物理化学上册习题解答.ppt

物理化学物理化学1测验题测验题(二二)解答解答 一、填空（一、填空（36分，每空分，每空2分）分）1.既是偏摩尔量又是化学势的表达式为：既是偏摩尔量又是化学势的表达式为：。Z Z广度性质广度性质广度性质广度性质2.一定压力下，化学势随温度的升高而一定压力下，化学势随温度的升高而 。减小减小3.50 时，液体时，液体A的饱和蒸汽压是液体的饱和蒸汽压是液体B的饱和蒸汽压的饱和蒸汽压的的3倍。倍。A、B两液体形成理想溶液，气液平衡时，液相两液体形成理想溶液，气液平衡时，液相中中A的摩尔分数为的摩尔分数为0.5，则在气相中，则在气相中B的摩尔分数为的摩尔分数为 。0.254.273K，p下，将一小块冰放入下，将一小块冰放入10%的糖水中，会自动的糖水中，会自动发生发生 ,这是因为这是因为 。冰自发熔化为水冰自发熔化为水即定温、定压，即定温、定压，即定温、定压，即定温、定压，WW =0=0的条件下，物质总的条件下，物质总的条件下，物质总的条件下，物质总是自发地从化学势高的相向化学势低的相是自发地从化学势高的相向化学势低的相是自发地从化学势高的相向化学势低的相是自发地从化学势高的相向化学势低的相迁移。迁移。迁移。迁移。5.把把0.785g硝基苯（硝基苯（Mr=123.11）溶于）溶于25g萘萘（Mr=128.17）中，形成的溶液其凝固点下降）中，形成的溶液其凝固点下降1.77K。纯萘的凝固点是纯萘的凝固点是353.0K。萘的摩尔凝固点降低系数。萘的摩尔凝固点降低系数 Kf=；萘的摩尔熔化焓；萘的摩尔熔化焓fusHm=。6.94 K kg mol-119.1 kJ mol-1解：解：Tf=KfmB6.在在300K下，某组成为下，某组成为xB=0.72的溶液上方的溶液上方B的蒸汽压是纯的蒸汽压是纯B的饱和蒸汽压的的饱和蒸汽压的60%，那么，那么B的活度是的活度是 ；B的活的活度因子是度因子是 ；同温度下从此溶液中取出同温度下从此溶液中取出1mol的纯的纯B（组成可视为不变），则系统（组成可视为不变），则系统G的变的变 化化 Jmol-1。0.6 0.831274含含1mol的纯的纯B组成组成为为xB=0.72的溶液的溶液1mol的纯的纯B7.298 K,p 下，下，1 mol甲苯与甲苯与1 mol苯混合形成理想溶液，苯混合形成理想溶液，混合过程的混合过程的mixH=_，mixS=_ _。理想溶液的通性理想溶液的通性理想溶液的通性理想溶液的通性11.53 JK-108.将固体将固体NH4Cl(s)放入真空容器中，按下式分解，放入真空容器中，按下式分解，NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)；达平衡时，其组分数为；达平衡时，其组分数为 ，自由度数为，自由度数为 。11C C=S S R R R R C C=S S R R R R=3=3-1-1=11-1=1S S=3=3NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)：R R=1=1R R=1=1f f=C C 2 2f f=C C 2=1-2+2=12=1-2+2=1=(g)+(g)+(l)+(l)+(s)=1+0+1=2(s)=1+0+1=29.CuSO4与水可生成与水可生成CuSO4 H2O,CuSO4 3H2O,CuSO4 5H2O三种水合物三种水合物,则在则在p 下，与下，与CuSO4水溶液及水溶液及冰共存的水合物最多有冰共存的水合物最多有 种。种。1设设CuSO4与水可生成与水可生成n种水合物种水合物C C=S S R R R R S S=2+=2+n nn种水合物与水、种水合物与水、CuSO4间存在间存在n n个化学平衡：个化学平衡：R R=n nR R=0=0C C=S S R R R R=2+2+n n-n n=2=2水合物水合物多一种，则多一相，多一种，则多一相，多一种，则多一相，多一种，则多一相，水合物水合物种数最多时，其种数最多时，其种数最多时，其种数最多时，其最大。