《浙江大学远程物理化学离线作业答案(2016)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江大学远程物理化学离线作业答案(2016)（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浙江大学远程教育学院物理化学课程作业（必做） （2016）第一章热力学第一定律一、填空题1. 系统的性质分为广度性质和_强度性质 _。2. 热力学第一定律的数学表达式是 quW。3. U=Qv的适用条件是封闭系统中等容非体积功为零。4. O2(g)的的标准摩尔燃烧焓等于零（填“ 小于 ” 、“ 大于 ” 或“ 等于 ” ） 。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. 什么是等压过程？什么是可逆过程？答: 等压过程是在环境压力恒定下，系统始，终态压力相同且等于环境压力的过程。某系
2、统经过一过程由状态1 变为状态2 之后，如果能使系统和环境都完全复原，则该过程称为可逆过程。3. 什么是热力学第一定律？答：自然界的一切物质都具有能量，能量有多咱不同的形式，能量可以从一种形式转化为另一种形式，能量的总量在转化过程中保持不变。4. 什么是标准摩尔生成焓？什么是标准摩尔燃烧焓？答：自然界的一切物质都具有能量，能量有多咱不同的形式，能量可以从一种形式转化为另一种形式，能量的总量在转化过程中保持不变。三、计算题1. 1 mol 单原子理想气体在298K 时， 在恒定外压为终态压力下从15.00 dm3等温膨胀到40.00 dm3，求该过程的Q、W、 U 和 H。UH答： nRT/V=
3、(1*8.31*298)/(40/1000)=61.94KPa W=-61.94*(40-15)=-1548.5J Q=-W=1548.5J 2. 1 mol 水在 100、 101.3kPa 下蒸发为水蒸气，吸热40.7kJ，求该过程的Q、W、 U 和H。答： Q40.7Kj W=-3.10kJ U=37.6Kj H=40.7kJ 3. 已知 298.2K 时， NaCl(s)、H2SO4(l)、Na2SO4 (s)和 HCl(g) 的标准摩尔生成焓分别为-411、-811.3、 -1383 和-92.3 kJmol-1，求下列反应的 mrH和 mrU2NaCl(s) + H2SO4(l)
4、= Na2SO4(s) + 2HCl(g) 答： 2NaCl(s)+H2SO4(1)=Na2SO4(s)+2HCl(g) rHme=( H)产物 (H)反应物（ 138392.3*） -(-411*2-811.3) =65.7KJ/mol 4. 已知 298.2K 时，C （石墨）、H2（g）和 C2H6（g）的标准摩尔燃烧焓分别为-393.5 kJ mol-1、-285.8 kJmol-1和-1559.8 kJ mol-1。计算下列反应的 mrH和 mrU：2C（石墨）+ 3H2（g） C2H6（ g）答： mrH 84.6kJ/mol mrU=-79.6kJ/mol 第二章热力学第二定律一
5、、填空题1. 理想气体的卡诺循环由等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀、等温可逆压缩和绝热可逆压缩所组成。2. 工作在高温热源373K 与低温热源298K 之间的卡诺热机的效率为0.2 。3.1mol 100 ，100kPa 液态水的吉布斯能大于1mol 100，100kPa 气态水的吉布斯能（填“ 小于 ” 、“ 大于 ” 或 “ 等于 ” ）4. 吉布斯能判据的适用条件是封闭系统等温等压和非体积功为零的过程。二、简答题1. 什么是自发过程？什么是热力学第二定律？答：自发过程是指一定条件下，不需任何外力介入就能自动发生的过程。热力学第二定律是指热量由低温物体传给高温物体而不引起其他变化，是不可能的。2
6、. 空调可以把热从低温热源传递到高温热源，这是否与热力学第二定律矛盾？为什么？答：不矛盾。热力学第二定律指出不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其它变化，而空调在制冷时，环境作了电功,同时得到了热，所以环境发生了变化。3. 熵的物理意义是什么？如何用熵判据判断过程的方向？答：熵是系统混乱程度的度量，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；使系统的熵值保持不变的过程是可逆过程，系统处于平衡状态，孤立系统中不可能发生使熵值变小的任何过程。4. 什么是热力学第三定律？什么是标准摩尔熵？答：热力
7、学第三定律是在绝对零度，任何纯物质完整结晶的熵等于零。标准摩尔熵是根据热力学第三定律得到的一摩尔物质在标准压力，指定温度时的熵。三、计算题1. 1mol 300.2K 、 200kPa的理想气体在恒定外压100kPa下等温膨胀到100kPa。 求该过程的 S、 F 和 G。答： S5.76J/K F=-1730J G=-1730J 2. 0.50 kg 343K 的水与 0.10 kg 303K 的水混合，已知水的Cp,m=75.29J/( molK)，求系统的熵变和环境的熵变。答： 0.5*75.29* （343T） 0.1*75.29* （T303）T336.33 S=Cp,m (T/T0
8、)+Cp,m (T/T1)=2.091J2K-1 S 环 0 3. 在 298K 和标准状态下，已知金刚石的标准摩尔生成焓为1.90 kJmol-1，金刚石和石墨的标准摩尔熵分别为2.38 J mol-1 K-1和 5.74J mol-1 K-1，求石墨 金刚石的 mrG，并说明在此条件下，哪种晶型更加稳定？答： mrG2901J/mol 在此条件下，石墨更稳定。4. 在25和标准状态下，已知CaCO3(s)、 CaO(s)和 CO2(g) 的标准摩尔生成焓分别为-1206.92 kJmol-1、-635.09kJ mol-1和-393.51 kJ mol-1，标准摩尔熵分别为92.9 J m
