物理化学部分答案

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3. 理想气体绝热可逆和绝热不可逆过程的功,都可用公式V W C T =?计算,那两种过程的功是否一样? 答:不一样。过程不同,终态不相同,即ΔT 不一样,因此绝热可逆和绝热不可逆两过程所做功不一样。

6. 在相同的温度和压力下,一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水:(1)氢气在氧气中燃烧;(2)爆鸣反应;(3)氢氧热爆炸;(4)氢氧燃料电池。在所有反应中,保持反应始态和终态都相同,请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同?

答:应该相同。因为热力学能和焓是状态函数,只要始终态相同,无论通过什么途径,其变化值一定相同。这就是:异途同归,值变相等。

7. 理想气体向真空绝热膨胀后,他的温度将( )。

(A )升高 (B )降低 (C )不变 (D )不一定

答:(C )对于理想气体而言,内能仅仅是温度的单值函数,经真空绝热膨胀后,内能不变,因此体系温度不变。

9. 公式?H = Q p 适用于哪个过程( )。

(A )理想气体绝热等外压膨胀 (B )H 2O (s )273K 101.3kPa ,H 2O (g )

(C )Cu 2+(aq )+2e - → Cu (s ) (D )理想气体等温可逆膨胀

答:(B )式适用于不作非膨胀功的等压过程。

1. (1)一系统的热力学能增加了100kJ ,从环境吸收了40kJ 的热,计算系统与环境的功的交换量;

(2)如果该系统在膨胀过程中对环境做了20kJ 的功,同时吸收了20kJ 的热,计算系统热力学能的变化值。

解:根据热力学第一定律:ΔU = W + Q ,即有:

(1)W =ΔU -Q = 100 – 40 = 60kJ

(2)ΔU = W + Q = -20 + 20 = 0

2. 在300 K 时,有 10 mol 理想气体,始态压力为 1000 kPa 。计算在等温下,下列三个过程做膨胀功:

(1)在100 kPa 压力下体积胀大1 dm 3 ;

(2)在100 kPa 压力下,气体膨胀到压力也等于100 kPa ;

(3)等温可逆膨胀到气体的压力等于100 kPa 。

解:根据理想气体状态方程p V= nRT ,即有:

V

nRT p = (1)∵ W = -p e ΔV = -p e (V 2-V 1)

∴ W = -100×103×1×10-3 = -100J

(2)∵ W = -p e ΔV = -p e (V 2-V 1) = - 2p (2p nRT -1p nRT ) = - ???

? ??-121p p nRT ∴ W = -10×8.314×300×(1-

1000100)= -22.45 kJ (3)∵ W = -dV p ? =-21V V nRT dV V

?= -12ln V V nRT = -21ln p p nRT ∴ W = - 10×8.314×300×1001000ln

= -57.43 kJ 3. 在373 K 恒温条件下,计算1 mol 理想气体在下列四个过程中所做的膨胀功。已知始、终态体积分别为25 dm 3和100 dm 3 。

(1)向真空膨胀;

(2)等温可逆膨胀;

(3)在外压恒定为气体终态压力下膨胀;

(4)先外压恒定为体积等于50 dm 3 时气体的平衡压力下膨胀,当膨胀到50 dm 3以后,再在外压等于100 dm 3 时气体的平衡压力下膨胀。

试比较四个过程的功,这说明了什么问题?

解:(1)向真空膨胀,外压为零,所以

20W =

(2)等温可逆膨胀

1111225ln 1 mol 8.314 J mol K 373 K ln 4299 J 100

V W nRT V --==?????=- (3)恒外压膨胀

3e 21221212

()()()nRT W p V V p V V V V V =--=--=-- 11331 mol 8.314 J mol K 373 K (0.10.025)m 2326 J 0.1 m

--????=-?-=- (4)分两步恒外压膨胀

4e,121e,232213223

()()()()nRT nRT W p V V p V V V V V V V V =----=---- 12232550(11)(2)50100

V V nRT nRT nRT V V =-+-=+-=-

111 mol 8.314 J mol K 373 K 3101 J --=-????=-

说明作功与过程有关,系统与环境压差越小,膨胀次数越多,做的功也越大。5. 1mol 理想气体在122K 等温的情况下,反抗恒定外压10.15kPa ,从10dm 3膨胀的终态100 dm 3,试计算Q 、W 和ΔU 、ΔH 。 解:该过程是理想气体等温过程,故 ΔU =ΔH = 0

∵ W = -p e ΔV = -p e (V 2-V 1)

∴ W = -10.15×103×(100.0-10)×10-3 = -913.5J

根据热力学第一定律:ΔU = W + Q ,即有:

Q =ΔU -W = 0 -(-913.5)= 913.5J

11202.6 0.10 mol 8.314 J mol K 300 K (1)149.7 J 506.6

--=?????-=9. 在300 K 时,4 g Ar (g )(可视为理想气体,其摩尔质量M Ar =39.95 g·mol -1),压力为506.6 kPa 。今在等温下分别按如下两过程:反抗202.6 kPa 的恒定外压进行膨胀。(1)等温为可逆过程;(2)等温、等外压膨胀,膨胀至终态压力为202.6 kPa 。试分别计算两种过程的Q ,W ,ΔU 和ΔH 。

解:(1)理想气体的可逆过程, 0U H ?=?= ,4 g Ar 的物质的量为:

1

4 g 0.10 mol 39.95g mol n -==? 1112506.6 ln

0.10 mol 8.314 J mol K 300 K ln 228.6 J 202.6R R p Q W nRT p --=-==?????= (2)虽为不可逆过程,但状态函数的变化应与(1)相同,即0U H ?=?=

22212211

()()(1)R R nRT nRT p Q W p V V p nRT p p p =-=-=-=-11202.6 0.10 mol 8.314 J mol K 300 K (1)149.7 J 506.6

--=?????-=10. 在573 K 时,将1 mol Ne (可视为理想气体)从1000 KPa 经绝热可逆膨胀到100 kPa 。求Q 、W 、ΔU 和ΔH 。 解法1: 因该过程为绝热可逆过程,故Q =0。

