物理化学期中测试卷答案.pdf

.-优选华南农业大学期中练习卷答案科目：物理化学公共一选择题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 D A D D D C D A B B D B C C A 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 A B A A D A A D B A A B C D A 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 D D C B B A D D C C B D A D B 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 A A B B B C C D B D C C A B D 61 62 63 63 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 C B B B D D B A A B B D C B A 76 77 78 79 80 C A D C B 二填空题1.定容；不做其它功；封闭体系。2W=0；Q=0；U =0；H=0。3U=0J；H 0J；S 38.29JK-1；G-11488J 41=2 3_。5.U 0；S 0；W=0。6.H=17610J。7fHm(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。144；3；2。15 Pco2/P；161/8 倍。17 活化分子的平均能量与反响物分子的平均能量的差值；慢。18.Na2SO 4 Na3 PO4。32P凸 P平 P凹、。33水包油，油包水，O/W，W/O。348.72 10-6 J，8.72 10-6 J。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液体部，与液体的外表相切使液体外表收缩的方向；互相垂直。38大于。39Ag+，正，正。三判断题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 错错错错错错错对对错错对对错错16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 错错错对错错错错错错错对错错错31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 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、反响焓，此时体系的能和焓也随之变化。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=2 f=C P+1=1 2+1=0。计算结果说明，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=2NaCl,H2O,P=2固体 NaCl，水溶液。根据相律，当温度和压.-优选力恒定时，f=C P+0=2 2=0。说明 NaCl 在水中的饱和浓度是一定值。45答：1相区是固态红磷的单相区；相区是气态磷的单相区；相区是液态磷的单相区、相区是固态黑磷的单相区。四个区域的C=1，P=1，因此 f=2。2OA 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；OC 线是固态黑磷与液态磷的两相平衡线；OD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OC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。6答：水和玻璃润湿，在毛细管中形成凹液面，等高处的管液体所受到的压力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，使管液体上升，上升的高度与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。7答;假设液体能润湿毛细管壁，那么管液面呈凹面，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凹面的蒸气压时，该蒸气虽然对平面液体未达饱和，但对管凹面液体已呈过饱和，此蒸气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2 2 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 B.-优选就会在毛细管凝聚成液体，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。8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，溶胶具有剧烈的布朗运动，可克制重力对胶粒的作用。最后，溶剂化作用，使其外表有一层溶剂化膜，对胶粒起保护作用，可阻止胶粒聚结变大。9答：一样之处：1 分散相粒子的大小均在10-7 10-9 m 围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，溶胶那么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，溶胶那么是多相体系，体系不服从相律；高分子溶液对电解质不很敏感，Tyndall 弱，溶胶那么是对电解质非常敏感，Tyndall 强；高分子溶液黏度大，溶胶那么黏度小。10答：不对。因为水滴越小，其饱和蒸气压越大。假设天空中的小水滴要起变化，一定是小水滴进展蒸发，水蒸汽凝结在大水滴上。