物理化学 第二版答案.doc

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1、第一章 练习题一 思考题1. 宏观流动性。压缩性微观分子间作用力，分子自由运动性（热运动）2. 不存在；高温低压3. 严格意义上是；高温低压下近似适用4. 真实气体分子间引力作用，真实气体具有体积5. TTc 不可能液化T=TC PPCTTC PPS6. 处于同一对比状态的不同真实气体，Z数值不同二 选择题1. =PM/RT 2. T真=PMM/ZR Pr=P/PC1 Tr=T/TC 由压缩因子图知Z1 T真PVM/R PVM/R=T理 T真T理3. 4Z=V真/V理15. 临界温度下可液化6. 钢瓶颜色，字体颜色三计算题1. 解：=PM/RT 1/2=（P1/T1）/(P2/T2) 2=1*

2、(P2/T2)/（P1/T1）=1*( P2* T1)/( P1* T2) 1=1.96/m3 P2=86.66*103Pa P1=101.325*103Pa T1=273.15K T2298.15K 2=1.96*(86.66/101.325)*( 273.15/298.15)=1.54/m32.解： PV=nRT V同 n同 P1/T1=P2/T2 T1=500K T2=300K P1=101.325KPa P2= P1* T2/ T1=101.325*500/300=60.795 kPa3.解： YNH3=VNH3/V总=（0.1-0.086）/0.1=0.14 n总=P总V总/R总T总

3、 P=100 KPa T=273.15+27=300.15K V=0.1*10-3 m3 R=8.314J/（mol*k） n总=（100*103*10-4）/（8.314*300.15） n总=0.004mol n NH3= n总* YNH3=0.004*0.14=5.6*10-4 P NH3=P总* YNH3=100*0.14=14 KPa4.解：n=m/M nco2=0.1mol nN2=0.5MOL no2=0.6mol y co2=0.1/0.2 y N2=0.5/1.2 y o2=0.5 P co2=P总* y co2=2.026*1/12*105=1.69*104Pa P N2=

4、 P总* y N2=2.026*5/12*105=8.44*104Pa P o2= P总* y o2=2.026*0.5*105=1.103*1055.解：（P+an2/v2）（v-nb）=nRT a=6.57*10-1 b=5.62*10-5 T=350K V=5.00*10-3m3 n=m/M=0.142*103/71=2mol P=nRT/（v-nb）-an2/v2 P=11.907*105-1.501*105=1.086*1066.解：TC=190.7K PC=4.596MPa Tr=T/TC=291.2/190.7=1.527 Pr=P/PC=15/4.596=3.264 由压缩因子

5、图得：Z=0.83 =PM/ZRT=15*106*16*10-3/8.314*291.2*0.83 =119/m3第二章 练习题一、 思考题1、（1）加热烧杯中水 水位系统则环境为大气、烧杯。系统为人为选定 环境与之有能量物质交换。(2) n T v p 综合体现就是气体的状态； 他们就是气体的状态函数。（3）都是能量递过程中能量存在的形式； 摩擦、热源。（4）热：途径函数；温度状态函数； 温度变化与吸放热无必要关系。（5）H=U+PV(6) rHm=rUm+VBRT(g)rHm:恒压热效应数值。rUm：恒容热效应数值。（7）二种标准摩尔焓 定义不同优势数值不同。H2(g)+O2(g)H2O(

6、l)+rHm(9)标准状态 Standard state 标准状况 Standard condition 数据相差不大273.15k 101.325kpa 工程上有时293k2、T、 强度 P、v、m、n广延3、数值、对WR=U-QR W2R=U-Q2RWR W2R(膨胀做功) -QRQ2R4、（1）错 稳定单位 （2）对 H2+1/2O2H2O(L) （3）错 仅仅数值相同 （4）错二、选择题1、（4） 广延：加和 强度：不加和2、（3）除循环可逆过程始末状态均不相同3、（1）温度与热无必然联系4、（3）焓只是与恒热数值相等，意义不同 理想气体焓只是温度函数 放热反应H Cv m +R=1.

