物理化学习题2

1、绝热、密闭、坚固的容器中发生化学反应，△U一定为零，△H不一定为零。（√）

2、定温、定压及W/=0时,化学反应达平衡,反应物的化学势之和等于产物的化学

势之和。( √ )

3、二组分完全互溶双液系理想溶液，若PA*> PB*则YA4、因为SQR/T,所以只有可逆过程才有熵变；而SAQIR/T,所以

ABB不可逆过程只有热温商,但是没有熵变。（ × ）

5、对大多数体系来讲，当温度升高时，表面张力下降。（ √ ）

06、下列反应的平衡常数K0为CO2CO2为1；2COO2CO2为02；

001CO2CO为K3，则三个平衡常数间的关系为：320（ × ） 1/02。

7、催化剂加速反应到达平衡是由于它提高了正反应的速率，同时降低可逆反应

的速率（×）

8、化学电池的电动势决定于电池内的氧化还原反应，因此，对应着一定的电池

总反应必有确定的电动势值。（ × ）

9、催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，并改变反应的△rGmo （ ×） 10、在绝热系统中，发生一个从状态A→B的不可逆过程，不论用什么方法，系

统再也回不到原来状态了。（ × ）。

1、对于理想气体，不管是恒压过程，还是恒容过程，公式 HCpdT都适用。（ √ ）

2、虽然QP=ΔH, QV=ΔU,但QP，QV不是状态函数（ √ ） 3、不可逆过程一定是自发的，自发过程一定是不可逆的。（ × ）

4、因为SQR/T,所以只有可逆过程才有熵变；而SAQIR/T,所以

ABB不可逆过程只有热温商,但是没有熵变。（ × ）

5、一个含有K+、Na+、NO3-及SO42-离子的不饱和水溶液，其组分数K为4。(×)

0

6、下列反应的平衡常数K0为CO2CO2为1；2COO2CO2为02；

001CO2CO为K3，则三个平衡常数间的关系为：320（ × ） 1/02。

7、离子独立运动定律既可应用于无限稀释的强电解质溶液，又可应用于无限稀释的弱电解质溶液。（ √ ）

8、化学电池的电动势决定于电池内的氧化还原反应，因此，对应着一定的电池总反应必有确定的电动势值。（ × ）

9、催化剂能改变反应历程，降低反应的活化能，并改变反应的△rGmo （ × ）

10、由于溶质在溶液的表面产生吸附，所以溶质在溶液表面的浓度恒大于它在溶

液内部的浓度。（ × ）

1、虽然QP=ΔH, QV=ΔU,但QP，QV不是状态函数（√ ） 2、功可以全部变成热，但热一定不能全部转化为功。（ × ）

3、在水的三相点，物种数S和组分数C相等，都等于1，自由度数等于F=0。(× ) 4、等温等压条件下，rGmvBuB0的化学反应一定不能进行。(×)

5、胶体的电动电势是指胶粒的相对运动边界与液体内部的电位差，其值一般高

于热力学电势并随外加电解质而变化。（ × ）

6、复杂反应是由若干个基元反应组成的，故复杂反应的分子数是基元反应分子

数之和。（ × ）

7、离子独立运动定律既可应用于无限稀释的强电解质溶液，又可应用于无限稀

释的弱电解质溶液。（ √ ）

8、已知反应2A→P为零级反应，A的半衰期为30分钟，由此可知，A消耗3/4

所需的时间为45分钟。（ √ ）

9、弯曲液面产生的附加压力的方向总是指向曲面的中心。（ √ ）

10、由于溶质在溶液的表面产生吸附，所以溶质在溶液表面的浓度恒大于它在溶液内部的浓度。（ × ） 一.选择题：

1、理想气体自由膨胀过程中(D).

