物理化学课后习题.docx

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物理化学课后习题

相平衡自测题

1在含有C（s）、H2O（g）、CO（g）、CO2（g）、H2（g）五个物种的平衡体系中,其独立组分数C为（）

（a）3（b）2（c）1（d）4

2二元合金处于低共熔温度时的物系的自由度f为（）

（a）0（b）1（c）2（d）3

3298K时蔗糖水溶液与纯水达渗透平衡时,整个体系的组分数、相数、自由度数为（）

（a）C=2Ф=2f*=1

（b）C=2Ф=2f*=2

（c）C=2Ф=1f*=2

（d）C=2Ф=1f*=3

4FeCl3和H2O能形成FeCl3•6H2O、2FeCl3•7H2O、2FeCl3•5H2O、FeCl3•2H2O四种水合物,该体系的独立组分数C和在恒压下最多可能的平衡共存相数Ф分别为（）

（a）K=3,Ф=4

（b）K=2,Ф=4

（c）K=2,Ф=3

（d）K=3,Ф=5

5对于恒沸混合物,下列说法错误的是（）

（a）不具有确定的组成

（b）平衡时气相和液相的组成相同

（c）其沸点随外压的改变而改变

（d）与化合物一样具有确定组成

6单组分体系的固液平衡线的斜率dp/dT的值（）

（a）大于零（b）等于零（c）小于零（d）不确定

7A、B两液体混合物在T-x图上出现最高点,则该混合物对拉乌尔定律产生（）

（a）正偏差（b）负偏差（c）没偏差（d）无规则

8下列过程中适用于克-克方程的是（）

（a）I2（s）=I2（g）

（b）C（石墨）=C（金刚石）

（c）Hg2Cl2（s）=2HgCl（g）

（d）N2（g,T1,p1）=N2（g,T2,p2）

9某一固体在25℃和101325Pa压力下升华,则意味着（）

（a）固体比液体密度大

（b）三相点压力大于101325Pa

（c）三相点温度小于25℃

（d）三相点的压力小于101325Pa

10下列化学反应,同时共存并到达平衡（温度在900K~1200K范围内）

CaCO3（s）==CaO（s）+CO2（g）

CO2（g）+H2（g）==CO（g）+H2O（g）

H2O（g）+CO（g）+CaO（s）==CaCO3（s）+H2（g）

该体系的自由度f为________.

11在N2（g）和O2（g）共存的体系中加入一种固体催化剂,可生成多种氮的氧化物,则体系的自由度为______.

12NaCl（s）和含有稀盐酸的NaCl的饱和水溶液的平衡体系,其独立组分数为_______.

13Al2（SO4）3的不饱和溶液,此体系最大物种数为____.,组分数为_____,自由度数为______.

14CaCO3（s）、BaCO3（s）、BaO（s）和CO2（g）构成的多相平衡体系的组分数_____、相数_____、自由度数为_____.

15298K时A,B和C彼此不发生化学反应,三者所形成的溶液与固相A和由B和C组成的气相同时平衡,则该体系的自由度数f为_____,平衡时共存的最大相数为______,在恒温条件下如果向溶液中加组分A,则体系的压力将____,若向溶液中加入B,则体系的压力将______.

16水在三相点附近的蒸发热和熔化热分别为45和6kJ.mol,-1则此时冰的升华热为_____kJ.mol-1.

判断下列说法是否正确,为什么?

1.某一反应的平衡常数是一不变的常数.ΔrGΘm是平衡状态是自由能的变化.因为ΔrGΘm=-RTlnKΘa.

2.反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H（g）,因为反应前后分子数相等,所以无论压力如何变化,对平衡无影响.

3.在一定温度压力下,反应的ΔrGm>0,所以,要选用合适的催化剂,使反应得以进行.

