分出来，作为研究对象，这一部分物质就称为系统；系统之外与系统密切相关的部分称为环境。2. 什么是等压过程？什么是可逆过程？3. 什么是热力学第一定律？4. 什么是标准摩尔生成焓？什么是标准摩尔燃烧焓？5. Zn与稀硫酸发生放热置换反应，请问在开口瓶中进行还是在闭口瓶中进行放热更多？为什么？6. 石墨在充满氧气的定容绝热反应器中燃烧，若以反应器和其中所有物质为系统，请问燃烧前后热力学能和焓如何变化？三、计算题1. 1 mol单原子理想气体在298K时，在恒定外压为终态压力下从15.00 dm3等温膨胀到40.00 dm3，求该过程的Q、W、U和H。2. 1 mol

3、 水在100、101.3kPa 下蒸发为水蒸气，吸热40.7kJ，求该过程的Q、W、U和H。3. 已知298.2K时，NaCl(s)、H2SO4(l)、Na2SO4 (s)和HCl(g)的标准摩尔生成焓分别为-411、-811.3、-1383和-92.3 kJ·mol-1，求下列反应的和2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g)4. 已知298.2K时，C（石墨）、H2（g）和C2H6（g）的标准摩尔燃烧焓分别为-393.5 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-1559.8 kJ·mol-1。计算下

4、列反应的和：2C（石墨） + 3H2（g） C2H6（g）第二章 热力学第二定律一、填空题1. 理想气体的卡诺循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和 所组成。2. 卡诺循环中等温可逆膨胀过程的温度 等温可逆压缩过程的温度。（填“小于”、“大于”或“等于” ）3. 工作在高温热源373K与低温热源298K之间的卡诺热机的效率为 。4. H2气和O2气在绝热钢瓶中发生反应的S 零。（填“小于”、“大于”或“等于” ）5. 1 mol 373.2K、101.3kPa 水蒸发为373.2K、101.3kPa 水蒸气的S J/K（知水的蒸发热为40.64 kJ/mol）。6. 系统经过不可逆循

5、环过程S环 零。（填“小于”、“大于”或“等于” ）7. 1mol 100，100kPa气态水的吉布斯能 1mol 100，100kPa液态水的吉布斯能。（填“小于”、“大于”或“等于” ）8. 吉布斯能判据的适用条件是 。二、简答题1. 什么是自发过程？什么是热力学第二定律？2. 空调可以把热从低温热源传递到高温热源，这是否与热力学第二定律矛盾？为什么？3. 熵的物理意义是什么？ 如何用熵判据判断过程的方向？4. 从同一始态出发，绝热可逆过程和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态，为什么？5. 什么是热力学第三定律？什么是标准摩尔熵？三、计算题1. 1mol 300.2K、200kPa的理想气

6、体在恒定外压100kPa下等温膨胀到100kPa。求该过程的S、F和G。2. 369.9K的恒温槽在299.9K的室温下放置一段时间后，因恒温槽绝热不良而将4184J的热传给室内空气。（1）求恒温槽熵变和室内空气熵变；（2）该过程是否可逆？3. 求0.2mol 273K、100kPa 的O2与0.8mol 273K、100kPa 的N2混合的熵变。4. 0.50 kg 343K 的水与0.10 kg 303K 的水混合，已知水的 Cp,m=75.29J/( K·mol)，求系统的熵变和环境的熵变。 5. 在298K和标准状态下，已知金刚石的标准摩尔生成焓为1.90 kJ·m

7、ol-1，金刚石和石墨的标准摩尔熵分别为2.38 J·mol-1·K-1和5.74J·mol-1·K-1，求 石墨金刚石的，并说明在此条件下，哪种晶型更加稳定？6. 在25和标准状态下，已知CaCO3(s)、CaO(s)和CO2(g) 的标准摩尔生成焓分别为-1206.92 kJ·mol-1、-635.09kJ·mol-1和-393.51 kJ·mol-1，标准摩尔熵分别为92.9 J·mol-1·K-1、39.75 J·mol-1·K-1和213.74J·mol-1

