物理化学第四章化学平衡练习题及答案
物理化学第四章化学平衡练习题及答案
第四章化学平衡练习题
一、判断与问答题：
1．反应的吉布斯函数变就是反应产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
2．在恒定的温度和压力条件下，某化学反应的?r G m就是在一定量的系统中进行1mol的化学反应时产物与反应物之间的吉布斯函数的差值。
3．因为m r G?= -RT ln K，所以m r G?是平衡状态时的吉布斯函数变化。
4．m r G?是反应进度的函数。
5．在等温等压条件下，?r G m > 0的反应一定不能进行。
6．?r G m的大小表示了反应系统处于该反应进度ζ时反应的趋势。
7．任何一个化学反应都可以用m r G?来判断其反应进行的方向。
8．在等温、等压、W’ = 0的条件下，系统总是向着吉布斯函数减小的方向进行。若某化
学反应在给定条件下?r G m < 0，则反应物将完全变成产物，反应将进行到底。
9．在等温、等压不作非体积功的条件下，反应的? r G m < 0时，若值越小，自发进行反应的趋势也越强，反应进行得越快。
10．某化学反应的? r G m若大于零，则K一定小于1。
11．理想气体反应 A + B = 2C ，当p A = p B = p C 时，m r G ?的大小就决定了反应进行方向。
12．标准平衡常数的数值不仅与方程式的写法有关，而且还与标准态的选择有关。
13．在给定温度和压力下发生的PCl 5的分解反应，只须测定平衡时混合气体的密度就可 以求知平衡常数了。
14．因 K = f (T )，所以对于理想气体的化学反应；当温度一定时，其平衡组成也一定。
15．若已知某气相生成反应的平衡组成，则能求得产物的m r G ?。
16．温度T 时，若K = l ，说明这个反应在此温度，压力为100kPa 的条件下已达到平衡。
17．一个已达平衡的化学反应，只有当标准平衡常数改变时，平衡才会移动。
18．因K = ∏(a B ν)，所有化学反应的平衡状态随化学反应计量系数而改变。
19．有供电能力(W f ≠ 0)的可逆电池反应体系的状态，在“G ～ξ”曲线上可存在的位置？
20．“纯是相对的，绝对纯的物质是没有”，试从反应的亲合能A 上分析这句话的道理？
21．化学反应亲合势愈大，则自发反应趋势越强，反应进行得愈快，对否？
22．标准平衡常数与标准反应自由能的关系：K RT G ln m
r -=?，那么，为什么反应的
平衡态与标准态是不相同的？
23．欲使反应产物的平衡浓度最大，反应物的投料比一般为多大？
24．对于计量系数?ν = 0的理想气体化学反应，哪些因素变化不改变平衡点？
25．平衡常数K= 1的反应，在标准态下反应，反应朝什么方向进行？
26．在空气中金属不被氧化的条件是什么？27．反应PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) 在212℃、p容器中达到平衡，PCl5离解度为0.5，
反应的m r H = 88 kJ·mol-1，以下情况下，PCl5的离解度如何变化：
(A) 通过减小容器体积来增加压力；(B)
容器体积不变，通入N2气来增加总压力；(B) 升高温度；(D) 加入催化剂。28．对于复分解反应，如有沉淀、气体或水生成，则容易进行到底，试以化学平衡理论分析其道理？
29．2HgO(s) = 2Hg(g) + O2(g)，在反应温度下及p= 101.325kPa时，K= 4×10-3，试问HgO(s) 的分解压力多大？当达到分解温度时，与HgO(s) 平衡的p Hg有多大？若在标准状态下反应，体系的总压力是多少？30．反应CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)，在600℃、100kPa下达到平衡(各物质的逸度系数均为1)，当压力增大到500kPa时，各物质的逸度系数分别为：γ (CO2) = 1.09，
γ (H 2) = 1.10，γ (CO) = 1.23，γ (H 2O) = 0.77，问这时平衡点向何方移动？
31．反应CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) 在常温常压下的分解压力并不等于零，那么古代大 理石建筑物何以能够保留至今而不倒？
32．说明下列等式成立的条件：
(A) 对于任何反应 ∑νB μB = 0 ； (B) 气体反应2ln RT U T K p c ?=???? ????；
(C) 理想气体 p x p c p p T K T K T K ???? ????=???? ????=???? ????ln ln ln ；
(D) 实际气体 K f = K p ； (E) 液相反应 K a = K x ；
(F) 温度对 K 的影响公式：
()2112m 12ln T RT T T H K K -?=???? ??； (G) 压力对凝聚态反应影响：()RT p p V K K 12m 12ln -?-=???? ??； (H) 估算转换温度：298298
S H T ??=。
33．反应C(s) + H 2O(g) = CO(g) + H 2(g)，在673K 、p 下达到平衡，巳知?H m =133.5kJ·mol -1，
问下列条件变化时，对平衡有何影响？
(A) 增加温度； (B) 增加水蒸气的分压；
(C) 增加总压； (D) 通入N 2 ； (E)增加碳的数量。
34．25℃时，下列反应⑴、⑵的分解压力分别
为：p1 = 0.527 kPa，p2 = 5.72 kPa 。
⑴2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
⑵NH4HCO3(s) = NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 若在25℃将物质的量相等的NaHCO3(s)、Na2CO3(s) 和NH4HCO3(s) 放在一个密闭的容器中，试问：(A) 这三种物质的数量将如何变化；(B) 体系最终能否实现平衡。
二、单选题：
1．化学反应若严格遵循体系的“摩尔吉布斯自由能－反应进度”的曲线进行，则该反应最终处于：
(A) 曲线的最低点；(B) 最低点与起点或终点之间的某一侧；
(C) 曲线上的每一点；(D) 曲线以外某点进行着热力学可逆过程。
2．对于摩尔反应吉布斯自由能?r G m，下列理解错误的是：
(A) ?r G m是在T、p、ξ一定的条件下，进行一个单位反应时吉布斯自由能的改变；
(B) ? r G m是在有限反应系统终态和始态吉布斯自由能的差值，即实际过程的?G；
(C) ? r G m是指定条件下反应自发进行趋势的量度，?r G m < 0，反应自发向右进行；
(D) p T G G ,m r ???? ????=?ξ，等于G ～ξ图中反应进度为ξ时的曲线斜率 。
3．25℃时反应 1-m r 322mol kJ 5.16NH H 2
3N 21?-=?，＝＋G ，在25℃、101325Pa 下，将
1mol N 2、3mol H 2和2mol NH 3(g) 混合，则反应：
(A) 正向自发进行 ； (B) 逆向自发进行 ；
(C) 系统处于平衡 ； (D) 无反应发生 。
4．设反应 A(s) = D(g) + G(g) 的?r G m (J·mol -1)
= -4500 + 11(T /K)，要防止反应发生，温度 必须：
(A) 高于409K ； (B) 低于136K ；
(C) 高于136K 而低于409K ； (D) 低409K 。
5．有一理想气体反应 A + B = 2C ，在某一定温度下进行，按下列条件之一可以用m r G ? 直接判断反应方向和限度：
(A) 任意压力和组成 ； (B) 总压101.325 kPa ；
(C) 总压303.975 kPa ，x A = x B = x C = ? ；
(D) 总压405.300 kPa ，x A = x B = ? ，x C = ? 。
6．反应C(s) + 2H 2(g)＝CH 4(g) 在1000K 时的
m r G = 19.29 kJ·mol -1。当总压为101kPa ，
气相组成是：H 2 70％、CH 4 20％、N 2 10％ 的条件下，上述反应：
(A) 正向进行 ； (B) 逆向进行 ；
(C) 平衡 ； (D) 不一定 。
7．已知下列反应的平衡常数：
H 2(g) + S(s) = H 2S(g) ① K 1 ；S(s) + O 2(g) = SO 2(g) ② K 2 。
则反应 H 2(g) + SO 2(g) = O 2(g) + H 2S(g) 的平衡常数为：
(A) K 1 + K 2 ； (B) K 1 - K 2 ； (C) K 1·K 2 ； (D) K 1/K 2 。
8．恒温下某氧化物分解反应：AO 2(s) = A(s) + O 2(g) 的平衡常数为 K p (1)，若反应
2AO 2(s) = 2A(s) + 2O 2(g) 的平衡常数 K p (2)，则：
(A) K p (1) > K p (2) ； (B) K p (1) < K p (2) ；
