、无法比较9.在一定温度和压力下,某化学反应达到平衡应满足的条件是 B
A、 B、 C、 D、
10.放射性元素B的半衰期是8h,16克B在32h后还剩D
A、8g B、4g C、2g D、1g
11.一反应物转化率与其初始浓度无关,该反应的速率方程是A
A、-dc/dt=kc B、-dc/dt=k C、-dc/dt=kc2 D、-dc/dt=kc3
12.有关活化能的下列说法正确的是: A
A、活化能与反应本性有关
B、活化能与反应温度完全无关
C、活化能与反应途径无关
D、活化能与反应物浓度有关
13.若浓度为m的H2SO4溶液的平均活度系数γ±为,则其活度为:C
A、41/3γ±m B、γ±m C、4γ±3m3 D、γ±m3
14.对Fe(OH)3胶体聚沉能力最强的电解质是: D
A、NaCl B、MgCl2 C、AlCl3 D、Na2SO4
15.不同弯曲液面饱和蒸气压之间存在: B
A、P平>P凹>P凸 B、P凸>P平>P凹
C、P凹>P平>P凸 D、P凸>P凹>P平
16.在298K及101325Pa下1.00dm3 等温可逆膨胀到2.00 dm3,所做的功的绝对值为:D
(A)0.418J (B)0.0418J (C)7.115J (D)70.3J
17.下列各式不受理想气体条件的是:D
(A)PVV =常数 (B)( P/ v)T =- P/V
(C)Qp=Qv+ΣνBRT (D)△H=△U+P△V
18.下列关系式不能成立的是C
(A)理想气体向真空膨胀时,△S=nRlnV2/V1
(B)水在298K,101325Pa下蒸发△S=(△H-△G)/T
(C)恒温恒压下,可逆的电池反应中△S=△H/T
(D)对不可逆的电池反应中△S=-( △G / T)P
19.在等压下,体系对外所做的有用功的绝对值
(A)可以大于体系G降低的绝对值
(B)等于体系G降低的绝对值
(C)等于体系F降低的绝对值
(D)不能大于体系G降低的绝对值
20.多组分均相体系中任一物质B的偏摩尔内能的定义是:B
(A)(эU/эnB)T.V。nC (B)(эU/эnB)T. P nC
(C)(эU/эnB)V. S nC (D)(эU/эnB)P S nC
21.对二组分理想混合物,下面说法不一定正确的是:B
(A)任一组分都遵从拉乌尔定律 (B)溶液的沸点一定升高
(C)形成溶液过程无热效应 (D)形成溶液过程△S一定大于0
22.多相体系的热力学平衡条件是D
(A)不作外体积功的封闭体系 (B)等温等压 (C)双变量体系
(D)等温等压,同一物质在各相化学势相等,如有化学反应且满足Σ?BμB=0
23.已知298K时,Fe3O4,Fe2O3,FeO,的标准生成自由能分别为-1014,-741,-257( KJ/mol),则在298K101.3Pa的空气中最稳定的是A
(A)Fe3O4 (B)Fe2O3 (C)FeO (D)无法确定
24.某温度时,测得反应CaCO3(S)=CaO(S)+CO2(g)达到平衡时的压力PCO2大于101.3KPa,又测得2CaCO3(S)=2CaO(S)+2CO2(g)的平衡常数为Kp,则有 C
(A)Kp〈P co2 (B)Kp=P co2
(C)Kp〉Pco2 (D)Kp与Pco2无关
25.在一定的温度和压力下,某化学反应达到平衡时应满足的条件是A
(A)ΔrGm=0 (B)ΔG =0
(C)ΔrGm= ΔG (D)ΔG =-RTlnKo
26.在光化学反应中,光所起的主要作用是:C
(A)催化作用 (B)增加体系的吉布斯自由能
(C)活化反应物分子 (D)增加传递能量的速度
27.对催化剂叙述其中错误的是:C
(A)催化剂不能改变平衡常数
(B)催化剂的加入不能实现热力学上不可能进行的反应
(C)催化剂在反应前后其化学性质和物理性质都不改变
(D)对正反应的优良催化剂同样可以作为逆反应的优良催化剂
28.当电解池通电时,下述关系中不正确的是:D
(A)阳极 φIr= φr+ηa (B)阴极φIr= φr+ηc
(C)Ed=Er+(ηa+ηc)+IR (D)ηa >0 , ηc>0 , Ed=0
