物理化学经典习题[1]

速率方程是 (2) ;若浓度以mol dm-3、时间以s表示,反应速率常数的单位 (3) 。

3.某反应的?rGm?=0,则该反应的标准平衡常数K?= (4) . 4.可逆电池应该具备的条件是 (5)、 (6)。

5.Al2(SO4)3的极限摩尔电导率与Al3+、SO42-离子极限摩尔电导率之间的关系为 (7) 。

6.QV=?U适用的条件为: (8) 。 7. 请指出下列各量哪些是偏摩尔量、哪些是化学势?

?????????A?ni,

?G?ni,

?VT,p,njT,V,nj?ni,

?Ap,V,nj?ni

T,V,nj偏摩尔量为: (9);化学势 (10)

8.298K时,已知E?(Fe2+/Fe3+)=0.771V,E?(Sn2+/Sn4+)=0.150V,则反应2Fe3++Sn2+=2Fe2+ +Sn4+的?rGm?值为(单位:kJ mol-1) (11) 。

9. 气相反应NO2+SO2==SO3+NO达到平衡(气体符合理想气体),其热力学平衡常数K?、压力平衡常数KP和摩尔分数平衡常数Kx之间的关系为 (12) 。 10、反应CO(g)+ Cl2(g)→ COCl2(g),经实验测得其速率方程式为:

d[COCl2]=k[Cl2]n[CO],当温度及CO浓度维持不变而使Cl2浓度增至3倍时,反应速率加dt快到原来的5.2倍,则相应于Cl2的n值是 (13) 。

11.盐桥的作用是 (14) ;实验室里通常用 (15)物质作盐桥。 12.将反应Zn+2Fe3+?Zn2++2Fe2+设计成一个原电池为 (16)。

13.CaCO3(s) 与其分解产物CaO(s) 、CO2(g)成平衡,则该系统的组分数K和自由度数f分别为 (17) 。

14.某反应的速度常数k=4.67?10-2min-1,初始浓度为0.1mol·dm-3,则反应的半衰期t1/2 (18)。

15.某非挥发性溶质溶于水中形成稀溶液,其质量摩尔浓度为0.01mol·kg-1,

则沸点升高值 (19) 凝固点降低值(用“?、?、?”填空)。 16.实际气体节流膨胀的热力学特点是 (20) 。 三、简答或论证题(30分,每题5分)

1. 1mol理想气体在300K、1p?时反抗0.5p?的恒外压膨胀到300K、0.5p?的终态,试用过

程方向性的判据说明是否自发过程。

2. 用热力学方法论证:270K、p?压力下冰比水稳定。利用状态函数法画出表示途径的框图,

且用Gibbs自由能判据说明之。

3. 使用催化剂能否提高反应物的转化率?为什么?

4. 化学反应速率方程能否根据计量方程式直接写出?为什么?

5. 已知E ?(Cu2+|Cu)=0.337V,E ?(Fe3+|Fe2+)=0.771V,试用电化学理论说明电子工业中制作

印刷电路的原理,即为什么FeCl3溶液能腐蚀铜板?

6. A与B在固态时完全不互溶,p?压力时A的熔点为300C,B的熔点为600C,A、B在

100C为低共熔点,低共熔物组成为B的物质的量分数xB=0.6,设A、B相互溶解的溶解度曲线均为直线。(1)作出该二元系统熔点-组成图(t-xB图);(2)标出相图中各区域的稳定相及自由度数;(3)700C、xB=0.4的熔液冷却至什么温度立即分离可得到最多量的什么纯固体?

四、计算题(60分,每题10分)

1. 1mol理想气体从298K、p?压力等温可逆压缩至10 p?。(1)求过程的W、Q、?U、?H、

?S、?A和?G;(2)如先在298K以10 p?的恒外压把此气体压缩到10 p?压力,再在恒定10 p?降温至298K,求全过程的?U、?H、?S、?A和?G。

2. (1)1mol液体乙醇在正常沸点(p?压力下的沸点)780C时可逆气化为蒸气,已知正常

气化热?lgHm?=39.47kJ·mol-1.求过程的W、Q、?U、?H、?S、?A和?G。(2)1mol液体乙醇在780C、p?外压下突然撤去外压气化为780C、p?压力下的乙醇蒸气,求过程的W、Q、?U、?H、?S、?A和?G。

3. (1)温度为T时,液体A与B的饱和蒸气压分别为1.4 p?和0.50 p?,A与B形成理想

液态混合物。当液相中A的物质的量分数xA=0.40时,求平衡气相的总压力与气相的组成;(2)如要求形成的理想液态混合物在p?压力下沸点为T,求平衡液相与气相的组成。

4. 454K到475之间反应2C2H5OH(g)?CH3COOC2H5(g)+H2(g)的标准平衡常数K?与温度T

的关系为lgK?=-2100/T+4.66。已知?fHm?, C2H5OH(g)=-236 kJ·mol-1。设反应的?rCp=0。(1)计算CH3COOC2H5(g)标准生成热;(2)计算473K时反应的K?及?rSm?。

5. 298K时,E?[Br-|TlBr(s)-Tl(s)]= ?0.5766V,电池Tl(s)-TlBr(s)|HBr(1mol·kg-1)|H2(p?),Pt(s)

的标准电动势的温度系数(?E?/?T)p= ?0.003V·K-1。设通电量为1F。(1)写出正、负极反应与电池反应。(2)计算308K时上述电池的标准电动势E?308K。(3)计算298K时上述反应的?rGm?、?rSm?、?rHm?。

6. 双分子反应2A(g)?B(g)+D(g)在623K、A的初浓度为0.400mol·dm-3时半衰期为105秒

(s)。(1)求反应速率常数;(2)求A(g)反应掉90%所需的时间;(3)如反应活化能Ea=140 kJ·mol-1,求573K时最大反应速率;(4)使用催化剂后如反应级数不变,指前因子不变,活化能变为130 kJ·mol-1,再求573K时最大反应速率。

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