物理化学经典习题电子教案.docx

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物理化学经典习题电子教案

物理化学经典习题

一、填空题

1．硫酸与水可形成三种水合盐：

H2SO4?

H2O、H2SO4?

2H2O、H2SO4?

4H2O。

常压下将一定量的H2SO4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、H2SO4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是。

2．Na+、H+的还原电极电势分别为–2.71V和–0.83V，但用Hg作阴极电解NaCl溶液时，阴极产物是Na–Hg齐，而不是H2，这个现象的解释是。

3．在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。

其胶团结构式为。

注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。

4．在两个具有0.001mAgNO3溶液的容器之间是一个AgCl多孔塞，在多孔塞两端放两个电极，接通直流电源后，溶液将向极方向流动。

5．反应AB（Ⅰ）;AD（Ⅱ）。

已知反应（Ⅰ）的活化能大于反应（Ⅱ）的活化能，加入适当催化剂改变获得B和D的比例。

6．等温等压（298K及p?

）条件下，某一化学反应在不做非体积功条件下进行，放热40.0kJ?

mol-1，若该反应通过可逆电池来完成，吸热4.00kJ?

mol-1，则该化学反应的熵变为。

7．若稀溶液表面张力γ与溶质浓度c的关系为γ0–γ=A+Blnc（γ0为纯溶剂表面张力，A、B为常数），则溶质在溶液表面的吸附量Γ与浓度c的关系为。

8．298.2K、101.325kPa下，反应H2（g）+O2（g）═H2O（l）的（?

rGm–?

rFm）/J?

mol-1为。

二、问答题

1．为什么热和功的转化是不可逆的？

2．在绝热钢筒中进行一化学反应：

H2（g）+O2（g）═H2O（g），在反应自发进行。

问此变化中下述各量哪些为零，哪些大于零，哪些小于零？

Q，W，?

U，?

H，?

S和?

F。

3．对单组分体系相变，将克拉贝龙方程演化为克-克方程的条件是什么？

4．为什么有的化学反应速率具有负温度系数，即温度升高反应速率反而下降？

5．为什么说，热化学实验数据是计算化学平衡常数的主要基础？

三、计算题

1．苯在正常沸点353K下的?

vapHm?

=30.77kJ?

mol-1，今将353K及p?

下的1molC6H6（l）向真空等温蒸发为同温同压下的苯蒸气（设为理想气体）。

（1）求算在此过程中苯吸收的热量Q与所做的功W；

（2）求苯的摩尔气化熵?

vapSm?

及摩尔气化自由能?

vapGm?

；

（3）求环境的熵变?

S环，并判断上述过程是否为不可逆过程。

2．把一定量的气体反应物A迅速引入一个温度800K的抽空容器内，待反应达到指定温度后计时（已有一部分A分解）。

已知反应的计量方程为2A（g）2B（g）+C（g），反应的半衰期与起始浓度无关；t=0时，p总=1.316×104Pa；t=10min时，p总=1.432×104Pa；经很长时间后，p总=1.500×104Pa。

试求：

（1）反应速率常数k和反应半衰期；

（2）反应进行到1小时时，A物质的分压和总压各为多少？

3．A和B能形成两种化合物A2B和AB2，A的熔点比B低，A2B的相合熔点介于A和B之间，AB2的不相合熔点介于A和A2B之间。

请画出该体系T~x相图的示意图。

4．将正丁醇（Mr=74）蒸气聚冷至273K，发现其过饱和度（即p/p°）约达到4方能自行凝结为液滴。

若在273K时，正丁醇的表面张力为0.0261N?

m-1，密度为1000kg?

m-3，试计算：

（1）此过饱和度下开始凝结的液滴的半径；

（2）每一液滴中所含正丁醇的分子数。

5．电池Pt∣H2（p?

）∣HCl（0.1mol?

kg-1∣AgCl（s）∣Ag在298K时的电池电动势为

0.3524V，求0.1mol?

kg-1HCl溶液中HCl的平均离子活度a±、平均活度系数γ±及溶液的pH值。

已知?

（AgCl/Ag）=0.2223V。

计算中可做合理的近似处理，但必须说明。

一、填空题（每小题1分，共15分）

1、理想气体等温可逆压缩W（）0；Q（）0；ΔU（）0；ΔH（）0

2、在273K及P?