8、3;K-1，求：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的。第三章 多组分系统热力学一、 填空题1. 在蔗糖饱和溶液中，蔗糖晶体的化学势 溶液中蔗糖的化学势 （填“大于”、“小于”或“等于”）。2. 已知水的正常凝固点为273.15K，凝固点降低常数kf=1.86K·kg·mol-1，测得0.1000 kg水中含0.0045 kg某非挥发性有机物溶液的凝固点为272.68K。该有机物的摩尔质量为 。二、 简答题1. 什么是混合物？什么是溶液？2. 为什么稀溶液不是混合物?3. 0.01mol/kg 葡萄糖水溶液与0.01mol/kg 氯化钠水溶液的渗透压相同吗？为什么？

9、4. 水中加入少量乙醇形成稀溶液，沸点一定升高吗？为什么？5. 在冰冻路面撒盐可以融化冰冻，为什么？三、 计算题1. 20时，质量分数5%的硫酸溶液的密度为1.032g/ml，计算该溶液的硫酸摩尔分数、物质的量浓度和质量摩尔浓度（M水=18.02g/mol，M硫酸=98.06g/mol）。2. 已知在288K和101.3kPa时，乙醇的质量分数为0.56的乙醇水溶液的乙醇偏摩尔体积为56.58×10-6 m3/mol，水偏摩尔体积为17.11×10-6 m3/mol，求1.000 kg该溶液的体积。3. 求100时，质量分数为 的蔗糖水溶液中水的蒸气压。（M蔗糖=18.02

10、g/mol）4. 时，101.3kPa的氧气在100g水中可溶解4.490ml，求氧气溶解在水中的Henry常数kx和km。5. 已知人的血浆凝固点为 -0.5，水的凝固点降低常数kf=1.86 K·mol-1·kg，求37时血浆的渗透压（血浆密度近似等于水的密度，为1.00×103 kg·m-3）。6. 在33.70g CCl4中溶入0.600g某非挥发性物质，测得沸点为78.26 ，已知CCl4的沸点为76.75，沸点升高常数kb = 5.16K·kg/mol，求该物质的摩尔质量。7. 测得浓度为 20kg/m3 血红蛋白水溶液在298K时

11、的渗透压为763Pa，求血红蛋白的摩尔质量。第四章 化学平衡一、判断题（正确打，错误打×）1. 对于合成氨反应 3H2（g）+N2（g）=2NH3（g），提高压力可以增大平衡常数，从而提高产率。2. 中 表示反应系统中的产物吉布斯能与反应物吉布斯能之差。3. 表示反应平衡时的产物吉布斯能与反应物吉布斯能之差。4. 增加反应物浓度，使减小，有利于反应正向进行。5. 某化学反应的，在等温等压不做非体积功的条件下，该反应将自发进行。二、选择题1. 已知反应N2+3H2= 2NH3的标准平衡常数为，经验平衡常数为，两者的关系为 。A B C D2. 已知反应N2+3H2= 2NH3的标准平衡

12、常数为，反应的标准平衡常数为，两者的关系为 。A B C D3. 1000K 时反应Fe(s) + CO2(g) FeO(s) + CO(g) 的 ，当气相中CO2和CO的摩尔数之比为6535时，则 。AFe不会被氧化 BFe将被氧化C正好达化学平衡 D难于判断其进行方向4. 当压力增大时，反应 NH4Cl (s) = NH3(g) + HCl (g)的 。A增大 B不变 C减小 D不确定5. 反应O2+2H2= 2H2O的与反应的的关系为 。A. B C D 三、填空题1. 445时，Ag2O（s）分解压力为20974kPa，该分解反应Ag2O(s) = 2Ag(s)+½O2（g）

13、的= kJ·mol-1。2. 当反应 PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 达平衡时， 加入惰性气体，但维持系统总压力不变，平衡 移动。四、 简答题1. 化学反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)必须在高温下进行，请用热力学原理解释之。2. 乙苯脱氢生成苯乙烯 C6H5C2H5（g） C6H5CH=CH2（g）+ H2（g）是吸热反应，通入过热水蒸气（不参加反应）可以提高苯乙烯产率，为什么？3. 工业上制水煤气反应在673K达平衡， C(s) +H2O (g) = CO(g) + H2(g) 下列各因素对平衡有什么影响？（1）提高反应温度 （2）增加系统总压

