物理化学期末试卷(带答案)

一、判断题

1．封闭系统和环境间没有温度差就无热传递。（ √ ） 2. 隔离系统的热力学能是守恒的。（ √ ）

3. 在隔离系统中发生某化学反应，使系统的温度明显升高，则该系统的△U > 0（ × ） 4．298.15K时，氢气的标准摩尔燃烧焓与H2O（l）的标准摩尔生成焓量值上相等。( √ ) 5．若一个过程是可逆过程，则该过程的每一步都是可逆过程。（ √ ） 6. 绝热过程Q ＝0，由于Q ＝ΔH，所以ΔH ＝ 0。（ × ）

7. 在一体积恒定的绝热箱中置一绝热隔板，将其分为左右两部分。在两侧分别放入T、p皆不相同的同种气体。现将隔板抽去并达到平衡，若以箱内全部气体为系统，则此混合过程的Q、W、△U都为零。（ √ ） 8．反应N2(g)＋O2(g) = 2NO (g) 的热效应为ΔrHm，这就是N2(g)的燃烧热，也是NO (g) 生成热的2 倍。(× ) 9．隔离系统的熵是守恒的。（ × ）

10．理想气体绝热过程功的计算式为W = n Cv，m (T2-T1)，此式无论绝热过程是否可逆均适用。（ √ ） 11．凡是△S > 0的过程都是不可逆过程。（ × ） 12. △fHΘm（C，金刚石，298.15K）= 0（ × ）

13．体系由平衡态A变到平衡态B，不可逆过程的熵变一定大于可逆过程的熵变。( × )。 14．熵增加原理就是隔离体系的熵永远增加。 ( × ) 15．298K时，稳定态单质的标准摩尔熵为零。（ × ） 16. 偏摩尔量就是化学势。（ × ）

17．只有广度量才有偏摩尔量，强度量是不存在偏摩尔量的。（ √ ） 18. 向溶剂中加入少量溶质一定会导致该溶剂沸点上升。(× )

19. 在一定温度下，p*B>p*A，由纯液态物质A和B形成理想液态混合物，当气—液两相达到平衡时，气相组成yB总是大于液相组成xB。（ √ ） 20．相律只适用于平衡系统。( √ )

21. 对理想气体反应，恒温恒容下添加惰性气体组分，平衡不移动。（ √ ）

22. 反应 C(s) + H2O (g) = CO (g) + H2(g)，恒温下若增大体系的总压，反应正向进行。（ × ） 23．恒温下，稀电解质溶液的浓度增大时，摩尔电导率增大。（× ）

24. 在温度、溶剂种类一定条件下，某强电解质稀溶液随电解质浓度增加，电导率κ变大，而摩尔电导率Λm变小。（ √ ）

25．无论是强电解质还是弱电解质，其摩尔电导率均随溶液的稀释而增大 。（ √ ） 26．表面张力的存在是弯曲液面产生附加压力的原因。( √ )

二、填空题

1. 在U、H、S、G四个热力学量中，系统发生恒温恒压可逆相变，不变的量是 G ，而绝热可逆过程中不变的量是 S 。

1

2. 1mol理想气体在298K下，从2×10-3m3等温可逆膨胀到20×10-3m3，此过程中系统的熵变ΔS为 19.15 J·K-1。

3. 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经绝热可逆压缩和恒温可逆压缩到相同的终态体积V2，则终态的压力p2（恒温） < p2（绝热）。

4. 一定量的理想气体从同一始态出发，分别经（1）等温可逆膨胀；（2）绝热可逆膨胀，到相同的末态体积，以U1, U2分别表示两个终态的内能值，则U1 > U2。

5. 1000C、1.5pΘ的水蒸汽变为1000C，pΘ的液体水，则此过程的△S ___ 0，△G _ _0。

5. 某反应2A＋B P 进行一段时间后，消耗A物质1mol，其ΔH＝200kJ，此时反应进度为 0.5 mol，反应的△rHm＝ 400 kJ·mol-1。

6. 已知250C下，反应C（石墨）＋2H2（g）＋0.5O2（g）→CH3OH（l）的C（石墨）、H2（g）和CH3OH

－

（l）的标准摩尔燃烧焓ΔCHmΘ分别为-393.51kJ•mol1，-285.85kJ•mol-1和-726.51kJ•mol-1，则CH3OH（l）的标准摩尔生成焓ΔfHm为 －238.7 kJ•mol1。