最大。最大。最大。在在p 下，下，f f=C C +1+1C C一定：一定：一定：一定：f f 愈小，愈小，愈小，愈小，愈大，愈大，愈大，愈大，f f=0=0时：时：时：时：maxmax=C C+1=3+1=3三相中一相为三相中一相为三相中一相为三相中一相为CuSO4水溶液水溶液，一相为，一相为，一相为，一相为HH2 2O(s)O(s)，只有一相，只有一相，只有一相，只有一相为为为为水合物水合物，故：存在的，故：存在的，故：存在的，故：存在的水合物水合物最多有一种。最多有一种。最多有一种。最多有一种。10.完全互溶的完全互溶的A、B二组分溶液，在二组分溶液，在xB=0.6处，平衡蒸气处，平衡蒸气压有最高值，将压有最高值，将xB=0.4的溶液进行精馏，塔顶将得到的溶液进行精馏，塔顶将得到 。xB=0.6的恒沸混合物的恒沸混合物xB=0.4的溶液在恒沸混的溶液在恒沸混合物的左边，精馏塔顶合物的左边，精馏塔顶将得到将得到 xB=0.6的恒沸混的恒沸混合物。合物。蒸气压蒸气压蒸气压蒸气压组成图上有组成图上有组成图上有组成图上有一最高点，相应沸点一一最高点，相应沸点一一最高点，相应沸点一一最高点，相应沸点一组成图有一最低点。组成图有一最低点。组成图有一最低点。组成图有一最低点。11.在二盐一水三组分等温等压相图的扇形区内的自由度在二盐一水三组分等温等压相图的扇形区内的自由度f=。1定定定定温、定压下：温、定压下：温、定压下：温、定压下：C C=3=3，f f=3=3 相图中的扇形区是两相共存相图中的扇形区是两相共存区，区，f f=3=3 =3=32=12=112.若若298 K时，反应时，反应 的的 ，则当则当p(NO2)=1 kPa,p(N2O4)=10 kPa时，时，反应将反应将 方向进行。方向进行。向生成向生成NO2Q Qa a K K，r rG Gm m 0 0，正反应不自发、逆反应自发。，正反应不自发、逆反应自发。，正反应不自发、逆反应自发。，正反应不自发、逆反应自发。二、选择题：（二、选择题：（20分，每小题分，每小题2分分）1下列四个偏微商中，哪个不是化学势下列四个偏微商中，哪个不是化学势?()(A)(U/nB)S,V (B)(H/nB)S,p (C)(A/nB)T,p (D)(G/nB)T,pC2.理想溶液具有一定的热力学性质。在下面叙述中哪个是理想溶液具有一定的热力学性质。在下面叙述中哪个是错误的。错误的。()(A)V=0 (B)A=0 (C)H=0 (D)U=0B3.CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及及CO2(g)构成的一构成的一个平衡物系个平衡物系,其组分数为：其组分数为：()(A)2 (B)3 (C)4 (D)5 C C=S S R R R R=5=52 20=30=3B4.组分组分A和和B可以形成四种稳定化合物：可以形成四种稳定化合物：A2B，AB，AB2，AB3，设所有这些化合物都有相合熔点。则此体系的，设所有这些化合物都有相合熔点。则此体系的低共熔点最多有几个？低共熔点最多有几个？()(A)3 (B)4 (C)5 (D)6C 低共熔点数低共熔点数=稳定化合稳定化合物数物数+15.已知水的三相点温度为已知水的三相点温度为 273.16 K，压力为压力为 611 Pa。若将。