14、力 （3）增加C(s) （4）增加H2O (g)分压 （5）增加N2 (g)分压 五、 计算题1. 在10×100kPa，350时的标准平衡常数 ，若H2(g)、N2(g)和NH3(g)的分压分别为7.2×100kPa、2.4×100kPa 和0.4×100kPa，求该反应的 和 。 2. 已知298.2K、100kPa时，下列合成氨反应的 求该反应在298.2K、2000kPa时的3. 求 298.2K时，下列反应的 -384.14 -690.00 -1270.16 -95.30 4. 已知298.2K时下列反应的 ， C6H12O6(葡萄糖)+ H3

15、PO4= 6-磷酸葡萄糖 + H2O ATP(三磷酸腺苷） + H2O = ADP(二磷酸腺苷）+ H3PO4 求下列反应的 ： C6H12O6(葡萄糖)+ ATP= 6-磷酸葡萄糖+ADP5. 已知Ag2CO3（s）在298.2K时的分解反应 Ag2CO3（s）Ag2O（s）CO2（g）的，求：（1）标准平衡常数；（2）若大气中含0.1%的CO2（体积），298.2K时Ag2CO3在大气中能否自动分解？6. 已知25时下列反应的标准摩尔生成焓和标准熵如下：CH3OH(g) = HCHO(g) + H2(g) (kJ·mol-1) -201.25 -115.9 (J·mol

16、-1·K-1) 237.6 220.1 130.59求：（1）该反应的、和；（2）该反应的标准平衡常数第五章 相平衡一、选择题1. 在常温常压下，由O2(g)、N2(g)、CO2(g) 和H2O(l) 等四种物质组成的平衡系统含有 相。A1 B2 C3 D42. 在压力为151.99 kPa (1.5atm) 的高压锅内，水的沸点为 （已知水的气化热Hm= 40.67kJ·mol-1）。 A95 B112 C86 D135二、填空题1. 在常压下，NH4SO4水溶液与NH4SO4 (s)达到平衡，则相数= ；自由度f= 。2. 在常压下，NH4Cl(s)部分分解为NH3(g

17、)和HCl(g)达到平衡，则组分数K= ；相数= ；自由度f= 。3. 在常温常压下，用CCl4(l)萃取水溶液中I2，当I2在CCl4(l)和水中达分配平衡时（无固体I2），系统的组分数K= ；相数= ；自由度f= 。4. 称为物系点。三、简答题1. 什么是最低恒沸混合物？什么是最低恒沸点？2. 液体的饱和蒸气压越高，沸点就越低；而由克劳修斯克拉珀龙方程表明，液体温度越高，饱和蒸气压愈大。两者是否矛盾？为什么？3. 能否以市售的60°白酒为原料，在常压下用多次蒸馏的方法得到纯乙醇？为什么？四、计算题1. 水和乙酸乙酯部分互溶。310.7K液-液二相平衡时，其中一相含6.75%乙酸乙

18、酯，另一相含3.79%水（质量百分浓度）。已知该温度时的纯乙酸乙酯蒸气压是22.13kPa，纯水蒸气压是6.40kPa。求： （1）乙酸乙酯的分压（2）水蒸气的分压（3）总蒸气压2. 若在合成某有机化合物后进行水蒸气蒸馏，沸点为368K。测得馏出物中水的重量占45%。已知实验时的大气压为99.20kPa，368K时水的蒸气压为84.53 kPa。求该有机化合物的分子量。3. 以下是对硝基氯苯和邻硝基氯苯在常压下的固液平衡相图。当70g对硝基氯苯和30g邻硝基氯苯高温熔化后再冷却至50.10时（即相图中的点a，液相组成为：对硝基氯苯重量百分含量为60.18），每个相的重量多少？第六章 电化学一、