7. 理想气体恒温可逆膨胀，∆H > W，∆H < Q ，Q > 0，理想气体恒温可逆压缩，∆U = 0，

∆H = 0 8. 1mol理想气体经恒温可逆膨胀、恒容加热、恒压压缩回到始态，∆U = 0，∆H = 0，W > 0。 9. H2和O2以2:1的比例在绝热钢瓶中反应生成水，则 ∆U = 0。 10. 理想气体绝热反抗外压膨胀，Q = 0， ∆U < 0， ∆H < 0。 11. 石墨和金刚石(C)在25℃，101325Pa下的标准燃烧热分别为-393.4 kJ·mol-1和-395.3 kJ·mol-1，则金刚

石的标准生成热∆fHmΘ (298K)为 1.9 kJ·mol-1。

12. 1 mol理想气体在300K下等温可逆膨胀使体积增大一倍, 此过程的W = -1.729 kJ. 13. 一理想气体在恒定外压p＝100 kPa下从10 dm3膨胀到16 dm3，同时吸热126 J，则此过程的△U

为 – 474 J。

14. 1mol理想气体绝热向真空膨胀，若其体积增加到原来的10倍，则体系和环境的熵变分别为： 19.14 J·K-1 和 0 J·K-1

15. 在300K时，48.98 dm3的理想气体从100 kPa变到500 kPa，△G为 7.883 kJ。 16. 理想气体反抗恒外压绝热膨胀时, U < 0 ，T < 0。 17. 纯物质完美晶体， 0K 时熵值为零。

18. 理想气体经历一个循环过程，对环境作功100 J，则循环过程的热Q等于 100 J 。

19. 系统由相同的始态经过不同途径达到相同末态。若途径a的Qa = 2078J，Wa = -4157J，而途径b的

Qb= -692J，则Wb= -1387J

20. 稀溶液的依数性是 蒸汽压下降 ， 熔点降低 ， 沸点升高 ， 渗透压 。 21. 理想液态混合物的ΔV = 0，ΔH = 0，ΔS > 0，ΔG < 0

Θ

－

22. 根据克拉配龙方程和克劳修斯-克拉佩龙方程可以知道：当压力减小时，水的凝固点将 升高 ， 水的沸点将下降。

23. 在一定的T、p下，若物质A在相和相中的化学势满足A()A()，则A在两相中的迁移方

向是 α→β ；若A在两相中达到平衡，则A() = A()。

Θ

24. 400K时气相反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔrGmΘ＝－3.0 kJ·mol-1 ，则该反应在400K时的K

Θ

为 2.46 ，其逆反应NH3(g)1/2N2(g)+3/2 H2(g) 在400K时的K为 0.638 。

25. 在一抽空的容器中放有过量的NH4HS（s）发生分解反应，NH4HS（s）与其分解产物NH3（g）和

H2S（g）成平衡，此平衡系统的相数P、组分数C、自由度数F分别为：2、 1、 1 。

26. 已知 EΘCu2+/Cu = 0.337V， EΘCu+/Cu = 0.521V， 由此可求出EΘCu2+/Cu+ = 0.153 V。 27. 已知0.02 molkg1BaCl2溶液，其离子的平均活度因子为0.659，那么其电解质溶液的平均离子活

度为 0.0209 。

28. 浓度为 b 的 Al2(SO4)3 溶液，正负离子的活度系数分别用γ+和γ－表示， 则其γ ± =

=5108523; a±

b523。 b29. 由于新相难以形成而出现的四种常见的亚稳态是 过饱和蒸汽，过热液体，过冷液体，过饱和溶液 。 30. 将适量的表面活性剂加入到水中，溶液的表面张力γ随表面活性剂浓度c的变化率dγ/dc < 0

