武大大二上物理化學答案_第1頁
武大大二上物理化學答案_第2頁
武大大二上物理化學答案_第3頁
武大大二上物理化學答案_第4頁
武大大二上物理化學答案_第5頁
已閱讀5頁,還剩17頁未讀 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

第一章1-2能;(2)不能。;功和熱都是過程量,對于絕熱過程,可逆膨脹與不可逆膨脹時熱效應均為0,而功必不相等,因此U必不相等。1-3對錯,H是狀態函數,H只是一個變化值錯,pV錯,錯,等壓過程才成立錯,U=H=0,但其他兩個不一定錯,存在相變潛熱錯,任意狀態變化過程都可能有焓變,只是在等壓、不做非體積功時的熱效應在數值上等于焓的變化錯,后者僅適用于絕熱可逆過程錯,水必須是液態1-4查表可得Cp=75.291J/K.mol已知fusH=334.7KJ/Kg-1查表可得vapH=2257KJ/Kg-11-81-11雙原子分子,Cv,m=5R/2;Cp,m=7R/2;因此,1-17(1)(2)由其燃燒反應方程式,可知該等容過程也是等壓過程由第二章:2-1思考與判斷錯,孤立系統自發過程中的熵變大于零。錯,只有絕熱可逆過程的熵變為零。錯,熱力學規定0K時純物質完美晶體的熵值為零。錯,化學反應的熵變定義為可逆過程熱溫熵的和。反應焓只有在特定條件下才與可逆過程的熱效應數值相等。前對后錯:對于理想氣體,,對于等溫過程對于水的平衡相變,;二者顯然不相等。2-2理想氣體的內能、焓僅僅是溫度的函數,固循環過程,狀態函數變化為0,過程函數變化不一定為0:平衡相變,,其余均不為0;2-3高溫發生低溫發生任意溫度均可自發進行因所需溫度過高,可認為發應在可獲得的溫度范圍內基本不會自發進行低溫發生2-120.01kg理想氣體He在5p0的體積:求熵變時,應設計一個可逆過程求熱效應,設計一個等溫過程,則由定義式可得:2-14本題可分為兩步:第一步,373K的水平衡相變為水蒸氣第二步,373K時,1個大氣壓的水蒸氣變為0.5大氣壓的水蒸氣因此變化為:2-15查表帶入計算即可,具體略第三章3-1-(2)偏摩爾量:(a)(d)(e);化學勢:(b)(d)(f);都不是:(c)3-1-(2)a,理想液態混合物b,理想稀薄溶液c,氣相可視為理想氣體的真實液態混合物d,氣相可視為理想氣體的真實溶液3-1-(3)平衡相變的兩相,,固由,由于溫度相等,可知,固;另外也可認為在此大氣壓下氣態水可自發變為液態水,固同上,在此溫度下液態水會自發蒸發,固;或者由,由于壓力相等,可知,二液態物質的固定商小于氣態,固;由(2),;由(3),;由(4)3-1-(4)可見當bB一定時,只與溶劑的性質相關,對于溶劑相同的相同。3-1-(5)(a)錯誤,化學勢是相對某一獨立組分而言的。溶液的化學勢沒有明確的物理意義。(b)錯誤,化學勢為偏摩爾量,是熱力學狀態函數。其值與化學勢標準態的選取無關。(c)錯誤,氯化鈉為強電解質,計算其溶液滲透壓時,其摩爾濃度基本翻倍。(d)錯誤,溶液分子間總是存在相互左右力。人們將溶質分子與溶質分子之間、溶質分子與溶劑分子之間、溶劑分子與溶劑分子之間作用力基本相等的溶液定義為理想溶液。3-2(1),等溫,設計可逆壓縮過程,則(2)因液態水的體積不變3-460m處壓強為pa由Henry’sLaw,人體急速上升時累積的氣體為在一個大氣壓下其體積為0.2L,按球形計算,其半徑約為3.7cm(此處需假設只有一個氣泡?)3-7假設血液為理想稀溶液,且其密度與水相同:則數值上cB=bB查表可得水的因此3-9假設該蔗糖水為理想稀溶液,且其密度與水相同:則數值上cB=bB所以查表可得水的;3-10應在濃溶液一側加壓:第四章4-1(1)2,兩固態相(2)1(H2O),2(氣相及液相)(3)1,1(4)不為0,(純水在三相點時物種只有水,而在冰點時物種數包括空氣,固K>1)(5)系統點:一定溫度一定壓力下,表示體系總組成的點相點:一定溫度一定壓力下,表示體系內各相平衡組成的點(6)2,1(恒沸點處氣相組成等于液相組成,因此獨立組分數為1,固f=1-2+2=1;或者考慮到壓強固定,f*=0)4-2對,f*=1-1+0=0;(可認為體系只有一個相,且臨界點儲溫度及壓力固定)錯,4(系統自由度可以為0,因此二組份最多可以有4相)錯,氣固及氣液,且氣為理想氣體對,由克拉貝龍方程方程可知錯,一般為兩相(固、液共存)錯,對于區域熔煉等,分配系數不能為1,但萃取則無此要求。