物理化学复习题

某溶液的超额自由能 GE为 _________ ,当 GE为正值时,表示该溶液的 G 对理想情况产生了_________ 偏差。 9、有

种物质溶于水中形成的溶液,种物质的摩尔分数分别为x1,x2,?,

x5,如果用只允许水通过的半透膜将该溶液与纯水分开,当达渗透平衡时,水面上和溶液面上的压力分别为相数

= ;自由度f= 。

和,则该体系的组分数C= ;

11、离子迁移数 (ti) 与温度、浓度都有关,对 BaCl2水溶液来说,随着溶液浓度的增大,t (Ba2+) 应 ________ ,t(Cl-) 应 _________ ;当温度升高时,t(Ba2+)应 ________ ,t(Cl-)应 ________ 。(填入增大或减小)。 12、有下述电解质溶液:

(A) 0.01 mol·kg-1 KCl (B) 0.01 mol·kg-1 CaCl2 (C) 0.01 mol·kg-1 LaCl3 (D) 0.001 mol·kg-1 其中平均活度系数最大的是:( ); 最小的是:( )。 13、 电解HNO3, H2SO4, NaOH, NH3·H2O, 其理论分解电压均为1.23 V。

其原因是 __________________________________________________。 14、从理论上分析电解时的分解电压, E分解=__________________________,

而且随电流 强度I的增加而_____________。

15、超电势测量采用的是三电极体系, 即研究电极、辅助电极和参比电极,

其中辅助 电极的作用是____________________, 参比电极的作用是____________________。

16、以 Cu 为电极,电解 1 mol·dm-3 CuSO4溶液 (pH = 3), 则在阴极上的

电极反应 _________________________,阳极上的电极反应 _________________________ 。

已知: H2在 Cu 电极上, ? = 0.5 V, ? ? (Cu2+/Cu)= 0.337 V , O2在 Cu 电极上, ? = 0 V, ? ? (O2/H+,H2O)= 1.229 V 。

17、某反应物的转化率分别达到 50%,75%,87.5% 所需时间分别为 t,2t,3t ,则反应对此物质的级数为 _______ 。

18、若稀溶液表面张力 ? 与活度 a 的关系为 ?o - ? = A+Blna,(?0为纯溶剂表面张力,A、B 为常数),则溶质在溶液表面的吸附量 ? = ________。 三、计算

2、300.15 K时1 mol理想气体,压力从p?经等温可逆压缩到10p?,求Q, W, ?Um,, ?Hm,, ?Sm,, ?Fm和?Gm。

3、 将298 K,p?下的1dm3 O2(作为理想气体)绝热压缩到5p?,耗费502 J,求终

态T2和熵S2,以及此过程的?H和?G。已知 298 K,p?下, O2的摩尔熵 Sm= 205.1 J·K-1·mol-1,Cp, m=29.29 J·K-1·mol-1。

4、在298 K时,将1mol N2从p?绝热可逆压缩到10p?,求Q,W,?U,?H,?F,?G,?S和?SISC。已知Cp, m(N2)=(7/2)R,在298 K,p?下, N2的标准摩尔熵为191.5 J·K-1·mol-1。设N2为理想气体。

5、 将495.5 K,600 kPa的1 mol N2绝热可逆膨胀到100 kPa,试求该过程的 Q,W,ΔU,ΔH,ΔF,ΔG,ΔS,ΔS

隔离。

已知S(N2,495.5 K) =191.5

J·K-1·mol-1。设N2为理想气体。

6、1 mol双原子分子理想气体,始态的p1=100 kPa,T1=300 K,经等压可逆过程到终态T2=500 K,计算过程的Q,W及体系的ΔU,ΔH,ΔS,ΔF,ΔG。 已知始态熵S1=13.50 J·K-1。

7、5mol单原子分子理想气体始态的温度为373.6 K,压力为2.750 MPa,经绝热不可逆过程到达终态。已知Sm(373.6 K)=167.4 J·K-1·mol-1,该过程的ΔSm=20.92 J·K-1·mol-1。W=6.275 kJ。试计算终态的p2,V2,T2,及过程的ΔU,ΔH,ΔG,ΔF。 14、等压下,Tl,Hg 及其仅有的一个化合物 (Tl2Hg5) 的熔点分别为 303℃,

-39℃,15℃。另外还已知组成为含 8%(质量分数)Tl的溶液和含41% Tl的溶液的步冷曲线如下图。 Hg,Tl 的固相互不相溶。

(1) 画出上面体系的相图。(Tl,Hg 的相对原子质量分别为 204.4,

200.6)

(2) 若体系总量为 500 g,总组成为 10%Tl,温度为 20℃,使之降温至 -70℃时,求达到平衡后各相的量。

15、在 8℃时,将 0.13 mol的N2O4溶于1 dm3的CHCl3中,达到平衡时有

0.45%分解为 NO2。试计算在 0.85 dm3 CHCl3中溶有 0.050 mol N2O4时溶液的平衡组成。

16、298 K 时,下述电池的 E 为 1.228 V,

Pt,H2(p?)│H2SO4(0.01mol·kg-1)│O2(p?),Pt 已知 H2O(l) 的生成热 ?fH= -286.1 kJ·mol-1,试求:

