物理化学练习题(3)

(3) 只充 NH3气入塔并达平衡 C= S - R - R' = 3 - 1 - 1 = 1

因 2NH3 ? N2+ 3H2 R = 1 又 [H2] = 3[N2] R' = 1 5. 2 分 [答] (A) 是错误的。 6. 2 分 [答] (C)

.15K时稳定存在，水的蒸气压必须大于它在该温度下 7. 2 分 答：（D）根据水的相图，欲使水在373的平衡蒸气压101.325kPa。

8. 2 分 [答] (A) 恒沸混合物与化合物不同，没有确定的组成。只在压力恒定时，其组成才一定，即恒沸混合物的沸点随外压而改变。

9. 2 分答：(C) （2分）

*. 2 分 [答] (C) S = 4 C= S - R - R' = 4 - 1 - 2 = 1 f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 0 二、填空题 ( 共 8题 16分 )

11. 2 分 [答] S = 6 , R = 2 , C= 6 - 2 = 4 f = 4 - 3 + 2 = 3 12. 2 分 答：（1）4

Φ?C?2?f?4

（2）KCl(s)、冰、KCl?H2O饱和液、蒸气

13. 2 分 答：=、? （2分） 14. 2 分答：（1）3； （2）2； （3）1 （2分） 15. 2 分[答] (1) f = C+ 3 -Φ= 2 + 3 - 2 = 3 (2) f**= C+ 0 -Φ= 1 + 0 - 1 = 0 (3) f*= C+ 1 -Φ= 1 + 1 - 2 = 0 f = C+ 2 -Φ= 1 + 2 - 2 = 1

16. 2 分 答：固、液、气三态可以平衡共存时的温度和压力 （2分） 17. 2 分 答：加压的 （2分） 18. 2 分 答：3 （2分）

AlCl3(s)?3H2O(l)?Al(OH)3(s)?3HCl(aq)

AlCl3(s)溶于水全部水解时，上述反应式不存在，此时 S?3[H2O,Al(OH)3,HCl]

R?0,R'?0 故 C?S?3

三、计算题 ( 共 5题 40分 )

19. 10 分 答：

p(H2O)+p(I2)=101.325 kPa

p(H2O)py(H2O)n(H2O)m(H2O)M(I2)????17.21p(I2)py(I2)n(I2)m(I2)M(H2O) （5分）

20. 10 分 [答] 由 ln(p2/p1)=- ΔvapHm×(1/T2-1/T1)/R =-(420 J·g-1)×(46 g·mol-1) ×(1/195 K-1/273 K)/8.314 J·K-1·mol-1 =1.0338 p2/p1=0.0332 ; p2=4.426 Pa (5分) V=(10 dm3·min)×(60 min)×10=6000 dm3=6 m3 m=Δn×M=Δp×V×M/RT =(133.3 Pa-4.426 Pa)×(6 m3)×(46×10-3 kg·mol-1)/(8.314 J·K-1·mol-1×195K) =2.194×10-2 kg (5分) 21. 10 分答：（1）根据克—克方程的不定积分式：ln(p/[p])

101325Pa?p(I2)?17.21p(I2) p(I2)?5564Pa

???vapHm /(RT)+B’或写成

ln([p]/p)??vapHm /(RT)+B，由该式可见，当T增大时，?vapHm/(RT)

减小，故ln([p]/p)减小，所以p增加。 （3分）

（2）仍用上式来证明。当

p增大时，ln([p]/p)减小，故?vapHm/(RT)也减小，

故T增加。 （3分） （3）根据克拉贝龙方程：dp/dT??fusHm /(T?Vm)，一般液体与其固体达平衡

时，固体熔化时，?fusHm>0, ?Vm >0， dp/dT??fusHm/(T?Vm) ，即T增大时，随之增大。 （3分） 水就是例外的一种液体。 （1分） 22. 5 分 答：设馏出物的质量为100*p也

g，其中硝基苯的质量为mB，水的质量为

100 g-mB。根据公式

m(H2O)/mB=p*(H2O)M(H2O)/(pBM 故解得 mB=20.2 g 所以，馏出物中硝基苯的质量分数为：wB=mB/[m(H2O)+mB]=0.202 （1分） 23. 5 分 答：依题给数据绘制相图如下：