下，冰融化成水，以水和冰为系统W（）0；Q（）0；ΔU（）0；ΔH（）0；ΔG（）0。

3、一级反应以（）对时间作图为一直线，速率常数是直线的（）。

4、在密闭的容器中硝酸钾饱和溶液与水蒸汽呈平衡，并且存在着从溶液中析出细小硝酸钾晶体，该系统中K为（），Φ为（），f为（）。

5、在稀的KI溶液中加入少量的硝酸银稀溶液，当KI过量时此时胶团的结构应表示为（）。

二、单项选择（每小题2分，共10分）

1、下列各量是化学势的是（）。

A）；B）；C）；D）。

2、在同一温度下，液体之中有半径为r的小气泡，其饱和蒸汽压为Pr，该平面液体的饱和蒸汽压为P则（）。

A）Pr=P；B）Pr>Ｐ；C）Ｐr<Ｐ；D）无法确定。

3、真实气体节流过程是（）。

A）恒温过程；B）恒熵过程；C）恒焓过程；D）恒内能过程

4、零级反应的起始反应物浓度越大，则半衰期（）。

A）不变；B）越短；C）越长；D）无法确定。

5、在下列电解质溶液中，不能用外推法求得无限稀释摩尔电导率的是（）。

A）NaCl;B）HAC;C）NaOH;D）HCl;

三、判断题（每小题2分，共20分）

1、在标准压力和100℃，1mol水定温蒸发为蒸气。

假设蒸气为理想气体。

因为这一过程中系统的温度不变，所以⊿U=0。

（）

2、熵增加的过程都是自发过程。

（）

3、不可逆过程一定是自发的，自发过程一定是不可逆的。

（）

4、某一化学反应的热效应⊿rHm被反应温度T除，即得此反应的⊿rSm。

（）5、有简单级数的反应是基元反应。

（）

6、电极电势更低的金属与被保护金属相连接，构成原电池的保护方法称为阳极保护法。

（）

7、根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个体系若要对外作功，必须从外界吸收热量。

（）

8、二元合金的步冷曲线上，转折点对应的温度即为该合金的最低共熔点。

（）9、自然界存在温度降低，但熵值增加的过程。

（）

10、平衡常数改变，则平衡发生移动；平衡发生移动，则平衡常数改变。

（）

四、（共15分）2mol理想气体氦（ＣＶ，m=1.5R）在127℃时压力为

5×10５Ｐa,今在定温下外压恒定为1×10６Ｐa进行压缩。

计算此过程的Ｑ、Ｗ、ΔＵ、ΔＨ、ΔＳ、ΔＡ和ΔＧ。

五、（共10分）反应ＮＨ２ＣＯＯＮＨ４（s）＝2ＮＨ３（g）＋ＣＯ２（g）在30℃时Ｋ?

＝6.55×10－４。

试求ＮＨ２ＣＯＯＮＨ４的分解压。

六、（共20分）反应Ｃ２Ｈ４（g）＋Ｈ２Ｏ（g）＝Ｃ２Ｈ５ＯＨ（g）的ΔrＨ?

m为－4.602×104J?

mol－1,ΔCp=0,ΔrG?

m（298）=－8.196×103J?

mol－1

1、导出此反应的ΔrG?

m=f（T）及lnK?

=f（T）关系式。

2、计算此反应在500Ｋ时的Ｋ?

及ΔrG?

七、（共20分）ＨＡc及Ｃ６Ｈ６的相图如下。

1、指出各区域所存在的相和自由度数；

2、从图中可以看出最低共熔温度为－8℃，最低共熔混合物的质量分数为含

Ｃ６Ｈ６0.64，试问将含苯0.75和0.25的溶液各100g由20℃冷却时，首先析出的固体为何物,计算最多能析出固体的质量。

3、叙述将上述两溶液冷却到－10℃时，过程的相变化。

并画出其步冷曲线。

℃

101B

－104

020406080100

HAcC6H6

ω（C6H6）/%

八、试将下列化学反应设计成电池（每小题5分，共10分）

1、H＋＋OH－→H2O（l）

2、Ag＋＋I－→AgI（s）

九、（共15分）试设计一个电池，使其中进行下述反应：

Fe2+（a1）+Ag+（a3）=Ag（s）+Fe3+（a2）

设活度系数均为1，己知E?

（Fe3+|Fe2+）=0.771V,E?

（Ag|Ag+）=0.7991V

1、写出电池表示式；

2、计算25℃时，上述电池反应的K?