11 答 1 正溶胶；2 40 10-3mol L-1五.计算题1.解:1 U=0 H=0kJPPnRTW705.51010ln298314.81ln5412Q=-W=5.705 kJ 114.192985705KJTQSR2KJTnCHQmPP559.1)298223(314.85.21,)298223(314.81TnRVPVPWe=623.6 J JWQUP4.9356.6231559.-优选112,03.6298223ln314.85.21lnKJTTnCSmP2解：1mol,300K,101kPa,V1U1H1Q1W11mol,300K,V2,P2U2H2Q2 W2 1mol,370K,1010kPa,V2V1=8.314 300/(101 103)=24.7 dm3V2=8.314 370/(1010 103)=3.05 dm3P2=8.314 300/(3.05 10-3)=817.8 kPa U1=0 H1=0 W1=-P2(V2-V1)=-817.8 103(3.05-24.7)10-3=17.71 kJ Q1=-W1=-17.71 kJ W2=0 U2=Q2=Cv,m(T2-T1)=2.5 8.314 (370-300)=1.45 kJ H2=(2.5R+R)(T2-T1)=3.5 8.314 (370-300)=2.04 kJ 整个过程：U=U1+U2=1.45 kJ H=H1+H2=2.04 kJ Q=Q1+Q2=-16.26 kJW=W1+W2=17.71 KJ 3解：设计如下过程：H2(g)+0.5O2(g)H2O(g)800K、P 800K(1)(5)H2(g)+0.5O2(g)(2)H2O(l)(3)H2O(l)(4)H2O(g)298K、P 298K、P 373K、P 373K、P2229829811p,m,()p,m,O()800800(C0.5C(29.070.536.16)23.67HggHdTdTkJ molrHm,2=285.84 kJ mol-1 237337313p,m,H()298298C75.265.64O lHdTdTkJ molH4=40.65 kJ mol-1.-优选280080015p,m,()373373C33.2614.20H O gHdTdTkJ molrHm=H1+rHm,2+H3+H4+H5=249.02 kJ mol-14解设计可逆变化途径(1mol)：H2O(l,373K,101.3kPa)Q、W、U、H、S、G H2O(g,373K,0.5 101.3kPa)H2O(g,373K,101.3kPa)由于外压Pe=0 W=0 1240.66040.66HHHkJ1211111()0()glgUUUHPVHP VVHPVHnRT340.668.3143731037.56kJQ=U=37.56 kJ1112101.340660ln8.314ln 2114.83730.5 101.3373HSSSnRJ K120.5101.50ln8.314373ln 0.52.15101.3GGGnRTkJ用熵函数做判据判断过程的方向3137.56 10100.7373QSJ KT体系环境环境1114.8(100.7)14.10SSSJ K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.-优选所以，144.06submHkJ mol3144.06 34.179.89meltmsubmvapmHHHkJ mol6解：1132()()370.42(300.37)70.05rmfmfmGGSOGSOkJ mol70050ln28.27368.314298rmpGKRT121.90 10PK222OOnRTPV22SOSOnRTPV33SOSOnRTPV33222265/21/211/241/22210110()()0.071()2 10(8)8.314298()SOSOPSOOSOOPnVPPQPPnnRTPP因为PPKQ所以0rmG，上述反响能自发进展。7解：1rHm=0+-287(-375)=88 kJ mol-1rSm=311.8+223.07-364.6=170.27 J mol-1K-1 rGm=rHm-T rSm=88000 298 170.27=37.260 kJ mol-1K(298K)=exp(-rGm/RT)=exp-37260/(8.3145 298)=2.94 10-7 2 反响的rHm(473K)=rHm(298K)47312981(314.8880001094.2)473(ln7KK150.0)473(KK 3PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)平衡nB 1-n=1+平衡PB/P1)1(21212150.012)1()1(2)12()473(222KK解得：=0.264 8解1根据k的单位可知，这是一个二级反响。.-优选2113600/6.1746410009136.0100.4)600(smoldmeKkskCtA6.10941.0009136.0110,2/13 根据RTEaAek/得TRTEA6.17464Ea=17464.6 8.314=145.2kJ mol-14 推导：DPCkdtdC3-根据稳定态近似：由0211BABABCCkCkCkdtdC得AABCkkCkC211由032DBADCkCCkdtdC得)(21322132AABADCkkkCkkCCkkC由于k-1 k2，所以k-1 k2CA那么k-1+k2CAk-1 所以13221kkCkkCAD-将 式代入式得221213AADPkCCkkkCkdtdC推毕。(5)总反响的反响速率22PABdCrk C Cdt-由于反响快速到达平衡，所以11ABk Ck C，即11BAkCCk-将式代入式得：22121PAAdCk kCkCdtk推毕9解.