2

31. 反应2A3B，则dcA/dt与dcB/dt之比为 2: 3 。

32. 某反应在20oC时的速率常数为0.01s1，该反应的级数为 一级 ，20oC时反应的半衰期为

69.31S 。

33. 反应2O3 = 3O2 的速率方程可表示为dc(O3)kc(O3)2c(O2)1 或 dc(O2)kc(O3)2c(O2)1则速度常数

dtdt－

k 和 kˊ 的关系为 3k = 2 kˊ 。一基元反应，正反应活化能是逆反应活化能的2倍，反应时吸热120 kJ·mol-1，则正反应的活化能为240 kJ·mol-1 三、选择题

1. 1mol单原子理想气体从273K及202.6 kPa的初态经pT = 常数的可逆途径压缩至409.4 kPa的终

态，则此过程的△U为（ D ）。

A. 1720J B －406.8J C. 406.8J D. －1720J

2. 对理想气体，下列关系式不正确的是（ A ）。

A．U0 B. TpHH0 C．0 D. VpTTU0 VT3. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则（ D ）

A．焓总是不变 B. 热力学能总是增加 C．焓总是增加 D. 热力学能总是减少 4. 100℃，101.325 kPa下的水向真空气化为同温同压下的水蒸气，其ΔU（ C ）。

A. = 0 B. ＜0 C. ＞0 D. 无法确定

5. 发生下述变化时, （ A ）系统的熵值可能变化。

A. 可逆过程 B. 可逆循环 C. 不可逆循环 D. 绝热可逆

6. 在298.15K和100kPa下水汽化为同温同压的水蒸气，则系统与环境的熵变（ C ）

A. ΔSsys< 0，ΔSamb < 0 B. ΔSsys < 0，ΔSamb > 0 C. ΔSsys > 0，ΔSamb < 0 D. ΔSsys > 0，ΔSamb > 0 7. 理想气体绝热向真空自由膨胀过程中（ D ）

A．W = 0，Q > 0，ΔU > 0，ΔH = 0 B. W = 0，Q＝0， ΔU = 0，ΔH > 0 C．W< 0，Q > 0，ΔU = 0，ΔH = 0 D. W＝0，Q = 0， ΔU = 0，ΔH = 0 8. △H ＝Qp此式适用于哪一个过程: ( B )

A. 理想气体从101325 Pa反抗恒定的10132.5 Pa膨胀到10132.5 Pa B. 在0℃、101325 Pa下，冰融化成水 C. 电解CuSO4的水溶液

D. 气体从( 298 K，101325 Pa )可逆变化到( 373 K，10132.5 Pa )

9. 某体系经不可逆循环后，下列答案中不正确的是（ A ）

A Q = 0 B △U = 0 C △H= 0 D △CP = 0 10. 制作膨胀功的封闭体系，G。 的值（ B ）

TpA．>0 B. < 0 C．= 0 D. 无法确定

11. 在标准压力pØ 和268.15K时，冰变为水，体系的熵变ΔS应（ A ）。

A. 大于零 B. 小于零 C. 等于零 D. 无法确定

12. 在00C，101.325 kPa的压力下，H2O（s）→H2O（l），此过程（ D ）。

A. W < 0, ΔU < 0, ΔG < 0 B. W > 0, ΔU > 0, ΔG < 0 C. W < 0, ΔU > 0, ΔG = 0 D. W > 0, ΔU > 0, ΔG = 0

13. 下述说法何者正确：（ C ）

A. 水的生成热即是氧气的燃烧热 B.水蒸汽的生成热即是氧气的燃烧热 C. 水的生成热即是氢气的燃烧热 D.水蒸汽的生成热即是氢气的燃烧热 0

14. 在-10C, pΘ时，1mol 过冷水结成冰时，下述表述正确的是（ A ）

A. ΔG < 0，ΔSsys < 0 B. ΔG < 0，ΔSsys > 0 C. ΔG > 0，ΔSsys < 0 D. ΔG > 0，ΔSsys > 0

15. 在隔离系统中发生某化学反应，使系统的温度明显升高，则该系统的ΔU（ B ）。

A. ＞0 B. = 0 C. ＜0 D. 无法确定

3

16. 用隔板将刚性绝热壁容器分成左右两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已知p右> p左，

