2023年浙大作业物理化学习题集答案

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1、浙江大学远程教育学院物理化学课程作业（必做）姓名：张倩倩学 号：7年级：2023年秋学习中心：温州第一章 热力学第一定律 一、填空题1. 宏观上静止且无外力场存在的封闭2. 封闭系统在非体积功为0且等压3. 强度性质4. 小于二、简答题1. 什么是系统？什么是环境？答：将一部分物质从其他部分中划分出来，作为研究的对象，这一部分物质就称为系统； 系统之外与系统密切相关的部分称为环境。 2. 什么是热力学第一定律？答：将能量守恒与转化定律应用于宏观的热力学系统即为热力学第一定律。三、计算题1. 答：（1）自由膨胀； 由于抱负气体的热力学能和焓都只是温度的函数，而抱负气体自由膨胀过程温度不变，所以：

2、U=H=f(T)0 （2）等温可逆膨胀； 由于抱负气体的热力学能和焓都只是温度的函数，所以等温过程U=H=0W=-nRTln(v2/v1)=-1x8.314x298ln(40/15)=-2430JQ=-w=2430J （3）在恒定外压为终态压力下等温膨胀。U=H=0P=nRT/V=(18.314298)/(40/1000)=61.94KPaW=-61.94 (40-15) =-1548.5JQ=-w=1548.5J2. 答：2NaCl(s) + H2SO4(l) = Na2SO4(s) + 2HCl(g)rHm=（H）产物-（H）反映物=（-1383-92.3*2）-（-411*2-811.3

3、）=65.7KJ/mol第二章 热力学第二定律一、单选题1. 反映 NH4Cl (s) = NH3(g) + HCl (g)的rSm A 。 A大于零 B小于零 C等于零 D不拟定二、填空题1. 过程方向限度2. 大于 3. 绝热可逆压缩 4. 封闭系统等温等压和非体积功为零 5. 小于 三、简答题1. 什么是热力学第二定律？答：热量由低温物体传给高温物体而不引起其他变化，是不也许的。2. 如何用熵判据判断过程的方向？答：熵是系统混乱限度的度量，孤立系统的熵值永远不会减少，孤立系统杜绝了一切人为控制则可用熵增原理来判别过程的自发方向。孤立系统中使熵值增大的过程是自发过程也是不可逆过程；使系统的

4、熵值保持不变的过程是可逆过程，系统处在平衡态；孤立系统中不也许发生使熵值变小的任何过程。3. 如何用吉布斯能判据判断过程的方向？答：在等温等压和W=0的条件下，封闭系统自发过程总是朝着吉布斯能减小的方向进行，直至吉布斯能降到极小值（最小吉布斯能原理），系统达成平衡。4. 一般情况下，温度升高，固体溶解度增大，气体溶解度减小，请用热力学原理解释之。答：一般情况下，固体溶解是熵增长过程，而气体溶解是熵减少过程。根据G=H-TS提高温度对固体溶解有利而对气体溶解不利。四、计算题1. 答：P末V末=nRTP末0.05m=2mol8.314298.15KP末=9.92104 PaW=-P末 V=-9.9

5、2104Pa（0.05m2-0.025m2）=-2.48103 JQ=-W=2.48103 JS环境=-Q/T=8.314J/mol/K温度不变状态函数U、H、S、F和G都为零2. 0.5L 343K的水与0.1L 303K 的水混合，求系统的熵变 。已知水的Cp,m=75.29J/(Kmol)。答：0.575.29（343-T）=0.175.29(T-303) T=336.33 S=Cpln（T/T0）+ Cpln(T/T1)=2.091J/K3. 答：（1）S槽=-Q/T槽=-4184/（96.9+273）=-11.3 JK-1（2）S空=Q/T空=4184/（26.9+273）=13.9

6、5 JK-1（3）由于S总=S槽+S空=-11.3+13.95=2.65 JK-10所以不可逆。4. 答：rSm=S，金刚石,s- S，石墨,s=2.44-5.69=-3.25 Jmol-1K-1r Gm=rH-TrSm=1.90*1000-（25+273）*（-3.25）=2868J/mol=2.87KJ/mol石墨更稳定第四章 化学平衡一、单选题1. *改变反映物的浓度将影响化学平衡，这是由于 B 发生改变所致。 A BrGmC经验平衡常数 D标准平衡常数2. *已知反映N2+3H2= 2NH3的标准平衡常数为K1，反映的标准平衡常数为K2，两者的关系为 D 。 AK1 =K2 BK1 =