A 从相图可以看出，组成为xB四、问答题 ( 共 3题 20分 ) 24. 10 分答：

w(B) B （4分）

?0.50的固溶体刚刚熔化时，平衡液相的组成为

首先利用三组分部分互溶图，将乙醇和氯苯萃取分离，原体系含10?H5Cl，60?H5OH，

30%H2O, 该物系为图中a点，在该体系中加入水，体系点将沿aB变化，使总组成达b点，此时体系分为两相，一相为水相（轻相、萃取相），组成为d点，几乎不含氯苯，含乙醇大约20%左右。另一相为

氯苯相（重相、萃余相），含水很少，几乎不含乙醇。 （5分） 然后将含20%左右的乙醇萃取相进行精馏，利用H2O?C6H5OH的T?x图，该体系位于图形的

.的乙醇产品。 （5分） 左半支。精馏后可以得到955% 25. 5 分 答：1──液相l 5──sC+l 2──固溶体? 6──sPb+l

3──?+l 7──?+sC 4──sC（稳定化合物）+l 8──sC+sPb

26. 5 分 [答] 当温度低于 1169 K 时：若物系组成 x(CaO)＞ 0.5 时，CaO(s) 和

CaCO3(s) 两相共存；当 x(CO2)＞ 0.5 时，CaCO3(s) 和 CO2(g) 两相共存。

物理化学第六章练习题

班级 姓名 分数 一、选择题 ( 共6题 12分 )

1. 2 分 不饱和溶液中溶质的化学势?与纯溶质的化学势?*的关系式为： ( ) （A）???*（B）???*（C）???*（D）不能确定

2. 2 分 理想气体反应平衡常数 Kx与 Kc的关系是∶ ( )

??B? (A) Kx= Kc(RT)

B? (C) Kx= Kc(RT/p)??BB

B (B) Kx= Kcp (D) Kx= Kc(V/nB) B 3. 2 分在温度为T、压力为p时，反应3O2(g)＝2O3(g) 的Kp与Kx的比值为 ( ) (A) RT (B) p (C) (RT)-1 (D) p-1 4. 2 分 Ag2O分解可用下面两个计量方程之一表示，其相应的平衡常数也一并列出：

??BB??B??B1Ag2O(s)?2Ag(s)?O2(g) KP(1) 2Kp(2)

2Ag2O(s)?4Ag(s)?O2(g)

2K(2)?Kp(1)

（A）KP(2)?KP(1) （B）p1设气相为理想气体，且已知反应是吸热的，试判断下列结论哪个是正确的： （ ）

（C）

Kp(2)随温度的升高而增大 （D）O

2气的平衡压力与计量方程的写法无关

5. 2 分过饱和溶液中溶质的化学势?与纯溶质的化学势?*的关系式为： ( )

（A）???*（B）???*（C）???*（D）不能确定

6 2 分 理想气体反应 CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g), 若起始原料CO与H2的分子比为1:2, 平衡时CO的转化率为α,平衡常数为Kp,则 （ ） (A) α与p有关 (B) H2的转化率是2α (C) Kp=[ α(3-2α)2] / [ 4(1-α)2p2] (D) Kp与p2成反比 二、填空题 ( 共 9题 18分 )

7. 已知 N2O4的分解反应 N2O4(g) = 2NO2 (g)，在

= 3p?，p(NO2)=2p?的条件下，反应向 ___________ 方向进行。

$25℃时，ΔrG m = 4.78 kJ?mol-1。此温度时，在 p(N2O4)

$K?8.834，则当p(NO)=1 kPa, p(NO)=10 kPa时，2NO(g)?NO(g)8. 若298 K时，反应的p224224

反应将 。

（A）向生成N2O4方向进 C）反应恰好达到平衡

（B）向生成NO2方向进行 （D）不能判断其进行的方向 9. 2 分 有理想气体反应达化学平衡 A(g) + B(g) ＝ 3C(g)，在等温下维持体系总压不变，向体系中加入