(C) K p (1) = K p (2) ； (D) 有的 K p (1) > K p (2)，有的 K p (1) < K p (2) 。
9．对于同一化学反应，反应式写法不同，例如⑴N 2 + 3H 2 = 2 NH 3；⑵322NH H 23N 21=+
则下列叙述正确的是：
(A) ?r G m 不变 ； (B) K p 不变 ；
(C) m r G ?不变 ； (D) 0B B <∑μν，正向自发 。
10．下列叙述中不正确的是：
(A) 标准平衡常数仅是温度的函数 ； (B) 催化剂不能改变平衡常数的大小 ；
(C) 平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动，达到新的平衡 ；
(D) 化学平衡发生新的移动，平衡常数必发生变化 。
11．对于理想气体反应体系，下列标准反应自由能与平衡常数之间的关系式中正确的是：
(A) p K RT G ln m r -=?； (B) c K RT G ln m r -=?；
(C) x K RT G ln m r -=?； (D) K RT G ln m
r -=?。
12．若反应气体都是理想气体，反应平衡常数之间有K a =K p =K x 的反应是：
(1) 2HI(g) = H 2(g) + I 2(g)； (2)
N 2O 4(g) = 2NO 2(g)；
(3) CO(g) + H 2O(g) = CO 2(g) + H 2(g)； (4) C(s) + CO 2(g) = 2CO(g)。
(A) (1)(2) ； (B) (1)(3) ； (C)
(3)(4) ； (D) (2)(4) 。
13．对于理想混合物反应体系，标准反应自由能与平衡常数之间的关系，不正确的是： (A) K RT G ln m r -=?； (B) x K RT G ln m r -=?；
(C) a K RT G ln m r -=?； (D) c
K RT G ln m r -=?。
14．气相反应2NO + O 2 ＝ 2NO 2 在27℃时的K p 与K c 之比值约为：
(A) 4×10-4 ； (B) 4×10-3 ； (C)
2.5×103 ； (D) 2.5×102 。
15．下列平衡常数中都无量纲的是：
(A) K f 、K p 、K ； (B) K c 、K a 、K x ；
(C) K x 、K p 、K ； (D) K a 、K x 、K 。
16．对于实际气体反应体系，下列关系式中正确的是：
(A) K = K f ； (B) K = K a ； (C) K = K p ； (D) K f = K p 。
17．反应CO(g) + H 2O(g)＝CO 2(g) + H 2(g)，在 600℃、100kPa 下达到平衡后，将压力增
大到5000kPa ，这时各气体的逸度系数为γ(CO 2) = 1.09、γ(H 2) = 1.10、γ(CO) = 1.23、
γ(H 2O) = 0.77。这时平衡点应当：
(A) 保持不变；(B) 无法判
断；
(C) 移向右方(产物一方) ；(D) 移向左方(反应物一方) 。
18．反应A B，既可在气相中进行，又可在水溶液中进行，在确定的温度下，A(g)、
B(g) 在水中的浓度服从亨利定律，用摩尔分数x A、x B表示浓度，亨利常数分别是H A、
H B，那么气相中反应的平衡常数K p与液相反应平衡常数K x之间的关系是：
(A) K p·H A = K x·H B；(B) K p·K x= H A·H B；
(C) K p·H A = K x·H A；(D)
K p K x·H A H B = 1 。
19．气体反应CO + H2O = CO2 + H2，设各气体皆为实际气体，此反应的?G和?G与体系总压有何关系：
(A) ?G和?G皆与体系总压无关；(B)?G和?G皆与体系总压有关；
(C) ?G与体系总压有关，?G与总压无关；
(D) ?G与体系总压无关，?G与总压有关。20．某次会上关于KHF2这一化合物是否潮解
发生争论，兰州工厂的A说不易潮解，长沙工厂的B说易潮解，你估计哪种说法正确：
(A) 二人都对 ； (B) 二人都不对 ； (C) B 对，A 不对 ； (D) A 对，B 不对 。
21．某化学反应的00298298>?
应有：
(A) K 298 > 1，K 随T 升高而增大 ；
(B) K 298 < 1，K 随T 升高而增大 ；
(C) K 298 > 1，K 随T 升高而减小 ；
(D) K 298 < 1，K 随T 升高而减小 。
22．已知化合物：①CaCO 3的分解温度为897℃；②MnCO 3的分解温度为525℃，它们在 298K 下分解反应的平衡常数K p 关系为：
(A) K p ① > K p ② ； (B) K p ① < K p ② ；
(C) K p ① = K p ② ； (D) 无法比较 。
23．分解反应A(s) = B(g) + 2C(g)，此反应的平衡常数K p 与离解压力p 之间关系为：
(A) K p = 4p 3 ； (B) K p = 4p 3/27 ； (C) K p = p 3/27 ； (D) K p = p 2 。
24．巳知 298K 时，反应 CH 3OH(g) = HCHO(g) + H 2(g)；-1m r mol kJ 0.92?=?H 。
HCHO(g) = CO(g) + H 2(g)；-1
m r mol kJ 40.8?=?H 。若要提高平衡混合物中 HCHO 的
含量，应采取：
(A) 升高温度 ； (B) 降低温度 ；
(C) 增加压力；(D) 减小压力。25．已知某反应的?r C p为零，则该反应的平衡
常数随温度升高而：
(A) 增大；(B) 减小；(C)
不变；(D) 不能确定。
26．恒温下，在反应2NO2(g) = N2O4(g) 达到平衡后的体系中加入惰性气体，则：
(A) 平衡向右移动；(B) 平
衡向左移动；
(C) 条件不充分，无法判断；(D)
平衡不移动。
27．放热反应2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) 达平衡后，若分别采取①增加压力；②减少NO2
的分压；③增加O2分压；④升高温度；⑤加入催化剂，能使平衡向产物方向移动的是：
(A) ①②③；(B) ②③④；(C)
③④⑤；(D) ①②⑤。
28．设反应a A + b B = g G + h H，在p下，300K 时的转化率是600K的2倍，在300K下，总压力为p时的转化率是总压力2p的2倍，可推测该反应：
(A) 平衡常数与温度、压力成正比；
(B) 平衡常数与温度成正比，与压力成反比；
(C) 该反应是一个体积增加的放热反应 ；
(D) 该反应是一个体积增加的吸热反应 。
29．恒压下，加入惰性气体后，对下列哪一个反应能增大其平衡转化率：
(A) ()()()g H 23g N 21g NH 223+=； (B) ()()()g NH g H 23g N 21322=+；
(C) CO 2(g) + H 2(g) = CO(g) + H 2O(g) ；
(D) C 2H 5OH(l) + CH 3COOH(l) = CH 3COOC 2H 5(l) + H 2O(l) 。
30．在某温度下，一密闭的刚性容器中的 PCl 5(g) 达到分解平衡，若往此容器中充入 N 2(g) 使体系压力增大二倍(此时体系仍可按理想气体处理)，则PCl 5(g) 的离解度将：
(A) 增大 ； (B) 减小 ； (C) 不变 ； (D) 视温度而定 。
三、多选题：
1．对于恒温恒压下的化学反应的m G ?和?G m ，下列说法中哪种是错误的：
(A) ?G m 表示有限体系中反应终态和始态的自由能变化 ；
(B) m G ?表示各组分处于标准状态下，?ξ = 1mol 时，反应自由能的变化 ；
(C) ?G m 表示维持各组分的化学势不变时，发生一个单位化学反应的自由能变化 ；
(D) 根据?G m 的大小可以判断反应进行的方
向 ；
(E) 反应的?G m 一定大于反应的m G ?。
2．已知ZnO(s) 的标准生成吉布斯自由能-1
m f mol kJ 318?-=?G ，对于反应：
Zn(s) + ?O 2(g) = ZnO(s)，下列判断正确的是：
(A) 在标准状态下能自发进行 ； (B) 在标准状态下不能自发进行 ；
(C) 处于平衡状态 ； (D) 在含20％ O 2的空气中能自发进行 ；
(E) 在含20％ O 2的空气中不能自发进行 。
3．等温、等压下，反应 a A + b B c C + d D 达到化学平衡的条件是： (A) ?r F = 0； (B) 0,＝p T G ???? ????ξ； (C) 0=∑i i μν； (D) dξ = 0； (E) 0m r =?G 。
4．对于理想气体反应体系，标准反应自由能与平衡常数之间的关系式，若压强单位用
大气压(atm)，下列正确的是： (A) K RT G ln m r -=?；(B) x K RT G ln m r -=?；(C) p K RT G ln m r -=?；