9、ol-1 K-1、39.75 Jmol-1 K-1和 213.74Jmol-1 K-1，求：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 的 mrmrmrGSH和、。答： mrH=-635.09+（-393.51）-（-1206.92）=178.32 kJ2mol-1 mrS=213.74+39.75-92.9=160.59 J mol-1 K-1 mrG=rH-TrSm=178.32*1000- （ 273+25）*160.59 =130464 J2mol-1 =130.46 kJ2mol-1 第三章多组分系统热力学一、 填空题1.在蔗糖饱和溶液中，蔗糖晶体的化学势等于溶液中蔗糖的化学势（填
10、“ 大于 ” 、“ 小于 ” 或“ 等于 ” ）。2.已知水的正常凝固点为273.15K，凝固点降低常数kf=1.86K kg mol-1，测得 0.1000 kg水中含0.0045 kg某非挥发性有机物溶液的凝固点为272.68K。该有机物的摩尔质量为0.178kg.mol-1。二、 简答题1. 什么是混合物？什么是溶液？答：混合物是指任何组分可按同样的方法来处理的均相系统。溶液是指各组分不能用同样的方法来处理的均相系统。2. 0.01mol/kg 葡萄糖水溶液与0.01mol/kg 食盐水溶液的蒸气压相同吗？为什么？答： 0.01mol/kg 葡萄糖水溶液与0.01mol/kg 食盐水溶液
11、的蒸气压不同。虽然两者都是稀溶液且质量摩尔浓度相同，但食盐水溶液中的NaCl是强电解质， 电离为 Na+和Cl-,溶质分子数 （离子数）远大于相同质量摩尔浓度的葡萄糖水溶液中的溶质分子数（离子数） ， 因此，0.01mol/kg葡萄糖水溶液大于0.01mol/kg 食盐水溶液的蒸气压。三、 计算题1. 已知人的血浆凝固点为-0.5，水的凝固点降低常数kf=1.86 K mol-1 kg，求 37时血浆的渗透压（血浆密度近似等于水的密度，为1.00 103 kg m-3）。答： 37时血浆的渗透压为6.932*105Pa。2.已知在 288K和101.3kPa时，乙醇的质量分数为0.56的乙醇水
12、溶液的乙醇偏摩尔体积为56.5810-6 m3/mol，水偏摩尔体积为17.1110-6 m3/mol，求 1.000 kg该溶液的体积。答： 37时血浆的渗透压为6.932*105Pa。第四章化学平衡一、 判断题（正确打 ，错误打 ）1.某化学反应的0Gmr，在等温等压不做非体积功的条件下，该反应将自发进行。 （）二、选择题1. 已知反应 N2+3H2= 2NH3的标准平衡常数为 pK， 经验平衡常数为pK， 两者的关系为D。Ap pKKBp pKpKC p p/ pKKDp2 p)(KpK2. 已知反应 N2+3H2= 2NH3的标准平衡常数为 1K， 反应3223 221NHHN的标准平
13、衡常数为 2K，两者的关系为D。A 2 1KKB 2 12KKC 221 1KKD2 2 1)(KK3. 1000K 时反应 Fe(s) + CO2(g) FeO(s) + CO(g) 的84.1pK，当气相中CO2和 CO 的摩尔数之比为6535 时，则 B。A Fe不会被氧化BFe 将被氧化C正好达化学平衡D难于判断其进行方向4. 当压力增大时，反应NH4Cl (s) = NH3(g) + HCl (g) 的 mrGB。A增大B不变C减小D不确定5. 反应 O2+2H2= 2H2O 的 1rG与反应OHHO22221的 2rG的关系为B。A. 2r1rGGB 2r1r2GGC 2r21 1
14、rGGD2 2r1r)(GG三、填空题1. 445时， Ag2O（ s）分解压力为20974kPa，该分解反应Ag2O(s) = 2Ag(s)+?O2（ g）的 mrG= -15.92 kJ mol-1。2. 当反应PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 达平衡时，加入惰性气体，但维持系统总压力不变，平衡向右移动。四、 简答题1. 化学反应 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：化学反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) 是吸热反应，提高反应温度可以增大平衡常数，有利于反应正向进行。2. 乙苯脱氢生成苯乙烯C6H5C2H
15、5（g）C6H5CH=CH2（ g）+ H2（g）是吸热反应，通入过热水蒸气（不参加反应）可以提高苯乙烯产率，为什么？答：乙苯脱氢生成苯乙烯是吸热反应，提高反应温度有利；该反应也是增加体积的反应，减少压力有利。通过通入过热水蒸汽即可提供热量，维护较高的反应温度，同时还由于水蒸汽不参加反应，起稀释作用，与减少压力效果等同。五、 计算题1. 已知 Ag2CO3（s）在 298.2K 时的分解反应Ag2CO3（s） Ag2O（s） CO2（g）的1 mrmolkJ89.12G，求：（1）标准平衡常数；（2）若大气中含0.1%的 CO2（体积），298.2K 时 Ag2CO3在大气中能否自动分解？答： （1） mrG=-RTlnKe=-8.314*298.2*lnKe=12890 inKe=-5.2 Ke=5.521*10-3(2)能自动分解。2. 已知 25时下列反应的标准摩尔生成焓和标准熵如下：CH3OH(g) = HCHO(g) + H2(g) mrH(kJ mol-1) -201.25 -115.9 mS(J mol-1 K-1) 237.6 220.1 130.59 求： （1）该反应的 mrH、 mrS和 mrG；（2）该反应的标准平衡常数pK答： mrH85.35kj2mol-1 mr