A．W = 0，Q＞0，U＞0，H=0 B．W＞0，Q=0，U＞0，H＞0 C．W＜0，Q＞0，U=0，H=0 D．W = 0，Q=0，U=0，H=0

2、对理想气体自由膨胀的绝热过程，下列关系中正确的是( D ) A.ΔT>0、ΔU>0、ΔS>0 B.ΔT<0、ΔU<0、ΔS<0 C.ΔT=0、ΔU=0、ΔS=0 D.ΔT=0、ΔU=0、ΔS>0 4、下列化学势是偏摩尔量的是（B）。 A． FnBT,V,B B. GnCnB

C．UnBS,V,T,P,nCnCH D．nB

S,P,nC5、水煤气发生炉中共有C（s），H2O（g）,CO(g), CO2(g)及H2(g)五种物质，它们之能发生下述反应：CO2（g）+ C(s) = 2CO(g) CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g),H2O(g) + C(s) = H2(g) + CO(g) 则此体系的组分数、自由度数为( C )。 A．5；3 B．4；3 C．3；3 D ．2；2。 6、电池 （1）Cu (s)│Cu +(a Cu+)║Cu+ (a Cu+)，Cu 2+ (a Cu2+)│Pt (s)

（2）Cu (s)│Cu 2+ (a Cu2+)║Cu + (a Cu+)，Cu 2+ (a Cu2+)│Pt (s)

的反应均可写成Cu (s) + Cu 2+ (a Cu2+) 2Cu + (a Cu+)，此两电池的标准电池电动势Eθ及电池反应的标准Gibbs自由能变化ΔrGθ的关系为 (B)。 A. ΔrGθ，Eθ均相同 B. ΔrGθ相同，Eθ不同

C. ΔrGθ不同，Eθ相同 D. ΔrGθ， E θ均不同。

7、在298K时，为了测定待测液的pH值而组成电池： Pt，H2(pø)|pH(x)溶液|甘汞电极 ,已知φø (甘汞)=0.3356V，测得电池的电动势E=0.7940V。则溶液的pH为( C ) A.7.00 B.8.00 C.7.75 D.7.45 8、往水里加入表面活性剂后（ B ）。

A. ()TC0，产生正吸附 B．()T0，产生正吸附 CC．()T0，产生负吸附 D.()T0，产生负吸附

CC9、用等体积的0.05mol·m-3AgNO3溶液和0.1mol·dm-3KI溶液混合制备的AgI 溶胶，在电泳仪中胶粒向（ A ）

A 正极移动 B 负极移动 C 不移动 D 不能确定

10、将装有润湿性液体的毛细管水平放置，在其右端加热，则管内液体将（ B ）。A．向右移动 B．向左移动 C．不动 D．左右来回移动 1、下述各量中，哪个既是偏摩尔量又是化学势（D ）。 A.(HFUG)S,p,n； B.()S,V,nz； C.()T,V,n； D.()T,p,nZ nBnBnBnBZz2、在一绝热钢壁体系内，发生一化学反应，温度从T1→T2，压力由p1→p2，则（ D ）

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

4、若组分A在,两相中达平衡，而B正由相向相迁移。下列关系正确的是（ B ）。

A. AA,B＞B； B. AA,B＜B； C. A＞A,B=A； D. A＜A,B=B 。

5、冬季建筑施工中，为了保证施工质量，常在浇注混凝土时加入盐类，其主要作用是（ C ）。

A．增加混凝土的强度； B．防止建筑物被腐蚀；

C．降低混凝土的固化温度； D．吸收混凝土中的水分。

6、温度为T时，纯液体A的饱和蒸汽压为PA*，化学势为μA*，在1 p⊕时，凝固点为Tf0，向A中加入少量溶质形成稀溶液，该溶质是不挥发的，则pA、μA、Tf的关系是（ D ）。

A．pA*＜pA ，μA*＜μA ， Tf0＜Tf ； B．pA*＞pA ，μA*＜μA ， Tf0＜Tf ； C．pA*＞pA ，μA*＜μA ， Tf0＞Tf ； D．pA*＞pA ，μA*＞μA ， Tf0＞Tf 。 7、298K时，下列两电极反应的标准电极电势为:

Fe3+ + 3e-→ Fe Eθ(Fe3+/Fe)=-0.036V

Fe2+ + 2e-→ Fe Eθ(Fe2+/Fe)=-0.439V 则反应Fe3+ + e-→ Fe2+ 的Eθ(Pt/Fe3+, Fe2+)等于 ( D )

A.0.184V B.0.352V C.-0.184V D.0.770V

8、以30.00ml，0.01mol/dm3的KCl溶液与10.00ml,0.02mol/dm3的AgNO3溶液混合，制备AgCl溶胶。当加入：①LiCl，②NaCl，③MgCl2，④MgSO4,⑤AlCl3,电解质溶液时，若其他条件相同，其聚沉值大小顺序应为（D ）

