物理化学第三、四章习题

1、物理化学第3、4章习题一、选择题1、 在温度T时，某反应的rHmø<0, rSmø>0,该反应的Køp应是（ B ）。A Køp>1, 随温度升高而增大 B Køp>1, 随温度升高而减小C Køp<1, 随温度升高而增大 D Køp<1, 随温度升高而减小2、在恒温抽空的玻璃罩中封入两杯液面相同的糖水和纯水，经历若干时间后，两杯液面的高度将是（ A ）A 糖水的液面高于纯水液面 B 糖水的液面等于纯水液面C 糖水的液面低于纯水液面 D 视温度而定3、在一定温度下，合成氨反应 N2(g)+

2、3H2(g)=2NH3(g)达到平衡后，加入惰性气体，并保持总压不变。气体都视作理想气体，则（ D ）A n（N2）减小，n（H2）减小 ，n（NH3）增加，Kp增加B n（N2）减小，n（H2）减小 ，n（NH3）增加，Kp不变C n（N2），n（H2），n（NH3），Kp均不变D n（N2）增加，n（H2）增加，n（NH3）减小，Kp不变4、恒温时，B溶解于A中形成溶液。若B的摩尔体积大于溶液中的B的偏摩尔体积，则增加压力将使B在A中的溶解度（ A ）A 增大 B 减小 C 不变 D 不一定5、反应2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)平衡常数为logK=-13260/T+12.4,试

3、计算在1000K时，在空气中生成1kg CuO的0 =（ C ），0=（ ）A 16466.5Jmol-1 253900J B 51458Jmol-1 253900J C 51458Jmol-1 793400J D 16466.5Jmol-1 793400J6、已知1000K时，(1)CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g) Kø=1.659×1010 (2)C(s)+CO2(g)=2CO(g) Kø=1.719 则反应C(s)+1/2 O2(g)=CO(g) Kø为（ D ） A.9.651×1010 B.1.036×1010

4、C.4.731×1010 D.2.852×10107、通常钢瓶中所装压缩氮气，会有少量氧气，实验室中常将气体通过高压下的铜粉，以除氧气：2Cu(s)+1/2 O2(g)Cu2O(s)，已知反应的标准自由能变化为rGm =-166600+62.95T，今若在600时使反应达平衡，试问经此纯化手续后，在氮气中剩余氧的浓度为( B )A 5.2×10-13mol·m-3 B 6.1×10-13mol·m-3 C 5.2×10-12mol·m-3 D 6.1×10-12mol·m-38、已知水在正常冰点

5、时的摩尔熔化热fusHøm=6025J·mol-1，某水溶液的凝固点降低了15K，该溶液的浓度xB为（B ）A 0.8571 B 0.1429 C 0.9353 D 0.06479、 在298K时，向x(甲苯)=0.6的大量苯-甲苯理想溶液中加入1mol纯苯。这一过程的DG /J, DH/J, DS/ J·K-1 分别为（ C ）A 0, 0, 0 B -1266, 0, 4.274C -2270, 0, 7.617 D -542.6, 0, 1.82110、298K时，将NH4HS（s）放入抽空的瓶中，NH4HS（s）依下式分解：NH4HS（s）= NH3（g）

6、+H2S（g）测得的压力为66.66kPa， Køp和Kp的值为（ A ）A 0.111 , 1.11×109Pa2 B 0.111 , 0.111 Pa2 C 1.11×109,1.11×109Pa2 D 1.11×109, 0.111 Pa2二、填空题1、冰箱除臭剂在用过一段时间后就需要更换是由于（气相有机物）=（固相有机物）（填“>”、“=”、“<”）2、A、B两种纯液体形成理想溶液。在353K，容积为15dm3的真空容器中，加入0.3molA 和0.5molB，并处于气液两相平衡。已知该平衡系统压力为102、656kPa,液

7、相中B的摩尔分数为xB=0.5。假如气体为理想气体，容器中液相所占的体积与气相体积相比可忽略。则两纯液体在353K时的饱和蒸气压pA= 76.42 kPa , pB=124.0 kPa3、当A、B两组分混合形成1mol理想液体混合物时，当mixG最小时，则nA=0.5，nB=0.5。4、已知纯水的密度为0.9991g·cm-3，cB=1mol·dm-3时，浓度为1mol·dm-3的乙醇水溶液的密度为0.8498 g·cm-3，水和乙醇的偏摩尔体积分别为14.58 cm3·mol-1、58.04cm3·mol-1。计算配制1dm3浓度为