K值的大小關系萃取的效率:K值越小,萃取效率越高。4-3:由題意,物種數等于S=3;化學反應限制條件數R=1及(2):由于體系中H2及I2的濃度總相等,固R’=1因此K=3-1-1=1(3)無濃度限制條件,所以K=24-6由題意,S=3,無反應限制條件,若同時無濃度限制條件及環境限制條件,則若出現一種限制條件,則的最大值減少1;所以對題中3種情況,的最大值分別為4,3,24-14均為三相線,f*=2-3+1=0;1:l;2:A0.2B0.8+l;3:B+l;4:A+l;5:A+A0.2B0.8;6:A0.2B0.8+B參考P196,b點類似于p點,c點經過兩個三相平衡線M:固液平衡,液相組成等于系統組成,2相;N:固液共存,液相組成為平行x軸與M所在固液線的交點,2相;O:A+A0.2B0.8及AB溶液(組成同最低共熔點),3相;R:A+A0.2B0.8,2相凝固點降低=-2.7164-15(1)1.48*10-3Kg

(2)2*10-3Kg第五章5-1反應達到化學平衡時發應各物的逸度商、活度商等是;不一定,平衡常數只與溫度相關,但平衡組成與壓力相關是,參見圖5-1DrGm0是各組分處于標準狀態時的化學勢代數和;DrGm并不是某一實際體系反應1mol物質時的吉布斯自由能變化,是在恒溫恒壓下,體系中進行極微量化學反應所引起的體系吉布斯自由能變化與反應進度變化之比(dG/dx)T,p;DfGm0是化合物的標準摩爾生成吉布斯自由能。溫度:溫度對反應平衡的影響主要表現為對平衡常數的影響:。根據Van’tHoff方程:升高溫度,對析熱反應有利;降低溫度對放熱反應有利;溫度對于無熱效應的化學反應的平衡常數基本無影響。壓力:壓力對化學反應平衡常數的影響:。壓力增加,反應向體積縮小的方向移動。惰性氣體:在總壓力一定時,加入惰性氣體相當于減小反應體系的分壓力,與減小體系壓力對化學反應平衡的影響相一致;當總體積一定時,加入惰性氣體對體系化學平衡無影響。5-2反應向逆方向移動,要使反應負向移動,DrGm必須>0,5-5解:該化學反應為由于反應為等分子反應,且反應前無產物,故產物濃度可均設為x;若設濃度為y,與比為p,x/y=r則分別將p值0.18、1、8帶入,可求出被酯化的百分數分別為17.1%、66.7%、96.7%5-7(3)若考慮空氣中氧的分壓為0.2p0,則平衡時,NO2的分壓為5.2*10-15,因此,可以認為常溫下反應基本不會發生。5-10略5-14(1)(2)判斷某一化學反應自發發生的可能性及限度(3)該情況下所以反應將逆向進行,無法生成L-丙氨酸。第六章6-1原電池是將化學能轉變為電能,電解池將電能轉變為化學能;從電極反應而言,高電壓電極(正極)上,原電池發生還原反應(陰極)而電解池上發生氧化反應(陽極)。二者導電機理相同。電解質及其濃度,溫度,黏度及溶劑本身等不同,主要原因是弱電解質隨濃度增加電離度降低,而強電解質不會主要是由于濃度進一步增加時,溶液黏度增加鹽橋內支持電解質濃度高且陰陽離子的遷移率應接近(a)△rGm受反應進度影響,因此也受到濃度的影響;根據能斯特方程,電解質溶液濃度會影響E,但不會影響E?;(b)反應方程式的寫法不影響E及E?,但會影響△rGm;(c)標準電池電動勢是所有參與反應的物質均處于標準態時,體系電動勢的大小,此時,電池反應并非處于平衡態6-8對于NaCl對于NaC2O4,對于CuSO46-15Fe3++e–=Fe2+(1)Fe2++2e–=Fe(2)Fe3++3e–=Fe(3)由于(3)=(1)+(2)6-17設計電池Ag(s)|Ag+(a1)||HBr(a2)|AgBr(s)|Ag(s)查表可得第七章7-1表面自由能是指保持體系溫度、壓力、組成不變時,增加單位表面積,體系吉布斯自由能的變化;而表面張力是兩相界面上使表面緊縮的作用在單位邊界線上的力。