(D) c K RT G ln m r -=?； (E) n
K RT G ln m r -=?。
5．对于实际气体反应体系，对于平衡常数的说法，下列正确的是：
(A) K f 、K p 只是温度的函数 ； (B) K f 、K 只是温度的函数 ；
(C) K f 、K p 都是温度、压力的函数 ； (D) K 、K p 都是温度、压力的函数 ；
(E) K γ 、K p 都是温度、压力的函数 。
6．反应 Ni(s) + 4CO(g) = Ni(CO)4(g) 的-1m r mol kJ 161?-=?H ，今利用此反应在温度T 1
时，由粗Ni 制成Ni(CO)4，然后在另一温度T 2使之分解生成纯Ni ，设m r H ?不变，在
工业生产中应如何选择T 1与T 2 ：
(A) T 1 > T 2 ； (B) T 1 < T 2 ； (C) T 1 = T 2 ；
(D) T 1 < T 2，T 1 越低越好 ； (E) T 1 > T 2；且T 2越低越好 。
7．对于理想溶液反应，m r G ?与平衡常数的关系为：
(A) x K RT G ln m r -=?； (B) c K RT G ln m r -=?； (C) K RT G ln m r -=?；
(D) p K RT G ln m r -=?； (E) m
K RT G ln m r -=?。
8．下列各反应，其平衡常数K p 等于气相总压力的是： (A) ZnS(s) + 2
3O 2(g) = ZnO(s) + SO 2(g) ；
(B) CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) ；
(C) CuSO 4·5H 2O(s) = CuSO 4·3H 2O +
2H2O(g) ；
(D) NH4HS(s) = NH3(g) + H2S(g) ；
(E) 32KClO3(s) = 32KCl(s) + O2(g) 。
9．对于下列反应，在定温下，增加总压力，平衡常数K x不变的是：
(A) HCl(aq) + CaCO3(s) = CO2(g) + H2O(l) + CaCl2(aq) ；
(B) CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) ；(C) C(s) + O2(g) = CO2(g) ；
(D) N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) ；(E)
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) 。
10．反应Ag2CO3(s) = Ag2O(s) + CO2(g) 为吸热反应，在383K 时平衡常数为K p = 96Pa，
在CO2分压为101.3 Pa的烘箱中烘干(温度为383K)时，则：
(A) Ag2CO3发生分解；(B)
Ag2CO3不发生分解；
(C) Ag2CO3分解反应处于平衡状态；(D)升高温度有利Ag2CO3分解；
(E) 增大CO2分压有利Ag2CO3分解。11．298K时，下列反应(1)、(2)的分解压力分
别为0.527kPa、5.72kPa：
⑴2 NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)；
⑵NH4HCO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)。
若在298K 时，将摩尔量相等的NaHCO 3(s)、Na 2CO 3 (s) 与NH 4HCO 3(s) 放在一个密闭 容器中，那么：
(A) NH 4HCO 3(s) 和Na 2CO 3(s) 都减少 ；
(B) NH 4HCO 3(s) 与NaHCO 3(s) 都减少 ；
(C) Na 2CO 3 (s) 增加，NaHCO 3(s) 减少 ；
(D) NaHCO 3(s) 与NH 4HCO 3(s) 都减少 ； (E) NaHCO 3(s) 与NH 4HCO 3(s) 都增加 。
12．对于理想气体反应 c C(g) + d D(g) = g G(g) + h H(g)，?ν≠0，其各种平衡常数K 、 K p 、K c 、K x ，下列与温度关系式中错误的是： (A)
p p p T K T K ???? ????=??? ????ln ln ；(B)p x p T K T K ???? ????=??? ????ln ln ；(C)p c p T
K T K ???? ????=??? ????ln ln ； (D)p x p p T K T K ???? ????=???? ????ln ln ； (E)p c p p T K T K ???? ????=???? ????ln ln 。
四、主观题：
1．N 2O 4能微量解离成NO 2，若N 2O 4与NO 2均为理想气体，证明N 2O 4的离解度α与压 力的平方根成反比。
2．乙烯水合反应C 2H 4 + H 2O C 2H 5OH 的标准摩尔吉布斯函数改变为下式：
)K /(2.45)K /ln()K /(4.261047.3)mol J (4
-1m r T T T G ++?-=??。试求：
(1) 导出标准反应热与温度的关系； (2) 计算
出 573 K 时的平衡常数；
(3) 求573K 时反应的熵变。
3．已知反应 ZnO(s) + H 2(g) = Zn(L) + H 2O(g) 的)K /(160232000)mol J (-1
m r T G -=??，液 态锌的蒸气压方程为：22.56164lg +-=???
? ??T p p ，在800K 时，把H 2通入盛有ZnO(s) 和
Zn(l)的密闭容器中，求达成平衡时H 2(g)和H 2O(g)两种气体物质的量的比n (H 2)/n (H 2O)。
4．化学反应：NaHCO 3(s) = Na 2CO 3(s) + H 2O(g) + CO 2(g) (1)
CuSO 4·5H 2O(s) = CuSO 4·3H 2O(s) + 2H 2O(g) (2)
巳知50℃时，反应(1)、(2)的分解压力分别为p 1 = 3.999 kPa 、p 2 = 6.0528 kPa 。试计算 由NaHCO 3、Na 2CO 3、CuSO 4·5H 2O 、CuSO 4·3H 2O 固体物质组成的体系，在50℃时的 平衡压力是多少？
5．银可能受到H 2S(g) 的腐蚀而发生反应：H 2S(g) + 2Ag(s) = Ag 2S(s) + H 2(g)，今在298K 、 p 下，将Ag 放在等体积比的H 2与H 2S 混合气体中，问：
(1) 能否发生腐蚀；(2) 在混合气体中，H 2S(g) 的百分数小于多少时才不会发生腐蚀。 巳知298K 时，Ag 2S(s) 和 H 2S(g) 的m f G ?分别
为 -40.26、-33.02 kJ·mol-1。
6．NaHCO3的分解反应：2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)，实验测定的分解压力在30℃时为0.0082p，110℃时为
1.6481p。若反应热与温度无关，试求：
⑴平衡常数K与T的关系式；⑵NaHCO3在常压下的分解温度；
⑶反应的?r H m；⑷恒压下通入惰性气体对平衡有何影响？
7．设某一温度下，有一定量的PCl5(g) 在p、体积为1升的条件下达到平衡，离解度
为50%，说明下列情况下PCl5(g) 的离解度是增加，还是减少？
⑴使气体的总压力降低，直到体积为2升；
⑵恒压下，通入N2，使体积增加到2升；
⑶恒容下，通入N2，使压力增加到2p；
⑷通入Cl2(g)，使压力增到2p，而体积仍为1升。
8．在884℃时CO2与5.62摩尔的K2CO3和11.10摩尔的CaCO3共同加热，平衡时CO2
的分压为101.325kPa (K2CO3不分解)，熔融液中有CaCO3和K2CO3，固相为纯CaO。
冷却后称量，发现整个体系失去相当于 3.98摩尔的CO2质量，试求：⑴熔融物中CaCO3
物理化学实验思考题解答