7、2K2 CK1 =K2 DK1 = (K2 )2 3. *反映 N2O5 (g) = N2O4(g) + O2(g) 的rHm= 41.84 kJmol-1，为了提高N2O4的产率，可以采用的措施是 B 。 A减少温度、提高压力 B减少压力、提高温度C减少温度、减少压力 D提高温度、提高压力4. *若 298K 时反映N2O4(g) 2NO2(g) 的 K = 0.1132，则当 N2O4和NO2的分压均为1.0 kPa 时，该反映 A 。 A向生成NO2的方向进行 B向生成N2O4的方向进行C正好达成化学平衡 D难于判断其进行方向5. *某气态反映为放热反映，在727时的K=3.410-5，

8、已知rHm=-189kJmol-1，则在827时的K= C 。 A3.410-5 B3.410-4 C4.310-6 D4.310-7二、填空题1. (K1 /K2 )2 。2. 0.02409 。3. 向左 4. 向右 5. -15.92 kJmol-1。三、简答题 1. 化学反映CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)必须在高温下进行，请用热力学原理解释之。答：化学反映CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)是吸热反映，提高反映温度可以增大平衡常数， 有助于反映正向进行。2. 答：乙苯脱氢生成苯乙烯是吸热反映，提高反映温度有利；该反映也是增长体积的反映，减少压力有利。通过通入过热水

9、蒸气即可以提供热量，维持较高的反映温度，同时还由于水蒸气不参与反映，起稀释作用，与减少压力效果等同。四、计算题1. 答：(1)由于rGm=-168.6-68.178+228.59=-8.268 kJmol-1 rGm=-RTlnK lnK=rGm/（-RT）=-8.268*103/（-8.314*298.2）=3.3025所以K=27.18（298.2K） (2) ln（K2/K1）=【rHm *(1/T1-1/T2) 】/R lnk2/27.18=-46.02*1000*(1/298.2-1/500)/8.314 lnk2/k1=7.5 K2=0.015162答：(1) rGm=-RTlnK

10、=-8.314*298.2*lnK=12890 lnK=-5.2 K=5.521*10-3( （2）能自动分解第五章 相平衡一、单选题1. 简朴低共熔双组分系统T-x相图如图所示。当物系点M随温度下降时，固相物质与液相物质重量的比值 A 。 （ ）MTxABA增大 B减小C不变D先增大，后减小二、填空题1. 在常温常压下，由O2（g）、N2（g）、CO2（g）和H2O（l）等四种物质组成的平衡系统具有 2 相。2. 碳酸钠与水可以形成三种含水盐：Na2CO3H2O(s)、Na2CO37H2O(s)和Na2CO310H2O(s)。在常压下，Na2CO3(s)与Na2CO3溶液及一种Na2CO3

11、含水盐(s)三相平衡，则该含水盐具有 2 个水分子。3. 单组分系统三相点的自由度等于 0 。4. 已知A和B不会形成恒沸混合物，纯A的沸点低于纯B的沸点。对任一比例的A和B混合物进行精馏，塔底馏出物是 纯B 。5. 固体混合物在某个比例时的熔点最低，该熔点 称为最低共熔点。三、简答题1. 什么是恒沸混合物？答：气液平衡时两相组成相同的混合物。四、计算题1. 已知水的气化热为H=40.67kJmol-1，求p=404.13kPa时水的沸点。答：lnP2/P1=H(T2-T1)/RT1T2 P1=101.32kPa TI=100+273=373K P2=404.13kPa H=40.67kJmo

12、l-1 ln(404.13/101.32)=40670*(T2-373)/(8.314*373*T2)T2=144.12：（1） A区（上面）：液相 B区（中左）：液相+固相邻硝基氯苯 C区（中右）：液相+固相对硝基氯苯 D区（下面）：固相邻硝基氯苯+固相对硝基氯苯 （2）根据杠杆规则： ns/nl=（70-60.18）/（100-70）=9.82/30 ns=（70+30）*9.28/（30+9.82）=24.66g nl=（70+30）*30/（30+9.82）=75.34g第六章 电化学 一、单选题1. 下列说法对的的是 A 。 AE与电解质活度有关，E与电解质活度无关 BE与电解质活度

13、无关，E与电解质活度有关 CE和E均与电解质活度无关 DE和E均与电解质活度有关2. PtH2 (p1)H2SO4 (m)O2 (p2)Pt 的电池反映可写成： H2 (g) + O2 (g) = H2O (l)或 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l)相应的标准电动势和化学反映标准平衡常数分别用E1、E2、K1和K2表达，则 D 。（ ）AE1= E2、K1= K2 BE1E2、K1K2CE1E2、K1= K2 DE1= E2、K1K2二、填空题1. Ca2+ 和Cl- 的无限稀释摩尔电导率分别为 Sm2mol-1和Sm2mol-1，则CaCl2的无限稀释摩尔电导率 = 0.