；

3、若将过量的银粉加到浓度为0.05molkg－1的Fe（NO3）3溶液中，求反应达平衡后Ag+的浓度为多少？

十、（共15分）某气相1—2级对峙反应：

298K时，k+=0.20s－1,k－=5.0×10－9Pa－1?

s－1，当温度升高到310K时，k+和k－均增大一倍。

试求算：

1、该反应在298K时的K?

；

2、正、逆向反应的活化能；

3、总反应的ΔrH?

一、填空题

1．硫酸与水可形成三种水合盐：

H2SO4?

H2O、H2SO4?

2H2O、H2SO4?

4H2O。

常压下将一定量的H2SO4溶于水中，当达三相平衡时，能与冰、H2SO4水溶液平衡共存的硫酸水合盐的分子中含水分子的数目是。

2．Na+、H+的还原电极电势分别为–2.71V和–0.83V，但用Hg作阴极电解NaCl溶液时，阴极产物是Na–Hg齐，而不是H2，这个现象的解释是。

3．在稀亚砷酸溶液中通入过量的硫化氢制备硫化砷溶液。

其胶团结构式为。

注明紧密层、扩散层、胶核、胶粒、胶团。

4．在两个具有0.001mAgNO3溶液的容器之间是一个AgCl多孔塞，在多孔塞两端放两个电极，接通直流电源后，溶液将向极方向流动。

5．反应AB（Ⅰ）;AD（Ⅱ）。

已知反应（Ⅰ）的活化能大于反应（Ⅱ）的活化能，加入适当催化剂改变获得B和D的比例。

6．等温等压（298K及p?

）条件下，某一化学反应在不做非体积功条件下进行，放热40.0kJ?

mol-1，若该反应通过可逆电池来完成，吸热4.00kJ?

mol-1，则该化学反应的熵变为。

7．若稀溶液表面张力γ与溶质浓度c的关系为γ0–γ=A+Blnc（γ0为纯溶剂表面张力，A、B为常数），则溶质在溶液表面的吸附量Γ与浓度c的关系为。

8．298.2K、101.325kPa下，反应H2（g）+O2（g）═H2O（l）的（?

rGm–?

rFm）/J?

mol-1为。

二、问答题

1．为什么热和功的转化是不可逆的？

2．在绝热钢筒中进行一化学反应：

H2（g）+O2（g）═H2O（g），在反应自发进行。

问此变化中下述各量哪些为零，哪些大于零，哪些小于零？

Q，W，?

U，?

H，?

S和?

F。

3．对单组分体系相变，将克拉贝龙方程演化为克-克方程的条件是什么？

4．为什么有的化学反应速率具有负温度系数，即温度升高反应速率反而下降？

5．为什么说，热化学实验数据是计算化学平衡常数的主要基础？

三、计算题

1．苯在正常沸点353K下的?

vapHm?

=30.77kJ?

mol-1，今将353K及p?

下的1molC6H6（l）向真空等温蒸发为同温同压下的苯蒸气（设为理想气体）。

（1）求算在此过程中苯吸收的热量Q与所做的功W；

（2）求苯的摩尔气化熵?

vapSm?

及摩尔气化自由能?

vapGm?

；

（3）求环境的熵变?

S环，并判断上述过程是否为不可逆过程。

2．把一定量的气体反应物A迅速引入一个温度800K的抽空容器内，待反应达到指定温度后计时（已有一部分A分解）。

试求：

（1）反应速率常数k和反应半衰期；

（2）反应进行到1小时时，A物质的分压和总压各为多少？

3．A和B能形成两种化合物A2B和AB2，A的熔点比B低，A2B的相合熔点介于A和B之间，AB2的不相合熔点介于A和A2B之间。

请画出该体系T~x相图的示意图。

4．将正丁醇（Mr=74）蒸气聚冷至273K，发现其过饱和度（即p/p°）约达到4方能自行凝结为液滴。

若在273K时，正丁醇的表面张力为0.0261N?

m-1，密度为1000kg?

m-3，试计算：

（1）此过饱和度下开始凝结的液滴的半径；

（2）每一液滴中所含正丁醇的分子数。

5．电池Pt∣H2（p?

）∣HCl（0.1mol?

kg-1∣AgCl（s）∣Ag在298K时的电池电动势为

0.3524V，求0.1mol?

kg-1HCl溶液中HCl的平均离子活度a±、平均活度系数γ±及溶液的pH值。

已知?

（AgCl/Ag）=0.2223V。

计算中可做合理的近似处理，但必须说明。

一、单选题

1.1p?