∵ R C m V 23=,,R C m p 25=,,则3

5==m V m p C C ,,γ 又 ∵ γγγγ221111T p T p --=,则11212T p p T γγ

-???? ??=

∴ 11212T p p T γγ

-???? ??==573100100035351???? ??-// = 228K

11,m 21() 1 mol 1.58.314 J mol K (228573) K 4.30 kJ V W U nC T T --=?=-=?????-=- 11,m 21() 1 mol 2.58.314 J mol K (228573) K 7.17 kJ p H nC T T --?=-=?????-=- 解法2:22,m 11ln ln V T V C R T V =-222

,m ,m 111, p V T p V C C R T p V -== 可得:

22,m 11

ln ln p T p C R T p =221,m 1100ln ln ln 2.51000p T R p R T C p R == 22ln 0.921, 228 K 573 K

T T =-=11,m 21() 1 mol 1.58.314 J mol K (228573) K 4.30 kJ V W U nC T T --=?=-=?????-=-11,m 21() 1 mol 2.58.314 J mol K (228573) K 7.17 kJ p H nC T T --?=-=?????-=- 1. 自发过程一定是不可逆的,所以不可逆过程一定是自发的。这说法对吗?

答: 前半句是对的,后半句却错了。因为不可逆过程不一定是自发的,如不可逆压缩过程。

6. 相变过程的熵变可以用公式H

S T ??=来计算,这种说法对吗? 答:说法不正确,只有在等温等压的可逆相变且非体积功等于零的条件,相变过程的熵变可以用公式T

H S ?=?来计算。 8. 1×10-3 kg 水在 373 K ,101325 Pa 的条件下汽化为同温同压的水蒸气,热力学函数变量为 ΔU 1,ΔH 1和 ΔG 1;现把 1×10-3 kg 的 H 2O (温度、压力同上)放在恒 373 K 的真空箱中,控制体积,使系统终态蒸气压也为101325 Pa ,这时热力学函数变量为ΔU 2,ΔH 2和 ΔG 2。问这两组热力学函数的关系为( )。

(A )ΔU 1> ΔU 2,ΔH 1> ΔH 2,ΔG 1> ΔG 2 (B )ΔU 1< ΔU 2,ΔH 1< ΔH 2,ΔG 1< ΔG 2

(C )ΔU 1= ΔU 2,ΔH 1= ΔH 2,ΔG 1= ΔG 2 (D )ΔU 1= ΔU 2,ΔH 1> ΔH 2,ΔG 1= ΔG 2

答:(C )系统始态与终态都相同,所有热力学状态函数的变量也都相同,与变化途径无关。

5. 有2mol 单原子理想气体由始态500kPa 、323K 加热到终态1000kPa 、3733K 。试计算此气体的熵变。 解:理想气体的p 、V 、T 变化设置过程如下:

物理化学课后答案

第一章 气体的pVT 关系 1-1物质的体膨胀系数V α与等温压缩系数T κ的定义如下: 1 1T T p V p V V T V V ???? ????-=??? ????= κα 试导出理想气体的V α、T κ与压力、温度的关系? 解:对于理想气体,pV=nRT 111 )/(11-=?=?=??? ????=??? ????= T T V V p nR V T p nRT V T V V p p V α 1211 )/(11-=?=?=???? ????-=???? ????- =p p V V p nRT V p p nRT V p V V T T T κ 1—2 气柜内有121.6kPa 、27℃的氯乙烯(C 2H 3Cl )气体300m 3 ,若以每小时90kg 的流量输往使用车间,试问贮存的气体能用多少小时? 解:设氯乙烯为理想气体,气柜内氯乙烯的物质的量为 mol RT pV n 623.1461815 .300314.8300 106.1213=???== 每小时90kg 的流量折合p 摩尔数为 13 3153.144145 .621090109032-?=?=?=h mol M v Cl H C n/v=(14618.623÷1441。153)=10.144小时 1-3 0℃、101.325kPa 的条件常称为气体的标准状况。试求甲烷在标准状况下的密度。 解:33 714.015 .273314.81016101325444 --?=???=?=?=m kg M RT p M V n CH CH CH ρ 1—4 一抽成真空的球形容器,质量为25.0000g 。充以4℃水之后,总质量为125.0000g 。若改用充以25℃、13。33kPa 的某碳氢化合物气体,则总质量为25。0163g 。试估算该气体的摩尔质量。 解:先求容器的容积33 ) (0000.1001 0000.100000 .250000.1252 cm cm V l O H == -= ρ n=m/M=pV/RT mol g pV RTm M ?=?-??== -31.3010 13330) 0000.250163.25(15.298314.84 1-5 两个体积均为V 的玻璃球泡之间用细管连接,泡内密封着标准状况条件下的空气.若将其中一个球加热到100℃,另一个球则维持0℃,忽略连接管中气体体积,试求该容器内空气的压力。 解:方法一:在题目所给出的条件下,气体的量不变。并且设玻璃泡的体积不随温度而变化,则始态为 )/(2,2,1i i i i RT V p n n n =+= 终态(f )时 ??? ? ??+=???? ??+ =+=f f f f f f f f f f T T T T R V p T V T V R p n n n ,2,1,1,2,2,1,2,1