实验一燃烧热的测定 1.在本实验中，哪些是系统？哪些是环境？系统和环境间有无热交换？这些热交换对实验 结果有何影响？如何校正？ 提示：盛水桶内部物质及空间为系统，除盛水桶内部物质及空间的热量计其余部分为环境，系统和环境之间有热交换，热交换的存在会影响燃烧热测定的准确值，可通过雷诺校正曲线 校正来减小其影响。 2. 固体样品为什么要压成片状？萘和苯甲酸的用量是如何确定的？ 提示：压成片状有利于样品充分燃烧；萘和苯甲酸的用量太少测定误差较大，量太多不能充分燃烧，可根据氧弹的体积和内部氧的压力确定来样品的最大用量。 3. 试分析样品燃不着、燃不尽的原因有哪些? 提示：压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着；压片太松、氧气不足会造成燃不尽。 4. 试分析测量中影响实验结果的主要因素有哪些? 本实验成功的关键因素是什么? 提示：能否保证样品充分燃烧、系统和环境间的热交换是影响本实验结果的主要因素。本实验成功的关键：药品的量合适，压片松紧合适，雷诺温度校正。 5. 使用氧气钢瓶和氧气减压器时要注意哪些事项？提示：阅读《物理化学实验》教材P217-220 实验三纯液体饱和蒸气压的测定 1. 在停止抽气时，若先拔掉电源插头会有什么情况出现? 答：会出现真空泵油倒灌。 2. 能否在加热情况下检查装置是否漏气?漏气对结果有何影响? 答：不能。加热过程中温度不能恒定，气－液两相不能达到平衡，压力也不恒定。 漏气会导致在整个实验过程中体系内部压力的不稳定，气－液两相无法达到平衡，从而造成所测结果不准确。 3. 压力计读数为何在不漏气时也会时常跳动? 答：因为体系未达到气－液平衡。 4. 克－克方程在什么条件下才适用? 答：克－克方程的适用条件：一是液体的摩尔体积V与气体的摩尔体积Vg相比可略而不计；二是忽略温度对摩尔蒸发热△vapHm的影响，在实验温度范围内可视其为常数。三是气体视为理想气体。 5. 本实验所测得的摩尔气化热数据是否与温度有关？ 答：有关。 本实验主要误差来源是什么? 答：装置的密闭性是否良好，水本身是否含有杂质等。 实验五二组分金属相图的绘制 1. 对于不同成分混合物的步冷曲线，其水平段有什么不同？ 答：纯物质的步冷曲线在其熔点处出现水平段，混合物在共熔温度时出现水平段。而平台长短也不同。 2. 作相图还有哪些方法？ 答：作相图的方法还有溶解度法、沸点法等。 3. 通常认为，体系发生相变时的热效应很小，则用热分析法很难测得准确相图，为什么？在含Bi30%和80%的二个样品的步冷曲线中第一个转折点哪个明显？为什么？ 答：因为热分析法是通过步冷曲线来绘制相图的，主要是通过步冷曲线上的拐点和水平段(斜率的改变)来判断新相的出现。如果体系发生相变的热效应很小，则用热分析法很难产生拐
物理化学相平衡例题
相平衡例题 例2 系统中有C(s), H 2O(g), CO 2(g), CO(g), H 2(g)共存，C=？ 答：系统中有反应：(1)C(s)+H 2O(g)?CO(g)+H 2(g) (2)C(s)+CO 2(g) ?2CO(g) (3)CO(g)+H 2O(g) ?CO 2(g)+H 2(g) 其中S=5，独立化学平衡数R ≠3=2, ∴C=5–2=3注意：系统确定后，其组分数是确定的，物种数有一定随意性。 例1NH 4Cl(s)=NH 3(g) + HCl(g) C= S –R –R ’ S=3 R =1 K p = P (NH 3) ×P (HCl ) R ′=1 P (NH 3)=P (HCl ) C=1 若体系中已有H C l (g), 则C =?R`=0 C=2例3NH 4HS(s) 和任意量的NH 3(g) 及H 2S(g) 达平衡 时有: (A) C = 2，P = 2，f = 2；(B) C = 1，P = 2，f = 1 (C) C = 2，P = 3，f = 2；(D) C = 3，P = 2，f = 3(A)1000K 下，NH 3、H 2、N 2三气平衡F=? S =3，R =1 (2NH 3=3H 2+N 2)，P =1 F = C -P +1=2 (p 、x NH3、x H2或x N2其中之二) (1)、冰水共存时F ＝？ C =1，P =2(冰、水)， F = 1-2+2=1 (T 或p )f = C –P + 2
指出含有CaCO 3(s) 、CaO(s) 、CO 2(g)的体系与CO 2(g)和N 2(g)的混合物达渗透平衡时的物种数、组分数、相数和自由度数。 例4. 答:S = 4 , R = 1, R ′= 0 CaCO 3(s) = CaO(s) + CO 2(g) C = 3 , P = 4 f = C –P + 3 = 3 –4 + 3 = 2 ※注意:相律 f = C –P + 2 (体系各处的压力均相等,公式中的2表示温度和压力)而在此题渗透平衡中P 1 ≠P 2 ,所以相律应写为: f = C –P + 3 例5 Na 2CO 3有三种含水盐：N a 2C O 3?H 2O , N a 2C O 3?7H 2O , N a 2C O 3?10H 2O (1)p θ下,与N a 2C O 3(aq)和冰共存的含水盐最多有几种？(2)30℃时，可与水蒸气共存的含水盐最多有几种？ 解：系统由N a 2C O 3和H 2O 构成, C =2若S =5, 但存在三个平衡关系: R =3, N a 2C O 3+xH 2O = N a 2C O 3.xH 2O ∴C =2 1) 指定p θ, f = 2 –P + 1= 3 –P , f = 0, P = 3 ∴P 最多为3,与Na 2CO 3(aq)和冰(s)与共存的盐只有一种。 2) 指定30℃, f = 3 –P , f = 0, P = 3 ∴P 最多为3， ∴与水蒸气共存的含水盐最多有2种
物理化学实验下思考题答案
磁化率的测定 1．本实验在测定XM做了哪些近似处理 答：（1）忽略了X反（2）X0=0（样品周围介质的体积磁化率）（3）H0=0(样品顶端磁场强度为0。近似认为样品顶端就是试管顶端) 2．为什么可以用莫尔盐来标定磁场强度 答：莫尔盐的XM仅与T有关,物质,物质稳定，组成固定，对磁场反应良好。 3.样品的填充高度和密度以及在磁场中的位置有何要求若样品的填充高度不够，对测量结果有何影响 答：样品管与磁极中心线平齐，不与磁极接触，样品要紧密均匀填实。若样品的填充高度不够，则样品最上端处磁场强度不为零。（样品的填充高度距样品管口处，样品要紧密均匀填实。将样品悬挂在天平上，样品底部处于磁场强度最大区域【H】管顶则位于场强最弱甚至为0的区域，若样品的填充高度不够，对样品处于磁场中的受力产生影响） 三组分体系等温相图 1. 实验为什么根据体系由清变浑的现象即可测定相界 答：各组分彼此互溶时，体系为均相，一旦体系恰好不相容，则分相达到相界。 2.如连接线不通过物系点，其原因可能是什么 答：（1）苯水分层不彻底（2）苯、醋酸乙酸挥发（3）酚酞变色范围为碱性，通过NaOH 滴定醋酸量偏高。 3. 实验根据什么原理求出苯-乙酸-水体系连接线 答：在苯和水含量确定的前提下，互溶曲线上的点与醋酸量一一对应。 电极的制备与原电池电动势的测定 1. 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用如何保护及正确使用 答：（1）电位差计是按照对消法测量原理设计的一种平衡式电学测量装置，能直接给出
待测电池的电动势值，测定时电位差计按钮按下的时间应尽量短，以防止电流通过而改变电极表面的平衡状态。（2）标准电池是用来校准工作电流以标定补偿电阻上的电位降。（3）检流计用来检验电动势是否对消，在测量过程中，若发现检流计受到冲击，应迅速按下短路按钮，以保护检流计。检流计在搬动过程中，将分流器旋钮置于“短路”。（4）工作电池（稳压电源）电压调至与电位差计对电源的要求始终相一致。 2. 参比电极应具备什么条件它有什么功用 答(1)装置简单、可逆性高、制作方便、电势稳定。 (2)以标准氢电极(其电极电势规定为零)作为标准，与待测电极组成一电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极，如：甘汞电极。 3. 盐桥有什么作用选用作盐桥的物质应有什么原则 答：（1）盐桥用来减小液体接界电势。（2）作盐桥的物质正负离子的迁移数应接近；在使用温度范围内浓度要大；不能与两端电池溶液发生反应。 4. UJ34A型电位差计测定电动势过程中，有时检流计向一个方向偏转，分析原因。 答：随着反应的进行，导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。电极管中有气泡；电极的正负极接反；线路接触不良；工作电源电压与电位差计对电源的要求数据不一致等。在测量金属电极的电极电势时，金属电极要加以处理，以除去氧化膜。 6. 如何使E测定准确 答：（1）电极管不能漏液。（2）准电池和待测电池极化，“标准/未知选择”旋钮在“标准”或“未知”位置的时间应尽可能的短。对“待测溶液”应将读数盘预置到理论值后再将“标准/未知选择”旋钮旋到，“未知”。（3）甘汞电极不用时浸泡在饱和氯化钾溶液中。（4对新制锌汞齐电极和新镀铜电极应及时测量，避免再度被氧化。
物理化学相平衡练习题
