《物理化学》习题集-

第PAGE9第9页（共5页）物理化学课程习题集一、单项选择题1、用电阻丝加热烧杯中的水，若以水中的电阻丝为系统，则下面的关系中正确的是（ ）(A)W>0，Q<0，U>0 (B)(C）W=0，Q<0，U<0 (D)W<0，Q>0，U>02、下面哪一个公式表示了离子独立移动定律 ( )(A) =

/

=t m m m,+ m

,=－

=k/cm,++ m m,- m3、如果反应2A+B＝2D的速率可表示为：1 1r=- dc/dt=-dc/dt2 A B

dc/dt，则其反应分子数为： ( )2 D单分子 (B)双分子(C)三分子 (D)不能确定4、对某纯理想气体的任一变温过程，下列关系中正确的是： ( )CC22（）Q （）UT dT HT dTCC22T V T p1 1（D）H=U+pV5、有一露于空气中的球形液膜，若其直径为2×10-3m，表面张力为0.7N·m-1，则该液膜所受的附加压力为：( )(A) 1.4kPa(C) 5.6kPa(B)(D)2.8kPa8.4kPa6、不挥发的溶质溶于溶剂中形成稀溶液之后，将会引起 ( )凝固点升高 (B)蒸汽压升高 (C)沸点升高 (D)总是放出热量NHHS(s)和任意量的NH(g)及HS(g)达平衡时有 ( )4 3 2(A)C=2,P=2,F=2 (B)C=1,P=2,F=1(C)C=2,P=3,F=2 (D)C=3,P=2,F=38、某一隔离系统经一过程，其过程的方向性可由何量确? ( )ΔS (B)ΔA (C)ΔG (D)无法确定9、某一强电解质M Xv v

，则其平均活度a 与活度a之间的关系是 ( )BBBBBa=BBBB

=(a

)2 (C)

=a (D)

=(a

)1/10、Ag

O分解可用下面两个计量方程之一表示，其相应的平衡常数也一并列出：2AgO(s)2Ag(s)2

1O(g) 2 2

(1)P2AgO(s)4Ag(s)O(g) K(2)2 2 p设气相为理想气体，且已知反应是吸热的，试判断下列结论哪个是不正确的（ ）（A）KP

K1212Kp

(2)Kp

(1)（C）Kp

随温度的升高而增大 2

气的平衡压力与计量方程的写法无关、下述说法中，哪一种不正确： ( )焓是系统能与环境进行交换的能量焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量焓是系统的状态函数焓只有在某些特定条件下，才与系统吸热相等12、系经历一个不可逆循环后，正确的是 ( )(A)系统的熵增加 (B)系统吸热大于对做作的功(C)环境的内能减少 (D)环境的熵一定增加不饱和溶液中溶质的化学势不饱和溶液中溶质的化学势与纯溶质的化学势*的关系式为： ( )（A）*（C）*（B）*不能确定某体系存在C(s),HO(g),CO(g),CO(g),H(gH(H(g)2HO(g)+C(s)2

+CO(g)CO(g)2+H(g)2HO(g)2+CO(g)CO(g)2+C(s)2CO(g)则该体系的独立组分数C为:(A)C=3(B)C=2( )(C)C=1(D)C=415在101.325kPa下K的水变为同温下的水蒸气，对该变化过程，下列各式中哪个? ( )ΔS +ΔS <0 (B) ΔS +ΔS 的值不能确定体 环 体 环ΔS +ΔS =0 (D) ΔS +ΔS >0体 环 体 环16、单一组分的过冷液体的化学势比其固体的化学势： ( )高 (B)低(C)相等 (D)不可比较17、FeCl 和HO能形成FeCl·6HO，2FeCl·7HO，2FeCl·5HO，FeCl·2H

O四种水合3 2 3 2 3 2 3 2 3 2物,则该体系的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存的相数P分别:( )(A)C=3，P=4 (B)C==4(C)C=2，P=3 (D)C=3，P=518、一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，同温度下，两种状态相比，下性质保持不变的有： ( )(A)表面能 (B)表面张力(C)比表面 (D)液面下的附加压二、计算题1、1mol理想气体从300K，100kPa下恒压加热到600K，求此过程的Q、W、U、H、SG300K

=150.0J·K－1·mol－1，CmC

=30.00J·K－1·mol－1。p,m28010038.7kPa混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80℃时气相中苯的摩尔分数y(苯)=0.3，求液相的组成。3、已知298K时如下热力学数据：物质物质Pb2+SO24PbSO(s)4G$/kJ·mol-1fm-24.31-742.0-811.23标准电极电势E(Pb2+|Pb)＝－0.126V。将反应PbsO(s)＝Pb2+(a=1)＋SO