A.⑤＞④＞③＞②＞①； B.①＞②＞③＞④＞⑤； C.⑤＞④＞③＞①＞②； D.⑤＜③＜④＜②＜①。 9、对于一个化学反应来说，下列说法中正确的是（ D ）

A.△S越负，反应速率越快 B.△H越负，反应速率越快

C.活化能越大，反应速率越快 D.活化能越小，反应速率越快

10、在一个连串反应A→B→C中，如果需要的是中间产物B，则为得其最高产率应当（D ）。

A.增大反应物A的浓度； B.增大反应速率；

C.控制适当的反应温度； D.控制适当的反应时间。 2.理想气体自由膨胀过程中（ D ）。

A．W = 0，Q＞0，U＞0，H=0 B．W＞0，Q=0，U＞0，H＞0 C．W＜0，Q＞0，U=0，H=0 D．W = 0，Q=0，U=0，H=0 3.下述各量中，哪个既是偏摩尔量又是化学势（ D ）。 A.(HFUG)S,p,n； B.()S,V,nz； C.()T,V,n； D.()T,p,nZ。 nBnBnBnBZz4.糖可以顺利溶解在水中，这说明固体糖的化学势比糖水中的化学势 （ A ）。 A. 高； B.低； C.相等； D.不可比较。 5.影响化学反应标准平衡常数数值的因素为 （ B ）。 A. 催化剂 B. 温度 C. 压力 D. 浓度 6.下列电极中，不属氧化—还原电极的是 （A ）。 A. Pt，H2| H+ B. Pt|Tl 2+，Tl 3+ C. Pt|Fe 2+，Fe3+ D. Pt| Sn 2+，Sn 4+

8.电解质溶液的摩尔电导率随溶液浓度的增加而 （ A ）。

A. 减小 B.增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小。

9．溶胶的稳定性与温度的关系是（B ）。

A 随温度升高而增加 B 随温度升高而降低 C 不能稳定 D 与温度无关

10.往水里加入表面活性剂后 （ A ）。

A. ()T＜0，产生正吸附； B. ()T＞0，产生正吸附；

ccC. ()T＞0，产生负吸附； D. ()T＜0，产生负吸附。

cc三、多选题

1、Langmuir气固吸附理论中，下列叙述中正确的是( BD ) A、吸附是单分子层或多分子层 B、吸附热是常数

C、被吸附的分子之间有均匀的作用力 D、在一定条件下吸、脱附之间可以达到平衡 E、吸、脱附速率都与气体的压力成正比

3、下列化合物中，哪种物质的无限稀释摩尔电导可以用Λm对c作图外推至c=0的方法得到 ( AD )

A.K2SO4 B. NH4OH C.HAc D.KOH E.丁酸 1、对于已达到平衡的化学反应正确的关系式是： ( CE ) A.ΔrGm<0 B.ΔrGm>0 C.ΔrGm=0 D.ΔrGm =-RTlnKø E.ΔrGm =-RTlnKa 2、关于一级反应特点表述正确的有 ( AE )

A.速率常数与反应物浓度无关 B.速率常数单位为mol·dm·s

-3

-1

C.用反应物浓度的对数lnc对反应时间t作图，所得直线的斜率等于速率常数k

D.反应的半衰期与反应物浓度的一次方成正比

E.无论反应物初始浓度多大，在相等时间内反应物消耗的百分数相同 四、填空题

1、10g氦气在3Pθ下从25ºC加热到50ºC，则该过程的ΔH= 1299.06J , ΔU= 779.44J, Q= 1299.06J ,W= -519.63J .