14、01646 Sm2mol-1。2. AgAgCl，KCl(a1)AgNO3(a2)Ag的电池反映是 Cl-(al)+Ag+（a2）=AgCl（s） 。3. PtH2 (p)NaOH (a)HgO (s) Hg(l) 的正极反映是HgO（s）+H2O+2e-=Hg(l)+2OH-(a)。4. PtH2 (p1)H2SO4 (m)H2 (p2)Pt的负极反映是 H2(p1)=2H+(m)+2e- 。5. 在电化学中，规定 标准氢电极 的电极电势为零。三、简答题1. 什么是摩尔电导率？ 答：摩尔电导率是指相距为1m的两平行电极间放置具有1mol电解质的溶液所具有的电导。2. 什么是可逆电池？ 答：电

15、池中进行的化学反映，能量转换和其他过程均可逆的电池四、计算题1. 答：（1）由于G=1/R ，G=R*A/l 所以l/A=kR=0.2786*82.4=22.96m-1 （2）K2=l/R2A=1/376*22.96=0.06105Sm-1 （3）由于m=KVm=k/c 所以m（K2SO4）=k/c=6.11*10-2/0.0025*103=0.0245Sm2mol-12. 答：已知mAg+=61.92*10-4sm2mol-1 mcl+=76.34*10-4 sm2mol-1 m（AgCl）=m（AgCl）=（61.92+76.34）*10-4=1.382*10-2 sm2mol-1 根据C

16、（饱和）=k(溶液)-k（水）/m(AgCl)= (3.41-1.52)*10-4 /1.382*10-2=1.37*10-2molm-3 根据溶解度定义：每kg溶液溶解的固体kg数，对于极稀溶液=1dm-3溶液， 所以AgCl的标准活度积为： KSP（AgCl）=c（Ag+）/cc(Cl-)/ c=(1.37*10-5)2=1.88*10-10答： (1)负极（氧化反映）：2Cl-2e Cl2 正极（还原）反映：MnO4-+8H+5e- Mn2+4H2O 电池反映：2MnO4-+16H+10Cl- 2Mn2+5Cl2+8H2O （2）E=MnO4-，Mn2+-Cl2（g）/cl-=1.507

17、-1.358=0.149V （3）E=E -(RT)/(Vf)ln(CMn)2*(Ccl)5*(CH2O)8/C2(Mno4-) =0.149-(8.314*298/10/96500) =0.0543V 第七章 化学动力学 一、判断题1. 对二、单选题1. 化学反映的反映速率可以表达为或，两者之间的关系为 D 。 A BC D三、填空题1. 由反映物微粒(分子、原子、离 子、自由基）一步直接生成产物的反映 称为基元反映。2. 某化学反映A+BP 的速率方程是，该反映的反映级数等于 3 。3. 某化学反映AP是一级反映，当反映时间为2t1/2时，反映的转化率为 75% 。4. 已知下列两个反映的

18、指前因子相同，活化能不同，且Ea,1Ea,2当反映温度升高时，k1 小于 k2 （填“大于”、“小于”或“等于”），k1k2 增大 （填“增大”、“减小”或“不变”）。5. 按照光化当量定律, 在光化反映的初级过程中, 1爱因斯坦能量活化 1 mol 反映物分子。温度对光化反映的速率常数影响 大 四、简答题1. 什么是准一级反映？ 答：有些反映事实上不是真正的一级反映，但由于其它反映物的浓度在反映过程中保持不变或变化很小，这些反映物的浓度项就可以并入速率常数中，使得反映速率只与某反映物的一次方成正比，其速率方程的形式与一级反映相同，这样的反映称为准一级反映。2. 用活化分子的概念解释提高反映温