100℃下，水与100℃大热源接触，使水向真空容器中蒸发变为101.325kPa的水蒸汽，设此过程做功为W，吸热Q，终态压力为p,体积为V，用他们分别表示。

下列答案哪个是正确的

1QQ-pV（Q-pV）/3730-pV

2Q-pVQQ/3730-pV

3Q-pVQQ/100-pV0

4QQ-pV（Q-pV）/100pV0

2.某气体状态方程为,仅为体积的函数，恒温下该气体的熵随体积V增加而（）。

A、增加B、下降C、不变D、难以确定

3.在101325Pa的压力下，I2在液态水和中达到分配平衡（无固态I2存在），则该体系的自由度为

A、B、C、D、

4.已知，反应的为正，为正（假定，不随温度变化），下列说法哪一种是正确的A、低温下自发，高温下非自发B、高温下自发，低温下非自发

C、任何温度下均为非自发D、任何温度下均为自发

二、苯（A）和二苯基甲醇（B）的正常熔点分别为6℃和65℃，两种纯固态物质不互溶。

低共溶物熔点为1℃，组成中含B为0.2（mol分数），A和B可形成不稳定化合物AB2,它在30℃时分解。

1）画出苯-二苯基甲醇的T-x示意图

2）标出各区域相态

3）说明含B摩尔分数为0.8的不饱和溶液在冷却过程中的变化情况。

三、在101325Pa、60℃时，有50％解离，100℃时有79％解离，计算：

1）反应的平衡常数和解离热

2）60℃时反应的各为多少

四、已知N2分子的转动特征温度为2.86K，用统计力学方法计算在298K、101325Pa下，1molN2分子的转动热力学函数。

五、已知水的表面张力，试计算在283K、101325Pa下可逆地使一定量的水的表面积增加10m2（体积不变）时，体系的

六、NO高温均相分解反应是二级反应，测得1423K时速率常数为,1681K时速率常数为。

求：

1）反应活化熵、活化焓

2）反应在1500K时速率常数

七、某化合物分解反应为一级反应，活化能为,已知557K时该反应的速率常数,现在要控制反应在10min转化率达到90％，反应的温度应控制在多少度?

八、25℃时，电池的电动势E=0.6120V，标准电动势E?

=0.6125V，求该溶液的离子平均活度系数

一、选择题（40分，每题2分）

1．对于任何循环过程，系统经历了i步变化，则据热力学第一定律应该是----------------------（）

（A）?

Qi=0,（B）?

Wi=0,（C）（?

Qi+?

Wi）>0,（D）（?

Qi+?

Wi）=0

2．1mol水银蒸气在正常沸点630K时压缩成液体,已知其蒸发热为54566J?

mol-1,设水银蒸气为理想气体,则此过程的?

U和?

H为-----------------------------------------------------------------------------------（）

（A）?

U=?

H=54566J（B）?

U=-49328J,?

H=-54566J

（C）由于定温,故?

U=0,?

H=0（D）?

U=-59804J,?

H=-54566J

3．某反应A+2B?

C,已知298K时标准摩尔反应热?

rHm?

（298K）=80.14kJ?

mol-1,?

Cp,m=0,则1000K时?

rHm?

（1000K）为------------------------------------------------------------------------------------------------（）

（A）?

rHm?

（1000K）>?

rHm?

（298K）（B）?

rHm?

（1000K）

rHm?

（298K）

（C）?

rHm?

（1000K）=?

rHm?

（298K）（D）?

rHm?

（1000K）=0

4．理想气体与温度为T的大热源接触作定温膨胀吸热Q，所作的功是变到相同终态的最大功的20%，则系统的熵变为------------------------------------------------------------------------------------------（）

（A）Q/T（B）0（C）5Q/T（D）-Q/T

5．可逆热机的效率最高，在其它条件相同的情况下，假设由可逆热机牵引火车，其速度将--（）

（A）最快（B）最慢（C）中等（D）不能确定

6．液态水在373K及101325Pa下汽化为水蒸汽，则该过程的-----------------------------------------（）

（A）?

H＝0（B）?

S＝0（C）?

A＝0（D）?

G=0

7．理想溶液的通性是--------------------------------------------------------------------------------------------（）

（A）?

Vmix=0,?

Hmix=0,?

Smix?

0,?

Gmix?

（B）?

Vmix=0,?

Hmix=0,?

Smix?

0,?

Gmix=0

（C）?

Vmix=0,?

Hmix?

0,?

Smix?

0,?

Gmix?

（D）?

