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1、,物 理 化 学 课 堂 练 习,1.已知CO 2(g)的fHm-1，则 C(石墨）的cHm(298.15K)=kJ.mol-1。,2.1mol 25的液体苯在刚性容器中完全燃烧，放热3264kJ，则反应2C6H6(l)+15O2(g)=12CO2(g)+6H2O(l)的 rUm(298.15K)=kJ.mol-1,rHm(298.15K)=kJ.mol-1。,3.己知298K时各物质的标准摩尔燃烧焓如下：cHm（石墨）=393.51kJ.mol-1，cHm(H2)=285.84 kJ.mol-1,cHm(苯,1)=3267.6kJ.mol-1，则液态苯在298K时的 fHm=kJ.mol-1
2、。,393.51,6528,6535,393.516-285.84 3-(-3267.6),6C+3H2=C6H6,49.02,4 在绝热钢瓶中发生一分子数增加的化学反应，则 Q 0，W 0，U 0。,=,=,=,5.系统经绝热不可逆膨胀S 0,经绝热不可逆压缩S 0。,7.在等温等压下某吸热化学反应能自发进行，则rSm0。,9.某化学反应的K 与温度的关系为:lnK=1.00105/(T/K)8.0，则该反应的 rHm=kJ.mol-1。rSm.=J.K-1.mol-1。,8.某放热化学反应的rSm（298K）0，则25时该化学反 应的K 1。,6.某化学反应的rGm=124 kJ.mol-
3、1，若反应在等温等压的 平衡条件下进行，反应的rGm=。,0,rGm=rHm-TrSm 0,TrSm=rHm-rGm 0,-RT ln K=rGm=rHm-TrSm ln K=-rHm/RT+rSm/R,-831.4,-66.51,1热力学第一定律以U=Q+W的形式表示时，其使用条件是 a.任意系统 b.隔离系统 c.封闭系统 d.敞开系统2某系统经历一不可逆循环后，下列关系式中不能成立的是 a.Q=0 b.Cp=0 c.U=0 d.T=03系统经不可逆循环过程，则有 a.S系统=0 S隔离 0 b.S系统 0 S隔离 0 c.S系统=0 S环境 0 d.S系统=0 S隔离 0,系统向环境传热
4、时，系统的热力学能将 a.增加 b.减少 c.不变 d.无一定规律,例：求反应 Cu+Cu2+=2Cu+的平衡常数。解：设计电池 1)(+)Cu2+e Cu+(-)Cu-e Cu+,2)(+)2Cu2+2e 2Cu+(-)Cu-2e Cu2+,Cu+Cu2+=2Cu+,Cu Cu+Cu2+,Cu+Cu E1=E(Cu2+/Cu+)E(Cu+/Cu)=0.152V-0.522V=-0.364V log K1=E1/0.05916 K1=7.0310-7,Cu+Cu2+=2Cu+,Cu Cu2+Cu2+,Cu+Cu,3)(+)Cu2+2e Cu(-)2Cu-2e 2Cu+,E2=E(Cu2+/Cu
5、+)E(Cu2+/Cu)=0.152V-0.340V=-0.182V log K2=2E2/0.05916 K2=7.0310-7,Cu+Cu2+=2Cu+,Cu Cu+Cu2+Cu,E3=E(Cu2+/Cu)E(Cu+/Cu)=0.340V-0.522V=-0.182V log K3=2E3/0.05916 K3=7.0310-7三种方法得到的电池电动势不同，但平衡常数相同。原因何在？,1、以下说法对吗？为什么？1）在同一反应中各物质的变化速率相同。2）若一个化学反应是一级反应，则该反应的速率与反应物 浓度的一次方成正比。3）一个化学反应进行完全所需的时间是半衰期的2倍。4）一个化学反应的级
6、数越大，其反应速率也越大。5）若反应 A+B Y+Z 的速率方程为v=kcAcB 则该反应是二级反应，且肯定不是双分子反应。6）对于一般服从阿累尼乌斯方程的化学反应，温度越高，反应速率越快，因此升高温度有利于生成更多的产物。7）若反应（1）的活化能为E1，反应（2）的活化为E2，且 E1E2，则在同一温度下k1一定小于k2。,错,错,错,错,错,错,错,8）若某对行化学反应的rUm0，则该化学反应的活化能小 于零。9）对行反应 A Y，在一定温度下反应达平衡时，正逆反 应速率常数相等。2、填空1）某化学反应的反应物反应掉3/4所需的时间是反应掉1/2所 需时间的2倍，则该反应是_级反应。2）反
7、应AB，若A完全反应掉所需时间是反应掉一半所需时 间的2倍，则该反应是_级反应。3）某反应的速率常数k=4.6210-2s-1，则反应掉3/4所需要的 时间为_。4）比较相同类型的反应（1）和（2），发现活化能E1E2，但速率常数却是k1k2，其原因是_。,错,错,一,零,2 ln2/k,指前因子,5)某分解反应转化率达20%所需的时间在300K为12.6min，340K为3.2min，则该分解反应的活化能为 kJmol-1,29.1,例1.分解反应N2O5 2NO2+1/2 O2 机理如下：N2O5 NO2+NO3 k1 NO2+NO3 N2O5 k-1 NO2+NO3NO2+NO+O2 k