将隔板抽去后，( A )。

A. Q = 0，W = 0，ΔU = 0 B. Q ＝0，W < 0，ΔU >0 C. Q >0，W < 0，ΔU >0 D. Q ＝0，W < 0，ΔU = 0

17. 一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2。( C )

A. V1 < V2 B. V1 = V2 C. V1 > V2 D. 无法确定

18. 由同一始态经绝热可逆膨胀和恒温可逆膨胀至同样的终态体积，两过程所做的体积功分别为W1和W2，则（ B ）

A. | W1 | >｜W2｜ B. ｜W1｜<｜W2｜ C. ｜W1｜=｜W2｜ D. 上述情况都可能 19. 对气体的绝热自由膨胀过程, 下述说法中不正确的是( B )

A. 任何气体, 热力学能都不变 B. 若是真实气体, 热力学能可能变化 C. 若是理想气体, 温度不变 D. 若是真实气体, 温度可能变化 20. 理想气体在绝热条件下经恒外压压缩至稳定, 系统和环境的熵变应为( C ). A. Ssys > 0 Samb > 0 B. Ssys < 0, Samb = 0 C. Ssys > 0 Samb = 0 D. Ssys = 0, Samb > 0 21. 对任何物质, 下列说法中不正确的是 ( B )

A. 沸点随压力增加而升高 B. 熔点随压力增加而升高 C. 升华温度随压力增加而升高 D. 蒸气压随温度增加而升高

22. 在α，β两种相中均含有A和B两种物质，当达到平衡时，下列哪种情况是正确的：（ B ） .

A. μA(α) = μB(α) B. μA(α) = μA(β) C. μA(α) = μB(β) D. μA(β) = μB(β)

23. 在溶剂中加入非挥发性溶质后沸点升高，表明与未加溶质时相比，该溶剂的化学势（ B ）。

A． 增加 B. 减小 C．不变 D. 不能确定

24. 组分A和B能形成理想液态混合物。已知在100oC时，纯液体A和B的饱和蒸汽压分别133.32和

66.66KPa，当A和B的液态混合物中A的摩尔分数xA为0.5时，与液态混合物成平衡的蒸汽中组分A的摩尔分数yA是( C )

A. 1 B. 3/4 C. 2/3 D. 1/2

25. 对反应式(1) A + B = 2C 和 (2) (1/2)A + (1/2)B = C, 在相同条件下存在关系（ B ）。

A.rGm(1)2rGm(2),K(1)K(2)

2B.rG(1)2rG(2),K(1)K(2)rm(1)rGm(2),K(1)K(2)

mm2

C.rG(1)rG(2),K(1)K(2)mm26. 已知反应 2NO（g）+ O2（g）= 2NO2（g） 的ΔrＨΘm（T）＜0，当上述反应达到平衡后，

若要平衡向产物方向移动，可以采取（ D ）的措施。

A. 升高温度，减小压力 B. 升高温度，增大压力 C. 降低温度，减小压力 D. 降低温度，增大压力 27. 反应 C(s) + 2H2(g) = CH4(g) 在1000K时的rGm= 19.29 kJ×mol ，当总压为101.325kPa, 气相组成是H270%, CH4 20%, N210%的条件下, 上述反应 ( A ).