1.在温度T,压力P时,理想气体反应

C2H6（g）=H2g）+C2H4（g）的平衡常数Kc/Kx比值为

（a）RT（b）1/RT（c）RT/p（d）p/RT

2.气相反应A+B==2C+D在298K,恒定容器内进行A和B的初始分压分别为101.325kPa,当反应达平衡后,A和B的平衡分压均为1/3×101.325kPa,起始时容器内不含C和D,则在该反应在298K时的Kc/mol.dm-1为

（a）4.31×10-3（b）8（c）10.67（d）16

3.在刚性密闭容器中,有下列理想气体反应达平衡

A（g）+B（g）==C（g）,若在恒温下加入一定量惰性气体,则平衡将

（a）向右移动（b）向左移动（c）不移动（d）无法确定

4.在一定温度下,一定量的PCl5（g）在某种条件下的离解度为α,欲使α增加则需采用

（a）增加压力使体积缩小一倍

（b）保持体积不变,通入N2气使压力增加一倍

（c）保持压力不变,通入N2气使体积增加一倍

（e）保持体积不变,通入Cl2气使压力增加一倍

5.已知FeO（s）+C（s）====CO（g）+Fe（s）,反应的ΔrHΘm为正,为ΔrSΘm为正（设ΔrHΘm和ΔrSΘm不随温度而变化）,欲使反应正向进行,则一定

（a）高温有利

（b）低温有利

（c）与温度无关

（d）与压力有关

6.在298K时反应N2O4（g）=2NO2（g）的K=0.1132,当p（N2O4）=p（NO2）=1kPa时反应将向________移动.当p（N2O4）=10kPa,p（NO2）=1kPa时反应将向________移动.

7.将NH4HS（s）放入抽空瓶内,在298K时发生分解测得压力为66.66kPa,则分解反应NH4HS（s）==NH3（g）+H2S（g）得Kp为__________;Kp为________.若瓶中原来盛有压力为40.00kPa的NH3（g）,则此时瓶中的总压为______.

8.一个抑制剂结合到碳酸酐酶中去时,在298K下反应的平衡常数为KΘa=4.17×107,ΔrHΘm=-45.1kJ.mol-1,则在该温度下反应的ΔrSΘm=____J.K-1.mol-1.

9.已知298K时,固体甘氨酸标准生成自由能

ΔfGΘm（甘）=-370.7kJmol.-1甘氨酸在水中的饱和浓度为3.33mol.kg-1,又已知298K时甘氨酸水溶液的标准态取m=1时其标准生成自由能ΔfGΘm（aq）=-372.9kJ.mol-1,则甘氨酸在饱和溶液中的活度

α=_______,活度系数γ=________.

10.反应2Ca（l）+ThO2（s）-2Ca（s）+Th（s）,在1373K时ΔrGΘm=-10.46kJ.mol-1,在1473K时ΔrGΘm=-8.37kJ.mol-1,估计Ca（l）能还原ThO2（s）的最高温度T为________.

选择题

1下列体系中属于独立子体系的是

（a）绝对零度的晶体

（b）理想液体混合体

（c）纯气体

（d）理想气体混合物

2由6个独立的定位离子,分布在三个能级能量为ε0,ε1,ε2上,各能级上的分布数依次为N0=3,N1=2,N2=1.则此种分布的微态数在下列表示式中哪一种是错误的?

（a）P36P23P11

（b）C36C23C11

（b）6!

/3!

2!

1!

（c）{6!

/3!

（6-3）!

}{3!

/2!

（3-2）1}{1!

/1!

（1-1）!

}

3在配分函数的表示式中与压力有关的是（）

（a）电子运动的配分函数

（b）平动配分函数

（b）转动配分函数

（c）振动配分函数

4某双原子分子AB取振动基态能量为零,在温度T时的振动配分函数为2.0,则粒子分布在基态的分布分数N0/N应为

（a）2,0

（b）0

（c）1

（d）1/2

１下列叙述中不具状态函数特点的是

（a）体系确定后,状态函数的值也确定.