19、度可以加快化学反映的因素。答：根据波兹曼能量分布定律，温度升高，高能量分子所占的比例增大，即活化分子增多，反映速率加快。3. 为什么光化反映的速率常数与温度关系不大？答：在热化学反映中，活化分子是根据玻尔兹曼能量分布反映物分子中能量大于阈能的部分。温度升高，活化分子所占的比例明显增大，速率常数增大。而在光化反映中，活化分子重要来源于反映物分子吸取光子所形成，活化分子数与温度关系不大，因此，速率常数也与温度关系不大。4. 减少反映温度有助于提高合成氨反映的平衡转化率, 但实际生产中为什么选取450 550的较高温度？ 答：由于合成氨反映是放热反映，减少反映温度有助于提高合成氨反映的平衡转化率,

20、但实际生产中，不仅要考虑平衡转化率，还要考虑反映速率，升高温度对提高反映速率有利。实践的结果是选取 450 550比较合适。五、计算题1. 答：（1）ln（CA,0/CA）=KAT CA,0/CA=r A,0/rA=4 Ln4=KA*120 KA= ln4/120=0.0116 min-1 （2）t1/2=ln2/kA=0.693/0.0116=60min （3）rA=k*CA CA= 4.0010-3/0.0116=0.345mol*dm-32. 答：(1)反映的活化能： t11/2=ln2/K1=32.1*60=1926 K1=3.60*10-4h-1 T21/2=ln2/K2=17.1*

21、60=1026 K2=6.76*10-4 h-1 ln(6.76/3.60)=-E/8.314*1/(37+273)-1/(43+273) E=85.60kJ/mol所以故反映的活化能E=85.60kJ/mol (2)速率常数： k3=k2*exp-E/R*(1/298-1/316)=5.68*10-3h-13：（1）t1/2=（ln2）/k=ln2/7.92=0.0875d （2） k2=k1*exp-E/R*(1/298-1/373)=0.04341d-1 （3）t0.7=（1/K）*ln（10/7）=8.22d 第八章 表面现象一、填空题1. p平、p凹和 p凸分别表达平面、凹面和凸面液

22、面上的饱和蒸气压，则三者的关系是 p 凹p 平p 凸 。2. 20时，水的饱和蒸气压为2337.57Pa，密度为998.3kgm-3，表面张力为7.27510-2 Nm-1，则半径为10-9m的水滴在20时的饱和蒸气压为 6864.83Pa 。3. 已知某温度下液体A、液体B和它们之间的表面张力分别A=7.510-2Nm-1， B=3.210-2 Nm-1，A-B=1.210-2 Nm-1，则A在B表面的铺展系数等于 -5.510-2Nm-1 ，A 不能 在B表面铺展（填“能”或“不能”）。4. 将200g HLB=8.6的表面活性剂与300g HLB=4.5的表面活性剂进行混合，所得混合物的

23、HLB= 6.14 。5. 对于化学吸附，当吸附温度升高时，吸附速率 增大 ，吸附量 减少 。二、简答题1. 什么是表面活性剂？其结构特性如何？ 答：能显著减少溶液表面张力的物质称为表面活性剂。表面活性剂都是两亲分子， 即同时具有亲水的极性基团和亲油的非极性基团。2. 表面活性剂如何起增溶作用？ 答：表面活性物质是通过形成胶团使溶质溶解在胶团中而起增溶作用。3. 什么是物理吸附？什么是化学吸附？ 答：固体和吸附质之间由于范德华引力所引起的吸附称为物理吸附，固体和吸附质之间 由于化学键力所引起的吸附称为化学吸附。三、计算题1. 答：（1） 由于 P静=（液-气）hg=液hg 又由于 p=（2）/

24、r，rcos=R， 所以 p=（2cos）/R 因此 液hg=（2cos）/R 即 h=（2cos）/（液hgR） 根据汞与毛细管壁的接触角为 140，900，h0，毛细管内液面下降， 低于正常液面。所以毛细管内的汞面下降。 （2）由上题公式h=（2cos）/（液hgR）得 =（液hgR）/（2cos） =1.359104*（-16）*9.8*3.510-4/2*(cos140)/1000 =0.487N/m2：已知水的M=18.015*10-3 = 58.910-3Nm-1 100时水的密度=958.4kg/m3 P=101.325kpa T=100+273=373 r=10-6/2=5*1

25、0-7 由开尔文公式得知：ln（pr/p）=（2M）/（RTr） ln（pr/101.325）=（2*58.9*10-3*18.015*10-3）/958.4*8.314*373*（-1*5*10-7） pr=101.1804 kpa P=(2)/r=(2*58.9*10-3)/(1*5*10-7)*10-3=235.600 kpa P= pr+P=101.1804+235.600=336.7804 kpa 根据克劳修斯-克拉伯龙方程 ln=（p2/p1）=（-vapHm）/R*(1/T2)-(1/T1) T2=( R ln（p2/p1）/ （-vapHm）+(1/T1)-1 =（ 8.314