A. 正向进行 B. 逆向进行 C. 达到平衡 D. 方向不能确定

28. 在某温度下, 一密闭刚性容器内PCl5 (g)达到分解平衡, 若往此容器中充入氮气使系统压力增大一倍

(此时气体仍可按理想气体处理), 则PCl5(g)的离解度将 ( C )

A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 视温度而定

29. 恒温恒压时，加入惰性气体，能减少2SO2 (g)＋O2(g)＝2 SO3(g) 的平衡系统中( C )的含量。

A．SO2 B. O2 C. SO3 D． SO2 和O2

30. 不论是电解池还是原电池，极化的结果都将使（ C ）。

A. 阴、阳极电势同时增加 B. 阴、阳极电势同时减少

C. 阳极电势变大，阴极电势变小 D. 阳极电势变小，阴极电势变大

31. 电解质溶液的摩尔电导率可以看成是正负离子的摩尔电导率之和，这一规律适用于（ B ）。

A．强电解质溶液 B. 无限稀释电解质溶液 C. 弱电解质溶液 D. 物质的量浓度为1的溶液

4

－1

 D.G32. 0.1mol·kg-1的LaCl3溶液的离子强度I为（ B ）。

A. 1.2 mol·kg-1 B. 0.6mol·kg-1 C. 0.3mol·kg-1 D. 0.2mol·kg-1

35. 离子独立运动定律（C ）。

A．只适用于无限稀强电解质溶液 B.只适用于无限稀弱电解质溶液 C. 既适用于无限稀强电解质溶液也适用于无限稀弱电解质溶液 36. 纯液体实际凝固温度比正常凝固点低, 其原因是 ( A )

A. 新生微晶的化学势高 B. 新生微晶的蒸气压低 C. 冷却速度不能无限慢 D. 相变热散失速度恒较快

37. 朗缪尔吸附等温式只适用于 ( A )

A. 单分子层吸附 B. 多分子层吸附 C. 单分子层、多分子层都有吸附

38. 在相同温度下，同一种液体被分散成不同曲率半径的分散系统，以p(平)、p（凸）、p（凹）分别表示

平面液体、凸面和凹面液体上的饱和蒸汽压，则三者之间的关系为 ( B )

A. p（凸）< p (平) < p（凹） B. p（凸）> p (平) > p（凹） C． p（凸）> p (平) < p（凹） D. p（凸）< p (平) < p（凹） 39. 高分散度固体表面吸附气体后，可使固体表面的吉布斯函数 ( A )。

A． A.减小 B.增大 C. 不改变 D. 无法确定

38. 气固相反应 CaCO3(s) = CaO (s) + CO2(g) 已达平衡. 在其它条件不变情况下, 把CaCO3(s) 的颗粒变得极小, 则平衡 ( B )

A. 向左移动 B. 向右移动 C. 不移动 D. 不能确定

39. 微小晶体与普通晶体相比较, 下列结论中 ( D ) 是错误的.

A. 微小晶体的蒸气压较大 B. 微小晶体的熔点较低 C. 微小晶体的溶解度较大 D. 微小晶体的溶解度较小

40. 有一球形肥皂泡，半径为r，肥皂水溶液的表面张力为γ，则肥皂泡内附加压力是（ C ）

A. Δp = 2γ/r B. Δp = γ/r C. Δp = 4γ/r

41. 天空云层中小水滴的大小发生变化时，一定是（ A ）

A. 大水滴变大，小水滴变小 B. 大水滴变小，小水滴变大 C. 大小水滴都变大 D. 大小水滴都变小 42. 某基元反应为双分子反应，该反应的反应级数（ A ）。

A. 等于2 B. 大于2 C. 小于2 D. 无法确定

43. 化学反应的级数是个宏观的概念，是实验的结果，其值（ D ）。

A. 只能是正整数 B. 只能是整数 C. 只能是正数 D. 以上都不对

-1-3-3

44. 某反应的速率常数 k = 0.214 min，反应物浓度从0.21 mol·dm变至0.14 mol·dm的时间为 t1，从 0.12 mol·dm变到0.08 mol·dm的时间为t2，则t2 ：t1 = ( C )。