8、2 NO+NO3 2NO2 k3 中间产物NO3、NO为活泼产物，可以使用稳态近似法，试以氧气的浓度随时间的变化率证明此反应表观上是一级反应；解：,代入上式，得,例2：实验测得下列反应 2NO+O2 2NO2 为三级反应，且 活化能为负值，试根据下列机理说明。NO+NO N2O2 Kc(快)rUm 0 N2O2+O2 2NO 2 k1(慢)解：由平衡态近似：N2O2=KcNO2，,k=k1 Kc，两边取对数，再对温度求导：,所以 Ea=Ea1+rUm 0,例2.C2H5Cl气相分解反应为C2H5Cl=C2H4+HCl，速率常数k 与温度的关系为 ln(k/s-1)=-30600/(T/K)+9
9、5.7881).求该反应的活化能；2).300K时将压力为26.66kPa的C2H5Cl引入反应器中，求总压达到46.66kPa的时间。解：1)因 ln(k/k)=-Ea/RT+C ln(k/s-1)=-30600/(T/K)+95.788对比可得：Ea/R=30600K Ea=30600 RK=254.4 kJ.mol-1 2)300.15K时的k:ln(k/s-1)=-30600/300+95.788 k=2.00 10-3 s-1,该反应为一级反应。C2H5Cl=C2H4+HClt=0 pA,0 0 0t=t pA,0-p p p p 总=pA,0+p p=p 总-pA,0 pA=pA,
10、0-p=2 pA,0-p 总=2 26.66 kPa-46.66 kPa=6.66 kPa,第五章 相平衡一.以下说法对吗？为什么？1）一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。2）相变过程的熵变可由S=H/T计算。3）冰在0，101.325kPa下转变为液态水，其熵变S=H/T 0，所以该过程为自发过程。4）过冷水结冰的过程是在恒温、恒压、不做其他功的条件 下进行的，由基本方程可得G=0。5）在一个给定的系统中，物种数可以因分析问题的角度的 不同而不同，但独立组分数是一个确定的数。6）单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程 定量描述。,对,错,错,错,对,对,7）恒沸物的组成不变。8）在相图中
11、总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相 对的量。9）在简单低共熔物的相图中，三相线上的任何一个系统点 的液相组成都相同。二.填空1）在石灰窑中，分解反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)已达 平衡，则该系统的C=_，P=_，F=_。2）在一抽空的容器中放入过量的NH4HCO3(s)，加热时发生 下述反应并达到平衡：则C=_，=_。NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)3）上题中，若只有少许NH4HCO3(s)且已分解完全，则该系 统的C=_，F=_。,错,对,对,2,3,1,1,1,1,2,4）某地区的气压只有60.0kPa，在0到100的范围内液态 的水的
12、蒸气压与温度的关系可近似地表示为如下关 系：lg(p/kPa)=-2265/(T/K)+8.0187 那么这个地区水的沸点为。5）UF6(s)的蒸气压与温度的关系式为 ln（p/Pa）=29.416 5894.6/(T/K)，则其平均升华热为_kJmol-1。6）二元液系相图中，共沸点的自由度数F=_。7）组分A和B可以形成以下几种化合物：A2B(s)AB(s)AB2(s)AB3(s)则此AB系统的低共溶点最多有_个，最少有_个。,89.7,49.02,0,5,1,8）物质A与B可形成低共沸混合物E。已知纯A的沸点小于纯 B的沸点。若将任意比例的A+B混合物在一个精馏塔中精 馏，在塔顶的馏出物
13、是。9）对于形成简单低共溶混合物的二 元相图，当组成为x的系统平衡冷 却到T 时(如图)，固液二相的质量 比 ms:ml=。10）如图所示的二元凝聚系相图中，属稳定的单相区的是：。,低共沸混合物,ac:bc,I、II、V,三.已知某二元凝聚系统相图如下，C为不稳定化合物。试填 写下表并绘出a,b两系统点冷却时的步冷曲线。区域或线 DEF 存在的相 自由度数,a b,l2,B(s)+l 1,C(s)+l 1,A(s)+C(s)1,B(s)+C(s)1,A(s)+C(s)+l 0,a b,5.已知某二元凝聚系统相图如下。1).试填写下表并绘出a,b两系统点冷却时的步冷曲线。2).当10 mol a
14、点的系统冷却到 无限接近DEF线的H点时，能 b l a 析出多少纯A?(用线段表示)D E H F B C A 区域或线 DEF 存在的相 自由度数,B(s)+l 1,C(s)+l 1,B(s)+C(s)1,B(s)+C(s)1,A(s)+C(s)+l 0,nAHF=(10-nA)EH nAHF+nAEH=10 EH nA=10 EH/EF,5.已知某二元凝聚系统相图如下。1)试在图中填出各区的相和自由度；2)绘出 abcdef 等系统点冷却时的步冷曲线。,T/K a b c d e f A C B,l 2,l+1,l1+l2 1,2,C(s)+l 1,C(s)+1,l+1,C(s)+1,2,