7、3 Cv mCv m =(1/0.3)RW=U=n Cv m (T2 -T1 )=(1000/28)*(8.314/0.3)*(326.90-172.15)153.17KJ7、rUm =rHm-vB(g) *RT=49.03*103-(-1)8.314*298.15=51509J=51.51KJ/mol 8、a=fHm（g）-fHm（l） =82.93-49.03=33.90KJ/mol9、 解：C6H5C2H3 + 10 O6(g)=8CO2(g)+ H2O(L)上述反应rHm=cHm(C6H5C2H3)= 8*fHm(CO2 g)+4*fHm(H2OL)- fHm(C6H5C2H3) 所以

8、fHm(苯乙烯)=8*（-393.51）+4*（-285.83）-（-4.3328*103)=41.40kj/mol C6H5C2H5C6H5C2H3（l）+H2(g) 上述反应rHm=fHm(苯乙烯)- fHm(乙苯) =41.40-（-18.60）=60kj/mol10、rHm（7270C）=rHm(250C)+1000.15218.15rCp mdTrCp m=VBCP,m(B) =(-1)*66.5+1*35.309+1*37.11 =5.919J/(mol*K) rHm（7270C）=-36.12+5.919*(1000.15-298.15) *103=-31.96KJ/mol11、

9、解：C2H6C2H4+ H2rHm =H2 - H1-H3=-1545-（-136.8）-（-241.8） =-1166.4KJ/mol第三章 练习题一、思考题1、“引起其它变化” 环境放热2、恒温可逆膨胀 不适用于熵增原理3、不对 熵增原理S QIR=04、对 rCp,m=05、状态函数U Q+W G A6、（1）错 化学反应动力：能量降低混乱度变大（2）错 隔离系统才可用S判据（3）错 状态函数 SIR=SR二、选择题1、混乱度 气液固2、消化粉碎3、4、G=A+(PV)(PV)=nRT 恒温 T=05、三、计算题1、解：（1）S系=nR(P1P2)=108.314(1013.25/101

10、.325)=191.44J/K S环=Q/T=WR/T=nR(P1P2)=191.44J/KS隔=S系+S环=0（2）S系=S(1)=191.44J/KS环=Q/T=0S隔=S系+S环=191.44 J/K（3）S系=S(1)=191.44J/KS环=Q/T=W/T=P外（V2V1）/T=P外（nRT/P2nRT/P1）1T =(nRT/1nRT/10)1298.15=108.314910=74.826J/KS隔=S系+S环=191.44(74.826)=116.614J/K2、解：S1=H/T=40.4610/373.15=108.4282J/KS2=nCp.m(T2/T1) nR(P1/P

11、2)=134.9(473.15/373.15 ) 18.314(101.325/50.66 )=14.05J/KS=S1S2=122.48J/k3、解：S=SO2SN2=(nO2RlnyO2nN2RlnyN2) =0.28.314ln(0.2/1) 0.88.314ln(0.8/1)=2.67621.4842 =4.1604J/K4、解：S1=nHm/T=40.67101/373.15=108.99J/KS2=nRln（P1/P2）=18.314ln(101.32510/410)=7.73J/KS=S1S2=116.72J/KU1=H1(PV)=HnRTU1=40.6710118.314373

12、.15U1=37.57KJU2=0U=U1U2=37.57kJW1=nRT=18.314373.15=3102.37 JW2=nRT(P1P2)= 18.314373.15ln(101.32510 410)=2883.51JW=W1W2=5985.88JQ=UW=37.575.99=43.56KJ H=HnH2=40.6710=40.67 kJ5、解：P2=P11/10=P环=10.1325kPaW=P环(V2V1) =P环(nRT/P2nRT/P1) =nRT(11/10) =28.314273.150.9=4087.7 J恒温U=0 Q=W=4087.7JH=0G=nRTln(V2/V1)

13、= 28.314273.15ln10=10458.20J =10.46kJ6、解：G=nRTln（/）=18.314273.155 ln422/402 =108.24J0 逆反应方向自发 r=f (C2H6,g)=-84.67kJ/mol r=B （B）=(-2) (石) -3 (H2) 1 (C2H6,g) =-25.74+(-3) 130.6+229.51=-11.48+(-391.8)+229.5 =173.78J/(Kmol) r=r-Tr=-84.67298.15(-173.78) 10=32.86kJ/mol0 逆反应方向自发8解：r=Bf =f (NH2CONH2,s)+f (H

14、2O,l) f (CO2,g) 2f (NH3,g) =(-196.7)+(-273.13) (-394.36) 2(-16.5) =6.47kJ/molH2O,l3、 RB XA1三、计算题1、解：=RTln(P/)=8.314298ln(200/100)=1717.32J/mol2、解：V=BVB m=BVB=0.4nMH2O0.6nM乙醇（0.4nVH2O0.6nV乙醇）=0.4nMH2O0.6nM乙醇(0.4VH2O0.657.510)849=0.418100.646100.4VH2O=34.51010 =(40.98934.5) 10 =6.48910m/molVH2O=16.222

