2012春季物化综合练习题答案

1物理化学综合练习题答案一．选择题123456789101112131415DADDDCDABBDBCCA161718192021222324252627282930ABAADAADBAABCDA313233343536373839404142434445DDCBBADDCCBAADB464748495051525354555657585960AABBBCDDBDCCABD616263636566676869707172737475CBBBDDBAABBDCBA7677787980CADCB二．填空题1.定容；不做其它功；封闭体系。2．W=0；Q=0；△U=0；△H=0。3．ΔU=0J；ΔH＝0J；ΔS＝38.29J·K-1；ΔG＝-11488J4．1=23___。5.△U0；ΔS0；W=0。6.△H=17610J。7．△fHmθ(CO,g)=-110.51kJ·mol-1。8.186g·mol-1。9.10.298K，105Pa的纯H2(g)的理想气体状态。11.lnBBBCRTC；温度为T，压力为P时，CB=1mol·dm3且仍然符合Henry定律的状态。12．各相的温度压力必须相等；每一个组分在所有相中的化学势必须相等。13．饱和蒸汽压降低、沸点升高、凝固点降低和产生渗透压。14．4；3；2。15．Pco2/Pθ；16．1/8倍。17．活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量的差值；慢。18.。19.3，1.5。20.增大，减小。21．0.1，0.255。22．正，负。23．=。24．相同，不相同。25．:132。26．OH-。27．指示剂。28．正极，负极。229．S·m-1。30．临界胶束浓度；亲水亲油平衡值HLB。31．正；NaClNa2SO4Na3PO4。32．P凸P平P凹、。33．水包油，油包水，O/W，W/O。34．8.72×10-6J，8.72×10-6J。35．△P2=2△P1。36．布朗运动、扩散、沉降和沉降平衡，热运动着的分散介质对溶胶粒子撞击产生的合力不为零。37．液体内部，与液体的表面相切使液体表面收缩的方向；互相垂直。38．大于。39．Ag+，正，正。三．判断题123456789101112131415错错错错错错错对对错错对对错错161718192021222324252627282930错错错对错错错错错错错对错错错313233343536373839404142434445错错对对错错错错错对错错错错错四．简答题1.答：不对。理想气体单纯变化过程，其内能、焓仅是温度的函数，但过程有相变及化学变化时，伴随有相变焓、反应焓，此时体系的内能和焓也随之变化。2.解：-5℃、101.325kPa苯(l)-5℃、101.325kPa苯(s)↓↑-5℃、2.67kPa苯(l)-5℃、2.28kPa苯(s)↓↑-5℃、2.67kPa苯(g)-5℃、2.28kPa苯(g)3．答（1）对纯物质，C=1；且在熔点温度下液、固两相平衡，所以P=2f=C–P+1=1–2+1=0。计算结果表明，在一定压力下，纯物质的熔点只能有唯一的定值。（2）此体系C=2（NaCl,H2O）,P=2（固体NaCl，水溶液）。根据相律，当温度和压力恒定时，f=C–P+0=2–2=0。说明NaCl在水中的饱和浓度是一定值。4．答：水和玻璃润湿，在毛细管中形成凹液面，等高处的管内液体所受到的压力Pr比管外液体P0小，△P指向液体外部，导致液体由压强高的地方向压强低的地方流动，使管内液体上升，上升的高度与内外压差（即附加压力）有关。而汞和玻璃不润湿，在毛细管中形成凸液面，情况正好相反，所以管中汞面会下降，下降的高度也附加压力△P有关。35．答;若液体能润湿毛细管壁，则管内液面呈凹面，由开尔文公式可知，凹面液体上方的蒸气压小于平面液体蒸气压。在指定温度下，当蒸气的压力小于平面液体蒸气压而大于毛细管内凹面的蒸气压时，该蒸气虽然对平面液体未达饱和，但对管内凹面液体已呈过饱和，此蒸气就会在毛细管内凝聚成液体，这种现象即为毛细管凝聚。例子如：土壤中的毛细管有保持水分的作用，水泥地面因有毛细管凝聚水而在冬天容易冻裂，需要采取防寒措施等等。6．答：使溶胶能相对稳定存在的主要因素有以下三个方面：首先扩散双电层的存在，使胶粒相互排斥，不易聚结变大。其次，溶胶具有激烈的布朗运动，可克服重力对胶粒的作用。最后，溶剂化作用，使其表面有一层溶剂化膜，对胶粒起保护作用，可阻止胶粒聚结变大。7．答：相同之处：1）．分散相粒子的大小均在10-7～10-9m范围内2）．分散相粒子的相对粒子质量皆不均一，且显一定分布，都是多级分散体系3）．扩散速度缓慢4）．不能透过半透膜不同之处：高分子溶液是热力学稳定体系，不需稳定剂，溶胶则是热力学不稳定体系需要稳定剂；高分子溶液是均相体系，体系服从相律，溶胶则是多相体系，体系不服从相律；高分子溶液对电解质不很敏感，Tyndall弱，溶胶则是对电解质非常敏感，Tyndall强；高分子溶液黏度大，溶胶则黏度小。8．答：不对。因为水滴越小，其饱和蒸气压越大。若天空中的小水滴要起变化，一定是小水滴进行蒸发，水蒸汽凝结在大水滴上。9．答（1）正溶胶；（2）40×10-3mol·L-110．相图的类型该相图是具有较大负偏差的二组分完全互溶双液系的温度－组成图1相区相态气体的单相区自由度22相区相态溶液和气相的两相平衡区自由度1各点所代表的物理意义a点相图压力下，纯A的沸点；c点最高恒沸混合物,在该点气、液两相组成相等f点即是物系点又是相点，表示这一点的总组成和气相组成O点物系点，表示体系总组成的点d、e点相点,即物系点在O点时，对应的液相（d点）和气相（e点）组成O点的杠杆原理ng/nl=dO/Oe总组成为XB的溶液的精馏产物液相产物最高恒沸点混合物C气相产物纯B411．