A. 0.57 B. 0.75 C. 1 D. 1.25

45. 某反应的反应物消耗掉3/4的时间是其半衰期的2倍，则该反应级数为 （ B ）。

A. 零级 B. 一级 C. 二级 D. 三级

-3

-3

简答题

1. 写出应用S、A、G三个状态函数作为过程方向的判据及其应用条件？（热力学）

2．绝热过程的熵增加就一定自发吗？能否用绝热过程的熵变判断过程方向？什么样的绝热过程可以判断方向？（热力学）

3. 理想气体等温膨胀后，由于ΔU=0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗？为什么？（热力学）

4. 在恒温、恒压、非体积功为零的条件下，某反应的ΔrGm<０，则反应物全部变成产物，反应将进行到底，这种说法对吗？简述其理由。（热力学）

5. 不论隔离系统发生什么变化，系统的热力学能和熵总是不变，这句话是否正确，并说明原因。（热力学）

6．理想液态混合物的定义是什么? 说明理想液态混合物的混合性质？任一组分化学势表达的形式是什

5

么？（多组分系统热力学）

7. 在温度一定的情况下，向反应平衡体系中充入惰性气体与减低体系的压力等效，这种说法对吗？（化学平衡）

8. 简述温度、压力、浓度和惰性气体对标准平衡常数和化学平衡的影响特点？（化学平衡） 9. CaCO3（ S ）在高温下分解为 CaO ( s ）和CO2（ g ) ,

(1) 若在定压的CO2气体中将CaCO3（S）加热，实验证明加热过程中，在一定温度范围内CaCO3 不

会分解；

(2) 若保持CO2压力恒定，实验证明只有一个温度能使CaCO3和CaO混合物不发生变化。根据相律解

释上述事实。（相平衡）

10. 当在两玻璃板中间加入少量水后，为什么在垂直于玻璃板面方向上很难将其拉开? （界面现象） 11. 在一定温度压力下，为什么物理吸附是放热反应?（界面现象）

12. 常见的亚稳定状态有哪些？为什么会产生亚稳定状态？如何防止亚稳定状态的产生？（界面现象） 13. 在一个封闭的钟罩内，有大小不等的两个球形液滴，问长时间恒温放置后，会出现什么现象？（界面现象）

14. 以两种浓度不同的HCl溶液的界面为例，说明液体接界电势产生的原因及消除方式。（电化学） 15.如果反应1的活化能大于反应2的活化能，降低温度对哪个反应有利，为什么？（动力学）

二、计算题

（一）热力学（教材第二、三、四章）

1．在298.5 K，101325 Pa时有1mol Zn与过量稀硫酸反应，生成氢气和硫酸锌，已知此反应放热为1.431×105J，试计算：

(1) 上述过程中Q，W，ΔU，ΔH 的值；

(2) 若上述反应在密闭容器中发生，求Q，W，ΔH，ΔU的值。

解：

(1) 等压过程 Δp = 0 ΔH = Qp= -1.431×105J

W = -pΔV= -pVg= -nRT= -1×8.314×298.5= -2.482×103 J ΔU = Q+W = -1.431×105 -2.482×103= -1.46×105J (2) 等容过程 ΔV=0 W= 0

U为状态函数，其变化值与（1）中的等压过程相同，ΔU = -1.46×105J QV =ΔU= -7.28×104J

H为状态函数，其变化值与（1）中的等压过程相同，ΔH= -1.431×105J

2. 苯在101.325kPa下的沸点为353K，摩尔蒸发焓为30.75kJ﹒mol-1。求此条件下的2mol液态苯全部成为苯蒸汽时的Q、W、△U、△H、△S、△A和△G。（蒸汽视为理想气体）(与教材p146页3.29 题类似)

6

解：液态苯在353K，101.325 kPa下发生可逆相变

ΔH = nΔvapHm =2mol×30.75kJ·mol-1 = 61.5kJ 可逆相变热为恒压热,即Q =ΔH=61.5 kJ

W = －p(Vg－Vl)≈－PVg=－nRT=（－2×8.315×353）J = －5.87kJ ΔU = Q + W = (61.5-5.87) kJ = 55.63 kJ

