大学物理化学物化老师所画部分题Word格式.docx
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，因此
2.39
对于化学反应
应用附录中4种物资在25
︒C时的标准摩尔生成焓数据及摩尔定压热容与温度的函数关系式：
（1）
将
表示成温度的函数关系式
（2）
求该反应在1000
︒C时的
与温度的关系用Kirchhoff公式表示
因此，
1000K时，
第三章
热力学第二定律
3.23
常压下冰的熔点为0
︒C，比熔化焓
，水的比定压热熔
在一绝热容器中有1kg，25
︒C的水，现向容器中加入0.5kg，0
︒C的病，这是系统的始态。
求系统达到平衡后，过程的
将过程看作恒压绝热过程。
由于1kg，25
︒C的水降温至0
︒C为
只能导致
克冰融化，因此
3.34.
100
︒C的恒温槽中有一带有活塞的导热圆筒，筒中为2molN2（g）及装与小玻璃瓶中的3molH2O（l）。
环境的压力即系统的压力维持120kPa不变。
今将小玻璃瓶打碎，液态水蒸发至平衡态。
求过程的
已知：
水在100
︒C时的饱和蒸气压为
，在此条件下水
的摩尔蒸发焓
将气相看作理想气体。
系统终态H2O（g）的摩尔分数为3/5=0.6，因此
H2O（g）的分压为
3.36
已知在101.325kPa下，水的沸点为100
︒C，其比蒸发焓
已知液态水和水蒸气在100~120
︒C范围内的平均比定压热容分别
为
及
今有101.325kPa下120
︒C的1kg过热水变成同样温度、压力下的水蒸气。
设计可逆途径，并按可逆途径分别求过程的
设计可逆途径如下
3.40
化学反应如下：
利用附录中各物质的
数据，求上述反应在25
；
数据，计算上述反应在25
（3）
25
︒C，若始态CH4（g）和H2（g）的分压均为150kPa，末态CO（g）和H2（g）的分压均为50kPa，求反应的
（1）
（2）
（3）设立以下途径
3.48
证明：
（2）对理想气体
对于理想气体，
第四章
多组分系统热力学
4.2
D-果糖
溶于水（A）中形成的某溶液，质量分数
，此溶液在20
︒C时的密度
求：
此溶液中D-果糖的
（1）摩尔分数；
（2）浓度；
（3）质量摩尔浓度。
质量分数的定义为
4.4
60
︒C时甲醇的饱和蒸气压是84.4kPa，乙醇的饱和蒸气压是47.0kPa。
二者可形成理想液态混合物。
若混合物的组成为二者的质量分数各50%，求60
︒C时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。
质量分数与摩尔分数的关系为
求得甲醇的摩尔分数为
根据Raoult定律
4.11
︒C下，由各为0.5mol的A和B混合形成理想液态混合物，试求混合过程的
（略）
4.25
在25
︒C时，10g某溶剂溶于1dm3溶剂中，测出该溶剂的渗透压为
，确定该溶质的相对分子质量。
溶剂的渗透压表示为
4.27
人的血液（可视为水溶液）在101.325kPa下于-0.56
︒C凝固。
已知水的
血液在37
︒C时的渗透压；
在同温度下，1dm3蔗糖（C12H22O11）水溶液中需含有多少克蔗糖才能与血液有相同的渗透压。
根据已知条件
稀水溶液条件下
稀水溶液时，渗透压与溶质的性质无关，
第五章
化学平衡
5.2
已知四氧化二氮的分解反应
在298.15K时，
试判断在此温度及下列条件下，反
应进行的方向。
N2O4（100kPa）,NO2（1000kPa）;
N2O4（1000kPa）,NO2（100kPa）;
N2O4（300kPa）,NO2（200kPa）;
由Jp进行判断
5.3
1000K时，反应
的
现有与碳反应的气体混合物，其组成为体积分数
，
试问：
（1）T
=1000K，p
=100kPa时，
等于多少，甲烷能否形成？
（2）在1000K下，压力需增加到若干，上述合成甲烷的反应才可能进行。
设反应体系中气相为理想气体，则
5.4
已知同一温度，两反应方程及其标准平衡常数如下：
求下列反应的
所给反应
=
（2）–
（1），因此
5.11
现有理想气体反应
开始时，A与B均为1mol，25
︒C下，反应达到平衡时，A与B的物质的量各为（1/3）mol。
求此反应的
开始时，A为1mol，B为2mol。
开始时，A为1mol，B为1mol，C为0.5mol。
（4）
开始时，C为1mol，D为1mol。