二者的物理意義及單位均不相同。表面張力指向使表面緊縮的方向且與表面相切物質在臨界狀態時,氣液態界面消失,表面張力為零對于絕大多數液體,溫度升高,表面張力下降膠束與微乳狀液是熱力學穩定系統,乳狀液與囊泡不是廣義而言,自發的表面吸附過程都是吉布斯函數降低的過程。對于溶液表面吸附,當溶質為表面活性物質時為正吸附,當溶質為表面非活性物質時表現出負吸附物理意義:單位面積表面層中溶劑所含溶質的物質的量與同樣數量的溶劑在溶液中所含溶質的物質的量的差值.吉布斯吸附公式原則上適用于任何界面,但實際應用較多的是氣液及液液界面7-2設油滴個數為n,則7-3略7-13苯基丙酸C6H5CH2CH2COOH分子量為160,由表面吸附量的定義式可知:根據實驗數據點(三點在一條直線上),可知帶入吉布斯等溫吸附式,可見,二者數據大致相等,說明吉布斯等溫吸附式是復合實驗事實的。第8章8-1由布朗運動公式可知8-5由于AgCl溶膠中充滿KCl,因此其膠團結構為[(AgCl)m.nCl–(n-x)K+]x–.xK+可見膠粒帶負電,溶液介質帶正電。兩端通電時,膠粒固定,而溶液將向負極移動而發生電滲。當KCl濃度增加時,在一定濃度范圍內,膠團結構[(AgCl)m.nCl–(n-x)K+]x–.xK+維持不變但x減小,及分散層電勢降低,因此電滲速度降低。如果用AgNO3代替KCl,則情況與(1)相反。8-8由題意可知:改變陰離子時,聚沉值基本不變;改變陽離子時,聚沉值發生顯著變化,由此,該溶膠膠粒帶負電第十章10-1反應速率與其化學計量數成正比否;不一定(對于簡單反應才成立);反應級數為整數的不一定是簡單反應;對于某一化學反應式,必須首先搞清楚該反應式是總包反應,還是基元反應:只有基元反應嚴格地符合質量作用定律;對于基元反應,反應分級數等于相應的反應計量系數絕對值,反應級數等于反應分子數;總包反應級數是反應各物分級數的和,不一定是整數;連串反應的速控步驟必然是某一基元反應,其級數是該基元反應中各反應物分子數的和,基元反應中的反應物一般包括中間產物,因此并非全為總包反應的反應物,而且其值必為整數。對于基元反應,反應分級數等于相應的反應計量系數絕對值,反應級數等于反應分子數10-2該反應為一級反應,應有1.54%10-3對于零級反應:10-11對一級反應,,由此可求出不同溫度下k值及lnk值由Arrhenius方程:可見,lnk與1/T成正比,相關數據如下表T(oC)374354T1/2(s)1.11*1056.16*1042.09*104k=ln2/t1/26.19*10-61.13*10-53.32*10-5lnk-12-11.4-10.31/T(K-1)0.0032260.0031650.003058可知lnk與1/T具有良好的線性關系,可求得B=20.3,由此可得該反應得活化能為83.3KJ/mol將T=298K帶入可求得此溫度下的速率常數為1.58*10-6/s或者將上式中的時間均用小時作計量單位,則同樣可得活化能為83.3KJ/mol;速率常數為5.67*10-3/h第一章1-2能;(2)不能。;功和熱都是過程量,對于絕熱過程,可逆膨脹與不可逆膨脹時熱效應均為0,而功必不相等,因此U必不相等。1-3對錯,H是狀態函數,H只是一個變化值錯,pV錯,錯,等壓過程才成立錯,U=H=0,但其他兩個不一定錯,存在相變潛熱錯,任意狀態變化過程都可能有焓變,只是在等壓、不做非體積功時的熱效應在數值上等于焓的變化錯,后者僅適用于絕熱可逆過程錯,水必須是液態1-4查表可得Cp=75.291J/K.mol已知fusH=334.7KJ/Kg-1查表可得vapH=2257KJ/Kg-11-81-11雙原子分子,Cv,m=5R/2;Cp,m=7R/2;因此,1-17(1)(2)由其燃燒反應方程式,可知該等容過程也是等壓過程由第二章:2-1思考與判斷錯,孤立系統自發過程中的熵變大于零。