若将已冻结的蔬菜放入不断抽气的高真空容器中，使蔬菜中已冻结的蔬菜放入不断抽气的高真空容器中，使蔬菜中的冰升华来生产干燥蔬菜，则容器中的冰升华来生产干燥蔬菜，则容器中T、p的范围应是：的范围应是：()(A)T 273.16K，p 611Pa (B)T 273.16K，p 611Pa(C)T 273.16K，p 611Pa (D)T 273.16K，p 611PaC水的相图水的相图水的相图水的相图当固相区内状态点当固相区内状态点当固相区内状态点当固相区内状态点S S（T Ts s,p ps s）,T Ts s T To o,p ps s p po o；定压加热，状态；定压加热，状态；定压加热，状态；定压加热，状态点沿水平线向右移动，过固一气点沿水平线向右移动，过固一气点沿水平线向右移动，过固一气点沿水平线向右移动，过固一气平衡线后变为蒸气蒸发分离。平衡线后变为蒸气蒸发分离。平衡线后变为蒸气蒸发分离。平衡线后变为蒸气蒸发分离。6.H2O-KNO3-NaNO3的相图如左的相图如左,则则BEC相区内是相区内是:()(A)纯纯NaNO3和其饱和溶液和其饱和溶液(B)纯纯KNO3和其饱和溶液和其饱和溶液(C)含有含有NaNO3和和KNO3的不饱和溶的不饱和溶液和溶液的单相区液和溶液的单相区 (D)KNO3,NaNO3和组成为和组成为E的饱和的饱和溶液三相共存溶液三相共存D三角形区为三相共存区，其相的状态为三角形的顶点。三角形区为三相共存区，其相的状态为三角形的顶点。BEC相区内是相区内是KNO3,NaNO3和组成为和组成为E的饱和溶液三相的饱和溶液三相共存。共存。7.在在 p下，用水蒸气蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时，下，用水蒸气蒸镏法提纯某不溶于水的有机物时，体系的沸点体系的沸点:()(A)必低于必低于 373.15 K (B)必高于必高于 373.15 K (C)取决于水与有机物的相对数量取决于水与有机物的相对数量 (D)取决于有机物的分子量大小取决于有机物的分子量大小A不互溶双液系的特点：不互溶双液系的特点：不互溶双液系的特点：不互溶双液系的特点：8.Na2CO3可形成三种水合盐：可形成三种水合盐：Na2CO3H2O，Na2CO37H2O 及及Na2CO310H2O，常压下将，常压下将 Na2CO3(s)投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是 Na2CO3水水溶液，一相是溶液，一相是 Na2CO3(s)，则另一相是：，则另一相是：()(A)冰冰 (B)Na2CO310H2O(s)(C)Na2CO37H2O(s)(D)Na2CO3H2O(s)DNa2CO3(s)与与Na2CO3H2O(s)存在低共熔温度。三相平存在低共熔温度。三相平衡时，一相是衡时，一相是 Na2CO3水溶液，一相是水溶液，一相是 Na2CO3(s)，则，则另一相是另一相是Na2CO3H2O(s)9.在刚性密闭容器中，有下列理想气体的反应达到平衡：在刚性密闭容器中，有下列理想气体的反应达到平衡：A(g)+B(g)C(g)，若在恒温下加入一定量的惰性若在恒温下加入一定量的惰性气体，则平衡将气体，则平衡将 ()(A)向右移动向右移动 (B)向左移动向左移动 (C)不移动不移动 (D)无法确定无法确定一定温度时，一定温度时，K值一定。值一定。刚性密闭容器，刚性密闭容器，V一定，加入一定量的惰性气体一定，加入一定量的惰性气体n总总 增大增大，设气体为理想气体：，设气体为理想气体：RT/V值不变，值不变，亦不变，亦不变，Kn不变，平衡不会移动。不变，平衡不会移动。C10.在在、两相中均含有两相中均含有A和和B两种物质，达到相平衡时，两种物质，达到相平衡时，下列各式正确的是下列各式正确的是()(A)A =B (B)B =B (C)A =B (D)B =A B多相平衡的条件多相平衡的条件多相平衡的条件多相平衡的条件三、（三、（15分）分）CO2的固态和液态的饱和蒸汽压与温度的关的固态和液态的饱和蒸汽压与温度的关系分别为：系分别为：ln(ps/Pa)=27.6043132 K/T,ln(pl/Pa)=22.4012012 K/T；求：（求：（1）CO2的三相点的温度与压力；（的三相点的温度与压力；（2）CO2的气化的气化热、升华热和熔化热。