相平衡题 一、判断题： 1．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。 2．单组分系统的物种数一定等于1。 3．自由度就是可以独立变化的变量。 4．相图中的点都是代表系统状态的点。 5．恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的值。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。 7．根据二元液系的p～x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。 8．在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平衡时两相的相对的量。 9．杠杆规则只适用于T～x图的两相平衡区。 10．对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。 11．二元液系中，若A组分对拉乌尔定律产生正偏差，那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差。 12．恒沸物的组成不变。 13．若A、B两液体完全不互溶，那么当有B存在时，A的蒸气压与系统中A的摩尔分数成正比。 14．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。 15．三组分系统最多同时存在5个相。 二、单选题： 1．H2O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是：C (A) K = 3 ；(B) K = 5 ；(C) K = 4 ；(D) K = 2 。 2．克劳修斯－克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系所处的温度要求：C (A) 大于临界温度；(B) 在三相点与沸点之间； (C) 在三相点与临界温度之间；(D) 小于沸点温度。 3．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则：C (A) V m(l) = V m(s) ；(B)V m(l)＞V m(s) ； (C) V m(l)＜V m(s) ；(D)无法确定。 4．蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热，可用来：C (A) 可使体系对环境做有用功；(B) 可使环境对体系做有用功； (C) 不能做有用功；(D) 不能判定。 5．压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化：D (A) 升高；(B) 降低；(C) 不变；(D) 不一定。 6．硫酸与水可组成三种化合物：H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)，在p 下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种：B (A) 1 种；(B) 2 种；(C) 3 种；(D) 0 种。
傅献彩五版物理化学思考题
第二章 热力学第二定律 1. 什么是自发过程？实际过程一定是自发过程？ 答：体系不需要外界对其作非体积功就可能发生的过程叫自发性过程，或者体系在理论 上或实际上能向外界做非体积功的过程叫自发过程。实际过程不一定是自发性过程， 如电解水就是不具有自发性的过程。 2. 为什么热力学第二定律也可表达为：“一切实际过程都是热力学不可逆的”？ 答：热力学第二定律的经典表述法，实际上涉及的是热与功转化的实际过程的不可逆性。 导使过程的不可逆性都相互关联，如果功与热的转化过程是可逆的，那么所有的实 际过程发生后都不会留下痕迹，那也成为可逆的了，这样便推翻了热力学第二定律， 也否定了热功转化的不可逆性，则“实际过程都是不可逆的”也不成立。因而可用“ 一切实际过程都是不可逆的”来表述热力学第二定律。 3. 可逆过程的热温商与熵变是否相等，为什么? 不可过程的热温商与熵变是否相等？ 答：可逆过程的热温商即等于熵变。即ΔS ＝Q R /T (或ΔS ＝∫δQ R /T )。不可逆过程热温 商与熵变不等，其原因在于可逆过程的 Q R 大于 Q Ir ，问题实质是不可逆过程熵变 由两部分来源，一个是热温商，另一个是内摩擦等不可逆因素造成的。因此，不可逆 过程熵变大于热温商。由于熵是状态函数，熵变不论过程可逆与否，一旦始终态确定, 则ΔS 值是一定的。 4. 为什么说(2-11)式是过程方向的共同判据? 为什么说它也是过程不可逆程度的判据? 答：(2-11)式为：ΔS A →B －∑A δQ /T ≥0，由于实际过程是不可逆的，该式指出了实 际过程只能沿 ΔS A →B －∑A δQ /T 大于零的方向进行；而 ΔS A →B －∑A B δQ /T 小于零 的过程是不可能发生的。因而(2-11)式可作为过程方向的共同判据。但不是自发过程方 向的判据．(ΔS-∑δQ /T ) 的差值越大则实际过程的不可逆程度越大，因此又是不可逆 程度的判据。 5. 以下这些说法的错误在哪里？ 为什么会产生这样的错误？写出正确的说法。 B (1)因为ΔS ＝｜ δQ R /T ，所以只有可逆过程才有熵变；而ΔS ＞∑δQ Ir /T ，所以不可 A 逆过程只有热温商，但是没有熵变。 (2) 因为ΔS ＞∑δQ Ir /T ，所以体系由初态 A 经不同的不可逆过程到达终态 B ，其熵 的变值各不相同。 B (3) 因为ΔS ＝｜δQ R /T ，所以只要初、终态一定，过程的热温商的值就是一定的， A 因而 ΔS 是一定的。 答：(1) 熵是状态函数，ΔS ＝S B －S A 即体系由 A 态到 B 态其变化值 ΔS 是一定的，与 过程的可逆与否无关；而热温商是过程量，由A 态到B 态过程的不可逆程度不同，则 其热温商值也不相同。产生上述错误的原因在于对熵的状态函数性质不理解，把熵变与 B 热温商这两个本质不同的概念混为一谈。ΔS ＝｜ δQ R /T ，只说明两个物理量值上相 A 等，并不是概念上等同。 (2) 因为熵是状态函数不论过程可逆与否，其ΔS ＝S B －S A ，只要始终态一定，其值一定， 其改变值与过程无关。错误原因在于没掌握好状态函数的概念。 (3) 错误在于将过程量热温商与状态函数改变量混为一谈，始终态一定，热温商可以是 许多数值。正确的说法是：只要始、终态一定，其ΔS 改变值就一定，热温商的却随 过程的不可逆程度不同而不同，而其中可逆过程的热温商数量等于熵变ΔS 。 6.“对于绝热过程有ΔS ≥0，那末由A 态出发经过可逆与不可逆过程都到达B 态，这样同 一状态B 就有两个不同的熵值，熵就不是状态函数了”。显然，这一结论是错误的， 错在何处？请用理想气体绝热膨胀过程阐述之。 答：绝热可逆过程中ΔＳ值一定等于零，因此该过程中Q R ＝0，体系与环境无热交换； 而绝热不可逆过程中，Q Ir ＝0，而ΔＳ一定大于零．另外，从同一始态出发经绝热 可逆过程与绝热不可逆过程达到的终态是不同。现以理想气体从同一始态出发，分别 经过绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀达到相同的压力，绝热可逆膨胀过程向外做的功 的绝对值比绝热不可逆过程膨胀向外做的功的绝对值要大些，内能降低得也多些，故 绝热可逆过程终态温度低于绝热不可逆过程终态温度，相同的终态压力时，终态体积
物理化学测验-相平衡
物理化学测验（四） 一、选择题。在题后括号内，填上正确答案代号。 1、硫酸与水可形成H2SO4?H2O(s)，H2SO4?2H2O(s)，H2SO4?4H2O(s)三种水合物，问在101325 Pa的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种？( ) (1) 3种；(2) 2种；(3) 1种；(4) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 2、组分A(高沸点)与组分B(低沸点)形成完全互溶的二组分系统，在一定温度下，向纯B 中加入少量的A，系统蒸气压力增大，则此系统为：( )。 （1）有最高恒沸点的系统； （2）不具有恒沸点的系统； （3）具有最低恒沸点的系统。 3、设反应a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa、300 K下，A的转化率是600 K的2倍，而且在300 K下系统压力为101 325 Pa的转化率是2×101 325 Pa的2 倍，故可推断该反应（）。 （1）平衡常数与温度，压力成反比； （2）是一个体积增加的吸热反应； （3）是一个体积增加的放热反应； （4）平衡常数与温度成在正比，与压力成反比。 4、某反应A(s) == Y(g) + Z(g)的?r G与温度的关系为?r G= (－45 000＋110 T/K) J ·mol -1，在标准压力下, 要防止该反应发生，温度必须：( ) 。 (1) 高于136 ℃； (2) 低于184 ℃； (3) 高于184 ℃； (4) 低于136 ℃； (5) 高于136 ℃而低于184 ℃。 5、将固体NH4HCO3(s) 放入真空容器中，等温在400 K，NH4HCO3按下式分解并达到平衡：NH4HCO3(s) === NH3(g) + H2O(g) + CO2(g) 系统的组分数C和自由度数?为：( )。 (１)Ｃ＝２，?＝１； (２)Ｃ＝２，?＝２； (３)Ｃ＝１，?＝０； (４)Ｃ＝３，?＝２。 6、已知等温反应 ①CH4(g) == C(s) + 2H2(g) ②CO(g) + 2H2(g) == CH3OH(g) 若提高系统总压力，则平衡移动方向为（）。 （1）①向左，②向右； （2）①向右，②向左； （3）①和②都向右。 二、计算题。请计算下列各题。 ( 本大题7分) 在323 K时，下列反应中NaHCO3(s)和CuSO4-5H2O(s)的分解压力分别为4 000 Pa和6052 Pa： 反应①2NaHCO3(s) ==Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