惰性气体，平衡 _____ 移动；若将气体臵于钢筒内加入惰性气体后平衡 __________移动。 10 过饱和溶液中溶剂的化学势 ________ 纯溶剂的化学势。溶质的化学势_________ 纯溶质的化学势。 11 温度从 298 K 升高到

$308 K，反应的平衡常数加倍，该反应的ΔrH m（设其与温度无关）

12 2 分对于化学反应 0 =

??BBB，请以最简明的形式表达：由各反应物分子的光谱解离能D求算

$(G mΔU0,m的公式是ΔU0,m= _________；由表册的

$Δ[(G m$m$m,- U 0)/T函数求得的

求得的反应的标准吉布斯自由能变化ΔrG

$K p$-U0,m)/T] = _______

$；由(G m$- U 0,m)/T

$qB$函数和ΔU 0,m(T) = __________ 。由分子的标准配分函数表达的平衡常数 13 2 分 从理想气体化学反应的平衡常数统计表达式

$K pc= (f Cdf Da/f Abf B= _________ 。

)(kT/p)

?

??BB$,m·exp (-ΔU 0/RT) 可知，用分子结构数据计算化学反应平衡常数，还要知

$道ΔU0,m$值才行。ΔU0,m代表了__________，它可以由焓函数等的表列数据算得。

14. 2 分 一密闭容器处于 283.15 K 的恒温环境中，内有水及其相平衡的水蒸气。现充入惰性气体（即气体既不与水反应，也不溶于水中），则水蒸气的压力： ( )

(A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 惰性气体压力低于101 325 Pa，水蒸气压增加，高于101 325 Pa时，则减小。

15 能量零点选择不同,则(填相同或不同)配分函数的值_______；熵的值 ______；热容CV的值。 三、计算题 ( 共 5题 40分 )

16. 10 分(1) 由甲醇可以通过脱氢制甲醛 CH3OH(g)＝HCHO(g)＋H2(g) 利用ΔrG m(T)＝ΔrH m(298.15 K)－TΔrS m(298.15 K)一式估算反应的转折温度， 并估算973 K(973 K) 及 。

(2) 电解水是得到氢的重要来源之一。问能否用水直接加热分解得到氢？ H2O(g)＝H2＋O2(g) 试估算其转折温度。已知 298.15 K 时的数据如下：

CH3OH(g) HCHO(g) H2(g) H2O(g) O2(g)

$ΔfH m$$时的ΔrG m$$$$K p12/kJ?mol-1 -210.25 -115.93 0 -214.83 0

S m/J?K-1?mol-1 237.6 220.13 130.59 188.72 205.03

17. 已知反应 CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)＋5H2O(g) 在一定温度时可以进行，试 确定当水蒸气压达到 1333.2 Pa 时反应的温度有多高?计算中可作合理的近似，但必须 说明。已知298 K时各物质的热力学数据如下： /kJ?mol /kJ?mol-1

CuSO4(s) -769.9 -661.9 CuSO45H2O(s) -2278 -1880

H2O(g) -241.8 -228.6

$$ΔfHm-1

$ΔfGm 18. 10 分 反3CuCl(g)=Cu3Cl3(g)的ΔrG m=[-528857－52.34(T/K)lg(T/K)＋438.1(T/K)] J?mol-1，试求： (2)

(1) 2000 K 时反应的 ΔrH m和 ΔrS m；

?

(2) 在2000 K，p压力下,平衡混合物中三聚物的物质的量分数等于多少？已知 ΔrH m与温度有关。

19 5 分 Ag2O分解可用下面两个计量方程之一表示，其相应的平衡常数也一并列出：

$$$1Ag2O(s)?2Ag(s)?O2(g) KP(1) 2Kp(2)

2Ag2O(s)?4Ag(s)?O2(g)

2K(2)?Kp(1)