物化实验习题与答案

实验一燃烧热的测定 1.根据热化学的定义,关于燃烧热的定义下列说法正确的是(C) (A)物质氧化时的反应热 (B)物质完全氧化时的反应热 (C)1mol物质完全氧化时的反应热 (D)1mol物质完全还原时的反应热 2.氧弹式量热计的基本原理是(A) (A)能量守恒定律 (B)质量作用定律 (C)基希基希霍夫定律 (D)以上定律都适用 3.氧弹式量热计是一种(D) (A)绝热式量热计 (B)热导式量热计 (C)热流式量热计 (D)环境恒温式量热计 4.在用氧弹式量热计测定苯甲酸燃烧热的实验中不正确的操作是(D) (A)在氧弹充入氧气后必须检查气密性 (B)量热桶内的水要迅速搅拌,以加速传热 (C)测水当量和有机物燃烧热时,一切条件应完全一样 (D)时间安排要紧凑,主期时间越短越好,以减少体系与周围介质发生的热交换5.在测定萘的燃烧热实验中,先用苯甲酸对氧弹量热计进行标定,其目的是(A)(A)确定量热计的水当量 (B)测定苯甲酸的燃烧热 (C)减少萘燃烧时与环境的热交换 (D)确定萘燃烧时温度的增加值 6.用氧弹式量热计测定萘的燃烧热,实验直接测量结果符号表示为(C)(A)Q (B)Q P (C)Q V (D)△H 7.燃烧热测定实验中,温差的修正可用哪种方法进行(B) (A)溶解度曲线 (B)奔特公式 (C)吸热——放热曲线 (D)标准曲线 8.给氧弹充氧气时,正确的操作方法是减压阀出口压力指示表指针应指在(B)(A)小于 (B)—2 MPa (C)3Mpa—4MPa (D) 5 MPa 9.氧弹量热计中用水作为物质燃烧时燃烧热的传热介质,将水装在容器内正确的操作是(A)(A)3升水装在内筒

物理化学在线作业答案

1.大分子化合物对溶胶稳定性的影响是:()。 ? A 稳定作用 ? B 破坏作用 ? C 大分子化合物量少时起稳定作用,量多时起破坏作用 ? D 大分子化合物量少时起破坏作用,量多时起稳定作用 正确答案:D ? 单选题 2.乙醇和乙酸乙酯完全互溶,当乙醇的摩尔分数为0.462时,形成恒沸物。若用精馏方法分离乙醇的摩尔分数为0.35的乙醇和乙酸乙酯组成的混合溶液,()。 ? A 只能得到纯乙醇 ? B 只能得到纯乙酸乙酯 ? C 能够得到纯乙醇和纯乙酸乙酯 ? D 纯乙醇和纯乙酸乙酯都不能得到 正确答案:B ? 单选题 3.1 mol 0℃、101.325kPa 的水在等温等压下变为冰,该过程的()。 ? A △G=0,△H<0 ? B △G=0,△H=0 ? C △G<0,△H<0 ? D △G<0,△H=0 正确答案:A ?

4.关于基元反应的活化能,下列说法正确的是()。 ? A 活化分子的最低能量 ? B 活化分子的平均能量 ? C 反应物分子的平均能量 ? D 活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差 正确答案:D ? 单选题 5.晶体物质的溶解度和熔点与粒子大小的关系是()。 ? A 粒子越小,溶解度越大,熔点越低 ? B 粒子越小,溶解度越大,熔点越高 ? C 粒子越小,溶解度越小,熔点越低 ? D 粒子越小,溶解度越小,熔点越高 正确答案:A ? 单选题 6.下列测定大分子平均摩尔质量的方法中,()不是独立的测定方法。 ? A 渗透压法 ? B 光散射法 ? C 粘度法 ? D 超离心沉降法 正确答案:C ? 单选题

7.使一定量的某种溶胶聚沉需要1.00mol?dm-3 CaCl2溶液 20mL 或0.002mol?dm-3 Na2SO4 50mL,则该溶胶()。 ? A 带正电 ? B 带负电 ? C 不带电 ? D 可能带正电,也可能带负电 正确答案:A ? 单选题 8.当电解质的浓度降低时,电导率()。 ? A 增大 ? B 减小 ? C 不变 ? D 可能增大,也可能减小 正确答案:D ? 单选题 9.化学反应刚产生沉淀时,生成的沉淀颗粒大小不一,当放置一段时间后,会出现的现象是()。 ? A 小颗粒变大,大颗粒变小,直至颗粒大小相同 ? B 小颗粒变小直至消失,大颗粒变得更大 ? C 小颗粒和大颗粒都变小,颗粒数增加 ? D 小颗粒和大颗粒都不发生变化 正确答案:B ? 单选题

物理化学课后习题及答案(天津大学)第五版

第七章电化学 7.1用铂电极电解溶液。通过的电流为20 A,经过15 min后,问:(1)在阴极上能析出多少质量的?(2) 在的27 ?C,100 kPa下的? 解:电极反应为 电极反应的反应进度为 因此: 7.2在电路中串联着两个电量计,一为氢电量计,另一为银电量计。当电路中 通电1 h后,在氢电量计中收集到19 ?C、99.19 kPa的;在银电量 计中沉积。用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。 解:两个电量计的阴极反应分别为 电量计中电极反应的反应进度为 对银电量计 对氢电量计

7.3用银电极电解溶液。通电一定时间后,测知在阴极上析出的 ,并知阴极区溶液中的总量减少了。求溶液中的和。 解:解该类问题主要依据电极区的物料守恒(溶液是电中性的)。显然阴极区溶液中的总量的改变等于阴极析出银的量与从阳极迁移来的银的量 之差: 7.4用银电极电解水溶液。电解前每溶液中含。阳极溶解下来的银与溶液中的反应生成,其反应可表示 为 总反应为 通电一定时间后,测得银电量计中沉积了,并测知阳极区溶液重 ,其中含。试计算溶液中的和。 解:先计算是方便的。注意到电解前后阳极区中水的量不变,量的改变为

该量由两部分组成(1)与阳极溶解的生成,(2)从阴极迁移到阳极 7.5用铜电极电解水溶液。电解前每溶液中含 。通电一定时间后,测得银电量计中析出,并测知阳极区溶 液重,其中含。试计算溶液中的和。 解:同7.4。电解前后量的改变 从铜电极溶解的的量为 从阳极区迁移出去的的量为 因此, 7.6在一个细管中,于的溶液的上面放入 的溶液,使它们之间有一个明显的界面。令的电流直上而下通过该管,界面不断向下移动,并且一直是很清晰的。以后,