2-(a=1)设计成电池；4 4E(PbSO|Pb)的值；4求PbSO4

的活度积K 。sp4、不挥发性溶质B0.02mol·kg－1，B在水中不电离，假设为稀溶液。已知水的沸点升高常数K=0.52K·mol－1·kg，蒸发焓

H(H

=40.67kJ·mol－1为常数，纯b100101325Pa。试求：此溶液的沸点升高值。25℃时纯水的饱和蒸气压。

vap m 25、反应 2NaHCO(s)=NaCO(s)+HO(g)

(g)3 3 2 230℃和1000.827kPa97.47kPar

与温度无m关。试求：(1)30℃和100℃时的平衡常数K；H。r m6、乙醇－乙酸乙酯的t－xy相图如下：标出各相区的相态和自由度。6.90g74.8g?已知乙醇和乙酸乙酯的摩尔质量分别为4688g·mol-1。7、反应AP，反应物A1.0mol·dm-30.01mol·dm-3·s-1，若假1）2）32.5级，试分别求出不同级数时的速率常数不同级数时的半衰期及反应物A0.10mol·dm-3时需要的时间。8298KE(Ag+|Ag)=0.7994V，E(AgCl(s)|Ag)=0.22216V，试求(1)反应Ag++Cl-=AgCl(s)的ΔG。r m(1)AgCl的活度积K 。sp9、1mol273.15K10pp，如果膨胀是可逆的，试计算此过程的Q，W以及气体的ΔU，ΔH，ΔS，ΔG，ΔA。110、反应A(g) 1

B(g)+C(g)

k250.20s-13.947710-3(MPa)-1·s-1，121k2在35℃时二者皆增为2倍。试求：25K；正、逆反应的活化能；反应热。11、已知298K时E(Ag+|Ag)=0.7994V，E(AgCl(s)|Ag)=0.22216V，试求m(1)反应Ag++Cl-=AgCl(s)ΔrG。mAgClKsp。12（1）利用下面数据绘制Mg-Cu648℃）和1085℃）MgCu（熔点为80℃MgC（熔点为58℃2 2其组成分别为w(M)10w(Mg)0.33w(Mg)0.6569℃，560℃380℃。已知摩尔质量：Mg=24.31gmol-1，Cu=63.55gmol-1。w(Mg)900℃100℃时的步冷曲线。当1kg560℃13、1mol1℃，试求过程中系统与环境交换的功W。14、5mol理想气体在25℃，101.325kPa,，恒温下反抗恒定外压膨胀至体积加倍，外压为系统压力的一半，求过程中系统所做的功W。151mol2×101.325kPa,1020×101.3251Q，W,ΔU，ΔH。161mol101.325。求此过程的Q、U、H、S、A、G。17\2mol

=7/2。由始态100kPa,50dm3,先恒容加热使压力升高至200kPa，Rp,mR25dm3和H。18、已知水（H

O,l)在100℃时的饱和蒸气压s=101.325kPa，在此温度、压力下水的摩尔蒸p2p发焓 H=40.668kJ·mol-1求在100℃101.325kPa下使1kg水蒸气全部凝结成液体水时的vapQ、W、U、H。设水蒸气适用理想气体状态方程式。、气体氦自始态，经过一绝热可逆膨胀至101.325kPa， 计算终态的温度及此过程的Q，W，U，H（设He为理气）、1mol理想气体在恒温下通过：(1)可逆膨胀，(2)熵变。21298.2K1molO2

101.325kPa6101.325Q、U、、A、G、S 、S 。sys iso（2）6101.325kPa22、23 、24298KCHClCCl的饱和蒸汽压分别为2.64×104Pa1.527×104Pa，若两者3 4形成理想溶液，并由CHCl3

和CCl4

各为1.00mol混合而成。计算⑴与溶液呈平衡的气相组成；⑵溶液的总蒸汽压。25、将氨基甲酸铵放在一个抽空的容器中，氨基甲酸铵按下式分解：NHCOONH(s)=2NH(g)+CO(g)2 4 3 220.8℃达到平衡；容器内压力为8.825kPa。在另一次实验中，温度不变，先通入氨气，使氨的起始压力为12.443kPa，再加入氨基甲酸铵使之分解。若平衡时有过量固相存在，求各气体分压及总压。26、甲烷转化反应CH(g)+HO(g)=CO(g)+3H(g)4 2 2在900K下的K=1.280，若取等到摩尔的甲烷与水蒸气反应，求900K、101.325kPa下达到平衡系统的组成。27、反应CuSO•3HO=CuSO+3H