Vmix=0,?

Hmix=0,?

Smix=0,?

Gmix=0

8．A和B能形成理想溶液，已知在373K时纯液体A的蒸汽压力为133.32kPa，纯液体B的蒸汽压为66.66kPa，当A和B的二元溶液中A的摩尔分数为0.5时，与溶液平衡的蒸汽中A的摩尔分数是-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------（）

9．在T、P条件下化学反应2A（g）+B（g）?

3C（g）自发地由反应物变为产物，则反应体系中化学势之间应满足--------------------------------------------------------------------------------------------------------（）

（A）2?

A+?

C（B）2?

A+?

C（C）2?

A+?

B=3?

C（D）?

A+?

10．反应的平衡常数为Kp,1?

（2）2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）的平衡常数为Kp,2?

则Kp,1?

与Kp,2?

的关系为-----------------------------------------------------------------------------------------（）

（A）Kp,1?

=Kp,2?

（B）（Kp,1?

）-2=Kp,2?

（C）Kp,1?

=（Kp,2?

）2（D）Kp,1?

=1/Kp,2?

11．反应，当O2（g）因反应消耗了0.2mol时，反应进度?

为（mol）-----（）

（A）0.2（B）0.1（C）0.4（D）无法确定

12．对于单组分物系的汽液平衡研究，若lnp与1/T成直线关系，则?

lgHm为--------------------（）

（A）?

lgHm=0（B）?

lgHm=常数（C）?

lgSm=0（D）?

lgHm=f（T）

13．313K时纯液体A的饱和蒸汽压是纯液体B的21倍，A和B能形成理想溶液，若气相中A和B的摩尔分数相等，则液相中A和B的摩尔分数之比XA:

XB应为-------------------------------（）

（A）1：

21（B）21：

1（C）22：

21（D）1：

14．298K时，有浓度均为0.001molkg-1的下列电解质溶液其离子平均活度系数?

最大的是---（）

（A）CuSO4（B）CaCl2（C）LaCl3（D）NaCl

15．下列两电池反应的标准电动势分别为E1?

和E2?

，则两个值的关系为：

（2）2HCl（a=1）=H2（p?

）+Cl2（p?

）----------------------------------------------------------------------------------（）

（A）E2?

=2E1?

（B）E2?

=-E1?

（C）E2?

=-2E1?

（D）E1?

=2E2?

16．0.001mol?

kg-1的K3[Fe（CN）6]的水溶液的离子强度为---------------------------------------------（）

（A）6.0?

10-3mol?

kg-1（B）3.0?

10-3mol?

kg-1

（C）4.5?

10-3mol?

kg-1（D）5.0?

10-3mol?

kg-1

17．该反应可通过爆鸣气反应生成，也可以通过氢氧可逆电池完成，两者的焓变分别为?

rHm

（1）和?

rHm

（2），则两个焓变的关系为-------------------------------------------------（）

（A）?

rHm

（1）=?

rHm

（2）（B）?

rHm

（1）>?

rHm

（2）

（C）?

rHm

（1）

rHm

（2）（D）条件不够，无法确定

18．反应2NO（g）+2H2（g）=N2（g）+2H2O（g）的速率常数k的单位是dm6mol-2s-1，则此反应的级数是--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------（）

（A）0（B）1（C）2（D）3

19．对于一个确定的化学反应来说，下列说法中正确的是---------------------------------------------（）

（A）?

rGm?

越负，反应速率越快（B）?

rHm?

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

20．在抽空密闭容器中加热NH4Cl（s），有一部分分解成NH3（g）和HCl（g），当体系建立平衡时，其组分数K和自由度f是-----------------------------------------------------------------------（）（A）K=1，f=1（B）K=2，f=2

（C）K=3，f=3（D）K=2，f=1

二、填空题（20分，每空1分）

1.1mol理想气体在定压下升温10C时,该过程的功W=

（1）;

2.下列反应：

2NO（g）+2H2（g）=N2（g）+2H2O（g），其速率方程对NO是二级，对H2是一级，则速率方程是

（2）；若浓度以moldm-3、时间以s表示，反应速率常数的单位（3）。

3.某反应的?

rGm?

=0，则该反应的标准平衡常数K?

=（4）.

4.可逆电池应该具备的条件是（5）、（6）。

5.Al2（SO4）3的极限摩尔电导率与Al3+、SO42-离子极限摩尔电导率之间的关系为（7）。

6.QV=?

U适用的条件为：

（8）。

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