北京师范大学物理化学习题答案

物理化学练习题

(上册)

北京师范大学化学学院

第一章 热力学第一定律及热化学

一．判断题：正确划(√)，错误划(×)

( × ) 1．凡是体系的温度升高时，就一定吸热，而温度不变时，则体系既不

吸热，也不放热。

( × ) 2．对于一定量的气体，温度一定，内能就一定。

( √ ) 3．状态一定，焓值就一定，状态变化了，焓也一定变。 ( × ) 4．W = (P 1V 1 – P 2V 2)/(γ- 1)，此公式是在绝热可逆条件下推出的，所以

此公式只能在绝热条件下使用。

( √ ) 5．ΔH = ΔU + Δ(PV)适用于封闭体系中任何过程的ΔH 的计算。 ( × ) 6．1摩尔乙醇在恒温下变为蒸气，假定为理想气体，因该过程温度未

变，故ΔU = 0，ΔH = 0。

( × ) 7．因为恒压热容大于恒容热容，所以化学反应的等压热效应必定大于

化学反应的等容热效应。

( × ) 8．标准状态下，反应：CH 2OH(g)＋O 2 (g) CO 2(g)＋2H 2O(g)

φm

r H ? =-393kJ ·mol -1，此φm r H ?值就是甲醇的燃烧热。 ( × ) 9．标准状况下，C(金刚石)＋O 2→CO 2(g)的反应热，既是金刚石的燃烧

热，也是的CO 2生成热。

( × ) 10．在标准压力和298K 下，某电池反应放出的热量为350kJ ·mol -1，

则该反应的ΔH （298）=-350 kJ ·mol -1。

(√ ) 11．化学反应的反应进度的单位是mol ，其值与反应方程式的写法有关。 (× ) 12．对于某化学反应，若已知反应的ΔC p >0，则反应的ΔH 随温度升高