2、公式△U=Qv适用的条件为封闭体系，定容，非体积功为零。 3、在孤立体系中（体积不变），发生剧烈化学反应，使系统的温度及压力明显升高，则该系统的S_＞0_、U_ =0_、H_＞0_ 、F_＜0_。

4、溶胶中从胶粒到溶液本体存在三种电势，其中扩散电势是紧密层与扩散层分界处的电势，当溶液浓度较小时，其值与电动电势近似相等。 5、现有0.1mol/kgLa2(SO4)3溶液，其平均浓度m±=_0.255mol/kg。

6、o(Cu2+/Cu)=0.337v；o(Fe3+/Fe2+)=0.771v在298.16K,及标准状态下将反应：2Fe3++Cu== 2Fe2++Cu2+设计成原电池。正极反应式为___Fe3++e→Fe2+__,负极反应式为__Cu→Cu2++2e__。其电池符号为____Cu(s)| Cu2+ (a Cu2+ )||Fe3+ ，Fe2+(a

Fe2+

)|Pt___.标准平衡常数为___4.82×1014_____。

7、一个含有K+，Na+,NO3－,SO42－,四种离子的不饱和水溶液，其组分数为 3 8、反应的速率常数k=4.20×10-2S-1，初始浓度为0.10mol·dm-3，则该反应的半衰期t1为 16.5s 。

2、原电池Ag，AgBr│Br（0.1mol·kg）‖Ag（0.1mol·kg）│Ag所代表的电池反应为 Ag++Br-→AgBr ；已知 298 K时该电池的标准电动势E ＝ 0.728 V，则该反应的平衡常数K ＝ 2.06×10-12 。

+

3、已知25℃时0.1000mol/dm3 HAc溶液的m=5.20×10-4S·m2/mol m(H)=349.8

--42-1×10-4S·m2·mol-1, m(Ac)=40.9×10S·m·mol,则25℃时该HAc溶液的电

2--1+-1

离度=1.33%。

4、浓度为m的Al2(SO4)3溶液中正、负离子的活度系数分别为和，则：离子平均活度系数 = (2

3

)1/5 ，离子平均质量摩尔浓度m = 1081/5m ，

离子平均活度 a= 1081/5(2

3

)1/5m/mΘ 。

5、已知：o(Zn2/Zn)0.762V在298.16K及标准状态下将反应： Zn+2HCl==ZnCl2+H2(g)组成原电池，正极反应式为__ 2H+ +2e=H2 __,负极反应式为__ Zn (s) - 2e → Zn2＋ (a Zn2+) _。其电池符号为_ Zn│Zn2＋(a=1) ‖H+(a=1) │H2(Po) │Pt __

6、(本题2分)某化合物的分解反应是一级反应，设反应的活化能E=14.43×104J·mol-1，已知557K时该反应的速率常数k=3.3×10-2s-1，现要控制反应在10min内转化率达到90%，则应控制该反应的温度为 520K 。。

7、液滴的半径越小，饱和蒸气压越 大 ，液体中的气泡半径越小，气泡内液体的饱和蒸压越 小

8、一半透膜，膜内是浓度为c1的R-Na+溶液，膜外为纯水。膜平衡的结果是造成了膜内外pH值的变化，此过程称为膜水解。如果膜水解程度很小，且c1=0.1mol.dm-3。达平衡时，膜内pH内 = 5 ，膜外pH外= 9

9、使溶胶能相对稳定存在的主要原因是___双电层结构的存在___。两种溶胶相互完全聚沉时，所需满足的条件是___电荷相反___、_电量相等____。 1、在温度一定和浓度比较小时，增大弱电解质溶液的浓度，则该弱电解质的电导率κ几乎不变，摩尔电导率

减小。（增大、减小、不变）

2、在石灰窑中，分解反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2 (g)已平衡，则该体系的组分数C= 2 ，相数P = 3 ，自由度数f = 1 。

Θ

3、某反应 rGm0，则该反应的标准平衡常数K为__1__。

+--4

4、已知=349.82×10 -4S · m 2· mol -1，  (Ac= 40.9×10 ) S · m m (H ) m2

· mol-1，而实验测得某醋酸溶液的 m(HAc)=5.85×10 -4S · m 2· mol-1，此溶

液中醋酸的电离度α = 1.33% 。 五、简答题

1、在标准压力下和100OC，1mol水等温蒸发为蒸汽。假设蒸汽为理想气体。因为这一过程中系统的温度不变，所以，△U=0，QpCpdT0,这一结论对否？为什么？

答：这一结论不对，因为（1）等温过程△U=0，只适用于理想气体的简单状态变化，不能用于相变过程。（2）QPCPdT0也不适用于相变过程。在可逆相变过程中，△Um=△vapHm-RT,Qp=△vapHm