19、选择题1. 公式 。A. 适用于任何电解质溶液 B. 只适用于电解质稀溶液C. 只适用于强电解质稀溶液 D. 只适用于弱电解质稀溶液2. 公式 适用于 。A任何电解质溶液 B电解质稀溶液C强电解质稀溶液 D弱电解质稀溶液3. 质量摩尔浓度为m的K3PO4溶液，= 。A. B. C. D. 4. 下列说法正确的是 。AE与电解质活度有关，E与电解质活度无关 BE与电解质活度无关，E与电解质活度有关 CE和E均与电解质活度无关 DE和E均与电解质活度有关5. PtH2 (p1)H2SO4 (m)O2 (p2)Pt 的电池反应可写成： H2 (g) + ½O2 (g) = H2O (l)或

20、 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l)相应的标准电动势和化学反应标准平衡常数分别用E1、E2、K1和K2表示，则 。AE1= E2、K1= K2 BE1E2、K1K2CE1E2、K1= K2 DE1= E2、K1K2二、填空题1. 已知H+ 和SO42- 的无限稀释摩尔电导率分别为 S·m2·mol-1 和 S·m2·mol-1，则H2SO4的 S·m2·mol-1。2. 0.002mol·kg-1的Na2SO4溶液的离子强度I= ，离子平均活度系数±= 。3. AgAgCl，KCl(a1)AgN

21、O3(a2)Ag的电池反应方程式是 。4. PtH2(p)NaOH(a)HgO(s) Hg(l)的正极反应方程式 ，负极反应方程式 和电池反应方程式 。5. PtH2(p1)H2SO4 (m)H2(p2) Pt的正极反应方程式 ，负极反应方程式 和电池反应方程式 。6. 公式G= - zFE 的使用条件是 。三、简答题1. 什么是电导率？什么是摩尔电导率？2. 当强电解质溶液的浓度增大时，其电导率如何变化？为什么？3. 当弱电解质溶液的浓度下降时，其摩尔电导率如何变化？为什么？4. 什么是可逆电池？四、计算题1. 298.2K时，0.020mol·dm-3 KCl 水溶液的电导率为0

22、.2786S ·m-1， 将此溶液充满电导池，测得其电阻为82.4。若将该电导池改充以0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液，测得其电阻为376，试计算：（1） 该电导池的电导池常数（2） 0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的电导率（3） 0.0025mol·dm-3的K2SO4溶液的摩尔电导率2. 25时分别测得饱和AgCl水溶液和纯水的电导率为3.41×10-4S·m-1和1.52×10-4S·m-1，已知=61.92×10-4S·m2·mol-1，=76.34&#

23、215;10-4S·m2·mol-1，求AgCl的溶度积。3. 298K时，某溶液中含0.01mol/kg 的水杨酸(HA)，0.01mol/kg 的KCl和0.01mol/kg 的Na2SO4，已知水杨酸的电离常数Kc=1.06×10-5，求该溶液的离子强度。4. 已知下列电池的标准电动势为0.4402V，Fe(s)Fe2+(a=0.05) H+(a=0.1)H2(100kPa)Pt 写出该电池的电极反应和电池反应，并计算电动势。5. 25时，已知，对于电池PtCl2(g)Cl -MnO4-, H+，Mn2+Pt，（1） 写出该电池的电极反应和电池反应（2） 求

24、25时该电池的标准电动势（3） 若溶液的pH=1.0，其它物质的活度均为1，求25时该电池的电动势。6. 25时，测得电池H2（101.3kPa）H2SO4（m=0.5）Hg2 SO4 (s) Hg (l)的电动势为0.6960V，已知V，（1） 写出电极反应和电池反应（2）求H2SO4在溶液中的离子平均活度系数第七章 化学动力学一、判断题（正确打，错误打×）1. 测得反应的反应级数等于1，该反应可能是基元反应。二、选择题1. 以反应物的浓度变化率表示反应速率，若将计量方程式2O3 3O2 改写成 O3 O2，则前者的速率常数（k1）和反应级数(n1)与后者的速率常数（k2）和反应级

25、数(n2)的关系为 。A. k1= k2，n1= n2 B. k1=3 k2，n1=3 n2 C. k1= k2，n1=3 n2 D. k1=3 k2，n1=3 n2三、填空题1. 某化学反应A+BP 的速率方程是，该反应的反应级数等于 。2. 某化学反应AP是一级反应，当反应时间为2t1/2时，反应的转化率为 。3. 化学反应提高反应温度后，反应级数 ；速率常数 ；活化能 。（填写“增大”、“减小”或“不变”）4. 催化剂通过 可以使活化能降低、反应速率加快。5. 温度对光化反应的速率常数影响 。四、简答题1. 合成氨反应可能是基元反应吗？为什么？2. 什么是假一级反应（准一级反应）？3.