而减少。

(√ ) 13．对含有放射性物质蜕变反应的热效应，不能用下列公式计算：

φm

r H ?=[(Συφm f H ?)p －(Συφm f H ?)r ]，(下角标p 表示产物，r 表示反应物)。

(√ ) 14．1mol 单原子理想气体(C v ·m = 3R/2)，温度从300K 绝热压缩到500K ，

则其焓变ΔH为500R。

(√)15．对于反应3H2(g)＋N2(g) →2NH3(g)，当其中N2因反应消耗了

0.3mol时，反应进度ξ(mol)为0.3。

二、选择题：

( C ) 1．H2和Cl2在绝热刚性容器中生成HCl(g)，则状态函数改变值为零的是：

(A)ΔT (B)ΔC

(C)ΔU (D)ΔH

( A ) 2．在25℃、101325Pa时，下列反应分别于烧杯中和在原电池中对外放电来实现，并分别称为途径a和b，过程的热及焓变分别用Q和ΔH表示

则以下结论能成立的是

(A) ΔH a =ΔH b(B) Q a = Q b

(C) ΔH b = Q b(D)ΔH a〈Q a

( B) 3．理想气体由压力为101325Pa受恒外压102325Pa绝热压缩至平衡终态，则

(A) Q = 0，W = 0，ΔU 〉0，ΔH 〉0

(B) Q = 0，W 〉0，ΔU 〉0，ΔH〈0

(C) Q = 0，W〈0，ΔU 〉0，ΔH 〉0

(D) Q = 0，W〈0，ΔU〈0，ΔH〈0

( B) 4．已知反应B→A和B→C所对应的等压反应热分别为ΔH2和ΔH3，则反应A→C的ΔH1为

(A) ΔH1 = ΔH2 + ΔH3

(B) ΔH1 = ΔH2 - ΔH3

(C) ΔH1 = ΔH3 –ΔH2

(D) ΔH1 = -ΔH2 - ΔH3

( A) 5．有一真空绝热瓶子，通过阀门和大气相隔，当阀门打开时，大气(视

为理想气体)进入瓶内，此时瓶内气体温度将

(A)升高(B)降低(C)不变(D)不确定

( B ) 6．公式ΔH = Q p适用于下列过程中的

(A) 理想气体从101.325Kpa反抗恒定外压10.1325Kpa膨胀

(B) 273K、101.325Kpa下，冰融化成水

(C) 298K、101.325Kpa下，电解CuSO4水溶液

(D) 气体从状态Ⅰ等温可逆变化到状态Ⅱ

( D ) 7．实际气体经节流膨胀后

(A) Q = 0，ΔH= 0，ΔP>0

(B) Q = 0，ΔH= 0，ΔT<0

(C) Q = 0，ΔH<0，ΔP<0

(D) Q = 0，ΔH= 0，ΔP<0

( B) 8．范氏气体经Joule实验后(绝热向真空膨胀)气体的温度将

(A)上升(B)下降(C)不变(D)不确定

( A ) 9．1mol, 373 K, θp下的水经下列两个不同过程，到373 K, θp下的水汽(1)等温可逆蒸发(2)真空蒸发。这两个过程中功和热的关系为

(A) W1 >W2Q1 >Q2

(B) W1< W2Q1

(C) W1 = W2 Q1 = Q2

(D) W1>W2 Q1< Q2

(D ) 10．1mol液态苯在298K时置于弹式量热计中完全燃烧，生成水和CO2

气体，同时放热3264kJ·mol-1，则其等压燃烧焓为

(A) 3268kJ·mol-1(B) -3265kJ·mol-1

(C) 3264kJ·mol-1(D) -3268kJ·mol-1

三、简答题：

1．1mol单原子理想气体始态为273 K、φP，经下列过程

(a) 恒容升温1K (b) 恒温压缩至体积缩减一半

(c) 恒压升温10K (d) 绝热可逆压缩至体积减一半

上述四个过程哪一个终态压力最大？哪一个终态压力最小？哪一个终态温度最高？哪一个最低？

答：d ,c ,d ,b

2．理想气体从相同始态分别绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀到达相同的终态压力，则两者终态温度、体积及过程的焓变相同吗？

答：不相同。T 可逆< T 不可逆, V 可逆 < V 不可逆, ΔH 可逆 <ΔH 不可逆

3．请证明对于理想气体R

C P V U m v p ??=??)(。 4．1mol 单原子理想气体，从273 K 、2×φP 经PT=常数的可逆途径压缩至压力增加1倍的终态，则该过程的ΔU 为多少？

答：-1072J

5．298K 、φP 条件下的化学反应Zn(s) + H 2SO 4(ag)→ ZnSO 4(ag) + H 2(g)放热177.9kJ ，则过程的ΔH 、ΔU 、W 、Q 为多少？

6．请简单说明热力学中标准态对纯气体、纯固体、纯液体都是指什么状态？

7．对于理想气体，δQ 可写成下式 δQ = C V dT + )(V

nRT dV ，其中C V 只是T 的函数，试证明δQ 不是全微分，而T

Q δ是全微分。 四．计算题

1．用搅拌器对1mol 理想气体作搅拌功为41.84J ，并使温度在恒压下升高1K ，若气体的C p ·m = 29.28J ·K -1·mol -1，求该过程的Q 、W 以及体系的ΔU 、ΔH 。

2．1mol 单原子理想气体，从始态273 K 、202.65KPa ，延着P/V = 常数的可逆过程，变化到压力加倍的终态，试求：

(a) 通过该过程后体系的ΔU 、ΔH 和过程的Q 、W ，

(b) 该途径的C 热容为多少。

3．已知在298K 时，C 6H 6(l)的φm f H ?(298)= 49.03kJ ·mol -1

C 6H 6(g)的φ

m f H ? (298)= 82.93kJ ·mol -1，

C 6H 6(l)的C p ·m = -50.8 + 2.55×10-3T(J ·mol -1)，

C 6H 6(g)的C p ·m = -33.0+ 4.71×10-3T(J ·mol -1)，

求苯在正常沸点时1mol 液态苯气化为苯蒸气时的ΔU 及ΔH 。

4．气相丙烯加氢反应的φm r H ?(298)= -123.35kJ ，298K 时碳和丙烷的燃烧热分别为-393.51 kJ ·mol -1和-2220.03 kJ ·mol -1，水的生成热为-285.84 kJ ·mol -1 。计算丙烯的燃烧热和标准生成热，又查得290K 到400K 范围内，丙烯、氢气、丙烷的C P 分别为63.9，28.8，73.5 J ·K -1·mol -1，求373K 时丙烯加氢反应的

