物理化学课程指导书(含答案)定稿

三、计算题(参考课后习题)

1. 在100g苯(C6H6)中加入13.76g联苯(C6H5C6H5),所形成溶液的沸点比苯高了2.3K,若加入21.9g某种纯富勒烯后形成的溶液的沸点升高了0.785K。 (1)求该富勒烯的分子量

(2)若测得纯苯的沸点为353.25K,求苯的摩尔蒸发焓。

2. 20℃时,纯苯的饱和蒸汽压为10kPa,HCl(g)溶于苯时的亨利常数kx(HCl)=2380kPa.若在20℃时,HCl(g)溶于苯形成稀溶液,当蒸气总压为101.325kPa时,液相组成x(HCl)为多少?在上述条件下,0.1kg的苯中,溶有多少千克的HCl? 四、复习总结思考题

1. 本章研究多组分系统的基本脉络是什么?化学势这个量在本章的作用是什么?

2. 如何从分子观点来解释理想液态混合物中各组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律?

3. 从分子的观点解释亨利常数的物理意义。

4. 为什么引入逸度及逸度系数来讨论真实气体的化学势,试说明其物理意义? 5. 为什么引入活度及活度系数的概念来讨论真实液态混合物,试说明其物理意义?

6. 对溶液中的溶质,标准态不同时,活度值就不同,那么该组分的化学势值是否也会不同?

五、研究性学习作业题目

1.冬季建筑施工中,为了保证施工质量,常在浇筑混凝土时加入盐类,其主要作用是什么?

2.自然界中,有的高大树种可以长到100m以上,其能够从地表供给树冠养料和水分的主要动力是什么?

第五章 化学平衡

一、预习思考题

1.化学平衡的判据和条件是什么?

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2.平衡常数改变了,平衡是否移动?平衡发生了移动,平衡常数是否改变? 3.什么是标准平衡常数K?“标准平衡常数数值上总是等于1”的说法对吗? 4.为什么有纯凝聚相参加的反应其平衡数表示式中没有凝聚相物质的平衡分压出现?

5. 实际气体反应的等温方程式怎样的? 二、基本概念题 1.填空题

?(1)在温度为1000K时的理想气体反应 2SO3(g) = 2SO2(g) + O2(g)的?rGm=

?10293J·mol-1,则该反应的平衡常数K= ______。

(2)已知反应C(s) + O2(g) = CO2(g)的平衡常数为K1;CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g)的平衡常数为K2;2C(s) + O2(g) = 2CO(g)的平衡常数为K3;则K3与K1、K2的关系为K3 = (K1 / K2)n,n =_____。

(3)已知反应C(s)?H2O(g)?CO(g)?H2(g):在400?C达到平衡,

???rHm?133.5kJ?mol?1,为使平衡向右移动,可采取的措施有 ,

, 或 。 (4)将A、B两种气体以1 : 2的比例封入一真空容器,反应A(g) + 2B(g) = C(g)为吸热反应,300℃平衡时系统的总压力为p1,在500℃平衡时总压力为p2,则p1____p2。(填>、<或=)

(5)反应为吸热反应,升高温度时,则反应的平衡常数将 。 答案:(1)0.29 (2) 2 (3)升高温度;即使移走产物;减小压力;通入水蒸汽(4)>(5)增大 2.选择题

(1)若严格遵循体系的“摩尔吉布斯自由能-反应进度”的曲线进行,则该反应最终处于:

A. 曲线的最低点 ; B. 最低点与起点或终点之间的某一侧; C. 曲线上的每一点 ; D. 曲线以外某点进行着热力学可逆过程

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(2) 任何一个化学反应,影响其标准平衡常数值的因素为: A. 反应物浓度 B. 产物浓度 C. 温度 D. 催化剂

(3) 已知某温度下反应2NH3 = N2 + 3H2的平衡常数为0.25,则在该温度下反应 1/2N2 + 3/2H2 = NH3的平衡常数为:

A. 4 B. 2 C. 0.5 D. 0.25

(4) 设反应 A(s) = D(g) + G(g) 的?rGm (J·mol-1) = -4500 + 11(T/K), 要防止反应发生,温度必须:

A. 高于409K ; B. 低于136K ; C. 高于136K而低于409K ; D. 低409K 。

(5)在刚性密闭容器中,有下列理想气体反应达平衡: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.不移动; B.向左移动; C.向右移动; D.无法确定。 答案:(1)-(5)A;C;C;A;A 三、计算题(参考课后习题)

1.有关金刚石和石墨在298K时的热力学数据如下表所示:

金刚石

?cHm?/(kJ·mol-1) Sm?/(J·K-1·mol-1) 密度/kg·dm-3

-395.3 2.43 3.513

石墨 -393.4 5.69 2.260

求:(1) 298K时,由石墨转化为金刚石的?rGm?;

(2) 298K时,由石墨转化为金刚石的最小压力。 2: 反应 2NaHCO3(s) = NaCO3(s) +H2O(g) +CO2(g)

在温度为30 ℃ 和100 ℃ 时的平衡总压分别为0.827kPa和97.47kPa。设反应焓?rHm?与温度无关。试求:

(1) 该反应的反应焓 ?rHm? 。

(2) NaHCO3(s)的分解温度(平衡总压等于外压101.325kPa)。(8分) 四、复习总结思考题

??1. ?rGm,就是反应处于平衡时的吉布斯自由能变化。”??RTlnK?, 可见?rGm15

这种说法对吗?为什么?

vb2. K?值能否根据某温度、任一压强下反应达平衡时各气体的分压按?pb计算?

3. 对于一个化学反应,当人为地改变反应体系中各反应物及生成物所取的标准

?状态时,反应的?rGm、?rGm及K?有无变化?为什么?

4. 下列碳的不完全燃烧反应为:

?2C(s)+O2(g)==== 2CO(g) ?rGm=(-232 600-167.8 T)J·mol-

?当升高温度时,?rGm变得更负,从而使K?更大,反应就更完全,对吗?

5. CO2(g)+C(s)==== 2CO(g)反应是气体物质的量增加的反应,反应向右进行时,压强会增大。这就不是恒温恒压条件下的反应了,是否还能用等温方程式计算?rGm并用以判定反应的方向呢? 五、研究性学习作业题目

“纯是相对的,绝对纯的物质是没有”,试从反应的亲合能A上分析这句话的道理?

第六章 相平衡

一、预习思考题

1. 多相体系平衡的条件是什么?

2. 硫氢化铵的分解反应:(1)在真空容器中分解;(2)在充有一定氨气的容器中分解;两种情况的组分数是否一样? 3.水的三相点与冰点是否相同?

4. 沸点和恒沸点有何不同? 恒沸混合物是不是化合物?

5. 形成稳定化合物的相图有何特点? 形成不稳定化合物的相图有何特点? 6. 有低共熔点的部分互溶系统的相图有何特点?有转熔温度的部分互溶系统的相图有何特点?

7. 如何用热分析法绘制二组分凝聚系统相图? 8. 在二组分体系中,如何使用杠杆规则? 二、基本概念题

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