物理化学课堂练习

物理化学课堂练习第1页，共23页，2023年，2月20日，星期六

1.已知CO2(g)的ΔfHm⊙(298.15K)==–393.51kJ.mol-1，则

C(石墨）的ΔcHm⊙(298.15K)==＿＿

kJ.mol-1。

2.1mol25℃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

ΔrUm(298.15K)==＿＿＿＿kJ.mol-1,ΔrHm(298.15K)==＿＿＿＿＿kJ.mol-1。

3.己知298K时各物质的标准摩尔燃烧焓如下：ΔcH⊙m（石墨）

=–393.51kJ.mol-1，ΔcH⊙m(H2)=–285.84kJ.mol-1,ΔcH⊙m(苯,1)=–3267.6kJ.mol-1，则液态苯在298K时的

ΔfH⊙m=

kJ.mol-1。–393.51–6528–6535–393.51×6-285.84×3-(-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Q0，

W

0，ΔU

0。===第2页，共23页，2023年，2月20日，星期六

5.系统经绝热不可逆膨胀ΔS

＿＿0,经绝热不可逆压缩ΔS

＿＿0。

7.在等温等压下某吸热化学反应能自发进行，则ΔrSm＿＿0。

9.某化学反应的K⊝与温度的关系为:lnK⊝

=1.00×105/(T/K)―8.0，则该反应的

ΔrHm⊝

=＿＿＿＿kJ.mol-1。ΔrSm⊝.=＿＿＿J.K-1.mol-1。

8.某放热化学反应的ΔrSm（298K）>0，则25℃时该化学反应的K⊝

＿＿1。6.某化学反应的ΔrGm⊝

=124kJ.mol-1，若反应在等温等压的平衡条件下进行，反应的ΔrGm

=

。>>0>ΔrGm⊝

=ΔrHm⊝

-

TΔrSm⊝

<0TΔrSm

=ΔrHm

-

ΔrGm

>0>-RTlnK⊝=ΔrGm⊝

=ΔrHm⊝

-

TΔrSm⊝

lnK⊝=-ΔrHm⊝/RT

+

ΔrSm⊝/R

-831.4

-66.51第3页，共23页，2023年，2月20日，星期六1．热力学第一定律以ΔU=Q+W的形式表示时，其使用条件是

a.任意系统b.隔离系统c.封闭系统d.敞开系统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

a.Q=0b.ΔCp=0c.ΔU=0d.ΔT=03．系统经不可逆循环过程，则有

a.ΔS系统=0ΔS隔离>0b.ΔS系统>0ΔS隔离>0c.ΔS系统=0ΔS环境<0d.ΔS系统=0ΔS隔离<0●●●系统向环境传热时，系统的热力学能将

a.增加b.减少c.不变d.无一定规律●第4页，共23页，2023年，2月20日，星期六例：求反应Cu+Cu2+=2Cu+

的平衡常数。解：设计电池

1)(+)Cu2++e→Cu+

(-)Cu-e→Cu+

2)(+)2Cu2++2e→2Cu+

(-)Cu-2e→Cu2+

Cu+Cu2+=2Cu+

CuㄧCu+Cu2+,Cu+ㄧCu

E1⊖=E⊖(Cu2+/Cu+

)–

E⊖(Cu+/Cu)=0.152V-0.522V=-0.364VlogK1⊖=E1⊖/0.05916K1⊖=7.03×10-7Cu+Cu2+=2Cu+

CuㄧCu2+Cu2+,Cu+ㄧCu

第5页，共23页，2023年，2月20日，星期六

3)(+)Cu2++2e→Cu

(-)2Cu-2e→2Cu+

E2⊖=E⊖(Cu2+/Cu+

)–

E⊖(Cu2+/Cu)=0.152V-0.340V=-0.182VlogK2⊖=2E2⊖/0.05916K2⊖=7.03×10-7Cu+Cu2+=2Cu+

CuㄧCu+Cu2+ㄧCu

E3⊖=E⊖(Cu2+/Cu

)–

E⊖(Cu+/Cu)=0.340V-0.522V=-0.182VlogK3⊖=2E3⊖/0.05916K3⊖=7.03×10-7三种方法得到的电池电动势不同，但平衡常数相同。原因何在？第6页，共23页，2023年，2月20日，星期六第7页，共23页，2023年，2月20日，星期六第8页，共23页，2023年，2月20日，星期六1、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。2）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。3）一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。4）一个化学反应的级数越大，其反应速率也越大。5）若反应A+BY+Z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。6）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。7）若反应（1）的活化能为E1，反应（2）的活化为E2，且

E1＞E2，则在同一温度下k1一定小于k2。错

错

错

错

错

错

错

第9页，共23页，2023年，2月20日，星期六8）若某对行化学反应的ΔrUm＜0，则该化学反应的活化能小于零。9）对行反应AY，在一定温度下反应达平衡时，正逆反应速率常数相等。2、填空1）某化学反应的反应物反应掉3/4所需的时间是反应掉1/2所需时间的2倍，则该反应是______级反应。2）反应AB，若A完全反应掉所需时间是反应掉一半所需时间的2倍，则该反应是___________级反应。3）某反应的速率常数k=4.62×10-2s-1，则反应掉3/4所需要的时间为___________。4）比较相同类型的反应（1）和（2），发现活化能E1＞E2，但速率常数却是k1＞k2，其原因是_____________。错

错

一

零

2ln2/k

指前因子第10页，共23页，2023年，2月20日，星期六5)某分解反应转化率达20%所需的时间在300K为12.6min，340K为3.2min，则该分解反应的活化能为

kJ·mol-129.1

第11页，共23页，2023年，2月20日，星期六

例1.