φm

r H ?是多少？ 5．298.15K 时，草酸的标准摩尔燃烧焓为-251.9 kJ ·mol -1，根据下面的表值数据，计算

(a) 298.15K 时，草酸的标准摩尔生成焓

(b) 318.15K 时，草酸的标准摩尔生成焓

(c) 298.15K 时，草酸的燃烧内能变化Δc U m

H 2(g) O 2(g) C(石墨) H 2O(l) CO 2(g) (COOH)2 φm r H ?(298.15)/ kJ ·mol -1 0

0 0 -285.9 -393.5 ? C P (298.15)/ J ·K -1·mol -1

28.87 29.29 8.79 75.31 37.24 97.91 6．已知298K,101.3KPa 时，液态丙烯腈(CH 2=CH-CN)，石墨和H 2(g)的φm

c H ?分别为-1756.9，-392.9，-285.5 kJ ·mol -1，气态氰化氢和乙炔的φm f H ?分别为

129.6及226.6kJ ·mol -1, 在101.3KPa 下，液态丙烯腈的沸点为351.7K 。298.2K 时其蒸发热为32.8 kJ ·mol -1，求298K 及101.3KPa 下反应C 2H 2(g) + HCN(g) →

CH 2=CH-CN(g)的r m H φ?。

第二章 热力学第二定律

一．判断题：正确划(√)，错误划(×)

( × ) 1．某化学反应的熵变可用反应热效应Δr H m 被反应温度除求得，即

T

H S m r ?=? 。 ( × ) 2．在压力为101.325KPa 下，110℃的水变成水蒸气，所吸收的热为Q ，则此过程的熵变为T

Q S =?。 ( × ) 3．①若ΔS 〈 0，则此过程不能进行。

( × ) ②若ΔS 〉0，则此过程一定能进行。

( √ ) ③若ΔS = 0，则此过程为可逆过程。

( × ) 4．苯的熔点为278.7K ，则在φP 下，苯(l, 278.7K) → 苯(s, 278.7K)的

ΔG 〈 0。

( × ) 5．1mol 理想气体在300K ，由10φP 等温膨胀到φP ，其ΔG = -5.7kJ ，

则该过程一定为不可逆过程。

(√ ) 6．①根据熵增加原理，当系统达到平衡时，其熵值最大。

(× ) ②物质气化时，熵值增加，因此，气态比液态稳定。

(× ) 7．对于理想气体的自由膨胀，由于是等温过程，故dU = 0，又因为其

外压等于零，故PdV = 0，根据dU = TdS – PdV ，因此TdS = 0，即该过程是等熵过程。

(√ ) 8．101325Pa 、373.2K 下的1mol 水向真空容器气化，最后成为101325Pa 、

373.2K 的水汽，这是一个热力学不可逆过程，因是等温等压过程，故ΔG 〈 0。

(√ ) 9．某体系从始态经过一个绝热不可逆过程到达终态，为了计算某些热

力学函数的变量，可以设计一个绝热可逆过程，从同一始态出发到达同一终态。

10．判断下列各过程的运算公式是否正确：

(√ ) ① 理想气体向真空膨胀：12ln

V V nR S =? (√ ) ② 水在298K ，φP 下蒸发：T

G H S ?-?=? (× ) ③ 恒温恒压可逆电池反应T

H S ?=? 二、选择题：

( D ) 1．某体系进行不可逆循环过程时

(A) ΔS(体系) 〉0， ΔS(环境)〈 0

(B) ΔS(体系) 〉0， ΔS(环境) 〉0

(C) ΔS(体系) = 0， ΔS(环境) = 0

(D) ΔS(体系) = 0， ΔS(环境) 〉0

( C ) 2．N 2和O 2混合气体的绝热可逆压缩过程中

(A) ΔU = 0 (B) ΔF = 0 (C) ΔS = 0 (D) ΔG = 0 ( D ) 3．单组分体系，在正常沸点下汽化，不发生变化的一组量是

(A) T ，P ，U (B)H ，P ，U (C) S ，P ，G (D) T ，P ，G ( C ) 4．封闭体系中，W / = 0，恒温恒压下进行的化学反应，可用下面哪个公

式计算体系的熵变

(A) ΔS = Q P /T (B) ΔS = ΔH/T

(C) ΔS = (ΔH -ΔG ) /T (D) ΔS = nRTlnV 2/V 1

( D ) 5．要计算298K ，标准压力下，水变成水蒸汽(设为理想气体)的ΔG ，

需知道的条件是

(A) m p C ?(H 2O 、l) 和m p C ? (H 2O 、g)