（b）体系变化后,状态函数的改变值只由体系的初终态决定

（c）经循环变化后,状态函数的值不变

（d）状态函数均具有加和性

２下列叙述中,不具有可逆过程特征的是（）

（a）过程的每一步都接近平衡态,故过程进行的无限缓慢

（b）沿原途径反向进行时,,每一小步体系与环境均能复原

（c）过程的初态和终态必定相等

（d）过程中,若做功则作最大功,若耗工则耗最小功

３下列叙述中正确的是（　　　　）

（a）物体温度越高，说明其内能越大

（b）物体温度越高　说明所含热量越多　　　　　　　　

（c）凡体系温度升高，就肯定使它吸收了热

（d）凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热

４下属关于焓的描述中，正确的是（　　　　）

（a）因为ΔＨ＝Ｑｐ，所以焓就是恒压热

（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＋（ｐｖ），所以任何过程都有

ΔＨ>０的结论

５下列四种理想气体物质的量相等，若都以温度为

Ｔ１恒容加热到Ｔ２，则吸热量最少的气体是（　　　　）

（a）氦气　（b）氢气　　（c）二氧化碳　　三氧化硫

６下面关于标准摩尔生成焓的描述中，不正确的是（　　　　）

（a）生成反应中的单质必须是稳定的相态单质

（b）稳态单质的标准摩而生成焓被定为零

（c）生成反应的温度必须是２９８．１５Ｋ

（d）生成反应中各物质所达到得压力必为１００ｋＰａ

７功的计算公式为Ｗ＝ｎＣＶ，ｍ（Ｔ２－Ｔ１），下列过程中不能用此式是（　　　　）

（a）理想气体的可逆绝热过程

（b）理想气体的绝热恒外压过程

（c）实际气体的绝热过程

（d）凝聚体系的绝热过程

８将Ｏ２（ｇ）与Ｈ２（ｇ）以１：

２的比例在绝热刚性密闭容器中完全反应，则该过程中应有（　　　　）

（a）ΔＴ＝０　　（b）Δｐ＝０　（c）ΔＵ＝０　　（d）ΔＨ＝０

界面现象

1.在相同的温度和压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴，经这一变化过程一下性质不变的是（）

（a）总表面积

（b）比表面积

（c）液面下的附加压力

（d）表面张力

2.直径为0.01m的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为0.025N.m）

（a）5Pa（b）10Pa

（c）15P（d）20Pa

3.已知水溶解某物质后，其表面张力与溶质的活度a呈如下关系：

γ=γo-Aln（1+Ba）

式中γo为纯水的表面张力，A、B为常数，则溶液表面超额为

（a）

（b）

（c）

（d）

　4.298K时，某蒸气在石墨上的吸附符合兰格缪尔吸附等温式，在苯蒸气压力为40Pa时，覆盖度θ=0.05,当θ=0.5时，苯蒸气的平衡压力为

（a）400Pa（b）760Pa

（c）1000Pa（d）200Pa

5.298K时，已知A液的表面张力是B液的一半，其密度是B液的两倍。

如果A、B液分别用相同的毛细管产生大小相同的气泡时，A液的最大气泡压力差等于B液的

（a）1/2倍（b）1倍

（c）2倍（d）4倍

6.将一毛细管插入水中，毛细管中水面上升5cm，在3cm处将毛细管折断,这时毛细管上端

（a）水从上端溢出（b）水面呈凸形

（c）水面呈凹形弯月面（d）水面呈水平面

7.用同一滴管滴下1cm3的NaOH水溶液、水、乙醇水溶液，各自的滴数多少次序为

（a）三者一样多

（b）水>乙醇水溶液>NaOH水溶液

（c）乙醇水溶液>水>NaOH水溶液

（d）NaOH水溶液>水>乙醇水溶液

8.当水中加入表面活性剂后，将发生

（a）dγ/da<0正吸附

（a）dγ/da<0负吸附

（a）dγ/da>0正吸附

（a）dγ/da>0负吸附

9.将细长不渗水的两张纸条平行的放在纯水面上，中间留少许距离，小心地在中间滴一滴肥皂水，则两纸条间距离将（）

（a）增大（b）缩小

（c）不变（d）以上三种都有可能

10.水不能润湿荷叶表面，接触角大于90o，当水中加入皂素以后，接触角将

（a）增大（b）缩小

（c）不变（d）以上三种都有可能

11.多孔硅胶有强烈的吸水能力，硅胶吸水后其表面吉布斯函数将

（a）升高（b）降低（c）不变（d）无法比较

不同温度ΔrGΘm与KΘ的计算（及应用）

298K时ΔrGΘm与KΘ的计算

1）绝对熵、相对焓法

298K时ΔrGΘm，298K==ΔrHΘm-TΔrSΘm

298K时ΔrGΘm，298K==-RTlnKΘ

2）带有ΔrGΘm，298K数据的反应式的代数运算

可用图解法，运用状态函数的特点（其变化量只与始末状态有关，与途径无关）代数运算

例：

已知

C+O２==CO２ΔrGΘm

（1）=-394.38kJ.mol-1,

C+1/2O２==COΔrGΘm

（2）=-137.27kJ.mol-1,

H２+1/2O２==H２OΔrGΘm（3）=-228.59kJ.mol-1,

试求CO+H２O==CO２+H２ΔrGΘm（4）=?