8、1mol·dm-3的乙醇水溶液需要加1165.5cm3水。5、合成氨时所用氢和氮的比例为3：1，在400和105Pa时，平衡混合物中氨的摩尔百分数为3.85，则反应 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) 的Kp=1.64×10-12Pa 6、298.2K时，从大量的A和B的等物质的量混合物中分离出1molA（纯），则最少必须做的功是-1717 J·mol-17、银可能受H2S(g)腐蚀而发生下面反应：H2S(g)+2Ag(s)= Ag2S(s)+H2(g)今在25和1.01325×105Pa下，将Ag放在等体积的H2和H2S组成的混合气中，则 能 （

9、选“能”或“否”）发生上面的反应。8、25时，n摩尔NaCl溶于1000g水中，形成溶液体积V与n的关系可表示为：V（cm3）=1001.38+16.625n+1.7738n1.5+0.1194n2试计算1mlNaCl溶液中H2O的偏摩尔体积为V H2O=18.0067 cm39、在真空的容器中放入固态的NH4HS，于25下分解为NH3（g）与H2S（g），平衡时容器内的压力为66.66kPa，当放入NH4HS时容器中已有39.99 kPa的H2S（g），则平衡时容器中的压力P=77.738 kPa10、已知下列热力学数据： BaCO3(s) BaO(s) CO2(g) fHmø (

10、298K)(kJ·mol-1)： -1218.8 -558.1 -393.51 fGmø (298K)(kJ·mol-1)： -1138.9 -528.4 -394.38则反应BaCO3(s)=BaO(s)+CO2(g)的分解温度T=1559K三、计算题1、使一定量摩尔比为1：3的氮和氢混合气体在1174K，3MPa下通过铁催化剂以合成氨。设反应达到平衡，出来的气体混合物缓缓地通入20cm3盐酸吸收氨。用气量计测得剩余气体的体积相当于273.15K,102.325kPa的干燥气体（不含水蒸气）2.02cm3.原盐酸溶液20cm3需用浓度为52.3mmol·

11、;dm-3的氢氧化钾溶液18.72cm3滴定至终点。气体通过后则只需用同样浓度的氢氧化钾溶液15.17cm3.求1174K时，下列反应N2(g) + 3H2(g) = 2NH3（g）的K。解： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3（g）反应前物质的量 n 3n 2n平衡时物质的量 n-0.5n（NH3） 3n-1.5n（NH3） n（NH3）盐酸溶液吸收氨（即反应生成的氨）的物质的量n（NH3）=(18.72-15.17)×10-3×52.3 mmol =0.1857×10-3mol273.15K,102.325kPa的干燥气体（即未参与反应的N2和H2）物

12、质的量n1=PV/RT=101325×2.02×10-3/（8.314×273.15）=0.09012moln1= n-0.5n（NH3）+ 3n-1.5n（NH3）=4n-2n（NH3）所以 n= n1+2n（NH3）/4 = 0.09012+2*0.1857×10-3/4mol =0.02262mol平衡时n（NH3）=0.1857×10-3moln（N2）=n-0.5 n（NH3）=（0.02262-0.5×0.1857×10-3）mol=0.02253n（H2）=3n-1.5n（NH3）=（3×0.0226

13、2-1.5×0.1857×10-3）mol=0.06760moln总= n（N2）+n（H2）+n（NH3）=0.02253+0.06760+0.1857×10-3mol=0.09032moly（N2）= n（N2）/ n总=0.02253/0.09032=0.2495y（H2）= n（H2）/ n总=0.06760/0.09032=0.7485y（NH3）= n（NH3）/ n总=0.1857×10-3/0.09032=0.0020K=P（NH3）/P2/P（N2）/P P（H2）/P3 =P*y（NH3）/P2/P*y（N2）/P P*y（H2）/P

14、3 = y（NH3） 2/ y（N2）y（H2） 3*( P/ P) =0.00202/0.2495*(0.7485) 3*(1×105/3×106) =4.49×10-82、液体A和B形成理想溶液。现有yB(g) = 0.6的蒸气相，放在一个带有活塞的汽缸内，恒温下将蒸气慢慢压缩。已知 pA* =0.4pq，pB*=1.2 pq, 计算 当液体开始凝聚时的蒸气压p； 当xA(l)= xB(l)=0.5时的蒸气压p和yA(g)；解： 当液体开始凝聚时呈气液两相平衡，因液相为理想溶液服从拉乌尔定律，故此时蒸气压pi= pi*xi , 已知yB(g) = 0.6, 则

15、yA(g) = 0.4 pA = pA* xA(l) = p yA(g)=0.4ppB = pB* xB(l) = p yB(g)=0.6p0.4p= 0.4pq 1 xB(l) 0.6p=1.2 pq xB(l) 2xB(l) =1 xB(l)xB(l) =1/3, p= pB* xB(l) / yB(g)=2/3 pq 当xA(l)= xB(l)=0.5时 p= pA+ pB = pA* xA(l)+ pB* xB(l) =0.8 pq yA(g)= pA/p= pA* xA(l)/p=0.25, yB(g)=0.75解析：一、选择题1、解：rGmø =rHmø-TrS