物理化学相平衡知识点
物理化学相平衡知识点
相平衡 一、主要概念 组分数，自由度，相图，相点，露点，泡点，共熔点，(连)结线，三相线，步冷(冷却)曲线，低共熔混合物(固相完全不互溶) 二、重要定律与公式 本章主要要求掌握相律的使用条件和应用，单组分和双组分系统的各类典型相图特征、绘制方法和应用，利用杠杆规则进行有关计算。 1、相律： F = C - P + n, 其中：C=S-R-R’ (1) 强度因素T，p可变时n=2 (2) 对单组分系统：C=1, F=3-P (3) 对双组分系统：C=2，F=4-P；应用于平面相图时恒温或恒压，F=3-P。 2、相图 (1)相图：相态与T，p，x的关系图，通常将有关的相变点联结而成。 (2)实验方法：实验主要是测定系统的相变点。常用如下四种方法得到。 1
2 对于气液平衡系统，常用方法蒸气压法和沸点法； 液固(凝聚)系统，通常用热分析法和溶解度法。 3、单组分系统的典型相图 对于单组分系统C =1，F =C -P +2=3-P 。当相数P =1时，自由度数F =2最大，即为双变量系统，通常绘制蒸气压-温度(p-T )相图，见下图。 p T l B C A O s g C ' p T l B C A O s g F G D 单斜硫p T 液体硫B C A O 正交硫 硫蒸气 (a) 正常相图 (b) 水的相图 (c) 硫的相图 图6-1 常见的单组分系统相图 4、二组分系统的相图 类型：恒压的t -x (y )和恒温的p -x (y )相图。 相态：气液相图和液-固(凝聚系统)相图。 (1)气液相图 根据液态的互溶性分为完全互溶(细分为形
物理化学第五章相平衡练习题及答案
第五章相平衡练习题 一、判断题： 1．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。 2．单组分系统的物种数一定等于1。 3．自由度就是可以独立变化的变量。 4．相图中的点都是代表系统状态的点。 5．恒定压力下，根据相律得出某一系统的f = l，则该系统的温度就有一个唯一确定的值。 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。 7．根据二元液系的p～x图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合物。8．在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。 9．杠杆规则只适用于T～x图的两相平衡区。。 10．对于二元互溶液系，通过精馏方法总可以得到两个纯组分。 11．二元液系中，若A组分对拉乌尔定律产生正偏差，那么B组分必定对拉乌尔定律产生负偏差。 12．恒沸物的组成不变。 13．若A、B两液体完全不互溶，那么当有B存在时，A的蒸气压与系统中A的摩尔分数成正比。 14．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。 15．三组分系统最多同时存在5个相。 二、单选题： 1．H2O、K+、Na+、Cl- 、I- 体系的组分数是： (A) K = 3 ；(B) K = 5 ；(C) K = 4 ；(D) K = 2 。 2．克劳修斯－克拉伯龙方程导出中，忽略了液态体积。此方程使用时，对体系所处的温度要求： (A) 大于临界温度；(B) 在三相点与沸点之间；
(C) 在三相点与临界温度之间；(D) 小于沸点温度。 3．单组分固－液两相平衡的p～T曲线如图所示，则： (A) V m(l) = V m(s) ；(B) V m(l)＞V m(s) ； (C) V m(l)＜V m(s) ；(D) 无法确定。 4．蒸汽冷凝为液体时所放出的潜热，可用来： (A) 可使体系对环境做有用功；(B) 可使环境对体系做有用功； (C) 不能做有用功；(D) 不能判定。 5．压力升高时，单组分体系的熔点将如何变化： (A) 升高；(B) 降低；(C) 不变；(D) 不一定。 6．硫酸与水可组成三种化合物：H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)，在p 下，能与硫酸水溶液共存的化合物最多有几种： (A) 1 种；(B) 2 种；(C) 3 种；(D) 0 种。7．在101325Pa的压力下，I2在液态水与CCl4中的溶解已达到平衡(无固体I2存在)，此体 系的自由度为： (A) 1 ；(B) 2 ；(C) 3 ；(D) 0 。 8．NaCl水溶液和纯水，经半透膜达到渗透平衡，该体系的自由度数是： (A) f = 1 ；(B) f = 2 ；(C) f = 3 ；(D) f = 4 。 9．对于下列平衡系统：①高温下水被分解；②同①，同时通入一些H2(g) 和O2(g)；③H2和O2同时溶于水中，其组元数K和自由度数f的值完全正确的是： (A) ①K = 1，f = 1 ②K = 2，f = 2 ③K = 3，f = 3 ； (B) ①K = 2，f = 2 ②K = 3，f = 3 ③K = 1，f = 1 ； (C) ①K = 3，f = 3 ②K = 1，f = 1 ③K = 2，f = 2 ； (D) ①K = 1，f = 2 ②K = 2，f = 3 ③K = 3，f = 3 。 10．在下列体系中自由度f = 2的体系是：
物理化学实验思考题解答
实验一燃烧热得测定 1、在本实验中，哪些就是系统？哪些就是环境？系统与环境间有无热交换？这些热交换对实验结果有何影响？如何校正？提示：（氧弹中得样品、燃烧丝、棉线与蒸馏水为体系，其它为环境.)盛水桶内部物质及空间为系统，除盛水桶内部物质及空间得热量计其余部分为环境,（实验过程中有热损耗：内桶水温与环境温差过大,内桶盖有缝隙会散热,搅拌时搅拌器摩擦内筒内壁使热容易向外辐射。）系统与环境之间有热交换，热交换得存在会影响燃烧热测定得准确值,可通过雷诺校正曲线校正来减小其影响或(降低热损耗得方法：调节内筒水温比外筒水温低0、5—1℃，内桶盖盖严,避免搅拌器摩擦内筒内壁，实验完毕，将内筒洗净擦干，这样保证内筒表面光亮，从而降低热损耗.）。 2、固体样品为什么要压成片状?萘与苯甲酸得用量就是如何确定得？提示:压成片状有利于样品充分燃烧；萘与苯甲酸得用量太少测定误差较大，量太多不能充分燃烧，可根据氧弹得体积与内部氧得压力确定来样品得最大用量。３、试分析样品燃不着、燃不尽得原因有哪些? 提示：压片太紧、燃烧丝陷入药片内会造成燃不着；压片太松、氧气不足会造成燃不尽。 4、试分析测量中影响实验结果得主要因素有哪些？本实验成功得关键因素就是什么? 提示：能否保证样品充分燃烧、系统与环境间得热交换就是影响本实验结果得主要因素。本实验成功得关键：药品得量合适，压片松紧合适，雷诺温度校正. ５、使用氧气钢瓶与氧气减压器时要注意哪些事项?1、在氧弹里加10mL蒸馏水起什么作用？答:在燃烧过程中，当氧弹内存在微量空气时，N2得氧化会产生热效应。在一般得实验中,可以忽略不计；在精确得实验中,这部分热效应应予校正，方法如下：用０、1mol·dｍ—3 NaOH 溶液滴定洗涤氧弹内壁得蒸馏水，每毫升0、1 mol·dｍ—3 NaOH溶液相当于５、983J（放热）.2、在环境恒温式量热计中,为什么内筒水温要比外筒得低?低多少合适?在环境恒温式量热计中，点火后,系统燃烧放热,内筒水温度升高１、5－2℃,如果点火前内筒水温比外筒水温低１℃，样品燃烧放热最终内筒水温比外筒水温高１℃,整个燃烧过程得平均温度与外筒温度基本相同，所以内筒水温要比外筒水温低0、5—1℃较合适. 实验二凝固点降低法测定相对分子质量 1、什么原因可能造成过冷太甚?若过冷太甚，所测溶液凝固点偏低还就是偏高？由此所得萘得相对分子质量偏低还就是偏高?说明原因.答：寒剂温度过低会造成过冷太甚。若过冷太甚,则所测溶液凝固点偏低。根据公式与可知由于溶液凝固点偏低，?Tｆ偏大，由此所得萘得相对分子质量偏低。 2、寒剂温度过高或过低有什么不好？答：寒剂温度过高一方面不会出现过冷现象，也就不能产生大量细小晶体析出得这个实验现象,会导致实验失败,另一方面会使实验得整个时间延长，不利于实验得顺利完成;而寒剂温度过低则会造成过冷太甚，影响萘得相对分子质量得测定,具体见思考题１答案。 3、加入溶剂中得溶质量应如何确定?加入量过多或过少将会有何影响?答:溶质得加入量应该根据它在溶剂中得溶解度来确定，因为凝固点降低就是稀溶液得依数性，所以应当保证溶质得量既能使溶液得凝固点降低值不就是太小，容易测定，又要保证就是稀溶液这个前提。如果加入量过多,一方面会导致凝固点下降过多，不利于溶液凝固点得测定,另一方面有可能超出了稀溶液得范围而不具有依数性。过少则会使凝固点下降不明显，也不易测定并且实验误差增大. 4、估算实验测定结果得误差,说明影响测定结果得主要因素？答:影响测定结果得主要因素有控制过冷得程度与搅拌速度、寒剂得温度等。本实验测定凝固点需要过冷出现，过冷太甚会造成凝固点测定结果偏低,因此需要控制过冷程度,只有固液两相得接触面相当大时,固液才能达到平衡。实验过程中就就是采取突然搅拌得方式与改变搅拌速度