(1) 该电池的温度系数

(2) 该电池在 273 K 时的电动势,设反应热在该温度区间内为常数。 17、在 273 – 318 K 范围内,下述电池的电动势与温度的关系可由下列

公式表示: (1) Cu(s)│Cu2O(s)│NaOH(aq)│HgO(s)│Hg(l) E ={461.7 - 0.144(T/K - 298) + 0.00014(T/K - 298)2}mV

(2) Pt,H2(p?)│NaOH(aq))│HgO(s)│ Hg(l) E ={925.65 - 0.2948(T/K - 298) + 0.00049(T/K - 298)2}mV 已知 H2O(l) 的 ?fH= -285.85 kJ·mol-1,?fG= -237.19 kJ·mol-1,试分别计算 HgO(S) 和 Cu2O(S) 在 298 K 时的 ?fG和 ?fH值。 18、298 K时,下列电池的 E/V=0.160235+1.0023×10-3T/K-2.541×10-6(T/K)2, 计算电极上发生 1 mol电子得失时反应的?rGm, ?rSm, ?rHm及?Cp值。 Ag(s)│AgCl(s)│HCl(a=1)│H2(p?)│Pt 19、计算 298 K 时下述电池的电动势 E . Pb(s)│PbCl2(s)│HCl(0.1 mol·kg-1)│H2(0.1p?)(Pt)

已知 298 K 时 ,PbCl2(s) 在水中饱和溶液的浓度为 0.039 mol·kg-1, ? ? (Pb2+,Pb) = -0.126 V。 设活度系数均等于 1。

22、醋酸酐的分解反应是一级反应,该反应的活化能 Ea= 144 348 J·mol-1,

已知284℃时, 这个反应的 k = 3.3×10-2 s-1,现要控制此反应在 10 min 内转化率达到 90%,试问反应温度要控制多少度?

24、松节油萜(液体)的消旋作用是一级反应, 458 K和510 K时的速率常数

分别为2.2×10-5 和3.07×10-3 min-1,试求反应的实验活化能Ea,以及在平均温度时的活化焓和活化熵。

25、18℃时,水的表面张力为0.073 05 N·m-1,25℃时为0.071 97 N·m-1,在25℃将1 cm3的水分散成r=1 ?m的小水滴,需作多少功,过程的

,以及体系吸收的热量为多少?

26、18℃时,酪酸水溶液的表面张力?与溶液浓度c的关系为:

(1) 导出溶液的表面超额Γ与浓度c的关系;

(2) 求c=0.01 mol·dm-3时溶液的表面超额Γ; (3) 求

(4) 求酪酸分子的截面积。

答案部分, 一、选择

1、 (C) 2 (A) 因为整个刚性绝热容器为体系,与环境无功和热的传递。 3、(A) 4、(A) 5、(D)6、(B) 7、(A) 8、(B) 增压能使冰变为水是高山冰川滑动的重要原因之一。 9、 = ≥ 10、(A) 11、 (B) 12、 (C) 13、(A)

因为

当增加压力时

14、(A) 15、 (B) 由享利定律 pA= kAxA , pB= kBxB

*

因为 kA> kB,当 pA= pB时,xA< xB 16、(B) p = p*AxA+ pBxB= 26 665 Pa

**

×0.98 + 67 Pa×0.02 = 26 133 Pa 17、(B) yB=p*BxB/(pAxA+pBxB) =(6×104 Pa× 0.4)/(4×104 Pa×0.6 + 6×104 Pa×0.4)= 0.50

**

18、(A) yB=pB/(pA+pB) =p*BxB/(pAxA+pBxB)=1/1.5 19、(A) 因为

*****

yA=pA/p=p*AxA/[pB+(pA-pB)xA] pB= xA(1-yA) pA/[ yA(1-xA)] = 66.66 kPa 20、(B) a1= p1/

= 0.181 22、 (D) x

=n

/(n

21、(C) +nB)

=(0.54 kg/0.018 kg·mol-1)/[(0.540 kg/0.018 kg·mol-1)+0.6] = 0.9804 23、(D) 24、(D) 25、 (A) 26、(B) (A) 27、(D) 28、 (C) (D)

29、(C) 30、(C) 31、 (C) 32、 (D) 相关离子浓度越大,扩散层厚度越小。33、(D) 34、(D) 35、 (A) 36、 (B) 37、 (B) 38、(C)

39、40、41、42、43、(A) 44、(B) 溶质是非表面活性物质。 45、(A) 46、 (B)

二、填空

1、封闭体系平衡态、理想气体、等温混合,混合前每种气体单独存在时的压力都相等,且等于混合后的总压力。 2、U; V; N1,N2, ···;(dS)U,N ≥ 0

3、等温; 等容; 封闭体系不做其它功; 减少 4、等温、 等压、不做非体积功(即Wf=0) 5、基本假定是:(1) 粒子之间彼此独立无关 (2) 等概率定理 (3) 玻耳兹曼

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