(B)水的正常沸点下汽化热ΔH v,m 及其熵变

(C) m v C ?(H 2O 、l) 和m p C ? (H 2O 、g) 及ΔH v,m

(D) m p C ? (H 2O 、l) 和m v C ? (H 2O 、g) 及ΔH v,m

( A )6．由热力学基本关系可以导出n mol 理想气体B 的(

)T S V

??为 (A) nR/V (B) –nR/P (C) nR (D) R/P

( D ) 7．某化学反应在300K 、φP 下，在试管中进行时，放热6×104J ，若在

相同条件下，通过可逆电池进行反应，则吸热6×103J ，该化学反应的熵变ΔS 体为

(A)-200J ·K -1 (B) 200J ·K -1 (C) -20J ·K -1 (D) 20J ·K -1

(A ) 8．上题反应在试管中进行时，其环境的熵变ΔS 环为

(A)200J ·K -1 (B) -200J ·K -1 (C) -180J ·K -1 (D) 180J ·K -1 ( A ) 9．在题7中，该反应体系可能做的最大非膨胀功为

(A)-66000J (B) 66000J (C) -54000J (D) 54000J ( D ) 10．在383K 、φP 下，1mol 过热水蒸气凝聚成水，则体系、环境及总

的熵变为

(A) ΔS 体〈 0 ΔS 环〈 0 ΔS 总〈 0

(B) ΔS 体〈 0 ΔS 环 〉0 ΔS 总 〉0

(C) ΔS 体 〉0 ΔS 环 〉0 ΔS 总 〉0

(D) ΔS 体〈 0 ΔS 环 〉0 ΔS 总〈 0 三、简答题：

1．如何将下列不可逆过程设计为可逆过程？

(1) 理想气体从压力为P 1，向真空膨胀至P 2。

答：可设计定温可逆膨胀

(2) 两块温度分别为T1、T2的铁块(T1 〉T2)相接触，最后终态温度为T。

答：在T1和T2之间设置无数个温差为dT的热源，使铁块T1和T1-dT，T1-2dT，……的无数热源接触，无限缓慢地达到终态温度T，使铁块T2和T2- dT,T2-2d T,……的热源接触，无限缓慢地达到终态温度T.

(3) 将理想气体A和B分离成纯A和B。

答：用两个滑动时既不漏气又无摩擦的绝热套筒abcd和efgh，ef和cd 为半透膜，前者只能透过A，后者只能透过B，将两筒以无限缓慢的速度反向滑动，便能可逆分开A和B。

(4) 303K、φP的H2O (l)向真空蒸发为303K、φP的H2O (g)。

答：可以设计两条可逆途径，一条是定压可逆，另一条是定温可逆。

(5) 化学反应A(g) + B(g) →C(g) + D(g)

答：可安排在van’t Hoff平衡箱内进行可逆反应。如果是氧化还原反应，设法安排成可逆电池。

(6) 理想气体从P1、V1、T1经绝热不可逆变化到P2、V2、T2。

答：可设计下列四条途径⑴从状态Ⅰ定容可逆或压到状态A后，再定温可逆膨胀至状态Ⅱ；⑵从状态Ⅰ定压可逆膨胀至状态B后，再定温可逆膨胀至状态Ⅱ；⑶从状态Ⅰ定温可逆膨胀至状态C后，再定压可逆膨胀至状态Ⅱ；⑷从状态Ⅰ定温可逆膨胀至状态D，再定容膨胀至状态Ⅱ。

2．下面四种设想有道理吗?为什么？

(1) 有人想用地球内部的热岩体和地表的不同温度来制造地热发电机。

答：从理论分析可行

(2) 有人想用赤道和地球二级温差来制造热机。

答：从理论上分析可行

(3) 有人想用大气压不同高度不同压力所造成的压力差来作功。

答：此设想是错误的，因为压力随高度分布，服从Boltzman平衡分布，所以无推动力可言。

(4) 有人想利用海洋深处与表面的温差来制造热机。

答:从理论分析可行

3．下列过程中ΔU、ΔH、ΔS、ΔG、ΔF何者为0？

(1) 非理想气体卡诺循环

(2) 实际气体节流膨胀

答：ΔU=0

(3) 甲烷气体由T 1、P 1绝热可逆膨胀到T 2、P 2

(4) 孤立体系中任何过程

(5) 理想气体等温等压混合

4．1mol 单原子理想气体，始态温度为T 1=273 K 、P 1= 3φP 经则下列各过程的ΔS 孤立是〉0、〈0或 = 0。

(1) 绝热可逆膨胀到终态为2φP

(2) 绝热反抗恒外压为2φP 至终态压力为2φP

(3) 绝热可逆压缩到终态压力为4φP

(4) 以恒定压力为4φP ，绝热膨胀到终态压力为4φP

5．简单说下列过程ΔG 和ΔS 计算(即如何设计过程)