物理化学-相平衡习题汇总
第5章 相平衡 复习、讨论 基本内容： ? 相：体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分。气相、液相、固相 ? 相数：体系内相的数目Φ≥1 ? 相图：描述多相体系状态随浓度、温度、压力等变量的改变而发生变化的图 形 ? 均相体系：只有一相的体系Φ=1 ? 多相体系：含多相的体系Φ>1 ? 凝聚体系：没有（或不考虑）气相的体系 ? 物系点：相图中表示体系总组成的点 ? 相点：表示某一个相的组成的点 ? 液相线：相图中表示液相组成与蒸气压关系的曲线 ? 气相线：相图中表示气相组成与蒸气压关系的曲线 ? 步冷曲线：冷却过程温度随时间的变化曲线T-t ? 独立组分数：C = S - R - R'，S 为物种数，R 为体系中各物种之间独立的化学 平衡关系式个数，R’为浓度和电中性限制条件的数目。对于浓度限制条件，必须是某个相中的几种物质的浓度之间存在某种关系时才能作为限制条件。C=1单组分体系，C=2二组分体系。若没有化学变化：C=S ；含单质的体系且R ’=0：C=N ；含单质的体系且S>N ：R = S – N 。 ? 自由度：确定平衡体系状态所需要的独立强度变量的数目f ≥0 ? 最低（高）恒沸点：对拉乌尔定律正（负）偏差很大的双液系的T —x 图上 的最低（高）点。恒沸点时气相组成与液相相同，具有纯物质的性质，一定压力下恒沸混合物的组成为定值（f*=C-Φ+1=1-2+1=0）。 ? 最低（高）恒沸混合物：最低（高）恒沸点对应的混合物。恒沸物是混合物 而不是化合物 ? 会溶温度(临界溶解温度)：部分互溶双液系相图上的最低点或最高点 ? 转熔温度：不稳定化合物分解对应的温度 ? 共轭层：部分互溶双液系相图上的帽形区内溶液为两层 ? 相律：平衡体系中相数、独立组分数与变量数之间的关系f ＝ C - Φ + n ? 杠杆规则：液相的物质的量乘以物系点到液相点的距离，等于气相的物质的 量乘以物系点到气相点的距离。B n B B n n l ×(X B -x B )=n g ×(y B -X B ) 单组分体系相图(p-T)：水、CO 2、C 二组分体系相图(T-x)：
物理化学习题与答案
热力学第一定律练习题 一、判断题：1．当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。4．一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。5．系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。7．因Q P= ΔH，Q V= ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。10．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。12．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。13．因焓是温度、压力的函数，即H= f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。16．一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。18．若一个过程是可逆过程，则该过程中的每一步都是可逆的。20．气体经绝热自由膨胀后，因Q = 0，W = 0，所以ΔU = 0，气体温度不变。28．对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，W R= ΔU= n C V,mΔT，W Ir= ΔU= n C V,mΔT，所以W R= W Ir。 1．第一句话对，第二句话错，如理想气体的等温过程ΔU = 0，ΔH= 0。4．错，理想气体的U = f(T)，U与T不是独立变量。5．错，绝热压缩温度升高；理想气体恒温可逆膨胀，吸热。7．错，Q V、Q p是状态变化的量、不是由状态决定的量。8．错，(1)未说明该过程的W'是否为零；(2)若W' = 0，该过程的热也只等于系统的焓变。10．错，这不是理想气体的单纯pVT 变化。12．错，在升温过程中有相变化。13．错，H = f(T,p)只对组成不变的均相封闭系统成立。16．错，无限小过程不是可逆过程的充分条件。18．对。 20．错，一般的非理想气体的热力学能不仅只是温度的函数。28．错，两个过程的ΔT不同。 二、单选题：2．体系的下列各组物理量中都是状态函数的是：(A) T，p，V，Q ； (B) m，V m，C p，?V；(C) T，p，V，n； (D) T，p，U，W。 8．下述说法中，哪一种不正确： (A)焓是体系能与环境进行交换的能量；(B) 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量；(C) 焓是体系状态函数；(D) 焓只有在某些特定条件下，才与体系吸热相等。 12．下述说法中，哪一种正确：(A)热容C不是状态函数； (B)热容C与途径无关； (C)恒压热容C p不是状态函数； (D) 恒容热容C V不是状态函数。 18．1 mol H2(为理气)由始态298K、p被绝热可逆地压缩5dm3，那么终态温度T2 与内能变化?U分别是：(A)562K，0 kJ ； (B)275K，-5.49 kJ ；(C)275K，5.49kJ ；(D) 562K，5.49 kJ 。 21．理想气体从同一始态（p1,V1,T1）出发分别经恒温可逆压缩(T)、绝热可逆压缩(i)到终态体积为V2时，环境对体系所做功的绝对值比较：(A) W T > W i；(B)W T < W i；(C) W T = W i； (D) 无确定关系。 热力学第二定律练习题 一、判断题：1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。4．绝热可逆过程的?S = 0，绝热不可逆膨胀过程的?S > 0。5．为计算绝热不可逆过程的熵变，可在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。6．由于系统经循环过程后回到始态，?S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。8．在任意一可逆过程中?S = 0，不可逆过程中?S > 0。15．自发过程的方向就是系统混乱度增加的方向。16．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。24．指出下列各过程中，物系的?U、?H、?S、?A、?G中何者为零？⑴理想气体自由膨胀过程；⑵实际气体节流膨胀过程；⑶理想气体由(p1,T1)状态绝热可逆变化到(p2,T2)状态；⑷ H2和Cl2在刚性绝热的容器中反应生成HCl；⑸ 0℃、p 时，水结成冰的相变过程；⑹理想气体卡诺循环。1．对。 4 正确。5．错，系统由同一始态出发，经绝热可逆和绝热不可逆过程不可能到达相同的终态。6 错，环境的熵变应加在一起考虑。 8．错。14．错。未计算环境的熵变；15．错，条件 16．错，必须在等温等压，W’= 0的条件下才有此结论。24．(1) ΔU = ΔH = 0；(2) ΔH = 0； (3) ΔS = 0； (4) ΔU = 0；(5) ΔG = 0；6) ΔU、ΔH、ΔS、ΔA、ΔG都为 0。 二、单选题： 2．可逆热机的效率最高，因此由可逆热机带动的火车： (A) 跑的最快；(B)跑的最慢； (C) 夏天跑的快； (D) 冬天跑的快。 12．2mol理想气体B，在300K时等温膨胀，W = 0时体积增加一倍，则其?S(J·K-1)为： (A) -5.76 ； (B) 331 ； (C) 5.76 ； (D) 11.52 。 13．如图，可表示理想气体卡诺循环的示意图是： (A) 图⑴； (B) 图⑵；(C)图⑶； (D) 图⑷。
物理化学上册相平衡练习及答案