(1)4111 2ln 20.6936.93 101000kst,41,0ln6.93 1020001.3863A tACk tC所以,00.2525%A tACC221 2,01Akt C且1 22,0,01 2,01 21111(1)()A tAAAtttk tCCCtCt.-优选所以1 2.,01 21000133.3%200010003A tAtCCtt3,0,00,01 22AA tAACCCk tCtt所以,01 2200011022 1000A tACtCt说明 A，B 物质已全部反响完全。10解：k(650K)=0.693/363=0.00191 min-1(723)21757011ln()3.88(653)8.314653723kKkKk(723K)=48.43 0.00191=0.0925 min-1 0.25=0.0925 t t=15 min11解：(1)HAcKClKClHAcRR3211.28923.783.221 102.414394.2HAcKClKClHAcHAcHAcHAcRs mmolCCR3,3.221 100.0820.03907m HAcm HAc2250.0024140.0821.788 10(1)10.082CKC12.解：(1)KCl=m,KCl CKCl=R1AlAl=R m,KCl CKCl=100 1.383 10-2 0.02 103=27.66 m-1(2)AgCl=AgCl(溶液)H2O=(R1)AgClAl(R1)H2OAl=(10200012200001)27.66=0.0001455 Sm-1(3)C AgCl=AgCl/m,AgCl=0.0001455 1.268 10-2=1.147 10-2 mol m-3=1.147 10-5 mol L-1 13解：CaF2=3.86 10-3 1.5 10-4=0.00371 Sm-1m(CaF2)=m(CaCl2)+2m(NaF)2m(NaCl).-优选=0.02334+2 0.00902 2 0.01089=0.0196 sm2 mol-1CCaF2=CaF2/m(CaF2)=0.00371/0.0196=0.189 molm-3=0.000189 molL-1 C(Ca2+)=0.000189 molL-1，C(F)=2 0.000189=0.000378 molL-1 22211()0.0001890.0003782.7 10CaFspCCKCC14解：(1)正极反响：Hg2Cl2(s)+2e 2Hg(l)+2Cl-负极反响：H2 2H+2 e 电池反响：Hg2Cl2(s)+H2 2Hg(l)+2HCl(2)293K时电池的电动势E=0.0694+1.881 10-3293-2.9 10-6 2932=0.3716 V 3641()1.881 1022.9 102931.816 10PEV KTrGm=-nFE=-2 96500 0.3716=-71718.8J=-71.72kJ mol-1411()296485 1.8161035.04rmPESnFJ KmolTrHm=rGm+TrSm=-71.72+29335.05 10-3=61.45kJ mol-1QR=TrSm=29335.05=10270 J mol-1=10.27kJ mol-1 15解：(1)电池反响：Zn(s)+Hg2Cl2(s)=ZnCl2(b)+2Hg(l)22,13111,1lnln()22nz ClbRTRTEEaEFFb2,23222,2lnln()22nz ClbRTRTEEaEFFb,1211,222()lnln3EE FbRTb711.0918.3207.300500.025148.0ln298314.83)10085.122437.1(964852所以491.02,1,.-优选(3)2211(0.00520.0052 1)0.0152Imol kg0.015/1lg0.509 2 10.111110.015/10.774340.0050.7740.006141bab337()0.006142.31 10aa(4)278.314298ln1.22437ln(2.31 10)1.0322 96485nz ClRTEEaVF16解：(1)电池符号表达式为:Pt|H2(P)|HI(a=1)|I2(s)|Pt(2)化学反响式为:H2(p)+I2(s)=2HI(a=1)rGm=2fGm(H+)2fGm(I)fGm(H2,g)fGm(I2,s)=0+2 (51.67)0 0=103.34 kJ/mol 318exp(/)exp103.3410/(8.314298)1.3 10rmKGRTE=E=rGm/2F=0.5355 V (3)假设电池反响写为：0.5H2(P)+0.5I2(s)=HI(a=1)rGm=103.34 2=-51.67 kJ.mol-11891.3 101.14 10KE=E=0.5355 V 17解：在3.085kPa 下，由 Langmuir 吸附等温式得:1111mbPbP-1在 10.327kPa 下，由 Langmuir 吸附等温式得：12221mbPbP-2解方程 1和 2得：1122112210.0481()ppbPap p31111(1)39.33mcmgbp18解：1根据开尔文公式：.-优选2396rTK19解:AdcdRTACdCdRTCT)(所以AC=RT=0 AC=0 RT=0.0718 4.33 10-6 8.314 298=0.061 N m-1)1(2ln*0*rRTMPPrPPPr0*ParPr219125101089.52101325210132562*)13731(314.840500101325219125lnrT2191254050011ln()1013258.314373rTPaPPrr101252000713.0)101(4.958373314.810181089.52101325ln*632*