2、FeCl3和H2O能形成四种具有相合熔点的水合物：FeCl3·6H2O(s)、2FeCl3·7H2O(s)、2FeCl3·5H2O(s)和FeCl3·2H2O(s)，问该体系的组分数是多少?该体系恒压条件下最多能有几相共存? 答：解：C=2 ∴P(最大)=3 当压力一定时 F=C-P+1据题意 F=2-P+1=0

3、如上图，玻璃毛细管插入水中后，水面上升高度应能超过h,因此推断水会从弯口B处不断滴出，于是便可构成第一类永动机。如此推想是否合理？为什么？

答：不合理。由于毛细管上方弯曲，当液面上升至顶端后，又沿弯管下降到弯口处。液面下降时，由于弯曲部分液面受到重力作用，使凹液面的曲率半径由r增大到r`,故附加压力也相应减小△P=2/r。到达B处高度与液面的静压力达到平衡，曲率不再变化（仍是凹液面）。故水滴不会滴落。

4、已知电池Ag-AgCl(s)|HCl（m=0.01 mol·kg-1）| Cl2 (g, p)| Pt在25℃时，E=1.135V，如果以m=0.10 mol·kg-1代替m=0.01 mol·kg-1的HCl，电池电动势将改变多少?

答：不变。 因为电池反应为Ag（s）+1/2Cl2（g）=AgCl（s），电池电动势与HCl的活度（或浓度）无关。

1、 如有一化学反应其等压热效应ΔH<0，则该反应发生时一定放热，且ΔS <0，对吗？为什么？

答：对于前半句“化学反应等压热效应ΔH<0该反应是一定放热的”，这是对的，而后半句ΔS<0就不一定了，若为可逆原电池反应，∵ΔS=QR/T则上结论对了；若为一般化学反应若ΔS≠Q/T则上结论不对。

3、写出由FeCl3水解得到Fe(OH)3胶团的结构。物质量浓度相同的NaCl、MgCl2、MgSO4、Na2SO4各溶液对Fe(OH)3溶胶聚沉能力强弱的次序如何？

答：氢氧化铁固体微粒表面易吸附溶液中的FeO＋离子而带正电，Cl－则为反离子，则胶团结构为｛［Fe（OH）３］ｍ·ｎFeO＋（n-x）Cl－｝ｘ＋·xCl-，对溶胶起聚沉

作用的要是与胶粒带的电荷符号相反的离子，该离子的价数越高沉聚能力越强。对于同电性离子，通常价数越高沉聚能力越弱，由此可以判断沉聚能力的强弱大致为：Na２SO４＞MgSO４＞AlCl３＞MgCl２＞NaCl

4、Zn和Ag插在HCl溶液中所构成的原电池是否是可逆电池？为什么？ 答：不是可逆电池。因为电池充、放电时，电池反应是不可逆的。放电反应：Zn+2H+→Zn2++H2,充电反应：2Ag+2H+→2Ag++H2

1、如图，在一玻璃管两端各有一大一小不等的肥皂泡。当开启活塞使两泡相通时，试问两泡体积将如何变化？为什么？

答：开启活塞后，大泡将变大，小泡将变小。活塞关闭时，由于肥皂泡膜产生附加压力，△P=△P内-△P外=4σ/r。泡的半径r越小，附加压力越大，而大、小泡的P外是相同的，故小泡内空气压力大于大泡内空气压力。因此，打开活塞后，小泡内空气就流向大泡，导致小泡变得更小，大

泡变得更大。当小泡收缩至其半径等于玻璃管口径时，r最小，若再收缩，其曲率半径反而增大。所以当小泡收缩至其曲率半径与管口半径相等时，停止收缩。 2、263K的过冷水结成263K的冰，ΔS<0，与熵增加原理相矛盾吗？为什么？ 答：并不矛盾，熵增加原理指的是在孤立体系或绝热条件下，不可逆过程的ΔS才大于零，而上述过程并未指出这特定条件，体系与环境间有热交换。若并非孤立体系ΔS体就不能作为判据。