物理化学第二版作业答案6-8

物理化学作业题答案 第六章 相平衡 思考题 5.在含有氨的容器中氯化铵固体分解达平衡,43NH Cl(s)NH (g)HCl(g)+垐?噲?。指出该系统的独立组分数、 相数和自由度? 答:反应中有三个物种,一个平衡限制条件,没有浓度限制条件。所以独立组分数为2,相数为2,自由度为2。 习题解析 3.3CaCO (s)在高温下分解为CaO(s)和2CO (g),根据相律解释下述实验事实。 (1) 在一定压力的2CO (g)中,将3CaCO (s)加热,实验证明在加热过程中,在一定的温度范围内3CaCO (s)不会分解。(2) 在3CaCO (s)的分解过程中,若保持2CO (g)的压力恒定,实验证明达分解平衡时,温度有定值。 解:(1) 该系统中有两个物种,2CO (g)和3CaCO (s),所以物种数2S =。在没有发生反应时,组分数2C =。现在是一个固相和一个气相两相共存,2P =。当2CO (g)的压力有定值时,根据相律,条件自由度 *12121f C P =+-=+-=。这个自由度就是温度,即在一定的温度范围内,可维持两相平衡共存不变,所以3CaCO (s)不会分解。 (2)该系统有三个物种,2CO (g),3CaCO (s)和CaO(s),所以物种数3S =。有一个化学平衡,1R =。没有浓度限制条件,因为产物不在同一个相,故2C =。现在有三相共存(两个固相和一个气相),3P =。若保持 2CO (g)的压力恒定,条件自由度*12130f C P =+-=+-=。也就是说,在保持2CO (g)的压力恒定时,温度 不能发生变化,即3CaCO (s)的分解温度有定值。 5.结霜后的早晨冷而干燥,在-5℃,当大气中的水蒸气分压降至 Pa 时,霜会升华变为水蒸气吗? 若要使霜不升华,空气中水蒸气的分压要有多大?已知水的三相点的温度和压力分别为 K 和611 Pa ,水的摩尔气化焓 1vap m 45.05 kJ mol H -?=?,冰的摩尔融化焓1fus m 6.01 kJ mol H -?=?。设相变时的摩尔焓变在这个温度区间内是 常数。 解:冰的摩尔升华焓等于摩尔熔化焓与摩尔气化焓的加和, sub m vap m fus m H H H ?=?+?11(45.05 6.01) kJ mol 51.06 kJ mol --=+?=? 用Clausius-Clapeyron 方程,计算 K (-5℃)时冰的饱和蒸气压 (268.15K)51 06011 ln 611 Pa 8.314273.16268.15p = - ? ? ??? 解得 (268.15K)401.4 Pa p = 而 K (-5℃)时,水蒸气的分压为 Pa ,低于霜的水蒸气分压,所以这时霜要升华。当水蒸气分压等于或大于401.4 Pa 时,霜可以存在。

物理化学课后习题答案

四.概念题参考答案 1.在温度、容积恒定的容器中,含有A 和B 两种理想气体,这时A 的分压 和分体积分别是A p 和A V 。若在容器中再加入一定量的理想气体C ,问A p 和A V 的 变化为 ( ) (A) A p 和A V 都变大 (B) A p 和A V 都变小 (C) A p 不变,A V 变小 (D) A p 变小,A V 不变 答:(C)。这种情况符合Dalton 分压定律,而不符合Amagat 分体积定律。 2.在温度T 、容积V 都恒定的容器中,含有A 和B 两种理想气体,它们的 物质的量、分压和分体积分别为A A A ,,n p V 和B B B ,,n p V ,容器中的总压为p 。试 判断下列公式中哪个是正确的 ( ) (A) A A p V n RT = (B) B A B ()pV n n RT =+ (C) A A A p V n RT = (D) B B B p V n RT = 答:(A)。题目所给的等温、等容的条件是Dalton 分压定律的适用条件,所 以只有(A)的计算式是正确的。其余的,,,n p V T 之间的关系不匹配。 3. 已知氢气的临界温度和临界压力分别为633.3 K , 1.29710 Pa C C T p ==?。 有一氢气钢瓶,在298 K 时瓶内压力为698.010 Pa ?,这时氢气的状态为 ( ) (A) 液态 (B) 气态 (C)气-液两相平衡 (D) 无法确定 答:(B)。仍处在气态。因为温度和压力都高于临界值,所以是处在超临界 区域,这时仍为气相,或称为超临界流体。在这样高的温度下,无论加多大压力, 都不能使氢气液化。 4.在一个绝热的真空容器中,灌满373 K 和压力为 kPa 的纯水,不留一点 空隙,这时水的饱和蒸汽压 ( ) (A )等于零 (B )大于 kPa (C )小于 kPa (D )等于 kPa 答:(D )。饱和蒸气压是物质的本性,与是否留有空间无关,只要温度定了, 其饱和蒸气压就有定值,查化学数据表就能得到,与水所处的环境没有关系。