分别求反应达平衡时C的物质的量。
（3）
（4）
5.15
求下列反应在298.15K下平衡的蒸气压。
已知298.15K下个物质的标准摩尔生成Giibs函数
如下。
物质
-1879.6
-1399.8
-917.0
-661.8
-228.6
第六章
相平衡
6.2
已知液体甲苯（A）和液体苯（B）在90
︒C时的饱和蒸气压分别为
=
两者可形成理想液态混合物。
今有系统组成为
的甲苯-苯混合物5mol，在90
︒C下成气-液两相平衡，若气相组成为
平衡时液相组成
及系统的压力p。
平衡时气、液两相的物质的量
（1）对于理想液态混合物，每个组分服从Raoult定律，因此
（2）系统代表点
，根据杠杆原理
6.3
单组分系统的相图示意如右图。
试用相律分析途中各点、线、面的相
平衡关系及自由度。
单相区已标于图上。
二相线（F
=1）：
三相点（F
=0）：
图中虚线表示介稳态。
6.7
已知水-苯酚系统在30
︒C液-液平衡时共轭溶液的组成
为：
L1（苯酚溶于水），8.75%；
L2（水溶于苯酚），69.9%。
在30
︒C，100g苯酚和200g水形成的系统达液-液平衡时，两液相的质量各为多少？
在上述系统中若再加入100g苯酚，又达到相平衡时，两液相的质量各变到多少？
（1）系统代表点
系统代表点
6.8
水-异丁醇系统液相部分互溶。
在101.325kPa下，系统的共沸点为89.7
气（G）、液（L1）、液（L2）三相平衡时的组成
依次为：
70.0%；
8.7%；
85.0%。
今由350g水和150g异丁醇形成的系统在101.325kPa压力下由室温加热，问：
温度刚要达到共沸点时，系统处于相平衡时存在哪些相？
其质量各为多少？
当温度由共沸点刚有上升趋势时，系统处于相平衡时存在哪些相？
相图见图（6.7.2）。
（1）温度刚要达到共沸点时系统中尚无气相存在，
只存在两个共轭液相。
系统代表点为
根据杠
杆原理
（2）当温度由共沸点刚有上升趋势时，L2消失，气相和L1共存，因此
第七章电化学
7.2
在电路中串联着两个电量计，一为氢电量计，另一为银电量计。
当电路中通电1h后，在氢电量计中收集到19
Ø
C、99.19kPa的
在银电量计中沉积
用两个电量计的数据计算电路中通过的电流为多少。
解：
两个电量计的阴极反应分别为
电量计中电极反应的反应进度为
对银电量计
对氢电量计
7.7
已知25
C时
溶液的电导率为
一电导池中充以此溶液，在25
C时测得其电阻为
在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为
溶液，测得电阻为
计算
（1）电导池系数；
溶液的电导率；
溶液的摩尔电导率。
（1）电导池系数为
溶液的电导率
溶液的摩尔电导率
7.9
试计算
离子的无限稀释电导率和电迁移数有以下关系
7.13
的溶度积
利用表7.3.2中的数据计算25
C时用绝对纯的水配制的
饱和水溶液的电导率，计算时要考虑水的电导率（参见题7.12）。
查表知
的无限稀释摩尔电导率为
饱和水溶液中
的浓度为
7.14
C时某碳酸水溶液的电导率为
，配制此溶液的水的电导率为
假定只考虑
的一级电离，且已知其解离常数
，又25
C无限稀释时离子的摩尔电导率为
试计算此碳酸溶液的浓度。
由于只考虑一级电离，此处碳酸可看作一元酸，因此，
7.22
在电池
中，进行如下两个电池反应：
应用表7.7.1的数据计算两个电池反应的
电池的电动势与电池反应的计量式无关，因此
第十一章化学动力学
2.
某一级反应
的半衰期为10min。
求1h后剩余A的分数。
同上题，
答：
还剩余A1.56%。
3．
某一级反应，反应进行10min后，反应物反应掉30%。
问反应掉50%需多少时间？
根据一级反应速率方程的积分式
反应掉50%需时19.4min。
34．反应
中，
在25º
C时分别为
，在35º
C时二者皆增为2倍。
试求：
（1）25º
C时的平衡常数。
（2）正、逆反应的活化能。
（3）反应热。
44．
若反应
有如下机理，求各机理以
表示的速率常数。
（1）应用控制步骤近似法，
应用控制步骤近似法，反应的速率等于第一步的速率，而AB的生成速率为总反应速率的2倍：
48．
利用上题结果试证同类分子A与A间的碰撞数为
证：
对于同类分子
第十章界面现象第十二章胶体化学------基本概念
例题----第十、十二章
1.