(1) 298K 、φP 下，1mol 乙醇(l)变为乙醇(g)的ΔG 、ΔS

(2) 268K 、φP 下，1mol 过冷H 2O(l)变为H 2O(s)的ΔG 、ΔS

四．计算题

1．298.2K 和5φP 下的1dm 3 O 2 (g)经过绝热可逆膨胀至φP 压力,求过程的ΔU 、ΔH 、ΔS 、ΔG 、ΔA 。

已知φm S (298K ，φP )=204.8J ·K -1·mol -1，C p m （O 2）=29.26 J ·K -1·mol -1，气体可看作是理想气体。

2．将Cd + 2AgCl → CdCl 2 + 2Ag 反应布置为电池，在298K 、φP 下反应

在电池中可逆进行，作电功130.2kJ ，在此温度下CdCl 2的φm f H ? =

-389.2kJ ·mol -1，AgCl 的φm f H ?= -126.7kJ ·mol -1，求上述反应体系的r m U φ?、

r m

H φ?、r m G φ?、r m A φ?及可逆电池实际的热效应Q ，并判断反应是否自发进行。 3．请证明(1)气体绝热自由膨胀；(2) 焦耳-汤姆逊过程，均是不可逆过程。

4．1mol 理想气体(C v,m =3R/2)，始态温度为0℃，压力为101325Pa ，计算

经下列状态变化的ΔG ，已知φm S (273)=108.8 J K -1·mol -1

(1) 恒压下体积加倍

(2) 恒容下压力加倍

(3) 恒温下压力加倍

5．在恒熵条件下，将3.45mol 的理想气体从101325Pa 、288K 压缩到7×101325Pa ，然后保持体积不变，降温至288K ，求此过程的Q 、W 、ΔH 、ΔU 、ΔS 、ΔA 和ΔG 。已知该气体的C v,m =(5/2) R

6．在273K 时，斜方硫 → 单斜硫的ΔH 为322.2 J ·mol -1，已知这个变化在368K 是可逆进行的，求

(1) 273K 时变化的ΔG ； (2) 在368K 时变化的ΔH 。

已知C p,m (单斜) = 15.15 + 0.0030 T (J K -1·mol -1)

C p,m (斜方) = 17.24 + 0.0197 T (J K -1·mol -1)

第三章 多组分体系热力学

一．判断题：正确划(√)，错误划(×)

(×) 1．在1000gH2O 中加入1 molH2SO4，最后溶液体积为V2ml，则H2SO4的偏摩尔体积就等于(V2-1000) ml 。

(×) 2．某气体的逸度系数γ=1，则该气体一定为理想气体。

(×) 3．在理想溶液中，分子间的相互作用力是忽略不计的。

(√) 4．对双液系，设组分i为易挥发性物质，则χi(l)〈χi(g)。

5．在一定T、P下，对组成一定某溶液，若对其中组分i的标准态选择不同时，对i 的

(√) ①化学势

i

μ无影响。

(√) ②对

i

α也无影响

(×) 6．在同一系溶液中组分B的浓度可用x B、m B、c B表示，其标准状态选择也不同，则相应的化学势也不同。

(√) 7．二组分理想溶液的总蒸气压大于任一组分的蒸气分压。

(×) 8．在298K时，0.01mol·kg-1糖水的渗透压与0.01mol·kg-1食盐水的渗透压相等。

(×) 9．对溶液而言，只有溶质才有偏摩尔质量。

(√) 10．气体物质的标准态为P = 101.325KPa的状态。

(×) 11．处于相同T、P下的N2(g)和O2(g)皆为理想气体，则μN

2=μO

2

。

(×) 12．活度为1的状态必为标准态。

二、选择题：

( B) 1．恒温时，在A-B双溶液系中，若增加A组分使其分压P A上升，则B 组分在气相中的分压

(A) 上升(B) 下降(C) 不变(D) 不确定

( C ) 2．已知373K时，液体A的饱和蒸气压为105Pa，液体B的饱和蒸气压为0.5×105Pa，设A和B构成理想溶液，则当A在溶液中的摩尔分数0.5时，在气相中A的摩尔分数为