解：

（4）=

（1）-

（2）-（3）

ΔrGΘm（4）=ΔrGΘm

（1）-ΔrGΘm

（2）-ΔrGΘm（3）

=-28.52kJ.mol-1

3）标准生成吉布斯函数ΔfGΘm，298K

由稳定单值生成1mol某化合物的ΔrGΘm（i）

称此化合物的ΔfGΘm（i）

如：

ΔrGΘm

（1）=ΔfGΘm（CO2,g）

ΔrGΘm

（1）=ΔfGΘm（CO,g）

ΔrGΘm

（1）=ΔfGΘm（H2O,g）

这样，上例可以看作：

ΔrGΘm（4）=ΔfGΘm（CO2,g）–ΔfGΘm（CO,g）-ΔfGΘm（H2O,g）

写成通式：

对于有离子参加的反应

用ΔfGΘm（i）

其中i为水溶液中的离子称离子生成吉布斯函数，其数值是相对于水溶液中H+，将其ΔfGΘm（H+）=0

而获得的。

例：

（1）Cd（CN）42-==Cd2++4CN-

ΔrGΘm

（1）=?

查表知：

ΔfGΘm（Cd2+）=-77.74kJ.mol-1,

ΔfGΘm（CN-）=165.69kJ.mol-1,

ΔfGΘm（Cd（CN）42-）=460.24kJ.mol-1,

ΔrGΘm

（1）=ΔfGΘm（Cd2+）+4ΔfGΘm（CN-）-ΔfGΘm（Cd（CN）42-）

=125.185kJ.mol-1,

（2）AgCl（s）==Ag+Cl

ΔrGΘm

（2）=ΔfGΘm（Ag+）+4ΔfGΘm（Cl-）-ΔfGΘm（AgCl-）

=55.66kJ.mol-1,

（3）H2O==H++OH-

ΔrGΘm（3）=ΔfGΘm（H+）+4ΔfGΘm（OH-）-ΔfGΘm（H2O-）

=79.92kJ.mol-1,

界面现象自测题

1．把大小不等的液滴封在一玻璃罩内，隔相当长时间，估计会出现什么现象？

2．用大小不同的CaCO（s）颗粒作热分解试验，在相同温度下，哪些晶粒的分解压大？

为什么？

3．纯水在某毛细管中上升的高度为h，当把毛细管折断一半，水能否从管顶冒出？

若把1/2h长的毛细管头部弯曲向下，是能否从管口滴下？

为什么？

例1

将正丁醇（M=74）蒸气骤冷至273K，发现其过饱和度（p/po）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γ=0.0261N.m-1,

密度ρ=1000kg.m-3,计算

（1）在此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。

例2

设纯水的表面张力与温度的关系符合下面的关系式

γ=0.07564N.m-（4.95×10N.m.K）T。

并假设当水的表面积改变时总体积不变。

试求

（1）在283K及po压力下可逆地使水的表面积增加1cm时，必须对体系做多少功?

（2）计算该过程中体系的ΔU、ΔH、ΔS、ΔF、ΔG及所吸收的热量。

（3）除去外力，使体系不可逆地自动收缩到原来的表面积，并设不作收缩功。

计算该过程中体系的ΔU、ΔH、ΔS、ΔF、ΔG及所吸收的热量。

例3．

用一玻璃管吹肥皂泡，在玻璃管中间下接一U型压力计，压力计中放入适量水，U型压力计一端与玻璃管相接，一端通向大气。

当吹出的肥皂泡直径为5×10-3m。

U型压力计中两臂水柱差为2×10-3m。

若将直径为1×10-4m的玻璃毛细管插入该肥皂液中，试计算肥皂液将会升高多少？

设肥皂液可完全润湿毛细管，且密度与纯水近似相等，为1×103kg.m-1。

例4．

设稀油酸钠水溶液的表面张力与溶质活度呈线性关系γ=γ0-ba，式中γ0为纯水表面张力，已知298K时γ0=0.072N.m-1,b为常数。

实验测得表面吸附油酸钠的表面超额Г=4.33×10-6mol.m-2，试计算该溶液的表面张力。

例5

在473K时，测定氧在某催化剂上的吸附作用，当平衡压力为101.325kPa和2023.25kPa时，每千克催化剂吸附氧气的量（已换算成标准状况）分别为2.5dm-3及4.2dm-3，设该吸附作用服从兰格缪尔公式，计算当氧的吸附量为饱和值的一半时，平衡压力应为若干？

