物理化学练习题(参考答案)
(B) 作用点相同，而方向和大小不同 ； (C) 产生的原因相同，而方向不同 ； (D)作用点相同，而产生的原因不同 。
59．下列摩尔浓度相同的各物质的稀水溶液中，哪一种溶液的表面发生负吸附：A
(A) 硫酸 ； (B) 己酸 ； (C) 硬脂酸 ； (D) 苯甲酸 。 16．一根毛细管插入水中，液面上升的高度为h，当在水中加入少量的NaCl， 这时毛细管中液面的高度为： h
(A) 等于h ； (B) 大于h ； (C) 小于h ； (D) 无法确定 。
60．胶束的出现标志着表面活性剂的： A
(A) 降低表面张力的作用下降 ； (B) 溶解已达到饱和 ； (C) 分子间作用超过它与溶剂的作用 ； (D) 分子远未排满溶液表面 。 61．如图所示，一支玻璃毛细管插入水中，有一段水柱，C
水柱内b处的压力pb为： (A) pb = p0 ；
(B) pb = p0 + ρgh ； (C) pb = p0-ρgh ； (D) pb = ρgh 。
62．水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插
入水和汞中，下列叙述不正确的是：D
(A) 管内水面为凹球面 ； (B) 管内汞面为凸球面 ； (C) 管内水面高于水平面 ； (D) 管内汞面与汞平面一致 。 63．如图所示，a、b、c为内径相同的玻璃毛细管。a中水柱升高至h，b 中间有扩大部分，d为内径相同的石蜡毛细管(水不润湿石蜡)，则下列 叙述不正确的是：B
(A) b管中水柱自动升至h’，若将水吸至高于h，
去掉吸力，水面保持在h ；
(B) c管中水柱自动升至h? 并向下滴水 ； (C) c管中水柱自动升至h? ，不向下滴水 ； (D) d管中水面低于槽中水平面 。
64．矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的：A
(A) 乳化作用 ； (B) 增溶作用； (C) 去污作用 ； (D) 润湿作用 。
四、计算题
1. 计算下列过程的 Q、W、ΔU、ΔH、ΔS(体)、ΔS(环)、ΔS(孤)、ΔA、ΔG。 (1). 1mol理想气体由300K、101325Pa恒外压1013250Pa 等温压缩到终态。
(2). 36克100℃、101325Pa的水蒸汽在外压为101325Pa下凝结为100℃、101325Pa的水。
已知水的ΔvapH=40.5KJ/mol，水蒸汽可视为理想气体。
2、0.5mol氮气（理想气体），经过下列三步可逆变化回复到原态：
33
1）. 从2p? , 5dm在恒温T1下压缩至1dm
3
2）. 恒压可逆膨胀至5dm，同时温度由T1变至T2；
3
3）. 恒容下冷却至始态T1，2p? , 5dm。
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物理化学练习题(参考答案)
试计算：（1）T1 , T2；（2）经此循环的ΔU总，ΔH总，Q总，W总。
3、1mol 理想气体在 273.15K等温地从10p? 膨胀到p? ，若膨胀是可逆的，试计算此过程的Q（J）、W（J）及气体的?U（J），?H（J），?S（J/K），?G（J），?F（J）。 7．CaCO3在高温分解为CaO和CO2。
(1) 由相律证明我们可以把CaCO3在保持固定压力
的CO2气流中加热到相当的温度而不使CaCO3分解；
(2) 证明当CaCO3与CaO的混合物与一定压力的CO2共存时有且仅有一个平衡温度。 解：(1) 根据题意，体系中只存在CaCO3和CO2
S = 2 ，R = R’ = 0 K = S-R-R’ = 2因为压力p固定，
且Φ = 2[CaCO3(s)，CO2 (g)] 所以： f = K-Φ + 1 = 2-2 + 1 = 1
这说明体系尚有一个自由度，此即为温度，在温度可自由变化的情况下， 体系中CaCO3不分解。
(2) 体系中有CaCO3(s)，CaO(s)和CO2 (g) 同时存在化学平衡 CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g) 故 S = 3 ，R’ = 0 ，R = 1 K = S-R’-R = 2 因为压力p固定，且Φ = 3[CaCO3(s)，CaO(s)，CO2 (g)] 所以 f = K-Φ + 1 = 2-3 + 1 = 0 Ⅰ区：CaO(s) + CO2(g) Ⅱ区：CaO(s) + CaCO3(s) Ⅲ区：CO2(g) + CaCO3(s) 8．NaCl－H2O二组分体系的低共熔点为 -21.1℃，此 时冰、NaCl·2H2O(s) 和浓度为22.3％(重量百分数)的NaCl水溶液平衡共存，在 -9℃时有一不相合熔点，在该熔点温度时，不稳定化合物NaCl·2H2O分解成无水NaCl和27％ 的NaCl水溶液，已知无水NaCl在水中的溶解度受温度的影响不大(当温度升高时，溶解度略有增加)。 (1) 请绘制相图，并指出图中线、面的意义；
