物化課后習題答案

1、第一章12（1） 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DU必不相等。13（1） 對（2） 錯，H是狀態(tài)函數(shù)，DH只是一個變化值（3） 錯，pDV（4） 錯，（5） 錯，等壓過程才成立（6） 錯，DUDH0，但其他兩個不一定（7） 錯，存在相變潛熱（8） 錯，任意狀態(tài)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(shù)值上等于焓的變化（9） 錯，后者僅適用于絕熱可逆過程（10） 錯，水必須是液態(tài)14a） 查表可得Cp=75.291 J/K.mol b） 已知DfusH=334.7 KJ/Kg1 c） 查表可得DvapH=

2、2257KJ/ Kg1 1-8 111雙原子分子，Cv,m5R/2；Cp,m7R/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：21 思考與判斷（1） 錯，孤立系統(tǒng)自發(fā)過程中的熵變大于零。（2） 錯，只有絕熱可逆過程的熵變?yōu)榱?。?） 錯，熱力學規(guī)定0K時純物質(zhì)完美晶體的熵值為零。（4） 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(shù)值相等。（5） 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。22（1） 理想氣體的內(nèi)能、焓僅僅是溫度的函數(shù)，固（2） 循環(huán)過程，狀態(tài)函數(shù)變化為0，過

3、程函數(shù)變化不一定為0：（3） 平衡相變，其余均不為0；（4）23（1） 高溫發(fā)生（2） 低溫發(fā)生（3） 任意溫度均可自發(fā)進行（4） 因所需溫度過高，可認為發(fā)應在可獲得的溫度范圍內(nèi)基本不會自發(fā)進行（5） 低溫發(fā)生2120.01kg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：214本題可分為兩步：第一步，373K的水平衡相變?yōu)樗魵獾诙剑?73K時，1個大氣壓的水蒸氣變?yōu)?.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31（2）偏摩爾量：(a) (d) (e)；化學勢：(b) (d) (f)；都不是：(c)31（2）a

4、, 理想液態(tài)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(tài)混合物d, 氣相可視為理想氣體的真實溶液31（3）（1） 平衡相變的兩相，固（2） 由，由于溫度相等，可知，固;另外也可認為在此大氣壓下氣態(tài)水可自發(fā)變?yōu)橐簯B(tài)水，固（3） 同上，在此溫度下液態(tài)水會自發(fā)蒸發(fā)，固；或者由，由于壓力相等，可知，二液態(tài)物質(zhì)的固定商小于氣態(tài)，固;（4） 由（2），；（5） 由（3），；由(4) 31（4）可見當bB一定時，只與溶劑的性質(zhì)相關，對于溶劑相同的相同。31（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(tài)函數(shù)。其值與化學

5、勢標準態(tài)的選取無關。（c）錯誤，氯化鈉為強電解質(zhì)，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(zhì)分子與溶質(zhì)分子之間、溶質(zhì)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(tài)水的體積不變3460m處壓強為pa由Henrys Law, 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3.7 cm（此處需假設只有一個氣泡？）37假設血液為理想稀溶液，且其密度與水相同：則數(shù)值上cB=bB查表可得水的因此39假設該蔗糖水為理想稀溶液，且其密度與水

6、相同：則數(shù)值上cB=bB所以查表可得水的；310應在濃溶液一側(cè)加壓：第四章41（1）2，兩固態(tài)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(shù)包括空氣，固K>1）（5）系統(tǒng)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(nèi)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(shù)為1，固f=1-2+2=1; 或者考慮到壓強固定，f*=0）42（1） 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）（2） 錯，4 (系統(tǒng)自由度可以為0，因此二組份最多可以

7、有4相)（3） 錯，氣固及氣液，且氣為理想氣體（4） 對，由克拉貝龍方程方程可知（5） 錯，一般為兩相（固、液共存）（6） 錯，對于區(qū)域熔煉等，分配系數(shù)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。43：由題意，物種數(shù)等于S=3；化學反應限制條件數(shù)R=1(1) 及（2）：由于體系中H2及I2的濃度總相等，固R1因此K3111(3) 無濃度限制條件，所以K=24-6由題意，S3，無反應限制條件，若同時無濃度限制條件及環(huán)境限制條件，則若出現(xiàn)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4，3，2414（1） 均為三相線，f*=2-3+1=0; 1

8、: l; 2: A0.2B0.8+l; 3:B+l; 4: A+l; 5: A+ A0.2B0.8; 6: A0.2B0.8+B（2） 參考P196，b點類似于p點，c點經(jīng)過兩個三相平衡線（3） M: 固液平衡，液相組成等于系統(tǒng)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：AA0.2B0.8，2相（4） 凝固點降低=-2.716415（1）1.48*10-3 Kg（2）2*10-3 Kg第五章51（1） 反應達到化學平衡時發(fā)應各物的逸度商、活度商等（2） 是；不一定，平衡常數(shù)只與溫度相關，但平衡組成與

