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物理化学习题及答案

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一、单选题(每题2分,共30分)

1. 298K101.325KPa下的1.00dm3氢气,等温可逆膨胀到2.00 dm3,所做功的绝对值为C

A0.418 J B0.0418 J C70.3J D7.11J

2. 对于孤立体系的实际过程,下列关系式不正确的是 D

AW=0 BQ=0 C、△U=0 D、△H=0

3. 一封闭系统进行可逆循环,其热温商之和D

A、总是正值 B、总是负值

C、是温度的函数 D、总为零

4. 液体AB混合成实际溶液时,当AB之间的作用力大于相同分子之间的作用力时,该溶液对拉乌尔定律将 B

A、产生正偏差 B、产生负偏差

C、不产生偏差 D、无法确定

5. 关于偏摩尔量,下面的叙述不正确的是 B

A、偏摩尔量是状态函数,其值与物质的量无关

B、偏摩尔量的值不能小于零

C、体系的强度性质无偏摩尔量

D、纯物质的偏摩尔量等于摩尔量

6.克拉贝龙方程dP/dT=H m(相变)/TVm(相变),其应用条件是 D

A、只适用于纯物质的气液、气固平衡

B、只适用于服从理想气体行为的为气液、气固平衡

C、任何纯物质的相变热不随温度而变的两相平衡

D、任何纯物质两相平衡体系

7.KNO3NaCl的水溶液与纯水达到渗透平衡,其自由度数fD

A1 B2 C3 D4

8.分解反应 A(s)=B(g)+2C(g) 该反应的平衡常数Kp与分解压力P的数值之间为 C

AKp=P3 BKp>P3 CKp、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8h16B32h后还剩D

A8g B4g C2g D1g

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mH2SO4溶液的平均活度系数γ±为,则其活度为:C

A41/3γ±m B、γ±m C4γ±3m3 D、γ±m3

14.Fe(OH)3胶体聚沉能力最强的电解质是: D

ANaCl BMgCl2 CAlCl3 DNa2SO4

15.不同弯曲液面饱和蒸气压之间存在: B

AP>P>P BP>P>P

CP>P>P DP>P>P

16.在298K101325Pa1.00dm3 等温可逆膨胀到2.00 dm3,所做的功的绝对值为:D

A0.418J B0.0418J C7.115J D70.3J

17.下列各式不受理想气体条件的是:D

APVV =常数 B)( P/ vT = P/V

CQp=Qv+ΣνBRT D)△H=U+PV

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298K101325Pa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 / TP

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/эnBT.VnC B)(эU/эnBT. P nC

C)(эU/эnBV. S nC D)(эU/эnBP 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,Fe3O4Fe2O3FeO,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

AFe3O4 BFe2O3 CFeO D)无法确定

24.某温度时,测得反应CaCO3S=CaOS+CO2g)达到平衡时的压力PCO2大于101.3KPa,又测得2CaCO3S=2CaOS+2CO2g)的平衡常数为Kp,则有 C

AKpP co2 BKp=P co2

CKpPco2 DKpPco2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

CEd=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H2O4)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

300.01mol.dm-3KI0.008mol.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 BMgNO3 CK2SO4 DK3PO4

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=

31000g水中溶解等物质的量的下列物质之一的稀溶液,NaClCaCl2KCl

CONH22其凝固点下降最低的是

4NaHCO350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) ,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

1H2O2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BC+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 18

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273.2K1013.25KPa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QW、△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= P*?x= y?P=0.3P

P甲苯= P*甲苯?x甲苯= y甲苯?P=0.7P

x=0.142x甲苯=0.858

P= P/ y=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)+H2Og=H2g+COg

若在1000K1200K时的Kp分别为2.504×105Pa38.08×105Pa,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

2283K时,若反应物起始浓度均为0.008 mol.dm-3,则反应的半衰期为?

:(1) lgk= -3163/T+11. 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-10P0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286.5Pa260Pa

解:

[2]

?G=?G1+?G2+?G3+?G4+?G5?G3 [2]

=nRTln(P2/P1)=8.314?263ln(260/286.5)= -212J/mol [2]

?G?0,该过程可以自发进行。 [2]

6.、(8分)20HCl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20HCl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]

P=PC6H6+PHCl= P*C6H6(1-xHCl)+ kHCl? xHCl

xHCl=0.0385 [3]

xHCl= nHCl/( nHCl+ n C6H6)=0.0385 [2]

mHCl=1.87kg [1]

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FeOS=FeS+1/2O2g),的 =267.4 KJ.mol-1 =69.0 J?K-1?mol-1

解: ?rG0m=?rH0m-T?rS0m=165.8kJ/mol [2]

?rG0m= -RTlnK0=165800 [2]

K0=7.6?10-5 [2]

K0=PO2/P01/2

PO2=5.8?10-6Pa [2]

8、(8分)乙烯转化反应C2H4C2H2+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]

k(T)=0.6932/(1.316?10-3)=562.75 h-1 [2]

ln [k(T)/ k(1073K)]=(250800/8.314)[(T-1073)/1073?T] [2]

T=1573K [2]

9、(8分)将反应H2(Pθ)+I2s)→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

(+) I2s+2e 2I-(a)

H2(P0) + I2s)→2HIa

电池为:Pt? H2(P0)? HI(a=1)? I2(s)? Pt [3]

=0.5353V [1]

= -103.3kJ/mol [2]

=1.25?1018 [2]

10.8分)电池Zn(s)|ZnCl2(b=0.05mol.Kg-1)|AgCl(s)+Ag(s)的电动势E=[1.015-4.92×10-4T/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、△rSmQR

解:(-Zn(s)Zn2++2e

(+) 2AgCl(s)+2e2Ag(s)+2Cl-

Zn(s)+ 2AgCl(s)Zn2++2Ag(s)+2Cl

298K时,E=1.015V

?E/?Tp= -4.92?10-4V/K

?rGm= -zFE= -195.9kJ/mol

?rSm= -zF?E/?Tp = -94.96J/(K?mol)

?rHm= -224.2kJ/mol

Qr= -28.3 kJ/mol

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