O(g)在25℃和50℃K分别为10-6和10-44 2 4 2计算此反应50℃的H，G及S；r m r m rm28、固态氨和液态氨的饱和蒸气压与温度的关系分别为：ln(p/Pa)=27.92–3754/(T/K)ln(p/Pa)=24.38–3063/(T/K)试求氨的三相点的温度与压力。氨的汽化热、升华热和熔化热。29放射，14d6.85%。试求该同位素的：蜕变常数，(2)半衰期，(3) 分解掉所需时间。30、 设有一级反应2A→2B+C，在325秒后完成35%，试求(a)此反应的k和k ；A所需要的时间；此反应的半衰期。、31、、323333HittorfCu电极电解已知浓度的4

溶液。通电一定时间后，串联在电路中的银库仑计阴极上有0.0405gAg(s)析出。阴极区溶液质量为36.434g，据分析知，在通电前其中含CuSO4

1.1276g，通电后含CuSO41.109g 试求正、负离子迁移数。34、根据电导的测定得出25℃时氯化银饱和水溶液的电导率为3.4110–4 S·m–1。已知同度下配制此溶液所用的水的电导率为1.6010–4 S·m–1。试计算25℃时氯化银的溶解度。35、试计算时下列电池的电动势。36、写出下列电池电动势的能斯特方程，并计算E{HO,OH-|H(g)}2 2Pt|H(g,100kPa)|H+┊┊OH-|H(g,100kPa)|Pt2 237、已知25℃时，下列电池的电动势E=0.6095V,试计算待测溶液的pH。38、80℃时纯苯的蒸气压为100kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7kPa。两液体可形成理想液态混合物。若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80℃时液相中苯的摩尔分数x(苯)=0.142，求气相的组成。三、简答题1、试写出一级反应和二级反应的动力学方程。在287℃时偶氮甲烷（CHNNCH

）分解反应3 2速率常数为6.7910-5s-1，问该反应是几级反应，半衰期为多少？2、已知25℃时反应CHOH(g)=CH(g)+HO(g)的有关数据如下：2 5 2 4 2CHOH(g)2 5

CH(g)2 4

HO(g)2H/(kJ·mol1)/f m/S(J·K1·mol1)m

23512827

52262196

241.821888325p?H和Sp时何温度下能进行？r m rm3、试写出阿伦尼乌斯方程，若已知活化能和T温度下的k，如何求T下的k?1 1 2 24101.325kPa10Q

= H，故S

fus

Hm。这个结论对吗？说明理由。

p p fus mT5、说明什么是封闭系统、隔离系统、敞开系统。6、什么是相律？物理化学-答案一、选择题1A、2C、3D、4B、5B、6C、7D、8A、9D、10B11A、12D、13C、14A、15D、16A、17C、18B二、计算题1.解：W＝－pV=－p(V

-V)=－pV+pV=-nRT+nRT=nR(T-T)2 1 2 1 2 1 1 2=1mol×8.315J·K－1·mol－1×(300K-600K)=-2494.5J· － －U=nc (T)=1mol×(30.00-8.315)JK 1mol · － －V,m 2 1· － －H=nc (T)=1mol×30.00JK 1mol · － －p,m 2 1Q=H=9000Jp· － －S=nc ln(T/T)=1mol×30.00JK 1· － －p,m 2 1=20.79J·K－1·mol－1由S(600K)=S(300K)+S=(150.0+20.79)J·K－1·mol－1m m=170.79J·K－1·mol－1－TS=n(TS TS)－22 11=1mol×(600K×170.79J·K－1·mol－1－300K×150.0J·K－1·mol－1)＝57474JG=H－TS＝9000J－57474J=－48474J2、解：p(苯)=py(苯)=p*(苯)x(苯)，p=p(苯)+p(甲苯)=p*(苯)x(苯)+p*(甲苯)x(甲苯)=p*(苯)x(苯)+p*(甲苯)-p*(甲苯)x(苯)=p*(苯)x(苯)/y(苯)即 p*(苯苯)+p*(甲苯)-p*(甲苯)x(苯)=p*(苯)x(苯)/y(苯)所以 p*(苯苯)-p*(甲苯)x(苯)-p*(苯)x(苯)=p*(甲苯)y(苯)x(苯)=p*(甲苯)y(苯)/p*(苯)+y(苯)[p*(甲苯)-p*(苯)]=38.70.3/100+0.3[38.7-100]=0.142x(甲苯)=1-x(苯)=0.8583、 (1)设计电池Pb(s)│Pb2+(a=1)‖SO2-(a=1)│PbSO(s)│Pb(s)4 4电池反应PbsO(s)＝Pb2+(a=1)＋SO2-(a=1)4 4G$＝44.92kJ·mol-1, E＝－G