16、møKpø=esp（rGmø/RT）>1, rHmø<0为放热反应，平衡常数随温度的升高而减小，故选B。2、解：由于纯水的化学势大于糖水的化学势，故水从纯水杯向糖水杯转移。所以糖水液面高于纯水液面，选A。3、解：Kp是关于温度的函数，当温度不变时，Kp不变。当加入惰性气体时，B增加，当保持总压不变时，反应向逆反应方向移动，则反应物增加，产物减少，才能保持Kp不变，故选D。4、解：对于纯B()T=VB*，对于溶液中的B，()T= Vm，B。增加压力时，由于VB*> Vm，B,B在溶液中的自由能增量比纯B时小，故溶解度增大，故选A。5、解：

17、当T=1000K时，logK=-13260/T+12.4=13260/1000+12.4=-0.86rGmø=-8.314×1000×2.303×（-0.86）=16466 J·mol-1生成1kgCuO的G0=16466.5×1000/（4×80）=51458JHøm=2.303×8.314×13260=253900J·mol-1生成1kgCuO的H0=253900×1000/（4×80）=793400J，故选C。6、解：反应=+，则平衡常数Kø=K&#

18、248;* Kø=1.659×1010×1.719=2.852×1010故选D。7、解：rGmø(873K)=166600+62.95×873=-111645 J由 rGmø=-RTlnKø=-RTlnP(O2)/ pø 1/2lnP(O2)pø=2rGmøRT=2×（-111645）/（8.314×873）=-30.76故p(O2)=4.4×10-9Pa由pv=nRT得：c=pRT=4.4×10-9/（8.314×873）=6.1&#

19、215;10-13mol·m-3故选B8、解：lnx（H20）=fusHøm/R* (-)=6025/8.314×（）=-0.1542x（H20）=0.8571xB=1-x（H2O）=0.1429,故选B9、选C。解：混合成理想溶液时，无热效应，故DH0, DG = Snimi (终) Snimi (始) = 1× (mq苯+ RT ln x苯) 1×mq苯 = RT ln x苯= - 2270J · mol-1 DS = DG/T = 7.617J · K-1 10、选A。因为H2S 与NH3计量系数为1：1，所以p（H2

20、S）=p（NH3）=66.66/2 kPa=33.33 kPa平衡常数KøP= p（H2S）/pø * p（NH3）/pø=(33.33/100)2=0.111KP= p（H2S）* p（NH3）=（33.33×103）2=1.11×109Pa2二、填空题1、解：冰箱除臭剂是利用（气相有机物）>（固相有机物），当它的吸附达到饱和时，即（气相有机物）=（固相有机物），不再起作用。2、解：ng=PV/RT=102656×15×10-3/(8.314×353.15)=0.5245moln1=0.3+0.5-0.52

21、45=0.2755molxA=1-xB=1-0.55=0.45n1,A =0.2755×0.45=0.1240molng,A=0.3-0.1240=0.1760moly A =0.1760/0.5245=0.3356则pA = pAxA=pyApA= pyA / xA=102、656×0.3356/0.45=76.42 kPapB=（p-pA）/ xB=（102、656-102、656×0.3356）/0.55=124.0 kPa3、解：mixG =RT(x1lnx1+ x2lnx2) = RTx1lnx1+ (1-x1)ln(1-x1) (mixG /x1)T,

22、P=0时mixG有最小值，即(mixG /x1)T,P= RTlnx1+1- ln(1-x1)-1=0即 lnx1= ln(1-x1) 所以x1=0.5 即 nA=0.5，nB=0.54、解：由V(溶液)=n(水)V(水)+n(醇)V(醇)得：n(水)= V(溶液)- n(醇)V(醇)/ V(水)=(1000-1×58.04)/14.58mol=64.61mol需加水n(水)Vm(水)= n(水)×M(水)/(水3=1165.5cm35、解： N2(g) + 3H2(g) = 2NH3（g）始态 0平衡 （1-x）（1-x） xKp=p(NH3) 2/P(N2)p(H2)

23、3=(xp) 2/（1-x）p×（1-x）p 3当x=0.0385 p=105Pa时， Kp=1.64×10-12Pa6、解：G= G后 G前=BGB,M(后)- BGB,M(前) =(n-1)A+nB+A*-(nA + nB )=A-A* =-RTlnx A =(-8.314×298.2×ln0.5) J·mol-1=1717 J·mol-1Wf=-G=-1717 J·mol-17、解：rGmø=-7.31kJ·mol-1 rGm=rGmø +RTlnQa Qa=p(H2)p(H2S)=1rGm=rGmø<0 故能发生反应8、解：VNaCl=（）T,P,nH2O=16.6