(A) 1 (B) 1/2 (C) 2/3 (D) 1/3

( B ) 3．一封闭钟罩中放一杯纯水A 和一杯糖水B ，静止足够长时间后发现

(A) A 杯水减少，B 杯水满后不再变化

(B) A 杯变成空杯，B 杯水满后溢出

(C) B 杯水减少，A 杯水满后不再变化

(D) B 杯水减少至空杯，A 杯水满后溢出

( A ) 4．保持压力不变，在稀溶液中溶剂的化学势μ随温度降低而

(A) 降低 (B)不变 (C) 增大 (D) 不确定

( A ) 5．有一稀溶液浓度为m ，沸点升高值为ΔT b ，凝固点下降值为ΔT J ，则

(A) ΔT J 〉ΔT b (B) ΔT J = ΔT b (C) ΔT J 〈ΔT b (D) 不确定关系 ( A ) 6．有四杯含有不同溶质但浓度相同的水溶液，其m = 1mol ·kg -1，分别

测其沸点，沸点升得最高的是

(A) Al 2(SO 4)3 (B) MgSO 4 (C) K 2SO 4 (D) C 6H 5SO 3H

( B ) 7．某温度下，A 、B 两种纯液体的蒸气压分别为10kPa 和20kPa ，当组

成χB = 0.4的理想溶液，有

(A) P 总 = 16 kPa (B) P 总- P A = 8 kPa

(C) P 总- P B = 8 kPa (D) P A = 4 kPa

( A ) 8．对于理想溶液，下列偏微熵不为零的是 (A)

p T T G m ?????????????)( (B) p T G M ?????????)( (C) p T G m ?????????)( (D) p T S M ??

???????)(

三、简答题：

1．下列各量哪些为偏摩尔量？哪些为化学势？

⑴i n p T i

j n F ≠???? ????,, ⑵ i n V T i j n F ≠???? ????,, ⑶ i n p T i j n G ≠???? ????,, ⑷i n s p i j n H ≠???? ????,, ⑸i n V T i j n G ≠???? ????,, ⑹i

n P T i j n H ≠???? ????,, ⑺ i n P T i j n V ≠???? ????,, 答：偏摩尔量有1、3、6、7；化学势有2、4、7

2．试比较下列H 2O 的六种状态化学势的大小，按由小到大的顺序排列。

①100℃、φP 、H 2O(l) ②100℃、φP 、H 2O(g) ③100℃、2×φP 、H 2O(l) ④100℃、2×φP 、H 2O(g) ⑤101℃、φP 、H 2O(l) ⑥101℃、φP 、H 2O(g) 答：①=② ③﹤④ ⑥﹤⑤

3．稀溶液中，若溶剂遵守拉乌尔定律，则溶质亦遵守亨利定律。如何从微观上解释这一规律？

4．理想溶液中物质的i 的V i = V*m,i ，H i = H*m ，那么是否可以推论G i = *i m G ,，

S i = *i m S ,。

5．试证明j

j j j n V S i n P S i n V T i n P T i i n U n H n F n G ,,,,,,,,???? ????=???? ????=???? ????=???? ????=μ 6．由两种液体所形成的溶液中，组分蒸气压对拉乌尔定律产生不大的正偏量，如果浓度用摩尔分数表示且选纯液体为标准态，组分活度系数必定大于1还是小于1？若组分在极稀溶液中，服从亨利定律为参考态，则组分活度系数又如何？

答：大于1；小于1

7．100℃时，与χ(NaCl) = 0.0351的水溶液成平衡的蒸气压P (H 2O) = 0.931×φP ，则该溶液中水的活度为多少?

8.含有非挥发性溶质的水溶液，在101.325kPa 下，-3℃时开始析出冰，已知K f = 1.86 K ·Kg ·mol -1，K b = 0.52 K ·Kg ·mol -1，则该溶液的正常沸点为多少？

答：373.99K

四．计算题

1．已知液体A和液体B形成理想溶液，设在298.2K时，理想溶液Ⅰ(含1molA和3 mol B)的总蒸气压为101.325kPa，理想溶液Ⅱ(含2mol A和2mol B 和饱和蒸气压为0.8×101.325kPa的6mol C)的总蒸气压为101.325kPa，试求：