例6

已知水-石墨体系的下述数据：

在298K时，水的=0.072N.m-1,水与石墨的接触角测得为90o，求水与石墨的粘附功、浸渍功、铺展系数。

胶体化学自测题

1．憎液溶胶在热力学上是

（a）不稳定、可逆体系（b）不稳定、不可逆体系

（c）稳定、可逆体系（d）稳定、不可逆体系

2.在分析化学上有两种利用光学性质测定胶体溶液的仪器，

一是比色计，另一个是比浊剂，分别观察的是胶体溶液的

（a）透射光、折射光（b）散射光、透射光

（c）透射光、反射光（d）透射光、散射光

3.在晴朗的白昼，天空呈蔚蓝色的原因是

（a）蓝色波长短，透射作用显著

（b）蓝色波长短，散射作用显著

（c）红色波长短，透射作用显著

（d）红色波长短，散射作用显著

4.外加直流电场于胶体溶液，向某一电极作定向移动的是

（a）胶核（b）胶粒（c）胶团（d）紧密层

5.将0.01dm浓度为0.2mol.dm的KCl溶液和100dm浓度为

1.005mol.dm的AgNO溶液混合制备的溶胶，其胶粒在

外电场的作用下电泳的方向是

（a）向正极移动（b）向负极移动

（c）不规则运动（d）静止不动

6.下述对电动电势的描述错误的是

（a）表示胶粒溶剂化层界面至均匀相内的电位差

（b）电动电势值易随少量外加电解质而变化

（c）其值总是大于热力学电势值

（d）当双电层被压缩到溶剂化层相合时，电动电势值变为零

7.下列各电解质对某溶胶的聚沉值分别为

电解质

KNO3

KAc

MgSO4

Al（NO3）3

聚沉值/（mol.dm-3）

50

110

0.8

0.095

该胶粒的带电情况为

（a）带负电（b）带正电（c）不带电（d）不能确定

8.在一定量的以KCl为稳定剂的AgCl溶胶中加入电解质使

其聚沉，下列电解质的用量由大到小的顺序正确的是

（a）AlCl3

（c）ZnSO4

9.由等体积的1mol.dm-3KI溶液与0.8mol.dm-3AgNO3溶液制备

的AgI溶胶，分别加入下列电解质时，其聚沉能力最强的是

（a）K3[Fe（CN）6]（b）NaNO3

（c）MgSO4（d）FeCl3

10.明矾净水的主要原理是

（a）电解质对溶胶的稳定作用（b）溶胶的相互聚沉作用

（c）对电解质的敏化作用（d）电解质的对抗作用

1.290K时在超倍显微镜下测得藤黄水溶胶中的胶粒每10s

沿x轴的平均位移为6×10-6m溶胶的黏度为

1×10-3Pa·s，求胶粒的半径。

2．某金溶胶在298K时达沉降平衡，在某一高度粒子的密度

为8.89×108m-3，再上升0.001m粒子密度为1.08×108m-3。

设粒子为球形，金的密度为1.93×104kg.m-3,水的密度为

1.0×103kg.m-3。

求：

（1）胶粒的平均半径及平均摩尔质量。

（2）使粒子的密度下降一半，需上升的高度。

3．已测得所制取的Sb2O3溶胶（为棒形粒子）的电动电势为

ζ=0.0405V,用此溶胶做实验，两电极间距离为0.385m,为使

在通电40min后能使溶胶界面向正极移动0.032m，

问在两电极间应加多大的电压？

已知该溶胶的黏度为0.00103Pa.s，

介电常数ε=9.02×10-6C.V-1.m-1

5.光气（COCl2）合成反应CO（g）+Cl2（g）→COCl2（g）很

可能是按以下的自由基反应机理，通过高活性中间物

Cl和COCl进行的：

Cl2+M—k1→2Cl+M

（1）

Cl+CO+M—k2→COCl+M

（2）

COCl+M—k3→CO+Cl+M（3）

COCl+Cl2—k4→COCl2+Cl（4）

COCl2+Cl—k5→COCl+Cl2（5）

2Cl+M—k6→Cl2+M（6）

其中M代表第三体分子，k为反应速率常数。

（a）用稳态近似法得出光气合成反应的速率方程（用COCl2的

生成表示反应速率）

（b）写出诱导期后反应的初速表示式

（c机理中那个基元反应的速率常数最大？

那个最小？