答：（1）①相区是固态红磷的单相区；②相区是气态磷的单相区；③相区是液态磷的单相区、④相区是固态黑磷的单相区。四个区域的C=1，P=1，因此f=2。（2）OA线是固态红磷与气态磷的两相平衡线；OB线是液态磷和气态磷的两相平衡线；OO′线是固态红磷与液态磷的两相平衡线；O′C线是固态黑磷与液态磷的两相平衡线；O′D线是固态红磷与固态黑磷的两相平衡线。在五条线上，f=1。（3）OO′和O′C分别是红磷和黑磷的熔点曲线，由于其0dPdT，因此熔点随压力的增加而增大。五.计算题1.解:（1）△U=0△H=0kJPPnRTW705.51010ln298314.81ln5412Q=-W=5.705kJ114.192985705KJTQSR（2）KJTnCHQmPP559.1)298223(314.85.21,)298223(314.81TnRVPVPWe=623.6JJWQUP4.9356.6231559112,03.6298223ln314.85.21lnKJTTnCSmP2．解：1mol,300K,101kPa,V1△U1△H1Q1W11mol,300K,V2,P2△U2△H2Q2W21mol,370K,1010kPa,V2V1=8.314×300/(101×103)=24.7dm3V2=8.314×370/(1010×103)=3.05dm3P2=8.314×300/(3.05×10-3)=817.8kPa△U1=0△H1=0W1=-P2(V2-V1)=-817.8×103×(3.05-24.7)×10-3=17.71kJQ1=-W1=-17.71kJ5W2=0△U2=Q2=Cv,m(T2-T1)=2.5×8.314×(370-300)=1.45kJ△H2=(2.5R+R)(T2-T1)=3.5×8.314×(370-300)=2.04kJ整个过程：△U=△U1+△U2=1.45kJ△H=△H1+△H2=2.04kJQ=Q1+Q2=-16.26kJW=W1+W2=17.71KJ3．解：设计如下过程：H2(g)+0.5O2(g)H2O(g)800K、Pθ800K(1)(5)H2(g)+0.5O2(g)(2)H2O(l)(3)H2O(l)(4)H2O(g)298K、Pθ298K、Pθ373K、Pθ373K、Pθ2229829811p,m,()p,m,O()800800(C0.5C(29.070.536.16)23.67HggHdTdTkJmol△rHm,2=–285.84kJ·mol-1237337313p,m,H()298298C75.265.64OlHdTdTkJmol△H4=40.65kJ·mol-1280080015p,m,()373373C33.2614.20HOgHdTdTkJmol△rHm=△H1+△rHm,2+△H3+△H4+△H5=–249.02kJ·mol-14．解设计可逆变化途径(1mol)：H2O(l,373K,101.3kPa)Q、W、△U、△H、△S、△GH2O(g,373K,0.5×101.3kPa)①②H2O(g,373K,101.3kPa)由于外压Pe=0W=01240.66040.66HHHkJ1211111[()]0()glgUUUHPVHPVVHPVHnRT6340.668.3143731037.56kJQ=△U=37.56kJ1112101.340660ln8.314ln2114.83730.5101.3373HSSSnRJK120.5101.50ln8.314373ln0.52.15101.3GGGnRTkJ用熵函数做判据判断过程的方向3137.5610100.7373QSJKT体系环境环境1114.8(100.7)14.10SSSJK孤立体系环境因此，上述相变过程是自发过程。5．解：（1）设固态苯的饱和蒸汽压为Ps*，液态苯的饱和蒸汽压为Pl**,2*,11211ln()vapmllHPPRTT即*,23417011ln()10.0218.314293303lP所以，在303K时，液态苯的饱和蒸汽压为Pl*（303K）=15.921kPa(2)*,2*,11211ln()ssubmsPHPRTT即12.30311ln()3.278.314273293submH所以，144.06submHkJmol（3）144.0634.179.89meltmsubmvapmHHHkJmol6．解：（1）132()()370.42(300.37)70.05rmfmfmGGSOGSOkJmol70050ln28.27368.314298rmpGKRT121.9010PK（2）22OOnRTPV22SOSOnRTPV33SOSOnRTPV33222265/21/211/241/22210110()()0.071()210(8)8.314298()SOSOPSOOSOOPnVPPQPPnnRTPP因为PPKQ所以0rmG，上述反应能自发进行。77．解：（1）rHm=0+（-287）－(-375)=88kJ·mol-1rSm=311.8+223.07-364.6=170.27J·mol-1·K-1rGm=rHm-TrSm=88000－298×170.27=37.260kJ·mol-1K(298K)=exp(-rGm/RT)=exp[-37260/(8.3145×298)]=2.94×10-7（2）反应的rHm(473K)=rHm(298K))47312981(314.8880001094.2)473(ln7