物理化学实验课后习题答案

1. 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用?如何保护及正确使用? 答:(1)电位差计是按照对消法测量原理设计的一种平衡式电学测量装置,能直接给出待测电池的电动势值,测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短,以防止电流通过而改变电极表面的 平衡状态。 (2)标准电池是用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降。 (3)检流计用来检验电动势是否对消,在测量过程中,若发现检流计受到冲击,应迅速按下短路按钮,以保护检流计。检流计在搬动过程中,将分流器旋钮置于“短路”。 (4)工作电池(稳压电源)电压调至与电位差计对电源的要求始终相一致。 3.电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用? 答:电位差计:利用补偿法测定被测电极电动势; 标准电池:提供稳定的已知数值的电动势EN,以此电动势来计算未知电池电动势。 检流计:指示通过电路的电流是否为零; 工作电池:为整个电路提供电源,其值不应小于标准电池或待测电池的值。 4.测电动势为何要用盐桥?如何选用盐桥以适合不同的体系? 答:(1)对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。 (2)选择盐桥中电解质的要求是:①高浓度(通常是饱和溶液);②电解质正、负离子的迁移速率接近相等;③不与电池中的溶液发生反应。具体选择时应防止盐桥中离子与原电池溶液中的物质发生反应,如原电池溶液中含有能与Cl-作用而产生沉淀的Ag+、Hg 离子或含有能与K+离子作用的ClO-离子,则不可使用KCl盐桥,应选用KNO3或NH4NO3盐桥。 5.在测定电动势过程中,若检流计的指针总往一个方向偏转,可能是什么原因? 答:若调不到零点,可能的原因有: (1)电池(包括工作电池、标准电池和待测电池)的正负极接反了; (2)电路中的某处有断路; (3)标准电池或待测电池的电动势大于工作电池的电动势,超出了测量范围。 4.为何本实验要在恒温条件下进行,而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先恒温? 答:温度对反应速率常数k影响很大,故反应过程应在恒温条件下进行。 3、在凝固点降低法测定摩尔质量实验中,根据什么原则考虑加入溶质的量,太多太少影响如何? 答:根据溶液凝固点的下降值考虑加入溶质的量。太多就不是稀溶液,太少凝固点下降值太小,误差大。 3. 实验中为何用镀铂黑电极?使用时注意事项有哪些? 答:铂电极镀铂黑的目的在于减少电极极化,且增加电极的表面积,使测定电导时有较高灵敏 度。电导池不用时,应把两铂黑电极浸在蒸馏水中,以免干燥致使表面发生改变。 4. UJ34A型电位差计测定电动势过程中,有时检流计向一个方向偏转,分析原因。 原因:电极管中有气泡;电极的正负极接反;线路接触不良;工作电源电压与电位差计对电源的要求数据不一致等。 2.反应物起始浓度不相等,试问应怎样计算k值? 答:若CH3COOC2H5溶液浓度a>b(NaOH溶液浓度),则其反应速率方程的积分式为 a a κt+κ0 (—-1) - κ0— b c a ln????????? = κ(a—b)t + ln— ____ b b κt - κc — c C和κc分别为反应进行完全后体系中产物CH3COONa的浓度和电导率 若a>b时b =C,若a< b时a =C 3.如果NaOH和乙酸乙酯溶液为浓溶液时,能否用此法求k值,为什么? 答:不能。只有反应体系是很稀的水溶液,才可认为CH3COONa是全部电离的。反应前后Na+的浓度不变。随着反应的进行,导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代,致使溶液的电导逐渐减小。可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化,以跟踪反应 物浓度随时间变化。 1、把苯甲酸在压片机上压成圆片时,压得太紧,点火时不易全部燃烧;压得太松,样品容易脱落;要压得恰到好处。 挥发性双液图

中学物理化学A(I)作业习题

物理化学A(I) (教材第一至第九章) 第一章: Problem 1: a) Use the fact that to show that the radiant energy emitted per second by unit area of a blackbody is. b) The sun’s diameter is m and its effective surface temperature is 5800 K. Assume the sun is a blackbody and estimate the rate of energy loss by radiation from the sun. c) Use to calculate the relativistic mass of the photons lose by radiation from the sun in a year. Problem 2: The work function of K is 2.2eV and that of Ni is 5.0eV. a) Calculate the threshold frequencies and wavelengths for these two metals. b) Will violet light of wavelength 4000A cause the photoelectric effect in K? In Ni? c) Calculate the maximum kinetic energy of the electron emitted in b). Problem 3: On the basis of the Bohr theory, calculate the ionization energy of the hydrogen atom and the linear velocity of an electron in the ground state of the hydrogen atom. Problem 4: What is the de Broglie wavelength of an oxygen molecule at room emperature? Compare this to the average distance between oxygen molecules in a gas at 1 bar at room temperature. What is the de Broglie wavelength of an electron that has been accelerated through a potential difference of 100V.

(0129)《物理化学》网上作业题答案

(0129)《物理化学》网上作业题答案 1:第一次 2:第二次 3:第三次 4:第四次 5:第五次 6:第六次 7:第七次 1:[单选题] 已知下列反应的平衡常数:H 2(g) + S(s) = H 2 S(s) (1) K1 ; S(s)+O 2 (g)=SO 2 (2) K2 则反应:H 2(g)+SO 2 (g)=O 2 (g)+H 2 S(g) 的平衡常数为() A:K1 + K2 ; B:K1 - K2 ; C:K1·K2 ; D:K1/K2 。 参考答案:D 2:[单选题]恒温下,在反应2NO2(g) = N2O4(g) 达到平衡后的体系中加入惰性气体,则A: 平衡向右移动; B:平衡向左移动; C: 条件不充分,无法判断; D: 平衡不移动。 参考答案:C 3:[单选题]某反应速率常数k = 2.31 ×10-2mol-1?dm3?s-1,反应起始浓度为1.0 mol?dm-3,则其反应半衰期为: A: 43.29 s ;

B:15 s ; C: 30 s ; D:21.65 s 。 参考答案:A 4:[单选题]下列叙述中错误的是: A:水的三相点的温度是273.15K,压力是610.62 Pa ; B:三相点的温度和压力仅由系统决定,不能任意改变; C:水的冰点温度是0℃(273.15K),压力是101325 Pa ; D: 水的三相点f = 0,而冰点f = 1 。 参考答案:A 5:[单选题]盐碱地的农作物长势不良,甚至枯萎,其主要原因是: A:天气太热; B:很少下雨; C:肥料不足; D:水分倒流。 参考答案:D 6:[单选题]下列溶液中哪个溶液的摩尔电导最大: A: 0.1M KCl水溶液; B:0.001M HCl水溶液; C:0.001M KOH水溶液; D: 0.001M KCl水溶液。 参考答案:B 7:[单选题]在某温度下,一密闭的刚性容器中的PCl5(g) 达到分解平衡,若往此容器中充入N2(g) 使体系压力增大二倍(此时体系仍可按理想气体处理),则PCl5(g) 的离解度将:A:增大; B:减小;