分解反应N2O5→2NO2

+1/2O2

机理如下：

N2O5→NO2+NO3k1NO2+NO3→N2O5k-1NO2+NO3→NO2+NO

+O2k2

NO

+NO3→2NO2k3

中间产物NO3、NO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；解：第12页，共23页，2023年，2月20日，星期六代入上式，得第13页，共23页，2023年，2月20日，星期六例2：实验测得下列反应2NO+O22NO2为三级反应，且活化能为负值，试根据下列机理说明。

NO+NO

N2O2Kc(快)ΔrUm<<0

N2O2+O22NO2k1(慢)解：由平衡态近似：[N2O2]=Kc[NO]2，k=k1Kc，两边取对数，再对温度求导：所以Ea=Ea1+ΔrUm<0第14页，共23页，2023年，2月20日，星期六例2.C2H5Cl气相分解反应为C2H5Cl=C2H4+HCl，速率常数k

与温度的关系为

ln(k/s-1)=-30600/(T/K)+95.7881).求该反应的活化能；

2).300K时将压力为26.66kPa的C2H5Cl引入反应器中，求总压达到46.66kPa的时间。

解：1)因ln(k/[k])=-Ea/RT+Cln(k/s-1)=-30600/(T/K)+95.788对比可得：Ea/R=30600KEa=30600RK=254.4kJ.mol-12)300.15K时的k:ln(k/s-1)=-30600/300+95.788k=2.00×10-3s-1第15页，共23页，2023年，2月20日，星期六该反应为一级反应。

C2H5Cl=C2H4+HClt=0pA,000t=t

pA,0-

Δp

ΔpΔpp

总

=pA,0+Δp

Δp=p

总-

pA,0

pA=pA,0

-Δp

=2

pA,0

-

p

总

=

2×26.66kPa-46.66kPa=

6.66kPa第16页，共23页，2023年，2月20日，星期六第五章相平衡一.以下说法对吗？为什么？1）一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。2）相变过程的熵变可由ΔS=ΔH/T计算。3）冰在0℃，101.325kPa下转变为液态水，其熵变ΔS=

ΔH/T＞0，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、不做其他功的条件下进行的，由基本方程可得ΔG=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不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。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定量描述。对错错错对对第17页，共23页，2023年，2月20日，星期六7）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的液相组成都相同。二.填空1）在石灰窑中，分解反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)已达平衡，则该系统的C=_____，P=______，F=______。2）在一抽空的容器中放入过量的NH4HCO3(s)，加热时发生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NH4HCO3(s)且已分解完全，则该系统的C=_____，

F=_____。错对对2311112第18页，共23页，2023年，2月20日，星期六4）某地区的气压只有60.0kPa，在0℃到100℃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系：

lg(p/kPa)=-2265/(T/K)+8.0187

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

ln（p/Pa）=29.416–5894.6/(T/K)，则其平均升华热为_________kJ·mol-1。6）二元液系相图中，共沸点的自由度数F=______。7）组分A和B可以形成以下几种化合物：

A2B(s)AB(s)AB2(s)AB3(s)

则此A—B系统的低共溶点最多有____个，最少有____个。

89.749.02051第19页，共23页，2023年，2月20日，星期六8）物质A与B可形成低共沸混合物E。已知纯A的沸点小于纯

B的沸点。若将任意比例的A+B混合物在一个精馏塔中精馏，在塔顶的馏出物是

。

9）对于形成简单低共溶混合物的二元相图，当组成为x的系统平衡冷却到T时(如图)，固液二相的质量比ms:ml=

。

10）如图所示的二元凝聚系相图中，属稳定的单相区的是：

。低共沸混合物ac:bcI、II、V第20页，共23页，2023年，2月20日，星期六三.已知某二元凝聚系统相图如下，C为不稳定化合物。试填写下表并绘出a,b两系统点冷却时的步冷曲线。

区域或线ⅠⅡⅢⅣ

ⅤDEF

存在的相

自由度数

DEFACB

ab

ⅠⅡⅢⅣⅤl2B(s)+l1C(s)+l1A(s)+C(s)1B(s)+C(s)1A(s)+C(s)+l0ab第21页，共23页，2023年，2月20日，星期六5.已知某二元凝聚系统相图如下。1).试填写下表并绘出a,b两系统点冷却时的步冷曲线。2).当10mola点的系统冷却到无限接近DEF线的H点时，能bla析出多少纯A?(用线段表示)ⅠⅢⅡ

DⅣEHF