热、升华热和熔化热。解：解：（1）三相点时，）三相点时，ps=pl27.6043132 K/T=22.4012012 K/T，T=215.3Kln(p/Pa)=27.6043132 K/215.3K=13.057p=4.68105Pa（3分）分）（3分）分）三、（三、（15分）分）CO2的固态和液态的饱和蒸汽压与温度的关的固态和液态的饱和蒸汽压与温度的关系分别为：系分别为：ln(ps/Pa)=27.6043132 K/T,ln(pl/Pa)=22.4012012 K/T；求：（求：（1）CO2的三相点的温度与压力；（的三相点的温度与压力；（2）CO2的气化的气化热、升华热和熔化热。热、升华热和熔化热。解：解：（2）CO2（s）CO2（g）CO2（l）（3分）分）（3分）分）（3分）分）四、（四、（15分）（分）（1）指出下列凝）指出下列凝聚体系定压相图中各相区的相态聚体系定压相图中各相区的相态（为何物质和状态）及其自由度；（为何物质和状态）及其自由度；（2）叙述组成为）叙述组成为P的熔液当的熔液当温度保持在温度保持在600 并不断加入并不断加入A物质时，体系中相的变化；物质时，体系中相的变化；（3）设物系点处于）设物系点处于P点，其质量为点，其质量为3 kg，当冷却到，当冷却到O点时点时 （此时（此时B的质量分数的质量分数 ），问此时体系中液相的），问此时体系中液相的质量为若干？质量为若干？解：（解：（1）各区的相数、相态和自由度如下表所列：）各区的相数、相态和自由度如下表所列：相区相区 1 2 3 4 5 6 7 8相相 态态;熔熔液液lA2B(s)+B(s)B(s)+lA2B(s)+lA2B(s)+(s)固溶体固溶体+(s)A2B(s)+ll+(s)（8分）分）自由度自由度 2 1 1 2 1 1 1 1（2）P点点(熔液熔液l,一相一相)Q点点A2B(s)+l,两相两相 R点点液相消液相消失失,只有只有A2B(s),一相一相 S点点A2B+l,两相两相 U+l,两相两相 V点点,一相一相 近近y点点 （3）设液体质量为）设液体质量为m，根据杠杆规则，则，根据杠杆规则，则 (0.90-0.80)m=(0.80-0.60)(3 kg-m)解得：解得：m=2 kg（4分）分）（3分）分）五、五、（14分）已知分）已知298K下，下，ZnO(s)=Zn(s)+O2(g)fHm/kJmol-1 -348.3Sm/JK-1mol-1 43.64 41.6 205.14求：（求：（1）298K下，反应的下，反应的rHm、rSm、rGm 和和K。（2）298K下，若空气中下，若空气中p(O2)=0.21p,ZnO(s)在空气中能否稳在空气中能否稳定存在？定存在？（3）1000K下，若空气中下，若空气中p(O2)=0.21p,ZnO(s)在空气中能否在空气中能否稳定存在？（设反应的稳定存在？（设反应的rCp,m=0）解：解：（1）（2分）分）（2分）分）（2分）分）（2分）分）（2分）分）五、五、（14分）已知分）已知298K下，下，ZnO(s)=Zn(s)+O2(g)fHm/kJmol-1 -348.3Sm/JK-1mol-1 43.64 41.6 205.14求：（求：（1）298K下，反应的下，反应的rHm、rSm、rGm 和和K。（2）298K下，若空气中下，若空气中p(O2)=0.21p,ZnO(s)在空气中能否稳在空气中能否稳定存在？定存在？（3）1000K下，若空气中下，若空气中p(O2)=0.21p,ZnO(s)在空气中能否在空气中能否稳定存在？（设反应的稳定存在？（设反应的rCp,m=0）解：解：（2）（2分）分）（2分）分）反应不自发，反应不自发，298K下，下，ZnO(S)在空气中能稳定存在在空气中能稳定存在（3）由）由,反应不自发，即反应不自发，即ZnO(S)在在1000K时在空气中能稳定存在。