錯,只有絕熱可逆過程的熵變為零。錯,熱力學規定0K時純物質完美晶體的熵值為零。錯,化學反應的熵變定義為可逆過程熱溫熵的和。反應焓只有在特定條件下才與可逆過程的熱效應數值相等。前對后錯:對于理想氣體,,對于等溫過程對于水的平衡相變,;二者顯然不相等。2-2理想氣體的內能、焓僅僅是溫度的函數,固循環過程,狀態函數變化為0,過程函數變化不一定為0:平衡相變,,其余均不為0;2-3高溫發生低溫發生任意溫度均可自發進行因所需溫度過高,可認為發應在可獲得的溫度范圍內基本不會自發進行低溫發生2-120.01kg理想氣體He在5p0的體積:求熵變時,應設計一個可逆過程求熱效應,設計一個等溫過程,則由定義式可得:2-14本題可分為兩步:第一步,373K的水平衡相變為水蒸氣第二步,373K時,1個大氣壓的水蒸氣變為0.5大氣壓的水蒸氣因此變化為:2-15查表帶入計算即可,具體略第三章3-1-(2)偏摩爾量:(a)(d)(e);化學勢:(b)(d)(f);都不是:(c)3-1-(2)a,理想液態混合物b,理想稀薄溶液c,氣相可視為理想氣體的真實液態混合物d,氣相可視為理想氣體的真實溶液3-1-(3)平衡相變的兩相,,固由,由于溫度相等,可知,固;另外也可認為在此大氣壓下氣態水可自發變為液態水,固同上,在此溫度下液態水會自發蒸發,固;或者由,由于壓力相等,可知,二液態物質的固定商小于氣態,固;由(2),;由(3),;由(4)3-1-(4)可見當bB一定時,只與溶劑的性質相關,對于溶劑相同的相同。3-1-(5)(a)錯誤,化學勢是相對某一獨立組分而言的。溶液的化學勢沒有明確的物理意義。(b)錯誤,化學勢為偏摩爾量,是熱力學狀態函數。其值與化學勢標準態的選取無關。(c)錯誤,氯化鈉為強電解質,計算其溶液滲透壓時,其摩爾濃度基本翻倍。(d)錯誤,溶液分子間總是存在相互左右力。人們將溶質分子與溶質分子之間、溶質分子與溶劑分子之間、溶劑分子與溶劑分子之間作用力基本相等的溶液定義為理想溶液。3-2(1),等溫,設計可逆壓縮過程,則(2)因液態水的體積不變3-460m處壓強為pa由Henry’sLaw,人體急速上升時累積的氣體為在一個大氣壓下其體積為0.2L,按球形計算,其半徑約為3.7cm(此處需假設只有一個氣泡?)3-7假設血液為理想稀溶液,且其密度與水相同:則數值上cB=bB查表可得水的因此3-9假設該蔗糖水為理想稀溶液,且其密度與水相同:則數值上cB=bB所以查表可得水的;3-10應在濃溶液一側加壓:第四章4-1(1)2,兩固態相(2)1(H2O),2(氣相及液相)(3)1,1(4)不為0,(純水在三相點時物種只有水,而在冰點時物種數包括空氣,固K>1)(5)系統點:一定溫度一定壓力下,表示體系總組成的點相點:一定溫度一定壓力下,表示體系內各相平衡組成的點(6)2,1(恒沸點處氣相組成等于液相組成,因此獨立組分數為1,固f=1-2+2=1;或者考慮到壓強固定,f*=0)4-2對,f*=1-1+0=0;(可認為體系只有一個相,且臨界點儲溫度及壓力固定)錯,4(系統自由度可以為0,因此二組份最多可以有4相)錯,氣固及氣液,且氣為理想氣體對,由克拉貝龍方程方程可知錯,一般為兩相(固、液共存)錯,對于區域熔煉等,分配系數不能為1,但萃取則無此要求。K值的大小關系萃取的效率:K值越小,萃取效率越高。4-3:由題意,物種數等于S=3;化學反應限制條件數R=1及(2):由于體系中H2及I2的濃度總相等,固R’=1因此K=3-1-1=1(3)無濃度限制條件,所以K=24-6由題意,S=3,無反應限制條件,若同時無濃度限制條件及環境限制條件,則若出現一種限制條件,則的最大值減少1;所以對題中3種情況,的最大值分別為4,3,24-14均為三相線,f*=2-3+1=0;1:l;2:A0.2B0.8+l;3:B+l;4:A+l;5:A+A0.2B0.8;6:A0.2B0.8+B參考P196,b點類似于p點,c點經過兩個三相平衡線M:固液平衡,液相組成等于系統組成,2相;N:固液共存,液相組成為平行x軸與M所在固液線的交點,2相;O:A+A0.2B0.8及AB溶液(組成同最低共熔點),3相;R:A+A0.2B0.8,2相凝固點降低=-2.7164-15(1)1.48*10-3Kg