15、510m/mol3解：、CH2SO4=m/1.8410=1.8410mol/m bH2SO4=0.02m=500mol/kg X H2SO4=()=0.94、解：XH2O=0.9968P=XH2O=101.3250.9968=101kPaP=P=0.325kPa5、解：=Kx(O2) XO2 = Kx(N2) XN2=1.9076、解：P=XH2O= =2.339（） =2.33955.56/（55.56+0.029） =2.338kPa=cRT =RT n=m/M=1010/34210 V=m/=(11010)/1.02410 =8.314293.1510=72.25kPa8、解：P1=XA

16、(1XA) P2=(1)510=710=(107) 10=310Pa=910PayA=0.49、解：PA=PyA =XA0.460.5=0.6=40.33kPaPB=PyB=XB0.660.5=0.4=90.75kPa10、解：P= XBXB=P/=MB=194.56g/mol=0.19456kg/mol11、 解：=kfbB =kbbB = kf / kb =5.1/2.6 =80.1+1.5=80.8647第五章一、思考题1、相数最少（1） 自由度为（0） 2、 dp Hm dt TVm OC斜率 dt/dt T0 凝固放热Hm0 膨胀 二氧化碳 OC斜率为正 Vm0 收缩3、可用拉乌尔定

17、律计算得出4、有气体的二相平衡的单组分系统 LS5、二项共存 Lg、LL区域6、（1）同：用于热敏物质蒸馏，以降低沸点为目的 异：原理不同 （2）是否与水反应或与水互溶7、较小偏差 纯A和纯B 较大偏差 恒沸物质及某一纯组分A或B取决于系统组成与恒沸组成关系 8、变为三组分 由系统性质决定，为某温度（压力）下定值二、选择题 1、f =KO+1 =2+1O =3O Omax =3 2、f = KO+2 K= SRR S = 3 R = 1 R = 1 K = 1 O = 2 f = 1 3、 65kpa P三相 S 相区 气相区 4、P = PA + PB 5、 dp/dt 斜率 6、 大于恒沸

18、组成右半边相图 B 恒沸物 7、 汽液不分 8、f =KO + 1 f = 0 K = 2 O = 3 第3学期三、计算题 1、（1） O = 2 L.g K = S = 3 NaCl，KCl， H2O f = KO+2=32+2 = 3 （2）O = 3 S.S.L K = S = 2 (NH4)2SO4 ， H2O f = KO+1=23+1 = 0 (3) O =2 s.g K =SRR S=3 NH4Cl ，NH3，HCl R=1 NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g) R =1 nNH3 :nHCl = 1 : 1 K = 311=1 f =KO + 2=12+2=1 （4）

19、O =2 s.g K =SRR S=3 R=1 R =0 K = 310=2 f =KO + 2=22+2=22、dT/dT =TV/H V=H（1/T）(dT/Dt)=11.661/(273.15+16.6)(2.3910-4/1000)=9.61810-8m33、（1）T=343 lnP=-5959/T+24.65=7.2768 P=1446.4Pa (2) -H/R=-5959 H=59598.314=49543.126J/mol4、ln(P2/ P1)=- H/R(1/ T2)- (1/ T1) P1=1.01325105 Pa T1 =373K T2 =150+273.15 =423

20、.15K H=40.66103 J/mol P2 =479522.8 Pa=4.795 105 Pa5、(1) ln(P2/ P1) = -H/R(1/ T2)- (1/ T1) T1=373.15KP1=1.01325105Pa T2=273.15+50=323.15K P2=1.276104Pa H=-ln(P2/ P1)R【（T1T2）/（T1-T2）=2.07208.314（373.15323.15/50）=41.5452J/mol(2)A= H/R=41.5452103/8.314=4997lnP1=-4997/T1+B B= lnP1+4997/ T1 =11.5261+13.39

21、14(3) T3 =90+273.15 =363.15K lnP3 =-4997/ T3 +24.9175P3 =70073.5 Pa6、W系统、酚=60/（60+90）=0.4 m水（W系统-W水）= m酚（W酚-W系统） m水（0.4-0.168）= m酚（0.551-0.4） m水+ m酚=150 m水=59.1384kg m酚=90.8616kg第六章 化学平衡习题一 思考题1 k是平衡压力商2 不一定 勒夏特原理 VB0时 等温加压Ky减小平衡组成变化，但是K不变化3 忽略SL=相4 1Gm=-RT/NKx+RT/n(BBVB)1Gm=-RT/NKc+RT/nB(CB/C)VB 组成