(2) 若在冰水平衡体系中加入固体NaCl作致冷剂可获得最低温度是几度？ (3) 若有1000g 28％ 的NaCl溶液，由160℃冷到 -10℃，问此过程中最多能析出多少
纯NaCl ？
解：(1) 图中的 ac 为水的冰点下降曲线；ec 为水 化物NaCl·2H2O的溶解曲线；eh 为NaCl的溶解度曲线；bd 为三相线，线上任意一 点代表冰、水化物和具有 c 点组成的NaCl溶液三相平衡共存；eg 为三相线，线上 任意一点代表NaCl、水化物和具有e点组成的NaCl溶液三相平衡共存。 Ⅰ是液相区；Ⅱ是固 (NaCl) 液平衡区；Ⅲ是冰液平衡区；Ⅳ是固 (NaCl·2H2O) 液平 衡区。
(2) 由相图可知，在冰水平衡体系中加入 NaCl，随着加入NaCl的增多，体系温度 沿c线下降，至c点温度降为最低，这时 体系的温度为 -21.1℃。
(3) 在冷却到-9℃时，已达到低共熔点， 此时已开始有NaCl·2H2O析出，到-10℃， 纯NaCl已消失，因此在冷却到-10℃过程 中，最多析出的纯NaCl可由杠杆规则计 算：w (液) × 1 = w (NaCl) × 72 w (NaCl) / w总 = 1/(72 + 1) = 1/73
w (NaCl) = w总/ 73 = 1000/73 = 13.7 g
即冷却到-10℃过程中，最多能析出纯NaCl 13.7 g。
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物理化学练习题(参考答案)
9．电池 Pt,H2( p)|HBr(a = 1)|AgBr(s),Ag 的E与温度T的关系式为：
-E = 0.07150 - 4.186 × 107T(T - 298) 。 (1) 写出电极反应与电池反应 ；
(2) 求T = 298K时正极φ与AgBr的 Ksp，巳知φ(Ag+/Ag) = 0.7991 V ； (3) 求T = 298K电池反应的平衡常数（可逆放电2F）；
(4) 此电池在298K下可逆放电2F时，放热还是吸热？是多少？
-解：(1) 负极：H2(g) - 2e2H+；正极：2AgBr(s) + 2e2Ag(s) + 2Br 电池反应： H2(g) + 2AgBr(s) = 2Ag(s) + 2HBr(a = 1) (2) T = 298K ，E= 0.07150 V
φ(正) =φ(AgBr/Ag) = E- φ(H+/H2) = E= 0.07150 V
∵φ(AgBr/Ag) =φ(Ag+/Ag) + 0.05915lgKsp 即 0.07150 = 0.7991 + 0.05915lg Ksp
-∴ Ksp = 5.0 × 1013
(3) ΔG= -RTlnK= -nFE lnK= nFE/RT = 2 × 96500 × 0.07150/(8.314 × 298) = 5.5640，所以 K= 2.62 × 102
----(4) (?E/?T)p = -4.186 × 107·2T + 4.186 × 107 × 298 = -9.372 × 107T + 124.76 × 106
-T = 298K (?E/?T)p = -124.76 × 106 < 0， 放热
-Qr = nFT(?E/?T)p = 2 × 96500 × 298 × (-124.76 × 106) = - 7175 J
15．设某化合物分解反应为一级反应，若此化合物分解30％ 则无效，今测得温度50℃、
-4-1-3-1
60℃ 时分解反应速率常数分别是7.08×10 hr与1.7×10hr，计算这个反应的活化 能，并求温度为25℃ 时此反应的有效期是多少?
解： Arrhenius 方程式： ln(k2/k1) = E(T2 - T1)/RT1T2 Ea = RT1T2/(T2 - T1)·ln(k2/k1)
-- = [8.314 × 323 × 333/(333 - 323)]·ln(1.7 × 103/7.08 × 104) = 78.33 kJ/mol 设 25℃ 时的速率常数为 k3，T3 = 298 K ln(k1/k3) = 78.33 × 103(323 - 298)/(8.314 × 323 × 298) = 2.447
-4--k1/k3 = 11.554 k3 = 7.08 × 10/11.554 = 6.13 × 105hr1
一级反应： ln[a/(a - x)] = k1t x = 0.30a
-t = 1/k3·ln[a/(a - x)] = 1/6.13 × 105·ln[1/(1 - 0.3)] = 5813 hr = 242.2 天
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