物化实验课后答案

实验一燃烧热的测定1. 在氧弹里加10mL蒸馏水起什么作用?答:在燃烧过程中,当氧弹内存在微量空气时,N2的氧化会产生热效应。在一般的实验中,可以忽略不计;在精确的实验中,这部分热效应应予校正,方法如下:用0.1mol·dm-3 NaOH 溶液滴定洗涤氧弹内壁的蒸馏水,每毫升0.1 mol·dm-3 NaOH溶液相当于5.983 J(放热)。 2. (1)本实验中,那些为体系?那些为环境?(2)实验过程中有无热损耗,(3)如何降低热损耗? 答:(1)氧弹中的样品、燃烧丝、棉线和蒸馏水为体系,其它为环境。 (2)实验过程中有热损耗:内桶水温与环境温差过大,内桶盖有缝隙会散热,搅拌时搅拌器摩擦内筒内壁使热容易向外辐射。 (3)降低热损耗的方法:调节内筒水温比外筒水温低0.5-1℃,内桶盖盖严,避免搅拌器摩擦内筒内壁,实验完毕,将内筒洗净擦干,这样保证内筒表面光亮,从而降低热损耗。 3. 在环境恒温式量热计中,为什么内筒水温要比外筒的低?低多少合适? 在环境恒温式量热计中,点火后,系统燃烧放热,内筒水温度升高1.5-2℃,如果点火前内筒水温比外筒水温低1℃,样品燃烧放热最终

内筒水温比外筒水温高1℃,整个燃烧过程的平均温度和外筒温度基本相同,所以内筒水温要比外筒水温低0.5-1℃较合适。 4 固体样品为什么要压成片状?萘和苯甲酸的用量是如何确定的?提示:压成片状有利于样品充分燃烧;萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大,量太多不能充分燃烧,可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。 5 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些? 提示:压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着;压片太松、氧气不足会造成燃不尽。 6 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些? 本实验成功的关键因素是什么? 提示:能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果的主要因素。本实验成功的关键:药品的量合适,压片松紧合适,雷诺温度校正。 实验二十(1)液体饱和蒸气压的测定预习思考题 一、思考题: 1. 真空泵在开关之前为什么要先通大气?

物理化学(作业集)

第一章测试题 一.填空题 1: 封闭系统热力学第一定律的数学表达式为______(微分式)。 答案 2: —定量理想气体的热力学能和焓只是_______的函数。 答案 温度 3: 热力学平衡状态必须同时满足_______、_______、_______、_______。 答案 热平衡。力平衡。相平衡。化学平衡 4: 可逆过程的一个显著特征是体系在内、外_______性质只相差无限小的情况下发生的。答案 强度 5: 理想气体向真空急速膨胀过程的W_______0,_______0。(>,<,= ) 答案 =。= 二.判断题 1: 如果说一个化学反应在标准态下发生,则反应式中各物质分别都处于各自所选定的标准态。 答案 是 三.计算题 1: 有2 mol理想气体,从到经下列三种不同过程,分别求出其相应过程中所做的功。 (1)在298K时恒温可逆膨胀; (2)在298K时,保持外压为100 kPa,做恒外压膨胀; (3)始终保持气体的压力和外压不变,将气体从加热到使体积膨胀到。 答案 2: (1)1 mol水在373 K,101. 325 kPa恒压下蒸发为同温同压下的蒸汽(假设为理想气体),吸热 (2)1 mol水在101. 325kPa恒压下在373K的恒温真空箱中全部蒸发为蒸汽(假设为理想气体)。 求过程的比较结果,说明什么问题。 答案 (2)过程2的始终态与过程1相同,故状态函数的改变量与过程1相同 该过程为向真空蒸发,故 比较过程1和2,结果表明,两种变化过程的相同,因为U,H是状态函数,其改

变量与过程无关,只决定于系统的始终态。而两过程的Q和W不同,因为它们不是系统的状态函数,是与过程有关的物理量,所以尽管两变化过程的始终态相同,但所经历的途径不同,Q和W也不相同。 第二章测试题 一.填空题 1: 设高低温热源的温度分别是,则卡诺热机的效率为_______。 答案 2: 热力学第二定律的数学表达式(Clausius不等式)的微分式是_______。 答案 3: 隔离系统中熵值减小的过程是_______的过程。 答案 不可能实现(进行)的过程 4: 使用吉布斯函数作为过程方向和限度的判据,其适用条件是_______,_______,_______,_______。 答案 恒温。恒压。不做非体积功。封闭系统 5: 均相封闭系统热力学函数之间的4个基本系式为_______,_______,_______,_______。答案 。。。 二.判断题 1: 熵值不可能为负值。 答案 是 三.计算题 1: 1 mol理想气体在恒温下通过①可逆膨胀,②真空膨胀,体积增加到原来的10倍,分别求其系统和环境的熵变,并判断过程的可逆性。 答案 (1)可逆膨胀 根据熵判据,过程(1)是可逆过程 (2)真空膨胀 熵是状态函数,真空膨胀与过程1中可逆过程的始终态柑同,熵变也相同,因此 根据熵判据,过程(2)是不可逆过程。 2: 在标准压力100 kPa和373 K时,把1.0 mol可逆压缩为液体,计算该过程的。已知该条件下水的蒸发热为,=,水蒸气可视为理想气体。 答案 第三章测试题 一.填空题 1: 设分别是二组分系统中组分1和2的偏摩尔吉布斯函数,二种组分的物质的量分别是,则体系的吉布斯函数G为_______。