/(2F)＝－0.2327Vr m r m4(PbSO,Pb)＝E＋(Pb2+,Pb)＝－0.3587V4(2)K

＝exp[－G

/(RT)]＝1.3×10-8sp r m(3)Ksp＝x(x+0.01)＝1.3×10-8 x1.3×10-6b b4、解：(1)T=Kb=0.52K·mol－1·kg×0.02mol·kg－b b(2)已知T=373.15K时水饱和蒸气压p＝101325Pa，利用克－克方程求T’=298.15Kp’：ln(p’/p)=－[

Hvap

(Hm

O)/R](1/T’ 1/T)－2－ln(p’/101325Pa)=－(40670J·mol－1/8.315J·K－1·mol－1)×(1/298.15K－1/373.15K)p’=3747Pa5、解：(1)平衡时HO和CO的分压p=p /2，K=p(HO)p(CO)/p2=(p /2p)22 2 总 2 2 总所以T=303.15K时，K=[0.827kPa/(2×100kPa)]2=1.71×10－51 1T=373.15K2

=[97.47kPa/(2×100kPa)]2=0.23752(2) ln(K/

)＝－(H/R)(1/T－1/T)1 r m 1H=RTr m

Tln(K12

/K2

)/(T1

－T)2 1=8.315J·K－1·mol－1×303.15K×373.15K×ln(0.2375/1.71×10－5)/(373.15-303.15)K=128.2kJ·mol－16、解：(1)各相区和相态如下，自由度，气相和液相为2，气液两相为1。p=100kPap=100kPagl+gg+ll76℃/t 74720.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0乙醇 乙乙酯 乙酸乙酯乙醇－乙酸乙酯的t－x(y)相图x (2) 存在气液相，气液相祖成、分别为0.8360.900x g lx系统组成为=(74.8/88)/[(6.90/46)+(74.8/88)]=0.85xo07、解：(1) k=r=0.01mol·dm-3·s-1， t =(c-c)/r=50s ，t=90s01 0 02r(2) k= 0c0

=0.01s-1 ，t12

1=kln2=69.3s ，t=230.3sr(3) k=

=0.01

1，t =

1 1 =100s ，t=900sc2 10

kc cA 0r 1 1 1 (4)

0 =0.01mol-1.5·dm1.5·s-1，t

=121.8s，t=2042sc2.50

1 (ncn1 c2

n18、解：溶解过程表示为AgCl(s)=Ag++Cl-阳极 Ag=+e-阴极 AgCl(s)+e-=+设计电池如下：Ag|Ag+(a)||Cl-(a)|AgCl(s)|AgrG

=zFE=-96500(0.22216-0.7994)V=，m其电动势为m1 9.解：W=nRTln(p/p1 R因为ΔT=0ΔU=0，Q=W=5.230kJRRΔS=Q/T=19.14J·K-1RΔH==ΔU+Δ(pV)=ΔU+nRT=0ΔG=ΔH-TΔS=-5.230kJΔF=ΔU-TΔS=-5.230kJ10、解：(1)（2）第1 页（共5页）11、解：溶解过程表示为AgCl(s)=Ag++Cl-阳极 Ag=+e-阴极 AgCl(s)+e-=+设计电池如下：Ag|Ag+(a)||Cl-(a)|AgCl(s)|AgrG

=zFE=-96500(0.22216-0.7994)V=，m其电动势为1（）依题给数据绘制相图如下（4分）步冷曲线画在图的右侧。Cu w(Mg) Mg2在绘制相图之前，首先分别计算化合物MgCu2和Mg2Cu中Mg的质量分数：MgCu中：w(Mg)24.31/(24.3163.552)0.16121MgCu中：w(Mg)24.312/(24.31263.55)0.4332 2MgCu2。13.解V=nR(T1-T2)=-8.314J14.解：W＝－p V=-0.5PV=-0.5×5×8.315×298.15=-6197J15ΔT=0ΔU=0，ΔH=0，Q=W=W2=-P(V-V)=-2026.5×(1-10)=18.24kJ2 3 216、解：因为PgΔT=0ΔU=0，ΔH=0，第2 页（共5页）Q=-W=nRTLn(p/p)=8.314×300Ln10=5.746kJ1 2S=nRLn(p