3、在一个真空容器中，分别使NH4HS(s)和CaCO3(s)加热分解，两种情况的独立组分数是否都等于1？

答：不是，NH4HS(s) 加热分解生成NH3(g)和H2S(g),C=3-1-1=0;而CaCO3(s)加热分解生成CaO(s)和CO2(g),C=3-1-0=2

4、Zn和Ag插在HCl溶液中所构成的原电池是否是可逆电池？为什么？ 答：不是可逆电池。因为电池充、放电时，电池反应是不可逆的。放电反应：Zn+2H+→Zn2++H2,充电反应：2Ag+2H+→2Ag++H2 六、计算题

1、10mol的理想气体分别经过下述(a)和(b)两个过程，在673K从1.8×10-3m3等温膨胀到2.4×10-3m3，试计算其膨胀功W及体系所吸收的热Q。(a)可逆恒温膨胀；(b)对抗外压为2.026×105Pa的等温膨胀。 答：(a)∵理想气体 dT=0 可逆过程 ΔU=Q-W=0 ∴ Q=-W

W=nRTln(p1/p2) =nRTln(V2/V1)=16kJ

(b)∵dT=0 ΔU=0 ∴ Q=W W=p(V2-V1)=1.2kJ

2、1mol液态苯在101，3kPa，268K能自动地凝固成101，3kPa，268K的固态苯，并放热9874J，计算该过程的ΔS和ΔG。已知苯的正常熔点为278.5K，苯的熔化热为9916J·mol-1，Cp，m(C7H16，l)=126.8J·K-1·mol-1，Cp，m(C7H16，s)=122.6J·K-1·mol-1。

ΔS1=nCp，m(l)ln(278.8/268)=4.87J·K-1 ΔS2=-nΔ

vap

Hmø/T=-35.61J·K-1

ΔS3=nCp，m(s)ln(268/278.5)=-4.71J·K-1 ΔS(总)=ΔS1+ΔS2+ΔS3=-35.45J·K-1 ΔH(268K)=-9874J

ΔG(268K)=ΔH(268K)-TΔS=-373J

3、放射性同位素1532P——→1632S+β，10d后样品的活性降低了38.42%，求衰变的速率常数k和半衰期t1/2 。

解：放射性同位素的衰变反应为一级反应，由ln得k =0.0485d-1 又t1/2ln20.69314.3d

k0.04851k10

10.38421、298K时电池Ag|AgCl|HCl（aq）|Hg2Cl2|Hg的E=0.0455V，温度系数

(E)p3.33104V/K，求当278K电池产生1mol的电量时，电池反应的E,△rGm,T'△rHm , Wmax,△rSm，QR, △rUm

解：

(EEE278K)P298K3.33104VK1T298278

4V E278KE298K3.3310(298278)0.03884278K电池产生1mol电量，既反应进度为1mol时，转移电子数n=1.

.06Jmol1 此时，rGmnEF10.03884965003748rSmnF(E)P1965003.3310432.1345JK1mol1T

rHmrGmTrSm3748.0627832.13455185.33Jmol1

QRTrSm8933.39J

,WmaxrGm3748.06J

2、已知298K时反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)；ΔrSmø=160.44 J·K-1·mol-1；CaCO3(s)、CaO(s)、CO2(g)的标准摩尔生成热依次为-1206.87kJ·mol-1、-635.09kJ·mol-1、-393.51kJ·mol-1，估算CaCO3(s)的转折温度 解：ΔrHmø=178kJ·mol-1 , ΔrGmø=ΔrHmø-T2ΔrSmø =0

T=ΔrHmø／ΔrSmø , T=1111K

3、已知反应CCl3COOH==CO2+CHCl3在90℃时速率常数为k=3.11×10-4S-1, 70℃时速率常数为k=1.7×10-5S-1，求该反应在80℃时完成70%需多少分钟？ 解：由阿累尼乌斯公式定积分式

lnk2Ea111.7105Ea11()ln()4k1RT1T2，R363343 即3.1110得Ea=150439.9J。

4设80℃时反应的速率系数为k3,则3.1110lnk3150439.911()R363353

解得k3=7.58×10-5s-1 反应为一级反应，设80℃完成70%需要时间t，则

lna7.58105t(10.7)a ，解得

t=15884.5s= 44.12h

1、27℃时，1mol理想气体从10po等温可逆膨胀到0. 1 po。求该过程的Q,W,△U, △H, △S ,△F, △G。

解：理想气体等温可逆膨胀，ΔU =0 ，ΔH =0

WPedVnRTlnV2PnRTln111.486KJ V1P2QW11.486KJ

SQ38.287JK1 TGHTSQ11.486KJ FUTSQ11.486KJ

2、在石灰窑中欲使石灰石以一定的速度分解，CO2的分压不应低于P☉,试计算窑温至少应维持多少？（设此反应的⊿rCpm=0），已知298K时有如下数据：

CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)