29.为了增加氢氧燃料电池的输出电压,在下列的措施中(1)增加H2的压力(2)增加O2的压力(3)移去生成的H2O(4)增加OH-的浓度A
不采用的措施是:
(A)(1)(2) (B)(3)
(C)(4) (D)(1)(2)(3)(4)均可
30.0.01mol.dm-3KI和0.008mol.dm-3AgNO3两溶液等体积混合,所得溶胶若加入下列电解质聚沉能力最强的是B
(A) AgNO3 (B)Mg(NO3) (C)K2SO4 (D)K3PO4
二、填空题(每空1分,共10分)
1.理想气体经节流膨胀过程其△U 0,△H 0,μJ-T 0。
2.在温度T 下时,理想稀溶液中溶剂化学势可表示为μA= 。
3.1000g水中溶解等物质的量的下列物质之一的稀溶液,NaCl,Ca(Cl)2,KCl,
CO(NH2)2其凝固点下降最低的是 。
4.NaHCO3在50℃分解时达到平衡,2NaHCO3(s) = Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g),体系的组分为 。相数 ,自由度为 。
5.若想通过测量原电池电动势的方法测定AgCl(s)的 ,则需要设计成原电池,该原电池的阳极为 ,阴极为 。
1.指出下列过程中系统中哪一个改变值为零
(1)H2和O2在密闭绝热钢瓶中反应生成水 ?U
(2)在一定温度压力下形成饱和溶液 ?G
2.对理想气体反应 、Kp只是温度的函数,与压力、组成无关,而对其它气体反应 仍只为温度的函数,但 的值还与压力有关。
3.某基元反应B→C+D,测得反应半衰期为10h,经30h后,所余下的反应物浓度CB与反应起始浓度C0之比为 1:8 。
4.若原电池Ag(s)|AgCl(s)|HCl(a)|Cl2(g,p)|Pt(s)电池反应写成下列两种形式:
Ag(s)+1/2Cl2(g)= AgCl(s) (1) , △rGm(1),E(1)
2Ag(s)+Cl2(g)= 2AgCl(s) (2) , △rGm(2),E(2)
则△rGm(1) < △rGm(2) ,E(1) = E(2)
5.胶体系统的主要特征是高度分散性、多相(不均匀)性、聚结不稳定性。
三、名词解释(8分)
1.封闭系统
该系统与环境只有能量交换而无物质交换。
2.极化
当有电流通过时,电极电势与可逆电极电势发生偏离的现象。
3.孤立系统
1、该系统与环境无物质交换也量交换
4.偏摩尔量
在一定温度和压力下,大量体系中加入1molB物质引起体系中某一容量性质的改变值。
5.离子迁移数
当电流通过电解质溶液时,某种离子B迁移的电量与通过溶液的总电量之比称为B离子的迁移数。
6.聚沉值
使溶胶明显聚沉所加电解质的最小浓度值称为聚沉值。
7.反应分子数
当有电流通过时,电极电势与可逆电极电势发生偏离的现象。
8.表面自由能
体系在等温等压可逆的增加单位表面积时所消耗的功。
四、简答题(12分)
1.在电化学中如何命名电极?
(1)电极电势高的为正极,低的为负极;(2)电极发生氧化反应的为阳极,发生还原反应的为阴极。
2.光化学反应有哪些特点?
(1)光化反应中分子的活化靠吸收光子的能量来实现, (2)光能使?rG?0的非自发反应进行, (3)光化反应速率常数与温度无关,(4)光化学反应具有高度的选择性。
3.利用溶胶光学性质解释天空呈蓝色,日出日落时太阳呈红色?
空气中的微粒对光的散射其强度与入射光的波长4次方成正比。蓝光波长较短,较易被散射,故天空呈蓝色。在日出日落时观察到的是透射光,而红光波长长,故看到太阳呈红色。
4.什么是溶液的表面吸附?
溶液表面层溶质的浓度与溶液本体内的浓度不同的现象。
5.为什么高原上煮饭用高压锅才能煮熟?
由于高原上的蒸气压较低,根据克—克方程可知,水的沸点低于1000C,只有用高压锅沸点才能升高,饭才能煮熟。
6.盐桥的作用是什么?为什么?
消除液接电势。因为制作盐桥的电解质要求浓度大,正负离子的迁移数相近,故能消除。
7.“若反应物分子的能量高于产物分子的能量,则此反应就不需要活化能”,这种说法对吗?