时在空气中能稳定存在。（4分）分）物理化学物理化学1期末考试通告期末考试通告考试时间：考试时间：第第18周周一（周周一（7月月4日）日）上午上午10时时11时时40分分考试地点：考试地点：东校图书楼东校图书楼204教室教室考试内容：考试内容：第第16章，本学期讲授的全部内容章，本学期讲授的全部内容考试方式：考试方式：闭卷；闭卷；注意事项：注意事项：期末考试请携带具有对数计算功期末考试请携带具有对数计算功能的计算器；考试期间能的计算器；考试期间 计算器不得相互借用，计算器不得相互借用，不得使用手机，否则以作弊论处！不得使用手机，否则以作弊论处！物理化学物理化学物理化学物理化学实验课程实验课程实验课程实验课程设计设计设计设计一、目的要求：一、目的要求：一、目的要求：一、目的要求：1.1.根据物理化学原理、物理化学实验技术根据物理化学原理、物理化学实验技术根据物理化学原理、物理化学实验技术根据物理化学原理、物理化学实验技术设计一个新的实验。设计一个新的实验。设计一个新的实验。设计一个新的实验。2.2.所设计的实验应具有创新性、科学性、可操作性。所设计的实验应具有创新性、科学性、可操作性。所设计的实验应具有创新性、科学性、可操作性。所设计的实验应具有创新性、科学性、可操作性。3.3.写出写出写出写出课程设计课程设计课程设计课程设计报告，其内容包括：目的意义、设计报告，其内容包括：目的意义、设计报告，其内容包括：目的意义、设计报告，其内容包括：目的意义、设计原理、所用主要仪器药品、操作步骤、数据处理方法、原理、所用主要仪器药品、操作步骤、数据处理方法、原理、所用主要仪器药品、操作步骤、数据处理方法、原理、所用主要仪器药品、操作步骤、数据处理方法、注意事项、讨论分析等（注意事项、讨论分析等（注意事项、讨论分析等（注意事项、讨论分析等（1500200015002000字）。字）。字）。字）。二、二、二、二、物理化学物理化学物理化学物理化学实验课程设计实验课程设计实验课程设计实验课程设计内容：内容：内容：内容：利用利用利用利用物理化学实物理化学实物理化学实物理化学实验方法或物理化学原理或实验技术解决某一个问题。验方法或物理化学原理或实验技术解决某一个问题。验方法或物理化学原理或实验技术解决某一个问题。验方法或物理化学原理或实验技术解决某一个问题。三、评分标准三、评分标准三、评分标准三、评分标准（总分（总分（总分（总分100100分）分）分）分）创新性：创新性：创新性：创新性：4040分；科学性：分；科学性：分；科学性：分；科学性：2020分；可操作性：分；可操作性：分；可操作性：分；可操作性：2020分；分；分；分；文字：文字：文字：文字：2020分分分分 四、注意：严禁抄袭！四、注意：严禁抄袭！四、注意：严禁抄袭！四、注意：严禁抄袭！物理化学物理化学物理化学物理化学实验课程设计实验课程设计实验课程设计实验课程设计报告写报告写报告写报告写在在在在山东农业大学化学与材料科学学院统一印制的实验山东农业大学化学与材料科学学院统一印制的实验山东农业大学化学与材料科学学院统一印制的实验山东农业大学化学与材料科学学院统一印制的实验报告纸报告纸报告纸报告纸上上上上,于于于于第十五周周五第十五周周五第十五周周五第十五周周五前由各班课代表收齐后交上。前由各班课代表收齐后交上。前由各班课代表收齐后交上。前由各班课代表收齐后交上。物理化学实验物理化学实验1期末考试通告期末考试通告考试时间：考试时间：第第1718周最后一实验课上周最后一实验课上考试内容：考试内容：实验总结（不少于实验总结（不少于600字，含实验字，含实验方法分析；实验中的收获、提高、体会等）方法分析；实验中的收获、提高、体会等）考试方式：开卷考试方式：开卷注意事项：注意事项：严禁抄袭！严禁抄袭！