(1) 溶液Ⅰ和溶液Ⅱ的χA、χB、χC

(2) 液体A和液体B的饱和蒸气压

(3) 溶液蒸气中A、B摩尔分数y A、y B

(4) 形成溶液Ⅰ、Ⅱ过程的Δmix S和Δmix G

2．甲醇的正常沸点为65℃，其蒸发热为35.15 kJ·mol-1，有一由0.5 molCHCl3和9.5 mol CH3OH组成的溶液，其沸点为62.5℃，试计算在62.5℃时由1 mol CHCl3和9 mol CH3OH组成的溶液，其总蒸气压及蒸气相组成是多少？

3．凝固点为271.3 K的海水，在293.2 K用反渗透法使其淡化，问最少需要加多大压力？（已知水的熔化热ΔH m = 600 J·mol-1，溶剂的摩尔体积V1(l)= 0.018dm3·mol-1）

4．在300K时，溶液A的蒸气压为37.33kPa，液态B的蒸气压为22.66 kPa，当2molA和2molB混合后，液面上蒸气压为50.66 kPa，在蒸气A的摩尔分数为0.60。假定蒸气为理想气体，求

(1) 溶液中A和B的活度

(2) 溶液中A和B的活度系数

(3) 求Δmix G

(4) 若为理想溶液，Δmix G id为多少？

第四章 化学平衡

一．判断题：正确划(√)，错误划(×)

(√ ) 1．反应3/2 H

2(g) + 1/2 N 2(g)

NH 3(g)，当其中N 2(g)因反应消耗

0.3mol 时，反应进度ξ为0.3mol 。

(× ) 2．有化学反应2A + B →3C ，以μ代表i 物质的化学势，在恒T 、P 、

W ˊ= 0时，该反应达到平衡，则μ A +μ B =μ C 。

(× ) 3．某反应的φm G ?是反应达平衡时的吉布斯自由能的增量。 (× )4．已知298K 时反应Zn(s) + 1/2O 2(g) → ZnO(s)的φm G ? = -318.2

Kg ·mol -1，则通常情况下，Zn 在空气中会自动被氧化。

(× ) 5．已知298K 下，反应(1) 2CuCl 2(s) + H 2(g) → 2Cu (s) + 2HCl(g)的K P,1

= 212.7kPa ，则同温度情况下，反应(2) Cu(s) + HCl(g) → CuCl 2(s) + 1/2H 2(g)的K C ，2为3.415(mol ·dm -3)-1/2。

(× ) 6．反应NH 4HS(s) → NH 3(g) + H 2S (g)的平衡常数φP K 与商解压P 的关

系为φP K =2)(21φP

P 。 (√ ) 7．一个放热反应的平衡常数随温度的增加而减少。

(× ) 8．温度升高时，化学反应速度加快，因此化学反应的平衡常数也增大。

( ) 9．若0)

298()298(???=K S K H T m m φφ，则说明不能通过改变温度的办法改变化学反应的方向。

( ) 10．若某反应是lgK P 与1/T 成直线关系，且直线的斜率为-2.6×103，则

该反应的ΔH 是49.78 kJ ·mol -1 。

二、选择题：

( D ) 1．在温度T ，压力P 时，理想气体反应C

2H 6(g)

H 2(g) + C 2H 4(g)

的平衡常数Kc/Kx 比值为

(A) RT (B) 1/RT (C) RT/P (D) P/RT

( C ) 2．在刚性密闭容器中，有下列理想气体达平衡A(g) + B(g) = C(g)，若

在恒温下加入一定量的惰性气体，则平衡将

(A) 向右移动 (B) 向左移动 (C) 不移动 (D) 无法确定

( A ) 3．已知，反应FeO(s) + C(s) = CO(g) + Fe(s)的φm r H ?为正，φm r S ?为正(且

均不随温度变化)，欲使反应正向进行，则一定

(A) 高温有利 (B)低温有利 (C) 与温度无关 (D) 与压力有关 ( C ) 4．反应2C(s) + O

2(g)

2CO(g)的φm r G ?/(J ·mol -1)= -232600-167.8T/K ，

若温度增加，则

(A) φm r G ?变负，反应更完全 (B) φK 变大，反应更完全

(C) φK 变小，反应更不完全

(D) 无法确定

三、简答题：

1．反应CO(g) + H

2O(g) CO 2(g) + H 2(g)，因为反应前后分子数相等，所以无论压力如何变化，对平衡均无影响，对吗?为什么?