（A）KP(2)?KP(1) （B）p1设气相为理想气体，且已知反应是吸热的，试判断下列结论哪个是正确的： （ ）

（C）p随温度的升高而增大 （D）O2气的平衡压力与计量方程的写法无关

20. 5 分 已知 298 K时，下列反应： (1) CO2(g)＋2NH3(g)=H2O(g)＋CO(NH2)2(s) ΔrG m(1)=1908 J ·mol-1

$K(2)1 (2) H2O(g)=H2(g)＋2O2

$ΔrG m(2)=228 597 J ·mol-1

(3) C(石墨)＋O2(g)=CO2(g)

$ΔrG m$(3)=-394 384 J ·mol-1

(4) N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g) ΔrG m(4)=-32 434 J ·mol-1

试求： (1) 尿素 CO(NH2)2(s) 的标准生成吉布斯自由能ΔfG m；

(2) 由稳定单质生成摩尔尿素反应的平衡常数与上列反应平衡常数的关系式； (3) 由单质生成尿素反应的平衡常数

$K p$。

四、问答题 ( 共 1题 5分 )

21. 5 分 N2O4部分解离为 NO2，在恒温恒压下建立下面的平衡：N2O4(g)＝2NO2(g)，试讨论温度一定，

改变总压时平衡的移动（设体系为理想气体反应体系）. 参考答案

一、选择题 ( 共6题 12分 ) 1. 2 分 答：（C） （2分） 2. 2 分 [答] (D) 3. 2 分 答：（D） （2分） 4. 2 分 答：（A） （2分）

$?G?0。 rm 常温标态下

5 p(Br2) =0.2816p?=28.53 kPa (1分) (2)

$K p$K p$(323 K)/ K p(298 K) =exp[(ΔrH m/R)(1/298 K -1/323 K)] =2.610

$ (323 K) =2.610×0.2816 =0.7350 (2分) p(Br2) =0.7350p?=74.47 kPa (1分) (3) 标准压力下沸腾时 p(Br2)=p

$K p$(323 K)/ K p?

$, K p(T) =p?/p?=1

/R)(1/T- 1/323 K)] (2分) 求得 T=332 K (1分)

6. 2 分 [答] (A) Kp=KxpΔ ν=α(3-2α)2/[4(1-α)3p2],定温下Kp为常数,故α与p有关。 二、填空题 ( 共 9题 18分 )

7. 2 分[答] 因为 = exp(-ΔrG m/RT) = 0.1454 (1分)

?2

Qp= [p(NO2)/p]/[p(N2O4/p?) = 1.3333

所以, Qp反应向左进行。 (1分) 8. 2 分 答：（B）

9. 2 分 [答] 向右 不 10. 2 分 [答] 1. 小于 2. 大于 11. 2 分 [答] ΔrHm=52.9 kJ·mol-1 (2分) 12. 2 分 [答]

$Δ(G m$ΔG m$$(T) =exp[(ΔrH m$K p$$> K p$ΔU 0,m= -N(A)

??BBDB (0.5分)

/T)B (0.5分)

(0.5分)

$- U 0,m/T) =

??BB$(G m$- U 0,m$(T) = T×Δ(G m?

$- U 0,mB/T) +

$ΔU 0,mΠ[q (B)/N(A)]? K=

p

)/RT (0.5分)

13. [答] 当化学反应进度为 1 mol 时，生成物与反应物在标准压力p?和 0 K 时的内能差值。 14. 2 分[答] (A) 15. 2 分[答] 不同; 不同; 相同; 相同。 (2分) 三、计算题 ( 共 5题 40分 )

B$exp(-ΔU 0,m16. 10 分 [答] (1) ΔrH m=85.32 kJ·mol-1 (1分) ΔrS m=113.1 J·K-1·mol-1 (1分)

$T(转) =ΔrH m$$/ΔrS m$$=754.4 K (2分)

$$ ΔrG m(973 K) =ΔrH m-TΔrS m=-24.73 kJ·mol-1 (1分) =exp(-ΔrG m/RT) =exp[-(-24 730 J·mol-1)/(8.314 J·K-1·mol-1)(973 K)] =21.3 (2分)

(2) 反应 H2O(g) = H2(g) +(1/2)O2(g)

$K p$

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