可逆相变ΔS = ΔH/T = {61.5/353} kJ·K-1 = 0.174 kJ·K-1 ΔA = ΔU- TΔS = ΔU - ΔH =(55.63 -61.5)kJ = -5.87KJ 可逆相变，ΔG = 0

（二）化学平衡（教材第五章）

1. 100℃下，下列反应COCl2(g)CO(g)Cl2(g)的K8.1109，rSm(373K)125.6Jmol1K1，

计算：（1）100 ℃、总压为200 kPa时COCl2的离解度；（2）100℃上述反应的rHm。

解：（1）设COCl2的离解度为α

COCl2(g)CO(g)Cl2(g)

平衡时的摩尔数 （1-α） α α n总=（1+α）mol 平衡时的分压

21p p p 111p1p2pK8.1109 21p1p1p解得 α=6.37×10-5

（2）rGmmol-1 RTlnK8.314373.15ln(8.1109)57.84kJ·

mol-1 rHmrGmTrSm57.84373.15125.610-3105 kJ·

2. 工业上用乙苯脱氢制苯乙烯在900 K下进行，K1.51

C6H5C2H5(g)C6H5C2H3(g)H2(g)

试分别计算在下述情况下，乙苯的平衡转化率。

（1）反应压力为100 kPa时； （2） 反应压力为101.325 kPa，且加入水蒸气使原料气中水与乙苯蒸气的物质的量之比为10:1

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解：（1） C6H5C2H5(g)C6H5C2H3(g)H2(g)

初始时各物质的摩尔数 1mol 0 0

平衡时各物质的摩尔数 （1-α）mol α mol α mol n总=（1+α）mol 平衡时各物质的分压pB 1p1

p1

Bp1

p为系统的总压

pBBK()pB(pC6H5C2H3/p)(pH2/p)pC6H5C2H5/p

pp()()2p21001p1pK1.51221p1p1100() 1p

77.6%

（2） C6H5C2H5(g)

C6H5C2H3(g)H2(g)

H2O (g)

初始时各物质的摩尔数 1mol 0 0 10 mol 平衡时各物质的摩尔数 （1-α）mol α mol α mol n总=（1+α+10）

= (11+α) mol

平衡时各物质的分压pB 1p11

11p

11p

pBB(pC6H5C2H3/p)(pH2/p)K()pppBC6H5C2H5/B

pp()()2p11p11pK1p(1-)(11+）p()11p101.3251.51(1-)(11+）1002

94.9%

8

（三）相平衡（教材第六章）

1. 如下图所示，在101.325 kPa下，A、B两组分液态完全互溶，固态完全不溶，其低共熔混合物ωB=0.60。

今有180 g，ωB= 0.40的溶液Q，计算冷却时，最多可得多少克纯固体A(s) ?

ωB图1 两组分的组成-温度相图

解：

（1）从图中可知，当系统冷却时，首先析出A(s)，冷至近三相线时，在B (s)还未析出之前，得到A(s)最多，根据杠杆规则可知

m(s)B(l)Bm(s)0.60.4即m（l)BB(s)180m(s)0.40m(s)60g

答：冷却至三相线，最多可得 60 g 的纯A(s)

2. 下图为恒压下的As-Pb 相图，试从相图：

（1） 在图2上分别画出w(Pb)为0.20和 0.97的熔融物（即O点和Q点处）冷却时步冷曲线的形状； （2） 写出系统点在P点时，系统存在几相，分别是什么相？

（3） 根据杠杆规则计算由100 g固态砷（As）与200 g w (Pb) = 0.60的溶液两相平衡共存时的系统组成

w0(Pb)。

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答：

（1）系统点在P点时，系统存在两相，分别是液相（熔融态）和固体砷。 （3）根据杠杆规则

0w0(Pb)m(l)w(Pb)(s)w0(Pb)200 即 m(s)w0(Pb)w(Pb)100w0(Pb)0.6 解得w0(Pb)=0.4

*3. A，B两液体能形成理想液态混合物。已知在温度T时纯A的饱和蒸气压pA40 kPa，纯B的饱和*蒸气压pB120 kPa。

（1）在温度T下，于气缸中将组成yA0.4 的A，B混合气体恒温缓慢压缩，分别求出凝结出第一滴微小液滴时系统的总压及该液滴的组成xB?