26、*ln(336.7804/101.1804)/(-40.656*10-3)+(1/373)） =410.77K（138）3. 答：（1）兰格缪尔吸附等温式 =m*（bp）/（1+bp） 82.5=93.8*（13.4b）/（1+13.4b） b=0.545kpa-1 （2）由兰格缪尔吸附等温式 =m*（bp）/（1+bp） 由上题已知 b=0.545kpa-1 得=93.8*（0.545*6.67）/（1+0.545*6.67）=73.6dm3/kg第九章 胶体分散系统一、填空题1. 根据其形成的相态，分散系统可以分为 均相系统 和多相系统。2. 溶胶的制备方法分为 分散法 和凝聚法。3. 由

27、于溶胶 粒子的直径小于可见波长 和 光学不均匀性 ，所以，溶胶具有明显的丁达尔现象。4. AgNO3溶液与过量的KI溶液形成AgI溶胶。比较MgSO4、K3Fe(CN)6和AlCl3这三种物质的量浓度相等的电解质溶液对该溶胶的聚沉能力： AlCl3 MgSO4K3Fe(CN)6 。二、简答题1. 为什么说溶胶是热力学不稳定系统？溶胶为什么能稳定存在？答：溶胶是高度分散的多相系统，有很大的表面积和表面吉布斯能，具有自动聚沉而使分散相颗粒变大、表面吉布斯能减小的趋势，因此，溶胶是热力学不稳定系统。由于布朗运动、胶粒带电和溶剂化作用都能阻碍溶胶聚沉，因此溶胶能稳定存在。2. 与分子分散系统和粗分散系

28、统相比，溶胶具有丁达尔现象，为什么？答：产生丁达尔现象的两个基本条件是：一、粒子直径小于入射光的波长；二、光学不均匀性，即分散相与分散介质的折光率不同。溶胶正好满足这两个条件，因此具有丁达尔现象，而粗分散系统由于粒子太大不满足粒子大小的条件，小分子溶液由于是均相系统不满足光学不均匀性条件。三、 计算题1：x=RTt/（3兀rL）1/2 =8.314*298*1/(3*3.14*2.1*10-9*1.0*10-3*6.023*1023)1/2 =1.442*10-5m第十章 大分子溶液一、填空题1. 大分子化合物的溶解特点是先 溶胀 后溶解。2. 用粘度法测得的大分子平均摩尔质量是 粘均摩尔质量

29、 。3. 用光散射法测得的大分子平均摩尔质量是 质均摩尔质量 。蛋白质的等电点是指 蛋白质链上-NH3+基和-COO-基数目相等时的PH值 二、简答题1. 大分子化合物的平均摩尔质量通常有哪几种表达方法？它们的相对大小关系如何？答：大分子化合物的平均摩尔质量通常有 4 种表达方法：数均摩尔质量、质均摩尔质量、 粘均摩尔质量和 z 均摩尔质量。它们的相对大小关系：数均摩尔质量粘均摩尔质 量质均摩尔质量z 均摩尔质量。2. 大分子化合物的溶解有什么特点？答：大分子化合物的溶解特点是溶解前有一个溶胀过程。大分子化合物在溶剂中，一方面 是溶剂分子向大分子内部扩散、渗透，使大分子体积逐渐胀大，此过程称为

30、溶胀； 溶胀后的大分子链间作用力减弱，能在溶剂中自由运动并充足伸展，形成溶液。3. 什么是电粘效应？如何消除电粘效应？ 答：当大分子电解质溶液较稀时，电离度大，大分子链上电荷密度增大，链段间的斥力 增长，分子链舒张伸展，溶液粘度迅速上升，这种现象称为电粘效应。消除方法： 加入足够量的小分子电解质。4. 什么是Donnan效应？如何消除Donnan效应？答：由于大分子离子的存在引起小分子离子在膜内外分布不均的现象称为唐南效应。消 除方法：在膜外加入足够量的小分子电解质。三、计算题1. 答：已知C1=1.28*10-3 moldm-3, C2=64*10-3 moldm-3 唐南平衡时满足 （x+c1）x=(c2-x)2代入数值，得： （x+1.28）*10-3*x=（64*10-3-x）2 X=32*10-3膜外膜内卞基青霉素离子浓度比为：C外/C内=(64.63*10-3-32*10-3)/32*10-3=1.02