关于物理化学课后习题答案

关于物理化学课后习题 答案 文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

第一章两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结,泡内密封着标准状态下的空气。若将其中的一个球加热到 100 C,另一个球则维持 0 C,忽略连接细管中气体体积,试求该容器内空气的压力。 解:由题给条件知,(1)系统物质总量恒定;(2)两球中压力维持相同。 标准状态: 因此, 如图所示,一带隔板的容器中,两侧分别有同温、不同压的H2与N2,P(H2)=20kpa,P(N2)=10kpa,二者均可视为理想气体。 H2 3dm3 P(H2) T N2 1dm3 P(N2) T (1) 两种气体混合后的压力; (2)计算混合气体中H2和N2的分压力; (3)计算混合气体中H2和N2的分体积。 第二章 1mol水蒸气(H2O,g)在100℃,下全部凝结成液态水,求过程的功。假 设:相对水蒸气的体积,液态水的体积可以忽略不计。 1mol某理想气体与27℃,的始态下,先受某恒定外压恒温压缩至平衡态, 在恒容升温至℃,。求过程的W,Q, ΔU, ΔH。已知气体的体积Cv,m=*mol-1 *K-1。 容积为 m3的恒容密闭容器中有一绝热隔板,其两侧分别为0 C,4 mol的Ar(g)及150 C,2 mol的Cu(s)。现将隔板撤掉,整个系统达到热平衡,求末态温度

t及过程的。已知:Ar(g)和Cu(s)的摩尔定压热容分别为 及,且假设均不随温度而变。 解:图示如下 假设:绝热壁与铜块紧密接触,且铜块的体积随温度的变化可忽略不计 则该过程可看作恒容过程,因此 假设气体可看作理想气体,,则 冰(H2O,S)在100kpa下的熔点为0℃,此条件下的摩尔熔化焓 ΔfusHm=*mol-1 *K-1。已知在-10~0℃范围内过冷水(H2O,l)和冰的摩尔定压热容分别为Cpm(H2O,l)=*mol-1 *K-1和Cpm(H2O,S)=*mol-1 *K-1。求在常压及-10℃下过冷水结冰的摩尔凝固焓。 O, l)在100 C的摩尔蒸发焓。水和水蒸气已知水(H 2 在25~100℃间的平均摩尔定压热容分别为Cpm(H2O,l)=*mol-1 *K-1和Cpm (H2O,g)=*mol-1 *K-1。求在25C时水的摩尔蒸发焓。 应用附录中有关物资的热化学数据,计算 25 C时反应 的标准摩尔反应焓,要求:(1)应用25 C的标准摩尔生成焓数据;

物理化学作业答案文档

物理化学习题作业答案 第一章热力学第一定律 一、问答题 1. 被划定的研究对象称为系统,不属于系统但与系统密切相关的部分称为环境。 2. 状态函数是描述平衡系统宏观性质的物理量。 3. 在环境压力恒定下,系统始、终态压力相同且等于环境压力的过程。 4. 系统中物质的所有能量的总和。 5. 第一类永动机是不可能造成的。 6. 因系统的体积变化而引起的系统与环境之间交换的功。 7. 可逆过程有三个特点:(1) 系统从始态到终态,过程是以无限接近平衡状态下进行的; (2) 在可逆过程中,系统做最大功,环境做最小功;(3) 沿与过程原来途径相反方向进 行,可使系统和环境完全恢复原来状态。 8. 可以忽略分子间的作用力和分子本身体积的气体。 9. 在标准压力和指定温度下,由最稳定的单质生成一摩尔物质的焓变,称为该物质的标准摩尔生成焓。 10.不能。该情况相当于一个绝热系统中作电功,电机发热只能使室温升高。 二、判断题(正确打√,错误打×) 1. √ 2. √ 3. √ 4. × 5. × 6. × 7. × 8. √ 9. √10. √ 三、选择题(选1个答案) 1. A 2. D 3. B 4. D 5. A 6. C 7. A 8. D 9. C 10. A 四、填空题 1. 封闭 2. 封闭系统中不做非体积功的等压过程 3. 等于 4. 等于 5. 大于

6. 在标准压力和指定温度下,一摩尔物质完全燃烧的焓变 7. 小于 8. 小于 9. 强度性质 10.小于 五、计算题 1. -8.314J 2. (1)Q=0,W=0,△U=0,△H=0 (2)Q=2430J,W=-2430J,△U=0,△H=0 (3)Q=1548J,W=-1548J,△U=0,△H=0 3.Q=40.7kJ,W=-3.10kJ,△U=37.6kJ,△H=40.7kJ 4. 6 5.7kJ 5. 260.7 kJ·mol-1 第二章热力学第二定律 一、问答题 1.第二类永动机是不可能造成的。 2.由理想气体的等温可逆膨胀→绝热可逆膨胀→等温可逆压缩→绝热可逆压缩所组成的循环过程。 3.熵是系统混乱度的量度. 4.在孤立系统中的任何过程,或封闭系统中 的绝热过程: △S>0 表示自发过程 △S=0 表示可逆过程 △S<0 表示不可能发生的过程 5.在封闭系统中的等温等压非体积功 为零的过程: △G<0 表示自发过程 △G=0 表示可逆过程 △G>0 表示不可能发生的过程 6.在封闭系统中的等温等容非体积功 为零的过程:

物理化学离线作业

浙江大学远程教育学院 《物理化学》课程作业(必做) 姓名:金泽学号:717123224001 年级:2017春学习中心:温州学习中心(龙湾)————————————————————————————— 第一章热力学第一定律 一、填空题 1. 系统的性质分为广度性质和__强度性质__。 2. 。 3. “增大”、“减小”或“不变” ) 4. 理想气体在恒定外压下绝热膨胀,气体的焓。(填“增大”、“减小”或“不变” ) 5. ΔU=Q v的适用条件是封闭系统中等容非体积功为零。。 6. O2(g)的的标准摩尔燃烧焓等于零(填“小于”、“大于”或“等于” )。 二、简答题 1. 什么是系统?什么是环境? 答:将一部分物质从其他部分中划分出来,作为研究对象,这一部分物质就称为系统;系统之外与系统密切相关的部分称为环境。 2. 什么是等压过程?什么是可逆过程? 3. 什么是热力学第一定律? 4. 什么是标准摩尔生成焓?什么是标准摩尔燃烧焓? 5. Zn与稀硫酸发生放热置换反应,请问在开口瓶中进行还是在闭口瓶中进行放热更多?为什么? 6. 石墨在充满氧气的定容绝热反应器中燃烧,若以反应器和其中所有物质为系统,请问燃烧前后热力学能和焓如何变化? 三、计算题 1. 1 mol单原子理想气体在298K时,在恒定外压为终态压力下从15.00 dm3等温膨胀到40.00