（2）若将A，B两液体混合，并使此混合物在100 kPa，温度T下开始沸腾，求该液态混合物的组成xB 及沸腾时饱和蒸气的组成yB。

解：(1) 由于形成理想液态混合物，每个组分均符合Raoult定律；凝结出第一滴微小液滴时气相组成不变。因此在温度T

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pAp*A(1xB)y A*pA+pBp*A(1xB)pBxB

0.4=40(1xB)40(1xB)+120xB代入数据 xB=0.333=33.3%

*ppA+pBp*(1x)pABBxB40(10.333)1200.33366.64kPa

(2) 混合物在 100 kPa，温度T下开始沸腾 ppA+pBpA(1xB)pBxB=100kPa代入数据得 40(1-xB)+120xB=100

**

xB0.75

*pBpBxB1200.75yB0.990%

pp100

（四）电化学（教材第七章）

1. 25oC时，实验测得电池Pb|PbSO4(s)|H2SO4 (0.01mol·kg-1) |H2 (g, pΘ) |Pt的电动势为0.1705 V。已知25oC下

fGm(H2SO4,aq)fGm(SO42,aq)744.53kJmol1，fGm(PbSO4,s)813.0kJmol1 。

（1）请写出上述电池的电极反应和电池反应方程式。 （2）计算25 oC时的EΘ(SO42- |PbSO4(s)| Pb。 （3）计算0.01mol·kg-1 H2SO4溶液的活度α。

解：(1)

阳极：Pb(s) + SO42- = PbSO4(s)+ 2e- 阴极：2H+ + 2e- = H2 (g)

电池反应：Pb(s) +H2SO4 = PbSO4(s)+ H2(g) (2)

rGmBfGmfGm(PbSO4)fGm(H2)fGm(H2SO4)fGm(Pb)813.0(744.53)68.47kJmol1

rGmzEFzFE(H|H2)E(SO42|PbSO4|Pb)zFE(SO4|PbSO4|Pb)68.47kJmol21

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所以E(SO4（3）

268.47103|PbSO4|Pb)0.3548V

296500RTRT(PbSO4,s)(pH2/p)B EElnBEln2F2F(H2SO4)(Pb,s)即ERT1ln0.1705 2F(H2SO4)2其中E=E(H|H2)E(SO4|PbSO4|Pb）

代入数据得，0(0.3548) 解得

8.314298.151ln0.1705

296500(H2SO4)14.3984ln14.3984e=5.58310-7

2. 25 oC时，电池Zn|ZnCl2（0.555 mol·kg-1）|AgCl（s）|Ag的电动势E = 1.015V。已知E（Zn2+|Zn）=

- 0.7620V，E（Cl-|AgCl|Ag）= 0.2222V，电池电动势的温度系数为：

dE41= - 4.0210VK dTp （1）写出电池反应；

（2）计算反应的标准平衡常数K； （3）计算电池反应的可逆热Qr,m；

（4）求溶液中ZnCl2的平均离子活度因子γ±。

解：（1）电池反应为

Zn(s) + 2AgCl (s) = ZnCl2 + 2Ag(s)

（2）rGm=-RTlnKzEF 即：lnK0.22220.762096500zEF276.63

RT8.314298.15K= 1.90×1033

dE

（3）Qr,m=TrSmzFTdTp2965004.02104298.1523.13kJmol-1

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（4）

RTRTaZnCl2aAgRTEElnBBElnElnaZnCl2zFzFaZnaAgClzFBb3(bb2)1/33RTRTRT3Eln()Eln()Eln()zFzFbzFb21/3RT（b（2b））3RT33Eln(）Eln4bzFbzF8.314298.1533代入数据得 1.0150.22220.7620ln40.5555

296500γ± = 0.5099

2

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