22、表示法不同 标准平衡常数不同5 恒温 判断方向和限速6 温度r Hm0 T上升k变大 r Hm0 T上升k变小 压力VB0 P上升Ky变小VB0 P上升Ky变大 存在性组分恒压，总压降低恒容，总压不变 反应物投放比例7 反应产率及速率 正副反应控制选择8 等压方程式反应3温度对标准平衡常数的影响，可知标准温度下k求任意温度下的k9 不能 不能二 选择题1 T一定 r Gm k均为定值 r Hm 不可能2 限度 k=JP 3 111-(2) k3=k1/k2 4 (P/2)( P/2)=1/4(P/P)2 5 6 VB (g) 0 增大压力 平衡向右r Hm0 降低温度 平衡向右三 计算1 解

23、TP =B(P/P)VB=1(1) TPk(1000) 正向(2) TPk(1000) 逆向2 k2=（k1）-2 = 42.72 KP= k(P) VB=4.2710-4 Pa Ky= k(P/P) VB=42.73 C2H6 C2H4 + H2 a 0 0(1-0.485)a 0.45a 0.485a(1-0.485)a+0.485a+0.485a=100 kPa1.485a=100 kPaa=67.34 kPak=(0.485a)(0.485a)/(1-0.485a)=67.34/100 (0.485)2/0.515=0.30764 PNH3=2/3PPCO2=1/3P rHm=vBfH

24、m（B）=（-393.51）+（-1）(-110.52)+(-1) (-241.82) =-41.17 J/mol rSm=vB Sm=(213.7) (+1)+(+1) 130.68+(-1) (188.83)+(-1) (197.67) =-42.12 J/mol Gm=rHm-TrSm=-41.17-(-42.12 298) 10-3=-28.62J/mol -RTln k=rGm ln k=-1/RTrGm=28.62 103 /(8.314 298) k=1.039 1056、H/R=2059 rHm=20598.314=1.712104J/mol S/R=4.814 rSm=4.0

25、02104J/(molK)7、(1) (px/100)2/p(1-x)/100 = k 1001.49P(1-x) =(px)2 Px+p=P总 149(1-x) =px2 (1+x)p=101.3 149(1-x)= x2 /(1+x) 101.3 149(1- x2)=101.3 x2x2 =149/250.3 x =0.7715 =77.15 P总(1-x)/(1+x)/100-1P总x/(1+x)2= kx2 /(1-x2) P/ P= kx2 /(1-x2) 202.6/100 =1.49149 =149 x2 +202.6 x2x2 =149/351.6 =0.4238x =0.6

26、510 =65.10(2) P总=P 1/(5+1) =101.3 (1/6)x2 /(1-x2) P/ P= k(149+1/6 101.3) x2 =149x2 =149/165.88x=0.9478=94.78%第七章一、 思考题1、 原电池 电解池 化学能电能 电能化学能 正极=阴极 正极=阳极 负极=阳极 负极=阴极 电子移动 电子移动2、 3、 离子数很大时，正负离子的静电引力占主导，会降低离子电迁移速率，降低导电能力 K随c而减小4、截距就是 强电解质5、 错 适用于极稀的电解质溶液6、 测可逆电池电动势 I存在是有极化产生7、 ，电迁移速率一样，饱和溶液浓度最大，效率最高8、

27、正负极设计反了9、 不是 有时会阻止金属腐蚀。 会改变电极反应顺序10、 细小原电池放电 发生电化学反应 化学反应二、 选择题1、 2、 =1.499+2.487-1.265 = 3、 4、 5、 （3）=（1）+（2） 3=2（-0.439）+1（0.770） =1/3 （-0.108）=-0.0366、 阳极上极化电极电势最小的电极优先反应 阴极上极化电极电势最大的电极优先反应7、 =0.3402+0.7628 =1.103V8、 三、 计算题1、 n=m/M=0.03/64 Z=2 F=96485 c/mol t=3600s I=(20.0396485)/（643600）=0.02513 A误差=（0.02513-25）/0.02513 100%=0.517%2、 n=It/ZF =(0.23060)/(196485) =0.003731 mol3、 解 0.14114 =1/525 =0.14114525 =3.6502 =(3.65017)/(271.4)=0.0134(2) = =3.7054、 （1） （2） (3) 5、 (1) 正极 负极 （2） 负极 正极 （3） 正极 负极 6、 =0.14114 7、 = =8、 A=0.509 （1） =（0.0051+0.0051） =-