天津大学22年9月《物理化学》大作业课后答案100参考

天津大学22年9月《物理化学》大作业课后答案100参考

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题目如下：

第一组：

一、简答题（每小题10分，共20分）

1、列举四种计算标准摩尔反应焓变 的方法，可以用公式表示。（10分）

a.                                   ；

b.                                   ；

c.                                   ；

d.                                   。

2、常见的亚稳状态有哪些？为什么会产生亚稳状态？如何防止亚稳状态的产生？ （10分）

二、计算题（每小题20分，共80分）

1．4 mol单原子理想气体从始态750 K、150 kPa出发，恒容冷却使压力下降至50 kPa，求过程的Q, W, U，H及S。

2．25℃时有电池 ¦¦ 。已知标准电极电势 。

(1) 写出电极反应和电池反应；

(2) 计算电池的标准电动势 ，以及电池反应的 和 。

3．在T,V恒定条件下，反应A→产物为零级反应。反应物A的初始浓度cA,0= 1 moldm-3，t =0时的反应初速率vA,0=0.001 moldm-3s-1。计算反应的速率系数kA、半衰期t1/2及反应到cA=0.1 moldm-3时所需的时间t各为若干？

4．在Ba(NO3)2溶液中滴加Na2SO4溶液可制备BaSO4溶胶。写出Ba(NO3)2溶液过量时胶团的结构表示式。

第二组：

一、名词解释（每小题5分，共20分）

1. 可逆过程；

2. 理想液态混合物；

3. 亚稳态（可举例子说明）；

4. 电泳 

二、计算题（共80分）

1．已知水(H2O，l)在100℃的饱和蒸气压 ，在此温度、压力下水的摩尔蒸发焓 。求在100℃，101.325kPa下使1 kg水蒸气全部凝结成液体水时的Q，W，U，H。设水蒸气可视为理想气体。（30

分）

2．25℃时，电池Cd | Cd2+[a(Cd2+)=0.01] ¦¦ Cl[a(Cl)=0.5]| Cl2(g, p) | Pt。已知标准电极电势 ， 。（30分）

(1) 写出电池反应；

(2) 计算电池电动势E和摩尔反应吉布斯函数 ，并判断反应能否自发进行。

3．某一级反应，反应物初始浓度为cA,0，10 min后反应物浓度变为0.7 cA,0，问反应物反应掉50 %需多少时间？（20分）

第三组：

一、简答题（每小题10分，共20分）

1. 写出热力学第二定律的语言表述和数学表达式，利用该定律可解决什么热力学问题？

2. 简述用热分析方法绘制二组分凝聚系统相图的原理与方法。

二、计算题（每小题20分，共80分）

1．5 mol单原子理想气体从始态250 K、50 kPa出发，恒温可逆压缩至100 kPa。求整个过程的Q, W, U，H及S。

2．25℃时有电池 ¦¦ 。已知标准电极电势 ， 。

(1) 写出电极反应和电池反应；

(2) 计算电池的标准电动势 ，以及电池反应的 和 。

3．20℃时水的表面张力为72.75 mNm1，汞的表面张力为486.5 mNm1， 汞和水之间的界面张力为375 mNm1，试判断水能否在汞的表面上铺展开？

4．某一级反应A→B的半衰期为10分钟，求1 小时后剩余A的摩尔分数。

第四组：

一、简答题（每小题10分，共20分）

1. 写出热力学中判断变化过程方向及限度的亥姆霍兹判据和吉布斯判据，并指明应用条件。

2. 溶胶系统是高度分散的、多相的、热力学不稳定系统，但是能在一段时间内稳定存在，请写出胶体能够稳定存在的三个原因。

二、计算题（每小题20分，共80分）

1．100℃，101.325 kPa条件下，2 mol水全部蒸发为水蒸气，计算过程的的Q，W， 及 。（水蒸气可按理想气体处理）。已知水在100℃，101.325kPa下的摩尔蒸发焓 。

2．10 g葡萄糖（C6H12O6）溶于400 g乙醇中，溶液的沸点较纯乙醇的上升了0.1428 ℃。另外有2 g有机物质溶于100 g乙醇中，此溶液的沸点上升0.1250 ℃。求此有机物质的相对分子质量。

3．25℃时有电池 ¦¦ 。已知标准电极电势 ， 。

(1) 写出电极反应和电池反应；

(2) 计算电池的标准电动势 ，以及电池反应的 和 。

4．已知A(g)的分解反应 为一级反应。在560 K的真空密闭恒容容器中充入初始压力为21.33 kPa的氮甲烷气体，反应进行1000 s时测得系统的总压为22.73 kPa，求速率常数kp,A及半衰期t1/2。

第五组：

计算题（每小题20分，共100分）

1． 某理想气体CV,m =3/2R，今有5 mol该气体恒容升温50℃。求过程的W，Q，U，H。

2． 90℃时甲苯(A)的饱和蒸气压为 =54.22 kPa，苯(B) 的饱和蒸气压为 =136.12 kPa ，两者可形成理想液态混合物。今有某甲苯苯混合物在90℃时达到气液平衡，测得气相组成为 =0.4556，求液相组成 及系统的总压力p。

3． 合成氨生产中加入H2O(g)使水煤气中的CO(g)转化为H2(g)，反应方程式为 。550 ℃时取等量的CO(g)与H2O(g)进行反应，已知反应的标准平衡常数 ，求此温度下的标准摩尔反应吉布斯函数，以及CO(g) 的转化率。

4． 已知25℃时0.02 KCl溶液的电导率为 。在一电导池中充以此溶液，25℃时测得其电阻为453 。在同一电导池中装入同样体积的质量浓度为 的CaCl2溶液，测得电阻为1050 。计算

(1) 电导池系数Kcell；

(2) CaCl2溶液的电导率和摩尔电导率。

5．某二级反应A+B→C，两种反应物的初始浓度皆为1 mol•dm-3，经10 min后

反应掉25 %，求速率常数 。