)=8.314×Ln10=19.14J.K-11 2A=G=-TS=W=-5.746kJr17、解：由于T=T1 3

，所以U=0，H=0而恒容 W1

=0， VW p2

dVV

3pdVp(V2 3

V)2 2 200000(0.0250.05) J5000JW=W+W=W=5000J1 2 2Q=U－W＝－W＝－5000J、解：Qp=H=n(vapHm）=｛1000÷18×40.668｝kJ=2257kJU=H(pV)=Hp(V－V）l g=H+nRT={2257+1000÷18×8.315(100+273.15)}kJ=2085kJW=UQ=172.2kJ、解：

npV/RT

2.23mol11 1Tp(1)Tp(1) C /

5/31 1 2 p

p,m

V,mTT( 1)(1)/143.5KQ=0

2 1 p2W=U=nCV,m(T2T1)=2.2312.47(143.5273)=3.60103JW=3.60103JnCp,m(T2T1)=2.2320.79(143.5273)=6.0103J）恒温可逆膨胀rrSQWrr

nR ln V2V2

Siso

T Ssys

101amb第3 页第3 页（共5页）

所以（）为可逆过程（）真空膨胀S19.14JK119.14JK10iso sys amb（）为不可逆过程、、第4 页（共5页）、解：

ppp*x2.654104Pa0.51.327104Pa3

CHCl3

CHCl3pCCl4

=p*CCl

x 1.527104Pa0.57.635103PaCCl4 4pp

CHCl3

pCCl4

1.327 104Pa7.635 103Pa2.091 104Pa解得：y

CHCl3

=0.635

CCl4

=0.365、解：先求NH2COONH4(s)=2NH3(g)+CO2(g)第一次实验，反应开始前无NH3和CO2p(NH3)=2p(CO2)，总压p=p(NH3) +p(CO2)=3p(CO2)p(CO2)=p/3，p(NH3)=2p/32p pK$ [p

)/p$]2[p34 p

)/p$]( )2( )2 3p$ 3p$ (27 p$

)31.0182 104 起始 12.443平衡 12.443+2x xK$ [p(NH3

)/

]2[p(CO2

)/p$]12.443 2x x( )2( )1.0182 104100 100解得：x=0.554kPap(NH3)=12.443kPa+2x=13.551p=p(NH3) +p(CO2)=14.105kPa、 解： 平 n=2(1+a)1 p 3p2(1p,521共5,页2(1)1平衡pB 2(1)p,(p /p$)(p /p$)3K$

CO H2(p /p$)(p /p$)2CH HO27 4 p 2 [ ]21.2804 (1)p$解得、解：因温度变化不大，故25~50℃之间的ΔrHm可看成常数$K$ H 1 1ln 2 r m( $K$ R T Tmol-1mol-1ln

104

H$ 1 1r m(

H$r

147.4kJ106

8.315 323.15 298.151G$r m

RTlnK$[8.315323ln104]kJmol-1G$24.74kJmolG$S$

rHm

r m380J

K-1$r m T$、（1）三相点时蒸气压 p(s)=p(l)27.92–3754/(T/K)=24.38–3063/(T/K)得 T=195.2K代入上两式任一式，得三相点蒸气压ln(p/Pa)=27.92–3754/192.5p=5.93kPa（2）克-克方程为ln(p/Pa)=-subHm/RT+C对比 ln(p/Pa)=27.92–3754/(T/K)所以 subHm=37548.314=31.21kJmol-1同理

vapH

=30638.314=25.47kJmol-1mmmmfusHm

=5.74kJmol-1m1 1 1 1

k ln ln 0.00507d-11 t 1x 14d 16.85/100A(2)(2)t ln2/k136.7d1/2 1(3) (3) t1lnk111x、解：

=454.2dk ln11At 1k ln11At 1y11325s 10.35ln1.33103 s1t1t1klnA11111.33103s1 10.90ln1731.3s半衰期521.1s、解：、解：先求正离子的迁移数，以正离子为基本粒子，已知M 、解：先求正离子的迁移数，以正离子为基本粒子，已知M (CuSO)159.62gmol 14n 0.0405g/(2107.88