9、壓力相關（3） 是，參見圖51（4） DrGm0是各組分處于標準狀態(tài)時的化學勢代數(shù)和；DrGm并不是某一實際體系反應1mol物質(zhì)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。（5） 溫度：溫度對反應平衡的影響主要表現(xiàn)為對平衡常數(shù)的影響：。根據(jù)Vant Hoff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(shù)基本無影響。壓力：壓力對化學反應平衡常數(shù)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

10、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。52反應向逆方向移動，要使反應負向移動，DrGm必須>0，55解：該化學反應為由于反應為等分子反應，且反應前無產(chǎn)物，故產(chǎn)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(shù)分別為17.1、66.7、96.757（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(fā)生。5-10略5-14(1) (2) 判斷某一化學反應自發(fā)發(fā)生的可能性及限度(3)

11、 該情況下所以反應將逆向進行，無法生成L-丙氨酸。第六章61（1） 原電池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，電解池將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能；從電極反應而言，高電壓電極（正極）上，原電池發(fā)生還原反應（陰極）而電解池上發(fā)生氧化反應（陽極）。二者導電機理相同。（2） 電解質(zhì)及其濃度，溫度，黏度及溶劑本身等（3） 不同，主要原因是弱電解質(zhì)隨濃度增加電離度降低，而強電解質(zhì)不會（4） 主要是由于濃度進一步增加時，溶液黏度增加（5） 鹽橋內(nèi)支持電解質(zhì)濃度高且陰陽離子的遷移率應接近（6） （a）rGm受反應進度影響，因此也受到濃度的影響；根據(jù)能斯特方程，電解質(zhì)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，

12、但會影響rGm；（c）標準電池電動勢是所有參與反應的物質(zhì)均處于標準態(tài)時，體系電動勢的大小，此時，電池反應并非處于平衡態(tài)68對于NaCl 對于NaC2O4，對于CuSO4 615Fe3+e=Fe2+ （1）Fe2+2e=Fe （2）Fe3+3e=Fe （3）由于（3）（1）（2）617設計電池Ag(s)|Ag+(a1)|HBr(a2)|AgBr(s)|Ag(s) 查表可得第七章71（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。（2） 表面張力指向使表面緊縮的方向

13、且與表面相切（3） 物質(zhì)在臨界狀態(tài)時，氣液態(tài)界面消失，表面張力為零（4） 對于絕大多數(shù)液體，溫度升高，表面張力下降（5） 膠束與微乳狀液是熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)，乳狀液與囊泡不是（6） 廣義而言，自發(fā)的表面吸附過程都是吉布斯函數(shù)降低的過程。對于溶液表面吸附，當溶質(zhì)為表面活性物質(zhì)時為正吸附，當溶質(zhì)為表面非活性物質(zhì)時表現(xiàn)出負吸附（7） 物理意義:單位面積表面層中溶劑所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量與同樣數(shù)量的溶劑在溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量的差值.（8） 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72設油滴個數(shù)為n，則73略7-13苯基丙酸C6H5CH2CH2COOH分子量為160， 由表面吸附

14、量的定義式可知：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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81由布朗運動公式可知85（1） 由于AgCl溶膠中充滿KCl，因此其膠團結(jié)構為(AgCl)m.nCl (n-x)K+x.xK+ 可見膠粒帶負電，溶液介質(zhì)帶正電。兩端通電時，膠粒固定，而溶液將向負極移動而發(fā)生電滲。（2） 當KCl濃度增加時，在一定濃度范圍內(nèi)，膠團結(jié)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。（3） 如果用AgNO3代替KCl，則情況與（1）相反。88由題意可知：改變陰離子時

15、，聚沉值基本不變；改變陽離子時，聚沉值發(fā)生顯著變化，由此，該溶膠膠粒帶負電第十章101（1） 反應速率與其化學計量數(shù)成正比（2） 否；不一定（對于簡單反應才成立）；反應級數(shù)為整數(shù)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(zhì)量作用定律；對于基元反應，反應分級數(shù)等于相應的反應計量系數(shù)絕對值，反應級數(shù)等于反應分子數(shù)； （3） 總包反應級數(shù)是反應各物分級數(shù)的和，不一定是整數(shù)；連串反應的速控步驟必然是某一基元反應，其級數(shù)是該基元反應中各反應物分子數(shù)的和，基元反應中的反應物一般包括中間產(chǎn)物，因此并非全為總包反應的反應物，而且其值必為整數(shù)。（4） 對于基元反應，反應分級數(shù)等于相應的反應計量系數(shù)絕對值，反應級數(shù)等于反應分子數(shù)102該反應為一級反應，應有1.5410-3對于零級反應：1011對一級反應，由此可求出不同溫度下k值及l(fā)nk值由Arrhenius方程：可見，lnk與1/T成正比，相關數(shù)據(jù)如下表T（oC）374354T1/2(s)1.11