26、如何判别平行反应和连续反应？4. 在对峙反应中，能否通过选择合适的催化剂仅仅使正反应速率加快？5. 为什么光化反应的速率常数与温度关系不大？6. 对于平行反应AB，AC，已知活化能E1E2，请问：（1） 温度升高，k2增大、减小或保持不变？（2）升高温度对两种产物的比值有何影响？五、计算题1. 在100ml水溶液中含有0.03mol蔗糖和0.1molHCl，蔗糖在H+催化下开始水解成葡萄糖和果糖。以旋光计测得在28时经20min有32%的蔗糖发生水解。已知蔗糖水解为准一级反应。求：（1） 反应速率常数（2） 反应的初始速率（3） 反应时间为20min时的瞬时速率（4） 40min时已水解的蔗糖

27、百分数2. 气相反应2HI H2I2是二级反应，508时的速率常数为1.21×10-8Pa-1·s-1。当初始压力为100kPa时，求：（1） 反应半衰期（2） HI分解40%需要多少时间3. 阿糖胞苷在水溶液中的分解是一级反应。测得pH为3.66、初始浓度为0.04456 mol/L的阿糖胞苷水溶液在55时反应3.5h后的浓度为0.04181 mol/L，求速率常数和反应半衰期。4. 青霉素G的分解为一级反应，测得37和43时的半衰期分别为 32.1h和17.1h，求该反应的活化能和25时的速率常数。5. 5-氟脲嘧啶在pH=9.9时的分解是一级反应，在60时的速率常数为

28、4.25×10-4h-1，反应活化能Ea=102.5kJ·mol-1，求：（1）60时的反应半衰期（2）25时的速率常数（3）25时分解10%所需的时间第八章 表面化学一、选择题1. 水银落在水泥地面上基本呈球形，由此可得出 。A. 水银 <水泥地面 B. 水银, 水泥地面 <水银 C. 水银 =水泥地面 D. 水银, 水泥地面 >水泥地面二、填空题1. 20时, 水的表面张力=7.275×10-2N·m-1， 水中直径为10-6m的气泡所受到的附加压力等于 。2. p平、p凹和 p凸分别表示平面、凹面和凸面液面上的饱和蒸气压，则三者之

29、间的大小关系是 。3. 将200g HLB=8.6的表面活性剂与300g HLB=4.5的表面活性剂进行混合，所得混合物的HLB= 。4. 对于化学吸附，当吸附温度升高时，吸附速率 ，吸附量 。三、简答题1. 如图所示，水平放置的毛细管，装有少量湿润性液体。问：管内液体的最后平衡位置在何处？为什么？2. 什么是溶液的表面吸附？为什么会产生溶液的表面吸附？3. 什么是表面活性剂？其结构特征如何？4. 增溶作用与溶解作用有什么不同？5. 固体吸附气体是吸热还是放热？为什么？四、计算题1. 在293K时，将半径为1.0 mm的水滴分散成半径为1.0 m的小水滴，已知水的表面张力为0.07288 N

30、m-1，请计算：（1） 比表面是原来的多少倍（2） 环境至少需做多少功2. 20时，将半径为3.5×10-4m的毛细管插入汞液，测得毛细管内外的汞面相差16mm，汞与毛细管壁的接触角为140°，已知汞的密度=1.359×104kg·m-3，请问：（1）毛细管内的汞面上升还是下降（2）汞的表面张力3. 已知100时，水的表面张力=58.9×10-3N·m-1，摩尔气化热H=40.66kJ·mol-1。如果水中只有半径为10-6m的空气泡，求：(1) 水中气泡所受到的附加压力(2) 这样的水开始沸腾的温度4. 用活性碳吸附CHCl3符合兰格缪尔吸附等温式，在273K时的饱和吸附量为93.8dm3·kg-1，已知CHCl3的分压为13.4kP