(2)2*10-3Kg第五章5-1反應達到化學平衡時發應各物的逸度商、活度商等是;不一定,平衡常數只與溫度相關,但平衡組成與壓力相關是,參見圖5-1DrGm0是各組分處于標準狀態時的化學勢代數和;DrGm并不是某一實際體系反應1mol物質時的吉布斯自由能變化,是在恒溫恒壓下,體系中進行極微量化學反應所引起的體系吉布斯自由能變化與反應進度變化之比(dG/dx)T,p;DfGm0是化合物的標準摩爾生成吉布斯自由能。溫度:溫度對反應平衡的影響主要表現為對平衡常數的影響:。根據Van’tHoff方程:升高溫度,對析熱反應有利;降低溫度對放熱反應有利;溫度對于無熱效應的化學反應的平衡常數基本無影響。壓力:壓力對化學反應平衡常數的影響:。壓力增加,反應向體積縮小的方向移動。惰性氣體:在總壓力一定時,加入惰性氣體相當于減小反應體系的分壓力,與減小體系壓力對化學反應平衡的影響相一致;當總體積一定時,加入惰性氣體對體系化學平衡無影響。5-2反應向逆方向移動,要使反應負向移動,DrGm必須>0,5-5解:該化學反應為由于反應為等分子反應,且反應前無產物,故產物濃度可均設為x;若設濃度為y,與比為p,x/y=r則分別將p值0.18、1、8帶入,可求出被酯化的百分數分別為17.1%、66.7%、96.7%5-7(3)若考慮空氣中氧的分壓為0.2p0,則平衡時,NO2的分壓為5.2*10-15,因此,可以認為常溫下反應基本不會發生。5-10略5-14(1)(2)判斷某一化學反應自發發生的可能性及限度(3)該情況下所以反應將逆向進行,無法生成L-丙氨酸。第六章6-1原電池是將化學能轉變為電能,電解池將電能轉變為化學能;從電極反應而言,高電壓電極(正極)上,原電池發生還原反應(陰極)而電解池上發生氧化反應(陽極)。二者導電機理相同。電解質及其濃度,溫度,黏度及溶劑本身等不同,主要原因是弱電解質隨濃度增加電離度降低,而強電解質不會主要是由于濃度進一步增加時,溶液黏度增加鹽橋內支持電解質濃度高且陰陽離子的遷移率應接近(a)△rGm受反應進度影響,因此也受到濃度的影響;根據能斯特方程,電解質溶液濃度會影響E,但不會影響E?;(b)反應方程式的寫法不影響E及E?,但會影響△rGm;(c)標準電池電動勢是所有參與反應的物質均處于標準態時,體系電動勢的大小,此時,電池反應并非處于平衡態6-8對于NaCl對于NaC2O4,對于CuSO46-15Fe3++e–=Fe2+(1)Fe2++2e–=Fe(2)Fe3++3e–=Fe(3)由于(3)=(1)+(2)6-17設計電池Ag(s)|Ag+(a1)||HBr(a2)|AgBr(s)|Ag(s)查表可得第七章7-1表面自由能是指保持體系溫度、壓力、組成不變時,增加單位表面積,體系吉布斯自由能的變化;而表面張力是兩相界面上使表面緊縮的作用在單位邊界線上的力。二者的物理意義及單位均不相同。表面張力指向使表面緊縮的方向且與表面相切物質在臨界狀態時,氣液態界面消失,表面張力為零對于絕大多數液體,溫度升高,表面張力下降膠束與微乳狀液是熱力學穩定系統,乳狀液與囊泡不是廣義而言,自發的表面吸附過程都是吉布斯函數降低的過程。對于溶液表面吸附,當溶質為表面活性物質時為正吸附,當溶質為表面非活性物質時表現出負吸附物理意義:單位面積表面層中溶劑所含溶質的物質的量與同樣數量的溶劑在溶液中所含溶質的物質的量的差值.吉布斯吸附公式原則上適用于任何界面,但實際應用較多的是氣液及液液界面7-2設油滴個數為n,則7-3略7-13苯基丙酸C6H5CH2CH2COOH分子量為160,由表面吸附量的定義式可知:根據實驗數據點(三點在一條直線上),可知帶入吉布斯等溫吸附式,可見,二者數

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論