不对。活化能的定义Ea=?E*?-?Ea?,反应物分子的能量高于产物分子的能量,并不能说明反应物分子不需要能量就能形成活化分子。
五、计算题(40分)
1.(8分)在273.2K和1013.25KPa时,有10.00dm3理想气体氦现经过绝热可逆膨胀到最后压力为101.325KPa。计算该过程的Q、W、△U、△H和△S。
1、解:n=p1V1/RT=4.46mol
V2=39.81dm3
, T2=108.8K
Q=0
?S=0
W=?U
?U= -9146J
?H= -15243J
2.(8分)80oC纯苯的蒸气压为100KPa,纯甲苯蒸气压为38.7 KPa,若有苯—甲苯气液平衡混合物,80oC时气相苯的物质的量分数为0.30,求液相组成和蒸气压。
解:P苯= P*苯?x苯= y苯?P=0.3P
P甲苯= P*甲苯?x甲苯= y甲苯?P=0.7P
则 x苯=0.142,x甲苯=0.858
P= P苯/ y苯=47.3kPa
3.(8分)在高温下水蒸气通过灼热的煤层,按下式生成水煤气
C(石墨)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)
若在1000K及1200K时的Kp分别为2.504×105Pa和38.08×105Pa,试计算在此温度范围内的平均反应热 及在1100K时的平衡常数 。
解:
=135.8kJ/mol
Kp3=1.1?106Pa
4.(8分)硝基异丙烷在水溶液中被碱中和,反应是二级的,其速率常数可表示为
lgk= -(3163/T)+11.,时间以分为单位,浓度以mol.dm-3为单位。
(1)计算活化能
(2)283K时,若反应物起始浓度均为0.008 mol.dm-3,则反应的半衰期为?
解:(1) lgk= -3163/T+11. 与lgk= -Ea/(2.303RT)+C比较
Ea=2.303?8.314?3163=60562J/mol
(2) 283K时,lgk= -3163/283+11.
k=5.168mol-1?dm3?min-1
t1/2=1/(0.008?5.168)=24.2 min
5.(8分)1mol过冷水在-10℃,P0下凝结为冰。计算该过程的△G并判断是否自发?已知-10℃水和冰蒸气压为286.5Pa和260Pa。
解:
[2分]
?G=?G1+?G2+?G3+?G4+?G5≈?G3 [2分]
=nRTln(P2/P1)=8.314?263ln(260/286.5)= -212J/mol [2分]
?G?0,该过程可以自发进行。 [2分]
6.、(8分)20℃时HCl溶于苯中达平衡,气相中的HCl的分压为101325Pa时,溶液中的物质的量分数为0.0425。已知20℃时苯的饱和蒸气压为10011Pa,若20℃时HCl和苯的蒸气压总压为101325Pa时,求100Kg苯中溶解多少HCl?
解:kHCl=101.325/0.0425=2384.117kPa [2分]
P=PC6H6+PHCl= P*C6H6(1-xHCl)+ kHCl? xHCl
xHCl=0.0385 [3分]
xHCl= nHCl/( nHCl+ n C6H6)=0.0385 [2分]
mHCl=1.87kg [1分]
7.(8分)计算1200℃时,固态FeO上的氧的平衡压力。已知1200 oC时反应FeO(S)=Fe(S)+1/2O2(g),的 =267.4 KJ.mol-1, =69.0 J?K-1?mol-1。
解: ?rG0m=?rH0m-T?rS0m=165.8kJ/mol [2分]
?rG0m= -RTlnK0=165800 [2分]
K0=7.6?10-5 [2分]
K0=(PO2/P0)1/2
PO2=5.8?10-6Pa [2分]
8、(8分)乙烯转化反应C2H4→C2H2+H2为一级反应。在1073K时,要使50%的乙烯分解 ,需要10h,已知,该反应的活化能E=250.8KJ/mol,要求在1.316χ10-3h内同样有50%的乙烯转化,问反应的温度应控制在多少?
解:k(1073K)=0.6932/10=0.06932h-1 [2分]
k(T)=0.6932/(1.316?10-3)=562.75 h-1 [2分]
ln [k(T)/ k(1073K)]=(250800/8.314)[(T-1073)/1073?T] [2分]
T=1573K [2分]
9、(8分)将反应H2(Pθ)+I2(s)→2HI(a=1)设计成电池,并计算25℃时电池反应的 。、已知 =0.5353V。
解: (-) H2(P0)→ 2H+(a H+)+ 2e
(+) I2(s)+2e→ 2I-(a)
H2(P0) + I2(s)→2HI(a)
电池为:Pt? H2(P0)? HI(a=1)? I2(s)? Pt [3分]
=0.5353V [1分]
= -103.3kJ/mol [2分]
=1.25?1018 [2分]
10.(8分)电池Zn(s)|ZnCl2(b=0.05mol.Kg-1)|AgCl(s)+Ag(s)的电动势E=[1.015-4.92×10-4(T/K-298)]V。试写出电池放电2F的电极反应与电池反应,并计算电池反应在298K时的△rGm、△rHm、△rSm及QR。
解:(-)Zn(s)→Zn2++2e
(+) 2AgCl(s)+2e→2Ag(s)+2Cl-
Zn(s)+ 2AgCl(s)→Zn2++2Ag(s)+2Cl
298K时,E=1.015V
(?E/?T)p= -4.92?10-4V/K
?rGm= -zFE= -195.9kJ/mol
?rSm= -zF(?E/?T)p = -94.96J/(K?mol)
?rHm= -224.2kJ/mol
Qr= -28.3 kJ/mol