⊿fHm☉（KJ.mol-1） -1206.875 -635.55 -393.514 ⊿fGm☉(KJ.mol-1) -1128.76 -604.17 -394.384

解：rHm(298K)BfHmB393.514635.551206.875177.811KJmol1

BrGm(298K)BfGm604.17394.3841128.76130.206KJmol1

BrGmRT则Ke1.51023

设总的来说CO2的分压不低于标准压力时至少需要维持窑温为T，则温度为T时，

PCO2PKT1

PPrHmKT11由化学反应等温式得ln() 解得 T=1113 K

R298TK298K3、电池Zn(s)|Zn2+(a =0.1)‖Cu2+(a =0.01)|Cu(s),已知298K 时， Zn2/Zn=-0.763V,

Cu2/Cu=0.337V

（1）写出电极反应和电池反应；

（2）计算电池电动势；(法拉第常数F = 96485 C.mol-1) （3）计算电池反应的自由能变； （4）电池反应的平衡常数。 解：（1）电极反应为：

负极：Zn-2e→Zn2+ 正极：Cu2++ 2e→ Cu

电池反应为：Zn + Cu2+→ Cu + Zn2+ (2)ECu2/CuRTaCu2RTaZn2lnZn2/Znln1.0704V 2FaCu2FaZn(3)rGmnEF21.070496500206.48KJ (4) E1.10V

rGmRTlnKnEF，则KenEFRT1.601037

七、综合题

1、已知化学反应CO2(g)+2NH3(g)＝(NH2)2CO(s)+H2O(l)的标准生成热和标准熵如下： △fH

θm.298K

(KJ·mol) -393.5 -46.19 -333.2 -285.8

-1

Sθm,298K(J·mol-1·K-1) 213.6 192.5 104.6 69.96 （1）判断298K及标准压力下反应的自发性

（2）假定ΔrSθm与温度无关，估算(NH2)2CO(s)自发分解的最低温度。 解：（1）

rHmBfHm.8333.2393.52(46.19)133.12KJmol1 B285BrSmBSmB104.669.962192.5213.6424JK1mol1（2分）

BrGmrHm.12298(424)1036.77KJmol1 BTrSmB133表明在298K和Pθ下，(NH2)2CO(s)的合成反应是自发的

rGm11rSm424JKmolTPGrm（2）该反应的>0,表明升温使增加。

Grm设当温度高于T时，（T）≥0，(NH)CO(s)的分解是自发的，则

22

0rGmdrGmrSmdT298T，解得T=314K

即当T≥314K时，(NH2)2CO(s)可以自发分解。

2、在298K，1.013×105Pa时，金刚石的摩尔熵为2.448J·K-1·mol-1，燃烧热为395321J·mol-1，石墨的摩尔熵为5.711J·K-1·mol-1，燃烧热为393422J·mol-1 ，金刚石的密度为3.513g·cm-3，石墨的密度为2.260g·cm-3，求：

(1)298K，1.013×105Pa下石墨变为金刚石的ΔG值；

(2)加压能否使石墨变为金刚石，如有可能，则需加压为多少。 解：(1)C(石墨)→C(金刚石)

ΔHm=1899J) （2分） ΔSm=-3.263 J·K-1 （2分） ΔGm=ΔHm-TΔSm=2872J （2分） (2)(ΔG／p)T=V(金)-V(石)=ΔV dG＝Vdp

lppl ΔG(p2)-ΔG(p1)＝ΔV(p2-p1)

ΔG(p2)-2872=(12/3.513-12/2.260)×10-6= -1.894×10-6(p2-101325) 要使反应能进行，必须要使ΔG(p2)≤0， 即p2≥1.52×109Pa