物理化学相平衡1试卷 一、选择题( 共21题40分) 1. 2 分(2442)由CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(s)构成的平衡体系,其自由 度为： ( ) (A) f=2 (B) f=1 (C)f=0 (D) f=3 2. 2 分(2398)将N2,H2,NH3三种气体充进773 K,32 424 kPa的合成塔中，在有催化剂存 在的情况下，指出下列三种情况时该体系的独立组分数C(1),C(2),C(3)各为多少 (1) 进入塔之前 (2) 在塔内反应达平衡时 (3) 若只充入NH3气，待其平衡后 (A) 3，2，1 (B) 3，2，2 (C) 2，2，1 (D) 3，3，2 3. 2 分(2562)在373.15 K时，某有机液体A和B的蒸气压分别为p和3p，A 和B的某混合物为理想液体混合物，并在373.15 K，2p时沸腾，那么A在平衡蒸气相 中的摩尔分数是多少？ (A) 1/3 (B) 1/4 (C) 1/2 (D) 3/4 4. 2 分(2403)将AlCl3溶于水中全部水解，此体系的组分数C是： (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 5. 2 分(2740) 对二级相变而言，则 （A）? 相变H=0，? 相变 V<0（B）? 相变 H<0，? 相变 V=0 （C）? 相变H<0，? 相变 V<0（D）? 相变 H=0，? 相变 V=0 6. 2 分(2436)CuSO4与水可生成CuSO4?H2O,CuSO4?3H2O,CuSO4?5H2O三种水合物,则在一定压力下，与CuSO4水溶液及冰共存的含水盐有： (A) 3种 (B) 2种 (C) 1种 (D) 不可能有共存的含水盐 7. 2 分(2333) 在密闭容器中，让NH4Cl(s)分解达到平衡后，体系中的相数是： (A)1 (B)2 (C)3 (D) 4 8. 2 分(2440)CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为： (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 9. 2 分(2739) 二级相变服从的基本方程为：（A）克拉贝龙方程（B）克拉贝龙—克劳修斯方程 （C）爱伦菲斯方程（D）以上三个方程均可用 10. 2 分(2565)p?时，A 液体与B液体在纯态时的饱和蒸气压分别为40 kPa和46.65 kPa，在此压力下，A和B 形成完全互溶的二元溶液。在x A= 0.5时，A和B 的平衡分压分别是13.33kPa和20 kPa，则此二元物系常压下的T-x图为下列哪个图： 11. 2 分(2396)硫酸与水可形成H2SO4·H2O(s)、H2SO4·2H2O(s)、H2SO4·4H2O(s)三种水合物,问在 101 325 Pa 的压力下，能与硫酸水溶液及冰平衡共存的硫酸水合物最多可有多少种 (A) 3 种 (B) 2 种 (C) 1 种 (D) 不可能有硫酸水合物与之平衡共存。 12. 2 分(2399)某体系存在C(s),H2O(g),CO(g),CO2(g),H2(g) 五种物质，相互建立了下述三个平衡：H2O(g) + C(s)垐? 噲?H2(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g)垐? 噲?H2O(g) + CO(g) CO2(g) + C(s)垐? 噲?2CO(g) 则该体系的独立组分数C为: (A) C=3 (B) C=2 (C) C=1 (D) C=4
大学《物理化学》相平衡练习题(有答案)
相平衡练习题 1. 在定压下，NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的饱和混合水溶液平衡共存时，独立组分数C 和条件自由度F '：答a ； (a) C =3， F '=1 (b) C =3， F '=2 (c) C =4， F '=2 (d) C =4， F '=3 注意：如果上述题目改为：在定压下，NaCl 晶体和蔗糖晶体与它们的过饱和混合水溶液平衡共存时，相律还是否适用？ 2. 23Na CO 可形成三种水合盐，232232232Na CO H O, Na CO 7H O Na CO 10H O ???及，常压下将 23Na CO (s) 投入其水溶液中，待达三相平衡时，一相是23Na CO 水溶液，一相是23Na CO (s) ，则另一相是：答d ； （a ）冰 （b ）232Na CO 10H O(s)? （c ）232 Na CO 7H O (s)? （d ）232 Na CO H O (s)? 3. 假设A 、B 二组分混合物可以形成理想液态混合物，则下列叙述中不正确的是： （a ）A 、B 分子间的作用力很微弱 （b ）A 、B 都遵守拉乌尔定律 （c ）液态混合物的蒸气压介于A 、B 的蒸气压之间 （d ）可以用重复蒸馏的方法使A 、B 完全分离。 答a 4．自由度为零，意味着：答（c ） （a ）体系独立组分数C 等于相数 P （b ）体系的状态不变 （c ）确定体系相平衡所需的最少强度变量数为零 （d ）三相共存 5.在一定压力下，在液态混合物中增加某组分后，液体的沸点下降，则该组分在气相中的相对含量（ ）它在平衡液相中的相对含量。答a a.大于 b. 小于 c.等于 d. 不确定 6. BaCO 3(s)、BaO(s)、CO 2(g)三种物质处于化学平衡时，体系自由度F 是 答a a.0 b.1 c.2 d.4 7．在一定压力下，某二组分系统能形成最低恒沸物，该恒沸物的组成（c ） a.与系统组成有关 b.与温度有关 c.与压力有关，压力一定时为定值 d.恒定不变，是化合物 8. 在一定压力下，A 和B 能形成最低恒沸物C ，设恒沸物的组成为x ，则对组成为x B (x B >x)的混合物进行普通精馏，最后得到（c ） a. A 和B b. A 和C c. B 和C d.无法确定 例1在101.325 kPa 下，A~B 系统的相图如 图所示。由相图回答： （1）系统中x （A ）﹦0.68时：开始沸腾的温度约为 ℃，最初馏出物中B 的摩尔分数约 图16
物理化学思考题
1.电动势法测定AgCl的溶度积Ksp 1.本实验可否使用KCl盐桥？为什么实验中不能使用自来水淋洗盐桥？ 答：本实验不能使用KCl 盐桥，选用盐桥的首要条件是盐桥不与溶液反应，溶液中含有Ag+，会于Cl-反应沉淀。实验中不能用自来水淋洗盐桥，制备盐桥的首要条件是盐桥中正，负离子迁移速率相近，自来水中含有Ca2+,Mg2+等离子，用其冲洗盐桥，会使盐桥正，负离子迁移相近的条件受到破坏，从而给本实验的测定带来误差。 2. 为什么不能用伏特计直接测定电池电动势？ 答：电池电动势的测定必须在电流接近于零的条件下进行，倘若用伏特表直接测定，虽然伏特计的内阻非常大，远远大于电池电阻，但用伏特计测定时其电流远大于零，消耗在电池内阻上的电流是不可忽视的。即使说实验误差偏大，所得实验值与真实值偏大。 3.使用UJ-25型直流电位差计时，长时间按下按钮接通测量线路，对标准电池电动势的标准性以及待测电池电动势的测量有无影响？ 答：标准电池是高度可逆电池，其工作条件是通过的电流无限大，长时间按下按钮接通测量线路，在电流非无限的条件，会破坏标准电池的可逆性。标准电池作为标准，受到破坏后，其电动势就变了，再以EX/EN=Ac′/Ac公式计算时，其EN还用原值，从而待测电动势的测量就不准确。 4.使用UJ-25型直流电位差计时，在测定过程中，若检流计光标总往一个方向偏转，可能是哪些原因引起的？ 答：（1）电池（包括工作电池、标准电池和待测电池）的正负极接反了； （2）电路中的某处有断路； （3）标准电池或待测电池的电动势大于工作电池的电动势，超出了测量范围 2.碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定 1.阳极极化曲线对实施阳极保护有什么指导意义？ 答：分析研究极化曲线，是解释金属腐蚀的基本规律、揭示金属腐蚀机理和探讨控制腐蚀途径的基本方法之一。 2.恒电流法和恒电位法俩种方法所测绘出的极化曲线有何异同？ 答：恒电流法是恒定电流测定相应的电极电位，恒电位法是恒电位测定相应的电流。对于阴极极化，两种方法测得的曲线相同；对于阳极极化，对具有活化-钝化转变行为的金属体
物理化学思考题
一、填空题 1、下列各公式的适用条件分别为：U=f(T)和H=f(T)适用于理想气体单纯状态变化；Q v=△U适用于封闭系统等容无其他功条件；Q p=△H适于封闭系统等压无其他功条件；dU=C V dT适用于无相变无化学变化无其他功的封闭系统；dH=C p dT 适于无相变无化学变化无其他功的封闭系统；PV r=常数适用于理想气体绝热可逆过程。 2、在节流膨胀过程中，系统的各状态函数中，只有焓的值不改变。理想气体经节流膨胀后，它的节流膨胀系数μ= 0 。 3、当以3 mol H2气与2mol Cl2气混合，最后生成2mol HCl气。若以下式为基本单元H2(g) + Cl2(g) =2HCl(g)，则反应进度ξ应是 1 mol。 4、300K时，5mol理想气体从1L经过等温反抗恒外压10kPa膨胀到10L ，则该过程的W < 0，Q > 0，△U = 0，△H = 0 (填>，=，<)。 二、单项选择题 1、下列叙述中不具状态函数特征的是（ D ） A.系统状态确定后，状态函数的值也确定 B.系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定 C.经循环过程，状态函数的值不变 D.状态函数均有加和性 2、在下列关于焓的描述中，正确的是（ C ） A.因为ΔＨ＝ＱＰ，所以焓是恒压热 B.气体的焓只是温度的函数 C.气体在节流膨胀中，它的焓不改变 D.因为ΔＨ＝ΔＵ＋Δ（ＰＶ），所以任何过程都有ΔＨ>０的结论 3、选出下列性质参数中属于容量性质的量( C ) A.温度T B.浓度c C.体积V D.压力p 4、在一蒸馏烧瓶中装有待蒸馏的混合液，当用酒精灯加热至有馏分流出时，如果以混合液和馏分以及酒精灯为体系时，则体系应为( B )