弯曲液面的附加压力
试解释为什么自由液滴或气泡（即不受外加力场影响时）通常都呈球型？
答案解：
若自由液滴或气泡呈现不规则形状，如附图所示：
则在曲面上的不同部位，曲面的弯曲方向及曲率各不相同，产生的附加压力的方向和大小也不同。
在凸面处附加压力指向液滴内部，而凹面处附加压力的指向则相反，这种不平衡力必迫使液滴自动调整形状，最终呈现球型。
因为只有呈现球型，球面的各点曲率才相同，各处的附加压力也相同，液滴或气泡才会稳定存在。
2.弯曲液面的饱和蒸气压
水的表面张力与温度的关系为
γ/10-3N·
m-1=75.64-0.14（t/℃）
今将10kg纯水在303K及101325Pa条件下定温定压可逆分散成半径r=10-8m的球型雾滴，计算：
（1）环境所消耗的非体积功；
（2）小雾滴的饱和蒸气压；
（3）该雾滴所受的附加压力。
（已知303K，101325时，水的体积质量（密度）为995kg·
m-3，不考虑分散度对水的表面张力的影响）。
答案解：
（1）本题非体积功即表面功
设雾滴半径为r，个数为N，则总表面积As为
所以
=215kJ
（2）依据开尔文公式
（3）根据杨--拉普拉斯公式
3.
20℃时，苯的蒸气结成雾，雾滴（球型）半径r=10-6m，20℃时苯表面张力γ=28.9×
10-3N·
m-1，体积质量ρB=879kg·
m-3，苯的正常沸点为80.1℃，摩尔汽化焓ΔvapHm=33.9kJ·
mol-1，且可视为常数。
计算20℃时苯雾滴的饱和蒸气压。
设20℃时，苯为平液面时的蒸气压为
，正常沸点时的大气压力为101325Pa，则由克-克方程式得：
将
和R值分别代入上式，求出：
设20℃时，半径
的雾滴表面的蒸气压为
，依据开尔文方程得：
4.
钢包（盛钢水的桶）底部有一透气砖，透过透气砖可以向钢包内吹入惰性气体氩气，以赶走包内的氧气净化钢水。
为了在不吹Ar时钢水不从透气砖中漏出来，求透气砖的最大半径为多少？
（已知钢水深2m，密度ρ=7000kg·
m-3，表面张力γ=1300×
m-1，重力常数g=9.8m·
s-2，钢水与孔壁的接触角θ=150o。
当向上的附加压力Δp与向下的重力PG相等时，钢水稳定不动，不会漏出，
所以，本题应有|Δp|≥|PG|。
依据Laplace方程：
∴
5.润湿
氧化铝瓷件上需要披银，当烧到1000℃时，液态银能否润湿氧化铝瓷件表面？
已知1000℃时，
γ[Al2O3（s/g）]=1×
10-3N*m-1；
γ[Ag（l/g）]=0.92×
γ[Ag（l）/Al2O3（s）]=1.77×
10-3N*m-1。
方法一
根据杨方程：
所以
不润湿。
方法二
计算铺展系数
不润湿
6.溶液界面上的吸附
某表面活性剂的稀溶液，表面张力随物质的量浓度的增加而线性降低，当表面活性剂的物质的量浓度为10-1mol*m-3时，表面张力下降了3×
10-3N*m-1，计算表面过剩物质的量ΓB（设温度为25℃）。
答案解：
因为是稀溶液，则：
7.固体表面的吸附
用活性炭吸附CHCl3时,0℃时最大吸附量（盖满一层）为98.8dm3*kg-1。
已知该温度下CHCl3的分压为1.34×
103Pa时的平衡吸附量为82.5dm3*kg-1，试计算：
（1）兰缪尔吸附定温式中的常数a；
（2）0℃，CHCl3分压为6.67×
103Pa下的吸附平衡时每kg吸附剂吸附气体的体积。
（1）设V和V∞分别为0℃时，平衡吸附和覆盖满一层时，气体的体积，则：
（2）
8.
请导出A，B两种吸附质在同一表面上混合吸附时的吸附等温式（设都符合兰缪尔吸附）。
因为A、B两种粒子在同一表面上吸附，而且各占一个吸附中心，所以：
A的吸附速率：
式中，
—吸附质A的吸附速率系数；
—吸附质A在气相中的分压；
—吸附质A在表面上的覆盖度；
—吸附质B在表面上的覆盖度。
令
为吸附质A的解吸速率系数，则A的解吸速率为
当吸附达到平衡时
则
两边同除以
，且令
则
（a）
同理得到
（b）
将（a）与（b）联立得
（c）
（d）
（c）、（d）两式即为所求。
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