dm 3,求该过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。 2. 1 mol 水在100℃、101.3kPa 下蒸发为水蒸气,吸热40.7kJ ,求该过程的Q 、W 、△U 和△H 。 3. 已知298.2K 时,NaCl(s)、H 2SO 4(l)、Na 2SO 4 (s)和HCl(g)的标准摩尔生成焓分别为-411、-811.3、 -1383和-92.3 kJ·mol -1,求下列反应的θm r H ?和θm r U ? 2NaCl(s) + H 2SO 4(l) = Na 2SO 4(s) + 2HCl(g) 4. 已知298.2K 时,C (石墨)、H 2(g )和C 2H 6(g )的标准摩尔燃烧焓分别为-393.5 kJ·mol -1、 -285.8 kJ·mol -1和-1559.8 kJ·mol -1。计算下列反应的θm r H ?和θm r U ?: 2C (石墨) + 3H 2(g )→ C 2H 6(g ) 第二章 热力学第二定律 一、填空题 1. 理想气体的卡诺循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和 所组成。 2. 卡诺循环中等温可逆膨胀过程的温度 等温可逆压缩过程的温度。(填“小于”、“大于”或“等于” ) 3. 工作在高温热源373K 与低温热源298K 之间的卡诺热机的效率为 。 4. H 2气和O 2气在绝热钢瓶中发生反应的ΔS 零。(填“小于”、“大于”或“等于” ) 5. 1 mol 373.2K 、101.3kPa 水蒸发为373.2K 、101.3kPa 水蒸气的ΔS J/K (知水的蒸发热为40.64 kJ/mol )。 6. 系统经过不可逆循环过程ΔS 环 零。(填“小于”、“大于”或“等于” ) 7. 1mol 100℃,100kPa 气态水的吉布斯能 1mol 100℃,100kPa 液态水的吉布斯能。(填“小于”、“大于”或“等于” ) 8. 吉布斯能判据的适用条件是 。 二、简答题 1. 什么是自发过程?什么是热力学第二定律? 2. 空调可以把热从低温热源传递到高温热源,这是否与热力学第二定律矛盾?为什么? 3. 熵的物理意义是什么? 如何用熵判据判断过程的方向? 4. 从同一始态出发,绝热可逆过程和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态,为什么? 5. 什么是热力学第三定律?什么是标准摩尔熵? 三、计算题

物理化学类课后习题答案大全

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物化课后答案(1)

第六章相平衡 6.1指出下列平衡系统中的组分数C,相数P及自由度F。 (1)I2(s)与其蒸气成平衡; (2)CaCO3(s)与其分解产物CaO(s)和CO2(g)成平衡; (3)NH4HS(s)放入一抽空的容器中,并与其分解产物NH3(g)和H2S(g)成平衡; (4)取任意量的NH3(g)和H2S(g)与NH4HS(s)成平衡。 (5)I2作为溶质在两不互溶液体H2O和CCl4中达到分配平衡(凝聚系统)。 解:(1)C = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. (2)C = 3 – 1 = 2, P = 3, F = C–P + 2 = 2 – 3 + 2 = 1. (3)C = 3 – 1 – 1 = 1, P = 2, F = C–P + 2 = 1 – 2 + 2 = 1. (4)C = 3 – 1 = 2, P = 2, F = C–P + 2 = 2 – 2 + 2 = 2. (5)C = 3, P = 2, F = C–P + 1 = 3 – 2 + 1 = 2. 6.2已知液体甲苯(A)和液体苯(B)在90 C时的饱和蒸气压分别为= 和。两者可形成理想液态混合物。今有系

统组成为的甲苯-苯混合物5 mol ,在90 C 下成气-液两相平衡, 若气相组成为 求: (1) 平衡时液相组成 及系统的压力p 。 (2) 平衡时气、液两相的物质的量 解:(1)对于理想液态混合物,每个组分服从Raoult 定律,因此 (2)系统代表点 ,根据杠杆原理 6.3 单组分系统的相图示意如右图。 试用相律分析途中各点、线、面的相 平衡关系及自由度。

物理化学实验习题及答案

物理化学实验习题及答案 2013-01-14 00:08 恒温槽的性能测试 习题: 一、优良的恒温槽应具备那些条件? 二、电热器功率过大有何缺点? 三、接触温度计可否当温度计用? 四、恒温槽灵敏度过低,又T——t曲线有何影响? 五、欲提高恒温槽的灵敏度,有那些途径? 六、电子继电器的工作原理,起何作用? H2O2分解反应速率常数的测定 习题: 一、为什么反应开始不立即收集氧气,而要在反应进行一段时间后再收集氧气进行测定? 二、读取氧气体积时量气管及水准瓶中水面处于同一水平位置的作用何在? 三、反应过程中为什么要匀速搅拌?匀速搅拌对测定结果会产生怎的影响? 四、H2O2和KI溶液的初始浓度对实验结果是否有影响?应根据什么条件选择它们? 弱电解质电离常数的测定—分光光度法 习题: 一、在配置溶液时,加入HCl、HAc和NaAc溶液各起什么作用?

二、溶液A和溶液B的起始浓度,是否一定要相同? 液相反应平衡常数的测定 习题: 一,引起本实验误差的可能因素是什么? 二,你认为如何提高本实验的精度? 三,如Fe3+,SCN-离子浓度较大时,则不能按公式来计算Kc的值,为什么? 四,为什么可用[FeSCN2+] 与消光度比乘[SCN-]计算[FeSCN2+]平? 电导法测定弱电解质电离常数 习题: 1.测定金属与电解质溶液电阻的方法有何不同?为什么测定溶液电 阻要用交流电源? 2.测定溶液电导时为什么要恒温? 3.为什么交流电源通常选择在约1000/s,如为了防止极化,频率高一 些,不更好吗?试权衡利弊. 乙醇---环己烷溶液的折射率-组成曲线的绘制 习题: 一、在测定中,溶液过热或分馏不彻底将使得相图图形发生什么变化? 二、做乙醇—环己烷溶液的折光率-组成曲线目的时什么? 三、每次加入蒸馏瓶中的环己烷或乙醇是否安记录表规定的精确值来进行?

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