答：不正确，因为压力太高时气体不是理想气体

2．有人说在一定温度压力下，某反应的Δr G m 〉0，只要选用合适的催化剂，就可使反应进行，对吗？为什么？

答：不正确，催化剂只改变反应速率不改变方向

3．PCl 3(g)的分解反应,在473K 平衡时有48.5%分解,在573K 平衡时有97%分解，此反应的是〉0、〈0还是 =0 ？

答：大于

4．简单推出分解反应A(s)

B(g) + 2C(g)的平衡常数K ?和离解压P

离

的关系。３

答：

5．气相反应CO + 2H

2

CH 3OH 的φm r G ? = (-90.625 + 0.211T/K) kJ ·mol -1，若要使平衡常数φK 〉1，温度应为多少？

答：T ﹤410K

四．计算题：

1．某一混合物含A 2、B 2和AB ，其摩尔数之比为4:4:1，在催化剂作用下有下列反应A

2+ B 2 2AB ，已知1000K 时，K P =1。

(1) 将大量混合物在1000K 、φP 下通过催化剂，有1mol A 2和1mol B 2反应生成2mol AB ，求化学反应的ΔG 。

(2) 将催化剂投入到9mol 的混合气体中，使其充分反应直到平衡为止，求此过程的ΔG (1000K 、φP )。

2．碳酸钙在密闭的容器中加热分解产生氧化钙和二氧化碳

CaCO 3 → CaO + CO 2，若知如下数据：

Ca CO 2 CaCO 3 φm r H ?(298)/ kJ ·mol -1 -635.1

-393.51 -1208 φm

r G ?(298)/ kJ ·mol -1 -604.2 -394.38 -1128.8 (1) 求298K 时分解反应的K P ；

(2) 求P(CO 2) = 101.325kPa 时的分解温度(φm r H ?与温度无关)。

3．在催化剂作用下，乙烯气体与液体水反应生成乙醇水溶液，其反应为 C 2H 4(g) + H 2O(l) = C 2H 5OH(aq)。已知25℃纯乙醇的蒸气压为7.6×103Pa ，乙醇水溶液在其标准态(即C=1mol ·dm -3)时乙醇的蒸气压为 5.33×103Pa ，C 2H 5OH(l)、H 2O(l)和C 2H 4(g)个标准生成吉布斯自由能分别为-1.748×105、-2.372×105和6.818×104 J ·mol -1，试计算此水合反应的标准平衡常数。

4．298K 时，正辛烷的标准燃烧热是-5512.4 kJ ·mol -1，CO 2 (g)和液态水的标准生成热分别为-393.5和-285.8 kJ ·mol -1，正辛烷、氢气和石墨的标准生成热分别为463.71130.59和569 J ·K -1·mol -1。

(1) 试求算298K时正辛烷生成反应的φ

K

(2) 增加压力对提高正辛烷的产率是否有利？为什么？

(3) 升高温度对提高其生产率是否有利？为什么？

(4)若在298K及标准压力下进行此反应达到平衡时，正辛烷的摩尔分数能否达到0.1？若希望正辛烷的摩尔分数达0.5，试求算298K时需要多大压力才行？

第五章相平衡

一．判断题：正确划(√)，错误划(×)

(×) 1．对大多数物质而言，增加压力其熔点下降。

(×) 2．水在相图上的冰点位置就是其三相点的位置。

(×) 3．将固体NH4Cl放在一抽真空容器中，并使它达平衡：

Cl(s)NH3(g)+ HCl(g)，此平衡体系的组分数为3。

NH

(√) 4．若[?(lnP/P?)/?y A]T〈0，则气相中A组分浓度小于液相中A组分浓度。

(×) 5．Clapeyron -- Clausius方程积分式中B完全由熵效应决定。

(√) 6．正常沸点下，大多数液体的摩尔气化熵近似相等。

(√) 7．具有最低(或最高)共沸点的溶液，肯定不是理想溶液。

(√) 8．若A和B二组分仅能形成两种稳定化合物AB和AB2，则在A、B 组成的二元凝聚物系相图中，可形成的低共熔混合物的个数为3。(×) 9．固熔体在恒压下的自由度为2。

(√) 10．互不相溶双液系的沸点低于任一组成的沸点。

(×) 11．若在一恒温密闭容器内有水及平衡水蒸气存在，若充以惰性气体(不溶于水，也不与水反应)，则水的蒸气压必然下降。

(√) 12．若在二元凝聚物系的步冷曲线上出现“水平线段”，则此物系必有三相共存。

二、选择题：

( A) 1．在在含有C(s)、H2O(g)、CO(g)、CO2(g)、H2(g)五个物种的平衡体系中，其独立组分数C为